高考數(shù)學理科一輪【學案28】數(shù)列的概念與簡單表示法含答案
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1、 高考數(shù)學精品復習資料 2019.5 第六章 數(shù) 列 學案28 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_
2、___項. 2.通項公式: 如果數(shù)列{an}的______與____之間的關系可以____________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:
3、 已知Sn,則an= 自我檢測 1.(20xx·汕頭月考)設an=-n2+10n+11,則數(shù)列{an}從首項到第幾項的和最大 ( ) A.10 B.11 C.10或11 D.12 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等于 ( ) A.-165 B.-33 C.-30 D.-21 3.(20xx·龍巖月考)已知數(shù)列-1,,-,,…按此規(guī)律,則這個數(shù)列的通項公式是( ) A.an=(-1)n· B.an=(-1)n· C.an=(-1
4、)n· D.an=(-1)n· 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 ( ) A.①②③ B.②③④ C.①③ D.①②③④ 5.(20xx·湖南長郡中學月考)在數(shù)列{an}中,若a1=1,a2=,=+ (n∈N*),則該數(shù)列的通項an=______
5、. 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,,8,,…; (3),,2,,…;(4)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 根據(jù)下列條件,確定數(shù)列{an}的通項公式.
6、 (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 (20xx·杭州月考)(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)思想的應用 例 (12分)已知數(shù)列{an}的通項an=(n+1)n (n∈N*),試問該數(shù)列{an
7、}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.[12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+1<an.[8分] 故a1<a2<a3<…<a9=a10&g
8、t;a11>a12>…,[10分] ∴數(shù)列{an}中有最大項,為第9、10項.[12分] 【突破思維障礙】 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:
9、(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:75分) 一、選擇題(每小題5分,共25分) 1.(20xx·安徽)設數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2,則a8的值為 ( ) A.15 B.16 C.49 D.64 2.已知數(shù)列{an}的通項公式是an=,那么這個數(shù)列是
10、 ( ) A.遞增數(shù)列 B.遞減數(shù)列 C.擺動數(shù)列 D.常數(shù)列 3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2(an-1),則a2等于 ( ) A.4 B.2 C.1 D.-2 4.(20xx·煙臺模擬)數(shù)列{an}中,若an+1=,a1=1,則a6等于 ( ) A.13 B. C.11 D. 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為 ( ) A.5
11、B. C. D. 題號 1 2 3 4 5 答案 二、填空題(每小題4分,共12分) 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.(20xx·安慶月考)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_______
12、_____. 三、解答題(共38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.(12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.(14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·
13、;bn,證明:當且僅當n≥3時,cn+1<cn. 答案 自主梳理 1.一定順序排列 每一個數(shù) 定義域為N*(或它的子集)a1,a2,a3,…,an,… n 2.第n項 n 用一個公式 3.解析法(通項公式或遞推公式) 列表法 圖象法 4.有窮數(shù)列 無窮數(shù)列 遞增數(shù)列 遞減數(shù)列 擺動數(shù)列 常數(shù)列 > <?。健?.S1 Sn-Sn-1 自我檢測 1.C 2.C 3.C 4.C 5. 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)
14、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)列中各項統(tǒng)一成分母為2的分數(shù),得 ,,,,,…, 觀察知,各項的分子是對應項數(shù)的平方, ∴數(shù)列通項公式是an=. (3)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)
15、加1后,又變?yōu)?,6,9,12,…,所以數(shù)列的通項公式是an=. (4)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
16、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 (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=
17、3;·…···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), ∴=3, ∴數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3, 又a1+1=2, ∴an+1=2·
18、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-2)+…+ln 2
19、-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)
20、a1=S1=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=a
21、1+(n-1)×2=2n-1. 課后練習區(qū) 1.A 2.A 3.A 4.D 5.B 6. 7. 8. 9.解 (1)∵a1=1+,a2=2+,a3=3+,…, ∴an=n+(n∈N*).…………………………………………………………………(6分) (2)∵a1=-,a2=,a3=-, a4=,…, ∴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)+…+
22、3+2, 即an=n+(n-1)+…+3+2+1=, 故an=.……………………………………………………………………………(4分) (2)由題意得,=,=,…,=,=. 將上述各式累乘得,=,故an=.……………………………………………………(8分) (3)由an=2an-1+1, 得an+1=2(an-1+1), 又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.…………………………………………………………(12分) 11.(1)解 a1=S1=4.………………………………………………………………
23、……(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) (求bn方法一)對于n≥2,由Tn-1=2-bn-1, Tn=2-bn,得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1), ∴bn=bn-1,bn=21-n.……………………………………………………………………(6分) (求bn方法二)對于n≥2,由Tn=2-bn得 Tn=2-(Tn-Tn-1),
24、 2Tn=2+Tn-1,Tn-2=(Tn-1-2), Tn-2=21-n(T1-2)=-21-n, Tn=2-21-n, bn=Tn-Tn-1=(2-21-n)-(2-22-n)=21-n. b1=1也適合.……………………………………………………………………………(6分) 綜上,{bn}的通項公式bn=21-n.…………………………………………………………(8分) (2)證明 方法一 由cn=a·bn=n225-n,………………………………………………(10分) 得=2.………………………………………………………………………(12分) 當且僅當n≥3時,1+≤<, ∴<·()2=1,又cn=n2·25-n>0, 即cn+1<cn.………………………………………………………………………………(14分) 方法二 由cn=a·bn=n225-n, 得cn+1-cn=24-n[(n+1)2-2n2] =24-n[-(n-1)2+2].…………………………………………………………………(13分) 當且僅當n≥3時,cn+1-cn <0,即cn+1< cn.…………………………………………(14分)
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