2018年高考数学(文数)二轮复习专题 10数列求和及其应用(讲学案)精品资料Word版含解析
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2018广东高考数学一轮二项式定理在数列求和中的应用一, 二项式定理和杨辉三角介绍:1,二项式定理: ()n n n n r n r r n n n n n n n a b C a b C a b C a b C a b C a b ---+=+++++001112220其中rn C 叫做二项式系数。
2,杨辉三角:二, 重要组合恒等式:(1),r r r n n n C C C ---+=111 证明:()!()!()!()!!()!r r n n n n C C r n r r n r -----+=+----1111111=()!![()]!()!!()!r n n n r n r C r n r r n r -+-==--1(证 毕) (2),()r r r r r r r r n n C C C C C n r +++-++++=>1121证明(数学归纳法):当n r =+1时 上式 左边=1 右边是r r C ++=111,所以是正确的。
假设上式对()n k k r =>正确 即r r r r r r r r k k C C C C C +++-++++=1121那么就有r r r r r r r r r r k k kk C C C C C C C +++-+++++=+1121 再有组合不等式(1)可得r r r r r r r r r k k k C C C C C C +++-++++++=11211故综上所述 对于所有大于r 的正整数n (2)式都是成立的。
三, 一元n 次多项式根与系数的关系对于多项式n n n n n x a xa x a x a ---++++=121210 若,,n x x x x 123 是它的n 个根则有一下等式成立: ()n a x x x -=+++11121()n n a x x x x x x --=+++22121311()i i i k k k a x x x -=∑121 (所有i 个不同的根的乘积的和)()n n a a a a -=1231四, 应用举例为了方便应用,(2)式也可以写成()r r r r r r r r r n r n C C C C C n r ++++-+++++=>1121当r=1,2,3,4的时候上式也就是: ()!n n n ++++=+112312 ()()()!!n n n n n +++++=++1113611223 ()()()()()!!n n n n n n n ++++++=+++1114101212334()()()()()()()!!n n n n n n n n n +++++++=++++111515123123445 例一:求数列n a n =2 的前n 项和。
高考数学第二轮专题复习数列教案二、高考要求1.理解数列的有关概念,了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前n项. 2.理解等差〔比〕数列的概念,掌握等差〔比〕数列的通项公式与前n项和的公式. 并能运用这些知识来解决一些实际问题.3.了解数学归纳法原理,掌握数学归纳法这一证题方法,掌握“归纳—猜想—证明〞这一思想方法.三、热点分析1.数列在历年高考中都占有较重要的地位,一般情况下都是一个客观性试题加一个解答题,分值占整个试卷的10%左右.客观性试题主要考查等差、等比数列的概念、性质、通项公式、前n项和公式、极限的四那么运算法那么、无穷递缩等比数列所有项和等内容,对基本的计算技能要求比较高,解答题大多以考查数列内容为主,并涉及到函数、方程、不等式知识的综合性试题,在解题过程中通常用到等价转化,分类讨论等数学思想方法,是属于中高档难度的题目.2.有关数列题的命题趋势〔1〕数列是特殊的函数,而不等式那么是深刻认识函数和数列的重要工具,三者的综合求解题是对基础和能力的双重检验,而三者的求证题所显现出的代数推理是近年来高考命题的新热点〔2〕数列推理题是新出现的命题热点.以往高考常使用主体几何题来考查逻辑推理能力,近两年在数列题中也加强了推理能力的考查。
〔3〕加强了数列与极限的综合考查题3.熟练掌握、灵活运用等差、等比数列的性质。
等差、等比数列的有关性质在解决数列问题时应用非常广泛,且十分灵活,主动发现题目中隐含的相关性质,往往使运算简洁优美.如a2a4+2a3a5+a4a6=25,可以利用等比数列的性质进行转化:a2a4=a32,a4a6=a52,从而有a32+2aa53+a52=25,即〔a3+a5〕2=25.4.对客观题,应注意寻求简捷方法解答历年有关数列的客观题,就会发现,除了常规方法外,还可以用更简捷的方法求解.现介绍如下:①借助特殊数列. ②灵活运用等差数列、等比数列的有关性质,可更加准确、快速地解题,这种思路在解客观题时表现得更为突出,很多数列客观题都有灵活、简捷的解法5.在数列的学习中加强能力训练数列问题对能力要求较高,特别是运算能力、归纳猜想能力、转化能力、逻辑推理能力更为突出.一般来说,考题中选择、填空题解法灵活多变,而解答题更是考查能力的集中表达,尤其近几年高考加强了数列推理能力的考查,应引起我们足够的重视.因此,在平时要加强对能力的培养。
高考对本节内容的考查仍将以常用方法求和为主,尤其是错位相减法及裂项求和,题型延续解答题的形式.明年高考对数列求和仍是考查的重点.数列的应用以及数列与函数等的综合的命题趋势较强,复习时应予以关注.1.数列求和的方法技巧(1)公式法:直接应用等差、等比数列的求和公式求和.(2)错位相减法这种方法主要用于求数列{a n·b n}的前n项和,其中{a n}、{b n}分别是等差数列和等比数列.(3)倒序相加法这是在推导等差数列前n项和公式时所用的方法,也就是将一个数列倒过来排列(反序),当它与原数列相加时若有公因式可提,并且剩余项的和易于求得,则这样的数列可用倒序相加法求和.(4)裂项相消法利用通项变形,将通项分裂成两项或几项的差,通过相加过程中的相互抵消,最后只剩下有限项的和.(5)分组转化求和法有些数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将数列通项拆开或变形,可转化为几个等差、等比数列或常见的数列,可先分别求和,然后再合并.2.数列的综合问题(1)等差数列与等比数列的综合.(2)数列与函数、方程、不等式、三角、解析几何等知识的综合.(3)增长率、分期付款、利润成本效益的增减等实际应用问题.数列的实际应用问题一般文字叙述较长,反映的事物背景陌生,知识涉及面广,因此要解好应用题,首先应当提高阅读文解能力,将普通语言转化为数学语言或数学符号,实际问题转化为数学问题,然后再用数学运算、数学推文予以解决.【误区警示】1.应用错位相减法求和时,注意项的对应.2.正确区分等差与等比数列模型,正确区分实际问题中的量是通项还是前n 项和.考点一 由递推关系求通项例1、(2016·高考全国卷Ⅲ)(本小题满分12分)已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式.【方法规律】求数列通项的常用方法1.归纳猜想法:已知数列的前几项,求数列的通项公式,可采用归纳猜想法.2.已知S n 与a n 的关系,利用a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2求a n .3.累加法:数列递推关系形如a n +1=a n +f (n ),其中数列{f (n )}前n 项和可求,这种类型的数列求通项公式时,常用累加法(叠加法).4.累乘法:数列递推关系形如a n +1=g (n )a n ,其中数列{g (n )}前n 项积可求,此数列求通项公式一般采用累乘法(叠乘法).5.构造法:(1)递推关系形如a n +1=pa n +q (p ,q 为常数)可化为a n +1+qp -1=p ⎝⎛⎭⎫a n +q p -1(p ≠1)的形式,利用⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +q p -1是以p 为公比的等比数列求解.(2)递推关系形如a n +1=pa n a n +p (p 为非零常数)可化为1a n +1-1a n =1p的形式.【变式探究】数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=3,a n =2S n -1+3n (n ≥2),则该数列的通项公式为a n =________.【答案】(2n +1)3n -1【解析】∵a n =2S n -1+3n ,∴a n -1=2S n -2+3n -1(n ≥3),两式相减得:a n -a n -1=2a n -1+2×3n-1,即a n =3a n -1+2×3n -1,∴a n 3n =a n -13n -1+23(n ≥3),又a 2=2S 1+32=2a 1+32=15,a 232=53,a 13+23=53,即a 232=a 13+23,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n 是以1为首项,23为公差的等差数列,∴a n 3n =1+(n -1)×23,∴a n =(2n +1)3n -1.考点二 分组转化法求和例2、(2016·高考全国卷Ⅱ)S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.(1)求b 1,b 11,b 101;(2)求数列{b n }的前1 000项和.【方法规律】1.若一个数列由若干个等差数列或等比数列组成,则求和时可用分组转化法分别求和再相加减.形如a n =(-1)n f (n )类型,可采用相邻两项并项(分组)后,再分组求和. 2.分组求和中的分组策略 (1)根据等差、等比数列分组. (2)根据正号、负号分组.【变式探究】已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4.(1)求{a n }的通项公式;(2)设c n =a n +b n ,求数列{c n }的前n 项和. 解:(1)等比数列{b n }的公比q =b 3b 2=93=3,所以b 1=b 2q =1,b 4=b 3q =27.设等差数列{a n }的公差为d . 因为a 1=b 1=1,a 14=b 4=27,所以1+13d =27,即d =2. 所以a n =2n -1(n =1,2,3,…). (2)由(1)知,a n =2n -1,b n =3n -1.因此c n =a n +b n =2n -1+3n -1从而数列{c n }的前n 项和S n =1+3+…+(2n -1)+1+3+…+3n -1=n 1+2n -1 2+1-3n 1-3=n 2+3n -12.考点三 错位相减法求和例3、【2017山东,文19】(本小题满分12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且121236,a a a a a +==.(I)求数列{a n }通项公式;(II){ b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和S n ,已知211n n n S b b ++=,求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(Ⅰ)2n n a =.(Ⅱ)2552n nn T +=-. 【解析】又234113572121222222n n n n n T +-+=+++++ , 两式相减得2111311121222222n n n n T -++⎛⎫=++++- ⎪⎝⎭ 所以2552n nn T +=-. 【变式探究】(2016·高考山东卷)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n +b n +1.(1)求数列{b n }的通项公式.(2)令c n = a n +1 n +1b n +2 n,求数列{c n }的前n 项和T n .【方法技巧】错位相减法的关注点1.适用题型:等差数列{a n }与等比数列{b n }对应项相乘({a n ·b n })型数列求和. 2.具体步骤:(1)求和时先乘以数列{b n }的公比; (2)把两个和的形式错位相减; (3)整理结果形式.【变式探究】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,且有S n =1-a n (n ∈N *),点(a n ,b n )在直线y =nx 上.(1)求T n ;(2)试比较T n 和2-n 22n 的大小,并说明理由.(2)令B n =2-n 22n ,则T n -B n =-n +22n +n 22n=n 2-n -22n=n -2 n +12n, 所以当n =1时,T 1-B 1<0, 所以T 1<B 1;当n =2时,T 2-B 2=0, 所以T 2=B 2;当n ≥3时,T n -B n >0, 所以T n >B n .综上所述,当n =1时,T n <2-n 22n ;当n =2时,T n =2-n 22n ;当n ≥3时,T n >2-n 22n .考点四 裂项相消法求和例4、【2017课标3,文17】设数列{}n a 满足123(21)2n a a n a n +++-= . (1)求{}n a 的通项公式; (2)求数列21n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和. 【答案】(1) ()221n a n N n +=∈-;(2)221nn + . 【解析】.(2).,.【变式探究】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足:1a 1+1+2a 2+1+3a 3+1+…+na n +1=n ,n ∈N *.(1)求a n . (2)设T n =1S n +1+1S n +2+1S n +3+…+1S 2n ,是否存在整数m ,使对任意n ∈N *,不等式T n ≤m恒成立?若存在,求出m 的最小值;若不存在,请说明理由.【方法规律】1.裂项相消法是指把数列和式中的各项分别裂开后,某些项可以相互抵消从而求和的方法,主要适用于{1a n a n +1}或{1a n a n +2}(其中{a n }为等差数列)等形式的数列求和.2.裂项相消的规律(1)裂项系数取决于前后两项分母的差. (2)裂项相消后前、后保留的项数一样多. 【方法规律】已知数列{a n }的前n 项和是S n ,且S n +13a n =1(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式.(2)设b n =log 4(1-S n +1)(n ∈N *),T n =1b 1b 2+1b 2b 3+…+1b n b n +1,求使T n ≥1 0082 018成立的最小的正整数n 的值.解:(1)当n =1时,a 1=S 1, 由S 1+13a 1=1⇒a 1=34,当n ≥2时,S n +13a n =1, ①S n -1+13a n -1=1, ②1.【2017山东,文19】(本小题满分12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且121236,a a a a a +==.(I)求数列{a n }通项公式;(II){ b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和S n ,已知211n n n S b b ++=,求数列n n b a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .【答案】(Ⅰ)2n n a =.(Ⅱ)2552n nn T +=-. 【解析】(Ⅰ)设{}n a 的公比为q ,由题意知: ()2211116,a q a q a q +==.又0n a >,解得: 12,2a q ==,。