(本小题满分12分) 设等差数列 a _ n 的公差为 d…——2015 高考数学第 18 题答案解析

2015_省自主命题(湖北)

2015 湖北 第 18 题 解答题 区分题
2015_省自主命题(湖北)

18.(本小题满分12分)

设等差数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的公差为 d,前 项和为n $S _ { n }$ ,等比数列 $\left\{ b _ { n } \right\}$ 的公比为 .已知 q $b _ { 1 } = a _ { 1 }$ $b _ { 2 } = 2$ $q = d$ $S _ { 1 0 } = 1 0 0$

(Ⅰ)求数列 $\{ a _ { n } \} \ , \quad \{ b _ { n } \}$ 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 项和 n $T _ { n }$

参考答案

(Ⅰ) $\left\{ \begin{array} { l l } { { a _ { _ n } = 2 n - 1 , } } \\ { { } } \\ { { b _ { _ n } = 2 ^ { n - 1 } . } } \end{array} \right.$ 或 $\left\{ \begin{array} { l } { { a _ { n } = { \displaystyle { \frac { 1 } { 9 } } } ( 2 n + 7 9 ) ; } } \\ { { { } } } \\ { { b _ { n } = 9 \cdot ( { \displaystyle { \frac { 2 } { 9 } } } ) ^ { n - 1 } . } } \end{array} \right.$ ;(Ⅱ) $6 - { \frac { 2 n + 3 } { 2 ^ { n - 1 } } }$

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【答案】(Ⅰ) $\left\{ \begin{array} { l l } { { a _ { _ n } = 2 n - 1 , } } \\ { { } } \\ { { b _ { _ n } = 2 ^ { n - 1 } . } } \end{array} \right.$ 或 $\left\{ \begin{array} { l } { { a _ { n } = { \displaystyle { \frac { 1 } { 9 } } } ( 2 n + 7 9 ) ; } } \\ { { { } } } \\ { { b _ { n } = 9 \cdot ( { \displaystyle { \frac { 2 } { 9 } } } ) ^ { n - 1 } . } } \end{array} \right.$ ;(Ⅱ) $6 - { \frac { 2 n + 3 } { 2 ^ { n - 1 } } }$

【解析】(I)由题意有, $\left\{ \begin{array} { l l } { 1 0 a _ { 1 } + 4 5 d = 1 0 0 , } \\ { a _ { 1 } d = 2 , } \end{array} \right.$ 即 $\left\{ \begin{array} { l l } { 2 a _ { 1 } + 9 d = 2 0 , } \\ { a _ { 1 } d = 2 , } \end{array} \right.$

解得 $\begin{array} { r } { \left\{ \begin{array} { l l } { a _ { 1 } = 1 , } \\ { d = 2 , } \end{array} \right. } \end{array}$ 或 $\left\{ { a _ { 1 } = 9 } , \atop { d = \frac { 2 } { 9 } } . \right.$ 故 $\left\{ \begin{array} { l l } { { a _ { \mathrm { * } } = 2 n - 1 , } } \\ { { { } } } \\ { { { \bar { b } } _ { \mathrm { * } } = 2 ^ { \mathrm { * } - 1 } . } } \end{array} \right.$ 或 $\left\{ \begin{array} { l } { { a _ { \star } = \displaystyle \frac { 1 } { 9 } ( 2 n + 7 9 ) } } \\ { { \phantom { a _ { \star } = } } } \\ { { b _ { \star } = 9 \cdot ( \displaystyle \frac { 2 } { 9 } ) ^ { \star - 1 } . } } \end{array} \right.$

(Ⅱ)由d>1,知 $a _ { \scriptscriptstyle * } = 2 n - 1$ $b _ { * } = 2 ^ { * - 1 }$ ,故 $c _ { * } = \frac { 2 n - 1 } { 2 ^ { * - 1 } }$ 于是 $T _ { * } = 1 + { \frac { 3 } { 2 } } + { \frac { 5 } { 2 ^ { 2 } } } + { \frac { 7 } { 2 ^ { 3 } } } + { \frac { 9 } { 2 ^ { 4 } } } + \cdots + { \frac { 2 n - 1 } { 2 ^ { n - 1 } } }$ ① ${ \frac { 1 } { 2 } } T _ { * } = { \frac { 1 } { 2 } } + { \frac { 3 } { 2 ^ { 2 } } } + { \frac { 5 } { 2 ^ { 3 } } } + { \frac { 7 } { 2 ^ { 4 } } } + { \frac { 9 } { 2 ^ { 5 } } } + \cdots + { \frac { 2 n - 1 } { 2 ^ { * } } } .$ ②

①-②可得 ${ \frac { 1 } { 2 } } T _ { * } = 2 + { \frac { 1 } { 2 } } + { \frac { 1 } { 2 ^ { 2 } } } + \cdots + { \frac { 1 } { 2 ^ { * - 2 } } } - { \frac { 2 n - 1 } { 2 ^ { * } } } = 3 - { \frac { 2 n + 3 } { 2 ^ { * } } }$

故 $T _ { * } = 6 - \frac { 2 n + 3 } { 2 ^ { * - 1 } }$

【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

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