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等差、等比数列及其前n项和

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重点难点

这部分内容由等差(比)数列的定义、通项公式及其前n项和公式组成,主要考查运算能力,公式和性质的灵活运用能力以及递推转化能力. 在客观题中,突出考查基本量(首项、公差或公比、通项公式、前n项和)的求解;在解答题中,常以等差(比)数列(或可以化归为等差(比)数列的关系式)为背景,重点考查其证明、通项、求和以及与函数、方程、不等式等其他知识的交汇问题,难度一般为中等或中等偏下.

重点:理解并掌握等差(比)数列的定义,能判断或证明等差(比)数列;熟记等差(比)数列的通项、求和及其变形公式和相关性质.

难点:等差(比)数列的定义的理解和判断;等差(比)数列的通项、求和及其变形公式和相关性质的记忆与灵活运用.

方法突破

1. 等差(比)数列及其前n项和的基本解题思路

(1)方程法:将an与Sn统一表示为a1和d(或q)的方程(组),以求其基本量(五个基本量中,通常先求出a1和d(或q),然后再求其他的基本量).

(2)函数法:利用函数的思想解决数列问题,如等差数列的通项、求和公式可分别表示成an=kn+b(一次函数),Sn=An2+Bn(不带常数项的二次函数)(n∈N?鄢)等.

(3)性质法:运用等差(比)数列的相关性质解题,常可整体代换,回避单个求值. 较为常用的如:若a,b,c成等差,则2b=a+c;若a,b,c成等比,则b2=ac;若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(或aman=apaq)(n,m,p,q∈N?鄢),Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…仍成等差(比)数列. 需要指出的是,等差、等比数列的性质具有对称性,因此可用类比的思想理解和记忆. 等差数列和等比数列可以相互转化,等比数列的性质可以用等差数列的性质来推导、理解和记忆.

2. 等差(比)数列及其前n项和的基本解题策略

(1)通项公式的拓展应用:若数列{an}为等差(比)数列,则an=am+(n-m)d(an=amqn-m).

(4)求最值的方法有:①函数法(作图观察);②分界法(如在等差数列中,若a1>0且d

典例精讲

(1)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a1+a5=3a3,a10=14,则S12=______.

(2)(2013年北京高考)若等比数列{an}满足a2+a4=20,a3+a5=40,则公比q=______;前n项和Sn=________.

思索 这是高考等差(比)数列中最基本的一类题型(求基本量),通常用方程法求解,但用等差(比)数列的性质进行转化常常更为简便. 因此,解题时首先要看能否利用性质,如若不能,再考虑普通方法.

(1)(2013年浙江金华十校联考)已知数列{an}是公差为1的等差数列,Sn是其前n项和,若S8是数列{Sn}中的唯一最小项,则数列{an}的首项a1的取值范围是____.

(2)(2013年新课标Ⅱ高考)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S10=0,S15=25,则nSn的最小值为______.

思索 本题考查等差数列前n项和Sn的最值的处理方法. (1)由前面所述解题策略第四点中的分界法可求得,亦可用二次函数的方法来处理. (2)由等差数列基本量的关系可求得nSn的表达式,可利用导数的方法求解最值,这是一道比较新颖的数列的最值问题,充分体现了数列与函数的联系和差别.

破解 (1)法一:由题意可知a80,即a1+70,解得-8

(1)求数列{an}的通项公式及Sn;

思索 (1)将等差数列中的项a1,a2,a4均用a1和d来表示,结合等比中项公式建立方程,解出a1和d,即可求出其通项. (2)在有关前n项和的问题中,有两个新数列的前n项和的问题,分清数列的类型和基本量尤为关键,并且问题中穿插了一点放缩的技巧. 它是一个考查知识点全面,但难度不大的数列问题.

已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,nan+1=Sn+n(n+1).

(1)证明数列{an}为等差数列,并求其通项公式;

思索 (1)证明数列为等差(比)数列是高考中的常见题型,通常由需要被证明数列的“暗示”,将关系式进行转化,利用定义法或中项法证明. (2)题中涉及离散型数列的单调性,由单调性求最值.

破解 (1)令n=1,则1・a2=a1+1・2,即a2-a1=2.

由nan+1=Sn+n(n+1),?摇(n-1)an=Sn-1+(n-1)n可得nan+1-(n-1)an=an+2n,即有an+1-an=2(n≥2).

变式练习

1. 若等差数列{an}的前6项和为23,前9项和为57,则数列{an}的前n项和Sn=_____.

2. 若f(1,1)=1, f(m,n)∈N?鄢(m,n∈N?鄢),对任意的m,n∈N?鄢都有f(m,n+1)=f(m,n)+2, f(m+1,1)=2f(m,1),则f(2013,2014)=________.

(1)求a2的值;

(2)求数列{an}的通项公式.

4. 已知正项数列{an},{bn}满足:对任意正整数n,都有an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列,且a1=10,a2=15.

(2)求数列{an},{bn}的通项公式;

参考答案

2. 22012+4026.