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  • 2021-07-01 发布

高科数学专题复习课件:6_1 数列的概念与简单表示法

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§6.1  数列的概念与简单表示法 基础知识   自主学习 课时作业 题型分 类  深度剖析 内容索引 基础知识 自主学习 1. 数列的定义 知识梳理 按照 排列 的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列 的 . 一定顺序 项 2. 数列的分类 分类原则 类型 满足条件 按项数分类 有 穷数列 项数 _____ 无穷数列 项数 ______ 有限 无限 按项与项间的大小关系分类 递增数列 a n + 1 ___ a n 其中 n ∈ N * 递减数列 a n + 1 ___ a n 常数列 a n + 1 = a n 摆动数列 从第 2 项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列 > < 3. 数列的表示法 数列有三种表示法,它们分别 是 、 和 . 4. 数列的通项公式 如果数列 { a n } 的第 n 项 与 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 . 列表法 图象法 解析法 序号 n 1. 若数列 { a n } 的前 n 项和为 S n ,通项公式为 a n , 知识 拓展 3. 数列与函数的关系 数列是一种特殊的函数,即数列是一个定义在非零自然数集或其子集上的函数,当自变量依次从小到大取值时所对应的一列函数值,就是数列 . 判断下列结论是否正确 ( 请在括号中打 “√” 或 “×” ) 思考辨析 (1) 所有数列的第 n 项都能使用公式表达 . (   ) (2) 根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个 . (     ) (3)1,1,1,1 , … ,不能构成一个数列 . (   ) (4) 任何一个数列不是递增数列,就是递减数列 . (   ) (5) 如果数列 { a n } 的前 n 项和为 S n ,则对 ∀ n ∈ N * ,都有 a n + 1 = S n + 1 - S n . ( ) √ × × √ × 1. 把 1,3,6,10,15,21 , … 这些数叫做三角形数,这是因为用这些数目的点可以排成一个正三角形 ( 如图所示 ). 考点自测 答案 解析 则第 7 个三角形数 是 A.27 B.28 C.29 D.30 由图可知,第 7 个三角形数是 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 = 28. 答案 答案 解析 4. 数列 { a n } 中, a n =- n 2 + 11 n ,则此数列最大项的值是 ________. 答案 解析 30 ∵ n ∈ N * , ∴ 当 n = 5 或 n = 6 时, a n 取最大值 30. 5. 已知数列 { a n } 的前 n 项和 S n = n 2 + 1 ,则 a n = ___ _ _________. 答案 解析 当 n = 1 时, a 1 = S 1 = 2 ,当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = n 2 + 1 - [( n - 1) 2 + 1 ] = 2 n - 1 , 题型分类 深度剖析 题型一 由数列的前几项求数列的通项公式 例 1   (1)(2016· 太原模拟 ) 数列 1,3,6,10 , … 的一个通项公式是 答案 解析 观察数列 1,3,6,10 , … 可以发现 1 = 1 , 3 = 1 + 2 , 6 = 1 + 2 + 3 , 10 = 1 + 2 + 3 + 4 , … , 答案 解析 思维 升华 由前几项归纳数列通项的常用方法及具体策略 (1) 常用方法:观察 ( 观察规律 ) 、比较 ( 比较已知数列 ) 、归纳、转化 ( 转化为特殊数列 ) 、联想 ( 联想常见的数列 ) 等方法 . (2) 具体策略: ① 分式中分子、分母的特征; ② 相邻项的变化特征 ; ③ 拆项后的特征; ④ 各项的符号特征和绝对值特征; ⑤ 化异为同,对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系; ⑥ 对于符号交替出现的情况,可用 ( - 1) k 或 ( - 1) k + 1 , k ∈ N * 处理 . 跟踪训练 1 根据 数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式 . (1) - 1,7 ,- 13,19 , … ; 解答 数列中各项的符号可通过 ( - 1) n 表示,从第 2 项起,每一项的绝对值总比它的前一项的绝对值大 6 ,故通项公式为 a n = ( - 1) n (6 n - 5). (2)0.8,0.88,0.888 , … ; 解答 解答 各项的分母分别为 2 1, 2 2, 2 3, 2 4 , … ,易看出第 2,3,4 项的绝对值的分子分别比分母小 3. 题型二 由 a n 与 S n 的关系求通项公式 例 2   (1)( 2017· 南昌 月考 ) 若数列 { a n } 的前 n 项和 S n = , 则 { a n } 的通项公式 a n = ________. 答案 解析 两式相减,整理得 a n =- 2 a n - 1 , ∴ a 1 = 1 , ∴ { a n } 是首项为 1 ,公比为- 2 的等比数列, 故 a n = ( - 2) n - 1 . (2) 已知下列数列 { a n } 的前 n 项和 S n ,求 { a n } 的通项公式 . ① S n = 2 n 2 - 3 n ; 解 答 a 1 = S 1 = 2 - 3 =- 1 , 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = (2 n 2 - 3 n ) - [ 2( n - 1) 2 - 3( n - 1 )] = 4 n - 5 , 由于 a 1 也适合此等式 , ∴ a n = 4 n - 5 . ② S n = 3 n + b . 解 答 a 1 = S 1 = 3 + b , 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = (3 n + b ) - (3 n - 1 + b ) = 2·3 n - 1 . 当 b =- 1 时, a 1 适合此等式; 当 b ≠ - 1 时, a 1 不适合此等式 . ∴ 当 b =- 1 时, a n = 2·3 n - 1 ; 思维 升华 已知 S n ,求 a n 的步骤 (1) 当 n = 1 时, a 1 = S 1 ; (2) 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 ; ( 3) 对 n = 1 时的情况进行检验,若适合 n ≥ 2 的通项则可以合并;若不适合则写成分段函数形式 . 跟踪训练 2 (1) 已知数列 { a n } 的前 n 项和 S n = 3 n 2 - 2 n + 1 ,则其 通项 、 公式 为 ________________. 答案 解析 当 n = 1 时, a 1 = S 1 = 3 × 1 2 - 2 × 1 + 1 = 2 ; 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = 3 n 2 - 2 n + 1 - [ 3( n - 1) 2 - 2( n - 1) + 1 ] = 6 n - 5 ,显然当 n = 1 时,不满足上式 . (2) 已知数列 { a n } 的前 n 项和为 S n , a 1 = 1 , S n = 2 a n + 1 ,则 S n 等于 答案 解析 题型三 由数列的递推关系求通项公式 例 3   根据下列条件,确定数列 { a n } 的通项公式 . (1) a 1 = 2 , a n + 1 = a n + ln(1 + ) ; 解答 = 2 + ln n ( n ≥ 2). 又 a 1 = 2 适合上式,故 a n = 2 + ln n ( n ∈ N * ). (2) a 1 = 1 , a n + 1 = 2 n a n ; 解 答 (3) a 1 = 1 , a n + 1 = 3 a n + 2. 解 答 ∵ a n + 1 = 3 a n + 2 , ∴ a n + 1 + 1 = 3( a n + 1) , 又 a 1 = 1 , ∴ a 1 + 1 = 2 , 故数列 { a n + 1} 是首项为 2 ,公比为 3 的等比数列, ∴ a n + 1 = 2·3 n - 1 ,故 a n = 2·3 n - 1 - 1 . 思维 升华 跟踪训练 3 (1) 已知数列 { a n } 满足 a 1 = 1 , a n = · a n - 1 ( n ≥ 2 且 n ∈ N * ) ,则 a n = ____. 答案 解析 (2) 已知数列 { a n } 的前 n 项和为 S n ,且 S n = 2 a n - 1( n ∈ N * ) ,则 a 5 等于 A. - 16 B.16 C.31 D.32 答案 解析 当 n = 1 时, S 1 = 2 a 1 - 1 , ∴ a 1 = 1. 当 n ≥ 2 时, S n - 1 = 2 a n - 1 - 1 , ∴ a n = S n - S n - 1 = 2 a n - 2 a n - 1 , ∴ a n = 2 a n - 1 . ∴ { a n } 是等比数列且 a 1 = 1 , q = 2 , 故 a 5 = a 1 × q 4 = 2 4 = 16 . 题型四 数列的性质 命题点 1  数列的单调性 答案 解析 例 5  数列 { a n } 满足 a n + 1 = , a 8 = 2 ,则 a 1 = _____. 答案 解析 命题点 2  数列的周期性 ∴ 周期 T = ( n + 1) - ( n - 2) = 3. ∴ a 8 = a 3 × 2 + 2 = a 2 = 2. 命题点 3  数列的最值 答案 解析 (1) 解决数列的单调性问题可用以下三种方法 ① 用作差比较法,根据 a n + 1 - a n 的符号判断数列 { a n } 是递增数列、递减数列还是常数列 . ② 用作商比较法, 根据 ( a n > 0 或 a n < 0) 与 1 的大小关系进行判断 . ③ 结合相应函数的图象直观判断 . (2) 解决数列周期性问题的方法 先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值 . (3) 数列的最值可以利用数列的单调性或求函数最值的思想求解 . 思维 升华 答案 解析 ∴ { a n } 为周期数列且 T = 4 , (2) 设 a n =- 3 n 2 + 15 n - 18 ,则数列 { a n } 中的最大项的值 是 答案 解析 典例   (1) 数列 { a n } 的通项公式是 a n = ( n + 1)·( ) n ,则此数列的最大项是第 ________ 项 . (2) 若 a n = n 2 + kn + 4 且对于 n ∈ N * ,都有 a n + 1 > a n 成立,则实数 k 的取值范围是 __________. 解决 数列问题的函数思想 思想与方法系列 12 (1) 可以将数列看成定义域为正整数集上的函数 ; ( 2) 数列的最值可以根据单调性进行分析 . 9 或 10 答案 解析 思想方法指 导 ( - 3 ,+ ∞ ) (1) ∵ a n + 1 - a n 当 n <9 时, a n + 1 - a n >0 ,即 a n + 1 > a n ; 当 n = 9 时, a n + 1 - a n = 0 ,即 a n + 1 = a n ; 当 n >9 时, a n + 1 - a n <0 ,即 a n + 1 < a n , ∴ 该数列中有最大项,且最大项为第 9 、 10 项 . (2) 由 a n + 1 > a n 知该数列是一个递增数列, 又因为通项公式 a n = n 2 + kn + 4 , 所以 ( n + 1) 2 + k ( n + 1) + 4> n 2 + kn + 4 , 即 k > - 1 - 2 n ,又 n ∈ N * ,所以 k > - 3. 课时作业 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 所给数列呈现分数形式,且正负相间,求通项公式时,我们可以把每一部分进行分解:符号、分母、分子 . 很容易归纳出数列 { a n } 的通项公式 a n = ( - 1) n + 1 · , 故 a 10 =- . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. 已知数列的通项公式为 a n = n 2 - 8 n + 15 , 则 A.3 不是数列 { a n } 中的项 B.3 只是数列 { a n } 中的第 2 项 C.3 只是数列 { a n } 中的第 6 项 D.3 是数列 { a n } 中的第 2 项和第 6 项 √ 答案 解析 令 a n = 3 ,即 n 2 - 8 n + 15 = 3 ,整理得 n 2 - 8 n + 12 = 0 ,解得 n = 2 或 n = 6 . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3. 已知 a 1 = 1 , a n = n ( a n + 1 - a n )( n ∈ N * ) ,则数列 { a n } 的通项公式 是 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ∴ 数列 { a n } 具有周期性, T = 6 , ∴ a 2 018 = a 336 × 6 + 2 = a 2 = 3. √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.(2016 · 开封 一模 ) 已知函数 y = f ( x ) 的定义域为 R . 当 x <0 时 , f ( x )>1 ,且对任意的实数 x , y ∈ R ,等式 f ( x ) f ( y ) = f ( x + y ) 恒成立 . 若数列 { a n } 满足 a 1 = f (0) ,且 f ( a n + 1 ) = ( n ∈ N * ) ,则 a 2 015 的值 为 A.4 029 B.3 029 C.2 249 D.2 209 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 根据题意,不妨设 f ( x ) = ( ) x ,则 a 1 = f (0) = 1 , ∴ 数列 { a n } 是以 1 为首项, 2 为公差的等差数列, ∴ a n = 2 n - 1 , ∴ a 2 015 = 4 029. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7. 数列 { a n } 中,已知 a 1 = 1 , a 2 = 2 , a n + 1 = a n + a n + 2 ( n ∈ N * ) ,则 a 7 = ____. 答案 解析 由已知 a n + 1 = a n + a n + 2 , a 1 = 1 , a 2 = 2 , 能够计算出 a 3 = 1 , a 4 =- 1 , a 5 =- 2 , a 6 =- 1 , a 7 = 1 . 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. 已知数列 { a n } 的前 n 项和为 S n , S n = 2 a n - n ,则 a n = ______. 答案 解析 当 n = 1 时, S 1 = a 1 = 2 a 1 - 1 ,得 a 1 = 1 , 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = 2 a n - n - 2 a n - 1 + ( n - 1) , 即 a n = 2 a n - 1 + 1 , ∴ a n + 1 = 2( a n - 1 + 1) , ∴ 数列 { a n + 1} 是首项为 a 1 + 1 = 2 ,公比为 2 的等比数列 , ∴ a n + 1 = 2·2 n - 1 = 2 n , ∴ a n = 2 n - 1. 2 n - 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 已知数列 { a n } 的通项公式 a n = ( n + 2 )·( ) n ,则数列 { a n } 的项 取最大值时, n = _______. 答案 解析 又 n ∈ N * ,所以 n = 4 或 n = 5 , 故数列 { a n } 中 a 4 与 a 5 均为最大项,且 a 4 = a 5 = . 4 或 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. 已知数列 { a n } 满足 a 1 = 2 , a n + 1 = ( n ∈ N * ) ,则该数列的前 2 019 项的乘积 a 1 · a 2 · a 3 · … · a 2 019 = ______. 答案 解析 3 ∴ 数列 { a n } 是以 4 为周期的数列,而 2 019 = 4 × 504 + 3 , a 1 a 2 a 3 a 4 = 1 , ∴ 前 2 019 项的乘积为 1 504 · a 1 a 2 a 3 = 3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 11. 已知数列 { a n } 的前 n 项和为 S n . (1) 若 S n = ( - 1) n + 1 · n ,求 a 5 + a 6 及 a n ; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 因为 a 5 + a 6 = S 6 - S 4 = ( - 6) - ( - 4) =- 2 , 当 n = 1 时, a 1 = S 1 = 1 , 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = ( - 1) n + 1 · n - ( - 1) n ·( n - 1) = ( - 1) n + 1 · [ n + ( n - 1)] = ( - 1) n + 1 ·(2 n - 1) , 又 a 1 也适合此式, 所以 a n = ( - 1) n + 1 ·(2 n - 1). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 (2) 若 S n = 3 n + 2 n + 1 ,求 a n . 因为当 n = 1 时, a 1 = S 1 = 6 ; 当 n ≥ 2 时, a n = S n - S n - 1 = (3 n + 2 n + 1) - [ 3 n - 1 + 2( n - 1) + 1] = 2 × 3 n - 1 + 2 , 由于 a 1 不适合此式, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 (2) 求数列 { a n } 的通项公式 . ① - ② 得 ( a n - a n - 1 - 1)( a n + a n - 1 ) = 0. 由于 a n + a n - 1 ≠ 0 ,所以 a n - a n - 1 = 1 , 又由 (1) 知 a 1 = 1 , 故数列 { a n } 为首项为 1 ,公差为 1 的等差数列, 故 a n = n . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 可知 1 > a 1 > a 2 > a 3 > a 4 , a 5 > a 6 > a 7 > … > a n > 1( n ∈ N * ). ∴ 数列 { a n } 中的最大项为 a 5 = 2 ,最小项为 a 4 = 0. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解 答 (2) 若对任意的 n ∈ N * ,都有 a n ≤ a 6 成立,求 a 的取值范围 . 已知对任意的 n ∈ N * ,都有 a n ≤ a 6 成立, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13