第1讲 数列的概念与简单表示法
- 格式:doc
- 大小:401.01 KB
- 文档页数:9
《数列的概念与简单表示法》第一课时教学设计一、教材与教学分析1.数列在教材中的地位根据新课程的标准,“数列”这一章首先通过“三角形数”、“正方形数”等大量的实例引入数列的概念,然后将数列作为一种特殊函数,介绍数列的几种简单表示法,等差数列和等比数列.这样就把生活实际与数学有机地联系在一起,这是符合人们的认识规律,让学生体会到数学就在我们身边.作为数列的起始课,为达到新课标的要求,从一开始就培养学生的研究意识、创新意识、合作意识和应用意识,打造数列教与学的良好开端。
教学中从日常生活中大量实际问题入手,探索并掌握它们的一些基本数量关系,感受数列模型的广泛应用(如存款利息、购房贷款等与人们生活联系密切的现实问题).2.教学任务分析(1)了解数列的概念新课标的教学更贴近生活实际.通过实例,引入数列的概念,理解数列的顺序性,感受数列是刻画自然规律的数学模型.了解数列的几种分类.(2)了解数列是一类离散函数,体会数列中项与序号之间的变量依赖关系.3.教学重点与难点重点:理解数列的概念,认识数列是反映自然规律的基本数学模型. 难点:认识数列是一种特殊的函数,发现数列与函数之间的关系二、教学方法小组合作、探究学习模式通过对问题情境的分析讨论的方式,运用从具体到抽象、从特殊到一般的思维训练方法,引导学生探究数学归纳法。
三、学习过程设计【问题情境】1.国际象棋的传说(在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子;在第二个小格内给两粒,第三格内给四粒,照这样下去,每一小格都比前一小格加一倍):每格棋盘上的麦粒数排成一列数;2.古语:一尺之棰,日取其半,万世不竭.每日所取棰长排成一列数;3.童谣:一只青蛙,一张嘴 ,两只眼睛,四条腿; 两只青蛙,两张嘴 ,四只眼睛,八条腿; 三只青蛙,三张嘴 ,六只眼睛,十二条腿;4.中国体育代表团参加六届奥运会获得的金牌数依次排成一列数 。
教师:以上四个问题中的数蕴涵着哪四列数呢?学生:1:23631,2,2,2,,2 2一列数:23451111122222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,,,,,3设计说明:利用学生熟悉的生活实例创设情景引入问题,既可以帮助学生直观地理解数列的概念,又可以使学生认识到“数学来自于生活”活动一:数列的概念探究教师:以上几列数的共同特点是什么?引导学生思考这四列数具有的共同特征,然后让学生抓住数列的特征,归纳得出等比数列概念。
第六篇数列第1讲数列的概念与简单表示法A级基础演练(时间:30分钟满分:55分)一、选择题(每小题5分,共20分)1.在数列{a n}中,a1=1,a2=5,a n+2=a n+1-a n(n∈N*),则a100等于().A.1 B.-1 C.2 D.0解析法一由a1=1,a2=5,a n+2=a n+1-a n(n∈N*),可得该数列为1,5,4,-1,-5,-4,1,5,4,….由此可得此数列周期为6,故a100=-1.法二a n+2=a n+1-a n,a n+3=a n+2-a n+1,两式相加可得a n+3=-a n,a n+6=a n,∴a100=a16×6+4=a4=-1.答案 B2.已知S n是数列{a n}的前n项和,S n+S n+1=a n+1(n∈N*),则此数列是().A.递增数列B.递减数列C.常数列D.摆动数列解析∵S n+S n+1=a n+1,∴当n≥2时,S n-1+S n=a n.两式相减得a n+a n+1=a n+1-a n,∴a n=0(n≥2).当n=1时,a1+(a1+a2)=a2,∴a1=0,∴a n=0(n∈N*),故选C.答案 C3.(2013·北京朝阳区一模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -1(n ∈N *),则a 5=( ). A .-16 B .16 C .31 D .32解析 当n =1时,S 1=a 1=2a 1-1,∴a 1=1,又S n -1=2a n -1-1(n ≥2),∴S n -S n -1=a n =2(a n -a n -1).∴a n a n -1=2.∴a n =1×2n -1,∴a 5=24=16. 答案 B4.(2013·山东省实验中学测试)将石子摆成如图的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为梯形数,根据图形的构成,此数列的第2 014项与5的差即a 2 014-5=( ).A .2 020×2 012B .2 020×2 013C .1 010×2 012D .1 010×2 013解析 结合图形可知,该数列的第n 项a n =2+3+4+…+(n +2).所以a 2 014-5=4+5+…+2 016=2 013×1 010.故选D.答案 D二、填空题(每小题5分,共10分)5.数列{a n }的通项公式a n =-n 2+10n +11,则该数列前________项的和最大. 解析 易知a 1=20>0,显然要想使和最大,则应把所有的非负项求和即可,这样只需求数列{a n }的最末一个非负项.令a n ≥0,则-n 2+10n +11≥0,∴-1≤n ≤11,可见,当n =11时,a 11=0,故a 10是最后一个正项,a 11=0,故前10或11项和最大.答案 10或116.(2013·杭州调研)已知数列{a n }满足a 1=1,且a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则a 2=________;a n =________.解析 由a n =n (a n +1-a n ),可得a n +1a n=n +1n , 则a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 2a 1·a 1=n n -1×n -1n -2×n -2n -3×…×21×1=n ,∴a 2=2,a n =n .答案 2 n三、解答题(共25分)7.(12分)在数列{a n }中,a 1=1,112a n =14a n -1+13(n ≥2),求{a n }的通项公式.解 ∵112a n =14a n -1+13(n ≥2),∴a n =3a n -1+4,∴a n +2=3(a n -1+2).又a 1+2=3,故数列{a n +2}是首项为3,公比为3的等比数列.∴a n +2=3n , 即a n =3n -2.8.(13分)(2013·西安质检)若数列{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=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0,得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2, 又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)可得1S n=2n ,∴S n =12n . 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1). 当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n =⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.B 级 能力突破(时间:30分钟 满分:45分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.在数列{x n }中,若x 1=1,x n +1=1x n +1-1,则x 2 013= ( ).A .-1B .-12 C.12 D .1 解析 将x 1=1代入x n +1=1x n +1-1,得x 2=-12,再将x 2代入x n +1=1x n +1-1, 得x 3=1,所以数列{x n }的周期为2,故x 2 013=x 1=1.答案 D2.定义运算“*”,对任意a ,b ∈R ,满足①a *b =b *a ;②a *0=a ;(3)(a *b )*c =c *(ab )+(a *c )+(c *b ).设数列{a n }的通项为a n =n *1n *0,则数列{a n }为( ).A .等差数列B .等比数列C .递增数列D .递减数列解析 由题意知a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n *1n *0=0]n ·1n +(n *0)+⎝ ⎛⎭⎪⎫0]1n )=1+n +1n ,显然数列{a n } 既不是等差数列也不是等比数列;又函数y =x +1x 在[1,+∞)上为增函数,所以数列{a n }为递增数列.答案 C二、填空题(每小题5分,共10分)3.(2013·合肥模拟)已知f (x )为偶函数,f (2+x )=f (2-x ),当-2≤x ≤0时,f (x )=2x ,若n ∈N *,a n =f (n ),则a 2 013=________.解析 ∵f (x )为偶函数,∴f (x )=f (-x ),∴f (x +2)=f (2-x )=f (x -2).故f (x )周期为4,∴a 2 013=f (2 013)=f (1)=f (-1)=2-1=12.答案 124.(2012·太原调研)设函数f (x )=⎩⎨⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7,数列{a n }满足a n =f (n ),n∈N *,且数列{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是________.解析 ∵数列{a n }是递增数列,又a n =f (n )(n ∈N *),∴⎩⎨⎧ 3-a >0,a >1,f (8)>f (7)⇒2<a <3.答案 (2,3) 三、解答题(共25分)5.(12分)(2013·杭州模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=a (a ≠3),a n +1=S n +3n ,n ∈N *.(1)设b n =S n -3n ,求数列{b n }的通项公式;(2)若a n +1≥a n ,n ∈N *,求a 的取值范围.解 (1)依题意,S n +1-S n =a n +1=S n +3n ,即S n +1=2S n +3n ,由此得S n +1-3n +1=2(S n -3n ),又S 1-31=a -3(a ≠3),故数列{S n -3n }是首项为a -3,公比为2的等比数列, 因此,所求通项公式为b n =S n -3n =(a -3)2n -1,n ∈N *.(2)由(1)知S n =3n +(a -3)2n -1,n ∈N *,于是,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n +(a -3)2n -1-3n -1-(a -3)2n -2=2×3n -1+(a -3)2n -2,当n =1时,a 1=a 不适合上式,故a n =⎩⎨⎧a ,n =1,2×3n -1+(a -3)2n -2,n ≥2. a n +1-a n =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3, 当n ≥2时,a n +1≥a n ⇔12·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3≥0⇔a ≥-9. 又a 2=a 1+3>a 1.综上,所求的a 的取值范围是[-9,+∞).6.(13分)(2012·山东)在等差数列{a n }中,a 3+a 4+a 5=84,a 9=73.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)对任意m ∈N *,将数列{a n }中落入区间(9m,92m )内的项的个数记为b m ,求数列{b m}的前m项和S m.解(1)因为{a n}是一个等差数列,所以a3+a4+a5=3a4=84,即a4=28.设数列{a n}的公差为d,则5d=a9-a4=73-28=45,故d=9. 由a4=a1+3d得28=a1+3×9,即a1=1.所以a n=a1+(n-1)d=1+9(n-1)=9n-8(n∈N*).(2)对m∈N*,若9m<a n<92m,则9m+8<9n<92m+8,因此9m-1+1≤n≤92m-1,故得b m=92m-1-9m-1.于是S m=b1+b2+b3+…+b m=(9+93+…+92m-1)-(1+9+…+9m-1)=9×(1-81m)1-81-1-9m1-9=92m+1-10×9m+180.。
2.1数列的概念与简单表示法 第一课时一、学习目标:1、理解数列及数列的通项公式的相关概念,明白数列和函数之间的关系;2、对于比较简单的数列,会根据其前几项的特征写出它的一个通项公式.二、自学探究:阅读课本2830P P -页,完成下列问题:1. 数列及其有关概念:① 数列的概念:②数列的一般形式可以写成:③说出{}n a 与n a 的区别:④ 数列的分类:2. 数列的表示方法:① 讨论下列数列中的每一项与序号的关系:1,12,14,18,、、、;136,10,、、、;1,4,9,16,、、、.(数列的每一项都与序号有关,即数列可以看成是项数与项之间的函数.)② 数列的通项公式:(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.)③ 数列的表示方法:___________,___________,__________3、数列与函数之间的关系:4、写出下面数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:①0.5,0.5,0.5,、、、②1,-1,1,-1,、、、(可用分段函数表示)③-1,12,-14,18,、、、思考:是不是所有的数列都存在通项公式?根据数列的前几项写出的通项公式是唯一的吗?三、合作探究1、根据数列的前几项写出数列一个通项公式(1)2,5,8,11,14,---(2)4,0,4,0,4,0(4) (1)9,99,999,9999,(2)1,11,111,1111,(3)7,77,777,7777,⎧⎪⎨⎪⎩(5)1925,2,,8,,222(6)246810,,,,315356399--- 2、已知数列{}n a 的通项公式为2328n a n n =-。
(1)写出数列的第4项和第6项;(2)问-49是否是该数列的一项?如果是,应是哪一项?68是否是该数列的一项呢?四、课堂检测:1、课本31页练习题4题2、课本33也A 组2题,3题,5题五、反思与小结六、课后作业根据数列的前几项写出数列一个通项公式(1)1,3,7,15,31,(2)0.9,0.99.0.999.0.9999,(3)222221324354,,,,;1357---- (4)414242,,,,,,5211717---。
《数列的概念与简单表示法》教案第一章:数列的定义1.1 学习目标:理解数列的定义,能够识别数列的基本特征。
1.2 教学内容:1.2.1 数列的定义:按照一定的顺序排列的一列数。
1.2.2 数列的项:数列中的每一个数称为项。
1.2.3 数列的顺序:数列中项的排列顺序称为数列的顺序。
1.3 教学活动:1.3.1 引入数列的概念,让学生通过观察实际例子来理解数列的定义。
1.3.2 引导学生分析数列的基本特征,如顺序、项等。
1.3.3 进行数列的实例练习,让学生能够识别和描述不同的数列。
第二章:数列的表示法2.1 学习目标:掌握数列的常见表示法,能够正确写出数列的前几项。
2.2 教学内容:2.2.1 列举法:将数列的每一项按顺序写出来。
2.2.2 描述法:用数学公式或文字描述数列的规律。
2.2.3 数列的通项公式:用公式表示数列中任意一项的值。
2.3 教学活动:2.3.1 介绍列举法和描述法,让学生通过实际例子学会用不同的方式表示数列。
2.3.2 引导学生理解数列的通项公式,并能够根据规律写出数列的前几项。
2.3.3 进行数列表示法的练习,让学生能够灵活运用不同的表示法。
第三章:数列的性质3.1 学习目标:理解数列的性质,能够运用数列的性质进行问题的解决。
3.2 教学内容:3.2.1 数列的项数:数列中项的个数称为数列的项数。
3.2.2 数列的项的公共性质:数列中所有项都具有的性质称为数列的项的公共性质。
3.2.3 数列的性质:数列的项的公共性质称为数列的性质。
3.3 教学活动:3.3.1 引导学生通过观察和分析数列的实例,发现数列的性质。
3.3.2 让学生通过实际的例题,学会运用数列的性质进行问题的解决。
3.3.3 进行数列性质的练习,让学生能够熟练运用数列的性质。
第四章:数列的分类4.1 学习目标:了解数列的分类,能够识别不同类型的数列。
4.2 教学内容:4.2.1 数列的分类:按照数列的性质和规律,将数列分为不同的类型。
§2.1数列的概念与简单表示法学习目标 1.理解数列及其有关概念(难点);2.理解数列的通项公式,并会用通项公式写出数列的任意一项(重点);3.对于比较简单的数列,会根据其前几项写出它的一个通项公式.4、理解数列的几种表示方法,能从函数的观点研究数列;5.理解递推公式的含义,能根据递推公式求出数列的前几项(重、难点).知识点一数列的概念1.数列与数列的项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做这个数列的项.数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第1项(通常也叫做首项),排在第二位的数称为这个数列的第2项,……,排在第n位的数称为这个数列的第n项.2.数列的表示方式数列的一般形式可以写成a1,a2,…,a n,…,简记为{a n}.3.数列中的项的性质:(1)确定性;(2)可重复性;(3)有序性.知识点二数列的分类1.按项的个数分类2.按项的变化趋势分类知识点三数列的函数性质1.数列可以看成以正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数an=f(n),当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.2.在数列{an}中,若an+1>an,则{an}是递增数列;若an+1<an,则{an}为递减数列;若an+1=an,则{an}为常数列.知识点四数列的表示方法1、如果数列{a n}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.2.数列的递推公式:如果数列{an}的第1项或前几项已知,并且数列{an}的任一项an与它的前一项an -1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子就叫做这个数列的递推公式.3.数列的通项公式与递推公式有什么区别?题型一 数列的概念与分类规律方法 处理数列分类问题的技巧 (1)有穷数列与无穷数列.判断给出的数列是有穷数列还是无穷数列,只需观察数列是有限项还是无限项.若数列含有限项,则是有穷数列,否则为无穷数列. (2)数列的单调性若满足a n <a n +1(n ∈N *)则是递增数列;若满足a n >a n +1(n ∈N *)则是递减数列;若满足a n =a n +1(n ∈N *)则是常数列;若a n 与a n +1(n ∈N *)的大小不确定时,则是摆动数列.【例1】 (1)下列四个数列中,既是无穷数列又是递增数列的是( ) A.1,12,13,14,… B.sin π7,sin 2π7,sin 3π7,…C.-1,-12,-14,-18,… D.1,2,3,…,21(2)设函数f (x )=⎩⎨⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7,数列{a n }满足a n =f (n ),n ∈N *,且数列{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫94,3 B.[94,3) C.(1,3) D.(2,3) 答案 (1)C (2)D【训练】 下列形式中哪些是数列?若是数列,哪些是有穷数列,哪些是无穷数列? (1){0,1,2,3,4};(2)0,1,2,3,4; (3)0,1,2,3,4,…;(4)1,-1,1,-1,1,-1,…; (5)6,6,6,6,6.解 (1)是集合,不是数列;(2)(3)(4)(5)是数列.其中(3)(4)是无穷数列,(2)(5)是有穷数列.题型二 数列的通项公式规律方法 1.根据数列的前几项求通项公式的思路 (1)统一项的结构,如都化成分数,根式等;(2)分析结构中变化的部分与不变的部分,探索变化部分的规律与对应序号间的函数关系式; (3)对于符号交替出现的情况,可先观察其绝对值,再用(-1)n 处理符号;(4)对于周期出现的数列,可考虑拆成几个简单数列和的形式,或者利用周期函数,如三角函数等.2.利用数列的通项公式求某项的方法数列的通项公式给出了第n项a n与它的位置序号n之间的关系,只要用序号代替公式中的n,就可以求出数列的相应项.3.判断某数值是否为该数列的项的方法先假定它是数列中的第n项,然后列出关于n的方程.若方程解为正整数,则是数列的一项;若方程无解或解不是正整数,则不是该数列的一项.方向1 根据通项公式写数列的项【例2-1】根据下面数列{a n}的通项公式,写出它的前5项:(1)a n=nn+1; (2)a n=(-1)n n.方向2 观察法求数列的通项公式【例2-2】根据数列的前几项,写出下面各数列的一个通项公式.(1)-3,0,3,6,9,…;(2)3,5,9,17,33,…;(3)2,0,2,0,2,0,…;(4)12,14,-58,1316,-2932,6164,….解(1) a n=-3+(n-1)×3=3n-6(n∈N*).(2)a n=2n+1(n∈N*).(3)a n=1+(-1)n-1(n∈N*).(4)a n=(-1)n 2n-32n(n∈N*).方向3 数列的通项公式的简单应用【例2-3】已知数列{a n}的通项公式为a n=1n(n+2)(n∈N*),则(1)计算a3+a4的值;(2)1120是不是该数列中的项?若是,应为第几项?若不是,说明理由.解(1)∴a3+a4=115+124=13120.(2)若1120为数列{a n}中的项,则1n(n+2)=1120,∴n(n+2)=120,∴n2+2n-120=0,∴n=10或n=-12(舍),即1120是数列{a n}的第10项.题型三 数列的函数特性1.已知数列{a n }的通项公式是a n =(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n,试问该数列有没有最大项?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 =(9-n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n11,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 . 则a 1<a 2<a 3<…<a 9=a 10>a 11>a 12>…,故数列{a n }有最大项,为第9项和第10项,且a 9=a 10=10×⎝ ⎛⎭⎪⎫10119.法二 根据题意,令⎩⎨⎧a n -1≤a na n ≥a n +1,即⎩⎨⎧n ×⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n -1≤(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n (n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n ≥(n +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n +1,解得9≤n ≤10.又n ∈N *,则n =9或n =10.故数列{a n }有最大项,为第9项和第10项,且a 9=a 10=10×⎝ ⎛⎭⎪⎫10119.规律方法 1.由于数列是特殊的函数,所以可以用研究函数的思想方法来研究数列的相关性质,如单调性、最大值、最小值等,此时要注意数列的定义域为正整数集或其有限子集{1,2,…,n }这一条件.2.可以利用不等式组⎩⎨⎧a n -1≤a n ,a n ≥a n +1,找到数列的最大项;利用不等式组⎩⎨⎧a n -1≥a n ,a n ≤a n +1,找到数列的最小项.【训练】 已知数列{a n }的通项公式为a n =nn 2+9(n ∈N *),写出其前5项,并判断数列{a n }的单调性.解 当n =1,2,3,4,5时,a n 依次为110,213,16,425,534, a n +1-a n =n +1(n +1)2+9-nn 2+9=-n 2-n +9[(n +1)2+9][n 2+9].∵函数f (x )=-x 2-x +9=-⎝⎛⎭⎪⎫x +122+374在[1,+∞)上单调递减,又f (1)=7>0,f (2)=3>0,f (3)<0,∴当n =1,2时,a n +1>a n ,当n ≥3,n ∈N *时,a n +1<a n , 即a 1<a 2<a 3>a 4>a 5>….∴数列{a n}的前3项是递增的,从第3项往后是递减的.题型四数列的递推数列规律方法 1.由递推公式写出通项公式的步骤(1)先根据递推公式写出数列的前几项(至少是前3项).(2)根据写出的前几项,观察归纳其特点,并把每一项统一形式.(3)写出一个通项公式并证明.2.递推公式的常见类型及通项公式的求法(1)求形如a n+1=a n+f(n)的通项公式.将原来的递推公式转化为a n+1-a n=f(n),再用累加法(逐差相加法)求解,即a n=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a n-a n-1)=a1+f(1)+f(2)+f(3)+…+f(n-1).(2)求形如a n+1=f(n)a n的通项公式.将原递推公式转化为an+1an=f(n),再利用累乘法(逐商相乘法)求解,即由a2a1=f(1),a3a2=f(2),…,an a n-1=f(n-1),累乘可得ana1=f(1)f(2)…f(n-1).方向1 由递推公式写出数列的项1、已知数列{a n}的第一项a1=1,以后的各项由递推公式a n+1=2a nan+2给出,试写出这个数列的前5项.解∵a1=1,a n+1=2a nan+2,∴a2=2a1a1+2=23,a3=2a2a2+2=2×2323+2=12,a4=2a3a3+2=2×1212+2=25,a 5=2a4a4+2=2×2525+2=13.故该数列的前5项为1,23,12,25,13.方向2 由数列的递推公式求通项公式2、已知数列{a n}满足a1=1,a n=a n-1+1n(n-1)(n≥2),写出该数列前5项,并归纳出它的一个通项公式.解∵a1=1,a n=a n-1+1n(n-1)(n≥2),∴a2=a1+12×1=1+12=32,a3=a2+13×2=32+16=53,a 4=a3+14×3=53+112=74,a5=a4+15×4=74+120=95.故数列的前5项分别为1,32,53,74,95.由于1=2×1-11,32=2×2-12,53=2×3-13,74=2×4-14,95=2×5-15,故数列{a n }的一个通项公式为a n =2n -1n=2-1n.方向3 构造数列法求通项公式3、设{a n }是首项为1的正项数列,且(n +1)a 2n +1-na 2n +a n +1a n =0(n ∈N *),则它的通项公式a n =________.法一 (累乘法):把(n +1)a 2n +1-na 2n +a n +1a n =0分解因式,得[(n +1)a n +1-na n ](a n +1+a n )=0. ∵a n >0,∴a n +1+a n >0,∴(n +1)a n +1-na n =0,∴a n +1a n =n n +1,∴a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a na n -1=12×23×34×…×n -1n ,∴a n a 1=1n .又∵a 1=1,∴a n =1n a 1=1n . 法二 (迭代法):同法一,得a n +1a n =n n +1,∴a n +1=n n +1a n ,∴a n =n -1n ·a n -1=n -1n ·n -2n -1·a n -2=n -1n ·n -2n -1·n -3n -2·a n -3…=n -1n ·n -2n -1·n -3n -2·…·12a 1=1n a 1.又∵a 1=1,∴a n =1n .法三 (构造特殊数列法):同法一,得a n +1a n =nn +1, ∴(n +1)a n +1=na n ,∴数列{na n }是常数列,∴na n =1·a 1=1,∴a n =1n.练习1.下列叙述正确的是( D )A.数列1,3,5,7与7,5,3,1是相同的数列B.数列0,1,2,3,…可以表示为{n }C.数列0,1,0,1,…是常数列 D.数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫n n +1是递增数列 2.数列2,3,4,5,…的一个通项公式为( B )A.a n =nB.a n =n +1C.a n =n +2D.a n =2n 解析 这个数列的前4项都比序号大1,所以,它的一个通项公式为a n =n +1. 3.数列-1,85,-157,249,…的一个通项公式是(D )A.a n =(-1)n·n 2+n 2n +1 B.a n =(-1)n·n 2+32n -1C.a n =(-1)n·(n +1)2-12n -1 D.a n =(-1)n ·n (n +2)2n +14.已知数列{a n }的通项公式a n =(-1)n -1·n2n -1,则a 1=________;a n +1=________.a 1=(-1)1-1×12×1-1=1,a n+1=(-1)n+1-1(n+1)2(n+1)-1=(-1)n(n+1)2n+1.答案 1(-1)n(n+1)2n+15.已知数列{a n}的通项公式为a n=-n2+n+110.(1)20是不是{a n}中的一项?(2)当n取何值时,a n=0.解(1)令a n=-n2+n+110=20,即n2-n-90=0,∴(n+9)(n-10)=0,∴n=10或-9(舍). ∴20是数列{a n}中的一项,且为数列{a n}中的第10项.(2)令a n=-n2+n+110=0,即n2-n-110=0,∴(n-11)(n+10)=0,∴n=11或n=-10(舍),∴当n=11时,a n=0.6.下列四个命题:①如果已知一个数列的递推公式及其首项,那么可以写出这个数列的任何一项;②数列23,34,45,56,…的通项公式是a n=nn+1;③数列的图象是一群孤立的点;④数列1,-1,1,-1,…与数列-1,1,-1,1,…是同一数列.其中真命题的个数是()A.1B.2C.3D.4解析只有③正确.①中,如已知a n+2=a n+1+a n,a1=1,无法写出除首项外的其他项.②中a n=n+1n+2,④中-1和1排列的顺序不同,即二者不是同一数列.7.数列2,4,6,8,10,…的递推公式是( c )A.a n=a n-1+2(n≥2)B.a n=2a n-1(n≥2)C.a1=2,a n=a n-1+2(n≥2)D.a1=2,a n=2a n-1(n≥2)解析A,B中没有说明某一项,无法递推,D中a1=2,a2=4,a3=8,不合题意.8.数列{x n}中,若x1=1,x n+1=1xn+1-1,则x2 017等于( D )A.-1B.-12C.12D.1解析∵x1=1,∴x2=-12,∴x3=1,∴数列{x n}的周期为2,∴x2 017=x1=1.9.已知数列{a n},对于任意的p,q∈N*,都有a p+a q=a p+q,若a1=19,则a36=________.由已知得a1+a1=a1+1=a2,∴a2=29,同理a4=49,a8=89,∴a9=a8+1=a8+a1=89+19=1,∴a36=2a18=4a9=4.10.求数列{-2n2+29n+3}中的最大项.a n =-2n2+29n+3=-2⎝⎛⎭⎪⎫n-2942+10818.由于n∈N*,故当n取距离294最近的正整数7时,a n取得最大值108,∴数列{-2n2+29n+3}中的最大项为a7=108.。
第1讲 数列的概念与简单表示法 【2013年高考会这样考】 1.以数列的前几项为背景,考查“归纳—推理”思想. 2.考查已知数列的通项公式或递推关系,求数列的某项. 3.考查由数列的递推关系式求数列的通项公式,已知Sn与an的关系求an等. 【复习指导】 1.本讲复习主要以数列的概念、通项公式的求法为主. 2.对于归纳通项公式的题目,归纳出通项后要进行验证. 3.熟练掌握求解数列通项公式的基本方法,尤其是已知递推关系求通项这种基本的方法,另外注意累加法、累积法的灵活应用.
基础梳理 1.数列的定义 按照一定顺序排列着的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项. 2.数列的分类
分类原则 类型 满足条件 按项数分类 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分类 递增数列 an+1>an 其中n∈N+ 递减数列 an+1<an 常数列 an+1=an
按其他标准分类
有界数列 存在正数M,使|an|≤M
摆动数列 an的符号正负相间,如1,-1,1,-1,„ 3.数列的表示法 数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 4.数列的通项公式 如果数列{an}的第n项an与n之间的函数关系可以用一个式子an=f(n)来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式. 5.Sn与an的关系
已知Sn,则an= S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.在数列{an}中,若an最大,则 an≥an-1,an≥an+1.若
an最小,则 an≤an-1,an≤an+1.
一个联系 数列是一种特殊的函数,即数列是一个定义在非零自然数集或其子集上的函数,当自变量依次从小到大取值时所对应的一列函数值,就是数列.因此,在研究函数问题时既要注意函数方法的普遍性,又要考虑数列方法的特殊性. 两个区别 (1)若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两个数列,这有别于集合中元素的无序性. (2)数列中的数可以重复出现,而集合中的元素不能重复出现. 三种方法 由递推式求通项an的方法: (1)an+1-an=f(n)型,采用叠加法;
(2)an+1an=f(n)型,采用叠乘法; (3)an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)型,采用待定系数法转化为等比数列解决. 双基自测 1.(人教A版教材习题改编)已知数列{an}的前4项分别为2,0,2,0,则下列各式不可以作为数列{an}的通项公式的一项是( ).
A.an=1+(-1)n+1 B.an=2sinnπ2 C.an=1-cos nπ D.an= 2,n为奇数0,n为偶数 解析 根据数列的前4项验证. 答案 B 2.在数列{an}中,a1=1,an=2an-1+1,则a5的值为( ). A.30 B.31 C.32 D.33 解析 a5=2a4+1=2(2a3+1)+1=22a3+2+1=23a2+22+2+1=24a1+23+22+2+1=31. 答案 B 3.已知an+1-an-3=0,则数列{an}是( ). A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.不确定 解析 ∵an+1-an-3=0,∴an+1-an=3>0,∴an+1>an. 故数列{an}为递增数列. 答案 A 4.设数列{an}的前n项和Sn=n2,则a8的值为( ). A.15 B.16 C.49 D.64 解析 由于Sn=n2,∴a1=S1=1. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,又a1=1适合上式. ∴an=2n-1,∴a8=2×8-1=15. 答案 A 5.(2012·泰州月考)数列1,1,2,3,5,8,13,x,34,55,„中x的值为________. 解析 观察数列中项的规律,易看出数列从第三项开始每一项都是其前两项的和. 答案 21
考向一 由数列的前几项求数列的通项 【例1】►写出下面各数列的一个通项公式: (1)3,5,7,9,„; (2)12,34,78,1516,3132,„; (3)-1,32,-13,34,-15,36,„; (4)3,33,333,3 333,„. [审题视点] 先观察各项的特点,然后归纳出其通项公式,要注意项与项之间的关系,项与前后项之间的关系. 解 (1)各项减去1后为正偶数,所以an=2n+1.
(2)每一项的分子比分母少1,而分母组成数列21,22,23,24,„,所以an=2n-12n. (3)奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含因子(-1)n;各项绝对值的分母组成数列1,2,3,4,„;而各项绝对值的分子组成的数列中,奇数项为1,偶数项为
3,即奇数项为2-1,偶数项为2+1,所以an=(-1)n·2+-1nn.
也可写为an= -1n,n为正奇数,3n,n为正偶数. (4)将数列各项改写为:93,993,9993,9 9993,„, 分母都是3,而分子分别是10-1,102-1,103-1,104-1,„,所以an=13(10n-1). 根据数列的前几项求通项公式时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:(1)分式中分子、分母的特征;(2)相邻项的变化特征;(3)拆项后的特征:把数列的项分成变化的部分和不变的部分;(4)各项符号特征.若关系不明显时,应将部分项作适当的变形,统一成相同的形式,让规律凸现出来. 【训练1】 已知数列{an}的前四项分别为1,0,1,0,给出下列各式:
①an=1--1n2;②an=1+-1n2;③an=sin2nπ2;④an=1-cos nπ2;⑤an=
1n为正偶数0n为正奇数;⑥an=1+-1n+12+(n-1)(n-2).其中可以作为数列{an}的通
项公式的有________(填序号). 答案 ①③④ 考向二 由an与Sn的关系求通项an 【例2】►已知数列{an}的前n项和为Sn=3n-1,则它的通项公式为an=________. [审题视点] 利用an=Sn-Sn-1(n≥2)求解. 解析 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-1-(3n-1-1)=2·3n-1;当n=1时,a1=S1
=2也满足an=2·3n-1.
故数列{an}的通项公式为an=2·3n-1. 答案 2·3n-1
数列的通项an与前n项和Sn的关系是an= S1,n=1,Sn-Sn-1, n≥2.当n=1时,a1若适合Sn-Sn-1,则n=1的情况可并入n≥2时的通项an;当n=1时,a1若不适合Sn-Sn-1,则用分段函数的形式表示. 【训练2】 已知数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则其通项公式为________. 解析 当n=1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2; 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]=6n-5,显然当n=1时,不满足上式.
故数列的通项公式为an= 2,n=1,6n-5,n≥2.
答案 an= 2,n=16n-5,n≥2 考向三 由数列的递推公式求通项 【例3】►根据下列条件,确定数列{an}的通项公式. (1)a1=1,an+1=3an+2;
(2)a1=1,an=n-1nan-1(n≥2); (3)已知数列{an}满足an+1=an+3n+2,且a1=2,求an. [审题视点] (1)可用构造等比数列法求解.(2)可转化后利用累乘法求解.(3)可利用累加法求解. 解 (1)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1), ∴an+1+1an+1=3,∴数列{an+1}为等比数列,公比q=3, 又a1+1=2,∴an+1=2·3n-1,∴an=2·3n-1-1. (2)∵an=n-1nan-1(n≥2),∴an-1=n-2n-1an-2,„,a2=12a1.以上(n-1)个式子相乘
得an=a1·12·23·„·n-1n=a1n=1n. (3)∵an+1-an=3n+2,∴an-an-1=3n-1(n≥2), ∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+„+(a2-a1)+a1=n3n+12(n≥2).当n=1时,a1=12×(3×1+1)=2符合公式,∴an=32n2+n2. 已知数列的递推关系,求数列的通项时,通常用累加、累乘、构造法求解.当出现an=an-1+m时,构造等差数列;当出现an=xan-1+y时,构造等
比数列;当出现an=an-1+f(n)时,用累加法求解;当出现anan-1=f(n)时,用累乘法求解. 【训练3】 根据下列各个数列{an}的首项和基本关系式,求其通项公式. (1)a1=1,an=an-1+3n-1(n≥2);
(2)a1=2,an+1=an+ln1+1n. 解 (1)∵an=an-1+3n-1(n≥2),∴an-1=an-2+3n-2, an-2=an-3+3n-3, „ a2=a1+31, 以上(n-1)个式子相加得
an=a1+31+32+„+3n-1=1+3+32+„+3n-1=3n-12. (2)∵an+1=an+ln1+1n, ∴an+1-an=ln1+1n=lnn+1n, ∴an-an-1=lnnn-1,an-1-an-2=lnn-1n-2,