高三数学第一轮复习——数列(知识点很全)
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高三数学数列知识点归纳总结数列是高中数学中的一个重要知识点,对于高三学生来说,熟练掌握数列的概念、性质和应用是至关重要的。
为了帮助同学们更好地复习和总结数列知识,下面将对高三数学数列知识点进行归纳总结,希望对同学们的学习有所帮助。
一、基础概念数列是按照一定的规律排列成的一列数,通常用字母a、b、c 等表示。
其中,a1为数列的第一个数,an为数列的第n个数,n为自然数。
二、等差数列1. 定义:等差数列是指数列中的相邻两项之差为常数,该常数称为公差,通常用字母d表示。
2. 求通项公式:设等差数列的首项为a1,公差为d,则第n项an可表示为an=a1+(n-1)d。
3. 求和公式:等差数列的前n项和Sn可表示为Sn=(a1+an)×n/2 或 Sn=n/2×[2a1+(n-1)d]。
三、等比数列1. 定义:等比数列是指数列中的相邻两项之比为常数,该常数称为公比,通常用字母q表示。
2. 求通项公式:设等比数列的首项为a1,公比为q,则第n项an可表示为an=a1×q^(n-1)。
3. 求和公式:等比数列的前n项和Sn可表示为Sn=a1×[1-q^n]/(1-q)。
四、等差数列与等比数列的比较1. 差别:等差数列的相邻两项之差为常数,等比数列的相邻两项之比为常数。
2. 公式:等差数列的通项公式中含有公差d,等比数列的通项公式中含有公比q。
3. 求和:等差数列的求和公式中含有首项a1、末项an和项数n,等比数列的求和公式中同样含有首项a1和项数n,但末项an与公比q有关。
五、数列的应用1. 等差数列的应用:等差数列常应用于描述一些增长或减少的情况,如成绩的变化、人口的增长等。
2. 等比数列的应用:等比数列常应用于描述指数增长或指数衰减的情况,如病毒传播、存款利息等。
六、数列的性质1. 递推关系:数列的递推关系是指通过前一项与公式计算得出后一项的关系。
2. 递归公式:数列的递归公式是指通过前一项与前两项计算得出后一项的关系。
高考第一轮复习之方法指导——《数列求和的方法》数列求和是高中数学中非常重要的一个概念,也是高考中经常会涉及到的内容。
下面给出一些数列求和的方法指导,希望对高考复习有所帮助。
1.等差数列求和:等差数列是高中数学中最基本的数列之一,求和方法也是最为简单的。
对于一个等差数列:a_1,a_2,a_3,...,a_n,如果首项是a_1,公差是d,则数列的和可以通过如下公式计算:S_n=(n/2)(a_1+a_n)其中,S_n表示数列的和,n表示数列的项数,a_n表示数列的最后一项。
2.等比数列求和:等比数列也是高中数学中常见的数列类型,求和方法相对于等差数列要稍复杂一些。
对于一个等比数列:a_1,a_2,a_3,...,a_n,如果首项是a_1,公比是q,则数列的和可以通过如下公式计算:S_n=(a_1(q^n-1))/(q-1)其中,S_n表示数列的和,n表示数列的项数,q表示数列的公比。
3.等差数列前n项和:如果需要计算等差数列的前n项的和,可以通过使用等差数列求和公式快速计算。
首先,计算数列的首项a_1和最后一项a_n,然后带入求和公式即可。
4.等差数列项数:如果需要计算等差数列的项数n,可以通过反推求解。
首先,计算数列的首项a_1和最后一项a_n,然后使用如下公式:n=(a_n-a_1)/d+1其中,n表示等差数列的项数,a_n表示最后一项,a_1表示首项,d表示公差。
5.等差数列的和等于0:如果一个等差数列的和等于0,可以应用等差数列的性质进行求解。
首先,计算数列的首项a_1和公差d,然后使用等差数列求和公式解方程:n/2(a_1+a_n)=0可得等差数列的项数n。
6.等差数列差数求和:如果需要计算等差数列的差数的和,可以使用差数求和公式进行计算。
该公式是等差数列求和公式的一个变形。
首先,计算差数的和:S_d=(n/2)(a_2-a_1)其中,S_d表示差数的和,n表示数列的项数,a_1表示首项,a_2表示第二项。
高三数学数列知识点总结大全一、数列的概念和基本性质数列是由一列有序的数按照一定规律排列而成的序列。
数列的基本性质包括:1. 通项公式:根据数列的规律可以得到通项公式,用来表示数列中任意一项的公式。
2. 递增和递减:如果数列中的每一项都比前一项大,则这个数列是递增数列;如果数列中的每一项都比前一项小,则这个数列是递减数列。
3. 公差:对于等差数列,相邻两项的差值是一个常数,称为等差数列的公差。
4. 公比:对于等比数列,相邻两项的比值是一个常数,称为等比数列的公比。
二、等差数列等差数列是指在数列中,从第二项开始,每一项与前一项的差值都相等的数列。
等差数列的常见性质有:1. 通项公式:设等差数列的首项为a₁,公差为d,则第n项的通项公式为:an = a₁ + (n-1)d。
2. 求和公式:等差数列的前n项和公式为:Sn = n/2(a₁ + an) = n/2(2a₁ + (n-1)d)。
三、等比数列等比数列是指在数列中,从第二项开始,每一项与前一项的比值都相等的数列。
等比数列的常见性质有:1. 通项公式:设等比数列的首项为a₁,公比为q,则第n项的通项公式为:an = a₁*q^(n-1)。
2. 求和公式:当公比q不等于1时,等比数列的前n项和公式为:Sn = a₁ * (1 - q^n)/(1 - q)。
四、数列的应用1. 数列在排列组合中的应用:通过分析排列组合问题中的数列规律,可以解决一些复杂的计数问题。
2. 数列在几何问题中的应用:数列常常用于解决几何中的问题,如等差数列可以用于求解等差数列的和,等比数列可以用于求解等比数列的和或比率等。
3. 数列在金融问题中的应用:数列在金融领域中有广泛应用,如利率计算中的等比数列,投资回报等问题都可以用数列进行分析和求解。
五、常见数列的分类1. 斐波那契数列:斐波那契数列是指从第三项开始,每一项都是前两项的和,即Fn = Fn-1 + Fn-2,其中F1 = 1,F2 = 1。
数列高三理科知识点归纳数列是高中数学中的重要内容,也是高三数学考试中常见的知识点。
理解和掌握数列的性质及相关概念对于高考数学的顺利解题至关重要。
本文将对高三数学中与数列相关的知识点进行归纳和概述。
一、数列的基本概念:数列是由一串按特定规律排列的数所组成的有序集合。
数列的一般形式为:an=a1+(n-1)d,其中an表示第n个数,a1为首项,d 为公差。
二、等差数列:等差数列是最基本的数列之一,其特点是每一项与前一项之差都相等。
常见的等差数列有以下几个重要概念:1. 公差:等差数列中相邻两项之间的差值,用d表示。
2. 通项公式:等差数列的通项公式为an=a1+(n-1)d,通过该公式可以求得任意一项的值。
3. 求和公式:等差数列的前n项和公式为Sn=n/2(a1+an),通过该公式可以求得前n项的和。
三、等比数列:等比数列是指数列中相邻两项之比都相等的数列。
常见的等比数列有以下几个重要概念:1. 公比:等比数列中相邻两项之比,用q表示。
2. 通项公式:等比数列的通项公式为an=a1*q^(n-1),通过该公式可以求得任意一项的值。
3. 求和公式:等比数列的前n项和公式为Sn=a1(1-q^n)/(1-q),通过该公式可以求得前n项的和。
四、数列的性质:数列具有一些重要的性质和特点,这些性质对于解题和理解数列的本质起到了重要的作用。
1. 有界性:数列可以是有界的,即存在上界和下界,也可以是无界的。
2. 单调性:数列可以是递增的,即每一项都比前一项大,也可以是递减的,即每一项都比前一项小。
还可以是常数列,即每一项都相等。
3. 极限:数列可能有极限,即当项数趋近于无穷时,数列的值趋于一个确定的常数。
4. 递推关系:数列的每一项都可以通过前一项或前几项来确定。
五、常见数列:高三数学中常见的数列有以下几种:1. 等差数列:每一项与前一项之差相等。
2. 等比数列:每一项与前一项之比相等。
3. 斐波那契数列:每一项等于前两项之和。
专题7.5 数列的综合应用(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.数列与传统数学文化、实际问题相结合,考查等差、等比数列的基本运算,凸显数学建模的核心素养. 2.数列与新定义问题相结合,考查转化、迁移能力,凸显数学抽象的核心素养.3.数列与函数、不等式、解析几何等相结合,考查学生综合分析解决问题的能力,凸显逻辑推理的核心素养.【知识点展示】(一)数列与函数数列与函数的综合问题主要有以下两类:(1)已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题;(2)已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法对式子化简变形.(二)数列与不等式1.数列型不等式的证明常用到“放缩法”,一是在求和中将通项“放缩”为“可求和数列”;二是求和后再“放缩”.放缩法常见的放缩技巧有: (1)1k 2<1k 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k +1.(2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k . (3)2(n +1-n )<1n<2(n -n -1).2.数列中不等式恒成立的问题数列中有关项或前n 项和的恒成立问题,往往转化为数列的最值问题;求项或前n 项和的不等关系可以利用不等式的性质或基本不等式求解.(三)解答数列实际应用问题的步骤(1)确定模型类型:理解题意,看是哪类数列模型,一般有等差数列模型、等比数列模型、简单递推数列模型.基本特征如下:等差数列模型:均匀增加或者减少等比数列模型:指数增长或减少,常见的是增产率问题、存款复利问题简单递推数列模型:指数增长的同时又均匀减少.如年收入增长率为20%,每年年底要拿出a(常数)作为下年度的开销,即数列{}1 1.2n n n a a a a +满足=-(2)准确解决模型:解模就是根据数列的知识,求数列的通项、数列的和、解方程(组)或者不等式(组)等,在解模时要注意运算准确.(3)给出问题的回答:实际应用问题最后要把求解的数学结果化为对实际问题的答案,在解题中不要忽视了这点.【常考题型剖析】题型一:数列与函数的综合例1.(2021·河南·睢县高级中学高三阶段练习(理))已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( ) A .13n -B .12n -C .21n -D .32n -例2.(2023·全国·高三专题练习)设函数()12ln x f x x -=+,11a =,()*21N 1,23n n a f f n f f n n n n n -⎛⎫=+++⋅ ⎪⋅⋅+∈≥ ⎪⎝⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎭.则数列{}n a 的前n 项和n S =______. 例3.(2017·上海·高考真题)根据预测,某地第n *()n ∈N 个月共享单车的投放量和损失量分别为n a 和n b (单位:辆),其中4515,1310470,4n n n a n n ⎧+≤≤=⎨-+≥⎩,5n b n =+,第n 个月底的共享单车的保有量是前n 个月的累计投放量与累计损失量的差.(1)求该地区第4个月底的共享单车的保有量;(2)已知该地共享单车停放点第n 个月底的单车容纳量24(46)8800n S n =--+(单位:辆). 设在某月底,共享单车保有量达到最大,问该保有量是否超出了此时停放点的单车容纳量?【温馨提醒】解题时要注意数列与函数的内在联系,灵活运用函数的思想方法求解,在问题的求解过程中往往会遇到数列的求和、和的最值,利用函数性质或不等式性质求解较为常规. 题型二:数列与不等式的综合例4.(2021·浙江·高考真题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,194a =-,且1439n n S S +=-.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈,记{}n b 的前n 项和为n T ,若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,求实数λ的取值范围.例5.(2021·天津·高考真题)已知{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64.{}n b 是公比大于0的等比数列,1324,48b b b =-=. (I )求{}n a 和{}n b 的通项公式;(II )记2*1,n n nc b b n N =+∈,(i )证明{}22nn c c -是等比数列;(ii )证明)*nk n N =∈ 例6.(2021·全国·高考真题(文))设{}n a 是首项为1的等比数列,数列{}n b 满足3nn na b =.已知1a ,23a ,39a 成等差数列.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和.证明:2nn S T <. 【温馨提醒】数列与不等式的结合,除应熟练掌握数列的通项公式、求和公式,关于不等式证明、不等式恒成立问题的处理方法亦应灵活运用. 题型三:数列与实际应用问题例7.【多选题】(2022·全国·高三专题练习)参加工作5年的小郭,因工作需要向银行贷款A 万元购买一台小汽车,与银行约定:这A 万元银行贷款分10年还清,贷款的年利率为r ,每年还款数为X 万元,则( )A .()1011ArX r =+- B .小郭第3年还款的现值为()31Xr +万元C .小郭选择的还款方式为“等额本金还款法”D .小郭选择的还款方式为“等额本息还款法”例8.(2021·全国·高三专题练习)某集团公司有一下属企业A 从事一种高科技产品的生产.A 企业第一年年初有资金2000万元,将其投入生产,到当年年底资金增长了40%,预计以后每年资金年增长率与第一年的相同.集团公司要求A 企业从第一年开始,每年年底上缴资金t 万元(800t <),并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底A 企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元.则( ) A .22800a t =- B .175n n a a t +=-C .1n n a a +>D .当400t =时,33800a >【总结提升】1.与实际应用相结合的题型也是高考命题的动向,这类问题的特点是通过现实生活的事例考查书本知识,解决这类问题的关键是耐心读题、仔细理解题,只有吃透题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答.2.等比数列最值有关问题的解题思路:求解此类问题的常用思路是根据题目所给条件建立关于变量n 的函数关系进行求解.有时也注意基本不等式的应用.题型四:数列的“新定义”问题例9.(2022·全国·高三专题练习)对于数列{}n a ,定义11222-=+++n n n A a a a 为数列{}n a 的“加权和”,已知某数列{}n a 的“加权和”12n n A n +=⋅,记数列{}+n a pn 的前n 项和为n T ,若5≤n T T 对任意的N n *∈恒成立,则实数p 的取值范围为( ) A .127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦B .167,73⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .512,25⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .169,74⎡⎤--⎢⎥⎣⎦例10.(2022·江西抚州·高二阶段练习(理))对大于1的自然数m 的三次幂可用奇数进行以下形式的“分裂”:3325⎧⎨⎩,3739,11⎧⎪⎨⎪⎩,3131541719⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,…仿此,若3m 的“分裂数”中有一个是1111,则m 的值为( ) A .32 B .33 C .34 D .35例11.(2022·河南开封·高二期末(理))若数列{}n a 中不超过()f m 的项数恰为()*,m b n m ∈N ,则称数列{}m b 是数列{}n a 的生成数列,称相应的函数()f m 是数列{}n a 生成{}m b 的控制函数.已知2n n a =,()f m m =,记数列{}m b 的前m 项和为m S ,则63S =( ) A .258B .264C .642D .636例12.(2022·全国·高三专题练习)定义:对于任意一个有穷数列,第一次在其每相邻的两项间都插人这两项的和,得到的新数列称之为一阶和数列,如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和称之为二阶和数列,以此类推可以得到n 阶和数列,如{1,5}的一阶和数列是{1,6,5},设它的n 阶和数列各项和为n S .(1)试求{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,并猜想n S 的通项公式(无需证明); (2)若()()311log 3log 33n n n c S S +=--⋅-,求{}n c 的前n 项和n T ,并证明:1126n T -<≤-.【温馨提醒】立足于“转化”,将新定义问题转化成等差数列、等比数列问题求解. 题型五:数列与解析几何例12.(2021·浙江·高考真题)已知,R,0a b ab ∈>,函数()2R ()f x ax b x =+∈.若(),(),()f s t f s f s t -+成等比数列,则平面上点(),s t 的轨迹是( ) A .直线和圆B .直线和椭圆C .直线和双曲线D .直线和抛物线例13.(2017山东,理19)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2 (Ⅰ)求数列{x n }的通项公式;(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2)…P n+1(x n+1, n+1)得到折线P 1 P 2…P n+1,求由该折线与直线y=0,11n x x x x +==,所围成的区域的面积.题型六:数列与传统文化例14.(2022·云南师大附中模拟预测(理))《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中第三章“衰分”有如下问题:“今有大夫、不更、簪裹、上造、公士,凡五人,共出百钱.欲令高爵出少,以次渐多,问各几何?”意思是:“有大夫、不更、簪裏、上造、公士(爵位依次变低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若不更出17钱,则公士出的钱数为( ) A .10B .14C .23D .26例15.(2022·山东青岛·一模)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金n T几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的12,第2关收税金为剩余金的13,第3关收税金为剩余金的14,第4关收税金为剩余金的15,第5关收税金为剩余金的16,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为a 斤,设()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,则()f a =( )A .5-B .7C .13D .26例16.(2017·全国·高考真题(理))我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A .1盏 B .3盏 C .5盏 D .9盏【总结提升】理解题意,构造数列,应用数列模型解题.专题7.5 数列的综合应用(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.数列与传统数学文化、实际问题相结合,考查等差、等比数列的基本运算,凸显数学建模的核心素养. 2.数列与新定义问题相结合,考查转化、迁移能力,凸显数学抽象的核心素养.3.数列与函数、不等式、解析几何等相结合,考查学生综合分析解决问题的能力,凸显逻辑推理的核心素养.【知识点展示】(一)数列与函数数列与函数的综合问题主要有以下两类:(1)已知函数条件,解决数列问题,此类问题一般是利用函数的性质、图象研究数列问题;(2)已知数列条件,解决函数问题,解决此类问题一般要充分利用数列的范围、公式、求和方法对式子化简变形.(二)数列与不等式1.数列型不等式的证明常用到“放缩法”,一是在求和中将通项“放缩”为“可求和数列”;二是求和后再“放缩”.放缩法常见的放缩技巧有: (1)1k 2<1k 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k +1.(2)1k -1k +1<1k 2<1k -1-1k . (3)2(n +1-n )<1n<2(n -n -1).2.数列中不等式恒成立的问题数列中有关项或前n 项和的恒成立问题,往往转化为数列的最值问题;求项或前n 项和的不等关系可以利用不等式的性质或基本不等式求解.(三)解答数列实际应用问题的步骤(1)确定模型类型:理解题意,看是哪类数列模型,一般有等差数列模型、等比数列模型、简单递推数列模型.基本特征如下:等差数列模型:均匀增加或者减少等比数列模型:指数增长或减少,常见的是增产率问题、存款复利问题简单递推数列模型:指数增长的同时又均匀减少.如年收入增长率为20%,每年年底要拿出a(常数)作为下年度的开销,即数列{}1 1.2n n n a a a a +满足=-(2)准确解决模型:解模就是根据数列的知识,求数列的通项、数列的和、解方程(组)或者不等式(组)等,在解模时要注意运算准确.(3)给出问题的回答:实际应用问题最后要把求解的数学结果化为对实际问题的答案,在解题中不要忽视了这点.【常考题型剖析】题型一:数列与函数的综合例1.(2021·河南·睢县高级中学高三阶段练习(理))已知数列{}n a 的首项11a =,函数()()41cos221n n f x x a x a +=+-+有唯一零点,则通项n a =( ) A .13n - B .12n -C .21n -D .32n -【答案】C 【解析】 【分析】由奇偶性定义可判断出()f x 为偶函数,由此可确定唯一零点为0x =,从而得到递推关系式;利用递推关系式可证得数列{}1n a +为等比数列,由等比数列通项公式可推导得到n a . 【详解】()()()()()()4411cos 221cos221n n n n f x x a x a x a x a f x ++-=-+--+=+-+=,()f x ∴为偶函数,图象关于y 轴对称,()f x ∴的零点关于y 轴对称,又()f x 有唯一零点,()f x ∴的零点为0x =,即()()10210n n f a a +=-+=,121n n a a +∴=+,即()1121n n a a ++=+,又112a +=,∴数列{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列,12n n a ∴+=,则21n n a =-.故选:C. 【点睛】关键点点睛:本题考查函数与数列的综合应用问题;解题关键是能够根据奇偶性的性质确定函数的唯一零点为0x =,从而结合零点确定数列的递推关系式,由递推关系式证得数列{}1n a +为等比数列. 例2.(2023·全国·高三专题练习)设函数()12ln x f x x -=+,11a =,()*21N 1,23n n a f f n f f n n n n n -⎛⎫=+++⋅ ⎪⋅⋅+∈≥ ⎪⎝⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎭.则数列{}n a 的前n 项和n S =______. 【答案】2n n 1-+ 【解析】 【分析】由题设11()()4n f f n n-+=,讨论n 的奇偶性求{}n a 的通项公式,再求n S . 【详解】由题设,111()()4ln(1)ln 41n f f n n n n -+=+-+=-, 所以()()**14121,2,N 221421,21,N 2n n f n n k k a n n n k k ⎧⎛⎫⎛⎫⨯-+=-=∈ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭=⎨-⎪⨯=-=+∈⎪⎩,即2(1)n a n =-且n ≥ 2, 当1n =时,11S =,当2n ≥时,21242(1)1n S n n n =+++⋅⋅⋅+-=+-,所以21n S n n =-+,n *∈N故答案为:2n n 1-+.例3.(2017·上海·高考真题)根据预测,某地第n *()n ∈N 个月共享单车的投放量和损失量分别为n a 和n b (单位:辆),其中4515,1310470,4n n n a n n ⎧+≤≤=⎨-+≥⎩,5n b n =+,第n 个月底的共享单车的保有量是前n 个月的累计投放量与累计损失量的差.(1)求该地区第4个月底的共享单车的保有量;(2)已知该地共享单车停放点第n 个月底的单车容纳量24(46)8800n S n =--+(单位:辆). 设在某月底,共享单车保有量达到最大,问该保有量是否超出了此时停放点的单车容纳量? 【答案】(1)935;(2)见解析. 【解析】 【详解】试题分析:(1)计算{}n a 和{}n b 的前4项和的差即可得出答案;(2)令n n a b ≥得出42n ≤,再计算第42个月底的保有量和容纳量即可得出结论. 试题分析:(1)()()1234123496530935a a a a b b b b +++-+++=-=(2)10470542n n n -+>+⇒≤,即第42个月底,保有量达到最大()()()()12341234420503864742965878222a a a ab b b b ⎡⎤+⨯+⨯+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+=+-=⎢⎥⎣⎦()2424424688008736S =--+=,∴此时保有量超过了容纳量.【温馨提醒】解题时要注意数列与函数的内在联系,灵活运用函数的思想方法求解,在问题的求解过程中往往会遇到数列的求和、和的最值,利用函数性质或不等式性质求解较为常规. 题型二:数列与不等式的综合例4.(2021·浙江·高考真题)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,194a =-,且1439n n S S +=-.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈,记{}n b 的前n 项和为n T ,若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,求实数λ的取值范围.【答案】(1)33()4nn a =-⋅;(2)31λ-≤≤.【解析】【分析】(1)由1439n n S S +=-,结合n S 与n a 的关系,分1,2n n =≥讨论,得到数列{}n a 为等比数列,即可得出结论;(2)由3(4)0n n b n a +-=结合(1)的结论,利用错位相减法求出n T ,n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立,分类讨论分离参数λ,转化为λ与关于n 的函数的范围关系,即可求解. 【详解】(1)当1n =时,1214()39a a a +=-,229272749,4416a a =-=-∴=-, 当2n ≥时,由1439n n S S +=-①, 得1439n n S S -=-②,①-②得143n n a a += 122730,0,164n n n a a a a +=-≠∴≠∴=, 又213,{}4n a a a =∴是首项为94-,公比为34的等比数列, 1933()3()444n n n a -∴=-⋅=-⋅;(2)由3(4)0n n b n a +-=,得43(4)()34n n n n b a n -=-=-, 所以234333333210(4)44444nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯⨯++-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎝+⎭⎭,2413333333321(5)(4)444444nn n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯++-⋅+-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减得234113333333(4)4444444nn n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯++++--⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1193116493(4)34414n n n -+⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-+-- ⎪⎝⎭-111993334(4)44444n n n n n +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+---⋅=-⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以134()4n n T n +=-⋅,由n n T b λ≤得1334()(4)()44n nn n λ+-⋅≤-⋅恒成立,即(4)30n n λ-+≥恒成立,4n =时不等式恒成立;4n <时,312344n n n λ≤-=----,得1λ≤; 4n >时,312344n n n λ≥-=----,得3λ≥-; 所以31λ-≤≤.【点睛】易错点点睛:(1)已知n S 求n a 不要忽略1n =情况;(2)恒成立分离参数时,要注意变量的正负零讨论,如(2)中(4)30n n λ-+≥恒成立,要对40,40,40n n n -=->-<讨论,还要注意40n -<时,分离参数不等式要变号.例5.(2021·天津·高考真题)已知{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64.{}n b 是公比大于0的等比数列,1324,48b b b =-=. (I )求{}n a 和{}n b 的通项公式;(II )记2*1,n n nc b b n N =+∈,(i )证明{}22nn c c -是等比数列;(ii )证明)*nk n N =∈ 【答案】(I )21,n a n n N *=-∈,4,n n N b n *=∈;(II )(i )证明见解析;(ii )证明见解析.【解析】 【分析】(I )由等差数列的求和公式运算可得{}n a 的通项,由等比数列的通项公式运算可得{}n b 的通项公式;(II )(i )运算可得2224nn n c c =⋅-,结合等比数列的定义即可得证;(ii )放缩得21222422n n n n n a n c a c +<-⋅,进而可得112n n k k k-==,结合错位相减法即可得证. 【详解】(I )因为{}n a 是公差为2的等差数列,其前8项和为64. 所以12818782642a a a a ⨯++⋅⋅⋅+=+⨯=,所以11a =, 所以()12121,n n n n N a a *=+-=-∈;设等比数列{}n b 的公比为(),0q q >,所以()221321484q b b b q q b q ==-=--,解得4q =(负值舍去), 所以114,n n n b q n N b -*==∈;(II )(i )由题意,221441n n nn n b c b =++=,所以22224211442444n n nn nnn c c ⎛⎫⎛⎫=+-+=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-,所以220nn c c ≠-,且212222124424n n n n nn c c c c +++⋅==⋅--, 所以数列{}22nn c c -是等比数列; (ii )由题意知,()()22122222121414242222n n n n n n n n n a n n c c a +-+-==<-⋅⋅⋅,12n n-,所以112nn k k k k-==, 设10121112322222nn k n k k nT --===+++⋅⋅⋅+∑, 则123112322222n n n T =+++⋅⋅⋅+, 两式相减得21111111122121222222212nn n n nn n n n T -⎛⎫⋅- ⎪+⎝⎭=+++⋅⋅⋅+-=-=--, 所以1242n n n T -+=-,所以1112422nn k n k k n --==+⎫-<⎪⎭ 例6.(2021·全国·高考真题(文))设{}n a 是首项为1的等比数列,数列{}n b 满足3nn na b =.已知1a ,23a ,39a 成等差数列.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和.证明:2nn S T <. 【答案】(1)11()3n n a -=,3n nn b =;(2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)利用等差数列的性质及1a 得到29610q q -+=,解方程即可;(2)利用公式法、错位相减法分别求出,n n S T ,再作差比较即可. 【详解】(1)因为{}n a 是首项为1的等比数列且1a ,23a ,39a 成等差数列,所以21369a a a =+,所以211169a q a a q =+,即29610q q -+=,解得13q =,所以11()3n n a -=,所以33n n n na nb ==. (2)[方法一]:作差后利用错位相减法求和211213333n n n n nT --=++++,012111111223333-⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭n n S , 230121123111112333323333n n n n S n T -⎛⎫⎛⎫-=++++-++++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭012111012222333---++++111233---+n nn n .设0121111101212222Γ3333------=++++n n n , ⑧ 则1231111012112222Γ33333-----=++++n nn . ⑨由⑧-⑨得1121113312111113322Γ13233332313--⎛⎫--- ⎪⎛⎫⎝⎭=-++++-=-+- ⎪⎝⎭-n n n n n n n . 所以211312Γ432323----=--=-⨯⨯⨯n n n n n n . 因此10232323--=-=-<⨯⨯n n n n nS n n nT . 故2nn S T <. [方法二]【最优解】:公式法和错位相减求和法证明:由(1)可得11(1)313(1)12313n n n S ⨯-==--, 211213333n n nn n T --=++++,①231112133333n n n n nT +-=++++,② ①-②得23121111333333n n n n T +=++++- 1111(1)1133(1)1323313n n n n n n ++-=-=---,所以31(1)4323n n nnT =--⋅,所以2n n S T -=3131(1)(1)043234323n n n nn n ----=-<⋅⋅,所以2nn S T <. [方法三]:构造裂项法由(Ⅰ)知13⎛⎫= ⎪⎝⎭n n b n ,令1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭n n c n ,且1+=-n n n b c c ,即1111()[(1)]333αβαβ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭n n n n n n ,通过等式左右两边系数比对易得33,24αβ==,所以331243nn c n ⎛⎫⎛⎫=+⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.则12113314423nn n n n T b b b c c +⎛⎫⎛⎫=+++=-=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,下同方法二.[方法四]:导函数法 设()231()1-=++++=-n nx x f x x x x x x,由于()()()()()()1221'111'11(1)'1(1)1n n n n nx x x x x x x x nx n x x x x +⎡⎤⎡⎤⎡⎤----⨯--+-+⎣⎦⎣⎦⎢⎥==---⎢⎥⎣⎦, 则12121(1)()123(1)+-+-+=++++='-n nn nx n x f x x x nxx .又1111333-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n n n b n n ,所以2112311111233333n n n T b b b b n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++++=+⨯+⨯++⋅=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦12111(1)11133333113n nn n f +⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⋅=⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭'13113311(1)4334423n nnn n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦,下同方法二. 【整体点评】本题主要考查数列的求和,涉及到等差数列的性质,错位相减法求数列的和,考查学生的数学运算能力,是一道中档题,其中证明不等式时采用作差法,或者作商法要根据式子得结构类型灵活选择,关键是要看如何消项化简的更为简洁.(2)的方法一直接作差后利用错位相减法求其部分和,进而证得结论;方法二根据数列的不同特点,分别利用公式法和错位相减法求得,n n S T ,然后证得结论,为最优解;方法三采用构造数列裂项求和的方法,关键是构造1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ,使1+=-n n n b c c ,求得n T 的表达式,这是错位相减法的一种替代方法,方法四利用导数方法求和,也是代替错位相减求和法的一种方法. 【温馨提醒】数列与不等式的结合,除应熟练掌握数列的通项公式、求和公式,关于不等式证明、不等式恒成立问题的处理方法亦应灵活运用. 题型三:数列与实际应用问题例7.【多选题】(2022·全国·高三专题练习)参加工作5年的小郭,因工作需要向银行贷款A 万元购买一台小汽车,与银行约定:这A 万元银行贷款分10年还清,贷款的年利率为r ,每年还款数为X 万元,则( ) A .()1011ArX r =+- B .小郭第3年还款的现值为()31Xr +万元C .小郭选择的还款方式为“等额本金还款法”D .小郭选择的还款方式为“等额本息还款法” 【答案】BD 【解析】 【分析】因为小郭每年还款钱数相等,所以小郭选择为“等额本息还款法”,所以利用等比数列前n 项和公式求出X ,再设小郭第3年还款的现值为y ,根据复利规则求出y . 【详解】解:小郭与银行约定,每年还一次欠款,并且每年还款的钱数都相等,∴小郭靖选择的还款方式为“等额本息还款法”,故D 正确,C 错误, 设每年应还X 元,还款10次,则该人10年还款的现金与利息和为29[1(1)(1)(1)]X r r r +++++⋯++, 银行贷款A 元10年后的本利和为10(1)A r +.2910[1(1)(1)(1)](1)X r r r A r ∴+++++⋯++=+, ∴10101[1(1)](1)1(1)r X A r r ⨯-+⋅=+-+, 即1010(1)(1)1Ar r X r +=+-,故A 错误.设小郭第三年还款的现值为y ,则3(1)y r X ⋅+=,所以()31Xy r =+,故B 正确;例8.(2021·全国·高三专题练习)某集团公司有一下属企业A 从事一种高科技产品的生产.A 企业第一年年初有资金2000万元,将其投入生产,到当年年底资金增长了40%,预计以后每年资金年增长率与第一年的相同.集团公司要求A 企业从第一年开始,每年年底上缴资金t 万元(800t <),并将剩余资金全部投入下一年生产.设第n 年年底A 企业上缴资金后的剩余资金为n a 万元.则( ) A .22800a t =- B .175n n a a t +=-C .1n n a a +>D .当400t =时,33800a >【答案】BC 【解析】先求得第一年年底剩余资金1a ,第二年底剩余资金2a ,即可判断A 的正误;分析总结,可得1n a +与n a 的关系,即可判断B 的正误;根据题意,求得n a 的表达式,利用作差法即可比较1n a +与n a 的大小,即可判断C 的正误,代入400t =,即可求得3a ,即可判断D 的正误,即可得答案. 【详解】第一年年底剩余资金12000(140%)2800a t t =⨯+-=-,第二年底剩余资金211712(140%)392055a a t a t t =⨯+-=-=-,故A 错误;第三年底剩余资金3227109(140%)5488525t a a t a t =⨯+-=-=-,⋅⋅⋅ 所以第n +1年年底剩余资金为17(140%)5n n n a a t a t +=⨯+-=-,故B 正确;因为212277777()()55555n n n n a a t a t t a t t ---=-=--=--12217777()[1()()]5555n n a t --=-+++⋅⋅⋅+117[1()]75()(2800)7515n n t t ---=---=11757()(2800)[()1]525n n t t -----=1775()(2800)522n t t --+,所以111722775277[()(2800)]()(2800)555522552n n n n n n n t t t a a a t a a t t --+-=--=-=-+-=-, 因为800t <,所以7280002t->, 所以11277()(2800)0552n n n ta a -+-=->,即1n n a a +>,故C 正确;当400t =时,310910940054885488374438002525t a ⨯=-=-=<,故D 错误;【总结提升】1.与实际应用相结合的题型也是高考命题的动向,这类问题的特点是通过现实生活的事例考查书本知识,解决这类问题的关键是耐心读题、仔细理解题,只有吃透题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答.2.等比数列最值有关问题的解题思路:求解此类问题的常用思路是根据题目所给条件建立关于变量n 的函数关系进行求解.有时也注意基本不等式的应用.题型四:数列的“新定义”问题例9.(2022·全国·高三专题练习)对于数列{}n a ,定义11222-=+++n n n A a a a 为数列{}n a 的“加权和”,已知某数列{}n a 的“加权和”12n n A n +=⋅,记数列{}+n a pn 的前n 项和为n T ,若5≤n T T 对任意的N n *∈恒成立,则实数p 的取值范围为( ) A .127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦B .167,73⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .512,25⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .169,74⎡⎤--⎢⎥⎣⎦【答案】A 【解析】 【分析】根据n A 与n a 的关系求出n a ,再根据等差数列的求和公式求出n T ,将5≤n T T 化为216(5)06+⎛⎫-+≤ ⎪+⎝⎭n n p n 对任意的n *∈N 恒成立,分类讨论n 可求出结果. 【详解】 由1112222n n n n A a a a n -+=+++=⋅,∴2n ≥时,212122(1)2n n n a a a n --+++=-⋅,∴1122(1)2-+⋅=⋅--⋅n n n n a n n ,∴22n a n =+,1n =时,14a =也成立,∴22n a n =+,∴数列{}+n a pn 的前n 项和为:12(12)n n T a a a p n =+++++++2(422)(1)(1)3222++++=+⋅=++⋅n n n n n n p n n p ,∵5≤n T T 对任意的n *∈N 恒成立,∴225(1)56353522+⨯++⋅≤=+⨯+⨯n n n n p T p , 即225335(1)5(51)022p pn n n n -+-⨯++-⨯⨯+≤, 即22225335(5)(5)022p p n n n n -+-⨯+-+-≤,即5(5)(53)0222pn p p n n -+++++≤, 即(6)(5)(8)02p n n n +-++≤, 即216(5)06+⎛⎫-+≤ ⎪+⎝⎭n n p n 对任意的n *∈N 恒成立,当14n ≤≤时,2164266+-≤=+++n p n n 对任意的n *∈N 恒成立, 因为4412226465n +≥+=++,∴125-≤p ,所以125p ≥-,当5n =时,216(5)06n n p n +⎛⎫-+= ⎪+⎝⎭恒成立,R p ∈,当6n ≥时,2164266+-≥=+++n p n n 对任意的n *∈N 恒成立, 因为447226663n +≤+=++,∴73-≥p ,所以73p ≤-,综上可得:实数p 的取值范围为127,53⎡⎤--⎢⎥⎣⎦.故选:A .例10.(2022·江西抚州·高二阶段练习(理))对大于1的自然数m 的三次幂可用奇数进行以下形式的“分裂”:3325⎧⎨⎩,3739,11⎧⎪⎨⎪⎩,3131541719⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,…仿此,若3m 的“分裂数”中有一个是1111,则m 的值为( ) A .32B .33C .34D .35【答案】B 【解析】 【分析】根据分裂数的定义,求出从32到()31m -、从32到3m 分裂数个数,再根据所有分裂数成等差数列求出1111对应的位置,进而根据不等式求m 值. 【详解】由题意,对于332,...,m ,它们依次对应2、3、…、m 个分裂数,则从32到()31m -各分裂数个数的和为(2)(1)2m m -+,从32到3m 各分裂数个数和为(1)(2)2m m -+,又332,...,m 的分裂数{}n a ,构成首项为3,公差为2的等差数列,所以21n a n =+,令211111n +=,可得555n =,所以(2)(1)(1)(2)55522m m m m -+-+<≤,当32m =时,(1)(2)5275552m m -+=<不符合; 当33m =时,(1)(2)5605552m m -+=>,(2)(1)5275552m m -+=<符合; 当34m =时,(2)(1)5605552m m -+=>不符合; 综上,33m =. 故选:B例11.(2022·河南开封·高二期末(理))若数列{}n a 中不超过()f m 的项数恰为()*,m b n m ∈N ,则称数列{}m b 是数列{}n a 的生成数列,称相应的函数()f m 是数列{}n a 生成{}m b 的控制函数.已知2n n a =,()f m m =,记数列{}m b 的前m 项和为m S ,则63S =( ) A .258 B .264 C .642 D .636【答案】A 【解析】 【分析】分析可知对任意的N k *∈,当)12,2k k m +⎡∈⎣,满足2nn a m =≤的项数为k ,即m b k =,满足条件的m 的个数为1222k k k +-=,进而可求得63S 的值.【详解】因为562632<<,由题中定义,对任意的N k *∈,当)12,2k k m +⎡∈⎣, 满足2nn a m =≤的项数为k ,即m b k =,满足条件的m 的个数为1222k k k +-=,当1m =时,0m b =,当)122,2m ⎡∈⎣时,1m b =,此时满足条件的m 的个数为12,当)232,2m ⎡∈⎣时,2m b =,此时满足条件的m 的个数为22,当)562,2m ⎡∈⎣时,5m b =,此时满足条件的m 的个数为52, 因此,01234563021222324252258S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.故选:A.例12.(2022·全国·高三专题练习)定义:对于任意一个有穷数列,第一次在其每相邻的两项间都插人这两项的和,得到的新数列称之为一阶和数列,如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和称之为二阶和数列,以此类推可以得到n 阶和数列,如{1,5}的一阶和数列是{1,6,5},设它的n 阶和数列各项和为n S .(1)试求{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,并猜想n S 的通项公式(无需证明);(2)若()()311log 3log 33n n n c S S +=--⋅-,求{}n c 的前n 项和n T ,并证明:1126n T -<≤-. 【答案】(1)21263=+⨯S ,()12312633=+⨯+S ,133n n S +=+ (2)1122=-+n T n ,证明见解析 【解析】【分析】(1)根据定义求出{1,5}的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ,由此归纳出n S ,(2)由(1)化简n c ,再由裂项相消法求其前n 项和,并完成证明.(1)由题意得,116512S =++=,217611512181263S =++++=+=+⨯,()2123187136171116512185412636312633S =++++++++=++=+⨯+⨯=+⨯+,41981572013196231728112716215S =++++++++++++++++121854162=+++2312636363=+⨯+⨯+⨯()123126333=+⨯++, …()12311263333(1)n n S n -=+⨯++++≥,由等比数列的前n 项和公式可得,()113131263313n n n S -+-=+⨯=+-, 所以{}n S 的通项公式133n n S +=+.(2)由于133n n S +=+,所以()()33111111log 3log 31221n n n c S S n n n n +⎛⎫=-=--=- ⎪-⋅-++++⎝⎭, 则1111111132432122n T n n n =-+-++-=-+++, 因为n *∈N ,所以102n >+,所以111222n ->-+, 又n T 随n 的增大而减小,所以当1n =时,n T 取得最大值16-,故1126n T -<≤-. 【温馨提醒】立足于“转化”,将新定义问题转化成等差数列、等比数列问题求解.题型五:数列与解析几何例12.(2021·浙江·高考真题)已知,R,0a b ab ∈>,函数()2R ()f x ax b x =+∈.若(),(),()f s t f s f s t -+成等比数列,则平面上点(),s t 的轨迹是( )A .直线和圆B .直线和椭圆C .直线和双曲线D .直线和抛物线【答案】C 【解析】【分析】首先利用等比数列得到等式,然后对所得的等式进行恒等变形即可确定其轨迹方程.【详解】由题意得2()()[()]f s t f s t f s -+=,即()2222()()a s t b a s t b as b ⎡⎤⎡⎤-+++=+⎣⎦⎣⎦, 对其进行整理变形:()()()22222222asat ast b as at ast b as b +-++++=+, ()()222222(2)0as at b ast as b++--+=, ()2222222240as at b at a s t ++-=, 222242220a s t a t abt -++=,所以22220as at b -++=或0=t ,其中2212s t b b a a-=为双曲线,0=t 为直线.故选:C.例13.(2017山东,理19)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2(Ⅰ)求数列{x n }的通项公式;(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1, 1),P 2(x 2, 2)…P n+1(x n+1, n+1)得到折线P 1 P 2…P n+1,求由该折线与直线y=0,11n x x x x +==,所围成的区域的面积.【答案】(I)(II )(II )过……向轴作垂线,垂足分别为……, 由(I)得记梯形的面积为.由题意, 所以 ……+n T 12.n n x -=(21)21.2n n n T -⨯+=123,,,P P P 1n P +x 123,,,Q Q Q 1n Q +111222.n n n n n x x --+-=-=11n n n n P P Q Q ++n b 12(1)2(21)22n n n n n b n --++=⨯=+⨯123n T b b b =+++n b=……+ ①又……+ ②①-②得= 所以题型六:数列与传统文化 例14.(2022·云南师大附中模拟预测(理))《九章算术》是我国秦汉时期一部杰出的数学著作,书中第三章“衰分”有如下问题:“今有大夫、不更、簪裹、上造、公士,凡五人,共出百钱.欲令高爵出少,以次渐多,问各几何”意思是:“有大夫、不更、簪裏、上造、公士(爵位依次变低)5个人共出100钱,按照爵位从高到低每人所出钱数成递增等差数列,这5个人各出多少钱?”在这个问题中,若不更出17钱,则公士出的钱数为( )A .10B .14C .23D .26【答案】D【解析】【分析】设大夫、不更、簪裹、上造、公士所出的钱数依次构成等差数列{}n a ,根据217a =,前5项和为100求解.【详解】解:设大夫、不更、簪裹、上造、公士所出的钱数依次排成一列,构成数列{}n a .由题意可知,等差数列{}n a 中217a =,前5项和为100,设公差为(0)d d >,前n 项和为n S ,则535100S a ==,解得320a =,所以323d a a , 所以公士出的钱数为532202326a a d =+=+⨯=,故选:D .例15.(2022·山东青岛·一模)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金101325272-⨯+⨯+⨯+32(21)2(21)2n n n n ---⨯++⨯0122325272n T =⨯+⨯+⨯+21(21)2(21)2n n n n ---⨯++⨯121132(22......2)(21)2n n n T n ----=⨯++++-+⨯1132(12)(21)2.212n n n ---+-+⨯-(21)21.2n n n T -⨯+=几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的12,第2关收税金为剩余金的13,第3关收税金为剩余金的14,第4关收税金为剩余金的15,第5关收税金为剩余金的16,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为a 斤,设()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,则()f a =( ) A .5-B .7C .13D .26【答案】C 【解析】【分析】 根据题意求得每次收的税金,结合题意得到111111223344556a a a a a ++++=⨯⨯⨯⨯,求得a 的值,代入函数的解析式,即可求解.【详解】由题意知:这个人原来持金为a 斤,第1关收税金为:12a 斤;第2关收税金为111(1)3223a a ⋅-⋅=⋅⨯斤; 第3关收税金为1111(1)42634a a ⋅--⋅=⋅⨯斤, 以此类推可得的,第4关收税金为145a ⋅⨯斤,第5关收税金为156a ⋅⨯斤, 所以111111223344556a a a a a ++++=⨯⨯⨯⨯, 即1111111111(1)(1)12233445566a a -+-+-+-+-⋅=-⋅=,解得65a =, 又由()101,115,01x x f x x x +>⎧=⎨-<≤⎩,所以66()1011355f =⨯+=. 故选:C.例16.(2017·全国·高考真题(理))我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏【答案】B【解析】【详解】。
数列知识点高三数学数列是数学中非常重要的一个概念,广泛应用于各个领域。
在高三数学中,数列是一个重点内容,本文将针对数列的定义、性质和应用进行论述。
一、数列的定义数列是由一系列有序的数字按照一定规律排列而成的。
通常用字母表示数列的第n项,如a₁、a₂、a₃...。
数列可以分为等差数列和等比数列,其中:1. 等差数列:若一个数列的任意两个相邻项之差都相等,则称该数列为等差数列。
我们可以用常数d表示等差数列的公差。
2. 等比数列:若一个数列的任意两个相邻项的比值都相等,则称该数列为等比数列。
我们可以用常数q表示等比数列的公比。
二、数列的性质1. 通项公式:数列的通项公式是指能够表示数列第n项的公式。
对于等差数列,通项公式为an = a₁ + (n-1)d;对于等比数列,通项公式为an = a₁ * q^(n-1)。
2. 首项和末项:数列的首项是指数列的第一项,用a₁表示。
数列的末项是指数列的最后一项,用an表示。
3. 数列的和:数列的前n项和是指数列的前n项相加的结果,用Sn表示。
对于等差数列,前n项和公式为Sn = (a₁ + an) * n / 2;对于等比数列,前n项和公式为Sn = a₁ * (1 - q^n) / (1 - q)。
三、数列的应用数列在实际问题中有很多应用,以下列举几个例子说明:1. 财务规划:在财务规划中,人们需要根据未来的收入和支出情况来制订自己的理财计划。
如果收入或支出呈等差数列增长或减少,可以利用数列的概念和性质来计算出未来的财务状况。
2. 人口统计:在人口统计中,常常需要研究不同年份的人口数量变化情况。
如果人口数量呈等比数列增长或减少,可以通过数列的特点来预测未来的人口变化趋势。
3. 物理运动:在物理学中,许多物理量的变化规律可以通过数列来描述。
例如,自由落体运动中,物体每秒钟下落的距离就是一个等差数列;指数衰减过程中,物质的剩余量可以表示成一个等比数列。
综上所述,数列是高三数学中一个重要的知识点。
第一节 数列的概念与简单表示法数列的概念及表示方法(1)了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式). (2)了解数列是自变量为正整数的一类函数. 知识点一 数列的概念 1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫作这个数列的项.排在第一位的数称为这个数列的第1项(通常也叫作首项).2.数列的分类分类原则 类型 满足条件 按项数有穷数列 项数有限 无穷数列 项数无限按项与项 间的大小 关系递增数列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 ,摇摆数列 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易误提醒1.由前n 项写通项、数列的通项并不唯一.2.易混项与项数两个不同的概念,数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号.[自测练习]1.数列{a n }:1,-58,715,-924,…,的一个通项公式是( )A .a n =(-1)n +12n -1n 2+n(n ∈N +) B .a n =(-1)n -12n +1n 3+3n (n ∈N +) C .a n =(-1)n+12n -1n 2+2n(n ∈N +)D .a n =(-1)n-12n +1n 2+2n(n ∈N +) 解析:观察数列{a n }各项,可写成:31×3,-52×4,73×5,-94×6,故选D.答案:D2.已知数列的通项公式为a n =n 2-8n +15,则3( ) A .不是数列{a n }中的项 B .只是数列{a n }中的第2项 C .只是数列{a n }中的第6项 D .是数列{a n }中的第2项或第6项解析:令a n =3,即n 2-8n +15=3,解得n =2或6,故3是数列{a n }中的第2项或第6项.答案:D知识点二 数列与函数关系及递推公式 1.数列与函数的关系从函数观点看,数列可以看作定义域为正整数集N +(或它的有限子集)的函数,当自变量从小到大依次取值时,该函数对应的一列函数值就是这个数列.2.数列的递推公式如果已知数列{a n }的首项(或前几项),且任一项a n 与它的前一项a n -1(n ≥2)(或前几项)间的关系可用一个公式来表示,那么这个公式叫数列的递推公式.必记结论 a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.[自测练习]3.在数列{a n }中,a 1=1,a n =2a n -1+1,则a 5的值为( ) A .30 B .31 C .32D .33解析:a 5=2a 4+1=2(2a 3+1)+1=22a 3+2+1=23a 2+22+2+1=24a 1+23+22+2+1=31.答案:B4.已知数列{a n }的前n 项和S n =2n -3,则数列{a n }的通项公式是________. 解析:当n =1时,a 1=S 1=2-3=-1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -3)-(2n -1-3)=2n -2n -1=2n -1.故a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,2n -1,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =12n -1,n ≥2考点一 由数列的前几项求数列的通项公式|1.下列公式可作为数列{a n }:1,2,1,2,1,2,…的通项公式的是( ) A .a n =1B .a n =(-1)n +12C .a n =2-⎪⎪⎪⎪sin n π2 D .a n =(-1)n -1+32解析:由a n =2-⎪⎪⎪⎪sin n π2可得a 1=1,a 2=2,a 3=1,a 4=2,…. 答案:C2.根据数列的前几项,写出各数列的一个通项公式: (1)4,6,8,10,…; (2)-11×2,12×3,-13×4,14×5,…; (3)a ,b ,a ,b ,a ,b ,…(其中a ,b 为实数); (4)9,99,999,9 999,….解:(1)各数都是偶数,且最小为4,所以通项公式a n =2(n +1)(n ∈N +).(2)这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式a n =(-1)n ×1n (n +1).(3)这是一个摆动数列,奇数项是a ,偶数项是b ,所以此数列的一个通项公式a n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n 为奇数,b ,n 为偶数. (4)这个数列的前4项可以写成10-1,100-1,1 000-1,10 000-1,所以它的一个通项公式a n =10n -1.用观察法求数列的通项公式的两个技巧(1)根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,观察出项与n之间的关系、规律,可使用添项、通分、分割等办法,转化为一些常见数列的通项公式来求.(2)对于正负符号变化,可用(-1)n 或(-1)n +1来调整.考点二 由a n 与S n 的关系求通项a n |已知下面数列{a n }的前n 项和S n ,求{a n }的通项公式: (1)S n =2n 2-3n ;(2)S n =3n +b . [解] (1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +b )-(3n -1+b )=2·3n -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 =2·3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b ,n =1,2·3n -1,n ≥2.已知S n 求a n 的三个步骤(1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式;(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和满足S n >1,且6S n =(a n +1)(a n +2),n ∈N +,求{a n }的通项公式.解:由a 1=S 1=16(a 1+1)(a 1+2),解得a 1=1或a 1=2,由已知a 1=S 1>1,因此a 1=2.又由a n +1=S n +1-S n =16(a n +1+1)(a n +1+2)-16(a n +1)(a n +2),得a n +1-a n -3=0或a n +1=-a n . 因为a n >0,故a n +1=-a n 不成立,舍去. 因此a n +1-a n -3=0.即a n +1-a n =3,从而{a n }是以公差为3,首项为2的等差数列,故{a n }的通项公式为a n=3n -1.考点三 由递推关系式求数列的通项公式|递推公式和通项公式是数列的两种表示方法,它们都可以确定数列中的任意一项,只是由递推公式确定数列中的项时,不如通项公式直接.归纳起来常见的探究角度有: 1.形如a n +1=a n f (n ),求a n . 2.形如a n +1=a n +f (n ),求a n .3.形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1),求a n . 4.形如a n +1=Aa nBa n +C (A ,B ,C 为常数),求a n .探究一 形如a n +1=a n f (n ),求a n .1.在数列{a n }中,a 1=1,a n =n -1n a n -1(n ≥2).解:因为a n =n -1n a n -1(n ≥2),所以a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1.由累乘法可得a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n (n ≥2).又a 1=1符合上式,∴a n =1n .探究二 形如a n +1-a n =f (n ),求a n . 2.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +3n +2.解:因为a n +1-a n =3n +2,所以a n -a n -1=3n -1(n ≥2),所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=n (3n +1)2(n ≥2).当n =1时,a 1=2=12×(3×1+1),符合上式,所以a n =32n 2+n2.探究三 形如a n +1=Aa n +B (A ≠0且A ≠1)求a n . 3.在数列{a n }中a 1=1,a n +1=3a n +2.解:因为a n +1=3a n +2,所以a n +1+1=3(a n +1),所以a n +1+1a n +1=3,所以数列{a n +1}为等比数列,公比q =3.又a 1+1=2,所以a n +1=2·3n -1,所以a n =2·3n -1-1.探究四 形如a n +1=Aa nBa n +C(A ,B ,C 为常数),求a n .4.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a na n +2,求数列{a n }的通项公式.解:∵a n +1=2a na n +2,a 1=1,∴a n ≠0,∴1a n +1=1a n +12,即1a n +1-1a n =12,又a 1=1,则1a 1=1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差数列.∴1a n =1a 1+(n -1)×12=n 2+12, ∴a n =2n +1(n ∈N *).已知数列的递推关系,求数列的通项时,通常利用累加法、累乘法、构造法求解. 1.形如a n =a n -1+f (n )(n ≥2,n ∈N *)时,用累加法求解. 2.形如a na n -1=f (n )(a n -1≠0,n ≥2,n ∈N *)时,用累乘法求解.3.形如a n =a n -1+m (n ≥2,n ∈N *)时,构造等差数列求解;形如a n =xa n -1+y (n ≥2,n ∈N *)时,构造等比数列求解.16.函数思想在数列中的应用 【典例】 已知数列{a n }. (1)若a n =n 2-5n +4. ①数列中有多少项是负数?②n 为何值时,a n 有最小值?并求出最小值.(2)若a n =n 2+kn +4且对于n ∈N *,都有a n +1>a n 成立.求实数k 的取值范围. [思路点拨] (1)求使a n <0的n 值;从二次函数看a n 的最小值.(2)数列是一类特殊函数,通项公式可以看作相应的解析式f (n )=n 2+kn +4.f (n )在N *上单调递增,但自变量不连续.从二次函数的对称轴研究单调性.[解] (1)①由n 2-5n +4<0,解得1<n <4. ∵n ∈N *,∴n =2,3.∴数列中有两项是负数,即为a 2,a 3. ②∵a n =n 2-5n +4=⎝⎛⎭⎫n -522-94, ∴对称轴方程为n =52.又n ∈N *,∴n =2或n =3时,a n 有最小值,其最小值为a 2=a 3=-2. (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 >-1-2n ,又n ∈N *,所以k >-3. [方法点评]1.本题给出的数列通项公式可以看作是一个定义在正整数集上的二次函数,因此可以利用二次函数的对称轴来研究其单调性,得到实数k 的取值范围,使问题得到解决.2.本题易错答案为k >-2.原因是忽略了数列作为函数的特殊性,即自变量是正整数. 3.在利用二次函数的观点解决该题时,一定要注意二次函数对称轴位置的选取. [跟踪练习] 已知数列{a n }的通项公式是a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n,试问该数列中有没有最大项?若有,求出最大项和最大项的序号;若没有,请说明理由.解:法一:∵a n +1-a n =(n +2)⎝⎛⎭⎫1011n +1-(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n =⎝⎛⎭⎫1011n ×9-n 11,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,为第9、10项, 且a 9=a 10=10×⎝⎛⎭⎫10119.法二:根据题意,令⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≤a n ,a n ≥a n +1(n ≥2),即⎩⎨⎧n ×⎝⎛⎭⎫1011n -1≤(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n ,(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n≥(n +2)⎝⎛⎭⎫1011n +1,解得9≤n ≤10.又n ∈N *, ∴n =9或n =10,∴该数列中有最大项,为第9、10项, 且a 9=a 10=10×⎝⎛⎭⎫10119.A 组 考点能力演练1.已知数列{a n }满足a 1=0,a n +1=a n +2a n +1+1,则a 13=( ) A .143 B .156 C .168D .195解析:由a n +1=a n +2a n +1+1得a n +1+1=(a n +1+1)2,所以a n +1+1-a n +1=1,又a 1=0,则a n +1=n ,a n =n 2-1,则a 13=132-1=168.答案:C2.(2015·杭州质检)已知数列{a n }满足a 1=0,a n +1=a n -33a n +1(n ∈N *),则a 20=( ) A .0 B .- 3 C. 3D.32解析:本题由数列递推关系式,推得数列{a n }是周期变化的,找出规律,再求a 20.由a 1=0,a n +1=a n -33a n +1(n ∈N *),得a 2=-3,a 3=3,a 4=0,…由此可知:数列{a n }是周期变化的,且三个一循环,所以可得a 20=a 2=-3,故选B.答案:B3.在数列{a n }中,a 3=8,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n +2(n 为奇数),2a n(n 为偶数),则a 5等于( )A .12B .14C .20D .22解析:本题考查数列的基本性质.代入得a4=a3+2=10,a5=2a4=20.答案:C4.在数列{a n}中,有a n+a n+1+a n+2(n∈N*)为定值,且a7=2,a9=3,a98=4,则此数列{a n}的前100项的和S100=()A.200 B.300C.298 D.299解析:由题意,知a n+a n+1+a n+2=a n+1+a n+2+a n+3,则a n=a n+3,所以数列{a n}是周期为3的周期数列,则a1=a4=a7=…=a97=a100=2,a2=a5=…=a98=4,a3=a6=a9=…=a99=3,所以数列的前100项和为(a1+a2+a3)×33+a100=299,故选D.答案:D5.已知在数列{a n}中,a1=2,a2=7,若a n+2等于a n a n+1(n∈N*)的个位数,则a2 016的值为()A.8 B.6C.4 D.2解析:因为a1a2=2×7=14,所以a3=4;因为a2a3=7×4=28,所以a4=8;因为a3a4=4×8=32,所以a5=2;因为a4a5=8×2=16,所以a6=6;因为a5a6=2×6=12,所以a7=2;因为a6a7=6×2=12,所以a8=2;依次计算得a9=4,a10=8,a11=2,a12=6,所以从第3项起,数列{a n}成周期数列,周期为6,因为2 016=2+335×6+4,所以a2 016=6.答案:B6.已知在数列{a n}中,a1=1,a2=0,若对任意的正整数n,m(n>m),有a2n-a2m=a n-a n+m,则a2 015=________.m解析:令n=2,m=1,则a22-a21=a1a3,得a3=-1;令n=3,m=2,则a23-a22=a1a5,得a5=1;令n=5,m=2,则a25-a22=a3a7,得a7=-1,所以猜想当n为奇数时,{a n}为1,-1,1,-1,…,所以a2 015=-1.答案:-17.若数列{(n-a)2}是递增数列,则实数a的取值范围是________.解析:由题意得,对任意的n∈N*.(n+1-a)2>(n-a)2恒成立,即2a<2n+1恒成立,所以2a<(2n+1)min=3,则a<32.答案:⎝⎛⎭⎫-∞,32 8.(2016·蚌埠检查)已知数列{a n }满足:a 1为正整数,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n 2, a n 为偶数,3a n +1, a n 为奇数,如果a 1=1,则a 1+a 2+…+a 2 014=________.解析:由题意知a 1=1,a 2=3×1+1=4,a 3=2,a 4=1,a 5=4,a 6=2,…,所以{a n }的周期为3,因为2 014=3×671+1,所以a 1+a 2+a 3+…+a 2 014=(1+4+2)×671+1=4 698.答案:4 6989.已知数列{a n }的通项公式为a n =-n +p ,数列{b n }的通项公式为b n =2n -5,设c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,a n ≤b n ,b n ,a n >b n .若在数列{c n }中,c 8>c n (n ∈N *,n ≠8),求实数p 的取值范围. 解:由题意得,c 8是数列{c n}中的最大项,所以⎩⎪⎨⎪⎧-7+p >22,-9+p ≤24,-8+p >4,23>-9+p ,解得12<p <17.10.已知数列{a n }中,a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0).(1)若a =-7,求数列{a n }中的最大项和最小项的值; (2)若对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,求a 的取值范围.解:(1)∵a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0),又∵a =-7,∴a n =1+12n -9.结合函数f (x )=1+12x -9的单调性,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.(2)a n =1+1a +2(n -1)=1+12n -2-a 2. ∵对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,结合函数f (x )=1+12x -2-a 2的单调性, 知5<2-a 2<6,∴-10<a <-8. 故a 的取值范围为(-10,-8).B 组 高考题型专练1.(2012·高考大纲全国卷)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( )A .2n -1B.⎝⎛⎭⎫32n -1C.⎝⎛⎭⎫23n -1D.12n -1 解析:由已知S n =2a n +1得S n =2(S n +1-S n ),即2S n +1=3S n ,S n +1S n =32,而S 1=a 1=1,所以S n =⎝⎛⎭⎫32n -1,故选B.答案:B2.(2011·高考四川卷)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6=( )A .3×44B .3×44+1C .45D .45+1解析:法一:a 1=1,a 2=3S 1=3,a 3=3S 2=12=3×41,a 4=3S 3=48=3×42,a 5=3S 4=3×43,a 6=3S 5=3×44.故选A.法二:当n ≥1时,a n +1=3S n ,则a n +2=3S n +1,∴a n +2-a n +1=3S n +1-3S n =3a n +1,即a n +2=4a n +1,∴该数列从第2项开始是以4为公比的等比数列,又a 2=3S 1=3a 1=3,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1 (n =1),3×4n -2 (n ≥2),∴当n =6时,a 6=3×46-2=3×44.答案:A3.(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)数列{a n }满足a n +1=11-a n ,a 8=2,则a 1=________. 解析:由a n +1=11-a n ,得a n =1-1a n +1,∵a 8=2,∴a 7=1-12=12, a 6=1-1a 7=-1,a 5=1-1a 6=2,…, ∴{a n }是以3为周期的数列,∴a 1=a 7=12. 答案:124.(2012·高考上海卷)已知f (x )=11+x.各项均为正数的数列{a n }满足a 1=1,a n +2=f (a n ).若a 2 010=a 2 012,则a 20+a 11的值是________.解析:∵a n +2=11+a n,a 1=1,∴a 3=12, a 5=11+12=23,a 7=11+23=35,a 9=11+35=58,a 11=11+58=813,又a 2 010=a 2 012, 即a 2 010=11+a 2 010⇒a 22 010+a 2 010-1=0, ∴a 2 010=5-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2 010=-5-12舍去. 又a 2 010=11+a 2 008=5-12, ∴1+a 2 008=25-1=5+12,即a 2 008=5-12,依次类推可得a 2 006=a 2 004=…=a 20=5-12,故a 20+a 11=5-12+813=135+326. 答案:135+3265.(2015·高考江苏卷)设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为________.解析:由a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *)得,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n (n +1)2,则1a n =2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和S 10=2⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+110-111 =2⎝⎛⎭⎫1-111=2011. 答案:2011。
高三数学数列知识点总结归纳数列作为数学中的重要概念,在高中数学中占据着重要的地位。
掌握数列的相关知识点是高三学生成功应对数学考试的关键。
本文将对高三数学数列知识点进行总结归纳,帮助同学们更好地理解和应用数列知识。
一、等差数列等差数列是高中数学中最常见的数列类型之一。
等差数列的特点是,数列中每两个相邻的数之间的差都相等,这个差被称为公差。
1.通项公式等差数列的通项公式为:an = a1 + (n-1)d,其中an表示第n个数,a1表示首项,d表示公差。
2.前n项和公式等差数列的前n项和公式为:Sn = [n/2] * (a1 + an),其中Sn表示前n项和,[]表示取整函数。
二、等比数列等比数列是另一种常见的数列类型。
等比数列的特点是,数列中每两个相邻的数之间的比值都相等,这个比值被称为公比。
1.通项公式等比数列的通项公式为:an = a1 * r^(n-1),其中an表示第n个数,a1表示首项,r表示公比。
2.前n项和公式等比数列的前n项和公式为:Sn = a1 * (1 - r^n) / (1 - r),其中Sn表示前n项和。
三、数列的性质与判断除了上述常见的等差数列和等比数列,数列还有一些重要的性质,学生们需要掌握如下内容:1.递推公式数列的递推公式是指通过前一项或多项来求得下一项的公式。
对于等差数列和等比数列而言,递推公式分别为an = an-1 + d和an = an-1 * r。
2.数列的有界性数列的有界性是指数列中的数是否有上界或下界。
有界数列是指存在上界或下界的数列,无界数列是指没有上界或下界的数列。
3.数列的单调性数列的单调性是指数列中的数的排列顺序是否单调递增或单调递减。
如果数列中的数依次递增,则称该数列是递增数列;如果数列中的数依次递减,则称该数列是递减数列。
四、数列的应用数列在实际问题中有广泛的应用,以下是其中一些常见的应用场景:1.复利问题等比数列可应用于复利问题中,比如银行存款利息的计算等。
数列一、 知识梳理概念1.数列的定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每个数称为该数列的项.2.通项公式:如果数列{}n a 的第n 项与序号之间可以用一个式子表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式,即)(n f a n=.3.递推公式:如果已知数列{}n a 的第一项(或前几项),且任何一项n a 与它的前一项1-n a (或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即)(1-=n n a f a 或),(21--=n n n a a f a ,那么这个式子叫做数列{}n a 的递推公式. 如数列{}n a 中,12,11+==n na a a ,其中12+=n n a a 是数列{}n a 的递推公式.4.数列的前n 项和与通项的公式①n na a a S +++= 21; ②⎩⎨⎧≥-==-)2()1(11n S S n S a n n n .5. 数列的表示方法:解析法、图像法、列举法、递推法.6. 数列的分类:有穷数列,无穷数列;递增数列,递减数列,摆动数列,常数数列;有界数列,无界数列.①递增数列:对于任何+∈N n ,均有n n a a >+1.②递减数列:对于任何+∈N n ,均有n n a a <+1.③摆动数列:例如: .,1,1,1,1,1 --- ④常数数列:例如:6,6,6,6,……. ⑤有界数列:存在正数M 使+∈≤N n M a n ,.⑥无界数列:对于任何正数M ,总有项n a 使得M a n >.等差数列1.等差数列的概念如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数d ,这个数列叫做等差数列,常数d 称为等差数列的公差.2.通项公式与前n 项和公式⑴通项公式d n a a n)1(1-+=,1a 为首项,d 为公差.⑵前n 项和公式2)(1n n a a n S +=或d n n na S n )1(211-+=.3.等差中项如果b A a ,,成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项.即:A 是a 与b 的等差中项⇔b a A +=2⇔a ,A ,b 成等差数列.4.等差数列的判定方法 ⑴定义法:d a a n n =-+1(+∈N n ,d 是常数)⇔{}n a 是等差数列;⑵中项法:212+++=n n n a a a (+∈N n )⇔{}n a 是等差数列.5.等差数列的常用性质⑴数列{}n a 是等差数列,则数列{}p a n +、{}n pa (p 是常数)都是等差数列;⑵在等差数列{}n a 中,等距离取出若干项也构成一个等差数列,即 ,,,,32k n k n k n n a a a a +++为等差数列,公差为kd .⑶d m n a a m n)(-+=;b an a n +=(a ,b 是常数);bn an S n +=2(a ,b 是常数,0≠a )⑷若),,,(+∈+=+N q p n m q p nm ,则q p n m a a a a +=+;⑸若等差数列{}n a 的前n 项和n S ,则⎭⎬⎫⎩⎨⎧n S n 是等差数列;⑹当项数为)(2+∈N n n ,则nn a a S S nd S S 1,+==-奇偶奇偶;当项数为)(12+∈-N n n ,则nn S S a S S n 1,-==-奇偶偶奇. 等比数列1.等比数列的概念如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数)0(≠q q ,这个数列叫做等比数列,常数q 称为等比数列的公比. 2.通项公式与前n 项和公式⑴通项公式:11-=n nq a a ,1a 为首项,q 为公比 .⑵前n 项和公式:①当1=q时,1na S n =②当1≠q 时,qqa a q q a S n n n --=--=11)1(11.3.等比中项如果b G a ,,成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项. 即:G 是a 与b 的等差中项⇔a ,A ,b 成等差数列⇒b a G ⋅=2.4.等比数列的判定方法 ⑴定义法:q a a nn =+1(+∈N n ,0≠q 是常数)⇔{}n a 是等比数列; ⑵中项法:221++⋅=n n n a a a (+∈N n )且0≠n a ⇔{}n a 是等比数列.5.等比数列的常用性质⑴数列{}n a 是等比数列,则数列{}n pa 、{}n pa (0≠q 是常数)都是等比数列;⑵在等比数列{}n a 中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即 ,,,,32k n k n k n n a a a a +++为等比数列,公比为kq .⑶),(+-∈⋅=N m n q a a m n m n⑷若),,,(+∈+=+N q p n m q p nm ,则q p n m a a a a ⋅=⋅;⑸若等比数列{}n a 的前n 项和n S ,则k S 、k k S S -2、k k S S 23-、k k S S 34-是等比数列.二、典型例题A 、求值类的计算题(多关于等差等比数列) 1)根据基本量求解(方程的思想) 1、已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,63,6,994=-==nS a a ,求n ;2、等差数列{}n a 中,410a =且3610a a a ,,成等比数列,求数列{}n a 前20项的和20S .3、设{}n a 是公比为正数的等比数列,若16,151==a a ,求数列{}n a 前7项的和.4、已知四个实数,前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,首末两数之和为37,中间两数之和为36,求这四个数.2)根据数列的性质求解(整体思想) 1、已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,1006=a ,则=11S ;2、设n S 、n T 分别是等差数列{}n a 、{}n a 的前n 项和,327++=n n T S nn,则=55b a . 3、设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,若==5935,95S Sa a 则( )4、等差数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,若231n n S n T n =+,则n na b =( ) 5、已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,)(,m n n S m S m n ≠==,则=+n m S .6、在正项等比数列{}n a 中,153537225a a a a a a ++=,则35a a +=_______。
7、已知数列{}n a 是等差数列,若 471017a a a ++=,45612131477a a a a a a ++++++=且13ka =,则k =_________。
8、已知n S 为等比数列{}n a 前n 项和,54=nS ,602=n S ,则=n S 3 .9、在等差数列{}n a 中,若4,184==S S ,则20191817a a a a +++的值为( )10、在等比数列中,已知910(0)a a a a +=≠,1920a a b +=,则99100a a += .11、已知{}n a 为等差数列,20,86015==a a ,则=75a12、等差数列{}n a 中,已知848161,.3S S S S =求 B 、求数列通项公式1) 给出前几项,求通项公式1,0,1,0,……,,21,15,10,6,3,13,-33,333,-3333,33333…… 2)给出前n 项和求通项公式 1、⑴n n S n322+=; ⑵13+=n n S .2、设数列{}n a 满足2*12333()3n na a a a n N +++=∈n-1…+3,求数列{}n a 的通项公式 3)给出递推公式求通项公式 a 、⑴已知关系式)(1n f a a n n +=+,可利用迭加法或迭代法;11232211)()()()(a a a a a a a a a a n n n n n n n +-++-+-+-=-----例:已知数列{}n a 中,)2(12,211≥-+==-n n a a a n n ,求数列{}n a 的通项公式;b 、已知关系式)(1n f a a n n ⋅=+,可利用迭乘法.1122332211a a aa a a a a a a a a n n n n n n n ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-----例、已知数列{}n a 满足:111(2),21nn an n a a n --=≥=+,求求数列{}n a 的通项公式; c 、构造新数列 1°递推关系形如“q pa a n n +=+1”,利用待定系数法求解例、已知数列{}n a 中,32,111+==+n n a a a ,求数列{}n a 的通项公式.2°递推关系形如“,两边同除1n p +或待定系数法求解 例、n n n a a a 32,111+==+,求数列{}n a 的通项公式.3°递推已知数列{}n a 中,关系形如“n n n a q a p a ⋅+⋅=++12”,利用待定系数法求解例、已知数列{}n a 中,n n n a a a a a 23,2,11221-===++,求数列{}n a 的通项公式.4°递推关系形如"11n n n n a pa qa a ---=≠(p,q 0),两边同除以1n n a a -例1、已知数列{}n a 中,1122n n n n a a a a ---=≥=1(n 2),a ,求数列{}n a 的通项公式.例2、数列{}n a 中,)(42,211++∈+==N n a a a a nnn ,求数列{}n a 的通项公式.d 、给出关于n S 和m a 的关系例1、设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知)(3,11++∈+==N n S a a a n n n ,设n n nS b 3-=,求数列{}n b 的通项公式. 例2、设n S 是数列{}n a 的前n 项和,11=a ,)2(212≥⎪⎭⎫⎝⎛-=n S a S n n n .⑴求{}n a 的通项;⑵设12+=n S b nn,求数列{}n b 的前n 项和n T .C 、证明数列是等差或等比数列 1)证明数列等差例1、已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,)(+∈=N n nS b nn.求证:数列{}n b 是等差数列. 例2、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n ·S n -1=0(n ≥2),a 1=21. 求证:{nS 1}是等差数列; 2)证明数列等比例1、设{a n }是等差数列,b n =na ⎪⎭⎫⎝⎛21,求证:数列{b n }是等比数列;例2、数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n }中,若a n +S n =n .设c n =a n -1,求证:数列{c n }是等比数列;例3、已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,11=a ,24+=n n a S .⑴设数列{}n b 中,n n n a a b 21-=+,求证:{}n b 是等比数列;⑵设数列{}n c 中,nn na c 2=,求证:{}n c 是等差数列;⑶求数列{}n a 的通项公式及前n 项和.例4、设n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知()21n n n ba b S -=-⑴证明:当2b =时,{}12n nan --⋅是等比数列;⑵求{}n a 的通项公式例5、已知数列{}n a 满足*12211,3,32().n n n a a a a a n N ++===-∈ ⑴证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; ⑵求数列{}n a 的通项公式;⑶若数列{}n b 满足12111*44 (4)(1)(),nnb b b b n a n N ---=+∈证明{}n b 是等差数列. D 、求数列的前n 项和基本方法: 1)公式法, 2)拆解求和法.例1、求数列n{223}n +-的前n 项和n S . 例2、求数列 ,,,,,)21(813412211n n +的前n 项和n S .例3、求和:2×5+3×6+4×7+…+n (n+3) 2)裂项相消法,数列的常见拆项有:1111()()n n k k n n k =-++;n n n n -+=++111;例1、求和:S =1+n++++++++++ 32113211211例2、求和:nn +++++++++11341231121 .3)倒序相加法,例、设221)(x x x f +=,求: ⑴)4()3()2()()()(213141f f f f f f +++++;⑵).2010()2009()2()()()()(21312009120101f f f f f f f ++++++++4)错位相减法, 例、若数列{}n a 的通项n nn a 3)12(⋅-=,求此数列的前n 项和n S .5)对于数列等差和等比混合数列分组求和例、已知数列{a n }的前n 项和S n =12n -n 2,求数列{|a n |}的前n 项和T n . E 、数列单调性最值问题 例1、数列{}n a 中,492-=n a n ,当数列{}n a 的前n 项和n S 取得最小值时,=n .例2、已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,.16,2541==a a 当n 为何值时,n S 取得最大值;例3、数列{}n a 中,12832+-=n n a n ,求n a 取最小值时n 的值.例4、数列{}n a 中,22+-=n n a n ,求数列{}n a 的最大项和最小项.例5、设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知1a a =,13n n n a S +=+,*n ∈N .(Ⅰ)设3nn n b S =-,求数列{}n b 的通项公式;(Ⅱ)若1n n a a +≥,*n ∈N ,求a 的取值范围.例6、已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,31=a ,)2(21≥=-n a S S n n n .⑴求数列{}n a 的通项公式;⑵数列{}n a 中是否存在正整数k ,使得不等式1+>k ka a 对任意不小于k 的正整数都成立?若存在,求最小的正整数k ,若不存在,说明理由. 例7、非等比数列{}n a 中,前n 项和21(1)4n n S a =--,(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设1(3)nn b n a =-(*)n N ∈,12n n T b b b =+++,是否存在最大的整数m ,使得对任意的n 均有32nmT >总成立?若存在,求出m ;若不存在,请说明理由。