极有技巧的 分组求和+裂项放缩 高考真题!

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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)

(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

(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

(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

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