(2)∵Sn=2an-2,∴n=1时,a1=2a1-2,解得a1=2. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-2-(2an-1-2), ∴an=2an-1.
∴数列{an}是公比与首项都为2的等比数列,∴an=2. ∴bn=10-log2an=10-n. 由bn=10-n≥0,解得n≤10.
∴{bn}前9项为正,第10项为0,以后各项为负, ∴使数列{bn}的前n项和取最大值时的n的值为9或10. 答案 (1)D (2)9或10
探究提高 1.利用等差(比)性质求解的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解.
2.活用函数性质:数列是一种特殊的函数,具有函数的一些性质,如单调性、周期性等,可利用函数的性质解题.
【训练2】 (1)(2018·湖南六校联考)在等差数列{an}中,其前n项和为Sn,若a5,a7是方程x+10x-16=0的两个根,那么S11的值为( ) A.44 C.55
B.-44 D.-55
2
n(2)(2018·石家庄质检)等比数列{an}中,a4=2,a5=5,则数列{lg an}的前8项和S8为( ) A.4
B.2
C.3
D.5
解析 (1)由题设,a5+a7=-10,
11(a1+a11)11(a5+a7)
则S11===11×(-5)=-55.
22(2)设等比数列{an}的公比为q, 由a5=5,a4=2,得5=2q,∴q=
5
. 2
∴an=a4·qn-4
=2·?
??5??2?
n-4
,且a1a8=a4a5=10. 5, 2
从而lg an=lg2+(n-4)lg则数列{lg an}是等差数列,
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1
∴S8=(lg a1+lg a8)×8=4lg(a1a8)=4lg10=2.
2答案 (1)D (2)B
热点三 等差(比)数列的判断与证明
【例3】 (2018·成都调研)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an>0,Sn=an+1-λSn+1,其中λ为常数.
(1)证明:Sn+1=2Sn+λ;
(2)是否存在实数λ,使得数列{an}为等比数列,若存在,求出λ;若不存在,请说明理由. (1)证明 ∵an+1=Sn+1-Sn,Sn=an+1-λSn+1, ∴Sn=(Sn+1-Sn)-λSn+1, 则Sn+1(Sn+1-2Sn-λ)=0.
∵an>0,知Sn+1>0,∴Sn+1-2Sn-λ=0, 故Sn+1=2Sn+λ.
(2)解 由(1)知,Sn+1=2Sn+λ, 当n≥2时,Sn=2Sn-1+λ, 两式相减,an+1=2an(n≥2,n∈N),
所以数列{an}从第二项起成等比数列,且公比q=2. 又S2=2S1+λ,即a2+a1=2a1+λ, ∴a2=a1+λ=1+λ>0,得λ>-1.
??1,n=1,
因此an=? n-2
?(λ+1)·2,n≥2.?
*
2
2
2
2
2
2
若数列{an}是等比数列,则a2=1+λ=2a1=2. ∴λ=1,经验证得λ=1时,数列{an}是等比数列.
【迁移探究】 若本例中条件“a1=1”改为“a1=2”其它条件不变,试求解第(2)问. 解 由本例(2),得an+1=2an(n≥2,n∈N). 又S2=2S1+λ,∴a2=a1+λ=2+λ>0. ∴an=(2+λ)·2
n-2
*
(n≥2).
又a1=2,若{an}是等比数列, ∴a2=(2+λ)·2=2a1=4,∴λ=2.
故存在λ=2,此时an=2,数列{an}是等比数列.
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n0
探究提高 1.判定等差(比)数列的主要方法:(1)定义法:对于任意n≥1,n∈N,验证an+1-an?或2.
*
?an+1?为与正整数n无关的一常数;(2)中项公式法.
??an?
an+12
=q和an=an-1an+1(n≥2)都是数列{an}为等比数列的必要不充分条件,判定时还要看an各项是否为零.
【训练3】 (2017·全国Ⅰ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.已知S2=2,S3= -6.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并判断Sn+1,Sn,Sn+2是否成等差数列. 解 (1)设{an}的公比为q,由题设可得
???a1(1+q)=2,?q=-2,?解得? 2
?a1(1+q+q)=-6,?a1=-2.??
故{an}的通项公式为an=(-2).
na1(1-qn)-2[1-(-2)n](2)由(1)得Sn== 1-q1-(-2)
2n=[(-2)-1], 3
22n+1n+2
则Sn+1=[(-2)-1],Sn+2=[(-2)-1],
33
2224n+1n+2nn所以Sn+1+Sn+2=[(-2)-1]+[(-2)-1]=[2(-2)-2]=[(-2)-1]=2Sn,
3333∴Sn+1,Sn,Sn+2成等差数列.
热点四 等差数列与等比数列的综合问题
【例4】 (2018·天津卷)设{an}是等差数列,其前n项和为Sn(n∈N);{bn}是等比数列,公比大于0,其前n项和为Tn(n∈N).已知b1=1,b3=b2+2,b4=a3+a5,b5=a4+2a6. (1)求Sn和Tn;
(2)若Sn+(T1+T2+…+Tn)=an+4bn,求正整数n的值. 解 (1)设等比数列{bn}的公比为q(q>0). 由b1=1,b3=b2+2,可得q-q-2=0. 因为q>0,可得q=2,故bn=21-2n所以,Tn==2-1.
1-2设等差数列{an}的公差为d.
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nn-12
*
*
.
由b4=a3+a5,可得a1+3d=4.
由b5=a4+2a6,可得3a1+13d=16,从而a1=1,d=1, 故an=n. 所以,Sn=
n(n+1)
2
.
(2)由(1),有
T1+T2+…+Tn=(21+22+…+2n)-n
2×(1-2)n+1=-n=2-n-2.
1-2由Sn+(T1+T2+…+Tn)=an+4bn 得
nn(n+1)
2
2
+2
n+1
-n-2=n+2
n+1
,
整理得n-3n-4=0,解得n=-1(舍),或n=4. 所以,n的值为4.
探究提高 1.等差数列与等比数列交汇的问题,常用“基本量法”求解,但有时灵活地运用性质,可使运算简便.
2.数列的通项或前n项和可以看作关于n的函数,然后利用函数的性质求解数列问题. 【训练4】 (2018·武汉质检)在公比为q的等比数列{an}中,已知a1=16,且a1,a2+2,
a3成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若q<1,求满足a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n>10的最小正整数n的值. 解 (1)依题意,2(a2+2)=a1+a3,且a1=16. ∴2(16q+2)=16+16q, 即4q-8q+3=0. 13因此q=或q=.
221?1?当q=时,an=16·??2?2?3?3?当q=时,an=16·??2?2?
n-1
2
2
=2
n-1
5-n;
.
5-n(2)由(1)知,当q<1时,an=2.
则a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n
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