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1、新編高考數(shù)學復習資料
第6章 數(shù) 列
學案27 數(shù)列的概念與簡單表示法
導學目標: 1.了解數(shù)列的概念和幾種簡單的表示方法(列表、圖象、通項公式).2.了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類特殊函數(shù).
自主梳理
1.數(shù)列的定義
按____________著的一列數(shù)叫數(shù)列,數(shù)列中的________都叫這個數(shù)列的項;在函數(shù)意義下,數(shù)列是______________________的函數(shù),數(shù)列的一般形式為:________________________,簡記為{an},其中an是數(shù)列的第____項.
2.通項公式:
如果數(shù)列{an}的________與____之間的關系可以______
2、________來表示,那么這個式子叫做數(shù)列的通項公式.但并非每個數(shù)列都有通項公式,也并非都是唯一的.
3.數(shù)列常用表示法有:____________________、________、________.
4.數(shù)列的分類:
數(shù)列按項數(shù)來分,分為____________、____________;按項的增減規(guī)律分為____________、____________、____________和________.遞增數(shù)列?an+1____an;遞減數(shù)列?an+1____an;常數(shù)列?an+1____an.
5.an與Sn的關系:
已知Sn,則an=.
自我檢測
1.(2010·湖南長郡
3、中學)在數(shù)列{an}中,若a1=1,a2=,=+ (n∈N*),則該數(shù)列的通項an=______.
2.已知數(shù)列{an}對任意的p,q∈N*滿足ap+q=ap+aq,且a2=-6,那么a10=________.
3.已知數(shù)列-1,,-,,…按此規(guī)律,則這個數(shù)列的通項公式是______________________________.
4.下列對數(shù)列的理解:
①數(shù)列可以看成一個定義在N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函數(shù);
②數(shù)列的項數(shù)是有限的;
③數(shù)列若用圖象表示,從圖象上看都是一群孤立的點;
④數(shù)列的通項公式是唯一的.
其中說法正確的序號是________.
4、5.設an=-n2+10n+11,則數(shù)列{an}從首項到第________項的和最大.
探究點一 由數(shù)列前幾項求數(shù)列通項
例1 寫出下列數(shù)列的一個通項公式,使它的前幾項分別是下列各數(shù):
(1),,,,,…
(2),-2,,-8,,…
變式遷移1 寫出下列數(shù)列的一個通項公式:
(1)3,5,9,17,33,… (2),,2,,…(3)1,0,1,0,…
探究點二 由遞推公式求數(shù)列的通項
例2 根據(jù)下列條件,寫出該數(shù)列的通項公式.
(1)a1=2,an+1=an+n;(2)a1=1,2n-1an=an-1 (n≥2).
變式遷移2
5、 根據(jù)下列條件,確定數(shù)列{an}的通項公式.
(1)a1=1,an+1=3an+2;
(2)a1=1,an+1=(n+1)an;
(3)a1=2,an+1=an+ln.
探究點三 由an與Sn的關系求an
例3 已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n2-3n+1,求{an}的通項公式.
變式遷移3 (1)已知{an}的前n項和Sn=3n+b,求{an}的通項公式.
(2)已知在正項數(shù)列{an}中,Sn表示前n項和且2=an+1,求an.
函數(shù)思想
例 (14分)已知數(shù)列{an}的通項an=(n+1)n (n∈N*),試問該數(shù)列
6、{an}有沒有最大項?若有,求出最大項的項數(shù);若沒有,說明理由.
【答題模板】
解 方法一 令[4分]
??,∴n=9或n=10時,an最大,[10分]
即數(shù)列{an}有最大項,此時n=9或n=10.[14分]
方法二 ∵an+1-an=(n+2)·n+1-(n+1)·n
=n·,[2分]
當n<9時,an+1-an>0,即an+1>an;
當n=9時,an+1-an=0,即an+1=an;
當n>9時,an+1-an<0,即an+1a11>a12>…,
∴數(shù)列{an}中有最大項,為第9、10項.[14分]
【突破
7、思維障礙】
有關數(shù)列的最大項、最小項,數(shù)列有界性問題均可借助數(shù)列的單調性來解決,判斷單調性常用①作差法,②作商法,③圖象法.求最大項時也可用an滿足;若求最小項,則用an滿足.
數(shù)列實質就是一種特殊的函數(shù),所以本題就是用函數(shù)的思想求最值.
【易錯點剖析】
本題解題過程中易出現(xiàn)只解出a9這一項,而忽視了a9=a10,從而導致漏解.
1.數(shù)列的遞推公式是研究的項與項之間的關系,而通項公式則是研究的項an與項數(shù)n的關系.
2.求數(shù)列的通項公式是本節(jié)的重點,主要掌握三種方法:(1)由數(shù)列的前幾項歸納出一個通項公式,關鍵是善于觀察;
(2)數(shù)列{an}的前n項和Sn與數(shù)列{an}的通項
8、公式an的關系,要注意驗證能否統(tǒng)一到一個式子中;
(3)由遞推公式求通項公式,常用方法有累加、累乘.
3.本節(jié)易錯點是利用Sn求an時,忘記討論n=1的情況.
(滿分:90分)
一、填空題(每小題6分,共48分)
1.(2010·安徽改編)設數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2,則a8的值為________.
2.(2009·北京)已知數(shù)列{an}滿足:a4n-3=1,a4n-1=0,a2n=an,n∈N*,則a2 009=________,a2 014=________.
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2(an-1),則a2=________.
4.數(shù)列{an}中
9、,若an+1=,a1=1,則a6=________.
5.數(shù)列{an}滿足an+an+1= (n∈N*),a2=2,Sn是數(shù)列{an}的前n項和,則S21=________.
6.數(shù)列{an}滿足an+1=若a1=,則a2 010的值為________.
7.已知Sn是數(shù)列{an}的前n項和,且有Sn=n2+1,則數(shù)列{an}的通項an=__________________.
8.將全體正整數(shù)排成一個三角形數(shù)陣:
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
11 12 13 14 15
… … … … … …
根據(jù)以上排列規(guī)律,數(shù)陣中第n (n≥3)行從左至右的第3個數(shù)是_
10、___________.
二、解答題(共42分)
9.(12分)寫出下列各數(shù)列的一個通項公式.
(1)1,2,3,4,…
(2)-1,,-,,-,…
10.(14分)由下列數(shù)列{an}遞推公式求數(shù)列{an}的通項公式:
(1)a1=1,an-an-1=n (n≥2);
(2)a1=1,= (n≥2);
(3)a1=1,an=2an-1+1 (n≥2).
11.(16分)(2009·安徽)已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n2+2n,數(shù)列{bn}的前n項和Tn=2-bn.
(1)求數(shù)列{an}與{bn}的通項公式;
(2)設cn=a·bn,證
11、明:當且僅當n≥3時,cn+1 。健?.S1 Sn-Sn-1
自我檢測
1. 2.-30
3.an=(-1)n·
解析 ∵a1=-=-,
a2==,a3=-=-,
a4==,∴an=(-1)n·.
4.①③
解析 由數(shù)列與函數(shù)的關系知①對,③對,由數(shù)列的分類知②不對,數(shù)列的通項公式不是唯一的,④不
12、對.
5.10或11
解析 an=-n2+10n+11是關于n的二次函數(shù),它是拋物線f(x)=-x2+10x+11上的一些離散的點,從圖象可看出前10項都是正數(shù),第11項是0,所以前10項或前11項的和最大.
課堂活動區(qū)
例1 解題導引 (1)根據(jù)數(shù)列的前幾項求它的一個通項公式,要注意觀察每一項的特點,要使用添項、還原、分割等方法,轉化為一些常見數(shù)列的通項公式來求;
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項寫出數(shù)列的一個通項公式是不完全歸納法,它蘊涵著“從特殊到一般”的思想,得出的結論不一定可靠,在解答題中一般應用數(shù)學歸納法進行證明.
解 (1)原數(shù)列為,,,,,…,
∴an==.
(2)原數(shù)列
13、為,-,,-,,…,
∴an=.
變式遷移1 解 (1)∵a1=3=21+1,
a2=5=22+1,a3=9=23+1,…,∴an=2n+1.
(2)將數(shù)列各項統(tǒng)一成的形式得,,,,…;
觀察知,數(shù)列各項的被開方數(shù)逐個增加3,且被開方數(shù)加1后,又變?yōu)?,6,9,12,…,所以數(shù)列的通項公式是an=.
(3)從奇數(shù)項,偶數(shù)項角度入手,可以得到分段形式的解析式,也可看作數(shù)列1,1,1,1,…和1,-1,1,-1,…對應項相加之和的一半組成的數(shù)列,也可用正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的最值和零點值來調整表示.
所以an=
或an= (n∈N*),
或an=或an=sin2 (n∈N*),
或
14、an= (n∈N*).
例2 解題導引 利用數(shù)列的遞推公式求數(shù)列的通項公式,一般有以下三種方法:
(1)累加法:如果已知數(shù)列{an}的相鄰兩項an+1與an的差的一個關系式,我們可依次寫出前n項中所有相鄰兩項的差的關系式,然后把這n-1個式子相加,整理求出數(shù)列的通項公式.
(2)累積法:如果已知數(shù)列{an}的相鄰兩項an+1與an的商的一個關系式,我們可依次寫出前n項中所有相鄰兩項的商的關系式,然后把這n-1個式子相乘,整理求出數(shù)列的通項公式.
(3)構造法:根據(jù)所給數(shù)列的遞推公式以及其他有關關系式,進行變形整理,構造出一個新的等差或等比數(shù)列,利用等差或等比數(shù)列的通項公式求解.
解
15、(1)當n=1,2,3,…,n-1時,可得n-1個等式,an-an-1=n-1,an-1-an-2=n-2,…,a2-a1=1,
將其相加,
得an-a1=1+2+3+…+(n-1).
∴an=a1+=2+.
(2)方法一 an=··…···a1
=n-1·n-2·…·2·1
=1+2+…+(n-1)=,∴an=.
方法二 由2n-1an=an-1,得an=n-1an-1.
∴an=n-1an-1=n-1·n-2an-2
=n-1·n-2·…·1a1
=(n-1)+(n-2)+…+2+1=
變式遷移2 解 (1)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),
16、∴=3,∴數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3,
又a1+1=2,∴an+1=2·3n-1,∴an=2·3n-1-1.
(2)∵an+1=(n+1)an,∴=n+1.
∴=n,=n-1,
……
=3,
=2,
a1=1.
累乘可得,
an=n×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1=n!.
故an=n!.
(3)∵an+1=an+ln,
∴an+1-an=ln=ln .
∴an-an-1=ln ,
an-1-an-2=ln ,
……
a2-a1=ln ,
累加可得,an-a1=ln +ln +…+ln
=ln n-ln(n-1)+ln(n-1)-ln(n
17、-2)+…+ln 2-ln 1
=ln n.
又a1=2,∴an=ln n+2.
例3 解題導引 an與Sn的關系式an=Sn-Sn-1的條件是n≥2,求an時切勿漏掉n=1,即a1=S1的情況.一般地,當a1=S1適合an=Sn-Sn-1時,則需統(tǒng)一“合寫”.當a1=S1不適合an=Sn-Sn-1時,則通項公式應分段表示,即an=
解 當n=1時,
a1=S1=2×12-3×1+1=0;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n+1)-2(n-1)2+3(n-1)-1=4n-5;
又n=1時,an=4×1-5=-1≠a1,
∴an=
變式遷移3 解 (1)a1=S1
18、=3+b,
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1.
當b=-1時,a1適合此等式;
當b≠-1時,a1不適合此等式.
∴當b=-1時,an=2·3n-1;
當b≠-1時,an=.
(2)由2=an+1,得Sn=2,
當n=1時,a1=S1=2,得a1=1;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2-2,
整理,得(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
∵數(shù)列{an}各項為正,∴an+an-1>0.
∴an-an-1-2=0.
∴數(shù)列{an}是首項為1,公差為2的等差數(shù)列.
∴an=a1+(n-1)×2=2n-1.
課后練
19、習區(qū)
1.15
解析 a8=S8-S7=64-49=15.
2.1 0
解析 a2 009=a4×503-3=1,a2 014=a1 007=a252×4-1=0.
3.4
解析 當n=1時,a1=2.
當n=2時,a1+a2=2(a2-1),∴a2=4.
4.
解析 方法一 ∵an+1=,a1=1,
∴a2=,a3=,a4=,a5=,a6=.
方法二 ∵an+1=,∴=+2,
∴=1+2(n-1)=2n-1,∴an=,∴a6=.
5.
解析 a1=-a2=-2,a2=2,a3=-2,a4=2,…,知T=2,a1+a2=,∴S21=10×+a1=5+-2=.
6.
20、
解析 a1=,a2=,a3=,a4=,…,
此數(shù)列是以3為周期的數(shù)列,故可知a2 010=a3=.
7.
解析 當n=1時,a1=S1=1+1=2,
當n>1時,an=Sn-Sn-1=(n2+1)-[(n-1)2+1]=2n-1.此時對于n=1不成立,
故an=
8.
解析 前n-1行共有正整數(shù)1+2+…+(n-1)=(個),因此第n行第3個數(shù)是全體正整數(shù)中的第+3個,即為第個.
9.解 (1)∵a1=1+,a2=2+,a3=3+,…,
∴an=n+(n∈N*).…………………………………………………………………(6分)
(2)∵a1=-,a2=,a3=-,a4=,…,
21、
∴an=(-1)n·(n∈N*).………………………………………………………(12分)
10.解 (1)由題意得,an-an-1=n,an-1-an-2=n-1,…,a3-a2=3,a2-a1=2.
將上述各式等號兩邊累加得,
an-a1=n+(n-1)+…+3+2,
即an=n+(n-1)+…+3+2+1=,
故an=.…………………………………………………………………………(6分)
(2)由題意得,=,=,…,=,=.
將上述各式累乘得,=,故an=.………………………………………………(10分)
(3)由an=2an-1+1,
得an+1=2(an-1+1),
又
22、a1+1=2≠0,所以=2,
即數(shù)列{an+1}是以2為首項,以2為公比的等比數(shù)列.
所以an+1=2n,即an=2n-1.…………………………………………………………(14分)
11.(1)解 a1=S1=4.……………………………………………………………………(1分)
對于n≥2,有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.a1也適合,
∴{an}的通項公式an=4n.………………………………………………………………(3分)
將n=1代入Tn=2-bn,得b1=2-b1,故T1=b1=1.…………………………………(4分)
對于n≥2,由Tn-1=2-bn-
23、1,
Tn=2-bn,得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1),
∴bn=bn-1,bn=21-n.……………………………………………………………………(6分)
b1=1也適合.
綜上,{bn}的通項公式bn=21-n.………………………………………………………(10分)
(2)方法一 由cn=a·bn=n225-n,……………………………………………………(11分)
得=2.當且僅當n≥3時,1+≤<,
∴<·()2=1,又cn=n2·25-n>0,
即cn+1