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文件名称:微突破 数列的重组问题.docx
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更新时间:2025-06-13
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文档摘要

数列的重组问题

重组数列是指由已知数列通过插项、去项或由已知的两个数列的公共项得到新数列,解决此类问题要弄清楚重组数列与已知数列的关系,确定重组数列的特征,以此来解决问题.

一、公共项与并项问题

(1)(2025·漳州第一次质量检测)将数列{3n-1}与{2n}的公共项从小到大排列得到数列{an},则a20=(C)

A.237 B.238C.239 D.240

解析:(1)令3t-1=2m,得t=2m+13=(3-1)m+13=∑i=0mCmi3m-i(-1)i+13=3k+(-1)m+13,k∈N*,当m是正奇数,即m=2n

(2)若数列{4n-3}和{3n}的所有项分别构成集合A,B,将A∪B的元素按从小到大的顺序依次排列构成一个新数列{cn},则c1+c2+c3+…+c20=660.

解析:(2)设an=4n-3,bn=3n,a20=77,令bn<77,则n=1,2,3,所以b1=3,b2=9,b3=27.在新数列{cn}的前20项中,因为a3=9与b2=9为公共项,所以前20项为数列{an}中的18项以及b1,b3.故T20=a1+a2+a3+…+a18+b1+b3=18×1+18×172×4+3+27

规律方法

1.两个等差数列的公共项是等差数列,且公差是两等差数列公差的最小公倍数;两个等比数列的公共项是等比数列,公比是两个等比数列公比的最小公倍数;等差数列与等比数列的公共项是等比数列.

2.解决两数列并项问题的关键是正确理解A∪B中的元素特征并准确找出两个数列的公共项.

二、增、减项问题

(2025·滨州一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a4=7,S5=25.

(1)求{an}的通项公式;

解:(1)因为{an}为等差数列,则S5=5a3=25,

即a3=5,

可得d=a4-a3=2,a1=a3-2d=1,

所以an=1+2(n-1)=2n-1.

(2)保持数列{an}中各项先后顺序不变,在ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k-1个3,使它们和原数列的项构成一个新的数列{bn},求{bn}的前150项和T150.

解:(2)因为在ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k-1个3,

可知ak(k≥2)在数列{bn}中对应的项数为n=k+20+21+…+2k-2=k+1-2k-11-2=2k-1+k-1,

当k=8时,则n=27+7=135,即a8=b135;

当k=9时,则n=28+8=264,即a9=b264;

由题意可知b136=b137=…=b150=3,

所以T150=S8+3×(150-8)=8×(1+15)2

规律方法

解决此类问题的关键是通过阅读理解题意,弄清楚增加了(减少了)多少项,增加(减少)的项有什么特征,在求新数列的和时,一般采用分组求和法,即把原数列部分和增加(减少)部分分别求和,再相加(相减)即可.

三、区间取值数列

已知数列{an}是等差数列,a1=1,且a1,a2,a5-1成等比数列.给定k∈N*,记集合{n|k≤an≤2k,n∈N*}的元素个数为bk.

(1)求b1,b2的值;

解:(1)设等差数列{an}的公差为d,由a1,a2,a5-1成等比数列,得a1(a5-1)=a22,即1×(1+4d-1)=(1+d)2,解得d=

所以an=n.

当k=1时,集合{n|1≤n≤2,n∈N*}中元素个数为b1=2,

当k=2时,集合{n|2≤n≤4,n∈N*}中元素个数为b2=3.

(2)求最小自然数n的值,使得b1+b2+…+bn>2025.

解:(2)由(1)知bk=2k-k+1,b1+b2+…+bn=2(1-2n)1-2-n(n+1)2

当n=10时,2(2n-1)-n22+n2=2001<2

当n=11时,2(2n-1)-n22+n2=4039>2

记Tn=b1+b2+…+bn,

显然数列{Tn}是递增数列,所以所求n的最小值是11.

规律方法

“区间取值数列问题”:记数列{an}落在区间(0,g(k)]的个数为bk,讨论数列{bk}的性质.求解这类问题的关键就是利用数列自变量n的计数功能,通过不等式0<an≤g(k)?n,由于n为正整数,从而实现对自变量n的计数.此类题目的计算背景主要分布在解下面三个不等式:(1)qm<kn+b<qm+1;(2)tm<qn<tm+1;(3)tk+b<qn<t(k+i)+b.

1.已知an=12n-1,bn=1(n+1)2-1,n∈N*,将数列{an}与数列{bn}的公共项按从小到大的顺序排列,组成一个新数列{cn},则数列

解析:因为数列{2n-1}是正奇数数列,对于数列{(n+1)2-1},当n为奇数时,(n+1)2-1为奇数,当n为偶数时,(n+1)2-1为偶数,所以数列{