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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第二章 數(shù)列學(xué)案 新人教A版必修5
第一課時(shí) 數(shù)列的概念與通項(xiàng)公式
數(shù)列的概念
[提出問題]
觀察下列示例,回答后面問題.
(1)正整數(shù)1,2,3,4,5,6的倒數(shù)依次是1,,,,,.
(2)-2的1次冪,2次冪,3次冪、4次冪依次是-2,4,-8,16.
(3)人們?cè)?740年發(fā)現(xiàn)了一顆彗星,并推算出這顆彗星每隔83年出現(xiàn)一次,那么從發(fā)現(xiàn)那次算起,這顆彗星出現(xiàn)的年份依次為:1740,1823,1906,1989,2072,….
(4)“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”的意思為:一尺長(zhǎng)的木棒,每日取其一半,永遠(yuǎn)也取不完.如果將“一尺之棰”視為1份,那么每日剩下的部分依次分為:,,,,,….
問題:觀察上面4個(gè)例子,它們都涉及到了一些數(shù),這些數(shù)的呈現(xiàn)有什么特點(diǎn)?
提示:按照一定的順序排列.
[導(dǎo)入新知]
數(shù)列的概念
(1)定義:按照一定順序排列著的一列數(shù)稱為數(shù)列.
(2)項(xiàng):數(shù)列中的每一個(gè)數(shù)叫做這個(gè)數(shù)列的項(xiàng).a(chǎn)1稱為數(shù)列{an}的第1項(xiàng)(或稱為首項(xiàng)),a2稱為第2項(xiàng),…,an稱為第n項(xiàng).
(3)數(shù)列的表示:數(shù)列的一般形式可以寫成a1,a2,a3,…,an…簡(jiǎn)記為{an}.
[化解疑難]
1.?dāng)?shù)列的定義中要把握兩個(gè)關(guān)鍵詞:“一定順序”與“一列數(shù)”.也就是說構(gòu)成數(shù)列的元素是“數(shù)”,并且這些數(shù)是按照“一定順序”排列著的,即確定的數(shù)在確定的位置.
2.項(xiàng)an與序號(hào)n是不同的,數(shù)列的項(xiàng)是這個(gè)數(shù)列中的一個(gè)確定的數(shù),而序號(hào)是指項(xiàng)在數(shù)列中的位次.
3.{an}與an是不同概念:{an}表示數(shù)列a1,a2,a3,…,an,…;而an表示數(shù)列{an}中的第n項(xiàng).
數(shù)列的分類
[提出問題]
問題:觀察上面4個(gè)例子中對(duì)應(yīng)的數(shù)列,它們的項(xiàng)數(shù)分別是多少?這些數(shù)列中從第2項(xiàng)起每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的大小關(guān)系又是怎樣的?
提示:數(shù)列1中有6項(xiàng),數(shù)列2中有4項(xiàng),數(shù)列3、4有無窮多項(xiàng);數(shù)列1中每一項(xiàng)都小于它的前一項(xiàng),數(shù)列2中的項(xiàng)大小不確定,數(shù)列3中每一項(xiàng)都大于它的前一項(xiàng),數(shù)列4中每一項(xiàng)都小于它的前一項(xiàng).
[導(dǎo)入新知]
分類標(biāo)準(zhǔn)
名稱
含義
按項(xiàng)的個(gè)數(shù)
有窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)有限的數(shù)列
無窮數(shù)列
項(xiàng)數(shù)無限的數(shù)列
按項(xiàng)的變化趨勢(shì)
遞增數(shù)列
從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都大于它的前一項(xiàng)的數(shù)列
遞減數(shù)列
從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都小于它的前一項(xiàng)的數(shù)列
常數(shù)列
各項(xiàng)相等的數(shù)列
擺動(dòng)數(shù)列
從第2項(xiàng)起,有些項(xiàng)大于它的前一項(xiàng),有些項(xiàng)小于它的前一項(xiàng)的數(shù)列
[化解疑難]
在寫數(shù)列時(shí),對(duì)于有窮數(shù)列,要把末項(xiàng)寫出.例如,數(shù)列1,2,3,4,…,100.表示有窮數(shù)列.但是如果把數(shù)列寫成1,2,3,4,…,100,…就表示無窮數(shù)列.
數(shù)列的通項(xiàng)公式
[提出問題]
問題:仍然觀察上面4個(gè)例子,你能否發(fā)現(xiàn)這些數(shù)列中,每一項(xiàng)與這一項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)之間存在著某種關(guān)系?這種關(guān)系是否可以表示為一個(gè)公式?
提示:每一項(xiàng)與這一項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)間存在一定的關(guān)系,有些可用公式表示,有些不能用公式表示.
[導(dǎo)入新知]
數(shù)列的通項(xiàng)公式
如果數(shù)列{an}的第n項(xiàng)與序號(hào)n之間的關(guān)系可以用一個(gè)式子來表示,那么就把這個(gè)公式叫做這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式.
[化解疑難]
1.?dāng)?shù)列的通項(xiàng)公式實(shí)際上是一個(gè)以正整數(shù)集N*或它的有限子集{1,2,3,…,n}為定義域的函數(shù)解析式.
2.同所有的函數(shù)關(guān)系不一定都有解析式一樣,并不是所有的數(shù)列都有通項(xiàng)公式.
數(shù)列的概念及分類
[例1] 已知下列數(shù)列:
(1)0,0,0,0,0,0;
(2)0,-1,2,-3,4,-5,…;
(3)0,,,…,,…;
(4)1,0.2,0.22,0.23,…;
(5)0,-1,0,…,cosπ,….
其中,有窮數(shù)列是________,無窮數(shù)列是________,遞增數(shù)列是________,遞減數(shù)列是________,常數(shù)列是________,擺動(dòng)數(shù)列是________(填序號(hào)).
[解析] (1)是常數(shù)列且是有窮數(shù)列;
(2)是無窮擺動(dòng)數(shù)列;
(3)是無窮遞增數(shù)列(因?yàn)椋?-);
(4)是無窮遞減數(shù)列;
(5)是無窮擺動(dòng)數(shù)列.
[答案] (1) (2)(3)(4)(5) (3) (4) (1) (2)(5)
[類題通法]
判斷給出的數(shù)列是有窮數(shù)列還是無窮數(shù)列,只需考察數(shù)列是有限項(xiàng)還是無限項(xiàng).若數(shù)列含有限項(xiàng),則是有窮數(shù)列,否則為無窮數(shù)列.而判斷數(shù)列的單調(diào)性,則需要從第2項(xiàng)起,觀察每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的大小關(guān)系,若滿足an
an+1,則是遞減數(shù)列;若滿足an=an+1,則是常數(shù)列;若an與an+1的大小不確定時(shí),則是擺動(dòng)數(shù)列.
[活學(xué)活用]
1.給出下列數(shù)列:
(1)xx~xx年某市普通高中生人數(shù)(單位:萬人)構(gòu)成數(shù)列
82,93,105,119,129,130,132,135.
(2)無窮多個(gè)構(gòu)成數(shù)列.
,,,,….
(3)-2的1次冪,2次冪,3次冪,4次冪,……構(gòu)成數(shù)列-2,4,-8,16,-32,….
(4)精確到1,0.1,0.01,0.001,…的不足近似值與過剩近似值分別構(gòu)成數(shù)列
1,1.4,1.41,1.414,…;
2,1.5,1.42,1.415,….
指出其中哪些是有窮數(shù)列、無窮數(shù)列、遞增數(shù)列、遞減數(shù)列、常數(shù)列、擺動(dòng)數(shù)列?
解:有窮數(shù)列有:82,93,105,119,129,130,132,135;
無窮數(shù)列有:,,,,…;
-2,4,-8,16,-32,…;
1,1.4,1.41,1.414,…;
2,1.5,1.42,1.415,….
遞增數(shù)列有:82,93,105,119,129,130,132,135;
1,1.4,1.41,1.414,….
遞減數(shù)列有:2,1.5,1.42,1.415,….
常數(shù)列有:,,,,….
擺動(dòng)數(shù)列有:-2,4,-8,16,-32,….
由數(shù)列的前幾項(xiàng)求通項(xiàng)公式
[例2] 寫出下列數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1),2,,8,,…;
(2)9,99,999,9 999,…;
(3),,,,…;
(4)-,,-,,…;
[解] (1)數(shù)列的項(xiàng),有的是分?jǐn)?shù),有的是整數(shù),可將各項(xiàng)都統(tǒng)一成分?jǐn)?shù)再觀察:,,,,,…,所以,它的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=(n∈N*)
(2)各項(xiàng)加1后,變?yōu)?0,100,1 000,10 000,…此數(shù)列的通項(xiàng)公式為10n,可得原數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=10n-1.
(3)數(shù)列中每一項(xiàng)由三部分組成,分母是從1開始的奇數(shù)列,可用2n-1表示;分子的前一部分是從2開始的自然數(shù)的平方,可用(n+1)2表示,分子的后一部分是減去一個(gè)自然數(shù),可用n表示,綜上,原數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=(n∈N*).
(4)這個(gè)數(shù)列的前4項(xiàng)的絕對(duì)值都等于序號(hào)與序號(hào)加1的積的倒數(shù),且奇數(shù)項(xiàng)為負(fù),偶數(shù)項(xiàng)為正,所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式是an=(-1)n.
[類題通法]
此類問題雖無固定模式,但也有規(guī)律可循,主要靠觀察(觀察規(guī)律)、比較(比較已知數(shù)列)、歸納、轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列)、聯(lián)想(聯(lián)想常見的數(shù)列)等方法.具體方法為:①分式中分子、分母的特征;②相鄰項(xiàng)的變化特征;③拆項(xiàng)后的特征;④各項(xiàng)的符號(hào)特征和絕對(duì)值特征;⑤化異為同.對(duì)于分式還可以考慮對(duì)分子、分母各個(gè)擊破,或?qū)ふ曳肿印⒎帜钢g的關(guān)系.
[活學(xué)活用]
2.寫出下列數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)0,3,8,15,24,…;
(2)1,-3,5,-7,9,…;
(3)1,2,3,4,…;
(4)1,11,111,1 111,….
解:(1)觀察數(shù)列中的數(shù),可以看到0=1-1,3=4-1,8=9-1,15=16-1,24=25-1,…,所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式是an=n2-1.
(2)數(shù)列各項(xiàng)的絕對(duì)值為1,3,5,7,9,…,是連續(xù)的正奇數(shù),并且數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)為正,偶數(shù)項(xiàng)為負(fù),所以它的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=(-1)n+1(2n-1).
(3)此數(shù)列的整數(shù)部分1,2,3,4,…恰好是序號(hào)n,分?jǐn)?shù)部分與序號(hào)n的關(guān)系為,故所求的數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=n+=.
(4)原數(shù)列的各項(xiàng)可變?yōu)?,99,999,9 999,…,易知數(shù)列9,99,999,9 999,…的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=10n-1.所以原數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=(10n-1).
通項(xiàng)公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用
[例3] 已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=.
(1)寫出該數(shù)列的第4項(xiàng)和第7項(xiàng);
(2)試判斷和是否是該數(shù)列中的項(xiàng)?若是,求出它是第幾項(xiàng);若不是,說明理由.
[解] (1)由通項(xiàng)公式an=可得
a4==,a7==.
(2)令=,得n2=9,
所以n=3(n=-3舍去),
故是該數(shù)列中的項(xiàng),并且是第3項(xiàng);
令=,得n2=,所以n=,
由于都不是正整數(shù),
因此不是數(shù)列中的項(xiàng).
[類題通法]
1.?dāng)?shù)列的通項(xiàng)公式給出了第n項(xiàng)an與它的位置序號(hào)n之間的關(guān)系,只要用序號(hào)代替公式中的n,就可以求出數(shù)列的相應(yīng)項(xiàng).
2.判斷某數(shù)值是否為該數(shù)列的項(xiàng),需先假定它是數(shù)列中的項(xiàng),列方程求解.若方程的解為正整數(shù),則該數(shù)值是數(shù)列的項(xiàng);若方程無解或解不是正整數(shù),則該數(shù)值不是此數(shù)列的項(xiàng).
[活學(xué)活用]
3.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=qn,且a4-a2=72.
(1)求實(shí)數(shù)q的值;
(2)判斷-81是否為此數(shù)列中的項(xiàng).
解:(1)由題意知q4-q2=72?q2=9
或q2=-8(舍去),∴q=3.
(2)當(dāng)q=3時(shí),an=3n,顯然-81不是此數(shù)列中的項(xiàng);
當(dāng)q=-3時(shí),an=(-3)n,令(-3)n=-81=-34,也無解.
∴-81不是此數(shù)列中的項(xiàng).
[典例] 已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=n2-5n+4.
求n為何值時(shí),an有最小值?并求出最小值.
[解]∵an=n2-5n+4=2-,可知對(duì)稱軸方程為n==2.5.
又n∈N*,故n=2或3時(shí),an有最小值,其最小值為a2=a3=22-52+4=-2.
[易錯(cuò)防范]
1.忽視了借助二次函數(shù)求最值,而認(rèn)為當(dāng)n=1時(shí)取得最小值.
2.由an=2-知n=取最小值,忽視n∈N*.
3.在用函數(shù)的有關(guān)知識(shí)解決數(shù)列問題時(shí),要注意它的定義域是N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})這一約束條件.
[成功破障]
求數(shù)列{-2n2+9n+3}中的最大項(xiàng).
解:已知-2n2+9n+3=-22+,由于n為正整數(shù),故當(dāng)n=2時(shí),取得最大值為13,所以數(shù)列{-2n2+9n+3}中的最大項(xiàng)為第二項(xiàng),為13.
[隨堂即時(shí)演練]
1.將正整數(shù)的前5個(gè)數(shù)排列如下:
①1,2,3,4,5;②5,4,3,2,1;③2,1,5,3,4;④4,1,5,3,2.
那么可以稱為數(shù)列的有( )
A.① B.①②
C.①②③ D.①②③④
解析:選D 數(shù)列是按“一定順序”排列著的一列數(shù).因此選D.注意此題易錯(cuò)選B.
2.在數(shù)列-1,0,,,…,,…中,0.08是它的( )
A.第100項(xiàng) B.第12項(xiàng)
C.第10項(xiàng) D.第8項(xiàng)
解析:選C ∵an=,令=0.08,解得n=10或n=(舍去).
3.若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=3-2n,則a2n=________,=________.
解析:根據(jù)通項(xiàng)公式我們可以求出這個(gè)數(shù)列的任意一項(xiàng).∵an=3-2n,∴a2n=3-22n=3-4n,==.
答案:3-4n
4.若數(shù)列{an}的通項(xiàng)滿足=n-2,那么15是這個(gè)數(shù)列的第________項(xiàng).
解析:由=n-2可知,an=n2-2n,
令n2-2n=15,得n=5.
答案:5
5.已知:an=,(1)求a3;(2)若an=,求n.
解:(1)將n=3代入an=,得a3==.
(2)將an=代入an=,得=,解得n=8.
[課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
一、選擇題
1.下面有四個(gè)結(jié)論,其中敘述正確的有
①數(shù)列的通項(xiàng)公式是唯一的;
②數(shù)列可以看做是一個(gè)定義在正整數(shù)集或其子集上的函數(shù);
③數(shù)列若用圖象表示,它是一群孤立的點(diǎn);
④每個(gè)數(shù)列都有通項(xiàng)公式.( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:選B 數(shù)列的通項(xiàng)公式不唯一,有的數(shù)列沒有通項(xiàng)公式,所以①④不正確.
2.?dāng)?shù)列的通項(xiàng)公式為an=則a2a3等于( )
A.70 B.28
C.20 D.8
解析:選C 由an=得a2=2,a3=10,所以a2a3=20.
3.?dāng)?shù)列-1,3,-7,15,…的一個(gè)通項(xiàng)公式可以是( )
A.a(chǎn)n=(-1)n(2n-1)
B.a(chǎn)n=(-1)n(2n-1)
C.a(chǎn)n=(-1)n+1(2n-1)
D.a(chǎn)n=(-1)n+1(2n-1)
解析:選A 數(shù)列各項(xiàng)正、負(fù)交替,故可用(-1)n來調(diào)節(jié),又1=21-1,3=22-1,7=23-1,15=24-1,…,所以通項(xiàng)公式為an=(-1)n(2n-1).
4.(xx宿州高二檢測(cè))已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=,那么這個(gè)數(shù)列是( )
A.遞增數(shù)列 B.遞減數(shù)列
C.常數(shù)列 D.?dāng)[動(dòng)數(shù)列
解析:選A an==1-,∴當(dāng)n越大,越小,則an越大,故該數(shù)列是遞增數(shù)列.
5.下列命題:
①已知數(shù)列{an},an=(n∈N*),那么是這個(gè)數(shù)列的第10項(xiàng),且最大項(xiàng)為第一項(xiàng).
②數(shù)列,,2,,…的一個(gè)通項(xiàng)公式是an=.
③已知數(shù)列{an},an=kn-5,且a8=11,則a17=29.
④已知an+1=an+3,則數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.
其中正確命題的個(gè)數(shù)為( )
A.4個(gè) B.3個(gè)
C.2個(gè) D.1個(gè)
解析:選A 對(duì)于①,令an==?n=10,易知最大項(xiàng)為第一項(xiàng).①正確.
對(duì)于②,數(shù)列,,2,,…變?yōu)?,,,,?,,,,…?an=,②正確;
對(duì)于③,an=kn-5,且a8=11?k=2?an=2n-5?a17=29.③正確;
對(duì)于④,由an+1-an=3>0,易知④正確.
二、填空題
6.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=,那么是它的第________項(xiàng).
解析:令=,解得n=4(n=-5舍去),所以是第4項(xiàng).
答案:4
7.已知數(shù)列{an}的前4項(xiàng)為11,102,1 003,10 004,…,則它的一個(gè)通項(xiàng)公式為________.
解析:由于11=10+1,102=102+2,1 003=103+3,10 004=104+4,…,所以該數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式是
an=10n+n.
答案:an=10n+n.
8.(xx福州高二檢測(cè))已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=n2-8n+12,那么該數(shù)列中為負(fù)數(shù)的項(xiàng)一共有________項(xiàng).
解析:令an=n2-8n+12<0,解得2<n<6,又因?yàn)閚∈N*,所以n=3,4,5,一共有3項(xiàng).
答案:3
三、解答題
9.求下列數(shù)列的一個(gè)可能的通項(xiàng)公式:
(1)1,-1,1,-1,…;
(2)1,10,2,11,3,12,…;
(3)1+,1-,1+,1-,….
解:(1)an=(-1)n+1或an=
(2)an=
或an=.
(3)an=1+(-1)n+1.
10.在數(shù)列{an}中,a1=2,a17=66,通項(xiàng)公式是關(guān)于n的一次函數(shù).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求a2 013;
(3)2 014是否為數(shù)列{an}中的項(xiàng)?
解:(1)設(shè)an=kn+b(k≠0),則有
解得k=4,b=-2.
∴an=4n-2.
(2)a2 013=42 013-2=8 050.
(3)令2 014=4n-2,解得n=504∈N*,
∴2 014是數(shù)列{an}的第504項(xiàng).
第二課時(shí) 數(shù)列的通項(xiàng)公式與遞推公式
數(shù)列的遞推關(guān)系
[提出問題]
某劇場(chǎng)有30排座位,第一排有20個(gè)座位,從第二排起,后一排都比前一排多2個(gè)座位(如圖).
問題1:寫出前五排座位數(shù).
提示:20,22,24,26,28.
問題2:第n排與第n+1排座位數(shù)有何關(guān)系?
提示:第n+1排比第n排多2個(gè)座位.
問題3:第n排座位數(shù)an與第n+1排座位數(shù)an+1能用等式表示嗎?
提示:能.a(chǎn)n+1=an+2.
[導(dǎo)入新知]
如果已知數(shù)列{an}的第一項(xiàng)(或前幾項(xiàng)),且任一項(xiàng)an與它的前一項(xiàng)an-1(或前幾項(xiàng))間的關(guān)系可以用一個(gè)公式來表示,那么這個(gè)公式就叫做這個(gè)數(shù)列的遞推公式.
[化解疑難]
1.?dāng)?shù)列的遞推公式是給出數(shù)列的另一重要形式,由遞推公式可以依次求出數(shù)列的各項(xiàng).
2.有些數(shù)列的通項(xiàng)公式與遞推公式可以相互轉(zhuǎn)化,如數(shù)列1,3,5,…,2n-1,…的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=2n-1(n∈N*).用遞推公式表示為a1=1,an=an-1+2(n≥2,n∈N*).
數(shù)列的表示方法
[例1] 根據(jù)數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式,把下列數(shù)列用圖象表示出來(n≤5,且n∈N*).
(1)an=(-1)n+2;
(2)an=.
[解] (1)數(shù)列{an}的前5項(xiàng)依次是1,3,1,3,1,圖象如下圖①所示.
(2)數(shù)列{an}的前5項(xiàng)依次是2,,,,,圖象如下圖②所示.
[類題通法]
通項(xiàng)公式法、列表法與圖象法表示數(shù)列優(yōu)點(diǎn)
(1)用通項(xiàng)公式表示數(shù)列,簡(jiǎn)潔明了,便于計(jì)算.公式法是常用的數(shù)學(xué)方法.
(2)列表法的優(yōu)點(diǎn)是不經(jīng)過計(jì)算,就可以直接看出項(xiàng)數(shù)與項(xiàng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.
(3)圖象能直觀形象地表示出隨著序號(hào)的變化,相應(yīng)項(xiàng)變化的趨勢(shì).
[活學(xué)活用]
1.一輛郵車每天從A地往B地運(yùn)送郵件,沿途(包括A,B)共有8站,從A地出發(fā)時(shí),裝上發(fā)往后面7站的郵件各一個(gè),到達(dá)各站后卸下前面各站發(fā)往該站的郵件,同時(shí)裝上該站發(fā)往后面各站的郵件各一個(gè).試用列表法表示郵車在各站裝卸完畢后剩余郵件個(gè)數(shù)所成的數(shù)列.
解:將A,B之間所有站按序號(hào)1,2,3,4,5,6,7,8編號(hào).通過計(jì)算,各站裝卸完畢后剩余郵件個(gè)數(shù)依次構(gòu)成數(shù)列7,12,15,16,15,12,7,0,如下表:
站號(hào)(n)
1
2
3
4
5
6
7
8
剩余郵件數(shù)(an)
7
12
15
16
15
12
7
0
由遞推公式求數(shù)列中的項(xiàng)
[例2] 已知數(shù)列{an}的第一項(xiàng)a1=1,以后的各項(xiàng)由公式an+1=給出,試寫出這個(gè)數(shù)列的前5項(xiàng).
[解] ∵a1=1,an+1=,
∴a2==,
a3===,
a4===,
a5===.
故該數(shù)列的前5項(xiàng)為1,,,,.
[類題通法]
根據(jù)遞推公式寫出數(shù)列的前幾項(xiàng),要弄清楚公式中各部分的關(guān)系,依次代入計(jì)算即可.另外,解答這類問題時(shí)還需注意:若知道的是首項(xiàng),通常將所給公式整理成用前面的項(xiàng)表示后面的項(xiàng)的形式;若知道的是末項(xiàng),通常將所給公式整理成用后面的項(xiàng)表示前面的項(xiàng)的形式.
[活學(xué)活用]
2.已知數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,以后各項(xiàng)由an=an-1+an-2(n≥3)給出.
(1)寫出此數(shù)列的前5項(xiàng);
(2)通過公式bn=構(gòu)造一個(gè)新的數(shù)列{bn},寫出數(shù)列{bn}的前4項(xiàng).
解:(1)∵an=an-1+an-2(n≥3),
且a1=1,a2=2,
∴a3=a2+a1=3,a4=a3+a2=3+2=5,
a5=a4+a3=5+3=8.
故數(shù)列{an}的前5項(xiàng)依次為
a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8.
(2)∵bn=,且a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8,
∴b1==,b2==,b3==,
b4==.
故b1=,b2=,b3=,b4=.
由遞推公式歸納數(shù)列的通項(xiàng)公式
[例3] 已知數(shù)列{an}的第1項(xiàng)是2,以后的各項(xiàng)由公式an=(n=2,3,4,…)給出,寫出這個(gè)數(shù)列的前5項(xiàng),并歸納出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] 可依次代入項(xiàng)數(shù)進(jìn)行求值.
a1=2,a2==-2,a3==-,
a4==-,
a5==-.
即數(shù)列{an}的前5項(xiàng)為2,-2,-,-,-.
也可寫為,,,,-.
即分子都是-2,分母依次加2,且都是奇數(shù),
所以an=-(n∈N*).
[類題通法]
根據(jù)遞推公式寫出數(shù)列的前幾項(xiàng),然后由前幾項(xiàng)分析其特點(diǎn)、規(guī)律,歸納總結(jié)出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式.
[活學(xué)活用]
3.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=an-1+(n≥2),寫出該數(shù)列前5項(xiàng),并歸納出它的一個(gè)通項(xiàng)公式.
解:a1=1,
a2=a1+=1+=,
a3=a2+=+=,
a4=a3+=+=,
a5=a4+=+=.
故數(shù)列的前5項(xiàng)分別為1,,,,.
由于1=,=,=,=,=,
故數(shù)列{an}的一個(gè)通項(xiàng)公式為an==2-.
遞推公式和通項(xiàng)公式是數(shù)列的兩種表示方法,它們都可以確定數(shù)列中的任意一項(xiàng),只是由遞推公式確定數(shù)列中的項(xiàng)時(shí),不如通項(xiàng)公式直接,下面介紹由遞推數(shù)列求通項(xiàng)公式的兩種方法.
【角度一】 累加法
對(duì)于數(shù)列{an}若滿足an+1-an=f(n)時(shí),需用累加法,即an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1來求an.
[例1] 已知a1=1,an+1-an=2,求數(shù)列{an}的一個(gè)通項(xiàng)公式.
[解] ∵a1=1,an+1-an=2,∴a2-a1=2,a3-a2=2,a4-a3=2,…,an-an-1=2(n≥2),將這些式子的兩邊分別相加,(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)=2(n-1),即an-a1=2(n-1),又a1=1,∴an=2n-1(n≥2),當(dāng)n=1時(shí),a1=1也滿足上式,故數(shù)列{an}的一個(gè)通項(xiàng)公式為an=2n-1.
【角度二】 累乘法
對(duì)于數(shù)列{an}若滿足=f(n)時(shí),需用累乘法,即an=…a1來求an.
[例2] 已知數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=3an(n∈N*),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] 由an+1=3an得=3.
因此可得=3,=3,=3,…,=3.
將上面的n-1個(gè)式子相乘可得
…=3n-1.
即=3n-1,
所以an=a13n-1,
又a1=2,故an=23n-1.
[隨堂即時(shí)演練]
1.符合遞推關(guān)系式an=an-1的數(shù)列是( )
A.1,2,3,4,… B.1,,2,2,…
C.,2,,2,… D.0,,2,2,…
解析:選B B中從第二項(xiàng)起,后一項(xiàng)是前一項(xiàng)的倍,符合遞推公式an=an-1.
2.?dāng)?shù)列,,,,…的遞推公式可以是( )
A.a(chǎn)n=(n∈N*) B.an=(n∈N*)
C.a(chǎn)n+1=an(n∈N*) D.a(chǎn)n+1=2an(n∈N*)
解析:選C 數(shù)列從第二項(xiàng)起,后一項(xiàng)是前一項(xiàng)的,故遞推公式為an+1=an(n∈N*).
3.已知a1=1,an=1+(n≥2),則a5=________.
解析:由a1=1,an=1+得a2=2,a3=,a4=,a5=.
答案:
4.已知數(shù)列{an}滿足a1>0,=(n∈N*),則數(shù)列{an}是________數(shù)列(填“遞增”或“遞減”).
解析:由已知a1>0,an+1=an(n∈N*),
得an>0(n∈N*).
又an+1-an=an-an=-an<0,
所以{an}是遞減數(shù)列.
答案:遞減
5.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=,寫出它的前5項(xiàng),并判斷該數(shù)列的單調(diào)性.
解:對(duì)于公式an=,依次取n=1,2,3,4,5,得到數(shù)列的前5項(xiàng)為a1=,a2=,a3=,a4=,a5=.
而an+1-an=-=.
因?yàn)閚∈N*,所以1-n2-n<0,所以an+1-an<0,即an+1<an.故該數(shù)列為遞減數(shù)列.
[課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
一、選擇題
1.已知an+1-an-3=0,則數(shù)列{an}是( )
A.遞增數(shù)列 B.遞減數(shù)列
C.常數(shù)列 D.不能確定
解析:選A an+1-an=3>0,故數(shù)列{an}為遞增數(shù)列.
2.?dāng)?shù)列{an}中an+1=an+2-an,a1=2,a2=5,則a5= ( )
A.-3 B.-11
C.-5 D.19
解析:選D 由an+1=an+2-an得an+2=an+an+1,
由于a3=a1+a2=7,a4=a2+a3=12,a5=a3+a4=19.
3.在數(shù)列{an}中,a1=,an=(-1)n2an-1(n≥2),則a5等于( )
A.- B.
C.- D.
解析:選B ∵a1=,an=(-1)n2an-1,
∴a2=(-1)22=,
a3=(-1)32=-,
a4=(-1)42=-,
a5=(-1)52=.
4.已知數(shù)列{an}對(duì)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
解析:選C 由已知得a2=a1+a1=2a1=-6,∴a1=-3.
∴a10=2a5=2(a2+a3)
=2a2+2(a1+a2)
=4a2+2a1=4(-6)+2(-3)
=-30.
5.已知在數(shù)列{an}中,a1=3,a2=6,且an+2=an+1-an,則a2 012=( )
A.3 B.-3
C.6 D.-6
解析:選C 由題意知:a3=a2-a1=3,a4=a3-a2=-3,
a5=a4-a3=-6,a6=a5-a4=-3,
a7=a6-a5=3,a8=a7-a6=6,
a9=a8-a7=3,a10=a9-a8=-3
……
故知{an}是周期為6的數(shù)列,
∴a2 012=a2=6.
二、填空題
6.?dāng)?shù)列{an}中,an+1-an-n=0,則a2 012-a2 011=________.
解析:∵an+1-an-n=0,
∴a2 012-a2 011-2 011=0,
∴a2 012-a2 011=2 011.
答案:2 011
7.已知數(shù)列{an},an=an+m(a<0,n∈N*),滿足a1=2,a2=4,則a3=________.
解析:∵∴
∴an=(-1)n+3,∴a3=(-1)3+3=2.
答案:2
8.已知對(duì)于任意的正整數(shù)n,an=n2+λn.若數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,則實(shí)數(shù)λ的取值范圍是________.
解析:∵{an}是遞增數(shù)列,∴an+1-an=(n+1)2+λ(n+1)-n2-λn=2n+1+λ>0對(duì)于任意的正整數(shù)n恒成立,即λ >-2n-1對(duì)于任意的正整數(shù)n恒成立,∴λ>-3.
答案:λ>-3
三、解答題
9.已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=an.
(1)寫出數(shù)列{an}的前5項(xiàng);
(2)猜想數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(3)畫出數(shù)列{an}的圖象.
解:(1)a1=1,a2=1=,
a3==,
a4==,
a5==.
(2)猜想:an=.
(3)圖象如圖所示:
10.設(shè)f(x)=log2 x-logx4(0<x<1),又知數(shù)列{an}的通項(xiàng)an滿足f(2an)=2n.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)試判斷數(shù)列{an}的增減性.
解:(1)∵f(x)=log2x-logx4(0<x<1),f(2an)=2n,
∴l(xiāng)og22an-log2an4=2n,由換底公式,得log22an-=2n,
即an-=2n,
∴a-2nan-2=0,
∴an=n.③
由0<x<1,有0<2an<1,
∴an<0.④
由③④得an=n-,此即為數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(2)=
=<1
∵an<0,∴an+1>an,
∴數(shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列.
_2.2等差數(shù)列
第一課時(shí) 等差數(shù)列
等差數(shù)列的定義
[提出問題]
1.有一座樓房第一層的每級(jí)臺(tái)階與地面的高度(單位:cm)依次為:16,32,48,64,80,96,112,128,…,320.
2.xx年倫敦奧運(yùn)會(huì)女子舉重共設(shè)置7個(gè)級(jí)別,其中較輕的4個(gè)級(jí)別體重(單位:kg)分別為:48,53,58,63.
3.鞋的尺碼,按照國家規(guī)定,有:22,22.5,23,23.5,24,24.5,…
問題1:上面三組數(shù)構(gòu)成數(shù)列嗎?
提示:構(gòu)成.
問題2:若上面三組數(shù)構(gòu)成數(shù)列,試觀察它們從2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的差有什么特點(diǎn)?
提示:等于同一常數(shù).
[導(dǎo)入新知]
等差數(shù)列的定義
如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,通常用字母d表示.
[化解疑難]
1.“從第2項(xiàng)起”是指第1項(xiàng)前面沒有項(xiàng),無法與后續(xù)條件中“與前一項(xiàng)的差”相吻合.
2.“每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差”這一運(yùn)算要求是指“相鄰且后項(xiàng)減去前項(xiàng)”,強(qiáng)調(diào)了: ①作差的順序;②這兩項(xiàng)必須相鄰.
3.定義中的“同一常數(shù)”是指全部的后項(xiàng)減去前一項(xiàng)都等于同一個(gè)常數(shù),否則這個(gè)數(shù)列不能稱為等差數(shù)列.
等差中項(xiàng)
[提出問題]
問題:觀察上面三個(gè)數(shù)列,每個(gè)數(shù)列的任意連續(xù)三項(xiàng)之間有什么樣的關(guān)系?
提示:前一項(xiàng)與后一項(xiàng)的和是中間項(xiàng)的2倍.
[導(dǎo)入新知]
等差中項(xiàng)
如果三個(gè)數(shù)a,A,b成等差數(shù)列,那么A叫做a與b的等差中項(xiàng).這三個(gè)數(shù)滿足的關(guān)系式是A=.
[化解疑難]
1.A是a與b的等差中項(xiàng),則A=或2A=a+b,即兩個(gè)數(shù)的等差中項(xiàng)有且只有一個(gè).
2.當(dāng)2A=a+b時(shí),A是a與b的等差中項(xiàng).
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
[提出問題]
若一等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差是d.
問題1:試用a1、d表示a2、a3、a4.
提示:a2=a1+d,a3=a1+2d,a4=a1+3d.
問題2:由此猜想等差數(shù)列的通項(xiàng)公式an.
提示:an=a1+(n-1)d.
[導(dǎo)入新知]
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d
遞推公式
通項(xiàng)公式
an-an-1=d(n≥2)
an=a1+(n-1)d(n∈N*)
[化解疑難]
由等差數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1+(n-1)d可得an=dn+(a1-d),如果設(shè)p=d,q=a1-d,那么an=pn+q,其中p,q是常數(shù).當(dāng)p≠0時(shí),an是關(guān)于n的一次函數(shù);當(dāng)p=0時(shí),an=q,等差數(shù)列為常數(shù)列.
等差數(shù)列的判定與證明
[例1] 判斷下列數(shù)列是否為等差數(shù)列.
(1)在數(shù)列{an}中an=3n+2;
(2)在數(shù)列{an}中an=n2+n.
[解] (1)an+1-an=3(n+1)+2-(3n+2)=3(n∈N*).由n的任意性知,這個(gè)數(shù)列為等差數(shù)列.
(2)an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2,不是常數(shù),所以這個(gè)數(shù)列不是等差數(shù)列.
[類題通法]
定義法是判定(或證明)數(shù)列{an}是等差數(shù)列的基本方法,其步驟為:
(1)作差an+1-an;
(2)對(duì)差式進(jìn)行變形;
(3)當(dāng)an+1-an是一個(gè)與n無關(guān)的常數(shù)時(shí),數(shù)列{an}是等差數(shù)列;當(dāng)an+1-an不是常數(shù),是與n有關(guān)的代數(shù)式時(shí),數(shù)列{an}不是等差數(shù)列.
[活學(xué)活用]
1.已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,數(shù)列{bn}中,bn=3an+4,問:數(shù)列{bn}是否為等差數(shù)列?并說明理由.
解:數(shù)列{bn}是等差數(shù)列.
理由:∵數(shù)列{an}是首項(xiàng)為a1,公差為d的等差數(shù)列,
∴an+1-an=d(n∈N*).
∴bn+1-bn=(3an+1+4)-(3an+4)=3(an+1-an)=3d.
∴根據(jù)等差數(shù)列的定義,數(shù)列{bn}是等差數(shù)列.
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
[例2] (1)在等差數(shù)列{an}中,已知a5=10,a12=31,求通項(xiàng)公式an.
(2)已知數(shù)列{an}為等差數(shù)列a3=,a7=-,求a15的值.
[解] (1)∵a5=10,a12=31,
則?
∴an=-2+(n-1)3=3n-5
∴通項(xiàng)公式an=3n-5.(n∈N*)
(2)法一:由
得
解得a1=,d=-.
∴a15=a1+(15-1)d
=+14(-)=-.
法二:由a7=a3+(7-3)d,
即-=+4d,解得d=-.
∴a15=a3+(15-3)d=+12(-)=-.
[類題通法]
1.應(yīng)用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式求a1和d,運(yùn)用了方程的思想.一般地,可由am=a,an=b,
得求出a1和d,從而確定通項(xiàng)公式.
2.若已知等差數(shù)列中的任意兩項(xiàng)am,an,求通項(xiàng)公式或其他項(xiàng)時(shí),則運(yùn)用am=an+(m-n)d則較為簡(jiǎn)捷.
[活學(xué)活用]
2.(1)求等差數(shù)列8,5,2,…的第20項(xiàng);
(2)-401是不是等差數(shù)列-5,-9,-13,…的項(xiàng)?如果是,是第幾項(xiàng)?
解:(1)由a1=8,d=5-8=-3,n=20,
得a20=8+(20-1)(-3)=-49.
(2)由a1=-5,d=-9-(-5)=-4,
得這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式為
an=-5-4(n-1)=-4n-1,
由題意知,-401=-4n-1.
得n=100,即-401是這個(gè)數(shù)列的第100項(xiàng).
等差中項(xiàng)
[例3] 已知等差數(shù)列{an},滿足a2+a3+a4=18,a2a3a4=66.求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] 在等差數(shù)列{an}中,
∵ a2+a3+a4=18,
∴3a3=18,a3=6.
解得或
當(dāng)時(shí),a1=16,d=-5.
an=a1+(n-1)d=16+(n-1)(-5)
=-5n+21.
當(dāng)時(shí),a1=-4,d=5.
an=a1+(n-1)d=-4+(n-1)5=5n-9.
[類題通法]
三數(shù)a,b,c成等差數(shù)列的條件是b=(或2b=a+c),可用來進(jìn)行等差數(shù)列的判定或有關(guān)等差中項(xiàng)的計(jì)算問題.如若證{an}為等差數(shù)列,可證2an+1=an+an+2(n∈N*).
[活學(xué)活用]
3.(1)已知數(shù)列8,a,2,b,c是等差數(shù)列,則a,b,c的值分別為________,________,________.
(2)已知數(shù)列{an}滿足an-1+an+1=2an(n≥2),且a2=5,a5=13,則a8=________.
解析:(1)因?yàn)?,a,2,b,c是等差數(shù)列,
所以∴
(2)由an-1+an+1 =2an (n≥2)知,數(shù)列{an}是等差數(shù)列,∴a2,a5,a8成等差數(shù)列.
∴a2+a8=2a5,∴a8=2a5-a2=213-5=21.
答案:(1)5?。??。? (2)21
[典例] 已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,且a11=-26,a51=54,求a14的值.你能判斷該數(shù)列從第幾項(xiàng)開始為正數(shù)嗎?
[解] 由等差數(shù)列an=a1+(n-1)d列方程組:
解得
∴a14=-46+132=-20
∴an=-46+(n-1)2=2n-48
令an≥0,即2n-48≥0?n≥24.
∴從第25項(xiàng)開始,各項(xiàng)為正數(shù).
[易錯(cuò)防范]
1.忽略了對(duì)“從第幾項(xiàng)開始為正數(shù)”的理解,誤認(rèn)為n=24也滿足條件.
2.由通項(xiàng)公式計(jì)算時(shí),易把公式寫成an=a1+nd,導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤.
[成功破障]
一個(gè)等差數(shù)列的首項(xiàng)為,公差d>0,從第10項(xiàng)起每一項(xiàng)都大于1,求公差d的范圍.
解:設(shè)等差數(shù)列為{an},
由d>0,知a1<a2<…<a9<a10<a11…,
依題意,有
即?
解得<d≤,即公差d的取值范圍是.
[隨堂即時(shí)演練]
1.已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=2,公差d=3,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=3n-1 B.a(chǎn)n=2n+1
C.a(chǎn)n=2n+3 D.a(chǎn)n=3n+2
解析:選A ∵an=a1+(n-1)d=2+(n-1)3=3n-1.
2.等差數(shù)列的前3項(xiàng)依次是x-1,x+1,2x+3,則其通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=2n-5 B.an=2n-3
C.a(chǎn)n=2n-1 D.a(chǎn)n=2n+1
解析:選B ∵x-1,x+1,2x+3是等差數(shù)列的前3項(xiàng),
∴2(x+1)=x-1+2x+3,解得x=0.
∴a1=x-1=-1,a2=1,a3=3,
∴d=2,∴an=-1+2(n-1)=2n-3.
3.等差數(shù)列的第3項(xiàng)是7,第11項(xiàng)是-1,則它的第7項(xiàng)是________.
解析:設(shè)首項(xiàng)為a1,公差為d,
由a3=7,a11=-1得,a1+2d=7,a1+10d=-1,所以a1=9,d=-1,則a7=3.
答案:3
4.已知:1,x,y,10構(gòu)成等差數(shù)列,則x,y的值分別為________.
解析:由已知,x是1和y的等差中項(xiàng),即2x=1+y?、?,
y是x和10的等差中項(xiàng),即2y=x+10 ②,
由①,②可解得x=4,y=7.
答案:4,7
5.在等差數(shù)列{an}中,
(1)已知a5=-1,a8=2,求a1與d;
(2)已知a1+a6=12,a4=7,求a9.
解:(1)由題意,知
解得
(2)由題意,知解得
∴an=1+2(n-1)=2n-1.
∴a9=29-1=17.
[課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
一、選擇題
1.在等差數(shù)列{an}中,a3=0,a7-2a4=-1,則公差d等于( )
A.-2 B.-
C. D.2
解析:選B 由題意,得
解得
2.設(shè)x是a與b的等差中項(xiàng),x2是a2與-b2的等差中項(xiàng),則a,b的關(guān)系是( )
A.a(chǎn)=-b B.a=3b
C.a(chǎn)=-b或a=3b D.a(chǎn)=b=0
解析:選C 由等差中項(xiàng)的定義知:x=,
x2=,
∴=2,即a2-2ab-3b2=0.
故a=-b或a=3b.
3.若等差數(shù)列{an}中,已知a1=,a2+a5=4,an=35,
則n=( )
A.50 B.51
C.52 D.53
解析:選D 依題意,a2+a5=a1+d+a1+4d=4,代入a1=,得d=.
所以an=a1+(n-1)d=+(n-1)=n-,
令an=35,解得n=53.
4.在數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=an+1,則a2 012等于( )
A.2 009 B.2 010
C.2 011 D.2 012
解析:選D 由于an+1-an=1,則數(shù)列{an}是等差數(shù)列,且公差d=1,則an=a1+(n-1)d=n,故a2 012=2 012.
5.下列命題中正確的個(gè)數(shù)是( )
(1)若a,b,c成等差數(shù)列,則a2,b2,c2一定成等差數(shù)列;
(2)若a,b,c成等差數(shù)列,則2a,2b,2c可能成等差數(shù)列;
(3)若a,b,c成等差數(shù)列,則ka+2,kb+2,kc+2一定成等差數(shù)列;
(4)若a,b,c成等差數(shù)列,則,,可能成等差數(shù)列.
A.4個(gè) B.3個(gè)
C.2個(gè) D.1個(gè)
解析:選B 對(duì)于(1)取a=1,b=2,c=3
?a2=1,b2=4,c2=9,(1)錯(cuò).
對(duì)于(2)a=b=c?2a=2b=2c,(2)正確;
對(duì)于(3)∵a,b,c成等差數(shù)列,
∴a+c=2b.
∴(ka+2)+(kc+2)=k(a+c)+4
=2(kb+2),(3)正確;
對(duì)于(4),a=b=c≠0?==,
(4)正確.綜上可知選B.
二、填空題
6.已知數(shù)列{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等差數(shù)列,a1和a3是方程x2-8x+7=0的兩根,則它的通項(xiàng)公式是________.
解析:解方程x2-8x+7=0得x1=1,x2=7.
∵數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),∴a1=1,a3=7.
∴公差d==3.∴an=a1+(n-1)d=3n-2.
答案:an=3n-2
7.等差數(shù)列1,-3,-7,…的通項(xiàng)公式為________,a20=________.
解析:∵d=-3-1=-4,a1=1,
∴an=1-4(n-1)=-4n+5.
∴a20=-80+5=-75.
答案:an=-4n+5 -75
8.?dāng)?shù)列{an}是等差數(shù)列,且an=an2+n,則實(shí)數(shù)a=________.
解析:∵{an}是等差數(shù)列,∴an+1-an=常數(shù).
∴[a(n+1)2+(n+1)]-(an2+n)=2an+a+1=常數(shù).
∴2a=0,∴a=0.
答案:0
三、解答題
9.在等差數(shù)列{an}中,已知a1=112,a2=116,這個(gè)數(shù)列在450到600之間共有多少項(xiàng)?
解:由題意,得
d=a2-a1=116-112=4,
所以an=a1+(n-1)d=112+4(n-1)=4n+108.
令450≤an≤600,
解得85.5≤n≤123,又因?yàn)閚為正整數(shù),故有38項(xiàng).
10.?dāng)?shù)列{an}滿足a1=1,=+1(n∈N*).
(1)求證:數(shù)列是等差數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)證明:由=+1,可得-=2,
∴數(shù)列是以1為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列.
(2)由(1)知=1+(n-1)2=2n-1,∴an=.
第二課時(shí) 等差數(shù)列的性質(zhì)
等差數(shù)列性質(zhì)的應(yīng)用
[例1] (1)已知{an}為等差數(shù)列,a3+a4+a5+a6+a7=450.求a2+a8的值.
(2)(xx江西高考)設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是等差數(shù)列.若a1+b1=7,a3+b3=21,則a5+b5=________.
(1)[解] ∵a3+a4+a5+a6+a7=450,
由等差數(shù)列的性質(zhì)知:a3+a7=a4+a6=2a5.
∴5a5=450.∴a5=90.
∴a2+a8=2a5=180.
(2)[解析] 法一:設(shè)數(shù)列{an},{bn}的公差分別為d1,d2,因?yàn)閍3+b3=(a1+2d1)+(b1+2d2)=(a1+b1)+2(d1+d2)=7+2(d1+d2)=21,所以d1+d2=7,所以a5+b5=(a3+b3)+2(d1+d2)=21+27=35.
法二:∵數(shù)列{an},{bn}都是等差數(shù)列,
∴數(shù)列{an+bn}也構(gòu)成等差數(shù)列,
∴2(a3+b3)=(a1+b1)+(a5+b5)
∴221=7+a5+b5
∴a5+b5=35.
[答案] 35
[類題通法]
1.利用通項(xiàng)公式時(shí),如果只有一個(gè)等式條件,可通過消元把所有的量用同一個(gè)量表示.
2.本題的求解主要用到了等差數(shù)列的以下性質(zhì):
若m+n=p+q,則am+an=ap+aq.
對(duì)于此性質(zhì),應(yīng)注意:必須是兩項(xiàng)相加等于兩項(xiàng)相加,否則不一定成立.例如,a15≠a7+a8,但a6+a9=a7+a8;a1+a21≠a22,但a1+a21=2a11.
[活學(xué)活用]
1.(1)已知{an}為等差數(shù)列,a15=8,a60=20,則a75=________.
(2)如果等差數(shù)列{an}中,a3+a4+a5=12,那么a1+a2+…+a7=( )
A.14 B.21
C.28 D.35
解析:法一:因?yàn)閧an}為等差數(shù)列,
所以a15,a30,a45,a60,a75也成等差數(shù)列,其公差為d,a15為首項(xiàng),則a60為其第四項(xiàng), 所以a60=a15+3d,得d=4.
所以a75=a60+d?a75=24.
法二:因?yàn)閍15=a1+14d,a60=a1+59d,
所以
解得
故a75=a1+74d=+74=24.
(2)∵a3+a4+a5=12,
∴3a4=12,則a4=4,
又a1+a7=a2+a6=a3+a5=2a4,
故a1+a2+…+a7=7a4=28.故選C.
答案:(1)24 (2)C
靈活設(shè)元求解等差數(shù)列
[例2] (1)三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,其和為9,前兩項(xiàng)之積為后一項(xiàng)的6倍,求這三個(gè)數(shù).
(2)四個(gè)數(shù)成遞增等差數(shù)列,中間兩數(shù)的和為2,首末兩項(xiàng)的積為-8,求這四個(gè)數(shù).
[解] (1)設(shè)這三個(gè)數(shù)依次為a-d,a,a+d,
則
解得
∴這三個(gè)數(shù)為4,3,2.
(2)法一:設(shè)這四個(gè)數(shù)為a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差為2d),
依題意,2a=2,且(a-3d)(a+3d)=-8,
即a=1,a2-9d2=-8,
∴d2=1,∴d=1或d=-1.
又四個(gè)數(shù)成遞增等差數(shù)列,所以d>0,
∴d=1,故所求的四個(gè)數(shù)為-2,0,2,4.
法二:若設(shè)這四個(gè)數(shù)為a,a+d,a+2d,a+3d(公差為d),
依題意,2a+3d=2,且a(a+3d)=-8,
把a(bǔ)=1-d代入a(a+3d)=-8,
得(1-d)(1+d)=-8,即1-d2=-8,
化簡(jiǎn)得d2=4,所以d=2或-2.
又四個(gè)數(shù)成遞增等差數(shù)列,所以d>0,所以d=2,
a=-2.
故所求的四個(gè)數(shù)為-2,0,2,4.
[類題通法]
常見設(shè)元技巧
(1)某兩個(gè)數(shù)是等差數(shù)列中的連續(xù)兩個(gè)數(shù)且知其和,可設(shè)這兩個(gè)數(shù)為:a-d,a+d,公差為2d;
(2)三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列且知其和,常設(shè)此三數(shù)為:a-d,a,a+d,公差為d;
(3)四個(gè)數(shù)成等差數(shù)列且知其和,常設(shè)成a-3d,a-d,a+d,a+3d,公差為2d.
[活學(xué)活用]
2.已知成等差數(shù)列的四個(gè)數(shù),四個(gè)數(shù)之和為26,第二個(gè)數(shù)與第三個(gè)數(shù)之積為40,求這個(gè)等差數(shù)列.
解:設(shè)這四個(gè)數(shù)依次為a-3d,a-d,a+d,a+3d.
由題設(shè)知
解得或
∴這個(gè)數(shù)列為2,5,8,11或11,8,5,2.
等差數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用
[例3] 某公司經(jīng)銷一種數(shù)碼產(chǎn)品,第1年獲利200萬元,從第2年起由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等方面的原因,利潤(rùn)每年比上一年減少20萬元,按照這一規(guī)律如果公司不開發(fā)新產(chǎn)品,也不調(diào)整經(jīng)營策略,從哪一年起,該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損?
[解] 由題意可知,設(shè)第1年獲利為a1,第n年獲利為an,則an-an-1=-20,(n≥2,n∈N*),每年獲利構(gòu)成等差數(shù)列{an},且首項(xiàng)a1=200,公差d=-20,
所以an=a1+(n-1)d=200+(n-1)(-20)
=-20n+220.
若an<0,則該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損,
由an=-20n+220<0,解得n>11,
即從第12年起,該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損.
[類題通法]
1.在實(shí)際問題中,若涉及一組與順序有關(guān)的數(shù)的問題,可考慮利用數(shù)列方法解決,若這組數(shù)依次成直線上升或下降,則可考慮利用等差數(shù)列方法解決.
2.在利用數(shù)列方法解決實(shí)際問題時(shí),一定要分清首項(xiàng)、項(xiàng)數(shù)等關(guān)鍵量.
[活學(xué)活用]
3.《九章算術(shù)》“竹九節(jié)”問題:現(xiàn)有一根9節(jié)的竹子,自上而下各節(jié)的容積成等差數(shù)列,上面4節(jié)的容積共3升,下面3節(jié)的容積共4升,則第5節(jié)的容積為( )
A.1升 B.升
C.升 D.升
解析:選B 設(shè)所構(gòu)成的等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,則有
即解得則a5=a1+4d=,
故第5節(jié)的容積為升.
[隨堂即時(shí)演練]
1.已知等差數(shù)列{an},則使數(shù)列{bn}一定為等差數(shù)列的是( )
A.bn=-an B.bn=a
C.bn= D.bn=
解析:選A ∵數(shù)列{an}是等差數(shù)列,∴an+1-an=d(常數(shù)).
對(duì)于A:bn+1-bn=an-an+1=-d,正確;對(duì)于B不一定正確,如數(shù)列{an}={n},則bn=a=n2,顯然不是等差數(shù)列;對(duì)于C、D:及不一定有意義,故選A.
2.(xx遼寧高考)在等差數(shù)列{an}中,已知a4+a8=16,則a2+a10=( )
A.12 B.16
C.20 D.24
解析:選B 因?yàn)閿?shù)列{an}是等差數(shù)列,所以a2+a10=a4+a8=16.
3.已知數(shù)列{an}中,a5=10,a12=31,則其公差d=________.
解析:d===3.
答案:3
4.在等差數(shù)列{
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