【文档说明】高考数学(理数)一轮复习学案6.1《数列的概念与简单表示法》(含详解).doc,共(9)页,254.500 KB,由MTyang资料小铺上传
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6.1数列的概念与简单表示法1.数列的概念(1)定义:按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的________.数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第1项(通常也叫做________),排在第n位的数称为这个数列的第n项.所
以,数列的一般形式可以写成________________,其中an是数列的第n项,叫做数列的通项.常把一般形式的数列简记作{an}.(2)通项公式:如果数列{an}的________与序号________之间的关系可
以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.(3)从函数的观点看,数列可以看作是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,„,n})的函数(离散的),当自变量从小到大依次取值时所对应的一列________.(4)数列
的递推公式:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项______________与它的前一项______________(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.(5)数列的表示方法有________、_
_______、________、________.2.数列的分类(1)数列按项数是有限还是无限来分,分为________、________.(2)按项的增减规律分为________、________、________和________.递增数列⇔an+1______
__an;递减数列⇔an+1________an;常数列⇔an+1________an.递增数列与递减数列统称为.3.数列前n项和Sn与an的关系已知Sn,则an=________(n=1),________(n≥2).4.常见数列的通项
(1)1,2,3,4,„的一个通项公式为an=____________.(2)2,4,6,8,„的一个通项公式为an=____________.(3)3,5,7,9,„的一个通项公式为an=____________.(4)2,4,8,16,„
的一个通项公式为an=____________.(5)-1,1,-1,1,„的一个通项公式为an=________________________________________.(6)1,0,1,0,„的一个通项公式为an=_
_______________________________________.(7)a,b,a,b,„的一个通项公式为an=________________________________________.(8)9,99,999,„的一个通项公式为an=___________
_____________________________.注:据此,很易获得数列1,11,111,„;2,22,222,„;„;8,88,888,„的通项公式分别为19(10n-1),29(10n-1),„,89(10n-1).自查自纠:1.(1)项首
项a1,a2,a3,„,an,„(2)第n项n(3)函数值(4)anan-1(5)通项公式法(解析式法)列表法图象法递推公式法2.(1)有穷数列无穷数列(2)递增数列递减数列摆动数列常数列><=单调数列3.S1Sn-Sn-14.(1)n(2)2
n(3)2n+1(4)2n(5)(-1)n(6)1+(-1)n-12(7)(a+b)+(-1)n-1(a-b)2(8)10n-1数列0,-75,135,-6317,„的一个通项公式是an=()A.(-1)n+1·n3-1n2+1B.(-1)n·n3-1n2+1C.(-1)n-
1·n3-1n2-1D.(-1)n·n3-1n2-1解:奇数项符号为正,偶数项符号为负,故用(-1)n-1或(-1)n+1调节,135变为2610,观察发现各项分子是立方数减1,分母是平方数加1,故得an=(-1)n+1·n3-1n2+1.故选A.(教材改编题)若数列{an}的前n项和为Sn,且S
n=2n2-1,则a1+a3=()A.10B.11C.17D.18解:a1=S1=2-1=1,a3=S3-S2=2×32-2×22=10,所以a1+a3=11.故选B.在数列{an}中,a1=1,an=1+(-1)nan-1(n≥2),则a5=()A.32B.53C.85D.23解
:a2=1+1a1=2,a3=1+-1a2=12,a4=1+1a3=3,a5=1+-1a4=23.故选D.已知Sn是数列{an}的前n项和,且log3(Sn+1)=n+1,则数列{an}的通项公式为an=________.解:由log3(Sn+1)=n+1,得Sn=3n+1-1,
当n=1时,a1=S1=8;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2·3n,所以数列{an}的通项公式为an=8,n=1,2·3n,n≥2.故填8,n=1,2·3n,n≥2.已知Sn为数列{an}的前n项和,
若a1=12,且an+1=22-an(n∈N*),则6S100=________.解:由数列的递推公式可得:a2=22-a1=43,a3=22-a2=3,a4=22-a3=-2,a5=22-a4=12=a1,知数列{an}是周期为4的周期数列,则6S100=6
×25×12+43+3-2=425.故填425.类型一数列的通项公式根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式.(1)-1,7,-13,19,„(2)23,415,635,863,1099,„(3)12,2,92
,8,252,„(4)5,55,555,5555,„(5)-1,32,-13,34,-15,36,„解:(1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式正负性可用(-1)n调节,观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式为an=(-1)n(6n-5).(2
)这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,„,每一项都是两个相邻奇数的乘积.故数列的一个通项公式为an=2n(2n-1)(2n+1).(3)数列的各项,
有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察.即12,42,92,162,252,„,故数列的一个通项公式为an=n22.(4)将原数列改写为59×9,59×99,59×999,„,易知数列9,99,999,„的通项为10n-1,故数列的一个
通项公式为an=59(10n-1).(5)奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含因式(-1)n;各项绝对值的分母组成数列1,2,3,4,„;而各项绝对值的分子组成的数列中,奇数项为1,偶数项为3,即奇数项为2-1,偶数项为2+1,所以an=
(-1)n·2+(-1)nn.也可写为an=-1n,n为正奇数,3n,n为正偶数.点拨:给出数列的前几项求通项时,主要从以下几个方面来考虑:①熟悉一些常见数列的通项公式,如{n},{2n},{(-1)n},{2n},{n2},{2n-1}等.②分式形式的数列,
分子、分母分别求通项,较复杂的还要考虑分子、分母的关系.③若第n项和第n+1项正负交错,那么用符号(-1)n或(-1)n+1来适配.④对于较复杂数列的通项公式,可使用添项、通分、分割等方法,将数列的各项分解成若干个常见数列对应项的“和”“差”“积”
“商”后再进行归纳.⑤注意通项公式的形式不一定是惟一的,如数列1,0,1,0,„的通项公式可写成an=1+(-1)n+12或an=sinnπ2,甚至分段形式an=1,n是奇数,0,n是偶数等.写
出下列数列的一个通项公式.(1)-1,12,-13,14,-15,„(2)3,5,9,17,33,„(3)0.8,0.88,0.888,„(4)23,-1,107,-179,2611,„(5)1,0,13,0,15,0,17,0,„解:(1)an=(-1)n·1n;(2)an=
2n+1;(3)将数列变形为89(1-0.1),89(1-0.01),89(1-0.001),„,所以an=891-110n.(4)由于-1=-55,故分母为3,5,7,9,11,„,即{2n+1},分子为2,5,10,17,26,„,即{n2+1
}.符号看作各项依次乘1,-1,1,-1,„,即{(-1)n+1},故an=(-1)n+1·n2+12n+1.(5)把数列改写成11,02,13,04,15,06,17,08,„,分母依次为1,2,3,„,而分子1,0,
1,0,„周期性出现,因此数列的通项可表示为an=1+(-1)n+12n.类型二由前n项和公式求通项公式(1)若数列{an}的前n项和Sn=n2-10n,则此数列的通项公式为an=________.解:当n
=1时,a1=S1=1-10=-9;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-10n-[(n-1)2-10(n-1)]=2n-11.当n=1时,2×1-11=-9=a1.所以an=2n-11.故填2n-11.(2)若数列{an}的前
n项和Sn=2n+1,则此数列的通项公式为an=.解:当n=1时,a1=S1=21+1=3;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-2n-1=2n-1.综上有an=3(n=1),2n-1(
n≥2).故填3(n=1),2n-1(n≥2).(3)已知数列{an}的首项a1=2,其前n项和为Sn.若Sn+1=2Sn+1,则an=________.解:由Sn+1=2Sn+1,有Sn=2Sn-1+1(n≥2),两式相减得an+1=2an,又S2=a1+a2=2a1+1,
a2=3,所以数列{an}从第二项开始成等比数列,所以an=2,n=1,3·2n-2,n≥2.故填2,n=1,3·2n-2,n≥2.点拨:任何一个数列,它的前n项和Sn与通项an都存在关系
:an=S1(n=1),Sn-Sn-1(n≥2).若a1适合Sn-Sn-1,则应把它们统一起来,否则就用分段函数表示.另外一种快速判断技巧是利用S0是否为0来判断:若S0=0,则a1适合Sn-Sn-1,否则不符合
,这在解小题时比较有用.(1)已知下列数列{an}的前n项和Sn,分别求它们的通项公式an.(Ⅰ)Sn=2n2-3n;(Ⅱ)Sn=3n+b.解:(Ⅰ)a1=S1=2-3=-1,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n
2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,a1也适合此等式,所以an=4n-5.(Ⅱ)a1=S1=3+b,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1.当b=-1时,a1适合此等式.当b≠-1时,a1不适
合此等式.所以当b=-1时,an=2·3n-1;当b≠-1时,an=3+b,n=1,2·3n-1,n≥2.(2)设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,则an=________.解:因为an+1=SnS
n+1,所以an+1=Sn+1-Sn=SnSn+1,所以Sn+1-SnSn+1Sn=1Sn-1Sn+1=1,即1Sn+1-1Sn=-1,又a1=-1,即1S1=1a1=-1,所以数列1Sn是首项和公差均为-1的等差数列,所以1Sn=-1-1×
(n-1)=-n,所以Sn=-1n.an=Sn-Sn-1=1n(n-1)(n≥2).故填-1,n=1,1n(n-1),n≥2.类型三由递推公式求通项公式写出下面各数列{an}的通项公式.(1)a1=2,an+1=an+n+1;(2)
a1=1,an+1=n+2nan;(3)a1=1,an+1=3an+2;(4)a1=2,an+1=an1+3an.解:(1)由题意得,当n≥2时,an-an-1=n,所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+„+(an-an-1)=2+(2+3+„+n)=2+(n-1)(2+n)2=n(
n+1)2+1.又a1=2=1×(1+1)2+1,适合上式,因此an=n(n+1)2+1.(2)由题设知an≠0,则an+1an=n+2n,a2a1×a3a2×a4a3ׄ×an+1an=31×42×53ׄ×n+2n,an+1a1=(n+1)(n+
2)2,又a1=1,则an+1=(n+1)(n+2)2,故an=n(n+1)2.(3)方法一:(累乘法)an+1=3an+2,得an+1+1=3(an+1),即an+1+1an+1=3,所以a2+1a1+1=3,a3+1a2+1=3,a4+1a3+1=3,„,an+1+1an+1=3.将这些
等式两边分别相乘得an+1+1a1+1=3n.因为a1=1,所以an+1+11+1=3n,即an+1=2×3n-1(n≥1),所以an=2×3n-1-1(n≥2),又a1=1也适合上式,故数列{an}的一个通项公式为an=2×3n-1-1.方法二:(迭代
法)an+1=3an+2,即an+1+1=3(an+1)=32(an-1+1)=33(an-2+1)=„=3n(a1+1)=2×3n(n≥1),所以an=2×3n-1-1(n≥2),又a1=1也满足上式
,故数列{an}的一个通项公式为an=2×3n-1-1.(4)an+1=an1+3an,易知an≠0,两边取倒数得1an+1=3+1an,即1an+1-1an=3,1a1=12,所以数列1an是以12为首项,3为公差的等差数列,所以1an=3n-52,所以an=26n-5.点拨:已知数
列的递推关系求数列的通项时,通常用累加、累乘、构造法求解.当出现an=an-1+m时,构造等差数列;当出现an=xan-1+y时,构造等比数列;当出现an=an-1+f(n)时,一般用累加法求通项;当出现anan-1=f(n)时,
一般用累乘法求通项.另外,有些递推关系可通过两边取倒数后转化为等差、等比数列.注意检验n=1时,是否适合所求.写出下面各递推公式表示的数列{an}的通项公式.(1)a1=2,an+1=an+1n(n+1);(2)a1=
1,an+1=2nan;(3)a1=1,an+1=2an+1;(4)a1=23,an+1=2anan+2.解:(1)因为当n≥2时,an-an-1=1n(n-1)=1n-1-1n,所以当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+„+(a2-a1)+a1=1n-1
-1n+1n-2-1n-1+„+(12-13)+1-12+2=3-1n.当n=1时,适合.故an=3-1n.(2)因为an+1an=2n,所以a2a1=21,a3a2=22,„,anan-1=2n-1,将
这n-1个等式叠乘,得ana1=21+2+„+(n-1)=2n(n-1)2,所以an=2n(n-1)2.当n=1时,适合.故an=2n(n-1)2.(3)由题意知an+1+1=2(an+1),所以数列{an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以an+
1=2n,所以an=2n-1.(4)由an+1=2anan+2知an≠0,两边取倒数得1an+1-1an=12,所以1an是以32为首项,12为公差的等差数列,所以1an=32+(n-1)×12=n+22,an=2n+2.类型四数列通项
的性质已知数列{an}中,an=1+1a+2(n-1)(n∈N*,a∈R,且a≠0).(1)若a=-7,求数列{an}中的最大项和最小项的值;(2)若对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,求a的取值范围.解:(1)因为a=-7,所以an=1+12n-9.结合函数f(x)=1+12x-9的
单调性,可知1>a1>a2>a3>a4,a5>a6>a7>„>an>1(n∈N*).所以数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.(2)an=1+1a+2(n-1)=1+12n-2-a2.因为对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,结合函数f(x)=1+12x-2-a2
的单调性,知5<2-a2<6,所以-10<a<-8.故a的取值范围为(-10,-8).点拨:数列是特殊的函数,故研究其前n项和或通项的性质时,可充分借助函数,要具备能将公式转化为我们熟知的函数的能力.设
函数f(x)=(a-2)x,x≥2,12x-1,x<2,an=f(n),若数列{an}是递减数列,则实数a的取值范围是()A.(-∞,2)B.-∞,138C.-∞,74D.138,2解:由题意,知
f(x)=(a-2)x在(2,+∞)上是减函数,且a1>a2,所以a-2<0,f(1)>f(2),即a<2,121-1>2(a-2),解得a<74.故选C.1.已知数列的前几项求数列的通项公式(1)如果符号正负相间,则符号可用(-1)n或(-1)n+1
来调节.(2)分式形式的数列,分子和分母分别找通项,并充分借助分子和分母的关系来解决.(3)对于比较复杂的通项公式,要借助于等差数列、等比数列和其他方法来解决.此类问题虽无固定模式,但也有规律可循,主要靠观察(观察规律)、比较(比较已知的数列)、归纳、转化(转化为等差、等比或其他特殊数列)等方法来
解决.2.an=S1(n=1),Sn-Sn-1(n≥2),注意an=Sn-Sn-1的条件是n≥2,还须验证a1是否符合an(n≥2),是则合并,否则写成分段形式.3.已知递推关系求通项掌握先由a1和递推关系求出前几项,再归纳、猜想an的方法,以及“累加法”“累乘法”等
.(1)已知a1且an-an-1=f(n),可以用“累加法”得:an=a1+f(2)+f(3)+„+f(n-1)+f(n).(2)已知a1且anan-1=f(n),可以用“累乘法”得:an=a1·f(2)·f(
3)·„·f(n-1)·f(n).注:以上两式均要求{f(n)}易求和或积.4.数列的简单性质(1)单调性:若an+1>an,则{an}为递增数列;若an+1<an,则{an}为递减数列.(2)周期性:若an+k=an(n∈N*,k为非零正整数),则{an}为周期数列,k为{an}的一个
周期.(3)最大值与最小值:若an≥an+1,an≥an-1,则an最大;若an≤an+1,an≤an-1,则an最小.1.数列0,23,45,67,„的一个通项公式为()A.an=n-1n+1(n∈N*)
B.an=n-12n+1(n∈N*)C.an=2(n-1)2n-1(n∈N*)D.an=2n2n+1(n∈N*)解法一:特例淘汰法.令n=1,淘汰D选项,令n=2淘汰A,B选项.解法二:数列变形为01,23,45,67,„分子、分母
都是等差数列,分子2(n-1)分母2n-1.故选C.2.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-2n,则a2+a18=()A.36B.35C.34D.33解:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-3;当n=1时,a1=S1=-1,所以an=2n-
3(n∈N*),所以a2+a18=34.故选C.3.若数列{an}满足a1=2,a2n+1+a2n=2an+1·an,则数列{an}的前32项和为()A.16B.32C.64D.128解:根据题意,由a2n+1+a2n=2an+1·an(n∈N*),得(
an+1-an)2=0,即an+1=an.由a1=2,得an=2,则数列{an}前32项和S32=2×32=64.故选C.4.(2016·广东3月测试)设Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=32(an-
1)(n∈N*),则an=()A.3(3n-2n)B.3n+2C.3nD.3·2n-1解:当n=1时,a1=3;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=32(an-1)-32(an-1-1),得到an=3an-1,所以an=3n.故选C.5.若数列{an}中,a1=
3,a2=6,且an+2=an+1-an,则a2020=()A.-3B.3C.-6D.6解:因为an+2=an+1-an,所以an+3=an+2-an+1,两式相加可得an+3=-an,于是an+6=an,{an}是以6为周期的周期数列,a
3=a2-a1=3,a4=a3-a2=-3,a5=a4-a3=-6,a6=a5-a4=-3,故a2020=a4=-3.故选A.6.已知{an}满足an+1=an+2n,且a1=33,则ann的最小值为()A.21B.10C.172D.212解:由已知条件可知,当n≥2时,an=a1+(
a2-a1)+(a3-a2)+„+(an-an-1)=33+2+4+„+2(n-1)=n2-n+33.又n=1时,a1=33满足此式.所以ann=n+33n-1.令f(n)=ann=n+33n-1,则f(n)在[1,5]上为减函数,在
[6,+∞)上为增函数,又f(5)=535,f(6)=212,则f(5)>f(6),故f(n)=ann的最小值为212.故选D.7.在数列-1,0,19,18,„,n-2n2,„中,0.08是它的第________项.解:令n-2n2=0.08,得2n2
-25n+50=0,即(2n-5)(n-10)=0.解得n=10或n=52(舍去).即0.08是该数列的第10项.故填10.8.已知函数f(n)=n2,n为奇数,-n2,n为偶数,且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+„+a2020=________.解:
当n为奇数时,an+an+1=n2-(n+1)2-(n+1)2+(n+2)2=2,为定值,所以a1+a2+a3+„+a2020=2×20202=2020.故填2020.9.根据数列{an}的前几项,分别写出下列数列的一个通项公式
.(1)7,77,777,7777,„(2)4,-52,2,-74,85,„(3)3,5,3,5,„(4)1,2,2,4,3,8,4,16,„解:(1)将各项改写如下79(10-1),79(102-1),79(10
3-1),79(104-1),„易知an=79(10n-1).(2)将各项绝对值改写如下41,52,63,74,85,„综合考查分子、分母,以及各项符号可知an=(-1)n-1n+3n.(3)an=3(n为奇数),5(n为偶数)
,或an=(3+5)+(-1)n-1(3-5)2=4+(-1)n.(4)观察数列{an}可知,奇数项成等差数列,偶数项成等比数列,所以an=n+12(n为奇数),2n2(n为偶数).10.已知数列{an}的通项公式是an=n2+kn+4.(1)若k=-5,则数列中有多少项是负数
?n为何值时,an有最小值?并求出最小值;(2)对于n∈N*,都有an+1>an,求实数k的取值范围.解:(1)由n2-5n+4<0,解得1<n<4.因为n∈N*,所以n=2,3,所以数列中有两项是负数,即为a2,a3.因为an=n2-5n+4=
n-522-94,由二次函数性质,得当n=2或n=3时,an有最小值,其最小值为a2=a3=-2.(2)由对于n∈N*,都有an+1>an知该数列是一个递增数列,又因为通项公式an=n2+kn+4,可以看作是关于n的二次函数,考虑到n∈N*,所以-k2<32,即得k>-3.所以实
数k的取值范围为(-3,+∞).11.Sn为数列{an}的前n项和,已知an>0,a2n+2an=4Sn+3.(1)求{an}的通项公式;(2)设bn=1anan+1,求数列{bn}的前n项和.解:(1)由a2n+2an=4Sn+3,可知a2n+
1+2an+1=4Sn+1+3.可得a2n+1-a2n+2(an+1-an)=4an+1,即2(an+1+an)=a2n+1-a2n=(an+1+an)(an+1-an).由于an>0,可得an+1-an=2.又a21+2a1=4a1+3,解得a1=-1(舍去)或a1=3.所以
{an}是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为an=2n+1.(2)由an=2n+1可知bn=1anan+1=1(2n+1)(2n+3)=1212n+1-12n+3.设数列{bn}的前n项和为Tn,则Tn=b1+b2+„
+bn=1213-15+15-17+„+12n+1-12n+3=n3(2n+3).设Sn为数列{an}的前n项和,2an-an-1=3·2n-1(n≥2),且3a1=2a2.
(1)证明:数列an2n-1为等比数列;(2)记Tn为数列1an+Sn的前n项和,若∀n∈N*,Tn<m,求m的最小值.解:(1)证明:由2an-an-1=3·2n-1(n≥2),得an2n=14·an-12n-1+34,
所以an2n-1=14an-12n-1-1(n≥2).由2an-an-1=3·2n-1(n≥2),且3a1=2a2,可得2a2-a1=6,即2a1=6,得a1=3.所以数列an2n-1是以12为首项,14为公比的等比数列
.(2)由(1)知an2n-1=12·14n-1=122n-1,所以an=2n(21-2n+1)=21-n+2n.所以Sn=1+12+„+12n-1+(2+22+23+„+2n)=1-1
2n1-12+2(1-2n)1-2=2·2n-21-n,1an+Sn=121-n+2n+2·2n-21-n=13·2n,所以Tn=1312+14+„+12n=131-12n<13,因为对∀n∈N*,Tn<m,所以m的最小值为13.