2013年高考数学第一轮复习单元第14讲 数列概念及等差数列
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1 2013年高考数学第一轮复习单元 第14讲 数列概念及等差数列
一.【课标要求】 1.数列的概念和简单表示法;通过日常生活中的实例,了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图像、通项公式),了解数列是一种特殊函数; 2.通过实例,理解等差数列的概念,探索并掌握等差数列的通项公式与前n项和的公式; 3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题。体会等差数列与一次函数的关系 二.【命题走向】 数列在历年高考都占有很重要的地位,一般情况下都是一至二个客观性题目和一个解答题。对于本将来讲,客观性题目主要考察数列、等差数列的概念、性质、通项公式、前n项和公式等基本知识和基本性质的灵活应用,对基本的计算技能要求比较高 预测2013年高考: 1.题型既有灵活考察基础知识的选择、填空,又有关于数列推导能力或解决生产、生活中的实际问题的解答题; 2.知识交汇的题目一般是数列与函数、不等式、解析几何、应用问题联系的综合题,还可能涉及部分考察证明的推理题 三.【要点精讲】 1.数列的概念 (1)数列定义:按一定次序排列的一列数叫做数列; 数列中的每个数都叫这个数列的项。记作na,在数列第一个位置的项叫第1项(或首项),在第二个位置的叫第2项,„„,序号为n 的项叫第n项(也叫通项)记作na; 数列的一般形式:1a,2a,3a,„„,na,„„,简记作 na。 (2)通项公式的定义:如果数列}{na的第n项与n之间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫这个数列的通项公式 例如,数列①的通项公式是na= n(n7,nN),数列②的通项公式是na= 1n(nN)。 说明:①na表示数列,na表示数列中的第n项,na= fn表示数列的通项公式; ② 同一个数列的通项公式的形式不一定唯一。例如,na= (1)n=1,21()1,2nkkZnk; ③不是每个数列都有通项公式。例如,1,1.4,1.41,1.414,„„ (3)数列分类:①按数列项数是有限还是无限分:有穷数列和无穷数列;②按数列项与项之间的大小关系分:单调数列(递增数列、递减数列)、常数列和摆动数列 (4)递推公式定义:如果已知数列na的第1项(或前几项),且任一项na与它的前一项1na
(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个
数列的递推公式 2
2.等差数列 (1)等差数列定义:一般地,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,那么这个数列就叫等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示。用递推公式表示为1(2)nnaadn或1(1)nnaadn。 (2)等差数列的通项公式:1(1)naand; 说明:等差数列(通常可称为AP数列)的单调性:d0为递增数列,0d为常数列,0d 为递减数列。
(3)等差中项的概念:a,A,b成等差数列2abA。
(4)等差数列的前n和的求和公式:11()(1)22nnnaannSnad。 四.【典例解析】 题型1:数列概念
例1(1)、已知为等差数列,,则等于 A. -1 B. 1 C. 3 D.7 选B。 解:∵135105aaa即33105a∴335a同理可得433a∴公差432daa∴204(204)1aad. (2)、根据数列前4项,写出它的通项公式:
1)1,3,5,7……;2)2212,2313,2414,2515;3)11*2,12*3,13*4,14*5。
解:(1)na=21n; (2)na= 2(1)11nn; (3)na= (1)(1)nnn。 例2.数列na中,已知21()3nnnanN, (1)写出10a,1na,2na; (2)2793是否是数列中的项?若是,是第几项? 解:(1)∵21()3nnnanN,∴10a21010110933,
1na221113133nnnn
,2na222421133nnnn;
2)令2793213nn,解得15,16nn或,∵nN,∴15n, 即2793为该数列的第15项。 题型2:数列的递推公式 例3.(1)已知数列na适合:11a,1na22nnaa,写出前五项并写出其通项公式; 3
2)用上面的数列na,通过等式1nnnbaa构造新数列nb,写出nb,并写出nb的前5项 解:(1)11a ,223a,324a,425a,526a,……,21nan;
(2)22212(1)(2)nbnnnn, 113b,216b,3110b,4115b,5121b. 点评:会根据数列的前几项写出数列的一个通项公式,了解递推公式是给出数列的又一种重要方法,能根据递推公式写出数列的前几项。 题型3:数列的应用 例5、如果一个数列的各项都是实数,且从第二项开始,每一项与它前一项的平方差是相同的常数,则称该数列为等方差数列,这个常数叫这个数列的公方差. (1)设数列{}na是公方差为p的等方差数列,求na和1na(2 )nnN,的关系式; (2)若数列{}na既是等方差数列,又是等差数列,证明该数列为常数列; (3) 设数列{}na是首项为2,公方差为2的等方差数列,若将12310aaaa,,,,这种顺 序的排列作为某种密码,求这种密码的个数. (1)解:由等方差数列的定义可知:221nnaap(2 )nnN, (2)证法一:∵{}na是等差数列,设公差为d,则11nnnnaaaad 又{}na是等方差数列,∴222211nnnnaaaa ∴ 1111()()()()nnnnnnnnaaaaaaaa 即211()20nnnndaaaad, ∴0d,即{}na是常数列. 证法二:∵{}na是等差数列,设公差为d,则1nnaad„„○1 又{}na是等方差数列,设公方差为p,则221nnaap„„○2 ○1代入○2得,220nddap„„○3 同理有,2120nddap„„○4 两式相减得:即212()20nndaad, ∴0d,即{}na是常数列. (3)依题意, 2212nnaa(2 )nnN,,214a,242(1)22nann ∴22nan,或22nan, 即该密码的第一个数确定的方法数是1,其余每个数都有“正”或“负”两种 确定方法,当每个数确定下来时,密码就确定了,即确定密码的方法数是92512种, 故,这种密码共512种. 。 4
例6.在某报《自测健康状况》的报道中,自测血压结果与相应年龄的统计数据如下表.观察表中数据的特点,用适当的数填入表中空白(_____)内
答案:140 85 解析:从题目所给数据规律可以看到:收缩压是等差数列.舒张压的数据变化也很有规律:随着年龄的变化,舒张压分别增加了3毫米、2毫米,„照此规律,60岁时的收缩压和舒张压分别为140;85. 点评:本题以实际问题为背景,考查了如何把实际生活中的问题转化为数学问题的能力.它不需要技能、技巧及繁杂的计算,需要有一定的数学意识,有效地把数学过程实施为数学思维活动。 题型4:等差数列的概念 例7.设Sn是数列{an}的前n项和,且Sn=n2,则{an}是( ) A.等比数列,但不是等差数列 B.等差数列,但不是等比数列 C.等差数列,而且也是等比数列 D.既非等比数列又非等差数列 答案:B;
解:an=)2( 12)1( 1)2( )1( 11nnnanSSnSnnn ∴an=2n-1(n∈N)
又an+1-an=2为常数,12121nnaann≠常数 ∴{an}是等差数列,但不是等比数列. 点评:本题主要考查等差数列、等比数列的概念和基本知识,以及灵活运用递推式an=Sn-Sn-
1的推理能力.但不要忽略a1,解法一紧扣定义,解法二较为灵活
例8.设数列}{na、}{nb、}{nc满足:2nnnaab,2132nnnnaaac(n=1,2,3,…), 证明:}{na为等差数列的充分必要条件是}{nc为等差数列且1nnbb(n=1,2,3,…) 证明:1必要性:设数列}{na是公差为1d的等差数列,则: )(311nnnnaabb)(2nnaa=)(1nnaa)(23nnaa=1d-1d=0, ∴1nnbb(n=1,2,3,…)成立; 又2)(11nnnnaacc)(12nnaa)(323nnaa=61d(常数)(n=1,2,3,…) ∴数列}{nc为等差数列。 5
2充分性:设数列}{nc是公差为2d的等差数列,且1nnbb(n=1,2,3,…),
∵2132nnnnaaac……① ∴432232nnnnaaac……② ①-②得:)(22nnnnaacc)(231nnaa)(342nnaa=2132nnnbbb ∵)(12nnnncccc2212)(dccnn ∴2132nnnbbb22d……③ 从而有32132nnnbbb22d……④ ④-③得:0)(3)(2)(23121nnnnnnbbbbbb……⑤ ∵0)(1nnbb,012nnbb,023nnbb,∴由⑤得:01nnbb(n=1,2,3,…), 由此,不妨设3dbn(n=1,2,3,…),则2nnaa3d(常数) 故312132432daaaaacnnnnnn……⑥ 从而3211324daacnnn31524daann……⑦ ⑦-⑥得:3112)(2daaccnnnn, 故311)(21dccaannnn3221dd(常数)(n=1,2,3,…),∴数列}{na为等差数列。 综上所述:}{na为等差数列的充分必要条件是}{nc为等差数列且1nnbb(n=1,2,3,…)。 点评:该题考察判断等差数列的方法,我们要讲平时积累的方法巧妙应用,有些结论可以起到事半功倍的效果 题型5:等差数列通项公式 例9.已知等差数列}{na的公差d不为0,设121nnnqaqaaS