1、一方法综述 数列的通项公式是数列高考中的热点问题,求数列通项公式时会渗透多种数学思想.因此求解过程往往方法多、灵活性大、技巧性强,但万变不离其宗,只要熟练掌握各个类型的特点即可.在考试中时常会考查一些压轴小题,如数阵(数表)问题、点列问题、函数问题中、由复杂递推公式求解数列通项公式问题、两边夹问题中的数列通项公式问题、下标为形式的数列通项公式问题中都有所涉及,本讲就这类问题进行分析.二解题策略类型一 数阵(数表)中涉及到的数列通项公式问题【例1】如图所示的“数阵”的特点是:每行每列都成等差数列,则数字73在图中出现的次数为_【答案】12【指点迷津】1.本题主要考查等差数列通项与整数解问题.根据
2、每行每列都成等差数列,先从第一行入手求出第一行数组成的数列的通项公式,再把第一行的数当成首项,再次根据等差数列这一性质求出第数列组成的数列,最后根据整数解方程的解法列举所有解即可.2.数阵:由实数排成一定形状的阵型(如三角形,矩形等),来确定数阵的规律及求某项.对于数阵首先要明确“行”与“列”的概念.横向为“行”,纵向为“列”,在项的表示上通常用二维角标进行表示,其中代表行,代表列.例如:表示第行第列.在题目中经常会出现关于某个数的位置问题,解决的方法通常为先抓住选取数的特点,确定所求数的序号,再根据每行元素个数的特点(数列的通项),求出前行共含有的项的个数,从而确定该数位于第几行,然后再根据
3、数之间的规律确定是该行的第几个,即列.【举一反三】1.【河北省衡水市第二中学2019届高三上期中】数列中的项按顺序可以排列成如图的形式,第一行项,排;第二行项,从左到右分别排,;第三行项,以此类推,设数列的前项和为,则满足的最小正整数的值为( )4,4,434,43,4 4,43,4 , 4 ABCD【答案】C【解析】由图可知,第n行是4为首项,以3为公比的等比数列的前n项,和为,设满足的最小正整数为,项在图中排在第行第列(且),所以有,则,即图中从第行第列开始,和大于.因为前行共有项,所以最小正整数的值为,故选C.2.【2019年3月3日每日一题】古希腊毕达哥拉斯学派的数学家在沙滩上用小石子
4、排成多边形,从而研究“多边形数”如图甲的三角形数1,3,6,10,15,第个三角形数为又如图乙的四边形数1,4,9,16,25,第个四边形数为以此类推,图丙的五边形数中,第个五边形数为_【答案】【解析】由图可知,从第个三角形数为,第个四边形数为发现规律,归纳出第n个五边形数为1+4+7+(3n2)故答案为:类型二 点列问题中涉及到的数列通项公式问题【例2】已知点顺次为直线上的点,点顺次为轴上的点,其中.对于任意,点构成以为顶点的等腰三角形.则数列的通项公式为_.【答案】【指点迷津】对于点列问题,要根据图像上点与点之间的关系,以及平面几何知识加以分析,找出关系式即可,本题是直线上的点列,已知点列
5、的通项公式,求点列的通项公式,并研究等腰三角形是否为特殊的等腰直角三角形.【举一反三】在直角坐标平面中,已知点列,其中是正整数.连接的直线与轴交于点,连接的直线与轴交于点,连接的直线与轴交于点,.则数列的通项公式为_.【答案】 【解析】直线的斜率为,所以,.类型三 函数问题中涉及到的数列通项公式问题【例3】【河北省石家庄市第二中学2019届高三上期末】定义在正实数上的函数,其中表示不小于x的最小整数,如,当时,函数的值域为,记集合中元素的个数为,则=_.【答案】【解析】易知:当n=1时,因为x(0,1,所以x=1,所以xx=1,所以.当n=2时,因为x(1,2,所以x=2,所以xx(2,4,所
6、以.当n=3时,因为x(2,3,所以x=3,所以xx=3x(6,9,;当n=4时,因为x(3,4,所以x=4,所以xx=4x(12,16,所以;当n=5时,因为x(4,5,所以x=5,所以xx=5x(20,25,所以.由此类推:.故 .【指点迷津】1.“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.2.已知求的一般步骤:(1)当时,由求的值;(2)当时,由,求
7、得的表达式;(3)检验的值是否满足(2)中的表达式,若不满足则分段表示;(4)写出的完整表达式.【举一反三】【北京西城35中2017届高三上学期期中数学】已知是上的奇函数, ,则数列的通项公式为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】是奇函数,令, ,令, ,&网令,令,同理可得,故选 类型四 由复杂递推公式求解数列通项公式问题【例4】我们把满足的数列叫做牛顿数列,已知函数,且数列为牛顿数列,设,则( )A. B. C. D. 【答案】C【指点迷津】对于复杂的递推公式,关键是进行化简和变形,适当的时候需要换元,本题通过题意,可求得 即数列an是以2为公比的等比数列,又a1=2,利用等比
8、数列的通项公式即可求得答案【举一反三】定义运算:,若数列满足且(),则数列的通项公式_.【答案】4n2【解析】由题意可得,以,所以数列是以2为首项,4为公差的等差数列,所以.类型五 两边夹问题中的数列通项公式问题【例5】设数列满足,且对任意的,满足, ,则_【答案】【指点迷津】解题的关键是要通过所给的不等关系找到数列的项的特征,即,然后经过恰当的变形,将求的问题转化为数列求和的问题去处理,对于求和问题要把握准数列的公比和数列的项数,这是比较容易出现错误的地方.【举一反三】已知各项都为整数的数列中, ,且对任意的,满足 , ,则_【答案】类型六 下标为形式的数列通项公式问题【例6】已知等差数列,
9、等比数列的公比为,设, 的前项和分别为,若,则_【答案】【解析】, ,因为,所以,这是关于的恒等式,所以,解得,所以【指点迷津】本题要求等差数列的通项公式,既没有首项也没有公差,有的只是等差数列与等比数列的一个关系,这是一个关于正整数的恒等式,因此我们可把等差数列与等比数列的前项用基本量表示,并化已知等式为的恒等式,利用恒等式的知识求解【举一反三】一、选择题1.【浙江省湖州三校2019年高考模拟】已知数列满足,则使的正整数的最小值是( )A2018B2019C2020D2021【答案】C【解析】令,则,所以,从而,因为,所以数列单调递增,设当时, 当时,所以当时,从而,因此,选C.2.等差数列
10、和等比数列的各项均为正整数,且的前项和为,数列是公比为16的等比数列,.则的通项公式_.【答案】三强化训练1已知函数是定义在上的单调函数,且对任意的正数,都有,若数列的前项和为,且满足,则( )ABCD【答案】A【解析】因为,可得,又因为函数是定义在上的单调函数,所以,故,两式作差得,当时,求得,故,即数列是以2为首项,2为公比的等比数列,从而故选:A2【江西省上高县第二中学2019届高三3月月考】定义:若数列对任意的正整数,都有为常数,则称为“绝对和数列”,叫做“绝对公和” 已知“绝对和数列”中,绝对公和为3,则其前2019项的和的最小值为( )ABCD【答案】C【解析】解:依题意,要使其前
11、2019项的和的最小值只需每一项的值都取最小值即可,2,绝对公和d3,1或1(舍),2或2(舍),1或1(舍),满足条件的数列的通项公式,所求值为+(+)+(+)+(+)2+(12)3025,故选:C3.【安徽省毛坦厂中学2019届高三校区4月联考】已知等差数列满足,数列满足,记数列的前项和为,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )ABCD【答案】A【解析】由题意得,则,等差数列的公差,.由,得, 则不等式恒成立等价于恒成立,而,问题等价于对任意的,恒成立.设,则,即,解得或.故选:A.4【福建省厦门第一中学2019届高三3月模拟】已知数列的前项和为,直线与圆交于,两点,且.若对
12、任意恒成立,则实数的取值范围是( )ABCD【答案】B【解析】圆心O(0,0)到直线yx2,即xy20的距离d2,由d2r2,且,得22+Sn2an+2,4+Sn2(SnSn1)+2,即Sn+22(Sn1+2)且n2;Sn+2是以+2为首项,2为公比的等比数列由22+Sn2an+2,取n1,解得2,Sn+2(+2)2n1,则Sn2n+12;(n2)2适合上式,设 ,所以 .所以,若对任意恒成立,即对任意恒成立,即对任意恒成立.设,因为,所以,故的最大值为因为,所以.故选:B5已知函数的定义域为,当时,且对任意的实数,恒成立,若数列满足()且,则下列结论成立的是( )ABCD【答案】C【解析】对
13、任意的实数x,yR,f(x)f(y)f(x+y)恒成立,取xy0,则f(0)f(0)f(0),解得f(0)0或f(0)1当f(0)0时,得余题意不符,故舍去.所以f(0)1取yx0,则f(x)f(x)1,f(x),设x1x2,则f(x1x2)f(x1)f(x2)1,f(x1)f(x2)函数f(x)在R上单调递减数列满足f(an+1)f()1f(0)0,a1f(0)1,2,1,1,2f()1,f()f(1)1f()f()而f()f(),f()1f(),f()f()f()f(2),因此只有:C正确故选:C6.【安徽省黄山市2019届高三第二次检测】已知数列和的前项和分别为和,且,若对任意的 ,恒成
14、立,则的最小值为 ( )ABCD【答案】B【解析】因为,所以,相减得,因为,所以,又,所以, 因为,所以,因此,,从而,即的最小值为,选B.7【河南省十所名校2019届高三尖子生第二次联合】记为数列的前项和,已知和(为常数)均为等比数列,则的值可能为( )ABCD【答案】C【解析】当时,令(其中为非零常数),整理得:,要使得它对任意的恒成立,则:,解得:,这与为等比数列矛盾.所以,令(其中为非零常数),则,整理得:,要使得它对任意的恒成立,则,整理得:,令,则,解得:,这与为等比数列矛盾.令,则,整理得:,此方程无解.令,则,整理得:,记,所以在上必有一零点.即至少有一个实根.令,则,整理得:
15、,解得:,这与为等比数列矛盾.故选:C.8.【浙江省杭州第十四中学2019届高三9月月考】已知数列 中, ,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为( )ABCD【答案】B【解析】由题,即 由累加法可得: 即对于任意的,不等式恒成立即 令 可得且即 可得或故选B二、填空题9.艾萨克牛顿(1643年1月4日-1727年3月31日)英国皇家学会会长,英国著名物理学家,同时在数学上也有许多杰出贡献,牛顿用“作切线”的方法求函数零点时给出一个数列:满足,我们把该数列称为牛顿数列.如果函数有两个零点1,2,数列为牛顿数列,设,已知,则的通项公式_【答案】 10.【山东省济南市2019届高三3月模拟
16、】已知一族双曲线(,且),设直线与在第一象限内的交点为,点在的两条渐近线上的射影分别为,.记的面积为,则_.【答案】【解析】设,双曲线的渐近线为,互相垂直.点在两条渐近线上的射影为,则易知为直角三角形,即为等差数列,其前2019项的和为11.已知数列的前项和为,且,则数列的通项公式为_.【答案】【解析】数列的前项和为,且当n2时,则有,-得: ,整理得(n2),则当n3时有,解得(n3),检验:当n=2时,满足上式,当n=1时,不满足上式,则,故答案为:12【湖南省衡阳市2019届高三联考(二)】已知数列,为数列的前项的和,且对任意,都有,则的通项公式为_【答案】【解析】当时,由 .又,是以为
17、首项,为公差的等差数列.,当时,所以.故答案为:13.【山东省济宁市2019届高三一模】将数列3,6,9,按照如下规律排列,记第行的第个数为,如,若,则_【答案】44【解析】由题意可知,数列是一个首项为3、公差为3的等差数列,令数列为数列,则有,2019是数列的第673项,再由图可知:前1列共有1个数;前2列共有个数;前3列共有个数;前4列共有个数;前36列共有个数;前37列共有个数;所以2019是第37列第7个数,故.14.【湖南省湘潭市2019届高三二模】已知函数的图像在点处的切线与直线垂直,若数列的前项和为,则_【答案】【解析】由题意知,则,故,故 ,.故答案为15【广东省揭阳市2019届高三一模】如图,给出一个直角三角形数阵,满足每一列的数成等差数列,从第三行起,每一行的数成等比数列,且每一行的公比相等,记第i行第j列的数为,则_. 【答案】【解析】因为每一列的数成等差数列,且第一列公差为,所以,因为从第三行起,每一行的数成等比数列,且每一行的公比相等为,所以,因此.16【安徽省宣城市2019届高三八校联考】已知数列的各项都是正数,其前项和满足,则数列的通项公式为_【答案】【解析】因为数列的各项都是正数,其前项和满足,所以当时,;当时,即,即,所以数列是等差数列,又,因此,因此,又也满足,所以,.故答案为 22