数列求和错位相减法,裂项相消法后附答案
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一、解答题
1.已知等差数列
的前 项和为
,且
,
.
(Ⅰ)求数列
的通项公式;
(Ⅱ)若数列
满足
,
,求数列
的前 项和
.
【详解】
(Ⅰ)
,∴
,∴
则
,
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,
,
-
(
(
)
( )
=
=
∴
2.已知数列
的前n项和为
,且
,
,
求数列
的通项公式;
设
,求数列
的前n项和
.
【答案】(1)
(2)
【详解】
,
,
,
即
,
,
两式相减,得
,即
,
又
,
,
即数列是首项为2,公比为2的等比数列,
所以
;
设
,则
,
,
,
两式相减,得:
.
【点睛】
本题考查数列的递推关系,通项公式,前n项和,错位
相减法,利用错位相减法是解决
本题的关键,属于中档题.
试卷第1页,总7页
3.已知等差数列
的前 项和为
,满足
.数列
的前 项和为
,满足
.
(1)求数列
和
的通项公式;
(2)求数列
的前 项和
.
【答案】(1)
,
;(2)
.
【解析】
【分析】
(1)根据题意,求得
,然后求得公差,即可求出数列
的通项,再利用
求得
的通项公式;
(2)先求出
的通项,然后利用数列求和中错位相减求和
.
【详解】
解:(1)由
,得
,解得
.
由
,解得
或
.
若
,所以
.所以
,则
,故
不合题意,
舍去.
所以等差数列
的公差
,
故
.
数列
对任意正整数 ,满足
.
当 时,
,解得
;
当 时,
,
所以
.
所以
是以首项
,公比
的等比数列,
故数列
的通项公式为
.
(2)由(1)知
,
所以
,①
所以
,②
①-②,得
试卷第2页,总7页
,
所以
.
4.已知数列
的首项
,且满足
求证:数列
为等差数列,并求数列
的通项公式;
记
,求数列
的前项和为
.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【解析】
【分析】
由
,得
,由此可判断
为等差数列,可求
,进而得到
;
求出
,利用错位相减法可求
.
【详解】
由
,得
,
又
,
为等差数列,首项为1,公差为2,
,
.
,
,
,
得,
,
.
【点睛】
5.已知等差数列
的前 项的和为
,
,
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,记数列
的前 项和
,求使得
恒成立时 的最小正整数.
【分析】
(1)先设设等差数列
的公差为 ,由
,
列出方程组求出首项和公差
即可;
(2)由(1)先求出
,再由裂项相消法求数列的前 项和即可.
【详解】
试卷第3页,总7页
解:(1)设等差数列
的公差为 ,因为
,
,
所以
解得
所以数列
的通项公式为
.
(2)由(1)可知
∴
,
∴
,∴
,∴ 的最小正整数为1
6.已知
是首项为
的等比数列,各项均为正数,且
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前 项和
.
【分析】
(1)由
得q方程求解即可;(2)
变形为
裂项求和即可.
【详解】
(1)设
的公比为 ,
由
得
,
解得 ,或 ,
因
各项都为正数,所以 ,所以 ,所以
,
7.已知数列
为等差数列,
,且
,
,
依次成等比数列.
(1)求数列
的通项公式;
(2)设
,数列
的前
项和为
,若
,求 的值.
【分析】
(1)设等差数列的公差为d,运用等差数列的通项公式和等比数列中项性质,解方
程
可得首项和公差,即可得到所求通项公式;
(2)求得bn
(
),运用裂项相消求和可得Sn,解
方程可得n.
【详解】
(1)设数列
的公差为 ,因为
,
所以
,解得 .
试卷第4页,总7页
因为
,
,
依次成等比数列,所以
,
即
,解得
.
所以
.
(2)由(1)知
所以
,
,
所以
,
由
,得 .
8.设正项数列
的前
项和
,且
是
与
的等比中项,其中
.
(Ⅰ)求数列
的通项公式;
(Ⅱ)设
【分析】
(Ⅰ)由
是
与
的等比中项列方程整理,可得出:数列
是首项为1,公
差为1的等差数列,问题得解。
(Ⅱ)整理
,代入
的表示式子即可求解。
【详解】
解:(Ⅰ)∵
是
与
的等比中项,
∴
,
等
时,
,∴
.
当 时,
,
整理得
.
又
,∴
,
即数列
是首项为1,公差为1的等差数列.
∴
.
(Ⅱ)
,
∴
.
【点睛】
本题主要考查了
法的应用及等差数列概念,通项公式,还考查了数列裂项求和,属于
基础题。
9.已知等差数列
是递增数列,且
,
.
求数列
的通项公式;
若
,记数列
的前 项和为
,求证:
.
,求数列
的前 项和
.
【答案】(1)
;(2)
【解析】
【分析】
试卷第5页,总7页
根据等差数列
中,
,
,列出关于首项
、公差 的方程组,
解方程组可得
与
的值,从而可得数列
的通项公式;(2)由(1)可得
,利用裂项相消法求和即可得结果.
【详解】
设首项为
,公差为d的等差数列
是递增数列,且
,
.
则:
,解得:
或9,
或1,由于数列为递增数列,
则:
,
.故: ,则:
.
由于
,则:
.
所以:
.
【点睛】
本题主要考查的知识要点为等差数列的通项公式的求法及应用,裂项相消法在数列求和
中的应用,属于中
档题型.裂项相消法是最难把握的求和方法之一,其原因是有时很难
找到裂项的方向,突破这一难点的方
法是根据式子的结构特点,常见的裂项技巧:
(1)
;(2)
; (3)
;(4)
;需注意裂项之后相消的过程
中容易出现丢项或多项的问题,导致计算结果错误.
10.等差数列
的公差为正数,
,其前 项和为
;数列
为等比数列,
,
且
.
(I)求数列
与
的通项公式;
(II)设
,求数列
的前 项和
.
【答案】(Ⅰ)
,
;(Ⅱ)
.
【解析】
【分析】 (Ⅰ)等差数列{an}的公差d为正数,数列{bn}为等比数列,设公比为q,运用等差数列
和
等比数列的通项公式和求和公式,解方程可得公差和公比,即可得到所求通项公式;
(Ⅱ)求得cn=b
n
2n
2n+2(
),数列的分组求和和裂项相消求和,
化简整理即可得到所求和.
【详解】
解:(Ⅰ)设等差数列
的公差为d,等比数列
的公比为q,则
解得
∴
,
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知
.
∴
,
试卷第6页,总7页
∴
.
【点睛】
本题考查等差数列和等比数列的通项公式和求和公式的运用,考查数列的分组求和和
裂
项相消求和,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
11.已知数列
满足
,
,数列
满足
,且
是公差为
2的等差数列.
(Ⅰ)求
和
的通项公式;
(Ⅱ)求
的前n项和
.
【答案】(Ⅰ)
,
(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)利用等差数列以及等比数列的通项公式,转化求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)利用分组求和法求{bn}的前n项和Sn即可.
【详解】
解:(Ⅰ)由
,
,
是首项为 ,公比为 的等比数列.所以
.
因为
,所以
是首项为 ,公差为 的等差数列.
可得
.所以
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
.
数列
的前 项和为
.
【点睛】
本题考查等差数列以及等比数列的应用,考查分组求和法,是基本知识的考查.
试卷第7页,总7页