已知数列 a _ n 满足 a_ n+2 =q a_ n…——2015 高考数学第 17 题答案解析

2015_天津卷 (2015·理)

2015 ?? 第 17 题 解答题 区分题
2015_天津卷 (2015·理)

18.已知数列 $\left\{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}\right\}$ 满足 $a_{n+2}=q a_{n}$( $q$ 为实数,且 $q \neq 1$ ),$n \in N^{*}, a_{1}=1, a_{2}=2$ ,且 $a_{2}+a_{1}, a_{3}+a_{4}$ , $a_{4}+a_{5}$ 成等差数列。
(I)求 $q$ 的值和 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)设 $b_{n}=\frac{\log _{2} a_{2 n}}{a_{2 n-1}}, n \in N^{*}$ ,求数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和.

参考答案见解析 解析过程: ( I )解:由已知,有 $\left(a_{3}+a_{4}\right)-\left(a_{2}+a_{3}\right)=\left(a_{4}+a_{5}\right)-\left(a_{3}+a_{4}\right)$ , 即 $a_{4}-a_{2}=a_{5}-a_{3}$ ,所以 $a_{2}(q-1)=a_{3}(q-1)$ . 又因为 $q \neq 1$ ,故 $a_{3}=a_{2}=2$ ,由 $a_{3}=a_{1} \cdot q$ ,得 $q=2$ . 当 $n=2 k-1\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$\quad a_{n}=a_{2 k-1}=2^{k-1}=2^{\frac{n-1}{2}}$ ; 当 $n=2 k\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$a_{n}=a_{2 k}=2^{k}=2^{\frac{n}{2}}$ . 所以,$\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_{n}=\left\{\begin{array}{l}2^{\frac{n-1}{2}}, n \text { 为奇数,} \\ 2^{\frac{n}{2}}, n \text { 为偶数.}\end{array}\right.$ (II)解:由(I)得 $b_{n}=\frac{\log _{2} a_{2 n}}{a_{2 n-1}}=\frac{n}{2^{n-1}}$ .设 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $S_{n}$ , 则 $S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{0}}+2 \times \frac{1}{2^{1}}+3 \times \frac{1}{2^{2}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-2}}+n \times \frac{1}{2^{n-1}}$ , $\frac{1}{2} S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{1}}+2 \times \frac{1}{2^{2}}+3 \times \frac{1}{2^{3}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-1}}+n \times \frac{1}{2^{n}}$, 上述两式相减,得 $\frac{1}{2} S_{n}=1+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\ldots \frac{1}{2^{n-1}}-\frac{n}{2^{n}}=\frac{1-\frac{1}{2^{n}}}{1-\frac{1}{2}}-\frac{n}{2^{n}}=2-\frac{2}{2^{n}}-\frac{n}{2^{n}}$ 整理得,$S_{n}=4-\frac{n+2}{2^{n-1}}$ . 所以,数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $4-\frac{n+2}{2^{n-1}}, n \in N^{*}$ .

完整解析 · 逐步详解

【解答】
答案:
见解析
解析过程:
( I )解:由已知,有 $\left(a_{3}+a_{4}\right)-\left(a_{2}+a_{3}\right)=\left(a_{4}+a_{5}\right)-\left(a_{3}+a_{4}\right)$ ,

即 $a_{4}-a_{2}=a_{5}-a_{3}$ ,所以 $a_{2}(q-1)=a_{3}(q-1)$ .

又因为 $q \neq 1$ ,故 $a_{3}=a_{2}=2$ ,由 $a_{3}=a_{1} \cdot q$ ,得 $q=2$ .

当 $n=2 k-1\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$\quad a_{n}=a_{2 k-1}=2^{k-1}=2^{\frac{n-1}{2}}$ ;

当 $n=2 k\left(k \in N^{*}\right)$ 时,$a_{n}=a_{2 k}=2^{k}=2^{\frac{n}{2}}$ .
所以,$\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_{n}=\left\{\begin{array}{l}2^{\frac{n-1}{2}}, n \text { 为奇数,} \\ 2^{\frac{n}{2}}, n \text { 为偶数.}\end{array}\right.$

(II)解:由(I)得 $b_{n}=\frac{\log _{2} a_{2 n}}{a_{2 n-1}}=\frac{n}{2^{n-1}}$ .设 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $S_{n}$ ,
则 $S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{0}}+2 \times \frac{1}{2^{1}}+3 \times \frac{1}{2^{2}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-2}}+n \times \frac{1}{2^{n-1}}$ ,
$\frac{1}{2} S_{n}=1 \times \frac{1}{2^{1}}+2 \times \frac{1}{2^{2}}+3 \times \frac{1}{2^{3}}+\ldots+(n-1) \times \frac{1}{2^{n-1}}+n \times \frac{1}{2^{n}}$,
上述两式相减,得
$\frac{1}{2} S_{n}=1+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\ldots \frac{1}{2^{n-1}}-\frac{n}{2^{n}}=\frac{1-\frac{1}{2^{n}}}{1-\frac{1}{2}}-\frac{n}{2^{n}}=2-\frac{2}{2^{n}}-\frac{n}{2^{n}}$
整理得,$S_{n}=4-\frac{n+2}{2^{n-1}}$ .
所以,数列 $\left\{b_{n}\right\}$ 的前 n 项和为 $4-\frac{n+2}{2^{n-1}}, n \in N^{*}$ .

✅ 来源:2015年 · ?? · 2015_天津卷 (2015·理) · 第 17 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

再练一道 · 同类压轴题

2014 区分题 · 2014_退役省自主命题 (2014·…
(本小题满分 12 分) 数列 a_ n 满足 a_ 1 =1, n a_ n+1 =(n+1…
2017 区分题 · 2017_退役省自主命题 (2017·…
(19)(本小题满分 12 分) 已知 a_ n 是各项均为正数的等比数列,且 a_ 1 +a…
2014 区分题 · 2014_新课标 I 卷 (2014·…
(12分)已知 a_ n 是递增的等差数列, a_ 2 , a_ 4 是方程 x^ 2 -5…

同类专题与考点

数列的综合应用高考真题 分类讨论高考真题化归与转化高考真题 分类不全易错题定义域忽略易错题数列下标错位易错题

返回上层

数学全部真题2015年数学真题??数学真题查看原卷:2015_天津卷 (2015·理)