数列的奇偶项问题
数列的奇偶项问题主要考查学生的综合运用能力与探究问题能力,考查形式既有小题,也有解答题,解决此类问题的难点在于搞清数列中奇数项和偶数项各自的首项、项数、公差、公比等,特别注意分类讨论思想在解题中的灵活运用.
一、已知奇偶项
(2023·新高考Ⅱ卷18题)已知{an}为等差数列,bn=an-6,n为奇数,2an,n为偶数.记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,
(1)求{an}的通项公式;
(2)证明:当n>5时,Tn>Sn.
解:(1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
因为bn=an-6,n为奇数,2an,n
所以4
解得a
所以an=5+2(n-1)=2n+3.
(2)证明:由(1)可知,Sn=n(a1+an)2=
由an=2n+3,得bn=2
若n为偶数,则
Tn=(b1+b3+…+bn-1)+(b2+b4+…+bn)=(a1-6+a3-6+…+an-1-6)+(2a2+2a4+…+2an)=(5+9+…+2n+1-3n)+2(7+11+…+2n+3)=(5+2n+1)×n22-3n+2×(
所以当n>5时,Tn-Sn=32n2+72n-(n2+4n)=12n2-12n=12n(n
即Tn>Sn.
若n为奇数,则n-1为偶数,则
Tn=Tn-1+bn=32(n-1)2+72(n-1)+2n+3-6=32n2+52
所以当n>5时,
Tn-Sn=32n2+52n-5-(n2+4n)=12n2-32n-5=12(n2-3n-10)=12(n+2)(
即Tn>Sn.
综上可得,当n>5时,Tn>Sn.
规律方法
1.当n为偶数时,Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an,其中奇数项、偶数项各有n2项,可直接分组求和,即Sn=(a1+a3+…+an-3+an-1)+(a2+a4+…+an-2+an
2.当n为奇数时,Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an?Sn=Sn-1+an,其中Sn-1可利用上述结论代入,然后再快速求解Sn=Sn-1+an.
3.当题目条件中出现连续两项的和时,常采用减项作差法,可得数列的奇数项、偶数项所具备的性质,从而求出其通项公式.
4.当题目条件中出现连续两项的积时,常采用约项作商法,可得数列的奇数项、偶数项所具备的性质,从而求出其通项公式.
二、通项含有(-1)n型
(2025·安康模拟)已知Sn为等差数列{an}的前n项和,a2+2a3=13,S6=36.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足bn=(-1)nan+[(-1)n+1]2n,求{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
由a2+2a3=13,S6=36,
得3a1
所以an=2n-1.
(2)bn=(-1)nan+[(-1)n+1]2n,
当n为奇数时,bn=(-1)nan+[(-1)n+1]·2n=-an,
当n为偶数时,bn=(-1)nan+[(-1)n+1]·2n=an+2n+1,
又由(1)得,an=2n-1,
所以T2n=(a2-a1)+(a4-a3)+…+(a2n-a2n-1)+(23+25+…+22n+1)=2n+23(1-4n
规律方法
当题目条件中出现(-1)n时,需按照n的奇偶性分类求解.
三、通项含有三角函数型
数列{an}满足2an+1=an+an+2,a1=1,且1a1a2+1a2a3
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)由题意可知,数列{an}是等差数列,设数列{an}的公差为d.
1a1a2+1a2a3+1a3a4+…+1anan+1=n2n+1可转化为1d(1a1-1a2)+
即1d(1a1-1a
即1d(1a1-1a1+nd)=n
即n1+nd=
∴d=2,∴an=a1+(n-1)d=2n-1.
(2)设bn=an·cosnπ,求数列{bn}的前n项和Sn.
解:(2)由题可得bn=(-1)n·(2n-1),
∴Sn=b1+b2+…+bn=-1+3-5+7+…+(-1)n(2n-1),
当n为偶数时,Sn=2·n2=n
当n为奇数时,Sn=Sn-1+bn=n-1-(2n-1)=-n.
综上所述,Sn=n
规律方法
当已知条件中含有三角函数时,如本例中的cosnπ=(-1)n,需等价转化,常用的三角函数等价转化有:(1)cosnπ=(-1)n;(2)sin(2n-1)π2
1.已知函数f(n)=n2,n为奇数,-n2,n为偶数,且an=f(n)+f(n+1),则a1+a
A.0 B.100
C.-100 D.10200
解析:B由题意,得a1+a2+a3+…+a100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002-1002+1012=-