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- 2021-06-24 发布
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高考冲刺:数列
【高考展望】
1.等差(比)数列的基本知识是必考内容,这类问题既有选择题、填空题,也有解答题;难度易、中、难三类皆有.
2.数列中与之间的互化关系是高考解答题的一个热点.
3.函数思想、方程思想、分类讨论思想等数学思想方法在解决问题中常常用到,解答试题时要注意灵活应用.
4.解答题的难度有逐年增大的趋势,还有一些新颖题型,如与导数和极限相结合等.
【知识升华】
1.数列是一种特殊的函数,学习时要善于利用函数的思想来解决.如通项公式、前n项和公式等.
2.运用方程的思想解等差(比)数列,是常见题型,解决此类问题需要抓住基本量、(或),掌握好设未知数、列出方程、解方程三个环节,常通过“设而不求,整体代入”来简化运算.
3.分类讨论的思想在本章尤为突出.学习时考虑问题要全面,如等比数列求和要注意和两种情况等等.
4.等价转化是数学复习中常常运用的,数列也不例外.如与的转化;将一些数列转化成等差(比)数列来解决等.复习时,要及时总结归纳.
5.深刻理解等差(比)数列的定义,能正确使用定义和等差(比)数列的性质是学好本章的关键.
6.解题要善于总结基本数学方法.如观察法、类比法、错位相减法、待定系数法、归纳法、数形结合法,养成良好的学习习惯,定能达到事半功倍的效果.
7.数列应用题也是命题点,这类题关键在于建模及数列的一些相关知识的应用.
8.本章中还蕴含着丰富的数学思想,在主观题中着重考查函数与方程、转化与化归、分类讨论等重要思想,以及配方法、换元法、待定系数法等基本数学方法.应用问题考查的重点是现实客观事物的数学化,常需构造数列模型,将现实问题转化为数学问题来解决.
【典型例题】
类型一:正确理解和运用数列的概念与通项公式
例1.将杨辉三角中的奇数换成1,偶数换成0,得到如图所示的0-1三角数表.从上往下数,第1次全行的数都为1的是第1行,第2次全行的数都为1的是第3行,…,第次全行的数都为1的是第 行;第61行中1的个数是 .
第1行 1 1
第2行 1 0 1
第3行 1 1 1 1
第4行 1 0 0 0 1
第5行 1 1 0 0 1 1
…… …………………………………
【思路点拨】计算图形中相应1的数量的特征,然后寻找它们之间的规律。
【解析】第1次全行的数都为1的是第=1行,
第2次全行的数都为1的是第=3行,
第3次全行的数都为1的是第=7行,
······,
第次全行的数都为1的是第行;
第61行中1的个数是=32.
举一反三
【变式1】已知数列的前项和为,且满足
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求及.
【解析】(1)当时,
∴
∴是以为首项,2为公差的等差数列
(2),∴
当时,
∴
考点二:数列递推关系式的理解与应用
例2.数列满足,,….若,则( )
(A) (B) 3 (C) 4 (D) 5
【思路点拨】对递推关系变形,运用叠加法求得,特别注意的是对两边同时运用.
【解析1】,.
相叠加得.
, .
,, ,.
【解析2】由得:
,
,因为,所以.
【解析3】由得:
从而;;…;.
叠加得:.
,
, 从而.
【总结升华】数列递推关系是近几年高考数学的热点,主要是一些能转化为等差等比数列的递推关系式。
对连续两项递推,可转化为;
对连续三项递推的关系,如果方程有两个根,则上递推关系式可化为或.
举一反三
【变式1】设有唯一解,
(1)问数列是否是等差数列?
(2)求的值.
【解析】
(1)由,
由已知得,∴
∴
又因为.
∴数列是首项为1002,公差等于的等差数列.
(2)由(1)知∴
考点三:数列的通项与前n项和之间的关系与应用
例3(2017 沈阳一模)设数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=2Sn+3,则S4= .
【思路点拨】转化为只含或者只含的递推关系式.
【答案】66
【解析】∵an+1=2Sn+3,
∴an=2Sn﹣1+3(n≥2),
可得an+1﹣an=2an,即an+1=3an,n≥2,
∴数列{an}从第二项起是公比为3的等比数列,a2=5,
∴=66.
举一反三
【变式1】(2017 广州模拟)设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N*,都有4Sn=an2+2an,其中Sn为数列{an}的前n项和,则数列{an}的通项公式为an= .
【答案】2n
【解析】当n=1时,由4S1=a12+2a1,a1>0,得a1=2,
当n≥2时,由4an=4Sn﹣4Sn﹣1=(an2+2an)﹣(an﹣12+2an﹣1),
得(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣2)=0,
因为an+an﹣1>0,所以an﹣an﹣1=2,
故an=2+(n﹣1)×2=2n.
考点四:数列中与n有关的等式的理解与应用
例4.已知数列满足()
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(Ⅱ)若数列满足(),证明:是等差数列;
【思路点拨】本小题主要考查数列基本知识,考查化归的数学思想方法,考查综合解题能力。把递推关系式变形转化。
【解析】(I)解:∵ ,∴
是以为首项,2为公比的等比数列。
∴ 即 ()
(II)证法一:∵,
∴即
∴ ①
②
②-①,得,
即 ③
④
③-④,得 , 即
故是等差数列.
举一反三
【变式1】设正项数列{an}的前n项和为Sn,且存在正数t,使得对所有正整数n,t与an的等差中项和t与Sn的等比中项相等。
(1)求证数列{}为等差数列;
(2)求{an}通项公式.
【解析】(1)由题意:即
当n=1时, ∴
当n≥2时,
∴。
因为{an}为正项数列,故Sn递增,不能对正整数n恒成立,
∴,即数列{}为等差数列,公差为
(2),
∴
∴
考点五:等差、等比数列前n项和的理解与应用
例5.已知数列和满足:且是以q为公比的等比数列.
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)若证明数列是等比数列;
(Ⅲ)求和:.
【思路点拨】本小题主要考查等比数列的定义,通项公式和求和公式等基本知识及基本的运算技能,考查分析问题能力和推理能力.
【解析1】(I)证:由,有,
.
(II)证:,,
,
.
∴是首项为5,以为公比的等比数列.
(III)由(II)得,,于是
.
当时,.
当时,
.
故
【解析2】(I)同解法1(I).
(II)证:,
又,
是首项为5,以为公比的等比数列.
(III)由(II)的类似方法得,
,
,.
.下同解法1.
举一反三
【变式1】某国采用养老储备金制度,公民在就业的第一年就交纳养老储备金,数目为a1,以后每年交纳的数目均比上一年增加 , 因此,历年所交纳的储备金数目, , … 是一个公差为 的等差数列. 与此同时,国家给予优惠的计息政府,不仅采用固定利率,而且计算复利. 这就是说,如果固定年利率为(),那么, 在第年末,第一年所交纳的储备金就变为,第二年所交纳的储备金就变成,……. 以表示到第年末所累计的储备金总额.
(Ⅰ)写出与()的递推关系式;
(Ⅱ)求证,其中{}是一个等比数列,{}是一个等差数列.
【解析】(I)我们有
(II),对反复使用上述关系式,得
=…= ①
在①式两端同乘1+r,得
②
②-①,得
即
记,,则
,其中{}是等比数列,且首项为,公比为;是等差数列,且首项为,公比为.
考点六:数列与函数的迭代问题
等差、等比数列369154 例2】
例6.已知函数,数列是公差为d的等差数列,数列是公比为q(q∈R且q≠1)的等比数列,若,,,。
(1)求数列、的通项公式;
(2)设数列对任意自然数n都有成立,求的值;
(3)比较的大小。+
【解析】(1),
所以 解得
所以
,
所以 解得
所以
(2)时
,
两式相减并整理,得
所以
(3)比较的大小。+
,
时,
时,,所以.
举一反三
【变式1】已知各项全不为零的数列的前k项和为,且(),其中
(Ⅰ)求数列的通项公式;
(II)对任意给定的正整数 ,数列满足.
求.
【解析】(Ⅰ)当,由及,得.
当时,由,得.
因为,所以.从而
,.故.
(Ⅱ)因为,所以.
所以
故
考点七:数列综合应用与创新问题
例7.设是定义在上的单调可导函数.已知对于任意正数,都有,且.
(Ⅰ)求,并求的值;
(Ⅱ)令,证明数列是等差数列;
(Ⅲ)设是曲线在点处的切线的斜率(),数列的前项和为,求证:.
【思路点拨】根据已知条件求出函数的关系式,求出的递推关系式然后可求解题中要求.
【解析】(Ⅰ)取,;
再取,则,
即,
∵是定义在上的单调函数
∴,解得,或(舍去).
(Ⅱ)设,则,
再令,则,
即
∵是定义在上的单调函数
∴,即,解得:或,
又,则,,
由,所以是等差数列.
(3)由(2)得,,则
所以;
又当时,,
则,
故.
举一反三:
【变式1】在()个不同数的排列中,若时(即前面某数大于后面某数),则称与构成一个逆序. 一个排列的全部逆序的总数称为该排列的逆序数. 记排列的逆序数为,如排列21的逆序数,排列321的逆序数.则= ,= ,的表达式为 ;
【解析】由已知得,,.
【变式2】已知函数,是方程的两个根,是的导数;设,(n=1,2,……)
(1)求的值;
(2)证明:对任意的正整数n,都有;
(3)记(n=1,2,……),求数列{}的前n项和.
【解析】(1)∵,是方程的两个根,
∴,.
(2),
,∵,
∴由基本不等式可知(当且仅当时取等号),∴
同样,…,(n=1,2,……).
(3),
而,即, ,
同理,,
又,
.