(浙江專用)2021版新高考數(shù)學一輪復習 第六章 數(shù)列與數(shù)學歸納法 1 第1講 數(shù)列的概念與簡單表示法教學案
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1、第六章 數(shù)列與數(shù)學歸納法 知識點 最新考綱 數(shù)列的概念和 簡單表示法 了解數(shù)列的概念和表示方法(列表、圖象、公式). 等差數(shù)列 理解等差數(shù)列的概念. 掌握等差數(shù)列的通項公式與前n項和公式及其應用. 了解等差數(shù)列與一次函數(shù)的關系. 會用數(shù)列的等差關系解決實際問題. 等比數(shù)列 理解等比數(shù)列的概念. 掌握等比數(shù)列的通項公式與前n項和公式及其應用. 了解等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關系. 會用數(shù)列的等比關系解決實際問題. 數(shù)學歸納法 會用數(shù)學歸納法證明一些簡單數(shù)學問題. 第1講 數(shù)列的概念與簡單表示法 1.數(shù)列的有關概念 概念 含義 數(shù)列
2、 按照一定順序排列的一列數(shù) 數(shù)列的項 數(shù)列中的每一個數(shù) 數(shù)列的通項 數(shù)列{an}的第n項an 通項公式 數(shù)列{an}的第n項與序號n之間的關系式 前n項和 數(shù)列{an}中,Sn=a1+a2+…+an 2.數(shù)列的表示方法 列表法 列表格表示n與an的對應關系 圖象法 把點(n,an)畫在平面直角坐標系中 公式法 通項公式 把數(shù)列的通項使用公式表示的方法 遞推公式 使用初始值a1和an與an+1的關系式或a1,a2和an-1,an,an+1的關系式等表示數(shù)列的方法 3.an與Sn的關系 若數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則an= 4.數(shù)列的分類 分類原則
3、
類型
滿足條件
按項數(shù)
分類
有窮數(shù)列
項數(shù)有限
無窮數(shù)列
項數(shù)無限
按項與項間
的大小關
系分類
遞增數(shù)列
an+1>an
其中n∈N*
遞減數(shù)列
an+1 4、若數(shù)列用圖象表示,則從圖象上看都是一群孤立的點.( )
(5)一個確定的數(shù)列,它的通項公式只有一個.( )
(6)若數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則對?n∈N*,都有an=Sn-Sn-1.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
[教材衍化]
1.(必修5P33A組T4改編)在數(shù)列{an}中,a1=1,an=1+(n≥2),則a5=________.
解析:a2=1+=2,a3=1+=,a4=1+=3,a5=1+=.
答案:
2.(必修5P33A組T5改編)根據(jù)下面的圖形及相應的點數(shù),寫出點數(shù)構成的數(shù)列的一個通項公式an=________. 5、
答案:5n-4
[易錯糾偏]
(1)忽視數(shù)列是特殊的函數(shù),其自變量為正整數(shù)集或其子集{1,2,…,n};
(2)求數(shù)列前n項和Sn的最值時忽視項為零的情況;
(3)根據(jù)Sn求an時忽視對n=1的驗證.
1.在數(shù)列-1,0,,,…,中,0.08是它的第________項.
解析:依題意得=,解得n=10或n=(舍).
答案:10
2.在數(shù)列{an}中,an=-n2+6n+7,當其前n項和Sn取最大值時,n=________.
解析:由題可知n∈N*,令an=-n2+6n+7≥0,得1≤n≤7(n∈N*),所以該數(shù)列的第7項為零,且從第8項開始an<0,則S6=S7且最大 6、.
答案:6或7
3.已知Sn=2n+3,則an=________.
解析:因為Sn=2n+3,那么當n=1時,a1=S1=21+3=5;當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n+3-(2n-1+3)=2n-1(*).由于a1=5不滿足(*)式,所以an=
答案:
由an與Sn的關系求通項公式an(高頻考點)
an與Sn關系的應用是高考的??純热荩叶喑霈F(xiàn)在選擇題或填空題中,有時也出現(xiàn)在解答題的已知條件中,屬容易題.主要命題角度有:
(1)利用an與Sn的關系求通項公式an;
(2)利用an與Sn的關系求Sn.
角度一 利用an與Sn的關系求通項公式an
7、 (2020·杭州二中高三???已知數(shù)列{an}滿足a1+2a2+3a3+4a4+…+nan=3n2-2n+1,求an.
【解】 設a1+2a2+3a3+4a4+…+nan=Tn,
當n=1時,a1=T1=3×12-2×1+1=2,
當n≥2時,
nan=Tn-Tn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]
=6n-5,
因此an=,
顯然當n=1時,不滿足上式.
故數(shù)列的通項公式為an=
角度二 利用an與Sn的關系求Sn
設Sn是數(shù)列{an}的前n項和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,則Sn=________.
【解析】 由已知得an+1=S 8、n+1-Sn=Sn+1Sn,兩邊同時除以Sn+1Sn,得-=-1,故數(shù)列是以-1為首項,-1為公差的等差數(shù)列,則=-1-(n-1)=-n,所以Sn=-.
【答案】?。?
(1)已知Sn求an的三個步驟
①先利用a1=S1求出a1.
②用n-1替換Sn中的n得到一個新的關系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當n≥2時an的表達式.
③注意檢驗n=1時的表達式是否可以與n≥2的表達式合并.
(2)Sn與an關系問題的求解思路
根據(jù)所求結果的不同要求,將問題向不同的兩個方向轉化.
①利用an=Sn-Sn-1(n≥2)轉化為只含Sn,Sn-1的關系式,再求解.
②利 9、用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉化為只含an,an-1的關系式,再求解.
1.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=3n+1,則an=________.
解析:當n=1時,a1=S1=3+1=4;當n≥2時,an=Sn-Sn-1=(3n+1)-(3n-1+1)=2·3n-1.
當n=1時,2×31-1=2≠a1,
所以an=
答案:
2.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,Sn=2an+1,則Sn=________.
解析:法一:因為Sn=2an+1,所以當n≥2時,Sn-1=2an,
所以an=Sn-Sn-1=2an+1-2an(n≥2),
即=(n≥2),
又a 10、2=,所以an=×(n≥2).
當n=1時,a1=1≠×=,
所以an=
所以Sn=2an+1=2××=.
法二:因為S1=a1,an+1=Sn+1-Sn,則Sn=2(Sn+1-Sn),
所以Sn+1=Sn,
所以數(shù)列{Sn}是首項為1,公比為的等比數(shù)列,
所以Sn=.
答案:
由遞推關系求數(shù)列的通項公式
分別求出滿足下列條件的數(shù)列的通項公式.
(1)a1=0,an+1=an+(2n-1)(n∈N*);
(2)a1=1,an=an-1(n≥2,n∈N*);
(3)a1=1,an+1=3an+2(n∈N*).
【解】 (1)an=a1+(a2-a1) 11、+…+(an-an-1)=0+1+3+…+(2n-5)+(2n-3)=(n-1)2,
所以數(shù)列的通項公式為an=(n-1)2.
(2)當n≥2,n∈N*時,
an=a1×××…×
=1×××…×××=n,
當n=1時,也符合上式,
所以該數(shù)列的通項公式為an=n.
(3)因為an+1=3an+2,
所以an+1+1=3(an+1),
所以=3,
所以數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3,
又a1+1=2,所以an+1=2·3n-1,
所以該數(shù)列的通項公式為an=2·3n-1-1.
(變條件)若本例(3)條件“an+1=3an+2”變?yōu)椤癮n+1=3an+3n+ 12、1”,其他不變,求an.
解:因為an+1=3an+3n+1,所以=+1,
所以數(shù)列是以為首項,1為公差的等差數(shù)列.
所以=+(n-1)=n-,
所以an=n·3n-2·3n-1.
由數(shù)列遞推式求通項公式的常用方法
1.在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+,則an=________.
解析:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=++…+++2=3-.
答案:3-
2.在數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=2nan,則an=________.
解析:由于=2n,
故=21,=22,…,=2n-1,
將這n-1個 13、等式疊乘,
得=21+2+…+(n-1)=2,故an=2.
答案:2
數(shù)列的性質(高頻考點)
數(shù)列的性質主要有單調性、周期性及最值問題,是高考的熱點,多以選擇題或填空題形式考查,多存在一定難度.主要命題角度有:
(1)數(shù)列的單調性;
(2)數(shù)列的周期性;
(3)數(shù)列的最值.
角度一 數(shù)列的單調性
已知{an}是遞增數(shù)列,且對于任意的n∈N*,an=n2+λn恒成立,則實數(shù)λ的取值范圍是________.
【解析】 {an}是遞增數(shù)列,所以對任意的n∈N*,都有an+1>an,即(n+1)2+λ(n+1)>n2+λn,整理,得2n+1+λ>0,即λ>-(2n 14、+1).(*)
因為n≥1,所以-(2n+1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.
【答案】 (-3,+∞)
角度二 數(shù)列的周期性
(2020·杭州中學高三質檢)在數(shù)列{an}中,a1=5,(an+1-2)(an-2)=3(n∈N*),則該數(shù)列的前2 018項的和是________.
【解析】 依題意得(an+1-2)(an-2)=3,(an+2-2)·(an+1-2)=3,因此an+2-2=an-2,即an+2=an,所以數(shù)列{an}是以2為周期的數(shù)列.又a1=5,因此(a2-2)(a1-2)=3(a2-2)=3,故a2=3,a1+a2=8.注意到2 018=2×1 0 15、09,因此該數(shù)列的前2 018項的和等于1 009(a1+a2)=8 072.
【答案】 8 072
角度三 數(shù)列的最值
已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=-n2+kn,k∈N*,且Sn的最大值為8.試確定常數(shù)k,并求數(shù)列{an}的通項公式.
【解】 因為Sn=-n2+kn=-(n-k)2+k2,其中k是常數(shù),且k∈N*,
所以當n=k時,Sn取最大值k2,
故k2=8,k2=16,
因此k=4,從而Sn=-n2+4n.
當n=1時,a1=S1=-+4=;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=-[-(n-1)2+4(n-1)]=-n.
當n=1時,-1==a1,
所以an= 16、-n.
(1)解決數(shù)列單調性問題的三種方法
①作差比較法,根據(jù)an+1-an的符號判斷數(shù)列{an}是遞增數(shù)列、遞減數(shù)列還是常數(shù)列.
②作商比較法,根據(jù)(an>0或an<0)與1的大小關系進行判斷.
③結合相應函數(shù)的圖象直觀判斷.
(2)解決數(shù)列周期性問題的方法
先根據(jù)已知條件求出數(shù)列的前幾項,確定數(shù)列的周期,再根據(jù)周期性求值.
(3)數(shù)列的最值可以利用數(shù)列的單調性或求函數(shù)最值的思想求解.
1.設函數(shù)f(x)=數(shù)列{an}滿足an=f(n),n∈N*,且數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B.
C.(1,3) D.(2,3)
解 17、析:選D.因為數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,又an=f(n)(n∈N*),所以?2<a<3.
2.已知數(shù)列{an}滿足an+1=an+2n,且a1=33,則的最小值為( )
A.21 B.10
C. D.
解析:選C.由已知條件可知,當n≥2時,
an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=33+2+4+…+2(n-1)
=n2-n+33,又n=1時,a1=33滿足此式.
所以=n+-1.
令f(n)==n+-1,
則f(n)在[1,5]上為減函數(shù),
在[6,+∞)上為增函數(shù),
又f(5)=,f(6)=,
則f(5)>f(6),故f(n) 18、=的最小值為.
3.(2020·金麗衢十二校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)由下表定義:
x
1
2
3
4
5
f(x)
4
1
3
5
2
若a1=5,an+1=f(an)(n∈N*),則a2 018=________.
解析:依題意得a1=5,a2=f(a1)=2,a3=f(a2)=1,a4=f(a3)=4,a5=f(a4)=5,a6=f(a5)=2,…,易知數(shù)列{an}是以4為周期的數(shù)列,注意到2 018=4×504+2,因此a2 018=a2=2.
答案:2
[基礎題組練]
1.已知數(shù)列1,2,,,,…,則2在這個數(shù)列中的項數(shù)是( )
A.16 19、B.24
C.26 D.28
解析:選C.因為a1=1=,a2=2=,a3=,a4=,a5=,…,所以an=.令an==2=,解得n=26.
2.在數(shù)列{an}中,a1=1,anan-1=an-1+(-1)n(n≥2,n∈N*),則的值是( )
A. B.
C. D.
解析:選C.由已知得a2=1+(-1)2=2,所以2a3=2+(-1)3,a3=,所以a4=+(-1)4,a4=3,所以3a5=3+(-1)5,所以a5=,所以=×=.
3.(2020·杭州模擬)數(shù)列{an}定義如下:a1=1,當n≥2時,an=若an=,則n的值為( )
A.7 20、 B.8
C.9 D.10
解析:選C.因為a1=1,所以a2=1+a1=2,a3==,a4=1+a2=3,a5==,a6=1+a3=,a7==,a8=1+a4=4,a9==,所以n=9,故選C.
4.(2020·溫州瑞安七中高考模擬)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),則a6=( )
A.3×44 B.3×44+1
C.44 D.44+1
解析:選A.由an+1=3Sn,
得到an=3Sn-1(n≥2),
兩式相減得:an+1-an=3(Sn-Sn-1)=3an,
則an+1=4an(n≥2),
又a1=1,a2=3S 21、1=3a1=3,
得到此數(shù)列除去第一項后,為首項是3,公比為4的等比數(shù)列,所以an=a2qn-2=3×4n-2(n≥2),a6=3×44,故選A.
5.一給定函數(shù)y=f(x)的圖象在下列各圖中,并且對任意a1∈(0,1),由關系式an+1=f(an)得到的數(shù)列{an}滿足an+1>an(n∈N*),則該函數(shù)的圖象是( )
解析:選A.由an+1=f(an),an+1>an知f(an)>an,可以知道x∈(0,1)時f(x)>x,即f(x)的圖象在y=x圖象的上方,由選項中所給的圖象可以看出,A符合條件.
6.已知數(shù)列{an}的首項a1=a,其前n項和為Sn,且滿足Sn+Sn-1= 22、3n2+2n+4(n≥2).若對任意的n∈N*,an<an+1恒成立,則a的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:選C.由Sn+Sn-1=3n2+2n+4(n≥2),可得Sn+1+Sn=3(n+1)2+2(n+1)+4,
兩式相減,得an+1+an=6n+5,
故an+2+an+1=6n+11,兩式相減,得an+2-an=6.
由n=2,得a1+a2+a1=20,
則a2=20-2a,
故數(shù)列{an}的偶數(shù)項為以20-2a為首項,6為公差的等差數(shù)列,
從而a2n=6n+14-2a;
由n=3,得a1+a2+a3+a1+a2=37,
則a3=2a-3,
23、
故當n≥3時,奇數(shù)項是以2a-3為首項,6為公差的等差數(shù)列,
從而a2n+1=6n-9+2a.
由條件得
解得<a<,故選C.
7.(2020·寧波諾丁漢大學附中高三期中檢測)已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2+2n-1(n∈N*),則a1=________;數(shù)列{an}的通項公式為an=________.
解析:因為Sn=n2+2n-1,
當n=1時,a1=1+2-1=2,
當n≥2時,
所以an=Sn-Sn-1=n2+2n-1-[(n-1)2+2(n-1)-1]=2n+1,
因為當n=1時,a1=2+1=3≠2,
所以an=
答案:2
8.若數(shù)列{an}滿足a 24、1·a2·a3·…·an=n2+3n+2,則數(shù)列{an}的通項公式為________.
解析:a1·a2·a3·…·an=(n+1)(n+2),
當n=1時,a1=6;
當n≥2時,
故當n≥2時,an=,
所以an=
答案:an=
9.(2020·寧波效實中學模擬)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an-an+1=(n∈N*),則an=____________.
解析:由an-an+1=得-==2×,則由累加法得-=2,又因為a1=1,所以=2+1=,所以an=.
答案:
10.(2020·金華市東陽二中高三調研)已知數(shù)列{an}的通項公式為an=-n2+12n-32,其前n 25、項和為Sn,則對任意m,n∈N*(m 26、=S1=22-2=2;
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n+1-2-(2n-2)=2n+1-2n=2n.
因為a1也適合此等式,
所以an=2n(n∈N*).
(2)因為bn=an+an+1,且an=2n,an+1=2n+1,
所以bn=2n+2n+1=3·2n.
12.已知數(shù)列{an}滿足前n項和Sn=n2+1,數(shù)列{bn}滿足bn=且前n項和為Tn,設cn=T2n+1-Tn.
(1)求數(shù)列{bn}的通項公式;
(2)判斷數(shù)列{cn}的增減性.
解:(1)a1=2,an=Sn-Sn-1=2n-1(n≥2).
所以bn=
(2)因為cn=bn+1+bn+2+…+b2n 27、+1
=++…+,
所以cn+1-cn=+-=-=<0,所以cn+1<cn,
所以數(shù)列{cn}為遞減數(shù)列.
[綜合題組練]
1.設數(shù)列{an}滿足:an+1=,a2 018=3,那么a1=( )
A.- B.
C.- D.
解析:選B.設a1=x,由an+1=,
得a2=,
a3===-,
a4===,
a5===x=a1,
所以數(shù)列{an}是周期為4的周期數(shù)列.
所以a2 018=a504×4+2=a2==3.
解得x=.
2.下列關于星星的圖案構成一個數(shù)列,則該數(shù)列的一個通項公式是________.
解析:從題圖中可觀察星星的構成規(guī)律,n=1 28、時,有1個,n=2時,有3個;n=3時,有6個;n=4時,有10個;…,所以an=1+2+3+4+…+n=.
答案:an=
3.已知數(shù)列{an},{bn},若b1=0,an=,當n≥2時,有bn=bn-1+an-1,則b2 017=________.
解析:由bn=bn-1+an-1得bn-bn-1=an-1,所以b2-b1=a1,b3-b2=a2,…,bn-bn-1=an-1,所以b2-b1+b3-b2+…+bn-bn-1=a1+a2+…+an-1=++…+,即bn-b1=a1+a2+…+an-1=++…+=-+-+…+-=1-=,因為b1=0,所以bn=,所以b2 017=.
答案 29、:
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=-13,an+2-2an+1+an=2n-6.
(1)設bn=an+1-an,求數(shù)列{bn}的通項公式;
(2)求n為何值時,an最?。?
解:(1)由得bn+1-bn=2n-6,b1=a2-a1=-14.
當n≥2時,bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+(b4-b3)+…+(bn-bn-1)
=-14+(2×1-6)+(2×2-6)+(2×3-6)+…+[2(n-1)-6]
=-14+2×-6(n-1)
=n2-7n-8,
當n=1時,上式也成立.
所以數(shù)列{bn}的通項公式為bn=n2-7n-8.
(2)由(1)可知
30、
an+1-an=n2-7n-8=(n+1)(n-8),
當n<8時,an+1
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