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26考前百题 084 |极有技巧的 分组求和+裂项放缩 高考真题!
注: 之前说过的考前百题计划每30题(或20、10题等)出一个合辑,然后整理成电子解析版和学生版一同发到群里。
最近考前百题更的有点多,因为快完不成“百”这个目标了……(push→生产队的驴,快点!
该题素材选自 2011 年普通高等学校招生考试(天津卷)(原卷可以在推文《同学,你该做真题了!》文末关键词回复获取)。该题是一道经典的高考压轴数列题,需要利用到分组求和、裂项放缩和角标平移等技巧。
今天将此题收录到考前百题中(→_→《26考前百题系列文章合集,更新中!》)
【2011 年天津卷理科T20】(关注:Hi数学派)已知数列 与 满足: ,,,且 ,.(1) 求 ,, 的值;(2) 设 ,,证明: 是等比数列;(3) 设 ,,证明:().
解析:
(1)(关注:Hi数学派)由 可知,当 为奇数时 ;当 为偶数时 。
已知递推式为
且 ,
依次代入 ,,
时, 时, 时,
(2)(关注:Hi数学派)已知 。在原递推式中,分别令 为 、 和
当 (奇)时: 当 (偶)时: 当 (奇)时:
由 得
将其代入 式中替换 ,得到
又因为
所以 是以 为首项, 为公比的等比数列,即
(3)
①(关注:Hi数学派)(求数列 和 的通项公式)
由 (2) 知
通过累加法(或迭代)可求奇数项
由 (2) 中 ,结合上式平移项数可得偶数项
已知 ,分类讨论
若有 项,即下标为偶数
若有 项,即下标为奇数
②(关注:Hi数学派)(分组求和与化简)
原式求和共有 项,我们将其每 4 项分作一组(即 ,,,),设第 组的和为 。
代入前面的公式化简得
两两配对通分
于是,前 项的总和为
这里运用平移角标的技巧,(关注:Hi数学派)将后半部分的求和指标平移
因为
合并同类项得到
③(关注:Hi数学派)(裂项放缩证明不等式)
注意到当 时,,故
裂项相消可得
将此代回 中,得
(关注:Hi数学派)由于
对于一切 均成立。
故后面括号内的整体大于 ,由此得证
另外, 时上式放缩连加项为空,但
(关注:Hi数学派)显然成立
综上所述原命题得证