高考数学 题型全归纳:数列在生活中的应用(含答案)
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数列在生活中的应用在实际生活和经济活动中、很多问题都与数列密切相关。
如分期付款、个人投资理财以及人口问题、资源问题等都可运用所学数列知识进行分析、从而予以解决。
与此同时,数列在艺术创作上也有突出的作用! 数学家华罗庚曾经说过:宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、日用之繁、无处不用数学。
这是对数学与生活关系的精彩描述。
首先, 我重点分析等差数列、等比数列在实际生活和经济活动中的应用。
(一)按揭货款中的数列问题随着中央推行积极的财政政策、购置房地产按揭货款(公积金贷款)制度的推出、极大地刺激了人们的消费欲望、扩大了内需、有效地拉动了经济增长。
众所周知、按揭货款(公积金贷款)中都实行按月等额还本付息。
这个等额数是如何得来的、此外若干月后、还应归还银行多少本金、这些人们往往很难做到心中有数。
下面就来寻求这一问题的解决办法。
若贷款数额a0元,贷款月利率为p,还款方式每月等额还本付息a元.设第n月还款后的本金为an,那么有:a1=a0(1+p)-a,a2=a1(1+p)-a,a3=a2(1+p)-a,......an+1=an(1+p)-a,.........................(*)将(*)变形、得(an+1-a/p)/(an-a/p)=1+p.由此可见、{an-a/p}是一个以a1-a/p为首项、1+p为公比的等比数列。
日常生活中一切有关按揭货款的问题、均可根据此式计算。
(二)有关数列的其他经济应用问题数列知识除在个人投资理财方面有较为广泛的应用外、在企业经营管理上也是不可或缺的。
一定做过大量的应用题吧!虽然这些应用题是从实际生活中抽象出的略高于生活的问题、但他们是数学习题中最能反映数学知识与实际生活密切关系的一类问题。
因此、解答应用问题有助于我们对数学在日常生活中广泛应用的理解和认识。
(三)数列在艺术中的广泛应用把一条线段分割为两部分、使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
数列在日常生活中的应用储蓄与人们的日常生活密切相关,它对支援国家建设、安排好个人与家庭生活具有积极意义。
数列的知识在解决活期储蓄、分期存款及分期付款等问题时,充分体现了数列在生活中的广泛应用。
一、关于数列的理论数列是按一定的次序排成的一列数,数列中的每一个数都叫做数列的项。
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就是等差数列。
德国著名数学家高斯在十岁时就已经用等差数列的思想解答了1+2+3+…+99+100=5050这个问题。
假设等差数列的首项为a1,第n项为an,那么数列前n项的和为Sn=n(a1+an)/2或者Sn=na1+n(n-1)d/2(其中d是等差数列的公差)。
二、数列在日常生活中的应用我们的生活离不开储蓄,计算储蓄所得利息的基本公式是:利息=本金×存期×利率。
根据国家的规定,个人取得储蓄存款利息应依法纳税,计算公式为:应纳税额=利息全额×税率。
其中的税率为20%。
1、差数列在分期存款中的应用分期存款是分期存入后一次取出的一种储蓄方式。
一对夫妇为了给他们的独生孩子支付将来上大学的费用,从孩子一出生就在孩子每年生日那天到银行储蓄5000元一年定期,若年利率为0.2%保持不变,当孩子十八岁上大学时,将所有存款(含利息)全部取回,那么取回的钱的总数是多少?第一期存款利息:a1=5000×0.2%×18;第二期存款利息:a2=5000×0.2%×17;……第十七期存款利息:a17=5000×0.2%×2;第十八期存款利息:a18=5000×0.2%×1。
于是,应该得的全部利息就是上面各期利息的和,因为a1至a18构成一个等差数列,所以把各期利息加起来就是:S18=a1+a2+……+a17+a18。
根据等差数列前n项和的公式Sn=n(a1+an)/2可知:S18=18×(5000×0.2%×18+5000×0.2%×1)×1/2=1710(元)。
高考数学专题复习:数列在日常生活中的应用一、单选题1.某房屋开发商出售一套50万元的住宅,可以首付5万元,以后每过一年付5万元,9年后共10次付清,也可以一次付清(此后一年定期存款税后利率设为2%,按复利计算)并优惠%a ,为鼓励购房者一次付款,问优惠率应不低于多少?( )(a 取整数,计算过程中参考以下数据:910111.02 1.195,1.02 1.219,1.02 1.243===) A .8%B .9%C .11%D .19%2.某顾客在2020年1月1日采用分期付款的方式购买一辆价值2万元的家电,在购买一个月后2月1日第一次还款,且以后每个月1日等额还款一次,如果一年内还清全部贷款(12月1日最后一次还款),月利率为0.5%.按复利计算,则该顾客每个月应还款多少元?(精确到1元,参考值101.005 1.05=,111.005 1.06=)( ) A .1767B .1818C .1923D .19463.假设一个蜂巢里只有1只蜜蜂,第1天它飞出去找回了2个伙伴:第2天,3只蜜蜂飞出去,各自找回了2个伙伴……如果这个找伙伴的过程继续下去,则到第4天所有蜜蜂都归巢后,蜂巢中全部蜜蜂的只数是( ). A .1B .3C .9D .814.某车间王师傅、张师傅因工种不同上班规律如下,王师傅休息一天后连续两天上班,再休息一天,张师傅休息一天后连续四天上班,再休息一天,在第一天,王师傅、张师傅都休息,从第1个星期到第15个星期内,记第n 个星期王师傅上班天数为()f n ,张师傅上班天数为()g n ,用a ,b ,c ,d 分别表示()()g n f n -等于2,1,0,1-的个数,则(a ,b ,c ,d )=( )A .(4,7,4,0)B .(3,7,4,1)C .(3,7,5,0)D .(3,8,4,0)5.某人从2015年起,每年1月1日到银行新存入a 元(一年定期),若年利率为r 保持不变,且每年到期存款均自动转为新的一年定期,到2020年1月1日将之前所有存款及利息全部取回,他可取回的钱数(单位为元)( ) A .5(1)a r + B .5(1)(1)ar r r⎡⎤+-+⎣⎦ C .6(1)a r +D .6(1)(1)a r r r ⎡⎤+-+⎣⎦6.某家庭打算为子女储备“教育基金”,计划从2021年开始,每年年初存入一笔专用存款,使这笔款到2027年底连本带息共有40万元收益.如果每年的存款数额相同,依年利息2%并按复利计算(复利是一种计算利息的方法,即把前一期的利息和本金加在一起算作本金,再计算下一期的利息),则每年应该存入约( )万元.(参考数据:781.02 1.149, 1.02 1.172≈≈) A .5.3B .4.6C .7.8D .67.某养猪场2021年年初猪的存栏数1200,预计以后每年存栏数的增长率为8%,且在每年年底卖出100头.设该养猪场从今年起每年年初的计划存栏数依次为123,,,a a a .则2035年年底存栏头数为(参考数据:1415161.08 2.9,1.08 3.2,1.08 3.4≈≈≈)( ) A .1005 B .1080C .1090D .1105二、双空题8.某公司为一个高科技项目投入启动资金2000万元,已知每年可获利20%,但由于竞争激烈,每年年底需从利润中取出200万元资金进行科研、技术改造,方能保持原有利润的增长率,则第三年年初该项目的资金为________万元,该公司经过________年该项目的资金可以达到或超过翻一番(即原来的2倍)的目标.(lg 20.30≈,lg30.48≈)9.某校数学课外小组在坐标纸上,为学校的一块空地设计植树方案如下第k 棵树种植在点()k k k P x y ,处,其中11x =,11y =,当2k ≥时,11121555{1255k k k k k k x x T T k k y y T T --⎡⎤--⎛⎫⎛⎫=+-- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦--⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,.()T a 表示非负实数a 的整数部分,例如(26)2T .=,(02)0T .=.按此方案,第6棵树种植点的坐标应为________.第2008棵树种植点的坐标应为________. 10.已知桶0A 中盛有2升水,桶0B 中盛有1升水.现将桶0A 中的水的34和桶0B 中的水的14倒入桶1A 中,再将桶0A 与桶0B 中剩余的水倒入桶1B 中;然后将桶1A 中的水的34和桶1B 中的水的14倒入桶2A 中,再将桶1A 与桶1B 中剩余的水倒入桶2B 中;若如此继续操作下去,则桶n A ()n *∈N 中的水比桶n B ()n *∈N 中的水多________升.11.从2017年到2020年期间,某人每年6月1日都到银行存入1万元的一年定期储蓄.若年利率为20%保持不变,且每年到期的存款本息均自动转为新的一年定期储蓄,到2020年6月1日,该人去银行不再存款,而是将所有存款的本息全部取回,则取回的金额为________万元.四、解答题12.银行按规定每经过一定的时间结算存(货)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:一次性货款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:每年货款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.若银行货款利息均以年息10%的复利计算,试比较两个方案哪个获得纯利润更多?计算精确到千元,参考数据:101.12.594=,101.313.796=)13.某企业2020年的纯利润为500万元,因设备老化等原因,企业的生产能力将逐年下降.若不能进行技术改造,预测从2021年起每年比上一年纯利润减少20万元,今年初该企业一次性投入资金600万元进行技术改造,预测在未扣除技术改造资金的情况下,第n年(2021为第1年)的利润为150012n⎛⎫+⎪⎝⎭万元(n为正整数).(1)设从2021起的前n年,若该企业不进行技术改造的累计纯利润为n A万元,进行技术改造后的累计纯利润为n B万元(须扣除技术改造资金),求n A、n B的表达式;(2)依上述预测,从2021起该企业至少经过多少年,进行技术改造后的累计纯利润超过不进行技术改造的累计纯利润?14.小明的父母为了准备小明将来考入大学的学费,于2017年元旦在某银行存入10000元,并在后续每一年的元旦都在该银行存入1200元,直到2022年存入最后一笔钱为止.如果银行的存款年利率为2.75%,且以复利计息,那么小明的父母在2022年底将存款连本带利全部取出时,能取到多少钱?15.放射性元素在t =0时的原子核总数为0N ,经过一年原子核总数衰变为0N q ,常数1q -称为年衰变率.考古学中常利用死亡的生物体中碳14元素稳定持续衰变的现象测定遗址的年代.已知碳14的半衰期为5730年. (1)碳14的年衰变率为多少(精确到610-)(2)某动物标本中碳14含量为正常大气中碳14含量的60%(即衰变了40%),该动物的死亡时间大约距今多少年?16.某牛奶厂2015年初有资金1000万元,由于引进了先进生产设备,资金年平均增长率可达到50%.每年年底扣除下一年的消费基金后,剩余资金投入再生产,这家牛奶厂每年应扣除多少消费基金,才能实现经过5年资金达到2000万元的目标(精确到1万元)?17.假设某银行的活期存款年利率为0.35%某人存10万元后,既不加进存款也不取款,每年到期利息连同本金自动转存,如果不考虑利息税及利率的变化,用n a 表示第n 年到期时的存款余额,求1a 、2a 、3a 及n a .18.某市准备投入资金进行生态环境建设,促进旅游业的发展.计划本年度投入1200万元,以后每年投入均比上年减少20%,本年度旅游业收入估计为400万元,预计今后旅游业收入的年增长率相同. 设本年度为第一年,已知前三年旅游业总收入为1525万元. (Ⅰ)设第n 年的投入为a n 万元,旅游业收入为b n 万元,写出a n ,b n 的表达式; (Ⅱ)至少经过几年,旅游业的总收入才能超过总投入? (参考数据:lg2 ≈0.301,lg3≈ 0.477)参考答案1.B 【分析】设优惠率应不低于%a ,由已知可得,()()()998501%12%5 1.02 1.02 1.021a -+≤⨯++⋅⋅⋅⋅⋅⋅++,解不等式可得答案. 【详解】设优惠率应不低于%a ,由题意可得,()()()998501%12%5 1.02 1.02 1.021a -+≤⨯++⋅⋅⋅⋅⋅⋅++,即1091.0211%0.91610 1.020.02a --≤≈⨯⨯, 解得%8.4%a ≥, 又∵a 取整数, ∴优惠率应不低于9%, 故选:B . 2.A 【分析】设每月还款x 元,每月还款按得利计算,11次还款的本利和等于银行贷款按复利计算的本利和,由此可得. 【详解】设每月还款x 元,共还款11个月, 所以10911(1.005 1.005 1.0051)20000 1.005x ⨯++++=⨯,1111111020000 1.00520000 1.00520000 1.0617671 1.061 1.0051 1.005 1.0050.0051 1.005x ⨯⨯⨯===≈--+++--. 故选:A . 3.D 【分析】先由前几天结束时,蜂巢中的蜜蜂数量观察出其组成了首项为3,公比为3的等比数列,求出通项公式,把4直接代入即可.【详解】 由题意知,第一天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中一共有1+2=3只蜜蜂, 第二天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中一共有339⨯=只蜜蜂, 第三天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中一共有39=27⨯只蜜蜂,第n 天所有蜜蜂归巢后,蜂巢中一共有133=3n n -⨯只蜜蜂, 所以归巢后的蜜蜂数列组成了首项为3,公比为3的等比数列, 所以其通项公式为:3n , 所以,第四天共有4381=只蜜蜂. 故选:D 4.D 【分析】由已知得出每个星期王师傅上班天数和每个星期张师傅上班天数,由此可得出选项. 【详解】每个星期王师傅上班天数依次为4,5,5,4,5,5,…,每个星期张师傅上班天数依次为5,6,5,6,6,5,6,5,6,6,…,因此()()g n f n -依次为1,1,0,2,1,0,2,0,1,2,0,1,1,1,1所以()(3840)a b c d =,,,,,,, 故选:D. 5.D 【分析】根据题意分析得到:到2020年1月1日将之前所有存款为5432(1)(1)(1)(1)(1)a r a r a r a r a r +++++++++,最后根据等比数列求和即可. 【详解】根据题意可得:自2015年1月1日到银行新存入a 元,则到2016年1月1日之前银行存款共(1)a r +,2016年1月1日再存入a 元, 到2017年1月1日之前银行存款2(1)(1)a r a r +++,2017年1月1日再存入a 元, 到2018年1月1日之前银行存款32(1)(1)(1)a r a r a r +++++,2018年1月1日再存入a 元,到2019年1月1日之前银行存款432(1)(1)(1)(1)a r a r a r a r +++++++,2019年1月1日再存入a 元,到2020年1月1日之前银行存款共计5432(1)(1)(1)(1)(1)a r a r a r a r a r +++++++++, 因为5432(1)(1)(1)(1)(1)a r a r a r a r a r +++++++++5432(1)(1)(1)(1)(1)a r r r r r ⎡⎤=+++++++++⎣⎦56(1)1(1)(1)(1)1(1)a r r ar r r r⎡⎤+-+⎣⎦⎡⎤==+-+⎣⎦-+, 故选:D. 6.A 【分析】设每年存入x 万元,分别求出2021年初至2027年初到2027年底的所有本利和,求和即可求解. 【详解】设每年存入x 万元,则2021年初存入的钱到2027年底本利和为()712%x +, 2022年初存入的钱到2027年底本利和为()612%x +, ……2027年初存入的钱到2027年底本利和为()12%x +, 则()()()2712%12%12%40x x x ++++++=,即()71.021 1.02401 1.02x -=-,解得 5.3x ≈.故选:A. 7.C 【分析】依据题意可得每年年初存栏数满足()118%100n n a a -=⨯+-,构造等比数列{}1250n a -,利用等比数列通项公式求得()15018%1250n n a -=-⨯++,问题得解.【详解】由题可得11200a =,()2120018%100a =⨯+-,()3218%100a a =⨯+-,…… 由此下去可得:()118%100n n a a -=⨯+- 令()()118%n n a x a x -+=++ 整理可得()118%0.08n n a a x -=⨯++ 令0.08100x =-,解得1250x =-∴数列{}1250n a -是以50-为首项,公比为18%+的等比数列 ∴()112505018%n n a --=-⨯+∴()15018%1250n n a -=-⨯++则2035年年底存栏头数为()()()1511518%1005018%125018%100a -⎡⎤⨯+-=-⨯++⨯+-⎣⎦50 3.21250 1.081001090≈-⨯+⨯-=故选:C8.2440 6 【分析】设n a 是经过n 年后该项目的资金,则1(120%)200n n a a +=+-,从而可求出经过两年后该项目的资金,构造等比数列{}1000-n a ,求出n a ,根据翻一番(即原来的2倍)的目标建立不等式,解指数不等式,即可求出所求. 【详解】设n a 是经过n 年后该项目的资金,则1(120%)200n n a a +=+-, 所以12000(120%)2002200a =+-=, 22200(120%)2002440a =+-=,所以经过两年后该项目的资金为2440万元; 因为1(120%)200n n a a +=+-,设1(120%)()n n a p a p ++=++,则1000p =-, 即11000(120%)(1000)n n a a +-=+-,所以{}1000-n a 是以1.2为公比,1200为首项的等比数列, 所以11200 1.210001000 1.21000n n n a -=⨯+=⨯+, 由已知得1000 1.210004000n ⨯+≥,lg3lg36lg 6lg5lg312lg 2n=≈--+,即该公司经过6年该项目的资金可以达到或超过翻一番(即原来的2倍)的目标. 故答案为:①2440;②6. 9. (1,2) (3, 402) 【详解】 T组成的数列为1,0,0,0,0,1, 0,0,0,0,1, 0,0,0,0,1……(k =1,2,3,4……).一一代入计算得数列为1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5……;数列为1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4…….因此,第6棵树种在 (1,2),第2008棵树种在(3, 402). 10.12n. 【分析】根据题意,得到n A ,n B 之间的关系,然后用数列知识求解. 【详解】根据题意可得,11313,44n n n n n A B A A B --+==+, ∴1113113(3)4424n n n n A A A A ---=+-=+, ∴1313()222n n A A --=-,即数列32n A ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以1003313124424A A B -=+-=为首项,12为公比的等比数列,∴1131112422n n n A -+-=⋅=⇒13122n n A +=+, ∴131322n n n B A +=-=-,∴*1112()22n n n n A B n N +-=⨯=∈.故答案为:12n11.4.368【分析】分别求出2017年、2018年、2019年这三年每一年存入的1万元取出时的本息,再计算他们的和即可求解. 【详解】2017年存入1万元到2020年取回的本息为()33120% 1.2+=万元, 2018年存入1万元到2020年取回的本息为()22120% 1.2+=万元, 2019年存入1万元到2020年取回的本息为()1120% 1.2+=万元,所以取回的金额为3321.2(1 1.2)1.2 1.2 1.2 4.3681 1.2-++==-万元,故答案为:4.368. 12.答案见解析. 【分析】由题意可知,甲方案中增长利率是定值,所以每年利润数是以1为首项,以1.3为公比的等比数列,再由等比数列的前n 项和公式求出10年利润总数;乙方案中每年增长的利润是一定值,所以每年利润数是以1为首项,以0.5为公差的等差数列,再由等差数列的前n 项和公式求出10年利润总数,然后比较两种情况的数值. 【详解】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:10291.311(130%)(130%)(130%)42.621.31-+++++++==-(元), 到期时银行的本息和为()10110%1010 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:1091.111.11(110%)(110%) 1.117.531.11-⎡⎤+++++=⨯=⎣⎦-(万元), ∴乙方案扣除本利后的净获利为:32.5017.5315.0-=(万元), 所以,甲方穿的获利较多. 13.(1)249010n A n n =-,n B =5005001002nn --;(2)至少经过4年. 【分析】(1)利用等差数列的求和公式可求得n A ,利用分组求和法可求得n B ; (2)作差得出25010102n n n B A n n ⎛⎫-=+-- ⎪⎝⎭,令25010102n n c n n ⎛⎫=+-- ⎪⎝⎭,分析数列{}n c 的单调性,可得出340c c <<,由此可得出结论.【详解】(1)依题设,()()()()2201500205004050020500490102n n n A n n n n +=-+-+⋅⋅⋅+-=-=-, 2111111500225001116005005001001222212n n n n B n n ⎡⎤⎛⎫- ⎪⎢⎥⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎢⎥=++++⋅⋅⋅++-=+=-- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦-⎢⎥⎣⎦; (2)()225005050010049010101022n n n n B A n n n n n ⎛⎫-=----=+-- ⎪⎝⎭, 令25010102n n c n n ⎛⎫=+-- ⎪⎝⎭,则数列{}n c 为单调递增数列, 且32510204c ⎛⎫=-< ⎪⎝⎭,425101608c ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,所以,当且仅当4n ≥时,n n B A >.至少经过4年,该企业进行技术改造后的累计纯利润超过不进行技术改造的累计纯利润. 14.18281.21元 【分析】根据复利计算即可得出答案. 【详解】由题意得,小明的父母在2022年底将存款连本带利全部取出的钱数为: ()()()()65411000010.027*******.027*******.027*******.0275++++++++()()()()()56120010.0275110.027********.0275110.0275+-+=++-+18281.21≈(元)即能取到18281.21元.15.(1)0.999879;(2)4221.【分析】(1)根据题意,生物体死亡n 年后,体内每克组织中的碳14的残留量为n a ,则可判断出{}n a 是一个等比数列,由题意列出通项公式,解出q 即可; (2)由题意,利用等比数列的通项公式列方程,解出n. 【详解】(1)设生物体死亡时,体内每克组织中的碳14的含量为1,每年的衰变率为q ,n 年后的残留量为n a ,则{}n a 是一个等比数列.由碳14的半衰期为5730,则 57305730112n a a qq===,解得:157301()0.9998792q =≈. 即碳14的年衰变率为0.999879;(2)设动物约在距今n 年前死亡,由0.6n a =,得10.9998790.6n n n a a q ===,解得4221n ≈,所以动物约在距今4221年前死亡. 16.424万元 【分析】设这家牛奶厂每年应扣除x 万元消费基金,则由规律可得第五年剩余资金为:5234333331000()[1()()()]22222x ⨯-++++,由题意知,5234333331000()[1()()()]200022222x ⨯-++++=,即可求得x 的值. 【详解】解:设这家牛奶厂每年应扣除x 万元消费基金,则: 第一年剩余资金为:31000(150%)10002x x +-=⨯-,第二年剩余资金为:23333(1000)1000()(1)2222x x x ⨯-⨯-=⨯-+, ⋯⋯以此类推,第五年剩余资金为:5234333331000()[1()()()]22222x ⨯-++++,由题意知,5234333331000()[1()()()]200022222x ⨯-++++=,即553()132[]1000()20003212x -=⨯--,解得:424x ≈,故这家牛奶厂每年应扣除424万元消费基金.17.110.035a ,210.070a ,310.105a ,1010.35%nn a . 【分析】本题可根据活期存款年利率的计算方式得出结果. 【详解】11010.35%10.035a ,221010.35%10.070a ,331010.35%10.105a ,1010.35%nna .18.(Ⅰ)1412005n n a -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭,154004n n b -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭;(Ⅱ)6年.【分析】(Ⅰ)由题意知{a n },{b n }均为等比数列,根据条件中的数列{a n }的首项和公比直接写出通项公式,设数列{b n }的公比为 q ,根据三年内旅游业总收入求得q ,从而求得{b n }的通项公式;(Ⅱ)设至少经过 n 年,旅游业的总收入才能超过总投入.分别计算出经过 n 年,总投入和旅游业总收入,根据不等关系列出表达式,解得n 的最小值即可. 【详解】解:(Ⅰ)由题意知{a n },{b n }均为等比数列,数列{a n }的首项为1200,公比为4120%5-=,所以1412005n n a -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭,设数列{b n }的公比为 q ,显然 q > 0 , q ≠ 1. 所以三年内旅游业总收入为()3400115251q q-=-,即261116q q ++=, 所以21616450q q +-=,解得 54q =或49q =-(舍去), 所以 154004n n b -⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭.(Ⅱ)设至少经过 n 年,旅游业的总收入才能超过总投入.则经过 n 年,总投入为 41200154600014515n n⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎡⎤⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-,经过n 年,旅游业总收入为5400145160015414nn⎡⎤⎛⎫-⎢⎥⎪⎡⎤⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-,所以54160016000145n n⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫->-⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,化简得4515419054n n⎛⎫⎛⎫+->⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭设4(01)5nt t⎛⎫=<<⎪⎝⎭,代入上式得2151940t t-+>,解此不等式,得t >1(舍去)或t <415,即44515n⎛⎫<⎪⎝⎭,解得454lg42lg2(lg3lg5)3lg2lg3115log 5.94152lg2lg53lg21lg5n-+-->===≈--由此得n≥6 .所以至少经过6 年,旅游业的总收入才能超过总投入.。
浅析数列在日常生活中的应用在实际生活和经济活动中, 很多问题都与数列密切相关.如分期付款、个人投资理财以及人口问题、资源问题等都可运用所学数列知识进行分析,从而予以解决. 与此同时,数列在艺术创作上也有突出的作用. 数学家华罗庚曾经说过:"宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学. " 这是对数学与生活关系的精彩描述. 下面笔者将举几个生活中的小例子来浅谈一下数列在日常生活中的运用.一、在生产生活中在给各种产品的尺寸划分级别时, 当其中的最大尺寸与最小尺寸相差不大时, 常按照等差数列进行分级. 若为等差数列, 且有an=m,am=n. 则a(m+n)=0.其实等差数列生活中处处可见, 关键是发现它, 并用以解决实际问题. 在路灯的排列、银行的按揭贷款、银行的利息结算等等.例如1 台电脑售价为1 万元, 如果采取分期付款, 在1 年内将款全部还清的前提下,商家还提供下表所示的几种付款方案(月利率为1%). 假定你的父母为给你创建更好的学习条件,打算买台电脑,除一次性付款外商家还提供三种分期付款方式. 你能帮他们参谋选择一下吗?方案分几次付清付款方法每期所付款额方案1.分6 次付清. 购买后2 个月第1次付款, 再过2 个月第2 次付款……购买后12 个月第6 次付款方案2.分12 次付清. 购买后1 个月第1次付款, 再过1 个月第2 次付款……购买后12 个月第12 次付款方案3.分3 次付清. 购买后4 个月第1次付款,再过4 个月第2 次付款,再过4 个月第3 次付款分析:思路1: 本题可通过逐月计算欠款来处理,根据题意,到期还清即第12 个月的欠款数为0 元.设每次应付x 元,则:二、细胞分裂中的数列自然界是由许许多多的细胞组成的,细胞分裂产生新的生命, 人的孕育也是由细胞分裂开始的. 以某种细胞为例我们一起来分析一下细胞是如何分裂的.某种细胞每过30 分钟便由 1 个分裂成 2 个,经过 5 小时,这种细胞由 1 个分裂成几个?经过N 小时,细胞由1 个能分裂成几个?该细胞分裂数是公比为2 的等比数列方式增加.显然不用减去那最初的一个母细胞了,因为题目问的是:"经过5 小时, 这种细胞由一个分裂成几个,"当然是1024 了,又不是问由一个分裂"出"几个,那就要减去最初的母细胞了.显然N 时后,该细胞会由一个分裂"成"2(k-1)个(k为自然数,k=2N+1)即:N 时后,会有22N个细胞,(其中N 表示整时,单位为时,N=0,1,2,3,……)因此,经过N 时后,细胞由一个分裂成22N个(N=0,1,2,3,…)三、爬楼梯小明同学在小的时候喜欢爬楼梯, 不为什么,只是觉得这种阶梯状的建筑非常好玩,等到他长大了,可以一次跨上一级,也可以跨两级,所以,他想知道,有多少种不同的上到楼梯顶端的方案.首先假设楼梯只有一级,那么小明只有一种爬法;如果有 2 级,那么小明可以一级一级地往上爬,也可以一次就上两级,用算式表示为1+1 或2, 说明他上 2 级楼梯有 2 种不同的爬法;如果有 3 级,小明的第一步可以上一级,也可以上二级. 如果上一级,那么还剩下 2 级, 上面已经讨论过了有 2 种不同的爬法;如果上二级,那么还剩下 1 级,上面也已经讨论过了,只有 1 种爬法;合计起来就有2+1=3 种不同的爬法. 有算式表示为3=1+2(2 种不同的爬法)=2+1(1 种不同的爬法);如果有4 级,小明的第一步可以上一级,也可以上二级. 如果上一级, 那么还剩下3级,上面已经讨论过了有3 种不同的爬法;如果上二级,那么还剩下 2 级,上面也已经讨论过了,有 2 种不同的爬法;合计起来就有3+2=5 种不同的爬法. 用算式表示为4=1+3(3种不同的爬法)=2+2(2 种不同的爬法);……照这样推下去, 可以得一串斐波那契数列:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,……由此可知,爬上有10 级台阶的楼梯,一共有89 种不同的爬法.随着科学的进步,数学学科在我们的生活中扮演着一个不可忽视的重要角色,作为跨世纪的中学生, 我们不仅要学会数学知识,而且要会应用数学知识去分析、解决生活中遇到的问题,这样才能更好地适应社会的发展和需要. 数学既不严峻,也不遥远,它既和所有的人类活动有关,又对每一个真正感兴趣的人有益. 数学研究、科学研究从身边的活动做起. 让我们从一个小小的数列开始,多思考,找规律,相信任何问题都可以迎刃而解的.。
1.4数列在日常经济生活中的应用(讲义+典型例题+小练)一、例述数列在生活中的应用数学不仅仅是我们生活中的工具,更大程度上是我们生活中的必需品,并影响着人们的生活。
以生活中的一个常见问题为例:例1:1.为了防止某种新冠病毒感染,某地居民需服用一种药物预防.规定每人每天定时服用一次,每次服用m毫克.已知人的肾脏每24小时可以从体内滤除这种药物的80%,设第n=).次服药后(滤除之前)这种药物在人体内的含量是n a毫克,(即1a mm=,求2a、3a;(1)已知12(2)该药物在人体的含量超过25毫克会产生毒副作用,若人需要长期服用这种药物,求m的最大值.举一反三:1.顾客采用分期付款的方式购买一件5000元的商品,在购买一个月后第一次付款,且每月等额付款一次,在购买后的第12个月将货款全部付清,月利率0.5%.按复利计算,该顾客每月应付款多少元(精确到1元)?二、银行储蓄与分期付款中的数列应用储蓄与贷款与国计民生、社会生活发展息息相关,大到支援国家建设,小到个人家庭的财政支出管理,处处都嵌套着数列的应用。
在人们日常的生活规划中,为未来进行资金储备的零存整取的存储模式是银行储蓄中常见的一种金融计算方式。
下面将以某一常见模式为例,进行数列在储蓄领域应用的解析。
(1)储蓄业务种类①活期储蓄②定期储蓄(整存整取定期储蓄、零存整取定期储蓄、整存零取定期储蓄、存本取息定期储蓄、定活两便储蓄)③教育储蓄④个人通知存款⑤单位协定存款(2)银行存款计息方式:①单利单利的计算是仅在原有本金上计算利息,对本金所产生的利息不再计算利息.其公式为:利息=本金×利率×存期以符号P代表本金,n代表存期,r代表利率,S代表本金和利息和(以下简称本利和),则有②复利把上期末的本利和作为下一期的本金,在计算时每一期本金的数额是不同的.复利的计算公式是(3)零存整取模型例1:1.复利是指一笔资金产生利息外,在下一个计息周期内,以前各计息周期内产生的利息也计算利息的计息方法,单利是指一笔资金只有本金计取利息,而以前各计息周期内产生的利息在下一个计息周期内不计算利息的计息方法.小闯同学一月初在某网贷平台贷款10000元,约定月利率为1.5%,按复利计算,从一月开始每月月底等额本息还款,共还款12次,直到十二月月底还清贷款,把还款总额记为x元.如果前十一个月因故不还贷款,到十二月月底一次还清,则每月按照贷款金额的1.525%,并且按照单利计算利息,这样的还款总额记为y元.则y-x的值为()(参考数据:1.01512≈1.2)A.0B.1200C.1030D.9002.银行有一种叫作零存整取的储蓄业务,即每月定时存入一笔相同数目的现金,这是零存;到约定日期,可以取出全部本利和,这是整取.规定每次存入的钱不计复利(暂不考虑利息税).(1)若每月存入金额为x元,月利率r保持不变,存期为n个月,试推导出到期整取是本利和的公式;(2)若每月初存入500元,月利率为0.3%,到第36个月末整取时的本利和是多少?(3)若每月初存入一定金额,月利率为0.3%,希望到第12个月末整取时取得本利和2000元.那么每月初应存入的金额是多少?举一反三:1.某企业在2013年年初贷款M万元,年利率为m,从该年年末开始,每年偿还的金额都是a万元,并恰好在10年间还清,则a的值为()A.()()1010111M mm++-B.()101Mmm+C.()()1010111Mm mm++-D.()()1010111Mm mm+++2.银行有一种叫作零存整取的储蓄业务,即每月定时存入一笔相同数目的现金,这是零存;到约定日期,可以取出全部本利和,这是整取.规定每次存入的钱不计复利.银行按国家规定到期扣除20﹪的利息税(应纳税额=应纳税利息额×税率).(1)若每月存入金额为x 元,月利率r 保持不变,存期为n 个月,试推导出到期整取时本利和的公式;(2)若每月初存入500元,月利率为0.3%,到第36个月末整取时的本利和是多少?三、 环境资源利用中的数列应用进入21世纪以来,能源的短缺成为困扰人类社会发展的主要问题之一,尤其是不可再生资源的合理有效利用问题,更是人类社会进一步发展需要解决的首要问题。
数列在现实生活中的应用及其求解策略云南会泽县第一中学郭兴甫唐孝敬邮编:654200 数列是特殊的函数,其与方程、不等式联系紧密,在现实生活中应用广泛,在利用数列解决现实中的问题时,首先要认真审题,深刻理解问题的实际背景,弄清蕴含在问题中的数学关系,把应用问题转化为数学中的等差数列、等比数列问题,然后求解。
本文举例说明数列在现实生活中的应用及其求解策略,以期对同学们的学习有所帮助!一、方案设计型例1•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,第一年便可获利1万元,以后每年比前一年增加30%的利润;乙方案:每年贷款1万元, 第一年可获利1万元,以后每年比前一年增加5千元;两次方案的使用期都是10 年,到期一次性归还本息。
若银行两种形式的贷款都按年息 5%的复利计算,试比较两种方案中,那种获利更多?(参考数据 1.0510 1.6,1.31013.7,1.51055.6)分析:这是一道比较常见的数列应用问题,方案选择,由于本息与利润是熟知的概念,对甲方案,每年的获利满足等比数列;对乙方案,每年获利构成等差数列,因此只需建立通项公式,求和公式,并运用所学过的公式求解即可.1 310 1解:对甲种方案获利为:1 (1 30%) (1 30%)2(1 30%)942.30.3(万元)银行贷款本息和:10 (1 5%)1016 (万元)故甲种方案纯利:42.3 16 26.3 (万元)对乙种方案获利:1 (1 0.5) (1 2 0.5) (1 9 0.5)10 1 10 90.5 32.5(万元)银行贷款本息和:1.05 [1 (1 5%) (1 5%)2(1 5%)9]1.05 1.0510 10.0512.6 (万元)故乙种方案纯利:32.5-12.6 19.9(万元)综上由26.3 19.9可得,甲方案更好。
二、汽车保有量问题例2.为综合治理交通拥堵状况,缓解机动车过快增长势头,一些大城市出台了“机动车摇号上牌”的新规.某大城市2012年初机动车的保有量为600万辆,预计此后每年将报废本年度机动车保有量的5%,且报废后机动车的牌照不再使用,同时每年投放10万辆的机动车牌号,只有摇号获得指标的机动车才能上牌•经调研,获得摇号指标的市民通常都会在当年购买机动车上牌.(1)问:到2016年初,该城市的机动车保有量为多少万辆;(2)根据该城市交通建设规划要求,预计机动车的保有量少于500万辆时,该城市交通拥堵状况才真正得到缓解•问:至少需要多少年可以实现这一目标.(参考数据:0.9540.81,0.9550.77,|g0.75 0.13,lg 0.95 0.02)分析:(1 )首先将实际问题分析,得到关于各年年初机动车保有量的递推关系,然后结合数列的性质,构造得到等比数列,进而得到其通项公式(2)在第一问的基础上,解关于 n的不等式,进而估算法得到结论(1)设2012年年初机动车保有量为a1万辆,以后各年年初机动车保有量依次为a2万辆,a3万辆,.. ,每年新增机动车10万辆,则a1 600 , a n 1 0.95a n 10 . 又a n 1200 0.95(a n 200),且a1200 600 200 400所以数列{a n 200}是以400为首项,0.95为公比的等比数列.所以a n 200 400 0.95n 1,即a n 400 0.95n 1 200 .所以2016年初机动车保有量为a5 400 0.954 200 524万辆.(2)由(1 )题结论可知,a n 400 0.95n 1 200 500,即0.95n 1 0.75 ,所以n lg M 1 7.5,故至少需要8年时间才能实现目标lg 0.95评注:本试题主要是考查了数列在实际生活中的运用,借助于等比数列的概念,和等比数列的通项公式来表示机动车保有量,然后借助于不等式的相关知识,求解对数不等式,得到结论。
数列在生活中的应用
在实际生活和经济活动中,很多问题都与数列密切相关。
如分期付款、个人投资理财以及人口问题、资源问题等都可运用所学数列知识进行分析,从而予以解决。
与此同时,数列在艺术创作上也有突出的作用! 数学家华罗庚曾经说过:宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学。
这是对数学与生活关系的精彩描述。
首先, 我重点分析等差数列、等比数列在实际生活和经济活动中的应用。
(一)按揭货款中的数列问题
随着中央推行积极的财政政策,购置房地产按揭货款(公积金贷款)制度的推出,极大地刺激了人们的消费欲望,扩大了内需,有效地拉动了经济增长。
众所周知,按揭货款(公积金贷款)中都实行按月等额还本付息。
这个等额数是如何得来的,此外若干月后,还应归还银行多少本金,这些人们往往很难做到心中有数。
下面就来寻求这一问题的解决办法。
若贷款数额a0元,贷款月利率为p,还款方式每月等额还本付息a元.设第n月还款后的本金为an,那么有:
a1=a0(1+p)-a,
a2=a1(1+p)-a,
a3=a2(1+p)-a,
......
an+1=an(1+p)-a,.........................(*)
将(*)变形,得(an+1-a/p)/(an-a/p)=1+p.
由此可见,{an-a/p}是一个以a1-a/p为首项,1+p为公比的等比数列。
日常生活中一切有关按揭货款的问题,均可根据此式计算。
(二)有关数列的其他经济应用问题
数列知识除在个人投资理财方面有较为广泛的应用外,在企业经营管理上也是不可或缺的。
一定做过大量的应用题吧!虽然这些应用题是从实际生活中抽象出的略高于生活的问题,但他们是数学习题中最能反映数学知识与实际生活密切关系的一类问题。
因此,解答应用问题有助于我们对数学在日常生活中广泛应用的理解和认识。
(三)数列在艺术中的广泛应用
把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
其比值是[5^(1/2)-1]/2,取其前三位数字的近似值是0.618。
由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金分割,也称为中外比。
这是一个十分有趣的数字,我们以0.618来近似,通过简单的计算就可以发现:
1/0.618=1.618
(1-0.618)/0.618=0.618
这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。
让我们首先从一个数列开始,它的前面几个数是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…..这个数列的名字叫做“菲波那契数列”,这些数被称为“菲波那契数”。
特点是即除前两个数(数值为1)之外,每个数都是它前面两个数之和。
菲波那契数列与黄金分割有什么关系呢?经研究发现,相邻两个菲波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的。
即f(n)/f(n-1)-→0.618…。
由于菲波那契数都是整数,两个整数相除之商是有理数,所以只是逐渐逼近黄金分割比这个无理数。
但是当我们继续计算出后面更大的菲波那契数时,就会发现相邻两数之比确实是非常接近黄金分割比的。
不仅这个由1,1,2,3,5....开始的“菲波那契数”是这样,随便选两个整数,然后按照菲波那契数的规律排下去,两数间比也是会逐渐逼近黄金比的。
一个很能说明问题的例子是五角星/正五边形。
五角星是非常美丽的,我国的国旗上就有五颗,还有不少国家的国旗也用五角星,这是为什么?因为在五角星中可以找到的所有线段之间的长度关系都是符合黄金分割比的。
正五边形对角线连满后出现的所有三角形,都是黄金分割三角形。
黄金分割三角形还有一个特殊性,所有的三角形都可以用四个与其本身全等的三角形来生成与其本身相似的三角形,但黄金分割三角形是唯一一种可以用5个而不是4个与其本身全等的三角形来生成与其本身相似的三角形的三角形。
黄金分割在文艺复兴前后,经过阿拉伯人传入欧洲,受到了欧洲人的欢迎,他们称之为“金法”,17世纪欧洲的一位数学家,甚至称它为“各种算法中最可宝贵的算法”。
这种算法在印度称之为“三率法”或“三数法则”,也就是我们现在常说的比例方法。
其实有关“黄金分割”,我国也有记载。
虽然没有古希腊的早,但它是我国古代数学家独立创造的,后来传入了印度。
经考证。
欧洲的比例算法是源于我国而经过印度由阿拉伯传入欧洲的,而不是直接从古希腊传入的。
因为它在造型艺术中具有美学价值,在工艺美术和日用品的长宽设计中,采用这一比值能够引起人们的美感,在实际生活中的应用也非常广泛,建筑物中某些线段的比就科学采用了黄金分割,舞台上的报幕员并不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一侧,以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播的最好。
就连植物界也有采用黄金分割的地方,如果从一棵嫩枝的顶端向下看,就会看到叶子是按照黄金分割的规律排列着的。
在很多科学实验中,选取方案常用一种0.618法,即优选法,它可以使我们合理地安排较少的试验次数找到合理的西方和合适的工艺条件。
正因为它在建筑、文艺、工农业生产和科学实验中有着广泛而重要的应用,所以人们才珍贵地称它为“黄金分割”。
接下来讲体系黄金律形式美法则的应用。
(黄金律两点重要内容:1、典型的美的比例;2、由多次分割同一比值造成的重复的节奏。
有比例的重复,这是对艺术形式规律最本质的概况。
)“根号2矩形”,纸的长宽比例,如果宽边为1,则长边为根号2,这个矩形使得整开纸以任何对开裁法,都能保持同一比例,大大方便了作为文化载体的纸的利用。
相似的还有三合板600乘以900cm的比例,以及相关家具、建筑材料、构件具有的相似的比例。
书法中一笔三转、一波三折等要诀,三横三点、三竖的互相联系——形状、距离、长短、方向角度等的处理。
书法中“二”字一长一短,“十”字竖笔被分为2∶3的两段,“口”、“田”则上宽下窄,“吕”、“炎”、“林”、“羽”则将本身是等大的两半部分分成一大一小,“品”、“森”则将本是等大的三部分写成三种大小,以上规律在行书中更为清晰。
中国书法美学的规律是与黄金比原则一致的。
西文中“S”、“B”等字母及阿拉伯“3”、“8”的上下两半比例适度。
拉丁文26个字母中,下行的是5个,上行8个,中行13个,所以连写数行,参差错落,比例适中,再加上大小写的比例差别,在视觉上也具有书法艺术的整体美感。
油画中的“三色法”,在一个有固定主调的色彩背景中配置三色(或三个笔触),一色是相对暖色,一色相对冷,第三色则是中性色,这个中性色绝不该是绝对值的“中间”色。
中性色稍有偏向,就拉近了或拉大了对两色的色距,对两个色距比例的选择,就是色彩的优选法。
素描的虚实、明暗程度、色块面积、复线排列的交叉穿插角度等,都可发现数的比值规律的运用,不详细讲。
中国画,画面都是“自一至万,自万法以治一”(石涛《画语录》),由“一条线”开始,以后的许多线都是这第一条线的相反相成的铺陈,以至完成全画。
“一笔”中的粗细、曲直、方圆、浓淡、干湿、虚实……
美的线条:“蛇形曲线或称波状曲线”、“S形线”。