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高考数学集合总复习-数列的概念和简单表示法

来源:乌哈旅游
数列的概念和简单表示法

答案 自主梳理

1.一定顺序排列 每一个数 定义域为N*(或它的子集)a1,a2,a3,…,an,… n 2.第n项 n 用一个公式 3.解析法(通项公式或递推公式) 列表法 图象法 4.有穷数列 无穷数列 递增数列 递减数列 摆动数列 常数列 > < = 5.S1 Sn-Sn-1

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1.C 2.C 3.C 4.C 15. n课堂活动区

例1 解题导引 (1)根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,要使用添项、还原、分割等方法,转化为一些常见数列的通项公式来求;

(2)根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴涵着“从特殊到一般”的思想,得出的结论不一定可靠,在解答题中一般应用数学归纳法进行证明.

2×22×32×42×52

解 (1)原数列为2,2,2,2,2,…,

2-14-16-18-110-1∴an=

2n2n

=.

(2n)2-14n2-1

1491625

(2)原数列为,-,,-,,…,

22222(-1)n1·n2

∴an=.

2

变式迁移1 解 (1)∵a1=3=21+1, a2=5=22+1,a3=9=23+1,…, ∴an=2n+1.

(2)将数列中各项统一成分母为2的分数,得 1491625

,,,,,…, 22222

观察知,各项的分子是对应项数的平方, n2

∴数列通项公式是an=.

2

(3)将数列各项统一成f(n)的形式得 2,5,8,11,…;

观察知,数列各项的被开方数逐个增加3,且被开方数加1后,又变为3,6,9,12,…,所以数列的通项公式是an=3n-1.

(4)从奇数项,偶数项角度入手,可以得到分段形式的解析式,也可看作数列1,1,1,1,…和1,-1,1,-1,…对应项相加之和的一半组成的数列,也可用正弦函数和余弦函数的最值和零点值来调整表示.

1,n=1,3,5,…,

所以an=

0,n=2,4,6,…,

1+(-1)n1

或an= (n∈N*),

2

nπnπ

sin 或an=sin2 (n∈N*), 或an=22n-1

或an=cos π (n∈N*).

2

例2 解题导引 利用数列的递推公式求数列的通项公式,一般有以下三种方法: (1)累加法:如果已知数列{an}的相邻两项an+1与an的差的一个关系式,我们可依次写

出前n项中所有相邻两项的差的关系式,然后把这n-1个式子相加,整理求出数列的通项公式.

(2)累积法:如果已知数列{an}的相邻两项an+1与an的商的一个关系式,我们可依次写出前n项中所有相邻两项的商的关系式,然后把这n-1个式子相乘,整理求出数列的通项公式.

(3)构造法:根据所给数列的递推公式以及其他有关关系式,进行变形整理,构造出一个新的等差或等比数列,利用等差或等比数列的通项公式求解.

解 (1)当n=1,2,3,…,n-1时,可得n-1个等式,an-an-1=n-1,an-1-an-2=n-2,…,a2-a1=1,

将其相加,

得an-a1=1+2+3+…+(n-1). (1+n-1)(n-1)n(n-1)

∴an=a1+=2+.

22anan-1a3a2

(2)方法一 an=··…···a1

a2a1an-1an-21n-11n-212·11 =··…·2222+

11+2+…+(n-1)1n(n-1)==2, 221n(n-1)∴an=22. 方法二 由2n1an=an-1, 1n-1得an=2an-1. 1n-1∴an=2an-1 1n-11n-2=2·2an-2 1n-11n-2

11a1 =··…·2221(n-1)+(n-2)+…+2+11n(n-1)

==2 22

变式迁移2 解 (1)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1), ∴

an+1+1

=3, an+1

∴数列{an+1}为等比数列,公比q=3, 又a1+1=2,

∴an+1=2·3n1,∴an=2·3n1-1. an+1

(2)∵an+1=(n+1)an,∴=n+1.

an∴

an-1an

=n,=n-1, an-1an-2

…… a3

=3, a2

a2

=2, a1a1=1.

累乘可得,an=n×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1=n!. 故an=n!.

11+, (3)∵an+1=an+lnn1n+11+=ln ∴an+1-an=ln. nn∴an-an-1=ln

n

, n-1n-1

, n-2

an-1-an-2=ln ……

2

a2-a1=ln ,

1累加可得,an-a1=ln

n-1n2+ln +…+ln

1n-1n-2

=ln n-ln(n-1)+ln(n-1)-ln(n-2)+…+ln 2-ln 1 =ln n.

又a1=2,∴an=ln n+2.

例3 解题导引 an与Sn的关系式an=Sn-Sn-1的条件是n≥2,求an时切勿漏掉n=1,

即a1=S1的情况.一般地,当a1=S1适合an=Sn-Sn-1时,则需统一“合写”.当a1=S1

S1, n=1,

不适合an=Sn-Sn-1时,则通项公式应分段表示,即an=

Sn-Sn-1,n≥2.

解 当n=1时,

a1=S1=2×12-3×1+1=0;

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n+1)-2(n-1)2+3(n-1)-1=4n-5; 又n=1时,an=4×1-5=-1≠a1,

0, n=1,

∴an=

4n-5, n≥2.

变式迁移3 解 (1)a1=S1=3+b,

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n1+b)=2·3n1. 当b=-1时,a1适合此等式; 当b≠-1时,a1不适合此等式. ∴当b=-1时,an=2·3n1;

3+b (n=1)

当b≠-1时,an=n-1.

2·3 (n≥2)

(2)由2Sn=an+1,得Sn=当n=1时,a1=S1=

an+12

2,

a1+12

2,得a1=1;

当n≥2时,an=Sn-Sn-1 =

an+12an-1+122-2,

整理,得(an+an-1)(an-an-1-2)=0, ∵数列{an}各项为正,∴an+an-1>0. ∴an-an-1-2=0.

∴数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列. ∴an=a1+(n-1)×2=2n-1. 课后练习区

1.A 2.A 3.A 4.D 5.B

2 (n=1)n2-n+63

6. 7. 8. 722n-1 (n≥2,n∈N*)

123

9.解 (1)∵a1=1+,a2=2+,a3=3+,…,

234

n

∴an=n+(n∈N*).…………………………………………………………………(6分)

n+12-12+12-1

(2)∵a1=-,a2=,a3=-,

1232+1

a4=,…,

4

2+(-1)n

∴an=(-1)·(n∈N*).………………………………………………………(12分)

n

n

10.解 (1)由题意得,an-an-1=n,an-1-an-2=n-1,…,a3-a2=3,a2-a1=2. 将上述各式等号两边累加得, an-a1=n+(n-1)+…+3+2,

n(n+1)

即an=n+(n-1)+…+3+2+1=,

2故an=分)

ann-1an-1n-2a32a21

(2)由题意得,=,=,…,=,=.

na23a12an-1an-2n-1

an11

将上述各式累乘得,=,故an=.……………………………………………………(8

a1nn分)

(3)由an=2an-1+1, 得an+1=2(an-1+1),

an+1

又a1+1=2≠0,所以=2,

an-1+1

即数列{an+1}是以2为首项,以2为公比的等比数列.

所以an+1=2n,即an=2n-1.…………………………………………………………(12分) 11.(1)解 a1=S1=4.……………………………………………………………………(1分) 对于n≥2有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.a1也适合,

∴{an}的通项公式an=4n.………………………………………………………………(3分) 将n=1代入Tn=2-bn,得b1=2-b1,故T1=b1=1.………………………………(4分) (求bn方法一)对于n≥2,由Tn-1=2-bn-1, Tn=2-bn,得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1),

1-

∴bn=bn-1,bn=21n.……………………………………………………………………(6

2分)

(求bn方法二)对于n≥2,由Tn=2-bn得 Tn=2-(Tn-Tn-1),

1

2Tn=2+Tn-1,Tn-2=(Tn-1-2),

2Tn-2=21n(T1-2)=-21n, Tn=2-21n,

bn=Tn-Tn-1=(2-21n)-(2-22n)=21n.

--

n(n+1)

.……………………………………………………………………………(42

b1=1也适合.……………………………………………………………………………(6分) 综上,{bn}的通项公式bn=21n.…………………………………………………………(8分)

25n,………………………………………………(10(2)证明 方法一 由cn=a2n·bn=n2

分)

cn+1112

=1+.………………………………………………………………………(12分) cn2n

14

当且仅当n≥3时,1+≤<2,

n3∴

cn+11-

<·(2)2=1,又cn=n2·25n>0, cn2

即cn+125n, 方法二 由cn=a2n·bn=n2

得cn+1-cn=24n[(n+1)2-2n2]

=24n[-(n-1)2+2].…………………………………………………………………(13分) 当且仅当n≥3时,cn+1-cn <0,即cn+1< cn.…………………………………………(14分)

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