设 a_ n 是公差为 d 的等差数列, b_ n 是公比…——2020 高考数学第 11 题答案解析

2020_江苏卷 (2020)

2020 江苏 第 11 题 填空题 区分题
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11.设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是公差为 $d$ 的等差数列,$\left\{b_{n}\right\}$ 是公比为 $q$ 的等比数列。已知数列 $\left\{a_{n}+b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $S_{n}=n^{2}-n+2^{n}-1\left(n \in \mathbf{N}^{+}\right)$,则 $d+q$ 的值是 $\_\_\_\_$ .

参考答案

4

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这道题真正考什么?

核心知识
等差数列与等比数列综合应用
核心考法
待定系数法
关键能力
应用填空题
最容易错
分类不全讨论遗漏参数边界
难度
区分题
先及格路线 · 等差数列与等比数列综合应用 · 基础题

如果目标是先及格,这类题值得掌握。

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【解答】
设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是公差为 $d$ 的等差数列,$\left\{b_{n}\right\}$ 是公比为 $q$ 的等比数列。已知数列 $\left\{a_{n}+b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $S_{n}=n^{2}-n+2^{n}-1\left(n \in \mathbf{N}^{+}\right)$,则 $d+q$ 的值是 $\_\_\_\_$ .

【答案】4
【解析】
【分析】
结合等差数列和等比数列前 $n$ 项和公式的特点,分别求得 $\left\{a_{n}\right\},\left\{b_{n}\right\}$ 的公差和公比,由此求得 $d+q$ .
【详解】设等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的公差为 $d$ ,等比数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的公比为 $q$ ,根据题意 $q \neq 1$ .
等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和公式为 $P_{n}=n a_{1}+\frac{n(n-1)}{2} d=\frac{d}{2} n^{2}+\left(a_{1}-\frac{d}{2}\right) n$ ,
等比数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和公式为 $Q_{n}=\frac{b_{1}\left(1-q^{n}\right)}{1-q}=-\frac{b_{1}}{1-q} q^{n}+\frac{b_{1}}{1-q}$ ,

依题意 $S_{n}=P_{n}+Q_{n}$ ,即 $n^{2}-n+2^{n}-1=\frac{d}{2} n^{2}+\left(a_{1}-\frac{d}{2}\right) n-\frac{b_{1}}{1-q} q^{n}+\frac{b_{1}}{1-q}$ ,
通过对比系数可知 $\left\{\begin{array}{l}\frac{d}{2}=1 \\ a_{1}-\frac{d}{2}=-1 \\ q=2 \\ \frac{b_{1}}{1-q}=-1\end{array} \Rightarrow\left\{\begin{array}{l}d=2 \\ a_{1}=0 \\ q=2 \\ b_{1}=1\end{array}\right.\right.$ ,故 $d+q=4$ .
故答案为: 4
【点睛】本小题主要考查等差数列和等比数列的前 $n$ 项和公式,属于中档题.

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