考点32 数列求和8种常见考法归类-【考点通关】备战2024年高考数学一轮题型归纳与解题策略(新高考地区专用)含解析.docx
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1、考点32 数列求和8种常见考法归类-【考点通关】备战2024年高考数学一轮题型归纳与解题策略(新高考地区专用)考点32 数列求和8种常见考法归类考点一 公式法求和考点二 分组转化法求和(一) 等差+等比型求和(二) 等差(等比)+裂项(三) 绝对值求和(分段求和)(四) 奇偶型求和(五) 正负相间求和(并项求和)考点三 倒序相加法求和考点四 错位相减法求和(一)等差等比(二)等差/等比考点五 裂项相消法求和(一)等差型(二)无理型(三)指数型(四)对数型(五)幂型(六)三角函数型(七)通项与前n项和、前n项积关系型(八)正负相间型裂项(九)先放缩后裂项求和考点六 插入或构造新数列求和考点七 利
2、用周期求和考点八 数列求和的实际应用(一)分期付款(二)产值增长(三)其他模型1.公式法公式法:如果一个数列是等差、等比数列或者是可以转化为等差、等比数列的数列,我们可以运用等差、等比数列的前项和的公式来求和.对于一些特殊的数列(正整数数列、正整数的平方和立方数列等)也可以直接使用公式求和.等差数列的前n项和公式:Snna1d.等比数列的前n项和公式:Sn数列前项和重要公式:(1) (2)(3) (4) (5)等差数列中,;(6)等比数列中,.2.分组转化法有一类数列,它既不是等差数列,也不是等比数列,但是数列是等差数列或等比数列或常见特殊数列,则可以将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比数
3、列或常见的特殊数列,然后分别求和,再将其合并即可.分组转化法求和的常见类型(1)若anbncn,且bn,cn为等差或等比数列,可采用分组转化法求an的前n项和注:形如an,用分组求和法,分别求和而后相加减形如an,用分组求和法,分别求和而后相加减形如an,用分组求和法,分别求和而后相加减(2)通项公式为an的数列,其中数列bn,cn是等比数列或等差数列,可采用分组转化法求和注:(1)分奇偶各自新数列求和(2)要注意处理好奇偶数列对应的项:可构建新数列;可“跳项”求和(3)正负相间求和:奇偶项正负相间型求和,可以两项结合构成“常数数列”。如果需要讨论奇偶,一般情况下,先求偶,再求奇。求奇时候,直
4、接代入偶数项公式,再加上最后的奇数项通项。注:在一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和形如an(1)nf(n)类型,可采用两项合并求解例如,Sn10029929829722212(1002992)(982972)(2212)(10099)(9897)(21)5 050.3.倒序相加法如果一个数列an,与首末项等距的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法,等差数列前n项和公式的推导便使用了此法. 用倒序相加法解题的关键,就是要能够找出首项和末项之间的关系,因为有时这种关系比较隐蔽. 注:倒序求和,多是具有中
5、心对称的4.错位相减法错位相减求和方法(1)适用条件:若an是公差为d(d0)的等差数列,bn是公比为q(q1)的等比数列,求数列anbn的前n项和Sn;(2)基本步骤(3)四步法用错位相减法求数列前n项和过程可概括为“一加、二乘、三减、四除”八字,以为例第一步“一加”.“一加”,即将数列的各项展开相加,对于数列bn有Tn=13+232+n13n1+n3n第二步“乘”.“二乘”,即对数列的每一项都乘上等比数列的公比,对于bn=n3n,包含的等差数列的通项为n,等比数列的通项为13n,公比为13,故有13Tn=132+232+n13n+n3n+1第三步“减”.“三减”,用“一加”所得等式减去“二
6、乘”所得等式,相减过程注意错位,即Tn13Tn=13+232+n13n1+n3n132+233+n13n+n3n+1=23Tn.第四步“四除”.“四除”,将“三减”所得等式的两边同时除以相同系数,再整理结果,可得Tn=34113nn23n.(4)注意事项:注意题目类型,特别是数列中等比数列公比为负数的情形;在写出Sn与qSn的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”,以便下一步准确写出SnqSn;若等比数列的公比为参数,则需要讨论公比为1和不为1两种情形.作差后,等式右边有第一项、中间n1项的和式、最后一项三部分组成;运算时,经常把b2b3bn这n1项和看成n项和,把anbn1写成anbn1导致
7、错误 (5)通法探究即万能公式从上述对错位相减法的构建过程的探究中可知,该过程较为固定,故可将其整理为适用的万能公式,后续直接代人即可求解.即对于可分为等差数列和等比数列相乘形式的数列Cn(通项公式Cn=(an+b)qnl,其前n项和Sn可表示为Sn=(An+B)qn+C,其中A=aq1,B=bAq1,C=B.下面结合例题来直接验证该公式.已知bn=n3n,变形可得bn=13n.13n1,则a=13,b=0,q=13,可推知A=aq1=12,B=bAq1=34,C=B=34,所以Sn=(An+B)qn+C=n23413n+34,显然该式与Sn=34113nn23n等价.5.裂项相消法裂项相消法
8、求和的实质是将数列中的通项分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的,其解题的关键就是准确裂项和消项(1)裂项原则:一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止(2)消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第几项在利用裂项相消求和时应注意:善于识别裂项类型(1)在把通项裂开后,是否恰好能利用相应的两项之差,相应的项抵消后是否只剩下第一项和最后一项,或者只剩下前边两项和后边两项,有时抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面剩两项,或者前面剩几项,后面也剩几项;(2)对于不能由等差数列,等比数列的前n项和公式直接求和问题
9、,一般需要将数列的结构进行合理的拆分,将通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂开的两项之差或系数之积与原通项相等.转化成某个新的等差或者等比数列进行求和。应用公式时,要保证公式的准确性,区分是等差还是等比数列的通项还是前n项和公式。(3)使用裂项法求和时,要注意正负相消时消去了哪些项保留了哪些项,切不可漏写末被消去的项,末被消去的项前后对称的特点,漏掉的系数裂项过程中易出现丢项或者多项的错误,造成计算结果上的错误,实质上也是造成正负相消是此法的根源目的。(4)常见的裂项技巧等差型等差型是裂项相消法中最常见的类型,也是最容易掌握的。设等差数列的各项不为零,公差为,则,另外常见的类型有:(1)特
10、别注意(2)拓展:(3)分式的裂项:解答过程通过在分母上“减项”实现了通项的升幂,从而达到把通项裂项的目的。(4)如:(5)(6)整式的裂项:解答过程可以通过“增项”实现了通项的升幂,从而达到将通项进行裂项的目的,具体可使用待定系数法求参数.(7)(8)无理型该类型的特点是,分母为两个根式之和,这两个根式的平方差为常数,然后通过分母有理化来达到消项的目的,有时在证明不等式时,常常把分母放缩成两个根式之和,来达到消项化简的目的。常见的有(1) =特别注意(2)(3)(4)(5)指数型由于,因此一般地有常见的有:(1)(2)(3)差指综合类型(4)(5)(6)(7)(8)(9),设,易得,于是(1
11、0)对数型由对数的运算法则可知:若则幂型(1)(2)(3)正负相间型裂项(1)形如型,可构造,化为,利用正负相间裂项相消求和(2)形如型,可构造,化为利用正负相间裂项相消求和。注意构造过程中指数幂的运算。三角型(1)(2)(3)(4),则通项与前n项和关系型利用数列的前n项和与通项的关系裂项,如数列的通项可化为常见放缩公式:(1);(2);(3);(4);(5);(6);(7);(8);(9);(10)(11)6.数列应用问题常见模型(1)单利公式:利息按单利计算,本金为a元,每期利率为r,存期为x,则本利和ya(1xr). (2)复利公式:利息按复利计算,本金为a元,每期利率为r,存期为x,
12、则本利和ya(1r)x. (3)产值模型:原来产值的基础数为N,平均增长率为p,对于时间x,总产值yN(1p)x. (4)递推型:有an1f(an)与Sn1f(Sn)两类. (5)数列与其他知识综合,主要有数列与不等式、数列与函数(含三角函数)、数列与解析几何等.考点一 公式法求和1(2023全国高三专题练习)求数列的通项公式为;设为数列的前项和,求使成立的的取值集合.2(2023全国高三专题练习)记数列的前项和为已知,且(1)证明:是等比数列;(2)求3(2023广西统考模拟预测)已知数列为等比数列,其前项和为,且,.(1)求的通项公式;(2)求使成立的正整数的最大值.考点二 分组转化法求和
13、(一)等差+等比型求和4(2023秋宁夏银川高三校考期末)已知数列是等差数列,(1)求数列的通项公式;(2)若,求数列的前n项和5(2023河北统考模拟预测)已知在公差为正数的等差数列中,a1,a4,2a8构成等比数列.(1)求数列的通项公式;(2)若 ,求数列的前n项和.在,这三个条件中任选一个补充在第(2)问中,并求解.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.6(2023江西校联考模拟预测)已知数列满足,(1)令,证明:数列为等比数列;(2)求数列的前项和7(2023河南校联考模拟预测)已知,分别为等差数列,等比数列,且,.(1)求,的通项公式;(2)求数列的前n项和.8(2023
14、秋山西吕梁高三统考期末)已知正项等差数列,且,成等比数列,数列的前n项和为,(1)求数列和的通项公式;(2)若,数列的前n项和为,求证:9(2023湖北武汉华中师大一附中校考模拟预测)已知数列前n项和为,满足(1)求数列的通项公式;(2)令,求数列的前n项和(三)绝对值求和(分段求和)10(2023湖南校联考二模)记为等差数列的前项和,(1)求数列的通项公式;(2)求的值11(2023辽宁大连大连二十四中校考模拟预测)已知等差数列的前n项和为,其中,(1)求数列的通项;(2)求数列的前n项和为12(2023重庆万州重庆市万州第三中学校考模拟预测)已知数列的前项和为,且.(1)求数列的通项公式;
15、(2)若数列的前项和为,设,求的最小值.(四)奇偶型求和13(2023全国高三对口高考)函数,且,则_14(2023浙江校联考二模)设数列满足:是的等比中项.(1)求的值;(2)求数列的前20项的和.15(2023江苏统考模拟预测)已知数列满足,.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前40项和.16(2023全国高三专题练习)已知数列满足(1)证明:是一个等差数列;(2)已知,求数列的前项和17(2023天津和平耀华中学校考二模)已知等差数列的前n项和为,数列满足:,(1)证明:是等比数列;(2)证明:;(3)设数列满足:证明:18(2023全国高三专题练习)设是公差不为零的等差数列,已
16、知,为,的等比中项(1)求数列的通项公式;(2)若,求数列的前n项和;(3)若求数列的前2n项和(五)正负相间求和(并项求和)19(2023春重庆高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)已知等差数列满足(1)求的通项公式;(2)设,求20(2023广东深圳校考二模)已知是等差数列,且,成等比数列.(1)求数列的通项公式;(2)令,记,求.21(2023广东韶关统考模拟预测)设等比数列的前项和为,已知,.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.22(2023重庆校联考三模)已知数列满足:,(1)求数列的通项公式;(2)记数列的前n项和为,求.23(2023广东广州统考模拟预测)已知数列的首项,其
17、前n项和为,且满足(1)求;(2)设,求数列的最大项24(2023云南校联考二模)正项数列的前n项和为,已知(1)求证:数列为等差数列,并求出,;(2)若,求数列的前2023项和25(2023山东烟台统考二模)已知数列的前项和为,数列满足,且(1)求数列和的通项公式;(2)设,求数列的前项和考点三 倒序相加法求和26(2023全国高三专题练习)已知,等差数列的前项和为,且,则的值为_.27(2023全国高三专题练习)已知函数,则_28(2023湖北统考模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数倒序相加法最小二乘法每一个
18、阶代数方程必有个复数解等.若函数,设,则_.29(2023全国高三专题练习)设函数,设,求数列的通项公式30(2023江苏统考模拟预测)若数列满足,则的前n项和为_.考点四 错位相减法求和(一)等差等比31(2023宁夏石嘴山石嘴山市第三中学校考模拟预测)已知数列满足,().记(1)求证:是等比数列;(2)设,求数列的前项和.32(2023山西大同统考模拟预测)已知数列满足:,数列是以4为公差的等差数列(1)求数列的通项公式;(2)记数列的前n项和为,求的值33(2023河南校联考模拟预测)在,这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.已知公差不为0的等差数列的前项和为是与的等比中项,_
19、.(1)求的通项公式;(2)求数列的前项和.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.34(2023浙江宁波镇海中学校考模拟预测)已知数列的前n项和为,且(1)求数列的通项;(2)设数列满足,记的前n项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围35(2023云南校联考模拟预测)已知数列的前项和为,.(1)求数列的通项公式;(2)设,的前项和为,若对任意的正整数,不等式恒成立,求实数的取值范围.36(2023重庆万州统考模拟预测)在;,与都是等比数列;,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并作答已知数列的前n项和为,且_(1)求数列的通项公式;(2)若,求数列的前n项和注:如果选择多个条
20、件分别作答,则按所作第一个解答计分37(2023海南海口海南中学校考二模)已知数列和等差数列满足,且当时,.(1)求数列的通项;(2)求数列的前项和.(二)等差/等比38(2023江西江西师大附中校考三模)已知各项为正数的数列的前项和为,满足(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项的和39(2023全国高三对口高考)为各项非零的等差数列,其前项和为,若对任意正整数,均有,则数列的前项和_40(2023河北唐山开滦第二中学校考模拟预测)已知等差数列的前n项和为,且.(1)求的通项公式;(2)若,求数列的前n项和.41(2023广东统考模拟预测)记数列的前项和为,已知,.(1)求;(2)若,
21、求数列的前项和.考点五 裂项相消法求和(一)等差型42(2023北京西城北师大实验中学校考三模)已知是数列的前项和,且对任意的正整数,都满足:,若,则_,_43(2023河南校联考模拟预测)已知数列的各项均为正数,其前项和满足,数列满足.(1)求的通项公式;(2)设数列的前项和为,若对一切恒成立,求实数的取值范围.44(2023河南校联考模拟预测)已知等差数列的前项和为.(1)求数列的通项公式;(2)若数列满足,求数列的通项公式.45(2023湖北黄冈浠水县第一中学校考模拟预测)设数列的前项和为,已知,是公差为2的等差数列.(1)求的通项公式;(2)设,数列前项和,证明:.46(2023福建厦
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