设数列 a_ n 的前 n 项和 S_ n =2 a_ n…——2015 高考数学第 16 题答案解析

2015_退役省自主命题 (2015·理)

2015 ?? 第 16 题 解答题 区分题
2015_退役省自主命题 (2015·理)

16.设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $S_{n}=2 a_{n}-a_{1}$,且 $a_{1}, a_{2}+1, a_{3}$ 成等差数列.
(1)求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(2)记数列 $\left\{\frac{1}{a_{n}}\right\}$ 的前 n 项和 $T_{n}$,求得 $\left|T_{n}-1\right|<\frac{1}{1000}$ 成立的 $n$ 的最小值.

参考答案(1) $a_{n}=2^{n}$; (2) 10.

完整解析 · 逐步详解

【答案】①$a_{n}=2^{n}$;(2) 10.
【解析】①由已知 $S_{n}=2 a_{n}-a_{1}$,有 $a_{n}=S_{n}-S_{n-1}=2 a_{n}-2 a_{n-1}(n>1)$,即 $a_{n}=2 a_{n-1}(n>1)$.

从而 $a_{2}=2 a_{1}, a_{3}=4 a_{1}$.
又因为 $a_{1}, a_{2}+1, a_{3}$ 成等差数列,即 $a_{1}+a_{3}=2\left(a_{2}+1\right)$.
所以 $a_{1}+4 a_{1}=2\left(2 a_{1}+1\right)$,解得 $a_{1}=2$。
所以,数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是首项为 2,公比为 2 的等比数列。
故 $a_{n}=2^{n}$.
②由①得 $\frac{1}{a_{n}}=\frac{1}{2^{n}}$.
所以 $T_{n}=\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\cdots+\frac{1}{2^{n}}=\frac{\frac{1}{2}\left[1-\left(\frac{1}{2}\right)^{n}\right]}{1-\frac{1}{2}}=1-\frac{1}{2^{n}}$.
由 $\left|T_{n}-1\right|<\frac{1}{1000}$,得 $\left|1-\frac{1}{2^{n}}-1\right|<\frac{1}{1000}$,即 $2^{n}>1000$.
因为 $2^{9}=512<1000<1024=2^{10}$,
所以 $n \geq 10$.
于是,使 $\left|T_{n}-1\right|<\frac{1}{1000}$ 成立的 $n$ 的最小值为 10.
【考点定位】本题考查等差数列与等比数列的概念、等比数列通项公式与前 n 项和公式等基础知识,考查运算求解能力.

【名师点睛】凡是有 $S_{n}$ 与 $a_{n}$ 间的关系,都是考虑消去 $S_{n}$ 或 $a_{n}$(多数时候是消去 $S_{n}$,得 $a_{n}$ 与 $a_{n-1}$ 间的递推关系)。在本题中,得到 $a_{n}$ 与 $a_{n-1}$ 间的递推关系式后,便知道这是一个等比数列,利用等比数列的相关公式即可求解.等差数列与等比数列是高考中的必考内容,多属容易题,考生应立足得满分.

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