第33讲 数列模型及应用
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数列模型及应用word数列是由一系列有序的数按照一定规律排列而成的集合。
数列是数学中的一个重要概念,具有广泛的应用。
在实际生活中,数列模型可以帮助我们解决各种问题。
下面我将从数列的定义、分类及其应用三个方面展开详细回答。
首先,数列是一系列有序的数按照确定的规律排列而成的集合。
数列中的每个数称为该数列的项,每个数列都有一个起始项,通常用a1表示,以及一个通项公式。
数列的常用形式有等差数列、等比数列、斐波那契数列等。
等差数列是指数列中各项之间的差值都相等的数列。
其通项公式为an=a1+(n-1)d,其中a1为首项,d为公差,n为项数。
等差数列常见的应用场景有:1.日常生活中,经常会进行等差数列的计算。
比如,我们经常会遇到一些有规律的数列,比如每天存款增加一定的金额,或者每天的步数增加相同的步数等。
通过计算等差数列可以帮助我们了解某个数列的发展趋势。
2.在经济学中,等差数列被广泛应用于一些经济指标的分析。
比如,每年的国内生产总值增长率、物价指数增长率等,可以通过等差数列的概念来计算和描述。
等比数列是指数列中各项之间的比值都相等的数列。
其通项公式为an=a1*r^(n-1),其中a1为首项,r为公比,n为项数。
等比数列常见的应用场景有:1.在金融领域,等比数列可用于计算复利。
比如,存款利率为r的情况下,每年的利息就形成一个等比数列。
2.在自然界中,等比数列也有很多应用。
比如,每天二分之一的细菌数量,每代细胞数量的增长等。
斐波那契数列是指数列中每一项等于前两项之和的数列。
其通项公式为an=an-1+an-2,其中a1和a2为首两项。
斐波那契数列的应用非常广泛,比如:1.在自然界中,斐波那契数列可以用来描述植物的生长。
比如,一个植物的高度等于前两天的高度之和。
2.在计算机科学中,斐波那契数列被广泛应用于算法和数据结构的设计。
比如,递归算法中常常使用斐波那契数列,以及在计算期权价格、股票价格等金融领域也会用到斐波那契数列。
数列建模与实际应用【摘要】数学应用问题的学习已成为数学教学的一个重要内容。
而生活中频频出现的存款利息。
分期付款、环境保护、增长率、贷款、房改等热点问题,常常需要用数列的知识来解答。
学习和掌握数列建模的基本方法与实际运用,建立数学模型解题。
将有助于我们在生活中更好地进行优化决策,培养我们的应用意识,主体意识和创新精神,真正做到“学以致用”。
【关键词】数列 模型数学建模1、模型假设(1)假设生活中的实际问题的变化按照严格的规律进行,即忽略外界因素变化对变化规律的影响。
(2)本论文实际问题提到的数据具有一般性,即不考虑不同地点的数据差异。
2、建立模型 (1)等差数列模型 模型:)(1N n d a a n n ∈=-+ 求解:通项公式:d n a a n )1(1-+=前n 项和 n da n d a a n d n n na S n n )2(22)(2)1(1211-+=+=-+= 应用:此模型常用于变化规律呈线性的实际问题的求解,或应用于前n 项和与n 成二次函数关系数列应用问题。
(2)等比数列模型模型:)(1N n q a a nn ∈=+ 求解:通项公式:nn n q qa q a a ⋅==-111 前n 项和: )1(11)1()1(111≠--=⎪⎩⎪⎨⎧--==q q q a a qq a q na S n n n应用:此模型常用于变化规律呈指数型的问题的求解。
或用于变化呈递乘型(下一个数恒为上一个数的q 倍)的问题的求解。
(3)递推数列的模型 一型:模型:)(1n f a a n n +=+求解:常用叠加法求通项公式: 将),2(),1(211-+=-+=---n f a a n f a a n n n n …, ),1(12f a a =各式相加,得∑-=+=111)((n k n n k f a a ≥2)二型:模型:n n a n f a )(1=+求解:常用迭代法(叠乘法)求通项公式: 将,)2(,)1(211----=-=n n n n a n f a a n f a …,12)1(a f a =, 各式相乘(或代入),得)1()3()2()1(1-=n f f f f a a n 三型:模型:)0,0,1(≠≠≠+=+q p p q pa a n n求解:令 ),(1λλ-=-+n n a p a 整理得λ)1(1p pa a n n -+=+, 由q pa a n n +=+1, 有q p =-λ)1( 所以pq-=1λ 从而),1(11pqa p p q a n n --=--+所以数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧--p q a n 1 是首项为p q a --11 ,公比为p 的等比数列 故pqp p q a a n n -+⋅--=-1)1(11 四型:模型:)(1n f pa a n n +=+求解:将上式两边同除以1+n p ,得111)(++++=n n n n n p n f p a p a 令nnn p a b =,则11)(+++=n n n pn f b b 由此求出n b ,从而求得n a 五型:模型:)()(1n g a n f a n n +=+求解:设辅助数列{})(n h ,使)1()()(+=n h n h n f 则)(1()(1n g a n h n h a n n ++=+,即)1()()()1(1++=++n h n g n h a n h a n n 令)(n h a b n n =则)1()(1++=+n h n g b b n n 转化为一型递推式,可求出n b ,从而求出n a六型:模型:11-++=n n n qa pa a (n ≥2)求解:(1)若1=+q p 时,q p -=1 则11)1(-++-=n n n qa a q a ,即)(11-+--=-n n n n a a q a a 知{}n n a a -+1为等比数列,公比为q -,首项12a a -,从而1121))((-+--=-n n n q a a a a ,转化为一型递推式,可求出n a(2)若1≠+q p 时,存在1x ,2x 满足)(11211-+-=-n n n n a x a x a x a ,整理得121211)(-+-+=n n n a x x a x x a ,有,,2121p x x q x x =+-=把1x ,2x 看做一元二次方程02=--q px x 的两个根,容易求出1x ,2x ,从而数列{}n n a x a 11-+是等比数列,可得)(1121211a x a x a x a n n n -=--+或)(1221121a x a x a x a n n n -=--+转化为四型递推式,可求出n a应用:递推数列模型常用于已知前后两项关系的数列问题的求解。
二手泵车:https:///[单选,B1型题]药品通用名称()A.应当印刷在药品标签的边角B.应当印刷在药品标签的底部C.应当印刷在药品标签的右上角D.其字体以单字面积计不得大于通用名称所用字体的二分之一E.应当显著、突出,其字体、字号和颜色必[多选]秘书在值班时,经常会遇到并要处理的是()。
A.领导临时交办的事情B.企业内部的突发事件C.上级单位的电话指示D.接待未预约的来访客人[单选]由于遇到了与愿望相违背或愿望不能达到,并一再受到妨碍后,在逐渐累积了紧张的情况下产生的情绪体验为()A.快乐B.悲哀C.愤怒D.恐惧[填空题]电梯安全回路安全触点动作断开,在不停电的情况下,选择万用表的()测量触点动作断开点。
[单选]下列不属于门静脉高压症的侧支循环的是()A.食管、胃底静脉交通支B.直肠下端、肛管交通支C.腹膜后门、体静脉分支之间交通支D.腰静脉与腹膜后下腔静脉属支E.脐及脐旁静脉与腹壁上、下静脉之间交通支[单选]最常见的鼻咽部良性肿瘤是()A.纤维瘤B.血管瘤C.脂肪瘤D.鼻咽纤维血管瘤E.乳头状瘤[问答题,简答题]原始宗教产生的原因及其实质?[单选,A2型题,A1/A2型题]面神经断伤后第几周,轴索可沿中空的鞘膜管由近及远再生()。
A.2周B.3周C.4周D.5周E.6周[名词解释]CoD值[单选,A2型题,A1/A2型题]婴儿期是指()。
A.从出生后至满1周岁之前B.从出生后28天至满1周岁之前C.从出生后1个月至1周岁之前D.从1周岁至2周岁之前E.从1周岁至3周岁之前[单选]在我国,两个以上的人同日就同样的商标申请商标权的,商标权应授予()的人。
A.最先使用B.最先设计C.最先申请D.最先申请和使用[单选,A1型题]关于抗原因素对免疫耐受形式哪项是正确的()A.抗原的持续存在是维持免疫耐受的重要条件B.耐受原多为大分子颗粒性物质C.抗原有多种不同的决定簇易形成耐受D.抗原经皮下或肌内注射易形成耐受E.TD-Ag无论引起T细胞耐受[单选,A1型题]关于11CMET显像的论述不正确的是()A.11CMET为正电子显像剂B.11CMET是临床上目前应用最为广泛的氨基酸代谢显像剂C.在肿瘤显像中,11CMET可用于精确地描述蛋白质的合成速率D.11CMET可由放射化学自动合成可用于SPECT显像[单选]李某,30岁。
第33讲 数列模型及应用
【考点解读】
1.认识数列的函数特性,能结合方程、不等式、解析几何、算法等知识解决一些数列问题.
2.掌握与等差数列、等比数列有关的实际应用问题的解法.
【知识扫描】
1.解答数列应用题的步骤
(1)审题——仔细阅读材料,认真理解题意.
(2) 建模——将已知条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题,弄清该数列的特征、要求是什么.
(3)求解——求出该问题的数学解.
(4) 还原——将所求结果还原到原实际问题中.
2、数列实际应用题常见的数学模型
(1)复利公式:按复利计算利息的一种储蓄,本金为a 元,每期利率为r ,存期为x 期,则本利和y = .
(2)单利公式:利用按单利计算,本金为a 元,每期利率为r ,存期为x ,则本利和y = . (3)分期付款模型:设贷款总额为a ,年利率为r,等额还款数为b,分n 期还完,则b=
【考计点拨】
牛刀小试:
1.一套共7册的书计划每两年出一册,若出完全部各册书公元年代之和为14028,则出齐这套书的年份是( D )
A .2007
B .2008
C .2009
D .2010
2.有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒钟末能在杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个,现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要( B )
A .6秒钟
B .7秒钟
C .8秒钟
D .9秒钟
5.在一个凸多边形中,最小内角为120°,各内角度数成等差数列,公差为5°,则这一凸多边形的边数为( A )
A.9
B.16
C.9或16
D.9或10
4.已知三个数a 、b 、c 成等比数列,则函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象与x 轴公共点的个数为________.
答案:0
5.某种产品三次调价,单价由原来的每克512元降到216元,则这种产品平均每次降价的百分率(1).(1)1n
n r r a r ++-
为________.
答案:25%
典例分析: 题型一:产值模型,原来产值的基数为N ,平均增长率为P ,对于时间的总产值(1)x y N P =+ 例1.某地区森林原有木材存量为a ,且每年增长率为25%,因生产建设的需要每年年底要砍伐的木材量为b ,设n a 为n 年后该地区森林木材的存量,
(1)求n a 的表达式;
(2)为保护生态环境,防止水土流失,该地区每年的森林木材存量不少于79a ,如果1972a b =,那么该地区今后会发生水土流失吗?若会,需要经过几年?(参考数据:lg 20.3=)
解:(1)设第一年的森林的木材存量为1a ,第n 年后的森林的木材存量为n a ,则
115(144
a a
b a b =+-=-, 221555()(1)444
a a
b a b =-=-+, 32325555()[(1]4444
a a
b a b =-=-++, ………
12*55555()[((1](4[()1]()44444
n n n n n n a a a b n N --=-+++=--∈ . (2)当1972b a =时,有79n a a <得55197(4[()1]44729n n a a a --⨯<即5()54
n >, 所以,lg51lg 27.2lg52lg 213lg 2
n ->=≈--. 答:经过8年后该地区就开始水土流失.
例2.轻纺城的一家私营企业主,一月初向银行贷款一万元作开店资金,每月月底获得的利润是该月月初投入资金的20%,每月月底需要交纳房租和所得税为该月所得金额(包括利润)的10%,每月的生活费开支300元,余款作为资金全部投入再经营,如此继续,问该年年底,该私营企业主有现款多少元?如果银行贷款的年利率为5%,问私营企业主还清银行贷款后纯收入还有多少元?
解:第一个月月底余
1(120%)10000(120%)1000010%30010500a =+⨯-+⨯⨯-=元,
设第n 个月月底余n a ,第1n +个月月底余1n a +,
则1(120%)(120%)10%300 1.08300(1)n n n n a a a a n +=+-+⨯-=-≥,
从而有13750 1.08(3750)n n a a +-=-,
设13750,6750n n b a b =-=,∴{}n b 是等比数列11 1.08
n n b b -=⨯, ∴16750 1.083750n n a -=⨯+,11126750 1.0837*******.6a =⨯+≈,
还贷后纯收入为1210000(15%)8988.60a -+=元.
题型二:复利公式,按复利计算利息的一种储蓄,本金为a ,每期利率为r,存期为x ,则本利和为(1)x
y a r =+
例3.银行按规定每经过一定的时间结算存(贷)款的利息一次,结算后即将利息并入本金,这种计算利息的方法叫做复利.现在有某企业进行技术改造,有两种方案:
甲方案:一次性贷款10万元,第一年便可获得利润1万元,以后每年比上年增加30%的利润; 乙方案:每年贷款1万元,第一年可获得利润1万元,以后每年比前一年多获利5000元. 两种方案的期限都是10年,到期一次行归还本息.若银行贷款利息均以年息10%的复利计算,试比较两个方案哪个获得存利润更多?(计算精确到千元,参考数据:10101.1 2.594,1.313.796==) 解:甲方案10年获利润是每年利润数组成的数列的前10项的和: 1029
1.311(130%)(130%)(130%)4
2.621.31-+++++++==- (万元) 到期时银行的本息和为10
10(110%)10 2.59425.94⨯+=⨯=(万元)
∴甲方案扣除本息后的净获利为:42.6225.9416.7-≈(万元)
乙方案:逐年获利成等差数列,前10年共获利: 10(1 5.5)1(10.5)(120.5)(190.5)32.502
+++++⨯+++⨯== (万元) 贷款的本利和为:109 1.111.1[1(110%)(110%)] 1.117.531.11
-+++++=⨯=- (万元) ∴乙方案扣除本息后的净获利为:32.5017.5315.0-=(万元)
所以,甲方案的获利较多.
例4.(湖南省重点中学2012届高三第一次月考理) (本小题满分13分)
为了加强环保建设,提高社会效益和经济效益,长沙市计划用若干时间更换一万辆燃油型公交车,每更换一辆新车,则淘汰一辆旧车,替换车为电力型和混合动力型车.今年初投入了电力型公交车128辆,混合动力型公交车400辆;计划以后电力型车每年的投入量比上一年增加50%,混合动力型车每年比上一年多投入a 辆.
(1)求经过n 年,该市被更换的公交车总数S (n );
(2)若该市计划7年内完成全部更换,求a 的最小值.
归纳小结
1.解答数列应用题要注意步骤的规范性:设数列,判断数列,解题完毕要作答;2.在归纳或求通项公式时,一定要将项数n计算准确;
3.在数列类型不易分辨时,要注意归纳递推关系;
4.在近似计算时,要注意应用对数方法和二项式定理,且要看清题中对近似程度的要求.。