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微重点6子数列与增减项问题
子数列问题(包括数列中的奇偶项、公共数列以及分段数列)与数列的增减项问题是近几年高考的重点和热点,一般方法是构造新数列,利用新数列的特征(等差、等比或其他特征)求解原数列.
考点一奇数项、偶数项
例1(2023·新高考全国Ⅱ)已知{an}为等差数列,bn=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(an-6,n为奇数,,2an,n为偶数.))记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,S4=32,T3=16.
(1)求{an}的通项公式;
(2)证明:当n5时,TnSn.
(1)解设等差数列{an}的公差为d,
而bn=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(an-6,n为奇数,,2an,n为偶数,))
则b1=a1-6,b2=2a2=2a1+2d,b3=a3-6=a1+2d-6,
于是eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(S4=4a1+6d=32,,T3=4a1+4d-12=16,))
解得a1=5,d=2,an=a1+(n-1)d=2n+3,
所以数列{an}的通项公式是an=2n+3.
(2)证明方法一由(1)知,Sn=eq\f(n?5+2n+3?,2)=n2+4n,
bn=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2n-3,n为奇数,,4n+6,n为偶数,))
当n为偶数时,bn-1+bn=2(n-1)-3+4n+6=6n+1,
Tn=eq\f(13+?6n+1?,2)·eq\f(n,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(7,2)n,
当n5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(7,2)n))-(n2+4n)=eq\f(1,2)n(n-1)0,
因此TnSn.
当n为奇数时,Tn=Tn+1-bn+1=eq\f(3,2)(n+1)2+eq\f(7,2)(n+1)-[4(n+1)+6]=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,
当n5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(5,2)n-5))-(n2+4n)=eq\f(1,2)(n+2)(n-5)0,
因此TnSn.
综上,当n5时,TnSn.
方法二由(1)知,Sn=eq\f(n?5+2n+3?,2)=n2+4n,
bn=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2n-3,n为奇数,,4n+6,n为偶数,))
当n为偶数时,Tn=(b1+b3+…+bn-1)+(b2+b4+…+bn)=eq\f(-1+2?n-1?-3,2)·eq\f(n,2)+eq\f(14+4n+6,2)·eq\f(n,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(7,2)n,
当n5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(7,2)n))-(n2+4n)=eq\f(1,2)n(n-1)0,
因此TnSn,
当n为奇数时,若n≥3,
则Tn=(b1+b3+…+bn)+(b2+b4+…+bn-1)=eq\f(-1+2n-3,2)·eq\f(n+1,2)+eq\f(14+4?n-1?+6,2)·eq\f(n-1,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,
显然T1=b1=-1满足上式,
因此当n为奇数时,Tn=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,
当n5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(5,2)n-5))-(n2+4n)=eq\f(1,2)(n+2)(n-5)0,
因此TnSn,
所以当n5时,TnSn.
规律方法(1)数列中的奇、偶项问题的常见题型
①数列中连续两项和或积的问题(an+an+1=f(n)或an·an+1=f(n));
②含有(-1)n的类型;
③含有{a2n},{a2n-1}的类型;
④已知条件明确的奇偶项问题.
(2)对于通项公式分奇、偶不同的数列{an}求Sn时,我们可以分别求出奇数项的和与偶数项的和,也可以把a2k-1+a2k看作一项,求出S2k,再求S2k-1=S2k-a2k.
跟踪演练1(2023·郑州模拟)已知数列{an}满足a1=3,an=an-1+2n-1(n≥2,n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=an-1+(-1)nlog2(an-1),求数列{bn}的前n项和Tn.
解(1)∵an-an-1=2n-1(n≥2),
∴当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+
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