本题导读

本题为四川卷压轴题,考查二元递推数列关系的拆解、等差数列的证明,以及形如“等差 等比”数列的错位相减法求和。

📌【题干】

Question

(2010年四川卷(理)) 21. 已知数列 满足 ,且对任意 都有

(1) 求 ;

(2) 设 ,证明:数列 是等差数列;

(3) 设 ,求数列 的前 项和 .

🔍【思路分析】

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  1. 第 (1) 问(赋值法):
  • 令 :,已知 ,代入求 。
  • 令 :,代入求 。
  1. 第 (2) 问(证明等差数列):
  • 在已知递推式中,取 :。
  • 取 (或利用下标关系):用赋值法导出奇数项的递推关系 。
  • 变形得 ,证明 是公差为 的等差数列。
  1. 第 (3) 问(求和):
  • 先求出通项 的表达式(通过偶数项与奇数项的对应关系,可归纳得出 )。
  • 求出 。
  • ,属于“等差 等比”结构,当 时直接分组求和;当 时用错位相减法求解 。

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**:

✍【详细解析】

Abstract

(1) 求 的值

已知 ,递推公式为:

  • 求 : 在递推式中,取 : 代入 :

  • 求 : 在递推式中,取 : 代入 :

故 .


(2) 证明:数列 是等差数列

已知 .

在已知递推式 中: 取 :

由 ① 式可变形为:

根据 的定义, 且 ,代入上式得:

又首项 .

所以,数列 是以 为首项, 为公差的等差数列.


(3) 求数列 的前 项和

由 (2) 知 是首项为 ,公差为 的等差数列:

因为 ,由累加法可得奇数项通项:

再在原递推式中取 : 代入 及 :

综合奇数项 与偶数项 ,可归纳得出数列 的通项公式为:

计算邻项之差:

所以 .

求数列 的前 项和 :

情况 1:当 时

情况 2:当 时

两边同乘以 :

②式减去③式:

两边同除以 :

综上所述:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:赋值法解双变元递推式、累加法求奇偶项通项、错位相减法求和。
  2. 核心方法:
  • 证明等差:取 导出 ;
  • 错位相减:乘公比 错位相减后,中间项为等比数列求和。
  1. 避坑指南:第 (3) 问求和时必须对 和 分类讨论,若遗漏 会导致分母 而出错扣分。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:上海/四川压轴题中二元抽象递推关系的代表作(与二次函数 结构对应)。
  2. 结论推广:对任意满足 的函数,其二次项系数为 。

🔗【关联脉络】

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