数列的概念与表示方法
数列的基本概念和规律

数列的基本概念和规律数列是数学中常见的概念之一,是一种按照一定规律排列的数的集合。
它在数学和实际生活中都有广泛的应用。
在本文中,我们将介绍数列的基本概念和规律,并举例说明其在不同领域的具体应用。
一、数列的定义和表示方式数列是由一系列有序的数按照一定规律排列而成的。
一般地,数列可以用下标表示,如a₁、a₂、a₃,也可以用公式表示,如an=n²。
其中,a₁、a₂、a₃是数列的前三项,an是数列的第n项。
二、数列的分类根据数列的规律性质不同,我们可以将数列分为等差数列、等比数列和斐波那契数列三种常见类型。
1. 等差数列等差数列是指数列中的相邻两项之间的差值相等的数列。
其通项公式一般为an=a₁+(n-1)d,其中a₁为首项,d为公差。
等差数列在实际生活中有着广泛的应用,比如计算机科学中的循环语句、物理学中的匀速直线运动等。
2. 等比数列等比数列是指数列中的相邻两项之间的比值相等的数列。
其通项公式一般为an=a₁*q^(n-1),其中a₁为首项,q为公比。
等比数列在金融和经济学中有着重要的应用,比如复利计算、人口增长预测等。
3. 斐波那契数列斐波那契数列是指数列中的每一项都等于前两项之和的数列。
其通项公式一般为an=an-1+an-2,其中a₁=a₂=1。
斐波那契数列在自然界中随处可见,比如植物叶子的排列、螺旋线的形成等。
三、数列的求和公式在某些情况下,我们需要求解数列的前n项和。
对于等差数列和等比数列,我们可以通过求和公式快速计算出结果。
1. 等差数列的求和公式对于公差为d的等差数列,其前n项和公式为Sn=(n/2)(a₁+an)。
2. 等比数列的求和公式对于公比为q且q≠1的等比数列,其前n项和公式为Sn=a₁*(1-q^n)/(1-q)。
四、数列的应用举例数列在不同领域都有着广泛的应用。
以下是一些具体的例子。
1. 自然科学领域数列在物理、化学和生物学等自然科学领域中有着重要的应用。
比如在物理学中,等差数列可以用来描述匀速直线运动中物体的位移随时间的变化;等比数列可以用来描述指数增长或衰减的过程。
数列的概念和表示方法

数列的概念和表示方法数列是数学中重要的概念之一。
它由一系列按照一定规律排列的数字组成,这些数字依次排列,每一个数字称为数列的项。
数列的概念和表示方法有着广泛的应用,能够帮助我们解决很多实际问题。
一、数列的概念数列是按照一定规则排列的数字序列。
数列中的每个数字称为该数列的项。
数列可以无限延伸,也可以中断。
数列中的规律可以通过一定的公式或递推关系进行表示。
数列是数学研究以及实际问题解决中的重要工具。
二、数列的表示方法1. 通项公式通项公式是用代数表达式来表示数列中任意一项与该项所在位置之间的关系。
通项公式通常依赖于数列的项数或项号。
例如,斐波那契数列的通项公式为Fn = Fn-1 + Fn-2,其中n为项号,Fn表示第n项的值。
2. 递推公式递推公式是通过已知的一些项来推导出数列中的其他项的公式。
递推公式是数列的项之间的关系表达式。
例如,等差数列的递推公式为an = a1 + (n-1)d,其中an表示第n项的值,a1为首项的值,d为公差。
3. 图形表示数列也可以通过图形表示来展示其规律。
可以使用折线图、柱状图等方式将数列中的项与其对应的位置进行关联,从而更直观地观察数列的规律。
三、数列的应用数列的概念和表示方法在实际问题的解决中有着广泛的应用。
1. 自然科学中常常涉及到一些指数、级数等数列的求和问题。
例如天体物理学中的一些数学模型,对宇宙星系中星体的数量进行估算,可以使用数列求和的方法。
2. 经济学中,通过构建数列模型可以研究经济发展的趋势,并对经济指标进行预测和分析,从而指导经济政策的制定。
3. 在工程领域,数列的应用也非常广泛,如电子电路中的信号处理、图像处理等领域都离不开数列分析与处理。
4. 生活中的一些规律也可以通过数列进行描述,如雨滴的滴落、植物的生长等,都可以用数列来表示和研究。
总结:数列作为数学中的一个重要概念,有着广泛的应用领域。
通过数列的概念和表示方法,我们可以更好地理解和分析规律性的事件和现象。
高中数学基础之数列的概念及表示法

高中数学基础之数列的概念及表示法数列在高考中一般以选择题、填空题形式进行考查,难度不高,以考查a n与S n的关系为主.1.数列的有关概念n n若数列{a n}的前n项和为S n,则a n=⎩⎨⎧S1,n=1,S n-S n-1,n≥2. 4.数列的分类考点一 数列的有关概念及通项公式例1 数列0,23,45,67,…的一个通项公式为( ) A .a n =n -1n +2(n ∈N *) B .a n =n -12n +1(n ∈N *)C .a n =2(n -1)2n -1(n ∈N *)D .a n =2n2n +1(n ∈N *) 答案 C解析 数列0,23,45,67,…的各项的分子是从0开始的偶数,分母比分子大1,所以它的一个通项公式可以为a n =2(n -1)2n -1(n ∈N *),故选C.例2 已知数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n +S m =S n +m ,且a 1=10,那么a 10=( ) A .1 B .9 C .10 D .55 答案 C解析 数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n +S m =S n +m ,a 1=10,令n =1,m =9,代入可得S 1+S 9=S 10,即S 1=S 10-S 9,故a 1=a 10=10,故选C.总结:由前几项归纳数列通项公式的常用方法及具体策略 (1)常用方法观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法.(2)具体策略①分式中分子、分母的特征; ②相邻项的变化特征;③各项的符号特征和绝对值特征;④对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系; ⑤对于符号交替出现的情况,可用(-1)k 或(-1)k +1,k ∈N *处理.(3)由数列的特点(递增及增长速度、递减及递减速度、是否为摆动数列)联想基本数列,再考察它与基本数列的关系.需要注意的是,对于无穷数列,利用前若干项归纳出的通项公式属于“猜想”,而且表达式不一定唯一.考点二 a n 与S n 的关系及其应用例3 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 n 等于( ) A .3×4nB .3×4n +1C .⎩⎨⎧1,n =1,3×4n -2,n ≥2 D .⎩⎨⎧1,n =1,3×4n -2+1,n ≥2 答案 C解析 由a n +1=3S n ,得a n =3S n -1(n ≥2).两式相减,得a n +1-a n =3a n (n ≥2),即a n +1=4a n (n ≥2),又由a 1=1,得a 2=3a 1=3,a 2≠4a 1,所以当n ≥2时,a n =a 2×4n -2=3×4n -2.所以a n =⎩⎨⎧1,n =1,3×4n -2,n ≥2.故选C. 例4 已知数列{a n }的所有项均为正数,其前n 项和为S n ,且S n =14a 2n +12a n -34,则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n -1B .a n =2n +1C .a n =4n -1D .a n =4n +1 答案 B解析 当n =1时,a 1=S 1=14a 21+12a 1-34,整理,得a 21-2a 1-3=0,解得a 1=3或a 1=-1,因为a n >0,所以a 1=3,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=14a 2n +12a n -34-⎝ ⎛⎭⎪⎫14a 2n -1+12a n -1-34=14a 2n -14a 2n -1+12a n -12a n -1,整理,得a 2n -a 2n -1-2a n -2a n -1=0,即(a n +a n -1)(a n -a n -1-2)=0,因为a n +a n -1>0,所以a n -a n -1=2,所以数列{a n }是以a 1=3为首项,2为公差的等差数列,所以a n =3+2(n -1)=2n +1,故选B.总结:对含有a n 与S n 的递推式的两种处理思路(1)转化为项项关系:先写出一个对应的等式,如将递推式中的“n ”都换成“n -1”,再利用a n =S n -S n -1(n ≥2)转化为“项项递推式”,以便构造等差数列或等比数列来解决问题.(2)转化为和和关系:借助a n +1=S n +1-S n 或a n =S n -S n -1(n ≥2)转化为“和和递推式”,以便构造等差数列或等比数列,最后活用等差数列或等比数列的性质求解.考点三 由递推关系研究数列的周期性例5 已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=-11+a n ,则a 2021=( )A .1B .-12 C .-2 D .-1 答案 B解析 当n =1时,a 2=-11+a 1=-12,当n =2时,a 3=-11+a 2=-2,当n =3时,a 4=-11+a 3=1,当n =4时,a 5=-11+a 4=-12,所以数列{a n }的周期为3,因为2021=3×673+2,所以a 2021=a 2=-12.故选B.例6 若P (n )表示正整数n 的个位数字,a n =P (n 2)-P (2n ),数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 2021=( )A .-1B .0C .1009D .1011 答案 C解析 由题意得a 1=-1,a 2=0,a 3=3,a 4=-2,a 5=5,a 6=4,a 7=5,a 8=-2,a 9=-7,a 10=0,a 11=-1,a 12=0,…,所以数列{a n }为周期数列,且周期为10,因为S 10=5,所以S 2021=5×202+(-1)=1009,故选C.总结:(1)求数列中的某一项的值,当该项的序号较大时,应考虑数列是否具有周期性,利用周期性即可求出该数列中的某一项,具体求解过程为:先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.(2)由递推关系可以找到相邻项之间的关系,从而确定数列是否具有周期性. 考点四 数列的单调性及数列的最大(小)项例7 若a n =2n 2+tn +3(t 为常数),n ∈N *,且数列{a n }为递增数列,则实数t 的取值范围为( )A .t <-2B .t >-2C .t <-6D .t >-6 答案 D解析 因为数列{a n }为递增数列,所以a n +1>a n ,在n ∈N *时恒成立.所以a n +1-a n =[2(n +1)2+t (n +1)+3]-(2n 2+tn +3)=4n +2+t >0,即t >-4n -2在n ∈N *时恒成立,而n =1时,(-4n -2)max =-6,所以t >-6.故选D.总结:(1)求参数的范围问题,常常与已知数列的单调性有关,因此解决这类问题,需要先判断该数列的单调性.(2)求数列最大项的方法:设数列{a n }中的第n 项最大,建立不等式组求解即可得出结果. 提升篇例8 已知数列{a n }满足a n +1=a n 2a n +1,a 1=1,数列{b n }满足b 1=1,b n -b n -1=1a n (n ≥2),则数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫b n +13n 的最小值为( )A .294 B .223 C .213 D .436答案 A解析 因为a n +1=a n 2a n +1,a 1=1,所以1a n +1=1a n +2,即1a n +1-1a n=2,1a 1=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,2为公差的等差数列,所以1a n=1+2(n -1)=2n -1,因为数列{b n }满足b 1=1,b n -b n -1=1a n=2n -1(n ≥2),所以b n =(b n -b n -1)+(b n -1-b n -2)+…+(b 2-b 1)+b 1=(2n -1)+(2n -3)+…+3+1=n (2n -1+1)2=n 2,当n =1时也成立,所以b n +13n =n 2+13n =n +13n .设f (x )=x +13x ,x ∈[1,+∞),则f ′(x )=1-13x 2=x 2-13x 2.所以函数f (x )在(1,13)上单调递减;在(13,+∞)上单调递增.而f (3)=3+133=7+13,f (4)=4+134=7+14,所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫b n +13n 的最小值为294.故选A.例9 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 .(2,3]B .(1,3)C .(2,3)D .⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32 答案 C解析 因为a n =f (n ),f (x )=⎩⎨⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7,所以a n =⎩⎨⎧(3-a )n -3,n ≤7,a n -6,n >7.因为数列{a n }是递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧3-a >0,a >1,a 2>18-7a .解得⎩⎪⎨⎪⎧a <3,a >1,a >2或a <-9,即2<a <3.故选C. 综上,数列需要学生达到的标准为:1.能通过日常生活和数学中的实例,了解数列的概念和表示方法(列表法、图象法、通项公式法).2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数,掌握利用递推关系构造等差或等比数列求通项公式.3.重点提升逻辑推理和数学运算素养.。
数列概念及其表示

解:由 a1=2,an+1=2an,得 a2=2a1=4=22,a3=2a2=2·22=23, a4=2a3=2·23=24. 猜想 an=2n(n∈N*). 证明如下: 由 a1=2,an+1=2an,
得aan-n 1=aann--12=…=aa32=aa21=2(n≥2). ∴an=aan-n 1·aann--12·…·aa32·aa21·a1=2·2·…·2·2=2n. 又当 n=1 时,a1=21=2 成立, ∴an=2n(n∈N*).
跟踪练习
1.已知数列{an}分别满足下列条件,写出它的前五项,并归 纳出各数列的一个通项公式.
(1)a1=0,an+1=an+(2n-1); (2)a1=1,an+1=a2n+an2.
解:(1)∵a1=0,an+1=an+(2n-1), ∴a2=a1+(2×1-1)=1, a3=a2+(2×2-1)=4, a4=a3+(2×3-1)=9, a5=a4+(2×4-1)=16, ∴它的前五项为 0,1,4,9,16,此数列又可写成 (1-1)2,(2-1)2,(3-1)2,(4-1)2,(5-1)2,… 故该数列的一个通项公式为 an=(n-1)2.
1. 已 知 函 数 f (x) log 2 x log x 4, (0 x 1) , 数 列 {an} 满 足
f (2an ) 2n
(1)求 an; (2)判断数列{an}的单调性。
2. 数列{an}满足 an n2 kn 1是增数列,求 k 的取值范围。
3.
数列{an}满足 an
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1) +a1
=12[(n-1 1-n+1 1)+(n-1 2-1n)+…+(12-14)+(1-13)]+ 1=12(-n+1 1-1n+12+1)+1
数列的概念及简单表示方法

§6.1 数列的概念及简单表示法1.数列的定义按照一定次序排列起来的一列数叫做数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.2.数列的分类3.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{a n }的第n 项a n 与n 之间的关系可以用一个函数式a n =f (n )来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.5.已知S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1 (n =1)S n -S n -1 (n ≥2).1. 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)所有数列的第n 项都能使用公式表达.( × ) (2)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.( √ ) (3)数列:1,0,1,0,1,0,…,通项公式只能是a n =1+(-1)n +12.( × )(4)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对∀n ∈N +,都有a n +1=S n +1-S n . ( √ ) (5)在数列{a n }中,对于任意正整数m ,n ,a m +n =a mn +1,若a 1=1,则a 2=2.( √ ) (6)若已知数列{a n }的递推公式为a n +1=12a n -1,且a 2=1,则可以写出数列{a n }的任何一项.( √ ) 2. 设数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则a 8的值为( )A .15B .16C .49D .64 答案 A解析 ∵S n =n 2,∴a 1=S 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1. ∴a n =2n -1,∴a 8=2×8-1=15.3. 已知数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n +S m =S n +m ,且a 1=1,那么a 10等于 ( )A .1B .9C .10D .55答案 A解析 ∵S n +S m =S n +m ,a 1=1,∴S 1=1. 可令m =1,得S n +1=S n +1,∴S n +1-S n =1. 即当n ≥1时,a n +1=1,∴a 10=1.4. (2013·课标全国Ⅰ)若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n =_____.答案 (-2)n -1解析 当n =1时,a 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=23a n -23a n -1,故a n a n -1=-2,故a n =(-2)n -1.当n =1时,也符合a n =(-2)n -1. 综上,a n =(-2)n -1.5. (2013·安徽)如图,互不相同的点A1,A 2,…,A n ,…和B 1,B 2,…,B n …分别在角O 的两条边上,所有A n B n 相互平行,且所有梯形A n B n B n +1A n +1的面积均相等.设OA n =a n ,若a 1=1,a 2=2,则数列{a n }的通项公式是________.答案 a n =3n -2由相似三角形面积比是相似比的平方知OA 2n +OA 2n +2=2OA 2n +1,即a 2n +a 2n +2=2a 2n +1, 因此{a 2n }为等差数列且a 2n =a 21+3(n -1)=3n -2,故a n =3n -2.题型一 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,….思维启迪 先观察各项的特点,然后归纳出其通项公式,要注意项与项数之间的关系,项与前后项之间的关系.解 (1)各项减去1后为正偶数,所以a n =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a n =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a n =(-1)n ·2+(-1)nn.也可写为a n=⎩⎪⎨⎪⎧-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a n =13(10n -1).思维升华 根据所给数列的前几项求其通项时,需仔细观察分析,抓住其几方面的特征:分式中分子、分母的各自特征;相邻项的联系特征;拆项后的各部分特征;符号特征,应多进行对比、分析,从整体到局部多角度观察、归纳、联想.(1)数列-1,7,-13,19,…的一个通项公式是a n =________.(2)数列{a n }的前4项是32,1,710,917,则这个数列的一个通项公式是a n =________.答案 (1)(-1)n ·(6n -5) (2)2n +1n 2+1解析 (1)符号问题可通过(-1)n 或(-1)n +1表示,其各项的绝对值的排列规律为后面的数的绝对值总比前面的数的绝对值大6,故通项公式为a n =(-1)n (6n -5).(2)数列{a n }的前4项可变形为2×1+112+1,2×2+122+1,2×3+132+1,2×4+142+1,故a n =2n +1n 2+1.题型二 由数列的前n 项和S n 求数列的通项例2 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 .思维启迪 当n =1时,由a 1=S 1,求a 1;当n ≥2时,由a n =S n -S n -1消去S n ,得a n +1与a n 的关系.转化成由递推关系求通项. 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.思维升华 数列的通项a n 与前n 项和S n 的关系是a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.当n =1时,a 1若适合S n -S n -1,则n =1的情况可并入n ≥2时的通项a n ;当n =1时,a 1若不适合S n -S n -1,则用分段函数的形式表示.已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1,则其通项公式为________________.答案 a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =16n -5,n ≥2解析 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1+1=2; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n +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a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2.题型三 由数列的递推关系求数列的通项公式例3 (1)设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +n +1,则通项a n =________.(2)数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n +2,则它的一个通项公式为a n =________.(3)在数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n .则{a n }的通项公式为________.思维启迪 观察递推式的特点,可以利用累加(乘)或迭代法求通项公式. 答案 (1)n (n +1)2+1 (2)2×3n -1-1 (3)a n =n (n +1)2解析 (1)由题意得,当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=2+(2+3+…+n )=2+(n -1)(2+n )2=n (n +1)2+1.又a 1=2=1×(1+1)2+1,符合上式,因此a n =n (n +1)2+1.(2)方法一 (累乘法)a n +1=3a n +2,即a n +1+1=3(a n +1),即a n +1+1a n +1=3,所以a 2+1a 1+1=3,a 3+1a 2+1=3,a 4+1a 3+1=3,…,a n +1+1a n +1=3. 将这些等式两边分别相乘得a n +1+1a 1+1=3n .因为a 1=1,所以a n +1+11+1=3n ,即a n +1=2×3n -1(n ≥1), 所以a n =2×3n -1-1(n ≥2), 又a 1=1也满足上式,故数列{a n }的一个通项公式为a n =2×3n -1-1. 方法二 (迭代法)a n +1=3a n +2,即a n +1+1=3(a n +1)=32(a n -1+1)=33(a n -2+1)=…=3n (a 1+1)=2×3n (n ≥1), 所以a n =2×3n -1-1(n ≥2), 又a 1=1也满足上式,故数列{a n }的一个通项公式为a n =2×3n -1-1. (3)由题设知,a 1=1.当n >1时,a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1.∴a na n -1=n +1n -1.∴a na n -1=n +1n -1,…,a 4a 3=53,a 3a 2=42,a 2a 1=3.以上n -1个式子的等号两端分别相乘,得到a n a 1=n (n +1)2,又∵a 1=1,∴a n =n (n +1)2.思维升华 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a n =a n -1+m 时,构造等差数列;当出现a n =xa n -1+y 时,构造等比数列;当出现a n =a n -1+f (n )时,用累加法求解;当出现a na n -1=f (n )时,用累乘法求解.(1)已知数列{a n }满足a 1=1,a n =n -1na n -1(n ≥2),则a n =________.(2)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等于 ( ) A .-16 B .16 C .31 D .32 答案 (1)1n(2)B解析 (1)∵a n =n -1na n -1 (n ≥2),∴a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1. 以上(n -1)个式子相乘得 a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n.(2)当n =1时,S 1=2a 1-1,∴a 1=1. 当n ≥2时,S n -1=2a n -1-1, ∴a n =2a n -2a n -1, ∴a n =2a n -1.∴{a n }是等比数列且a 1=1,q =2, 故a 5=a 1×q 4=24=16.数列问题中的函数思想典例:(12分)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 .求实数k 的取值范围.思维启迪 (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. 规范解答解 (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. [4分]②∵a n=n 2-5n +4=⎝ ⎛⎭⎪⎫n -522-94的对称轴方程为n =52.又n ∈N +,∴当n =2或n =3时,a n 有最小值,其最小值为a 2=a 3=-2.[8分](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,可以看作是关于n 的二次函数,考虑到n ∈N +,所以-k 2<32,即得k >-3.[12分]温馨提醒 (1)本题给出的数列通项公式可以看做是一个定义在正整数集N +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)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. (3)易错分析: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.方法与技巧1. 求数列通项或指定项.通常用观察法(对于交错数列一般用(-1)n 或(-1)n +1来区分奇偶项的符号);已知数列中的递推关系,一般只要求写出数列的前几项,若求通项可用归纳、猜想和转化的方法.2. 强调a n 与S n 的关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1 (n =1)S n -S n -1 (n ≥2).3. 已知递推关系求通项:对这类问题的要求不高,但试题难度较难把握.一般有二种常见思路:(1)算出前几项,再归纳、猜想;(2)利用累加或累乘法可求数列的通项公式.失误与防范1. 数列是一种特殊的函数,在利用函数观点研究数列时,一定要注意自变量的取值,如数列a n =f (n )和函数y =f (x )的单调性是不同的. 2. 数列的通项公式不一定唯一.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)一、选择题1. 数列0,1,0,-1,0,1,0,-1,…的一个通项公式是a n 等于( )A.(-1)n +12B .cosn π2C .cosn +12π D .cosn +22π答案 D解析 令n =1,2,3,…逐一验证四个选项,易得D 正确.2. 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等于 ( )A .3×44B .3×44+1C .45D .45+1答案 A解析 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, ∴该数列从第二项开始是以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=3×44.3. 若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n (3n -2),则a 1+a 2+…+a 10等于( )A .15B .12C .-12D .-15 答案 A解析 由题意知,a 1+a 2+…+a 10=-1+4-7+10+…+(-1)10×(3×10-2)=(-1+4)+(-7+10)+…+[(-1)9×(3×9-2)+(-1)10×(3×10-2)] =3×5=15.4. 已知数列{a n }的通项公式为a n =(49)n -1-(23)n -1,则数列{a n }( )A .有最大项,没有最小项B .有最小项,没有最大项C .既有最大项又有最小项D .既没有最大项也没有最小项 答案 C解析 ∵数列{a n }的通项公式为a n =(49)n -1-(23)n -1,令t =(23)n -1,t ∈(0,1],t 是减函数,则a n=t 2-t =(t -12)2-14, 由复合函数单调性知a n 先递增后递减. 故有最大项和最小项,选C.5. 若S n 为数列{a n }的前n 项和,且S n =nn +1,则1a 5等于 ( )A.56B.65C.130 D .30答案 D解析 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=nn +1-n -1n=1n (n +1),所以1a 5=5×6=30.二、填空题 6. 已知数列{n 2n 2+1},则0.98是它的第________项.答案 7解析 n 2n 2+1=0.98=4950,∴n =7.7. 数列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N +,都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5=_____.答案6116解析 由题意知:a 1·a 2·a 3·…·a n -1=(n -1)2, ∴a n =(nn -1)2(n ≥2),∴a 3+a 5=(32)2+(54)2=6116. 8. 已知{a n }是递增数列,且对于任意的n ∈N +,a n =n 2+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是________. 答案 (-3,+∞) 解析 方法一 (定义法)因为{a n }是递增数列,所以对任意的n ∈N +,都有a n +1>a n , 即(n +1)2+λ(n +1)>n 2+λn ,整理,得2n +1+λ>0,即λ>-(2n +1).(*)因为n ≥1,所以-(2n +1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3. 方法二 (函数法)设f (n )=a n =n 2+λn ,其图象的对称轴为直线n =-λ2,要使数列{a n }为递增数列,只需使定义在正整数上的函数f (n )为增函数, 故只需满足f (1)<f (2),即λ>-3. 三、解答题9. 数列{a n }的通项公式是a n =n 2-7n +6.(1)这个数列的第4项是多少?(2)150是不是这个数列的项?若是这个数列的项,它是第几项? (3)该数列从第几项开始各项都是正数? 解 (1)当n =4时,a 4=42-4×7+6=-6. (2)令a n =150,即n 2-7n +6=150, 解得n =16或n =-9(舍去), 即150是这个数列的第16项.(3)令a n =n 2-7n +6>0,解得n >6或n <1(舍). 故数列从第7项起各项都是正数.10.已知数列{a n }的通项公式为a n =9n (n +1)10n,试判断此数列是否有最大项?若有,第几项最大,最大项是多少?若没有,说明理由. 解 a n +1-a n =9n +1(n +2)10n +1-9n (n +1)10n =9n 10n ·8-n10,当n <8时,a n +1-a n >0,即a n +1>a n ; 当n =8时,a n +1-a n =0,即a n +1=a n ; 当n >8时,a n +1-a n <0,即a n +1<a n . 则a 1<a 2<a 3<…<a 8=a 9>a 10>a 11>…,故数列{a n }有最大项,为第8项和第9项, 且a 8=a 9=98×9108=99108.B 组 专项能力提升 (时间:30分钟)1. 跳格游戏:如图,人从格子外只能进入第1个格子,在格子中每次可向前跳1格或2格,那么人从格子外跳到第8个格子的方法种数为( )A .8种B .13种C .21种D .34种 答案 C解析 设跳到第n 个格子的方法种数有a n ,则到达第n 个格子的方法有两类: ①向前跳1格到达第n 个格子,方法种数为a n -1;②向前跳2格到达第n 个格子,方法种数为a n -2,则a n =a n -1+a n -2, 由数列的递推关系得到数列的前8项分别是1,1,2,3,5,8,13,21. ∴跳到第8个格子的方法种数是21.故选C.2. 数列{a n }满足a n +a n +1=12(n ∈N +),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为( )A .5 B.72 C.92 D.132答案 B解析 ∵a n +a n +1=12(n ∈N +),∴a 1=12-a 2=12-2,a 2=2,a 3=12-2,a 4=2,…,故a 2n =2,a 2n -1=12-2.∴S 21=10×12+a 1=5+12-2=72.3. 若数列{n (n +4)(23)n }中的最大项是第k 项,则k =________.答案 4解析由题意得⎩⎪⎨⎪⎧k (k +4)(23)k ≥(k +1)(k +5)(23)k +1k (k +4)(23)k≥(k -1)(k +3)(23)k -1,所以⎩⎪⎨⎪⎧k 2≥10k 2-2k -9≤0,由k ∈N +可得k =4.4. 已知数列{a n }满足前n 项和S n=n 2+1,数列{b n }满足b n =2a n +1,且前n 项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n .(1)求数列{b n }的通项公式; (2)判断数列{c n }的增减性.解 (1)a 1=2,a n =S n -S n -1=2n -1(n ≥2).∴b n=⎩⎪⎨⎪⎧23(n =1)1n (n ≥2).(2)∵c n =b n +1+b n +2+…+b 2n +1 =1n +1+1n +2+…+12n +1, ∴c n +1-c n =12n +2+12n +3-1n +1=12n +3-12n +2=-1(2n +3)(2n +2)<0, ∴{c n }是递减数列.5. 设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=a ,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 ). 即b n +1=2b n ,又b 1=S 1-3=a -3,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,a n +1-a n =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2[12(32)n -2+a -3], 当n ≥2时,a n +1≥a n ⇒12(32)n -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,+∞).。
数列的概念及表示方法

据 载 首 先 是 由 19 世 纪 法 国 数 学 家 吕 卡 将 级 数 {an} : 1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,an+1=an+an-1 命名为斐波那契数列, 它在数学的许多分支中有广泛应用.
②用列表法表示:
n an
1 1
2 1 2
3 1 3
4 1 4
5 1 5
… …
③用图象法表示为(在下面坐标系中绘出):
数列中的项与数集中的元素进行对比,数列中的项具有怎样的性质?
答 (1)确定性:一个数是或不是某一数列中的项是确定的,集合中
的元素也具有确定性; (2)可重复性: 数列中的数可以重复, 而集合中的元素不能重复出现(即 互异性); (3)有序性: 一个数列不仅与构成数列的“数”有关, 而且与这些数的排 列次序有关,而集合中的元素没有顺序(即无序性); (4)数列中的每一项都是数,而集合中的元素还可以代表除数字外的 其他事物.
下面是用列举法给出的数列, 请你根据题目要求补充完整. (1)数列:1,3,5,7,9,… ①用公式法表示:an= 2n-1,n∈N ; ②用列表法表示:
*
n an
1 1
2 3
3 5
4 7
5 9
… …
③用图象法表示为(在下面坐标系中绘出):
1 1 1 1 (2)数列:1,2,3,4,5,…
1 * , n ∈ N ①用公式法表示:an= n .
1.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
高考总复习一轮数学精品课件 第六章 数列 第一节 数列的概念与简单表示法
1
例 4.在数列{an}中,a1=2且(n+2)an+1=nan,则它的前 30 项和 S30=(
30
A.
31
29
B.
30
28
C.
29
19
D.
29
)
答案 A
解析 易知
+1
an≠0,∵(n+2)an+1=nan,∴
2 3
∴an=a1·
· ·
…·
1 2
-1
=
1 1 2
2-1-2 , ≥ 2.
增素能 精准突破
考点一
利用an与Sn的关系求通项公式(多考向探究)
考向1.已知Sn求an
典例突破
例1.(1)(2023北京朝阳二模)已知数列{an}的前n项和是2n-1,则a5=(
)
A.9
B.16
C.31
D.33
(2)若数列{an}对任意n∈N*满足a1+2a2+3a3+…+nan=n,则数列{
∴{an}是首项为1,公差为1的等差数列.
∴a4 023=1+(4 023-1)×1=4 023.故选B.
(2)因为 + -1 =an=Sn-Sn-1=( + -1 )( − -1 )(n≥2),所以
− -1 =1.又 1 = √1 =1,所以数列{ }是首项为 1,公差为 1 的等差
(+1)
1+2+3+…+n=
.
2
考向2.已知an与Sn的关系式求an
典例突破
例2.(1)(2023河南名校联考改编)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,满足
第一节数列的概念与简单表示法
角度三 形如 an+1=Aan+B(A≠0 且 A≠1),求 an 3.已知数列{an}满足 a1=1,an+1=3an+2,求 an.
解:∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1), ∴aan+n+1+11=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.
(3)数列的通项公式: 如果数列{an}的第 n 项与 序号 n 之间的关系可以用一个 式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式. 2.数列的递推公式 如果已知数列{an}的首项(或前几项),且 任一项 an 与它 的 前一项 an-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.
A.an=1
B.an=-12n+1
C.an=2-sinn2π
D.an=-1n2-1+3
解析:由 an=2-sinn2π可得 a1=1,a2=2,a3=1,a4=2,….
答案:C
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2.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)-1×1 2,2×1 3,-3×1 4,4×1 5,…; (3)a,b,a,b,a,b,…(其中 a,b 为实数); (4)9,99,999,9 999,….
又由 an+1=Sn+1-Sn=16(an+1+1)(an+1+2)-16(an+1)·(an+2), 得 an+1-an-3=0 或 an+1=-an. 因为 an>0,故 an+1=-an 不成立,舍去. 因此 an+1-an-3=0. 即 an+1-an=3,从而{an}是以公差为 3,首项为 2 的等差数列, 故{an}的通项公式为 an=3n-1.
数列的概念和简单表示法ppt
递增性
总结词
数列的各项按照从小到大的顺序排列。
详细描述
递增性指的是数列中的每一项都比前一项大,即数列按照从小到大的顺序排列。 例如,一个递增的整数数列可以是1,2,3,4,5,…。
递减性
总结词
数列的各项按照从大到小的顺序排列。
详细描述
递减性指的是数列中的每一项都比后一项小,即数列按照从大到小的顺序排 列。例如,一个递减的整数数列可以是5,4,3,2,1,…。
2023
数列的概念和简单表示法
目录
• 数列的定义和分类 • 数列的表示法 • 数列的特性 • 数列的简单运算 • 数列的扩展知识 • 数列的应用案例
01
数列的定义和分类
数列的定义
数列是一种特殊的函数,它按照顺序排列一组实数。 数列的第一个数叫做首项,最后一个数叫做末项。
数列中的每一个数叫做项,而每个项与它前面的那个 数的差叫做公差。
数列的极限和收敛性
数列的极限
如果当n趋向无穷大时,数列的项无限接近某个常数a,则称a为该数列的极限。
数列的收敛性
如果一个数列存在极限,则称该数列为收敛数列。
06
数列的应用案例
数列在金融领域的应用
复利计算
01
数列常用于计算投资收益的复利,如等比数列的求和公式被广
泛应用于计算累计利息。
风险评估
02
等差数列的性质
等差数列的任意一项都等于其首项加上一个常数,即第n 项a_n=a_1+(n-1)d,其中d为公差。
等比数列的概念和性质
等比数列的定义
如果一个数列从第二项起,每一项与前一项的比等于同一个常数,这个数列 就叫做等比数列。这个常数叫做等比数列的公比。
等比数列的性质
数学知识点:数列的概念及简单表示法_知识点总结
数学知识点:数列的概念及简单表示法_知识点总结
一般地按一定次序排列的一列数叫作数列,数列中的每一个数叫作这个数列的项,数列的一般形式可以写成,简记为数列{an},其中数列的第一项a1也称首项,an是数列的第n项,也叫数列的通项2、数列的递推公式:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第2项(或某一项)开始的任一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式,递推公式也是给出数列的一种方法。
从函数角度看数列:
数列可以看作是一个定义域为正整数集N'(或它的有限子集{l,2,3,…,n})的函数,即当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值,这里说的函数是一种特殊函数,其特殊性为自变量只能取正整数,且只能从I开始依次增大.可以将序号作为横坐标,相应的项作为纵坐标描点画图来表示一个数列,从数列的图象可以看出数列中各项的变化情况。
特别提醒:
①数列是一个特殊的函数,因此在解决数列问题时,要善于利用函数的知识、函数的观点、函数的思想方法来解题,学习规律,即用共性来解决特殊问题;
②还要注意数列的特殊性(离散型),由于它的定义域是N'或它的子集{1,2,…,n},因而它的图象是一系列孤立的点,而不像我们前面所研究过的初等函数一般都是连续的曲线,因此在解决问题时,要充分利用这一特殊性.。
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第三讲 数列的概念与表示方法
【知识要点】
1.数列的概念
按一定次序排列的一列数叫做数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.数列一般形式可以写成a 1,a 2,a 3,…,a n ,…,简记为数列{a n },其中数列的第1项a 1也称首项;a n 是数列的第n 项,也叫数列的通项.
2.数列的表示方法
(1)列举法 (2)图象法 (3) 解析法 (4)递推法 3.数列的分类
4.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. 5.数列的通项公式
如果数列{a n }的第n 项a n 与n 之间的函数关系可以用一个式子表示成a n =f(n),那么这个式子就叫做这个数列的通项公式.不是每个数列都有通项,如果数列有通项公式,但其通项公式在形式上不一定惟一. 6.求数列通项公式的常见类型与方法 (1)已知数列的前n 项,求其通项公式
①据所给数列的前几项求其通项公式时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:
分式中分子、分母的特征;相邻项的变化特征;拆项后的特征;各项符号特征等.并对此进行归纳、联想. ②根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验,对于正负符号变化,可用(-1)n
或(-1)n+1
来调整. ③观察、分析问题的特点是最重要的,观察要有目的,观察出项与项数之间的关系、规律,利用我们熟知的一些基本数列(如自然数列、奇偶数列等)转换而使问题得到解决.
题型一 由数列的前n 项求其通项公式 例1 写出下列各数列的一个通项公式:
(1)4,6,8,10, (2)
,32
31
,1615,87,43,21
(3)
,13
37,1126,917,710,1,32--- (4) ,3333,333,33,3
题型二 已知数列的前n 项和,求通项公式
例2已知下列数列
{}n a 的前n 项和n S ,分别求它们的通项公式n a .
⑴n n S n 322+=; ⑵13+=n n S .
题型三 已知数列通项公式,求项数及最大(最小)项
例3数列
{}n a 中,452+-=n n a
n
.
⑴18是数列中的第几项?
⑵n 为何值时,n a 有最小值?并求最小值.
题型四 数列的单调性及其应用
例4设)10(4log log )(2<<-=x x x f x ,设数列{}n a 的通项满n f n a
2)2(= (*∈N n ),
问
{}n a 有没有最小的项?若有求出最小项,若没有请说明理由.
【课堂练习】
1. 已知数列{}的n a 前n 项和2
1
++=
n n S n , 则65a a +=( )
A.
201 B.
241 C.
281 D.
32
1 2. 已知数列{a n }的通项公式是a n =1
+bn an , 其中a , b 均为正常数, 那么a n 与a n +1
的大小关系是(
)
A. a n >a n +1
B. a n <a n +1
C. a n =a n +1
D. 不确定
3. 数列{a n }满足a 1=
2
1, a 1+a 2+…+a n =n 2·a n , 则a n
= .
4. 将奇数分组如下: (1), (3, 5), (7, 9, 11), (13, 15, 17, 19), …, 使得第n 组中含有n 个数, 那么第n 组中的这n 个奇数的和是
5. 在数列{a n }中, 已知S n =3+2a n , 求a n .
6. 数列{a n }中, 前n 项和S n =an 2
+b n , 其中a , b 是常数, 且a >0, a +b >1, n ∈N *
.
(1) 求{a n }的通项公式a n , 并说明a n +1>a n >1(n ∈N *
);
(2) 令c n =log n
a a n +1, 试判断数列{a n }中任意相邻两项大小.
【思维拓展】
例1在数列{a n }中,a 1=1, n
n a n a )1
11(1
+-
=+,
(1)求数列{an }的通项公式;
(2)若对于一切n>1的自然数,不等式3
2
)1(log 121 (22)
1+->
+++++a a a a a n n n 恒成立,试求实数a 的取值范围.
【课外作业】
1.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 3
,则a 5+a 6的值为( ) A.91
B.152
C.218
D.279
2.已知数列1,1212321321,,,,,12344321
,,,
,…,则56
是数列中的( ) A.第48项 B.第49项
C.第50项
D.第51项
3.已知数列{a n }的通项a n =na
nb c
+ (a 、b 、c 都是正实数),则a n
与a n
+1的大小关系是( )
A.a n >a n +1
B.a n <a n +1
C.a n =a n +1
D.不能确定
4.在数列{a n }中,a n =4n-5
2
,a 1+a 2+…+a n =an 2
+bn,n ∈N *
,其中a,b 为常数,则ab 等于( )
A.1
B.-1
C.2
D.-2
5.在数列{a n }中,)1
1ln(,211
n
a a a n n ++==+,则n a =( )
A.2+n ln
B.2+(n-1)n ln
C.2+n n ln
D.1+n n ln
6.已知数列{a n }是递增数列,且对于任意的n ∈N *
,a n =n 2
+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是________________.
7.已知数列 2 008,2 009,1,-2 008,-2 009,…这个数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前2 009项之和S 2 009等于_____________. 8.已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,212n n S
n
-=.
⑴求3
21a a a ++;
⑵求10
321a a a a ++++ ; ⑶求n
a a a a ++++ 321.
9. 已知函数,22)(x x x f --=数列{}n a 满足n a f n 2)(log 2-=.
(1)求数列
{}n a 的通项公式;
(2)求证:数列
{}n a 是递减数列.。