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2023
年高
数学
14
突破
一轮
复习
必备
精品
高中数学
考纲导读
第九章数列
1、理解数列的概念,了解数列通项公式的意义.了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前几项.
2、理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项和的公式,并能解决简单的实际问题.
3、理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n项和公式,并能解决简单的实际问题.
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纵观近几年高考试题,对数列的考查已从最低谷走出,估计以后几年对数列的考查的比重仍不会减小,等差、等比数列的概念、性质、通项公式、前n项和公式的应用是必考内容,数列与函数、三角、解析几何、组合数的综合应用问题是命题热点.
从解题思想方法的规律着眼,主要有:① 方程思想的应用,利用公式列方程(组),例如等差、等比数列中的“知三求二〞问题;② 函数思想方法的应用、图像、单调性、最值等问题;③ 待定系数法、分类讨论等方法的应用.
第1课时 数列的概念
根底过关
1.数列的概念:数列是按一定的顺序排列的一列数,在函数意义下,数列是定义域为正整数Nx或其子集{1,2,3,……n}的函数f(n).数列的一般形式为a1,a2,…,an…,简记为{an},其中an是数列{an}的第 项.
2.数列的通项公式
一个数列{an}的 与 之间的函数关系,如果可用一个公式an=f(n)来表示,我们就把这个公式叫做这个数列的通项公式.
3.在数列{an}中,前n项和Sn与通项an的关系为:
4.求数列的通项公式的其它方法
⑴ 公式法:等差数列与等比数列采用首项与公差(公比)确定的方法.
⑵ 观察归纳法:先观察哪些因素随项数n的变化而变化,哪些因素不变;初步归纳出公式,再取n的特珠值进行检验,最后用数学归纳法对归纳出的结果加以证明.
⑶ 递推关系法:先观察数列相邻项间的递推关系,将它们一般化,得到的数列普遍的递推关系,再通过代数方法由递推关系求出通项公式
典型例题
例1. 根据下面各数列的前n项的值,写出数列的一个通项公式.
⑴ -,,-,…;
⑵ 1,2,6,13,23,36,…;
⑶ 1,1,2,2,3,3,
解: ⑴ an=(-1)n
⑵ an=
〔提示:a2-a1=1,a3-a2=4,a4-a3=7,a5-a4=10,…,an-an-1=1+3(n-2)=3n-5.各式相加得
⑶ 将1,1,2,2,3,3,…变形为
∴
变式训练1.某数列{an}的前四项为0,,0,,那么以下各式:
① an=[1+(-1)n] ② an=
③ an=
其中可作为{an}的通项公式的是 〔 〕
A.① B.①②
C.②③ D.①②③
解:D
例2. 数列{an}的前n项和Sn,求通项.
⑴ Sn=3n-2
⑵ Sn=n2+3n+1
解 ⑴ an=Sn-Sn-1 (n≥2) a1=S1
解得:an=
⑵ an=
变式训练2:数列{an}的前n项的和Sn满足关系式lg(Sn-1)=n,(n∈Nx),那么数列{an}的通项公式为 .
解:当n=1时,a1=S1=11;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=10n-10n-1=9·10 n-1.故an=
例3. 根据下面数列{an}的首项和递推关系,探求其通项公式.
⑴ a1=1,an=2an-1+1 (n≥2)
⑵ a1=1,an= (n≥2)
⑶ a1=1,an= (n≥2)
解:⑴ an=2an-1+1(an+1)=2(an-1+1)(n≥2),a1+1=2.故:a1+1=2n,∴an=2n-1.
⑵an=〔an-an-1〕+〔an-1-an-2〕+…+〔a3-a2〕+〔a2-a1〕+a1=3n-1+3n-2+…+33+3+1=.
(3)∵
∴an=
变式训练3.数列{an}中,a1=1,an+1=(n∈Nx),求该数列的通项公式.
解:方法一:由an+1=得
,∴{}是以为首项,为公差的等差数列.
∴=1+(n-1)·,即an=
方法二:求出前5项,归纳猜测出an=,然后用数学归纳证明.
例4. 函数=2x-2-x,数列{an}满足=-2n,求数列{an}通项公式.
解:
得
变式训练4.知数列{an}的首项a1=5.前n项和为Sn且Sn+1=2Sn+n+5〔n∈Nx〕.
(1) 证明数列{an+1}是等比数列;
(2) 令f (x)=a1x+a2x2+…+anxn,求函数f (x)在点x=1处导数f 1 (1).
解:(1) 由Sn+1=2Sn+n+5,∴ n≥2时,Sn=2Sn-1+n+4,两式相减,得:
Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1)+1,即an+1=2an+1
从而an+1+1=2(an+1)
当n=1时,S2=2S1+1+5,∴ a1+a2=2a1+6,
又a1=5,∴ a2=11
∴ =2,即{an+1}是以a1+1=6为首项,2为公比的等比数列.
(2) 由(1)知an=3×2n-1
∵ =a1x+a2x2+…+anxn
∴ =a1+2a2x+…+nanxn-1
从而=a1+2a2+…+nan
=(3×2-1)+2(3×22-1)+…+n(3×2n-1)
=3(2+2×22+…+n×2n)-(1+2+…+n)
=3[n×2n+1-(2+…+2n)]-
=3(n-1)·2n+1-+6
归纳小结
1.根据数列的前几项,写出它的一个通项公式,关键在于找出这些项与项数之间的关系,常用的方法有观察法、通项法,转化为特殊数列法等
2.由Sn求an时,用公式an=Sn-Sn-1要注意n≥2这个条件,a1应由a1=S1来确定,最后看二者能否统一.
3.由递推公式求通项公式的常见形式有:an+1-an=f(n),=f(n),an+1=pan+q,分别用累加法、累乘法、迭代法〔或换元法〕.
第2课时 等差数列
根底过关
1.等差数列的定义: - =d〔d为常数〕.
2.等差数列的通项公式:
⑴ an=a1+ ×d
⑵ an=am+ ×d
3.等差数列的前n项和公式:
Sn= = .
4.等差中项:如果a、b、c成等差数列,那么b叫做a与c的等差中项,即b= .
5.数列{an}是等差数列的两个充要条件是:
⑴ 数列{an}的通项公式可写成an=pn+q(p, q∈R)
⑵ 数列{an}的前n项和公式可写成Sn=an2+bn
(a, b∈R)
6.等差数列{an}的两个重要性质:
⑴ m, n, p, q∈Nx,假设m+n=p+q,那么 .
⑵ 数列{an}的前n项和为Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成 数列.
典型例题
例1. 在等差数列{an}中,
(1)a15=10,a45=90,求a60;
(2)S12=84,S20=460,求S28;
(3)a6=10,S5=5,求a8和S8.
解:(1)方法一:
∴a60=a1+59d=130.
方法二:,由an=am+(n-m)da60=a45+(60-45)d=90+15×=130.
(2)不妨设Sn=An2+Bn,
∴
∴Sn=2n2-17n
∴S28=2×282-17×28=1092
(3)∵S6=S5+a6=5+10=15,
又S6=
∴15=即a1=-5
而d=
∴a8=a6+2 d=16
S8=
变式训练1.在等差数列{an}中,a5=3,a6=-2,那么a4+a5+…+a10= .
解:∵d=a6-a5=-5,
∴a4+a5+…+a10=
例2. 数列{an}满足a1=2a,an=2a-〔n≥2〕.其中a是不为0的常数,令bn=.
⑴ 求证:数列{bn}是等差数列.
⑵ 求数列{an}的通项公式.
解:∵ ⑴ an=2a- (n≥2)
∴ bn= (n≥2)
∴ bn-bn-1= (n≥2)
∴ 数列{bn}是公差为的等差数列.
⑵ ∵ b1==
故由⑴得:bn=+(n-1)×=
即:= 得:an=a(1+)
变式训练2.公比为3的等比数列与数列满足,且,
〔1〕判断是何种数列,并给出证明;
〔2〕假设,求数列的前n项和
解:1〕,即 为等差数列。
〔2〕。
例3. {an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,S7=7,S15=75,Tn为数列{}前n项和。求Tn.
解:设{an}首项为a1公差为d,由
∴ Sn=
∴ ∴Tn=
变式训练3.两等差数列{an}、{bn}的前n项和的比,那么的值是 〔 〕
A. B. C. D.
解:B 解析:。
例4. 美国某公司给员工加工资有两个方案:一是每年年末加1000美元;二是每半年结束时加300美元.问:
⑴ 从第几年开始,第二种方案比第一种方案总共加的工资多?
⑵ 如果在该公司干10年,问选择第二种方案比选择第一种方案多加工资多少美元?
⑶ 如果第二种方案中每半年加300美元改为每半年加a美元.
问a取何值时,总是选择第二种方案比第一种方案多加工资?
解:⑴ 设工作年数为n〔n∈Nx〕,第一种方案总共加的工资为S1,第二种方案总共加的工资为S2.那么:
S1=1000×1+1000×2+1000×3+…+1000n
=500(n+1)n
S2=300×1+300×2+300×3+…+300×2n
=300(2n+1)n
由S2>S1,即:300(2n+1)n>500(n+1)n
解得:n>2
∴ 从第3年开始,第二种方案比第一种方案总共加的工资多.
⑵ 当n=10时,由⑴得:S1=500×10×11=55000
S2=300×10×21=63000
∴ S2-S1=8000
∴ 在该公司干10年,选第二种方案比选第一种方案多加工资8000美元.
⑶ 假设第二种方案中的300美元改成a美元.
那么=an(2n+1) n∈Nx
∴ a>=250+≥250+
=
变式训练4.假设某市2023年新建住房400万平方米,其中有250万平方米是中低价房.预计在今后的假设干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么,到哪一年底,
(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2023年为累计的第一年)将首次不少于4750万平方米
(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%
解:(1)设中低价房面积形成数列{an},由题意可知{an}是等差数列,
其中a1=250,d=50,那么Sn=250n+=25n2+225n,
令25n2+225n≥4750,即n2+9n-190≥0,而n是正整数, ∴n≥10.
到2023年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万平方米.
(2)设新建住房面积形成数列{bn},由题意可知{bn}是等比数列,
其中b1=400,q=1.08,那么bn=400·(1.08)n-1·0.85.
由题意可知an>0.85 bn,有250+(n-1)·50>400·(1.08)n-1·0.85.
由计箅器解得满足上述不等式的最小正整数n=6.
到2023年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%.
归纳小结
1.欲证{an}为等差数列,最常见的做法是证明:an+1-a