18.(本小题满分 12 分)
设等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的公差为 $d$ ,前 $n$ 项和为 $S_{n}$ ,等比数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的公比为 $q$ 。已知 $b_{1}=a_{1}, b_{2}=2, q=d$ , $S_{10}=100$ 。
(I)求数列 $\left\{a_{n}\right\},\left\{b_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)当 $d>1$ 时,记 $c_{n}=\frac{a_{n}}{b_{n}}$ ,求数列 $\left\{c_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $T_{n}$ .
(本小题满分 12 分) 设等差数列 a_ n 的公差为…——2015 高考数学第 18 题答案解析
2015_退役省自主命题 (2015·理)
完整解析 · 逐步详解
【答案】(I )$\left\{\begin{array}{l}a_{n}=2 n-1, \\ b_{n}=2^{n-1} .\end{array}\right.$ 或 $\left\{\begin{array}{l}a_{n}=\frac{1}{9}(2 n+79), \\ b_{n}=9 \cdot\left(\frac{2}{9}\right)^{n-1} .\end{array}\right.$(II) $6-\frac{2 n+3}{2^{n-1}}$ .
【解析】(I)由题意有,$\left\{\begin{array}{l}10 a_{1}+45 d=100, \\ a_{1} d=2,\end{array}\right.$ 即 $\left\{\begin{array}{l}2 a_{1}+9 d=20, \\ a_{1} d=2,\end{array}\right.$
解得 $\left\{\begin{array}{l}a_{1}=1, \\ d=2,\end{array}\right.$ 或 $\left\{\begin{array}{l}a_{1}=9, \\ d=\frac{2}{9} .\end{array}\right.$ 故 $\left\{\begin{array}{l}a_{n}=2 n-1, \\ b_{n}=2^{n-1} .\end{array}\right.$ 或 $\left\{\begin{array}{l}a_{n}=\frac{1}{9}(2 n+79), \\ b_{n}=9 \cdot\left(\frac{2}{9}\right)^{n-1} .\end{array}\right.$
(II)由 $d>1$ ,知 $a_{n}=2 n-1, b_{n}=2^{n-1}$ ,故 $c_{n}=\frac{2 n-1}{2^{n-1}}$ ,
于是 $T_{n}=1+\frac{3}{2}+\frac{5}{2^{2}}+\frac{7}{2^{3}}+\frac{9}{2^{4}}+\cdots+\frac{2 n-1}{2^{n-1}}$ ,
$\frac{1}{2} T_{n}=\frac{1}{2}+\frac{3}{2^{2}}+\frac{5}{2^{3}}+\frac{7}{2^{4}}+\frac{9}{2^{5}}+\cdots+\frac{2 n-1}{2^{n}}$.
①-②可得 $\frac{1}{2} T_{n}=2+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\cdots+\frac{1}{2^{n-2}}-\frac{2 n-1}{2^{n}}=3-\frac{2 n+3}{2^{n}}$ ,
故 $T_{n}=6-\frac{2 n+3}{2^{n-1}}$ .
【考点定位】等差数列、等比数列通项公式,错位相减法求数列的前 $n$ 项和.
【名师点睛】错位相减法适合于一个由等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 及一个等比数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 对应项之积组成的数列。考生在解决这类问题时,都知道利用错位相减法求解,也都能写出此题的解题过程,但由于步骤繁琐、计算量大导致了漏项或添项以及符号出错等。两边乘公比后,对应项的幂指数会发生变化,应将相同幂指数的项对齐,这样有一个式子前面空出一项,另外一个式子后面就会多了一项,两项相减,除第一项和最后一项外,剩下的 $n-1$ 项是一个等比数列。