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    新教材2023年高中数学第四章数列4.3等比数列4.3.2等比数列的前n项和公式第1课时等比数列的前n项和导学案新人教A版选择性必修第二册
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    人教A版 (2019)选择性必修 第二册第四章 数列4.3 等比数列第1课时学案

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    这是一份人教A版 (2019)选择性必修 第二册第四章 数列4.3 等比数列第1课时学案,共17页。

    4.3.2 等比数列的前n项和公式
    第1课时 等比数列的前n项和
    (教师独具内容)
    课程标准:1.理解并掌握等比数列的前n项和公式及其推导过程,体会错位相减法的应用,并能熟练应用此法求和.2.能熟练应用等比数列的前n项和公式及其相关性质解决问题.3.能利用等比数列的前n项和公式解决实际应用问题.4.了解等比数列的前n项和公式与函数的关系.
    教学重点:等比数列的前n项和公式及其相关性质.
    教学难点:应用等比数列的前n项和公式及其相关性质解决问题.




    知识点一 求和公式及基本方法
    知识点
    基本内容
    等比数列前n项和公式
    Sn=
    推导等比数列前n项和公式的方法
    错位相减法:解决由等比数列与等差数列对应项的积组成的数列求和问题
    知识点二 等比数列的前n项和的性质
    1.若等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列(当q=-1,n为偶数时,上述性质不成立).
    2.若数列{an}是公比为q的等比数列,则Sn+m=Sn+qnSm(m,n∈N*).
    3.在等比数列{an}中,公比为q,若项数为2n,用S奇,S偶分别表示奇数项与偶数项的和,则有=q.若项数为2n+1,则=q.
    4.若数列{an}前n项和公式为Sn=Aan+B(a≠0,a≠1,AB≠0,且A+B=0),则{an}为等比数列.
    5.若等比数列{an}的前n项的积为Tn=a·,则连续m项的积仍为等比数列,即Tm,,,…是等比数列,公比为.

    等比数列前n项和公式的理解
    (1)在等比数列的通项公式及前n项和公式中共有a1,an,n,q,Sn五个量,知道其中任意三个量,都可求出其余两个量.
    (2)前n项和公式的应用中,注意前n项和公式要分类讨论,即q≠1和q=1时是不同的公式形式,不可忽略q=1的情况.
    (3)当公比q≠1时,等比数列的前n项和公式是Sn=,它可以变形为Sn=-·qn+,设A=,上式可写成Sn=-Aqn+A.由此可见,非常数的等比数列的前n项和Sn是由关于n的一个指数式与一个常数的和构成的,而指数式的系数与常数项互为相反数.

    1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
    (1)求等比数列{an}的前n项和时可直接套用公式Sn=来求.(  )
    (2)等比数列{an}的前n项和为Sn,知Sn,an,a1可以求公比q.(  )
    (3)1-2+4-8+16-…+(-2)n-1=.(  )
    (4)若等比数列{an}共100项,且公比q≠±1,则该数列的偶数项之和S=.(  )
    答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
    2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
    (1)等比数列,-,,-,…的前7项和为______.
    (2)等比数列{an}的各项都是正数,若a1=81,a5=16,则它的前5项和是________.
    (3)等比数列{an}的公比q=2,首项a1=8,则S5=______.
    答案 (1) (2)211 (3)248



    题型一 等比数列前n项和的基本计算
    例1 在等比数列{an}中,
    (1)若Sn=189,q=2,an=96,求a1和n;
    (2)若a1+a3=10,a4+a6=,求a4和S5;
    (3)若a3=,S3=,求a1和公比q.
    [解] (1)由Sn=,an=a1qn-1以及已知条件,得
    ∴a1=3.
    又2n-1==32,∴n=6.
    (2)设公比为q,由通项公式及已知条件得


    ∵a1≠0,1+q2≠0,∴②÷①得,q3=,即q=,
    ∴a1=8.
    ∴a4=a1q3=8×3=1,
    S5===.
    (3)当q=1时,S3=3a1,a3=a1=.
    ∴3×=S3=,∴a1=,q=1.
    当q≠1时,S3==,a3=a1·q2=,
    ∴(1+q+q2)=,∴q=-,q=1(舍去),
    ∴a1=6.
    综上所述,或

    等比数列思想方法的应用
    (1)方程思想:等比数列中的“知三求二”问题就是方程思想的重要体现.
    (2)分类讨论思想:由等比数列前n项和公式、an与Sn的关系等知识可知,解答数列问题时常常要用到分类讨论思想.
    特别注意:等比数列前n项和的计算,优先讨论公比q=1的情况.
    [跟踪训练1] (1)在等比数列{an}中,S3+S6=2S9,则公比q=________;
    (2)在等比数列{an}中,S3=,S6=,则an=________;
    (3)设等比数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,S6=4S3,则a4=________.
    答案 (1)- (2)2n-2 (3)3
    解析 (1)由题意知{an}的公比q≠1,
    ∴+=,
    ∴2q9=q3+q6,∴2q6=q3+1,
    ∴q3=-或q3=1(舍去),∴q=-.
    (2)由题意知{an}的公比q≠1,
    由S3=,S6=知
    ②÷①,得1+q3=9,
    ∴q=2,
    代入①得a1=,
    ∴an=×2n-1=2n-2.
    (3)由a1=1,S6=4S3,当q=1时,不符合S6=4S3;当q≠1时,
    ∵=4·,∴1+q3=4,得q3=3,故a4=a1q3=1×3=3.
    题型二 错位相减法的运用
    例2 已知数列{an}的首项a1=,an+1=,n=1,2,….
    (1)证明:数列是等比数列;
    (2)求数列的前n项和Sn.
    [解] (1)证明:∵an+1=,
    ∴==+·,
    ∴-1=.
    又a1=,∴-1=,
    ∴数列是以为首项,为公比的等比数列.
    (2)由(1)知-1=·=,
    即=+1,∴=+n.
    设Tn=+++…+,①
    则Tn=++…++,②
    ①-②得Tn=++…+-
    =-=1--,
    ∴Tn=2--.
    又1+2+3+…+n=,
    ∴数列的前n项和Sn=2-+=-.

    如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,求数列{anbn}的前n项和时,可采用错位相减法.
    在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
    [跟踪训练2] 试求,,,,…,的前n项和.
    解 设Sn=+++…+,①
    2Sn=1+++…+.②
    ②-①,得
    Sn=1+-=1+-=3-.
    题型三 等比数列前n项和性质的应用
    例3 (1)一个项数为偶数的等比数列,所有项之和是偶数项之和的4倍,前三项之积为64,求此数列的通项公式;
    (2)在等比数列{an}中,若前10项的和S10=10,前20项的和S20=30,求前30项的和S30.
    [解] (1)设此数列{an}的公比为q,由题意,知S奇+S偶=4S偶,∴S奇=3S偶,∴q==.
    又a1a2a3=64,即a1(a1q)(a1q2)=aq3=64,
    ∴a1q=4.又q=,∴a1=12,
    ∴an=a1qn-1=12×n-1.
    (2)解法一:设数列{an}的首项为a1,公比为q,显然q≠1,则
    两式相除得1+q10=3,∴q10=2.
    ∴S30==(1+q10+q20)=10×(1+2+4)=70.
    解法二:∵S10,S20-S10,S30-S20仍成等比数列,
    又S10=10,S20=30,
    ∴S30-30=,即S30=70.
    [变式探究] 本例(2)中条件不变,能否求a21+a22+…+a30的值呢?
    解 由题可知a21+a22+…+a30=S30-S20,由例题可知S30=70,S20=30,所以a21+a22+…+a30=70-30=40.

    等比数列前n项和性质的应用
    等比数列前n项和的性质是在等比数列的通项公式、前n项和公式及等比数列的性质的基础上推得的,因而利用有关性质可以简化计算,但通项公式、前n项和公式仍是解答等比数列问题最基本的方法.
    [跟踪训练3] (1)一个等比数列的首项为1,项数是偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求此数列的公比和项数;
    (2)在等比数列{an}中,公比q=2,前99项的和S99=56,求a3+a6+a9+…+a99的值.
    解 (1)设此等比数列为{an},其公比为q,项数为2n(n∈N*).
    若q=1,则S奇=S偶,与已知矛盾,故q≠1,

    ②÷①,得q=2.
    把q=2代入①,得=85,
    ∴4n=256=44,∴n=4.
    ∴公比q=2,项数为8.
    (2)解法一:∵S99==56,
    ∴a3+a6+a9+…+a99=a3(1+q3+q6+…+q96)
    =a1q2·=a1q2·

    =×56=32.
    解法二:设b1=a1+a4+a7+…+a97.
    b2=a2+a5+a8+…+a98,
    b3=a3+a6+a9+…+a99,
    则b1q=b2,b2q=b3且b1+b2+b3=56,
    ∴b1(1+q+q2)=56,
    ∴b1==8,b3=b1q2=32,
    即a3+a6+a9+…+a99=32.
    题型四 等比数列前n项和的实际应用问题
    例4 借贷10000元,以月利率为1%,每月以复利计息借贷,王老师从借贷后第二个月开始等额还贷,分6个月付清,试问每月应支付多少元?(1.016≈1.061,1.015≈1.051)
    [解] 解法一:设每个月还贷a元,第1个月后欠款为a0元,以后第n个月还贷a元后,还剩下欠款an元(1≤n≤6),则
    a0=10000,
    a1=1.01a0-a,
    a2=1.01a1-a=1.012a0-(1+1.01)a,

    a6=1.01a5-a=…=1.016a0-(1+1.01+…+1.015)a.
    由题意,可知a6=0,
    即1.016a0-(1+1.01+…+1.015)a=0,
    a=.因为1.016≈1.061,
    所以a≈≈1739.
    故每月应支付1739元.
    解法二:一方面,借款10000元,将此借款以相同的条件存储6个月,则它的本利和为S1=104(1+0.01)6=104×1.016(元).
    另一方面,设每个月还贷a元,分6个月还清,到贷款还清时,其本利和为S2=a(1+0.01)5+a(1+0.01)4+…+a==a(1.016-1)×102(元).
    由S1=S2,得a=.
    以下解法同解法一,得a≈1739.故每月应支付1739元.

    解数列应用题的注意点
    在数列的实际应用中,把数学问题背景中的数列知识挖掘出来(投入资金数列和收入资金数列),然后用数列的知识进行加工和整理是常见的解题方法,应注意合理安排,解题中要明确数学问题的实际意义,以便进行合理取舍.
    [跟踪训练4] 某校为扩大教学规模,从今年起扩大招生,现有学生人数为b,以后学生人数的年增长率为4.9‰.该校今年年初有旧实验设备a套,其中需要换掉的旧设备占了一半.学校决定每年以当年年初设备数量的10%的增长率增加新设备,同时每年淘汰x套旧设备.
    (1)如果10年后该校学生的人均占有设备的比率正好比目前翻一番,那么每年应淘汰的旧设备是多少套?
    (2)依照(1)的更换速度,共需多少年能更换所有需要更换的旧设备?下列数据供计算时参考:
    1.19≈2.36
    1.00499≈1.04
    1.110≈2.60
    1.004910≈1.05
    1.111≈2.85
    1.004911≈1.06
    解 (1)设今年学生人数为b,则10年后学生人数为b(1+4.9‰)10≈1.05b.
    由题设可知,1年后的设备为a×(1+10%)-x=1.1a-x,
    2年后的设备为(1.1a-x)×(1+10%)-x=1.12a-1.1x-x=1.12a-x(1+1.1),…,
    10年后的设备为a×1.110-x(1+1.1+1.12+…+1.19)≈2.6a-x×≈2.6a-16x.
    由题设,得=2·,解得x=.
    所以每年应淘汰的旧设备为套.
    (2)全部更换旧设备共需a÷=16(年).
    所以共需16年能更换所有需要更换的旧设备.
    题型五 等比数列综合问题
    例5 设数列{an}的前n项和为Sn,已知S2=4,an+1=2Sn+1,n∈N*.
    (1)求通项公式an;
    (2)求数列{|an-n-2|}的前n项和.
    [解] (1)由题意,得则
    又当n≥2时,由an+1-an=(2Sn+1)-(2Sn-1+1)=2an,得an+1=3an,所以数列{an}的通项公式为an=3n-1,n∈N*.
    (2)设bn=|3n-1-n-2|,n∈N*,b1=2,b2=1.
    当n≥3时,由于3n-1>n+2,故bn=3n-1-n-2,n≥3.
    设数列{bn}的前n项和为Tn,则T1=2,T2=3.
    当n≥3时,Tn=3+-=,
    经验证,当n=2时也符合上式.
    所以Tn=

    在解决等差、等比数列综合问题时,重点要读懂题意,而正确利用等差、等比数列的定义,通项公式及前n项和公式是解决问题的关键,若已知Sn,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)变为an再求解.
    [跟踪训练5] 等差数列{an}的各项均为正数,a1=3,前n项和为Sn,{bn}为等比数列,b1=1,且b2S2=64,b3S3=960.
    (1)求an与bn;
    (2)求和:++…+.
    解 (1)设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,则d为正数,an=3+(n-1)d,bn=qn-1.
    依题意有
    解得或(舍去),
    故an=3+2(n-1)=2n+1,bn=8n-1.
    (2)Sn=3+5+…+(2n+1)=n(n+2),
    所以++…+=+++…+

    =.



    1.已知数列{an}满足3an+1+an=0,a2=-,则{an}的前10项和等于(  )
    A.-6×(1-3-10) B.×(1-3-10)
    C.3×(1-3-10) D.3×(1+3-10)
    答案 C
    解析 ∵3an+1+an=0,∴an+1=-an,∴{an}为等比数列,q=-,又a2=a1·q=-a1=-,∴a1=4,∴S10==3(1-3-10).故选C.
    2.若数列{an}的前n项和为Sn=3n+a(a为常数),则数列{an}(  )
    A.是等比数列
    B.仅当a=-1时,是等比数列
    C.不是等比数列
    D.仅当a=0时,是等比数列
    答案 B
    解析 an==当a=-1时,a1=2适合通项an=2×3n-1,故数列{an}是等比数列.当a≠-1时,{an}不是等比数列.故选B.
    3.(多选)已知数列{an}为等差数列,a1=1,且a2,a4,a8是一个等比数列中的相邻三项,记bn=anqan(q≠0,1),则{bn}的前n项和可以是(  )
    A.n
    B.nq
    C.
    D.
    答案 BD
    解析 设等差数列{an}的公差为d,又a1=1,且a2,a4,a8是一个等比数列中的相邻三项,所以a=a2a8,即(a1+3d)2=(a1+d)·(a1+7d),化简,得d(d-1)=0,所以d=0或1,故an=1或an=n,所以bn=q或bn=n·qn,设{bn}的前n项和为Sn,
    (1)当bn=q时,Sn=nq;
    (2)当bn=n·qn时,
    Sn=1·q+2·q2+3·q3+…+n·qn,①
    qSn=1·q2+2·q3+3·q4+…+n·qn+1,②
    ①-②,得(1-q)Sn=q+q2+q3+…+qn-n·qn+1=-n·qn+1,所以Sn=-=,故选BD.
    4.数列{an}满足a1=1,anan+1=2n-1,其前n项和为Sn,则a5=________,S2n=________.
    答案 4 2n+1-2
    解析 由递推关系可得anan+1=2n-1,an+1an+2=2n,两式相除可得=2.则a5=a1·22=4,由anan+1=2n-1可得a2=1,则奇数项、偶数项分别为首项为1,公比为2的等比数列,则S2n=2×=2n+1-2.
    5.张先生2019年年底购买了一辆1.6 L排量的小轿车,为积极响应政府发展森林碳汇(指森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中)的号召,买车的同时出资1万元向中国绿色碳汇基金会购买了2亩荒山用于植树造林.科学研究表明:轿车每行驶3000公里就要排放1吨二氧化碳,林木每生长1立方米,平均可吸收1.8吨二氧化碳.
    (1)张先生估计第一年(即2020年)会用车1.2万公里,以后逐年会增加1000公里,则该轿车使用10年共排放二氧化碳多少吨?
    (2)若种植的林木第一年(即2020年)生长了1立方米,以后每年以10%的生长速度递增,问林木至少生长多少年,吸收的二氧化碳的量超过轿车10年排出的二氧化碳的量(参考数据:1.114≈3.7975,1.115≈4.1772,1.116≈4.5950)?
    解 (1)设第n年小轿车排出的二氧化碳的吨数为an(n∈N*),
    即a1==4,a2==,a3==,…,显然其构成首项为a1=4,公差为d=a2-a1=的等差数列,
    所以S10=10×4+×=55,
    即该轿车使用10年共排放二氧化碳55吨.
    (2)记第n年林木吸收二氧化碳的吨数为bn(n∈N*),
    则b1=1×1.8,b2=1×(1+10%)×1.8,b3=1×(1+10%)2×1.8,…,
    其构成首项为b1=1.8,公比为q=1.1的等比数列,
    记其前n项和为Tn,
    由题意,有Tn==18×(1.1n-1)>55,
    解得n≥15.
    所以林木至少生长15年,其吸收的二氧化碳的量超过轿车10年排出的二氧化碳的量.



    A级:“四基”巩固训练
    一、选择题
    1.已知等比数列的公比为2,且前5项和为1,那么前10项和等于(  )
    A.31 B.33
    C.35 D.37
    答案 B
    解析 因为a1+a2+a3+a4+a5=1,所以a6+a7+a8+a9+a10=q5(a1+a2+a3+a4+a5)=q5=25=32.所以S10=1+32=33.
    2.若数列{an}是等比数列,已知对任意n∈N*,a1+a2+…+an=2n-1,则a+a+a+…+a=(  )
    A.(2n-1)2 B.(2n-1)2
    C.4n-1 D.(4n-1)
    答案 D
    解析 由Sn=2n-1得a1=S1=1,a2=S2-S1=22-2=2.∴公比为q=2,可知数列{a}是等比数列,首项为1,公比为q2=4.∴a+a+a+…+a==(4n-1).
    3.在等比数列{an}中,a1=2,前n项和为Sn,若数列{an+1}也是等比数列,则Sn等于(  )
    A.2n+1-2 B.3n
    C.2n D.3n-1
    答案 C
    解析 因数列{an}为等比数列,则an=2qn-1,因数列{an+1}也是等比数列,则(an+1+1)2=(an+1)(an+2+1),得a+2an+1=anan+2+an+an+2,an+an+2=2an+1,从而an(1+q2-2q)=0,得q=1,即an=2,所以Sn=2n.故选C.
    4.(多选)在公比q为整数的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是(  )
    A.q=2
    B.数列{Sn+2}是等比数列
    C.S8=510
    D.数列{log2an}是公差为2的等差数列
    答案 ABC
    解析 因为数列{an}为等比数列,又a1a4=32,所以a2a3=32,又a2+a3=12,所以或又公比q为整数,则即an=2n,Sn==2n+1-2.由上可得q=2,故A正确;Sn+2=2n+1,==2,则数列{Sn+2}是等比数列,故B正确;S8=29-2=510,故C正确;log2an+1-log2an=(n+1)-n=1,即数列{log2an}是公差为1的等差数列,故D错误.故选ABC.
    5.(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2an-2,若存在两项am,an,使得aman=64,则(  )
    A.数列{an}为等差数列
    B.数列{an}为等比数列
    C.a+a+…+a=
    D.m+n为定值
    答案 BD
    解析 由题意,当n=1时,S1=2a1-2,解得a1=2,当n≥2时,Sn-1=2an-1-2,所以Sn-Sn-1=an=2an-2-(2an-1-2)=2an-2an-1,所以=2,数列{an}是首项a1=2,公比q=2的等比数列,an=2n,故A错误,B正确;数列{a}是首项a=4,公比q1=4的等比数列,所以a+a+…+a===,故C错误;aman=2m2n=2m+n=64=26,所以m+n=6为定值,故D正确.故选BD.
    二、填空题
    6.已知正项等比数列{an}中,a1=1,其前n项和为Sn(n∈N*),且-=,则S4=________.
    答案 15
    解析 正项等比数列{an}中,a1=1,且-=,
    ∴1-=,即q2-q-2=0,解得q=2或q=-1(舍去),∴S4==15.
    7.已知数列{an}的前n项和Sn满足log2(Sn+2)=n+1,则数列{an}的通项公式an=________.
    答案 2n
    解析 由log2(Sn+2)=n+1,得Sn+2=2n+1,Sn=2n+1-2.
    当n=1时,S1=a1=22-2=2;
    当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+1-2n=2n.
    当n=1时也满足上式,故an=2n.
    8.已知等比数列{an}的前n项和Sn=3n+r,则a3-r=________,数列的最大项是第k项,则k=________.
    答案 19 4
    解析 等比数列前n项和公式具有特征:Sn=aqn-a,据此可知r=-1,则Sn=3n-1,a3=S3-S2=(33-1)-(32-1)=18,a3-r=19.令an=n(n+4)n,则=·,由=·>1可得n2<10,由=·<1可得n2>10,据此可得,数列中的项满足a1a5>a6>a7>…,则k=4.
    三、解答题
    9.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S1,S3,S2成等差数列.
    (1)求{an}的公比q;
    (2)若a1-a3=3,求Sn.
    解 (1)依题意有S1+S2=2S3,
    即a1+(a1+a1q)=2(a1+a1q+a1q2),
    由于a1≠0,故2q2+q=0.
    又q≠0,从而q=-.
    (2)由已知可得a1-a12=3,故a1=4.
    从而Sn==.
    10.已知数列{an},{bn}满足2Sn=(an+2)bn,其中Sn是数列{an}的前n项和.
    (1)若数列{an}是首项为,公比为-的等比数列,求数列{bn}的通项公式;
    (2)若bn=n,a2=3,求数列{an}的通项公式.
    解 (1)∵an=n-1=-2n,
    Sn==,
    ∴bn===.
    (2)若bn=n,则2Sn=nan+2n,
    ∴2Sn+1=(n+1)an+1+2(n+1),
    两式相减,得2an+1=(n+1)an+1-nan+2,
    即nan=(n-1)an+1+2,
    当n≥2时,(n-1)an-1=(n-2)an+2,
    两式相减,得(n-1)an-1+(n-1)an+1=2(n-1)an,
    即an-1+an+1=2an,
    又由2S1=a1+2,S1=a1,得a1=2,又a2=3,
    ∴数列{an}是首项为2,公差为3-2=1的等差数列,
    ∴数列{an}的通项公式是an=n+1.
    B级:“四能”提升训练
    1.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2an-2(n∈N*).
    (1)求数列{an}的通项公式;
    (2)若对任意的n∈N*,不等式(λ-n)an+1+an≤15恒成立,求实数λ的最大值.
    解 (1)∵Sn=2an-2, ①
    ∴Sn-1=2an-1-2(n≥2). ②
    ①-②,得an=2an-2an-1,即=2.
    ∴当n≥2时,数列{an}是等比数列.
    ∵S1=2a1-2=a1,∴a1=2.
    ∵S2=2a2-2=a1+a2,∴a2=4.
    ∴=2.
    ∴当n∈N*时,数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列.
    ∴an=a1·qn-1=2·2n-1=2n.
    (2)要使(λ-n)an+1+an≤15恒成立,
    则(λ-n)·2n+1+2n≤15,参变分离,
    得λ≤min.
    令bn=n+-,
    ∴bn+1-bn=1-=,
    ∴当n≥2时,bn+1-bn>0,即bn+1>bn.
    当n=1时,bn+1-bn<0,即b2 ∴b1>b2 ∴当n=2时,bn有最小值,为.
    ∴λ≤,
    ∴实数λ的最大值为.
    2.某市2019年发放汽车牌照12万张,其中燃油型汽车牌照10万张,电动型汽车牌照2万张,为了节能减排,从2019年开始,每年电动型汽车牌照按50%增长,而燃油型汽车牌照每年比上一年减少0.5万张,同时规定一旦某年发放的牌照超过15万张,以后每年发放的电动型汽车牌照的数量维持不变.记2019年为第一年,每年发放的燃油型汽车牌照数构成数列{an},每年发放电动型汽车牌照数构成数列{bn}.
    (1)完成下列表格,并写出这两个数列的通项公式;
    a1=10
    a2=9.5
    a3=
    a4=
    b1=2
    b2=3
    b3=
    b4=
    (2)累计各年发放的汽车牌照数,到哪一年开始不低于200万?(注:≈17.7)
    解 (1)如表所示,
    a1=10
    a2=9.5
    a3=9
    a4=8.5
    b1=2
    b2=3
    b3=4.5
    b4=6.75
    当1≤n≤21且n∈N*时,an=10+(n-1)×=-+,
    当n≥22且n∈N*时,an=0,
    ∴an=
    又a3+b3=<15,a4+b4=>15,
    ∴bn=
    (2)当n=4时,Sn=(a1+a2+a3+a4)+(b1+b2+b3+b4)=53.25,
    当5≤n≤21时,Sn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)=10n+×++(n-4)=-n2+17n-,
    由Sn≥200,得-n2+17n-≥200,即n2-68n+843≤0,
    又一元二次方程x2-68x+843=0的两根分别为x1=34+≈51.7,x2=34-≈16.3,
    ∴(n-51.7)(n-16.3)≤0,
    ∵5≤n≤21且n∈N*,
    ∴不等式可化为n-16.3≥0,∴17≤n≤21,且n∈N*,
    ∴到2035年累计发放汽车牌照数超过200万.

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