数列的概念及等差数列-高考数学专题复习
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数列的概念与等差数列
知识精要
数列基础知识定义项,通项数列表示法数列分类等差数列等比数列定义通项公式前n项和公式性质特殊数列其他特殊数列求和数列
⒈ 数列的概念:按一定次序排列的一列数叫做数列.
注意:
(1)数列的数是按一定次序排列的,因此,如果组成两个数列的数相同而排列次序不同,那么它们就是不同的数列;
(2)定义中并没有规定数列中的数必须不同,因此,同一个数在数列中可以重复出现.
⒉ 数列的项:数列中的每一个数都叫做这个数列的项. 各项依次叫做这个数列的第1项(或首项),第2项,…,第n 项,….
⒊数列的一般形式:,,,,,321naaaa,或简记为na,其中na是数列的第n项
4. 数列与函数的关系
数列可以看成以正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})为定义域的函数()nafn,当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值,是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函数,数列的通项公式也就是相应函数的解析式。
5.数列的分类:
(1)根据数列项数的多少分:
有穷数列:项数有限的数列.例如数列1,2,3,4,5,6。是有穷数列 无穷数列:项数无限的数列.例如数列1,2,3,4,5,6…是无穷数列
(2)根据数列项的大小分:
递增数列:从第2项起,每一项都不小于它的前一项的数列。
递减数列:从第2项起,每一项都不大于它的前一项的数列。
常数数列:各项相等的数列。
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
6.数列的表示方法
(1) 数列的通项公式:如果数列na的第n项na与n之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通项公式.
注意:
① 并不是所有数列都能写出其通项公式
② 一个数列的通项公式有时是不唯一的,如数列:1,0,1,0,1,0,…它的通项公式可以是2)1(11nna,也可以是|21cos|nan.
③ 数列通项公式的作用:①求数列中任意一项;②检验某数是否是该数列中的一项.
如数列 的通项公式为 *1()nannN;
...的通项公式为
; 的通项公式为 ;
(2)图象法
仿照函数图象的画法画数列的图形.具体方法是以项数 为横坐标,相应的项 为纵坐标,即以 为坐标在平面直角坐标系中做出点(以数列 为例,做出一个数列的图象),所得的数列的图形是一群孤立的点,因为横坐标为正整数,所以这些点都在 轴的右侧,而点的个数取决于数列的项数.从图象中可以直观地看到数列的项随项数由小到大变化而变化的趋势.
(3)递推公式法
递推公式:如果已知数列na的第1项(或前几项),且任一项na与它的前一项1na(或前n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
递推公式也是给出数列的一种方法。
(4)列表法
7.数列}{na的前n项和nS与通项na的关系:
设数列}{na的前n项和为nS,即nnaaaS21,那么nS与na有如下关系:
)2()1(11nSSnSannn
8、等差数列 1nnaa=d (n错误!未找到引用源。)
9、等差数列的通项公式 na=1a+(n-1)d
10、等差数列性质:
(1)等差中项:2错误!未找到引用源。
(2)()nmaanmd 错误!未找到引用源。
(3)若m+n=p+q,m,n,p,q错误!未找到引用源。,则nmpqaaaa
11、等差数列的前n和的求和公式:11()(1)22nnnaannSnad
热身练习
1、某数列{an}的前四项为0,2,0,2,则以下各式:① an=22[1+(-1)n] ② an=n)(11 ③ an= )(0)(2为奇数为偶数nn其中可作为{an}的通项公式的是 ( D )A.① B.①② C.②③ D.①②③2、已知数列{an}的前n项的和Sn满足关系式lg(Sn-1)=n,(n∈N*),则数列{an}的通项公式为 .解:,110101)1lg(nnnnnSSnS当n=1时,a1=S1=11;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=10n-10n-1=9·10 n-1.故an=)2(109)1(111nnn
3、在等差数列{an}中,a5=3,a6=-2,则a4+a5+…+a10= .
解:∵d=a6-a5=-5,
∴a4+a5+…+a10=49)2(72)(75104daaa 4、两等差数列{an}、{bn}的前n项和的比'5327nnSnSn,则55ab的值是 ( )
A.2817 B.4825 C.5327 D.2315
解:B 解析:19559559199()24829252()2aaaaSbbSbb。
5、nnn212lim 0 .
6、同学们都知道,在一次考试后,如果按顺序去掉一些高分,那么班级的平均分将降低;
反之,如果按顺序去掉一些低分,那么班级的平均分将提高. 这两个事实可以用数学语言描述为:若有限数列naaa,,,21 满足naaa21,则 (结论用数学式子表示).
)1(2121nmnaaamaaanm和
)1(2121nmnaaamnaaannmm
7、1lim33nCnn= ;
解:33223333321(1)(2)321limlimlimlim161(1)3!(1)3!(1)3!nnnnnCnnnnnnnnnnnn;
精解名题
例1、根据下面各数列的前n项的值,写出数列的一个通项公式.⑴ -312,534,-758,9716…;⑵ 1,2,6,13,23,36,…;⑶ 1,1,2,2,3,3,解: ⑴ an=(-1)n)12)(12(12nnn⑵ an=)673(212nn(提示:a2-a1=1,a3-a2=4,a4-a3=7,a5-a4=10,…,an-an-1=1+3(n-2)=3n-5.各式相加得)673(21)43)(1(211)]53(10741[12nnnnnan⑶ 将1,1,2,2,3,3,…变形为,213,202,211,,206,215,204∴4)1(1222)1(111nnnnna例2、已知数列{an}的前n项和Sn,求通项.⑴ Sn=3n-2⑵ Sn=n2+3n+1解 ⑴ an=Sn-Sn-1 (n≥2) a1=S1 解得:an=)1(1)2(321nnn ⑵ an=)2(22)1(5nnn例3、 根据下面数列{an}的首项和递推关系,探求其通项公式.⑴ a1=1,an=2an-1+1 (n≥2)⑵ a1=1,an=113nna (n≥2)⑶ a1=1,an=11nann (n≥2)解:⑴ an=2an-1+1(an+1)=2(an-1+1)(n≥2),a1+1=2.故:a1+1=2n,∴an=2n-1.⑵an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1=3n-1+3n-2+…+33+3+1=)13(21n.(3)∵nnaann11∴an=12111232211nnnnaaaaaaaaannnnnnnnn112123
例4、已知数列{an}中,a1=1,an+1=22nnaa(n∈N*),求该数列的通项公式.解:方法一:由an+1=22nnaa得21111nnaa,∴{na1}是以111a为首项,21为公差的等差数列.∴na1=1+(n-1)·21,即an=12n方法二:求出前5项,归纳猜想出an=12n,然后用数学归纳证明.备选例题
例1、已知函数)(xf=2x-2-x,数列{an}满足)(log2naf=-2n,求数列{an}通项公式.解:nafnanan222)(log2log2log2naann21得nnan12例2、在等差数列{an}中,
(1)已知a15=10,a45=90,求a60;
(2)已知S12=84,S20=460,求S28;
(3)已知a6=10,S5=5,求a8和S8.
解:(1)方法一:38382904410141145115dadaadaa
∴a60=a1+59d=130.
方法二:3815451545aamnaadmn,由an=am+(n-m)da60=a45+(60-45)d=90+15×38=130.
(2)不妨设Sn=An2+Bn,
∴172460202084121222BABABA
∴Sn=2n2-17n
∴S28=2×282-17×28=1092
(3)∵S6=S5+a6=5+10=15,
又S6=2)10(62)(6161aaa
∴15=2)10(61a即a1=-5
而d=31616aa
∴a8=a6+2 d=16 S8=442)(881aa
例3、已知数列{an}满足a1=2a,an=2a-12naa(n≥2).其中a是不为0的常数,令bn=aan1.
⑴ 求证:数列{bn}是等差数列.
⑵ 求数列{an}的通项公式.
解:∵ ⑴ an=2a-12naa (n≥2)
∴ bn=)(111112aaaaaaaaannnn (n≥2)
∴ bn-bn-1=aaaaaaannn11)(111 (n≥2)
∴ 数列{bn}是公差为a1的等差数列.
⑵ ∵ b1=aa11=a1
故由⑴得:bn=a1+(n-1)×a1=an
即:aan1=an 得:an=a(1+n1)
例4、已知公比为3的等比数列nb与数列na满足*,3Nnbnan,且11a,
(1)判断na是何种数列,并给出证明;
(2)若11nnnaaC,求数列nC的前n项和
解:1)1111333,13nnnnaaannnanbaab,即 na为等差数列。
(2)11111111111,11nnnnnnnnnCSnaaaaaaa。
例5、已知{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,已知S7=7,S15=75,Tn为数列{nSn}前n项和。求Tn.