数列基本量的运用

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高中数学第一章数列 数列在日常经济生活中的应用学案含解析北师大版必修5

高中数学第一章数列 数列在日常经济生活中的应用学案含解析北师大版必修5

§4数列在日常经济生活中的应用知识点一零存整取模型[填一填](1)单利:单利的计算是仅在原有本金上计算利息,对本金所产生的利息不再计算利息,其公式为利息=本金×利率×存期.若以P代表本金,n代表存期,r代表利率,S代表本金和利息和(以下简称本利和),则有S=P(1+nr).(2)复利:把上期末的本利和作为下一期的本金,在计算时每一期本金的数额是不同的.复利的计算公式是S=P(1+r)n.[答一答]1.简单总结一下本节课中几种模型的规律方法.提示:(1)银行存款中的单利是等差数列模型,本息和公式为S=P(1+nr).(2)银行存款中的复利是等比数列模型,本利和公式为S=P(1+r)n.(3)产值模型:原来产值的基础数为N,平均增长率为P,对于时间x的总产值y=N(1+P)x.(4)分期付款模型:a为贷款总额,r为年利率,b为等额还款数,则b=r(1+r)n a (1+r)n-1.知识点二数列知识的实际应用及解决问题的步骤[填一填](1)数列知识有着广泛的应用,特别是等差数列和等比数列.例如银行中的利息计算,计算单利时用等差数列,计算复利时用等比数列,分期付款要综合运用等差、等比数列的知识.(2)解决数列应用题的基本步骤为:①仔细阅读题目,认真审题,将实际问题转化为数列模型;②挖掘题目的条件,分析该数列是等差数列,还是等比数列,分清所求的是项的问题,还是求和问题;③检验结果,写出答案.[答一答]2.数列应用题中常见模型是哪些? 提示:等差模型和等比模型.1.数列实际应用题的解题策略解等差、等比数列应用题时,首先要认真审题,深刻理解问题的实际背景,理清蕴含在语言中的数学关系,把应用问题抽象为数学中的等差、等比数列问题,然后求解.2.处理分期付款问题的注意事项(1)准确计算出在贷款全部付清时,各期所付款额及利息(注:最后一次付款没有利息). (2)明确各期所付的款以及各期所付款到最后一次付款时所产生的利息之和等于商品售价及从购买到最后一次付款时的利息之和,只有掌握了这一点,才可以顺利建立等量关系.类型一 单利计算问题【例1】 有一种零存整取的储蓄项目,它是每月某日存入一笔相同的金额,这是零存;到约定日期,可以提出全部本金及利息,这是整取.它的本利和公式如下:本利和=每期存入金额×⎣⎡⎦⎤存期+12存期×(存期+1)×利率. (1)试解释这个本利和公式;(2)若每月初存入100元,月利率5.1‰,到第12个月底的本利和是多少?(3)若每月初存入一笔金额,月利率是5.1‰,希望到第12个月底取得本利和2 000元,那么每月应存入多少金额?【思路探究】 存款储蓄是单利计息,若存入金额为A ,月利率为P ,则n 个月后的利息是nAP .【解】 (1)设每期存入金额A ,每期利率P ,存入期数为n ,则各期利息之和为 AP +2AP +3AP +…+nAP =12n (n +1)AP .连同本金,就得:本利和=nA +12n (n +1)AP =A ⎣⎡⎦⎤n +12n (n +1)P . (2)当A =100,P =5.1‰,n =12时,本利和=100×⎝⎛⎭⎫12+12×12×13×5.1‰=1 239.78(元). (3)将(1)中公式变形得 A =本利和n +12n (n +1)P= 2 00012+12×12×13×5.1‰≈161.32(元).即每月应存入161.32元.规律方法 单利的计算问题,是等差数列模型的应用.王先生为今年上高中的女儿办理了“教育储蓄”,已知当年“教育储蓄”存款的月利率是2.7‰.(1)欲在3年后一次支取本息合计2万元,王先生每月大约存入多少元?(2)若教育储蓄存款总额不超过2万元,零存整取3年期教育储蓄每月至多存入多少元?此时3年后本息合计约为多少元?(精确到1元)解:(1)设王先生每月存入A 元,则有A (1+2.7‰)+A (1+2×2.7‰)+…+A (1+36×2.7‰)=20 000,利用等差数列前n 项和公式,得A ⎝⎛⎭⎫36+36×2.7‰+36×352×2.7‰=20 000,解得A ≈529元.(2)由于教育储蓄的存款总额不超过2万元,所以3年期教育储蓄每月至多存入20 00036≈555(元),这样,3年后的本息和为:555(1+2.7‰)+555(1+2×2.7‰)+…+555(1+36×2.7‰)=555⎝⎛⎭⎫36+36×2.7‰+36×352×2.7‰≈20 978(元).类型二 关于复利模型问题【例2】 小张为实现“去上海,看世博”的梦想,于2005年起,每年2月1日到银行新存入a 元(一年定期),若年利率r 保持不变,且每年到期存款自动转为新的一年定期,到2010年2月1日,将所有存款及利息全部取回,试求他可以得到的总钱数.【思路探究】 由题意知,本题为定期自动转存问题,应为等比数列前n 项和的模型. 【解】 依题意每一年的本息和构成数列{a n },则2005年2月1日存入的a 元钱到2006年1月31日所得本息和为a 1=a (1+r ).同理,到2007年1月31日所得本息和为 a 2=[a (1+r )+a ](1+r )=a (1+r )2+a (1+r ), 到2008年1月31日所得本息和为[a (1+r )2+a (1+r )+a ](1+r )=a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r ), 到2009年1月31日所得本息和为[a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r )+a ](1+r )=a (1+r )4+a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r ), 到2010年1月31日所得本息和为[a (1+r )4+a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r )+a ](1+r )=a (1+r )5+a (1+r )4+a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r ),所以2010年2月1日他可取回的钱数为a (1+r )5+a (1+r )4+a (1+r )3+a (1+r )2+a (1+r )=a ·(1+r )[1-(1+r )5]1-(1+r )=ar [(1+r )6-(1+r )](元).规律方法 本例主要考查阅读理解能力,这里关键是每年2月1日又新存入a 元,因此每年到期时所得钱的本息和组成一个等比数列前n 项和模型.某牛奶厂2013年初有资金1 000万元,由于引进了先进生产设备,资金年平均增长率可达到50%.每年年底扣除下一年的消费基金后,余下的资金投入再生产.这家牛奶厂每年应扣除多少消费基金,才能实现经过5年资金达到2 000万元的目标?解:设这家牛奶厂每年应扣除x 万元消费基金. 2013年底剩余资金是1 000(1+50%)-x ;2014年底剩余资金是[1 000(1+50%)-x ]·(1+50%)-x =1 000(1+50%)2-(1+50%)x -x ;……5年后达到资金1 000(1+50%)5-(1+50%)4x -(1+50%)3x -(1+50%)2x -(1+50%)x =2 000, 解得x =459(万元). 类型三 分期付款模型【例3】 用分期付款的方式购买一件家用电器,其价格为1 150元.购买当天先付150元,以后每月这一天都交付50元,并加付欠款的利息,月利率为1%,分20次付完.若交付150元以后的第1个月开始算分期付款的第1个月,问:分期付款的第10个月需交付多少钱?全部贷款付清后,买这件家电实际花了多少钱?【思路探究】 构建等差数列模型,利用等差数列的前n 项和公式求解.【解】 购买时付款150元,欠1 000元,以后每月付款50元,分20次付清.设每月付款数顺次构成数列{a n },则a 1=50+1 000×1%=60,a 2=50+(1 000-50)×1%=59.5=60-0.5×1, a 3=50+(1 000-50×2)×1%=59=60-0.5×2, ……a 10=50+(1 000-50×9)×1%=55.5=60-0.5×9, 则a n =60-0.5(n -1)=-0.5n +60.5(1≤n ≤20). 所以数列{a n }是以60为首项,-0.5为公差的等差数列,所以付款总数为S 20+150=20×60+20×192×(-0.5)+150=1 255(元).所以第10个月需交55.5元,全部付清实际花了1 255元.规律方法 解题时务必要注意第一次付款的利息是1 000元欠款的利息,而不是950元的利息,而最后一次付款的利息是50元欠款的利息.某人在2015年年初向银行申请个人住房公积金贷款20万元购买住房,月利率为3.375‰,按复利计算,每月等额还贷一次,并从贷款后的次月初开始还贷.如果10年还清,那么每月应还贷多少元?(参考数据:1.003 375120≈1.498 28)解:方法一:由题意知借款总额a =200 000(元),还款次数n =12×10=120, 还款期限m =10(年)=120(个月), 月利率r =3.375‰ .代入公式得,每月还款数额为: 200 000×0.003 375×(1+0.003 375)120(1+0.003 375)120-1≈2 029.66.故如果10年还清,每月应还贷约2 029.66元.方法二:设每月应还贷x 元,共付款12×10=120(次),则有x [1+(1+0.003 375)+(1+0.003 375)2+…+(1+0.003 375)119]=200 000×(1+0.003 375)120,解方程得x ≈2 029.66.故每月应还贷约2 029.66元. 类型四 增长率问题【例4】 从社会效益和经济效益出发,某地投入资金进行生态环境建设,并以此发展旅游业.根据规划,本年度投入800万元,以后每年投入将比上年减少15,本年度当地旅游业收入估计为400万元,由于该项建设对旅游业的促进作用,预计今后的旅游业收入每年会比上年增加14.(1)设n 年内(本年度为第一年)总投入为a n 万元,旅游业总收入为b n 万元,写出a n ,b n 的表达式;(2)至少经过几年旅游业的总收入才能超过总投入?【思路探究】 (1)由题设知各年的投入费用及旅游业收入分别构成等比数列,利用等比数列的前n 项和公式易得a n 与b n ;(2)建立a n 与b n 的不等关系,解不等式即得.【解】 (1)第一年投入为800万元,第二年投入为800⎝⎛⎭⎫1-15万元,…,第n 年投入为800⎝⎛⎭⎫1-15n -1万元,各年投入依次构成以800为首项,1-15=45为公比的等比数列,所以n 年内的总投入为a n =800⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫45n 1-45=4 000-4 000·⎝⎛⎭⎫45n . 第一年旅游业收入为400万元,第二年旅游业收入为400⎝⎛⎭⎫1+14万元,…,第n 年旅游业收入为400⎝⎛⎭⎫1+14n -1万元,各年旅游业收入依次构成以400为首项,1+14=54为公比的等比数列,所以n 年内的旅游业总收入为b n =400⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫54n 1-54=1 600⎝⎛⎭⎫54n -1 600. (2)设经过n 年旅游业的总收入才能超过总投入,则b n -a n >0,即1 600⎝⎛⎭⎫54n-1 600-4 000+4 000⎝⎛⎭⎫45n>0,化简得2⎝⎛⎭⎫54n +5⎝⎛⎭⎫45n-7>0.设⎝⎛⎭⎫45n=x ,代入上式得5x 2-7x +2>0,根据二次函数y =5x 2-7x +2的图像解此不等式, 得x <25或x >1(舍去),即⎝⎛⎭⎫45n <25,由此得n ≥5.故至少经过5年旅游业的总收入才能超过总投入.规律方法 当问题中涉及的各量依次以相同的倍数变化时,则考虑构建等比数列模型.其解题步骤为:(1)由题意构建等比数列模型(有时需要从特殊情况入手,归纳总结出一般规律,进而构建等比数列模型);(2)确定其首项a 1与公比q ,分清是求第n 项a n ,还是求前n 项和S n ; (3)利用等比数列的通项公式及前n 项和公式求解; (4)经过检验得出实际问题的答案.某商场出售甲、乙两种不同价格的笔记本电脑,其中甲商品因供不应求,连续两次提价10%,而乙商品由于外观过时而滞销,只得连续两次降价10%,最后甲、乙两种电脑均以9 801元售出.若商场同时售出甲、乙电脑各一台,与价格不升不降比较,商场赢利情况是少赚598元.解析:设甲原价是m 元,则m (1+10%)2=9 801⇒m =9 8011.21,设乙原价是n 元,则n (1-10%)2=9 801⇒n =9 8010.81.(m +n )-2×9 801=9 801×⎝⎛⎭⎫11.21+10.81-19 602=9 801× 2.021.21×0.81-19 602=20 200-19 602=598.——多维探究系列——数列中的探索性问题探索性问题是一种具有开放性和发散性的问题,此类题目的条件或结论不完备,要求考生自己去探索,结合已知条件,进行观察、分析、比较和概括.它对考生的数学思想、数学意识及综合运用数学方法解决问题的能力提出了较高的要求.这类问题不仅考查考生的探索能力,而且给考生提供了创新思维的空间,所以备受高考的青睐,是高考重点考查的内容.探索性问题一般可以分为:条件探索性问题、规律探索性问题、结论探索性问题、存在探索性问题等.【例5】 已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,S 4,S 2,S 3成等差数列,且a 2+a 3+a 4=-18. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数n ,使得S n ≥2 013?若存在,求出符合条件的所有n 的集合;若不存在,说明理由.【思路分析】 (1)根据已知条件得出关于a 1,q 的方程组,求解即可;(2)只需表示出前n 项和,解指数不等式.【规范解答】 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则a 1≠0,q ≠0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ S 2-S 4=S 3-S 2,a 2+a 3+a 4=-18,即⎩⎪⎨⎪⎧-a 1q 2-a 1q 3=a 1q 2,a 1q (1+q +q 2)=-18,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,q =-2.故数列{a n }的通项公式为a n =3×(-2)n -1. (2)由(1)有S n =3[1-(-2)n ]1-(-2)=1-(-2)n .若存在n ,使得S n ≥2 013,则1-(-2)n ≥2 013, 即(-2)n ≤-2 012.当n 为偶数时,(-2)n >0,上式不成立;当n 为奇数时,(-2)n =-2n ≤-2 012,即2n ≥2 012,则n ≥11.综上,存在符合条件的正整数n ,且n 的集合为{n |n =2k +1,k ∈N ,k ≥5}.【名师点评】 求解此类题需要同学们熟练运用公式和相关概念来构建方程(组),进而求得数列的通项.本例题的难点在于对不等式2n ≥2 012的求解及对n 的奇偶性的讨论.建议熟记2的1~10次幂的值.已知数列{a n }中,a 1=1,且点P (a n ,a n +1)(n ∈N +)在直线x -y +1=0上. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n,S n 表示数列{b n }的前n 项和,试问:是否存在关于n 的关系式g (n ),使得S 1+S 2+S 3+…+S n -1=(S n -1)·g (n )对于一切不小于2的自然数n 恒成立?若存在,写出g (n )的解析式,并加以证明;若不存在,试说明理由.解:(1)由点P (a n ,a n +1)在直线x -y +1=0上, 即a n +1-a n =1,且a 1=1,即数列{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列. 则a n =1+(n -1)×1=n (n ∈N +).(2)假设存在满足条件的g (n ), 由b n =1n ,可得S n =1+12+13+…+1n ,S n -S n -1=1n (n ≥2),nS n -(n -1)S n -1=S n -1+1, (n -1)S n -1-(n -2)S n -2=S n -2+1, …2S 2-S 1=S 1+1.以上(n -1)个等式等号两端分别相加得 nS n -S 1=S 1+S 2+S 3+…+S n -1+n -1,即S 1+S 2+S 3+…+S n -1=nS n -n =n (S n -1),n ≥2.令g (n )=n ,故存在关于n 的关系式g (n )=n ,使得S 1+S 2+S 3+…+S n -1=(S n -1)·g (n )对于一切不小于2的自然数n 恒成立.一、选择题1.有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒钟末能在杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个,现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要( B )A .6秒钟B .7秒钟C .8秒钟D .9秒钟解析:依题意,得1+21+22+…+2n -1≥100, ∴1-2n 1-2≥100,∴2n ≥101,∴n ≥7, 则所求为7秒钟.2.某林厂年初有森林木材存量S 立方米,木材以每年25%的增长率生长,而每年末都砍伐固定的木材量x 立方米,为实现经过两次砍伐后的木材的存量增加50%,则x 的值是( C )A.S 32B.S 34C.S 36D.S 38解析:一次砍伐后木材的存量为S (1+25%)-x ; 二次砍伐后木材存量为[S (1+25%)-x ](1+25%)-x =2516S -54x -x =S (1+50%),解得x =S 36. 3.某工厂2013年年底制订生产计划,要使工厂的年总产值到2023年年底在原有基础上翻两番,则年总产值的平均增长率为( A )A .4110-1B .5110-1C .3110-1D .4111-1二、填空题4.一个工厂的生产总值月平均增长率是p ,那么年平均增长率为(1+p )12-1.解析:一年12个月,故1月至12月产值构成公比为1+p 的等比数列,设去年年底产值为a ,∴a 12=a (1+p )12,∴年平均增长率为a (1+p )12-aa=(1+p )12-1.5.今年,某公司投入资金500万元,由于坚持改革、大胆创新,以后每年投入资金比上一年增加30%,那么7年后该公司共投入资金5 0003(1.37-1)万元.解析:设第n 年投入的资金为a n 万元, 则a n +1=a n +a n ×30%=1.3a n ,则a n +1a n=1.3,所以数列{a n }是首项为500,公比为1.3的等比数列,所以7年后该公司共投入资金S 7=a 1(1-q 7)1-q =500×(1-1.37)1-1.3=5 0003(1.37-1)(万元).。

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第三章 数列一 知识要览本章内容包括数列、等差数列、等比数列的有关概念和性质.数列是高中数学重要的内容之一,它的地位作用可以从三个方面来看:1数列有着广泛的实际应用.如堆放物品总数的计算要用到数列前n 项和公式;又如产品规格设计的某些问题要用到等比数列的原理;再如储蓄、分期付款的有关计算也要用到数列的一些知识.2 数列起着承前启后的作用.一方面,初中数学的许多内容在解决数列的某些问题中得到了充分运用,数列与前面学习的函数等知识有密切的联系;另一方面,学习数列又为进一步学习数列的极限等内容作好了准备.数列中涉及很多的数学思想方法.如函数思想、方程思想、分类讨论思想、化归思想等,必须在解题过程中学会应用.1数列是一类特殊的函数,它的定义域是正整数集*N 和*N 的有限子集,用函数的思想解决数列问题是一种简便而重要的方法.2等差数列与等比数列各有五个基本量:()1,,,,n n a d q n a S ,通项公式和前n 项和公式是联结这五个基本量的关系式,知三求二是这两个公式的基本应用,而灵活应用这两个公式及等差、等比数列有关性质,运用方程的思想方法建立已知与未知的相互联系,解决各类计算问题是数列的重点内容.3在等比数列求和中,要对公比q 进行分类讨论.所以,在这一章学习中注重分类讨论思想的渗透,建立分类讨论的意识、掌握分类讨论的方法,可有效地提高我们解数列综合问题的能力.4在解数列问题时,转化的思想方法很重要.所谓转化,就是把一个事物转化为其他事物,把不会解的题转化为会解的题,把方法不好的解法转化为方法较好的解法我们要善于促使实现这种转化,但前提是严谨审题、仔细分析、灵活思考,这就需要在平时的学习中自觉锻炼与实践.另外,在解决具体问题时还必须掌握解题过程中的具体方法.如:观察归纳法、叠加、迭乘法、 错位相减法、倒序求和法、并项、裂项法、换元法等等.数列是培养学生数学能力的良好题材.学习数列,要经常观察、分析、归纳、猜想,还要综合运用前面的知识解决数列中的一些问题,这些都有助于学生数学能力的提高.在中学数学和大学数学之间,数列具有“桥梁”和“纽带”的功能,因此数列是高考的必考内容,纵观近十年的高考,考查的内容主要有两个方面:第一方面是数列的基本概念,如等差数列、等比数列的定义、通项公式、等差中项、等比中项等;第二方面是数列的运算,即运用通项公式、前n 项和公式以及数列的性质求数列的一些基本量的问题,在这部分内容的考查中除了考查基础知识外,还常常与函数、不等式、解几何等综合起来出题,重点是考查灵活运用知识解决问题的能力.所以我们应该理解数列的概念,能用函数的观点认识数列;了解数列的概念和递推公式的意义,会根据数列的通项公式写出数列的任意项,会根据数列的递推公式写出数列的前几项;理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式和前n 项和公式,并能运用公式解决一些问题;理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式和前n 项和公式,并能运用公式解决一些问题.二 疑难透析1. 从函数的角度来理解,数列是定义在正整数集*N 或它的有限子集{}1,2,3,n 上的函数()f n ,当自变量从1开始依次取自然数时,相对应的一列函数值,故其图像是一群孤立的点切忌不要连成线.因此,研究数列的问题,要考虑函数的一般性质和数列本身的性质.所以在以后解决数列的有关题时,常常要用到函数思想. 2. 数列中的数与集合中的元素比较,集合中的元素具有确定性、无序性、互异性.数列中的数具有确定性、有序性、不具有互异性. 数列中数的有序性是数列定义的灵魂.所以,在刚刚接触数列的定义时,一定要把数列中的数和集合中的元素区分开来.另外在根据定义判断两数列是否是相同数列时,一定要注意:两个数列相同不仅两数列的项相同,顺序也必须要相同.3. 并不是所有的数列都有通项公式;有些数列有通项公式,而通项公式也并非是唯一的.通项公式和递推公式都是给出数列的一种方法,要注意通项公式与递推公式的区别与联系.4. 等差数列定义中应注意:“从第二项起”,“每一项与它的前一项的差”,“同一常数”.等比数列定义中 也同样注意: 从第二项起”,“每一项与它的前一项的比”,“同一常数”5. 等差数列通项公式d n a a n )1(1-+=中有n a a d n ,,,1四个量,知三求一是常见题型,主要是用方程的思想解决.等比数列中也同样注意应用.6. 等差数列中,d 是对应直线的斜率,若直线上对应的两点的坐标是 ),(),,(n m a n Q a m P ,则:nm a a d nm --=7. 等差数列的性质①若公差0d >,则此数列为递增数列;若0d <则此数列为递减数列;若0d =,则此数列为常数列. ②有穷等差数列中,与 首末两项距离相等的两项和相等,并且等于首末两项和;特别地,若项数为奇数,还等于中间项的2倍,即 121322n n n a a a a a a a --+=+=+==中③若*,,,,m n p q N ∈且,,,m n p q m n p q m n p q a a a a a a a a +=++=+,则,其中是数列中的项,特别地,当 22m n p m n p a a a +=+=时,有,此性质还可以继续推广:若123123m m m n n n ++=++,且*123123m m m n n n N ∈、、、、、,则123123m m m n n n a a a a a a ++=++,另外还可以推广这一性质时,要注意的是两边的项数必须相同,否则,将得到错误的结论,如514a a a ≠+.④脚码成等差数列的项仍成等差数列.如:若,,n k n n k -+成等差数列,则在等差数列{}n a 中,,,n k n n k a a a -+也成等差数列.即在等差数列中,每隔相同的项抽出来的项按照原来顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列,但剩下的项按原来的顺序构成的数列不一定是等差数列. ⑤ 等差数列中连续几项之和构成的新数列仍然是等差数列 例:① ,,,654321a a a a a a +++②n n n n n S S S S S 232,,--⑥ 若数列{}{}n n a b 与均为等差数列,则{}{}{},,,n n n n ka ka m ma kb m k ++仍为等差数列,其中均为常数。

第一部分专题二微专题2数列求和及简单应用-高三数学二轮专题复习课件

第一部分专题二微专题2数列求和及简单应用-高三数学二轮专题复习课件
又S1n=n2+1 n=n(n1+1)=n1-n+1 1,
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
数列S1n的前 n 项和为 1-12+12-13+…+n1-n+1 1= 1-n+1 1,
故 Tn=2n+1-2+1-n+1 1=2n+1-n+1 1-1. 选②,设公差为 d,由 a3+a5=16,S3+S5=42,得 2a1+6d=16, 8a1+13d=42, 解得ad1==22,,所以 an=2n,Sn=n2+n.
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
代入(a2+2)2=(a1+2)(a3+2),易得 a1=2,a2=4, a3=7,a4=12.
于是数列{an+2}的前 4 项为 4,6,9,14; 显然它不是等比数列,所以数列{an+2}不可能是等 比数列.
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
大题考法 4 错位相减法求数列的和
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
当 n 为奇数时,Gn=2×n-2 1-(2n+1)=-n-2, 所以 Tn=8(4n3-1)-n-2, 所以 Tn=88((44nn33--11))-+nn-,2n,为n偶为数奇,数.
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
1.在处理一般数列求和时,一定要注意运用转化思 想.把一般的数列求和转化为等差数列或等比数列进行求 和.在利用分组求和法求和时,常常根据需要对项数 n 的 奇偶进行讨论.最后再验证是否可以合并为一个表达式.
微专题2 数列求和及简单应用
对点训练
1.裂项相消法求和就是将数列中的每一项裂成两项 或多项,使这些裂开的项出现有规律的相互抵消,要注 意消去了哪些项,保留了哪些项.
2.消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项, 前边剩第几项,后边就剩倒数第几项.

数列专题讲义

数列专题讲义

教师辅导讲义(2)讲义编号:学员编号 年 级 高三 课 时 数学员姓名辅导科目数学学 科 教 师戴老师课 题 数列专题授课时间: 教学目标教学内容备考策略:数列问题历来是江苏卷压轴题的必考内容,解答题中难度很大,填空题基本上为基础题,所以在今后的复习中需要关注以下几点:1.等差、等比数列的基本量的求解.2.等差、等比数列的性质如等差(比)中项. 3.多采取从特殊到一般研究问题的角度. 4.恒等问题和不等关系基本论证的训练.数列通项及求和 主干知识整合:1.数列通项求解的方法(1)公式法;(2)根据递推关系求通项公式有:①叠加法;②叠乘法;③转化法.(3)不完全归纳法即从特殊到一般的归纳法;(4)用a n =⎩⎨⎧S 1(n =1)S n -S n -1(n ≥2)求解.2.数列求和的基本方法:(1)公式法;(2)分组法;(3)裂项相消法;(4)错位相减法;(5)倒序相加法. ► 探究点 一 公式法如果所给数列满足等差或者等比数列的定义,则可以求出a 1,d 或q 后,直接代入公式求出a n 或S n .例1 (1)已知正数数列{a n }对任意p ,q ∈N *,都有a p +q =a p ·a q ,若a 2=4,则a n =________. ,(2)数列{a n }为正项等比数列,若a 2=1,且a n +a n +1=6a n -1(n ∈N ,n ≥2),则此数列的前n 项和S n =________.(1)2n (2)2n -1-12 【解析】 (1)由a p +q =a p ·a q ,a 2=4,可得a 2=a 21=4⇒a 1=2,所以a p +1=a p ·a 1,即a p +1a p=a 1=2,即数列{a n }为等比数列,所以a n =a 1·q n -1=2·2n -1=2n .(2)设等比数列的公比为q ,由a n +a n +1=6a n -1知,当n =2时,a 2+a 3=6a 1.再由数列{a n }为正项等比数列,a 2=1,得1+q =6q ,化简得q 2+q -6=0,解得q =-3或q =2.∵q >0,∴q =2,∴a 1=12,∴S n =12(1-2n )1-2=2n -1-12.【点评】 这两题都是由“a p +q =a p ·a q ”和“a n +a n +1=6a n -1”推出其他条件来确定基本量,不过第(1)小问中首先要确定该数列的特征,而第(2)小问已经明确是等比数列,代入公式列方程求解即可. 已知{a n }是等差数列,a 10=10,前10项和S 10=70,则其公差d =________.23 【解析】 方法一:因为S 10=70,所以10(a 1+a 10)2=70,即a 1+a 10=14.又a 10=10,所以a 1=4,故9d =10-4=6,所以d =23.方法二:由题意得⎩⎨⎧a 1+9d =10,10a 1+45d =70,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =23. ► 探究点二 根据递推关系式求通项公式如果所给数列递推关系式,不可以用叠加法或叠乘法,在填空题中可以用不完全归纳法进行研究.例2 (1)已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=5a n -133a n -7(n ∈N *),则数列{a n }的前100项的和为________.(2)已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l时,都有a i +b j =a k +b l ,则12010∑=+20101i i i )b (a 的值是________.(1)200 (2)2012 【解析】 (1)由a 1=2,a n +1=5a n -133a n -7(n ∈N *)得a 2=5×2-133×2-7=3,a 3=5×3-133×3-7=1,a 4=5×1-133×1-7=2,则{a n }是周期为3的数列,所以S 100=(2+3+1)×33+2=200.(2)由题意得a 1=1,a 2=2,a 3=3,a 4=4,a 5=5;b 1=2,b 2=3,b 3=4,b 4=5,b 5=6.归纳得a n =n ,b n =n +1;设c n =a n +b n ,c n =a n +b n =n +n +1=2n +1,则数列{c n }是首项为c 1=3,公差为2的等差数列,问题转化为求数列{c n }的前2010项和的平均数.所以12010∑=+20101i i i )b (a =12010×2010×(3+4021)2=2012.【点评】 根据数列的递推关系求数列的通项,除了常规的方法外,还可以用不完全归纳法进行研究,如数列周期性的研究.► 探究点三 数阵问题数阵问题主要指的是不仅仅是将数排成一列的数列,而是既有行的排列也有列的排列的数字规律变换的研究.例3 所有正奇数如下数表排列(表中下一行中的数的个数是上一行中数的个数的2倍): 第一行 1 第二行 3 5第三行 7 9 11 13 ……则第6行中的第3个数是________.67 【解析】 先计算第六行第三个数为正奇数排列的第几个数,由1+2+4+8+16+3=34得所求的数为第34个,所以2×34-1=67.【点评】 数阵问题中第m 行的第n 个数的研究,需要分两步研究,第一步研究每一行的数变换规律,第二步再研究列的变换规律.本题实为将一个等差数列分成了若干部分进行研究.下面的数组均由三个数组成,它们是:(1,2,3),(2,4,6),(3,8,11),(4,16,20),(5,32,37),…,(a n ,b n ,c n ).(1)请写出c n 的一个表达式,c n =________;(2)若数列{c n }的前n 项和为M n ,则M 10=________.(用数字作答)c n =n +2n 2101 【解析】 由1,2,3,4,5,…猜想a n =n ;由2,4,8,16,32,…猜想b n =2n ;由每组数都是“前两个之和等于第三个”猜想c n =n +2n .从而M 10=(1+2+…+10)+(2+22+…+210)=10×(10+1)2+2(210-1)2-1=2101.► 探究点四 数列的特殊求和方法数列的特殊求和方法中以错位相减法较为难掌握,其中通项公式{a n b n }的特征为{a n }是等差数列,{b n }是等比数列.例4 在各项均为正数的等比数列{a n }中,已知a 2=2a 1+3,且3a 2,a 4,5a 3成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 3a n ,求数列{a n b n }的前n 项和S n . 【解答】 (1)设{a n }公比为q ,由题意得q >0,且⎩⎨⎧ a 2=2a 1+3,3a 2+5a 3=2a 4,即⎩⎨⎧ a 1(q -2)=3,2q 2-5q -3=0,解得⎩⎨⎧a 1=3,q =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-65,q =-12(舍去),所以数列{a n }的通项公式为a n =3·3n -1=3n ,n ∈N *.(2)由(1)可得b n =log 3a n =n ,所以a n b n =n ·3n . 所以S n =1·3+2·32+3·33+…+n ·3n ,① 3S n =1·32+2·33+3·34+…+n ·3n +1.②②-①得,2S n =-3-(32+33+…+3n )+n ·3n +1 =-(3+32+33+…+3n )+n ·3n +1,=-3(1-3n )1-3+n ·3n +1=32(1-3n )+n ·3n +1=32+⎝ ⎛⎭⎪⎫n -123n +1.所以数列{a n b n }的前n 项和为S n =34+2n -143n +1.【点评】 本题考查等差数列、等比数列的基础知识,第(1)问求数列的通项公式,主要是用解方程组的方法求出首项和公比,注意取舍;第(2)问,求数列的前n 项和,主要考查错位相减法.错位相减时要注意各项的位置要错开,还要注意2S n的左边的系数要处理后,才算求出S n,最后还需要用n=1,2进行检验.规律技巧提炼1.数列通项公式的研究主要是研究相邻项之间的关系,江苏卷对递推关系的考查不多,填空题中出现复杂递推关系时,可以用不完全归纳法研究.在解答题中主要是转化为等差、等比数列的基本量的求解.2.数列求和问题中特殊求和方法在江苏卷的考查也不多,主要还是利用公式法求数列的前n项和,再论证和的性质,故不过多涉及求和的技巧以及项的变形.江苏真题剖析例 [2008·江苏卷] 将全体正整数排成一个三角形数阵:12 345 6789101112131415按照以上排列的规律,第n行(n≥3)从左向右的第3个数为________【分析】本题考查了推理能力,但其本质为分组求和.数阵问题中的某一项的求解,需要先求行的规律,再求列的规律.【答案】n2-n+62【解析】前n-1行共有正整数1+2+…+(n-1)个,即n2-n2个,因此第n行第3个数是全体正整数中第n2-n2+3个,即为n2-n+62.[2010·江苏卷] 函数y=x2(x>0)的图象在点(a k,a2k)处的切线与x轴交点的横坐标为a k+1,k为正整数,a1=16,则a1+a3+a5=________.21【解析】本题考查了导数的几何意义,该知识点在高考考纲中为B级要求.函数y=x2(x>0)在点(16,256)处的切线方程为y-256=32(x-16).令y=0得a2=8;同理函数y=x2(x>0)在点(8,64)处的切线方程为y-64=16(x-8),令y=0得a3=4;依次同理求得a4=2,a5=1.所以a1+a3+a5=21.专题十四等差、等比数列的性质主干知识整合:2.证明数列是等差或等比数列的方法(1)等差数列①定义法:a n+1-a n=d(n∈N*);②等差中项法:2a n+1=a n+a n+2(n∈N*).(2)等比数列①定义法:a n +1a n=q (n ∈N *);②等比中项:a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N *). 要点热点探究► 探究点一 等差、等比中项性质等差中项和等比中项不仅仅可以解决两项和(积)之间的等量关系,也可以进一步推广至若干项如,若m +n +p =r +s +t ,则等差数列有a m +a n +a p =a r +a s +a t ;等比数列有a m ·a n ·a p =a r ·a s ·a t .例1 (1)[2011·广东卷] 等差数列{a n }前9项的和等于前4项的和.若a 1=1,a k +a 4=0,则k =________.(2)已知各项均为正数的等比数列{a n },a 1a 2a 3=5,a 7a 8a 9=10,则a 1a 2…a 9=________.(1)10 (2)5032 【解析】 (1)由S 9=S 4,所以a 5+a 6+a 7+a 8+a 9=0,即5a 7=0,所以a 7=0,由a 7=a 1+6d 得d =-16,又a k +a 4=0,即a 1+(k -1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-16+a 1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-16=0,即(k -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-16=-32,所以k -1=9,所以k =10.(2)由等比数列的性质知a 1a 2a 3=(a 1a 3)·a 2=a 32=5,a 7a 8a 9=(a 7a 9)·a 8=a 38=10,所以a 2a 8=5013,所以a 1a 2…a 9=a 95=(a 2a 8)9=5032.【点评】 等差中项和等比中项的本质是整体思想运用,用来实现等量项之间的代换.这是在数列运用基本量研究外的一个重要的处理问题的手段.设等差数列{a n }的公差为正数,若a 1+a 2+a 3=15,a 1a 2a 3=80,则a 11+a 12+a 13=________.105 【解析】 由条件可知,a 2=5,从而a 1+a 3=10,a 1a 3=16,得a 1=2,a 3=8,公差为3,所以a 11+a 12+a 13=6+(10+11+12)×3=105. ► 探究点二 数列单调性的研究数列的单调性研究方法有三种:一是用数列的单调性的定义,如a n +1>a n ;二是若数列是等差或等比数列可以观察其通项的系数特征;三是可以构造相应的函数,通过函数单调性得到对应数列的单调性.例2 有n 个首项都是1的等差数列,设第m 个数列的第k 项为a mk (m ,k =1,2,3,…,n ,n ≥3),公差为d m ,并且a 1n ,a 2n ,a 3n ,…,a nn 成等差数列.且d m =(2-m )d 1+(m -1)d 2.(1)当d 1=1,d 2=3时,将数列{d m }分组如下:(d 1),(d 2,d 3,d 4),(d 5,d 6,d 7,d 8,d 9),…(每组数的个数构成等差数列). 设前m 组中所有数之和为(c m )4(c m >0),求数列{2c n d n }的前n 项和S n ;(2)设N 是不超过20的正整数,当n >N 时,对于(1)中的S n ,求使得不等式150(S n -6)>d n 成立的所有N 的值.【解答】 (1)当d 1=1,d 2=3时,d m =2m -1(m ∈N *).数列{d m }分组如下:(d 1),(d 2,d 3,d 4),(d 5,d 6,d 7,d 8,d 9),… 按分组规律,第m 组中有(2m -1)个奇数,所以第1组到第m 组共有1+3+5+…+(2m -1)=m 2个奇数. 注意到前k 个奇数的和为1+3+5+…+(2k -1)=k 2,所以前m 2个奇数的和为(m 2)2=m 4.即前m 组中所有数之和为m 4,所以(c m )4=m 4. 因为c m >0,所以c m =m ,从而2c m d m =(2m -1)·2m (m ∈N *). 所以S n =1·2+3·22+5·23+7·24+…+(2n -3)·2n -1+(2n -1)·2n ,2S n =1·22+3·23+5·24+…+(2n -3)·2n +(2n -1)·2n +1,故-S n =2+2·22+2·23+2·24+…+2·2n -(2n -1)·2n +1 =2(2+22+23+…+2n )-2-(2n -1)·2n +1=2×2(2n -1)2-1-2-(2n -1)·2n +1=(3-2n )2n +1-6.所以S n =(2n -3)2n +1+6.(2)由(1)知d n =2n -1(n ∈N *),S n =(2n -3)2n +1+6(n ∈N *).故不等式150(S n -6)>d n 就是(2n -3)2n +1>50(2n -1).考虑函数f (n )=(2n -3)2n +1-50(2n -1) =(2n -3)(2n +1-50)-100.当n =1,2,3,4,5时,都有f (n )<0, 即(2n -3)2n +1<50(2n -1).而f (6)=9(128-50)-100=602>0,注意到当n ≥6时,f (n )单调递增,故有f (n )>0. 因此当n ≥6时,(2n -3)2n +1>50(2n -1)成立, 即150(S n -6)>d n 成立.所以,满足条件的所有正整数N =6,7, (20)【点评】 本题第二小问构造了函数f (n )=(2n -3)(2n +1-50)-100,其中所构成的函数为一次函数与指数函数的乘积函数,由于g (n )=2n -3,h (n )=2n +1-50都是单调递增函数,但不是恒正,故只有当n ≥6时才能保证恒正,这样得到的函数f (n )才是单调递增函数,前五项的性质,可以代入后一一进行比较.(1)已知数列{a n }为等差数列,若a 5a 6<-1,则数列{|a n |}的最小项是第________项.(2)已知数列{a n }满足a 1=33,a n +1-a n =2n ,则a nn 的最小值为________.(1)6 (2)212 【解析】 (1)由a 5a 6<-1得,若a 6>0,则a 5<-a 6<0,此时等差数列为递增数列,|a 5|>|a 6|,此时{|a n |}中第6项最小;若a 6<0,则a 5>-a 6>0,此时等差数列为递减数列,|a 5|>|a 6|,仍然有{|a n |}中第6项最小.故{|a n |}中的最小项是第6项.(2)a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1 =2[1+2+…+(n -1)]+33=n 2-n +33,所以a n n =n +33n -1,设函数f (x )=x +33x -1,则f ′(x )=1-33x 2,从而在(33,+∞)上函数f (x )为增函数,在(0,33)上函数f (x )为减函数,因为n ∈N +,所以a n n 在33附近的整数取得最小值,由于a 55=535,a 66=212,所以当n =6时,a n n 有最小值为212. ► 探究点三 等差、等比数列的证明等差、等比数列的证明方法有两种:一是用数列的定义;二是等差中项或等比中项,但其本质都是根据条件寻求相邻两项或几项之间的关系.例3 已知数列{a n },{b n }满足b n =a n +1-a n ,其中n =1,2,3,…. (1)若a 1=1,b n =n ,求数列{a n }的通项公式;(2)若b n +1b n -1=b n (n ≥2),且b 1=1,b 2=2.记c n =a 6n -1(n ≥1),求证:数列{c n }为等差数列. 【解答】 (1)当n ≥2时,有a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=a 1+b 1+b 2+…+b n -1=1+(n -1)×n 2=n 22-n2+1.又因为a 1=1也满足上式,所以数列{a n }的通项为a n =n 22-n2+1.(2)因为对任意的n ∈N *有b n +6=b n +5b n +4=1b n +3=b n +1b n +2=b n,所以c n +1-c n =a 6n +5-a 6n -1=b 6n -1+b 6n +b 6n +1+b 6n +2+b 6n +3+b 6n +4=1+2+2+1+12+12=7(n ≥1),所以数列{c n }为等差数列.【点评】 本题中{c n }是由{a n }构成,而数列{a n }又由数列{b n }构成,所以本题要证明数列{c n }是等差数列,其本质还是论证数列{b n }的特征,其中b n +6=b n 是数列周期性的证明.规律技巧提炼1.等差、等比数列性质很多,在江苏卷的考查中以等差中项和等比中项的考查为主,在运用该技巧时,要注意该等式两边的项数必须相等即两项与两项互换,三项与三项互换.2.在运用函数判断数列的单调性时,要注意函数的自变量为连续的,数列的自变量为不连续的,所以函数性质不能够完全等同于数列的性质.有些数列会出现前后几项的大小不一,从某一项开始才符合递增或递减的特征,这时前几项中每一项都必须研究.3.由一个数列构造生成的新数列,再证明其是否是等差或等比数列时,如果已经有通项公式,则可以直接由通项公式的特征判断,如果只有递推关系,则需要用定义来证明. 江苏真题剖析:例 [2009·江苏卷] 设{a n }是公比为q 的等比数列,|q |>1,令b n =a n +1(n =1,2,…),若数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则6q =________.【答案】 -9【解析】 由条件知数列{a n }中连续四项在集合{-54,-24,18,36,81}中,由|q |>1,所以{a n }中连续四项可能为(1)-24,36,-54,81,q =-32,6q =-9;(2)18,-24,36,-54,(该数列不成等比数列,不合题意);其他情形都不符合.三个互不相等的实数成等差数列,适当交换这三个数的位置后,变成一个等比数列,则此等比数列的公比是________.-2或-12 【解析】 设这三个数分别为a -d ,a ,a +d (d ≠0),由于d ≠0,所以a -d ,a ,a +d 或a +d ,a ,a -d 不可能成等比数列; 若a -d ,a +d ,a 或a ,a +d ,a -d 成等比数列,则(a +d )2=a (a -d ),即d =-3a ,此时q =a a -3a=-12或q =a -3a a =-2;若a ,a -d ,a +d 或a +d ,a -d ,a 成等比数列,则(a -d )2=a (a +d ),即d =3a ,此时q =a -3a a =-2或q =a -3a a +3a=-12.故q =-2或-12.[2009·江苏卷] 设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,满足a 22+a 23=a 24+a 25,S 7=7.(1)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)试求所有的正整数m ,使得a m a m +1a m +2为数列{a n }中的项.解答】 (1)设公差为d ,则a 22-a 25=a 24-a 23,由性质得-3d (a 4+a 3)=d (a 4+a 3). 因为d ≠0,所以a 4+a 3=0,即2a 1+5d =0.又S 7=7得7a 1+7×62d =7,解得a 1=-5,d =2,所以{a n }的通项公式为a n =2n -7,前n 项和S n =n 2-6n .(2)解法1:a m a m +1a m +2=(2m -7)(2m -5)2m -3,设2m -3=t ,则a m a m +1a m +2=(t -4)(t -2)t =t +8t -6,所以t 为8的约数. 因为t 是奇数,所以t 可取的值为±1,当t =1,m =2时,t +8t -6=3,2×5-7=3,是数列{a n }中的项;当t =-1,m =1时,t +8t -6=-15,数列{a n }中的最小项是-5,不符合.所以满足条件的正整数m =2.解法2:因为a m a m +1a m +2=(a m +2-4)(a m +2-2)a m +2=a m +2-6+8a m +2为数列{a n }中的项,故8a m +2为整数,又由(1)知a m +2为奇数,所以a m +2=2m -3=±1,即m =1,2.经检验,符合题意的正整数m 为2. 专题十五 数列中的等量关系。

高考数学文(二轮复习)课件《等差与等比数列》

高考数学文(二轮复习)课件《等差与等比数列》

4.(2014· 安徽高考)数列{an}是等差数列,若a1+1,a3+ 3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q=________.
答案:1
解析:解法一:因为数列{an}是等差数列,所以a1+1,a3 +3,a5+5也成等差数列,又a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q 的等比数列,所以a1+1,a3+3,a5+5是常数列,故q=1. 解法二:因为数列{an}是等差数列, 所以可设a1=t-d,a3=t,a5=t+d, 故由已知得(t+3)2=(t-d+1)(t+d+5),得d2+4d+4=0, 即d=-2, 所以a3+3=a1+1,即q=1.
等差与等比数列
该类小题一般考查等差、等比数列的基本量的运算及性质 的灵活运用.有时等差数列、等比数列相交汇考查.该类小题具有 “新”“巧”“活”的特点.在备考中,一要重视与两种数列基 本量有关的公式的理解与应用,二要重视两种数列基本性质的 应用,三要重视方程组思想或整体思想在求解数列问题中的应 用.
(2)已知等差数列某两项的和(或等比数列某两项的积)求数 列中的某一项或求数列和(或积)的问题,运用等差数列(或等比 数列)的性质或整体代入的思想较为快捷.该类题目在平时的练 习中要学会使用性质,在短时间内准确求解.
[回访名题] (1)(2014· 福建高考)等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2, S3=12,则a6等于( )
基础记忆
试做真题
基础要记牢,真题须做熟
基础知识不“背死”,就不能“用活”! 1.把握两个定义 若一个数列从第二项起,每项与前一项的差(比)为同一个常 数,则这个数列为等差(比)数列. 2.等差、等比中项 (1)若x,A,y成等差数列⇔A为x,y的等差中项⇔2A=x+y. (2)若x,G,y成等比数列⇔G为x,y的等比中项⇒G2= xy(G≠0).

数学人教A版高中必修5数列专题 : 等差、等比数列的基本量计算复习(学生版)

数学人教A版高中必修5数列专题 : 等差、等比数列的基本量计算复习(学生版)

1
1 1 1 ;
n(n 1) n n 1
升级: 1 1 (1 1 )
n(n k) k n n k
变式:
n
1 2-
(n 1
2)=
1= n2 3n 2
1
(2n 1)(2n 1)
专题:数列
微专题 1:等差、等比数列的基本量计算
立足于两数列的概念,设出相应基本量:
an 等差: a1, d , n, an, Sn
bn 等比: b1, q, n,bn, Sn (方程思想)
1、已知公差不为 0 的等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,S1+1,S3,S4 成等差数列, 且 a1,a2,a5 成等比数列。 (1)求数列{an}的通项公式; (2)若 S4,S6,Sn 成等比数列,求 n 及此等比数列的公比。
an
a1
(n 1)(3 2
2n
1)
=n 2
1, Q
a1
1 an
n2
练习:已知数列an满足 a1 2 ,且 an an1 2n (n 2, n N ) ,求数列 an
的通项公式。
4、累乘法( 形如
an f (n) an1

例:已知数列 an满足 a1
2 ,且
an an1
1
1 n
N)
,求数列 an 的通项
公式。
6、构造法
方向 1:构造成等差数列( 形如
an1
pan p qan

解法:
(取倒法)两边取倒数 1 p qan 1 1 q ,构造成等差数列。
an1
pan
an1 an p
(同除法)分式变成整式
pan1 qanan1
pan

数列的定义与性质

数列的定义与性质

第5章 数列知识点一、数列的通项公式 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一项(通常也叫做首项). 2.数列的通项公式如果数列{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,那么这个公式叫做这个数列的通项公式. 3.数列的递推公式如果已知数列{a n }的第一项(或前几项),且任何一项a n 与它的前一项a n -1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即a n =f (a n -1)(或a n =f (a n -1,a n -2)等),那么这个式子叫做数列{a n }的递推公式. 4.S n 与a n 的关系已知数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,这个关系式对任意数列均成立.二、数列的性质 数列的分类三、等差数列基本量的计算 1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式(1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+(1)2n n −d =1()2n n a a +.四、等差数列的基本性质及应用 等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(5)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(6){a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(7)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }的首项相同,公差是{a n }的公差的12.五、等比数列基本量的计算 1.等比数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q .(2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 11-q n 1-q =a 1-a n q1-q ,q ≠1. 六、等比数列的性质(1)若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q ,其中m ,n ,p ,q ∈N *.特别地,若2s =p +r ,则a p a r =a 2s ,其中p ,s ,r ∈N *.对有穷等比数列,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积即a 1a n =a 2a n -1=…=a k a n -k +1=….(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m (k ,m ∈N *).(3)若数列{a n },{b n }是两个项数相同的等比数列,则数列{ba n },{pa n qb n }和⎩⎨⎧⎭⎬⎫pa n qb n (其中b ,p ,q 是非零常数)也是等比数列. (4)S m +n =S n +q n S m =S m +q m S n .(5)当q ≠-1或q =-1且k 为奇数时,S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…是等比数列,其公比为q k . (6)若a 1a 2…a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3nT 2n,…成等比数列. (7)若数列{a n }的项数为2n ,S 偶与S 奇分别为偶数项与奇数项的和,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q . 七、数列求和1.公式法与分组转化法 (1)公式法直接利用等差数列、等比数列的前n 项和公式求和. (2)分组转化法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组转化法,分别求和后相加减. 2.倒序相加法与并项求和法 (1)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和可用倒序相加法,如等差数列的前n 项和公式就是用此法推导的. (2)并项求和法在一个数列的前n 项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)n f (n )类型,可采用两项合并求解.例如,S n =1002-992+982-972+…+22-12=(1002-992)+(982-972)+…+(22-12)=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050. 3.裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.4.错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n项和即可用错位相减法来求,如等比数列的前n项和公式就是用此法推导的.第5章 数列(1)一、选择题1.在数列1,2,7,10,13,…中,219是这个数列的( ) A .第16项 B .第24项 C .第26项 D .第28项2.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= ( ) A .6116 B .259 C .2516 D .31153.在数列{a n }中,a n +1-a n =2,S n 为{a n }的前n 项和.若S 10=50,则数列{a n +a n +1}的前10项和为( )A .100B .110C .120D .1304.设S n 为数列{a n }的前n 项和,且S n =32(a n -1)(n ∈N *),则a n =( )A .3(3n -2n )B .3n +2C .3nD .3·2n -15.对于数列{a n },“a n +1>|a n |(n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 6.已知数列{a n }满足:a 1=17,对于任意的n ∈N *,a n +1=72a n (1-a n ),则a 1413-a 1314=( )A .-27B .27C .-37D .377.定义np 1+p 2+…+p n为n 个正数p 1,p 2,…,p n 的“均倒数”,若已知数列{a n }的前n 项的“均倒数”为15n ,又b n =a n5.则b 10等于( )A .15B .17C .19D .218.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )x +2,x ≤2,a 2x 2-9x +11,x >2(a >0且a ≠1),若数列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),且{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是( )A .(0,1)B .⎣⎡⎭⎫83,3 C .(2,3) D .(1,3)9.对于数列{x n },若对任意n ∈N *,都有x n +x n +22<x n +1成立,则称数列{x n }为“减差数列”.设b n=2t -tn -12n -1,若数列b 3,b 4,b 5,…是“减差数列”,则实数t 的取值范围是( )A .(-1,+∞)B .(-∞,-1]C .(1,+∞)D .(-∞,1]10.已知数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=a n a n +2(n ∈N *).若b n +1=(n -2λ)·⎝⎛⎭⎫1a n +1(n ∈N *),b 1=-32λ,且数列{b n }是单调递增数列,则实数λ的取值范围是( ) A .λ<45 B .λ<1 C .λ<32 D .λ<23二、填空题11.若数列{a n }满足a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2+3n +2,则数列{a n }的通项公式为________.12.若a 1=1,对任意的n ∈N *,都有a n >0,且na 2n +1-(2n -1)a n +1a n -2a 2n =0.设M (x )表示整数x的个位数字,则M (a 2017)=________.13.若数列{a n }满足a 1=12,a n =1-1a n -1(n ≥2且n ∈N *),则a 2016等于________.14.已知各项均为正数的数列{a n }满足a n +1=a n 2+14,a 1=72,S n 为数列{a n }的前n 项和,若对于任意的n ∈N *,不等式12k12+n -2S n≥2n -3恒成立,则实数k 的取值范围为________.三、解答题15.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意正整数n 都有a n =34S n +2成立.记b n =log 2a n ,求数列{b n }的通项公式.16.设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求使得|T n -1|<11000成立的n 的最小值.第5章 数列(2)一、选择题1.已知{a n }为等差数列,其前n 项和为S n ,若a 3=6,S 3=12,则a 10等于( ) A .18 B .20 C .16 D .222.若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 4=4,S 6=12,则S 2=( ) A .-1 B .0 C .1 D .33.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有女子善织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女最后一天织多少尺布?( ) A .18 B .20 C .21 D .254.已知等差数列{a n }的前10项和为30,a 6=8,则a 100=( ) A .100 B .958 C .948 D .185.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n a n =n +12,则下列结论中正确的是( )A .a 2a 3=2B .a 2a 3=32C .a 2a 3=23D .a 2a 3=136.已知函数f (x )在(-1,+∞)上单调,且函数y =f (x -2)的图象关于直线x =1对称,若数列{a n }是公差不为0的等差数列,且f (a 50)=f (a 51),则数列{a n }的前100项的和为( ) A .-200 B .-100 C .0 D .-507.若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2016+a 2017>0,a 2016·a 2017<0,则使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是( )A .2016B .2017C .4032D .40338.中国历法推测遵循以测为辅、以算为主的原则.例如《周髀算经》和《易经》里对二十四节气的晷(ɡuǐ)影长的记录中,冬至和夏至的晷影长是实测得到的,其他节气的晷影长则是按照等差数列的规律计算得出的.下表为《周髀算经》对二十四节气晷影长的记录,其中115.146寸表示115寸146分(1寸=10分).已知《易经》中记录的冬至晷影长为130.0寸,夏至晷影长为14.8寸,那么《易经》中所记录的惊蛰的晷影长应为( )A .72.4寸B .81.4寸C .82.0寸D .91.6寸9.已知数列{a n }是首项为a ,公差为1的等差数列,数列{b n }满足b n =1+a na n.若对任意的n ∈N *,都有b n ≥b 8成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-8,-7)B .[-8,-7)C .(-8,-7]D .[-8,-7]10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 11=22,a 4=-12,如果当n =m 时,S n 最小,那么m 的值为( )A .10B .9C .5D .4 二、填空题11.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大. 12.已知函数f (x )=cos x ,x ∈(0,2π)有两个不同的零点x 1,x 2,且方程f (x )=m 有两个不同的实根x 3,x 4,若把这四个数按从小到大排列构成等差数列,则实数m =________.13.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S nS 2n为常数,则称数列{a n }为“吉祥数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“吉祥数列”,则数列{b n }的通项公式为________. 14.已知数列{a n }是各项均不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,且a n =S 2n -1(n ∈N *).若不等式λa n ≤n +8n 对任意n ∈N *恒成立,则实数λ的最大值为________. 三、解答题15.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且A ,B ,C 成等差数列.(1)若a =1,b =3,求sin C ;(2)若a ,b ,c 成等差数列,试判断△ABC 的形状. 16.数列{a n }满足a 1=12,a n +1=12-a n(n ∈N *).(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1为等差数列,并求出{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n -1,数列{b n }的前n 项和为B n ,对任意n ≥2都有B 3n -B n >m20成立,求正整数m的最大值.第5章 数列(3)一、选择题1.已知数列{a n }为等比数列,a 5=1,a 9=81,则a 7=( ) A .9或-9 B .9 C .27或-27 D .272.数列{a n }满足:a n +1=λa n -1(n ∈N *,λ∈R 且λ≠0),若数列{a n -1}是等比数列,则λ的值等于( )A .1B .-1C .12D .23.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问第二天走了( )A .192里B .96里C .48里D .24里4.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=5,S m =-11,S m +1=21,则m =( ) A .3 B .4 C .5 D .65.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=2,S 6=18,则S 10S 5等于( )A .-3B .5C .-31D .336.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 2,a 4+2,a 5成等差数列,a 1=2,S n 是数列{a n }的前n 项的和,则S 10-S 4=( )A .1008B .2016C .2032D .40327.已知{a n }是首项为1的等比数列,若S n 是数列{a n }的前n 项和,且28S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为( )A .158或4B .4027或4C .4027D .1588.已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,a 1=120,9S 3=S 6,设T n =a 1a 2a 3·…·a n ,则使T n 取最小值时n 的值为( )A .3B .4C .5D .69.若a ,b 是函数f (x )=x 2-px +q (p >0,q >0)的两个不同的零点,且a ,b ,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p +q 的值等于( ) A .6 B .7 C .8 D .910.已知正项等比数列{a n }满足:a 3=a 2+2a 1,若存在两项a m ,a n ,使得a m a n =4a 1,则1m +4n的最小值为( )A .32B .53C .256 D .不存在二、填空题11.设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________.12.若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=______. 13.已知S n 为数列{a n }的前n 项和,a n =2×3n -1(n ∈N *),若b n =a n +1S n S n +1,则b 1+b 2+…+b n =________.14.一正数等比数列前11项的几何平均数为32,从这11项中抽去一项后所余下的10项的几何平均数为32,那么抽去的这一项是第________项. 三、解答题15.已知{a n }是等差数列,满足a 1=2,a 4=14,数列{b n }满足b 1=1,b 4=6,且{a n -b n }是等比数列.(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)若∀n ∈N *,都有b n ≤b k 成立,求正整数k 的值.16.设数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *.已知a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1. (1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列;(3)求数列{a n }的通项公式.第5章 数列(4)一、选择题1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 2=10,S 5=55,则a n +100+a n -98=( )A .8n +6B .4n +1C .8n +3D .4n +32.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 33-S 22=1,则数列{a n }的公差是( ) A .1 B .2 C .4 D .63.若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别是S n ,T n ,已知S n T n =7n n +3,则a 5b 5=( ) A .23 B .278 C .7 D .2144.已知函数f (n )=⎩⎪⎨⎪⎧n 2,当n 为正奇数时,-n 2,当n 为正偶数时,且a n =f (n )+f (n +1),则a 1+a 2+a 3+…+a 100等于( )A .0B .100C .-100D .1025.已知数列{a n }满足a n +1=12+a n -a 2n ,且a 1=12,则该数列的前2018项的和等于( ) A .1512 B .1513 C .1513.5 D .20186.在数列{a n }中,已知对任意n ∈N *,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 23+…+a 2n 等于( )A .(3n -1)2B .12(9n -1)C .9n -1D .14(3n -1) 7.设直线nx +(n +1)y =2(n ∈N *)与两坐标轴围成的三角形面积为S n ,则S 1+S 2+…+S 2017的值为( )A .20142015B .20152016C .20162017D .201720188.已知{a n }为等比数列,S n 是它的前n 项和.若a 3a 5=14a 1,且a 4与a 7的等差中项为98,则S 5等于( )A .35B .33C .31D .299.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则下列说法中一定成立的是( )A .若a 3>0,则a 2017<0B .若a 4>0,则a 2018<0C .若a 3>0,则S 2017>0D .若a 4>0,则S 2018>010.已知数列{a n }是等比数列,数列{b n }是等差数列,若a 1·a 6·a 11=33,b 1+b 6+b 11=7π,则tan b 3+b 91-a 4·a 8的值是( ) A .1 B .22 C .-22D .-3 二、填空题11.S n =1+11+111+…+=________. 12.数列{a n }满足:a 1=43,且a n +1=4(n +1)a n 3a n +n(n ∈N *),则1a 1+2a 2+3a 3+…+2018a 2018=________. 13.设f (x )=12x +2,利用课本中推导等差数列前n 项和的公式的方法,可求得f (-5)+f (-4)+…+f (0)+…+f (5)+f (6)的值为________.14.已知数列{a n }的各项均为正整数,其前n 项和为S n ,若a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n +12,a n 是奇数,3a n -1,a n 是偶数且S 3=10,则S 2016=________.三、解答题15.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且满足S n -2a n =n -4.(1)证明:{S n -n +2}为等比数列;(2)求数列{S n }的前n 项和T n .16.已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 2n +1=2S n +n +4,a 2-1,a 3,a 7恰为等比数列{b n }的前3项.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)若c n =log 2b n b n -1a n a n +1,求数列{c n }的前n 项和T n . 17.已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3.(1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n .已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n 项和T n .18.在等比数列{a n }中,a 1>0,n ∈N *,且a 3-a 2=8,又a 1,a 5的等比中项为16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 4a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,是否存在正整数k ,使得1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n<k对任意n∈N*恒成立,若存在,求出正整数k的最小值;若不存在,请说明理由.。

等差数列前n项和公式的推导及简单应用

等差数列前n项和公式的推导及简单应用

§2.3 等差数列的前n 项和第1课时 等差数列前n 项和公式的推导及简单应用学习目标 1.掌握等差数列前n 项和公式及其获取思路.2.熟练掌握等差数列的五个量a 1,d ,n ,a n ,S n 的关系,能够由其中三个求另外两个.3.能用a n 与S n 的关系求a n .知识点一 等差数列前n 项和公式思考 高斯用1+2+3+…+100=(1+100)+(2+99)+…+(50+51)=101×50迅速求出了等差数列前100项的和.但如果是求1+2+3+…+n ,不知道共有奇数项还是偶数项怎么办? 答案 不知道共有奇数项还是偶数项导致不能配对.但我们可以采用倒序相加来回避这个问题: 设S n =1+2+3+…+(n -1)+n , 又S n =n +(n -1)+(n -2)+…+2+1,∴2S n =(1+n )+[2+(n -1)]+…+[(n -1)+2]+(n +1), ∴2S n =n (n +1), ∴S n =n (n +1)2.梳理 等差数列的前n 项和公式知识点二 a 1,d ,n ,a n ,S n 知三求二思考 在等差数列{a n }中,若已知d ,n ,a n ,如何求a 1和S n?答案 利用a n =a 1+(n -1)d 代入d ,n ,a n ,可求a 1,利用S n =n (a 1+a n )2或S n =na 1+n (n -1)2d可求S n .梳理 (1)两个公式共涉及a 1,d ,n ,a n 及S n 五个基本量,它们分别表示等差数列的首项,公差,项数,项和前n 项和.(2)依据方程的思想,在等差数列前n 项和公式中已知其中三个量可求另外两个量,即“知三求二”.知识点三 数列中a n 与S n 的关系思考 已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2,怎样求a 1,a n ? 答案 a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1, 又当n =1时也适合上式,所以a n =2n -1,n ∈N *. 梳理 对于一般数列{a n },设其前n 项和为S n ,则有a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.特别提醒:(1)这一关系对任何数列都适用.(2)若由a n =S n -S n -1(n ≥2)中令n =2求得a 1与利用a 1=S 1求得的a 1相同,则说明a n =S n -S n -1(n ≥2)也适合n =1的情况,数列的通项公式用a n =S n -S n -1表示.若由a n =S n -S n -1(n ≥2)中令n =2求得的a 1与利用a 1=S 1求得的a 1不相同,则说明a n =S n -S n -1(n ≥2)不适合n =1的情况,数列的通项公式采用分段形式.1.若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =S n -S n -1,n ∈N *.(×)2.等差数列的前n 项和,等于其首项、第n 项的等差中项的n 倍.(√)类型一 等差数列前n 项和公式的应用 命题角度1 等差数列基本量的计算例1 已知一个等差数列{a n }的前10项的和是310,前20项的和是1 220,由这些条件能确定这个等差数列的前n 项和的公式吗? 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题 解 方法一 由题意知S 10=310,S 20=1 220,将它们代入公式S n =na 1+n (n -1)2d ,得到⎩⎪⎨⎪⎧ 10a 1+45d =310,20a 1+190d =1 220,解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =6.∴S n =n ×4+n (n -1)2×6=3n 2+n .方法二 ∵S 10=10(a 1+a 10)2=310,∴a 1+a 10=62,①∵S 20=20(a 1+a 20)2=1 220,∴a 1+a 20=122,②②-①,得a 20-a 10=60, ∴10d =60,∴d =6,a 1=4. ∴S n =na 1+n (n -1)2d =3n 2+n .反思与感悟 (1)在解决与等差数列前n 项和有关的问题时,要注意方程思想和整体思想的运用.(2)构成等差数列前n 项和公式的元素有a 1,d ,n ,a n ,S n ,知其三能求其二. 跟踪训练1 在等差数列{a n }中,已知d =2,a n =11,S n =35,求a 1和n . 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题解由⎩⎨⎧a n=a 1+(n -1)d ,S n=na 1+n (n -1)2d ,得⎩⎨⎧a 1+2(n -1)=11,na 1+n (n -1)2×2=35,解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧ n =5,a 1=3或⎩⎪⎨⎪⎧n =7,a 1=-1.命题角度2 实际应用例2 某人用分期付款的方式购买一件家电,价格为1 150元,购买当天先付150元,以后每月的这一天都交付50元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150元后的一个月开始算分期付款的第一个月,则分期付款的第10个月该交付多少钱?全部贷款付清后,买这件家电实际花费多少钱?考点 等差数列的前n 项和应用题 题点 等差数列前n 项和应用题解 设每次交款数额依次为a 1,a 2,…,a 20, 则a 1=50+1 000×1%=60, a 2=50+(1 000-50)×1%=59.5, …a 10=50+(1 000-9×50)×1%=55.5, 即第10个月应付款55.5元.由于{a n }是以60为首项,以-0.5为公差的等差数列, 所以有S 20=60+(60-19×0.5)2×20=1 105,即全部付清后实际付款1 105+150=1 255.反思与感悟 建立等差数列的模型时,要根据题意找准首项、公差和项数或者首项、末项和项数.跟踪训练2 甲、乙两物体分别从相距70 m 的两处同时相向运动,甲第1分钟走2 m ,以后每分钟比前1分钟多走1 m ,乙每分钟走5 m. (1)甲、乙开始运动后几分钟相遇?(2)如果甲、乙到达对方起点后立即返回,甲继续每分钟比前1分钟多走1 m ,乙继续每分钟走5 m ,那么开始运动几分钟后第二次相遇? 考点 等差数列的前n 项和应用题 题点 等差数列前n 项和应用题解 (1)设n 分钟后第1次相遇,由题意,得2n +n (n -1)2+5n =70,整理得n 2+13n -140=0.解得n =7,n =-20(舍去).所以第1次相遇是在开始运动后7分钟. (2)设n 分钟后第2次相遇,由题意, 得2n +n (n -1)2+5n =3×70,整理得n 2+13n -420=0. 解得n =15,n =-28(舍去).所以第2次相遇是在开始运动后15分钟. 类型二 由S n 与a n 的关系求a n例3 已知数列{a n }的前n 项和为S n =n 2+12n ,求这个数列的通项公式.这个数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是什么? 考点 a n 与S n 关系 题点 由S n 公式求a n解 根据S n =a 1+a 2+…+a n -1+a n 可知 S n -1=a 1+a 2+…+a n -1(n >1,n ∈N *), 当n >1时,a n =S n -S n -1=n 2+12n -⎣⎡⎦⎤(n -1)2+12(n -1) =2n -12,①当n =1时,a 1=S 1=12+12×1=32,也满足①式.∴数列{a n }的通项公式为a n =2n -12.∵a n +1-a n =2(n +1)-12-⎝⎛⎭⎫2n -12=2, 故数列{a n }是以32为首项,2为公差的等差数列.引申探究若将本例中前n 项和改为S n =n 2+12n +1,求通项公式.解 当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =⎝⎛⎭⎫n 2+12n +1-⎣⎡⎦⎤(n -1)2+12(n -1)+1 =2n -12.①当n =1时,a 1=S 1=12+12+1=52不符合①式.∴a n=⎩⎨⎧52,n =1,2n -12,n ≥2,n ∈N *.反思与感悟 已知前n 项和S n 求通项a n ,先由n =1时,a 1=S 1求得a 1,再由n ≥2时,a n =S n -S n -1求得a n ,最后验证a 1是否符合a n ,若符合则统一用一个解析式表示. 跟踪训练3 已知数列{a n }的前n 项和S n =3n ,求a n . 考点 a n 与S n 关系 题点 由S n 公式求a n 解 当n =1时,a 1=S 1=3;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n -3n -1=2·3n -1. 当n =1时,代入a n =2·3n -1得a 1=2≠3.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧3,n =1,2·3n -1,n ≥2,n ∈N *.1.已知等差数列{a n }满足a 1=1,a m =99,d =2,则其前m 项和S m 等于( ) A.2 300 B.2 400 C.2 600 D.2 500 考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和 答案 D解析 由a m =a 1+(m -1)d ,得99=1+(m -1)×2, 解得m =50,所以S 50=50×1+50×492×2=2 500.2.记等差数列的前n 项和为S n ,若S 2=4,S 4=20,则该数列的公差d 等于( ) A.2 B.3 C.6 D.7 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题 答案 B解析 方法一 由⎩⎪⎨⎪⎧S 2=2a 1+d =4,S 4=4a 1+6d =20,解得d =3.方法二 由S 4-S 2=a 3+a 4=a 1+2d +a 2+2d =S 2+4d ,所以20-4=4+4d ,解得d =3. 3.在一个等差数列中,已知a 10=10,则S 19=________. 考点 等差数列前n 项和性质运用 题点 等差数列前n 项和与中间项的关系 答案 190解析 S 19=19(a 1+a 19)2=19(a 10+a 10)2=19a 10 =19×10=190.4.已知数列{a n }满足a 1+2a 2+…+na n =n (n +1)(n +2),则a n =________. 考点 a n 与S n 关系 题点 由S n 公式求a n 答案 3(n +1)解析 由a 1+2a 2+…+na n =n (n +1)(n +2),① 得a 1+2a 2+…+(n -1)a n -1=(n -1)n (n +1),② ①-②,得na n =n (n +1)(n +2)-(n -1)n (n +1) =n (n +1)[(n +2)-(n -1)]=3n (n +1), ∴a n =3(n +1)(n ≥2).又当n =1时,a 1=1×2×3=6也适合上式, ∴a n =3(n +1),n ∈N *. 5.已知等差数列{a n }中:(1)a 1=32,d =-12,S n =-15,求n 及a n ;(2)a 1=1,a n =-512,S n =-1 022,求d . 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题 解 (1)∵S n =n ×32+⎝⎛⎭⎫-12×n (n -1)2=-15,整理得n 2-7n -60=0, 解得n =12或n =-5(舍去), a 12=32+(12-1)×⎝⎛⎭⎫-12=-4.∴n =12,a n =a 12=-4.(2)由S n =n (a 1+a n )2=n (1-512)2=-1 022,解得n =4.又由a n =a 1+(n -1)d ,即-512=1+(4-1)d , 解得d =-171.1.求等差数列前n 项和公式的方法称为倒序相加法,在某些数列求和中也可能用到.2.等差数列的两个求和公式中,一共涉及a 1,a n ,S n ,n ,d 五个量.若已知其中三个量,通过方程思想可求另外两个量.在利用求和公式时,要注意整体思想的应用,注意下面结论的运用: 若m +n =p +q ,则a n +a m =a p +a q (n ,m ,p ,q ∈N *);若m +n =2p ,则a n +a m =2a p .3.由S n 与a n 的关系求a n 主要使用a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.一、选择题1.已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2,n ∈N *),则数列{a n }的前9项和等于( )A.27B.632 C.45 D.-9考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列前n 项和 答案 A解析 由已知数列{a n }是以1为首项,以12为公差的等差数列,∴S 9=9×1+9×82×12=9+18=27.2.在等差数列{a n }和{b n }中,a 1=25,b 1=75,a 100+b 100=100,则数列{a n +b n }的前100项的和为( ) A.10 000 B.8 000 C.9 000D.11 000考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和答案 A解析 由已知得{a n +b n }为等差数列,故其前100项的和为S 100=100[(a 1+b 1)+(a 100+b 100)]2=50×(25+75+100)=10 000.3.在-20与40之间插入8个数,使这10个数成等差数列,则这10个数的和为( ) A.200 B.100 C.90 D.70 考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和 答案 B解析 S 10=10×(-20+40)2=100.4.在等差数列{a n }中,若a 2+a 8=8,则该数列的前9项和S 9等于( ) A.18 B.27 C.36 D.45 考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和 答案 C解析 S 9=92(a 1+a 9)=92(a 2+a 8)=36.5.在等差数列{a n }中,若S 10=4S 5,则a 1d 等于( )A.12B.2C.14D.4 考点 等差数列前n 项和性质运用 题点 两等差数列和之比与项之比问题 答案 A解析 由题意得10a 1+12×10×9d =4⎝⎛⎭⎫5a 1+12×5×4d , ∴10a 1+45d =20a 1+40d ,∴10a 1=5d ,∴a 1d =12.6.在小于100的自然数中,所有被7除余2的数之和为( ) A.765 B.665 C.763 D.663 考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和 答案 B解析 ∵a 1=2,d =7,2+(n -1)×7<100,∴n <15,∴n =14,S 14=14×2+12×14×13×7=665.7.在等差数列{a n }中,a 23+a 28+2a 3a 8=9,且a n <0,则S 10等于( )A.-9B.-11C.-13D.-15 考点 等差数列前n 项和 题点 求等差数列的前n 项和 答案 D解析 由a 23+a 28+2a 3a 8=9,得(a 3+a 8)2=9,∵a n <0,∴a 3+a 8=-3,∴S 10=10(a 1+a 10)2=10(a 3+a 8)2=10×(-3)2=-15.8.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n ,则a 2+a 18等于( ) A.36 B.35 C.34 D.33 考点 a n 与S n 关系 题点 由S n 公式求a n 答案 C解析 方法一 a 2=S 2-S 1=(22-2×2)-(12-2×1)=1, a 18=S 18-S 17=182-2×18-(172-2×17)=33. ∴a 2+a 18=34.方法二 a 2+a 18=a 1+a 19,S 19=19(a 1+a 19)2=192-2×19,∴a 1+a 19=34,即a 2+a 18=34.二、填空题9.现有200根相同的钢管,把它们堆成正三角形垛,要使剩余的钢管尽可能少,那么剩余钢管的根数为________.考点 等差数列的前n 项和应用题 题点 等差数列前n 项和应用题 答案 10解析 钢管排列方式是从上到下各层钢管数组成了一个等差数列,最上面一层钢管数为1,逐层增加1个.∴钢管总数为1+2+3+…+n =n (n +1)2.当n =19时,S 19=190.当n =20时,S 20=210>200. ∴当n =19时,剩余钢管根数最少,为10根.10.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 3=3,S 6=24,则a 9=________. 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题 答案 15解析 设等差数列的公差为d ,则S 3=3a 1+3×22d =3a 1+3d =3,即a 1+d =1, S 6=6a 1+6×52d =6a 1+15d =24,即2a 1+5d =8. 由⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =1,2a 1+5d =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =2.故a 9=a 1+8d =-1+8×2=15.11.在等差数列{a n }中,a n =2n +3,前n 项和S n =an 2+bn +c (a ,b ,c 为常数),则a -b +c =________.考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和综合问题答案 -3解析 因为a n =2n +3,所以a 1=5,S n =(5+2n +3)n 2=n 2+4n ,与S n =an 2+bn +c 比较,得a =1,b =4,c =0,所以a -b +c =-3.三、解答题12.已知等差数列{a n }的前三项依次为a,4,3a ,前k 项和S k =2 550,求a 及k . 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和有关的基本量计算问题 解 设等差数列{a n }的公差为d , 则由题意得⎩⎨⎧ a +3a =2×4,d =4-a ,ka +k (k -1)2d =2 550,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,d =2,k =50,(k =-51舍)∴a =2,k =50.13.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. (1)证明:{a n }是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.考点 a n 与S n 关系题点 由S n 和a n 递推式求通项(1)证明 当n =1时,a 1=S 1=14a 21+12a 1-34, 解得a 1=3或a 1=-1(舍去).当n ≥2时,a n =S n -S n -1=14(a 2n +2a n -3)-14(a 2n -1+2a n -1-3). 所以4a n =a 2n -a 2n -1+2a n -2a n -1,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(n ≥2).所以数列{a n }是以3为首项,2为公差的等差数列.(2)解 由(1)知a n =3+2(n -1)=2n +1.四、探究与拓展14.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若OB →=a 1OA →+a 200OC →,且A ,B ,C 三点共线(该直线不过原点O ),则S 200=________.考点 等差数列的前n 项和题点 等差数列前n 项和综合问题答案 100解 因为A ,B ,C 三点共线(该直线不过原点O ),所以a 1+a 200=1,所以S 200=200(a 1+a 200)2=100. 15.已知公差大于零的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足:a 3a 4=117,a 2+a 5=22.(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)若数列{b n }是等差数列,且b n =S n n +c,求非零常数c . 考点 等差数列前n 项和题点 等差数列前n 项和综合问题 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,且d >0. ∵a 3+a 4=a 2+a 5=22,又a 3a 4=117, ∴a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两个根. 又公差d >0,∴a 3<a 4,∴a 3=9,a 4=13. ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =9,a 1+3d =13,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,d =4,∴a n =4n -3. (2)由(1)知,S n =n ×1+n (n -1)2×4=2n 2-n , ∴b n =S nn +c =2n 2-n n +c . ∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c. ∵{b n }是等差数列,∴2b 2=b 1+b 3,∴2c 2+c =0,∴c =-12(c =0舍去). 经检验,c =-12符合题意,∴c =-12.。

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等差数列,等比数列问题注意基本量的应用
河北省滦县二中 都基华
数列,特别是等差数列和等比数列,有着较为广泛的实际应用。

例如,我国已颁布的供各种生产部门设计产品尺寸用的国家标准, 就是按等比数列对产品尺寸进行分级的;再如按揭购房已进入老百姓的日常生活领域,其中也要用到数列的知识。

我们在解决等差数列等比数列问题时,常用的公式是等差数列的通项公式d n a a n )1(1-+=,前项和公式2
)1(1d n n na S n -+=,及等比数列通项公式11-=n n q a a ,前项和公式)1(1)1(1≠--=q q
q a S n n 。

可以看出等差数列中d a ,1,等比数列中q a ,1作用非常重要,在这里把它们叫做基本量。

在等差、等比数列的通项公式与前n 项和的公式中,涉及a 1,a n ,n 、d(或q)、S n 五个量之间的关系,我们常常要通过公式变形,用其中的已知量来表示未知量,在这个过程中,要注意等式的变形,避免在变形中出现错误。

根据有关公式和已知条件求未知量的问题,实际上就是用方程或方程组的思想解决问题,要分析其中哪些是已知量、未知量,有几个未知量,能不能求解、怎样求解。

这种思想在新教材中体现得较为充分,不少的例题、习题均属下述模式:已知数列满足某某条件,求这个数列。

这类问题一般都要通过列出关于基本量方程或方程组,然后求解。

用方程的观点认识等差、等比数列的基础知识、从本质上掌握公式.解决应用问题时, 应分清是等差数列问题,还是等比数列问题,抓住基本量,是解决等差数列和等比数列综合问题的关键。

对于单纯的等差数列或等比数列问题,比较容易解决。

但试题往往将等差数列与等比数列综合在一起,这样由于量比较多关系复杂,学生会顾此失彼,搞不清量与量之间的关系,思路不清。

下面针对等差数列与等比数列综合题,说一说这种模式的题型如何用基本量方程或方程组的方法来解决。

一 审清题意:看清数列是什么数列,找出量与量之间的关系。

例1已知等差数列﹛n a ﹜中,2a 是41,a a 的等比中项。

求公比q 。

分析:此题容易得出错解q=1,原因是学生一看求公比,就不看条件,直接认为数列是等比数列。

而本题是等差数列中三项成等比数列问题,应用等差数列基本量表示出三项,再由等比中项列关系式。

解:设公差为d 。

由 d a a +=12 d a a 314+=
又 ∵ 4122a a a = ∴ )3()(1121d a a d a +=+
可得 d a =1
∴ 122a a = 21
2==a a q 二 表示各个量:等差数列中的量用基本量表示,等比数列中的量用表示。

根据条件列基本量方程组。

例2 ﹛n a ﹜是等比数列,是﹛n b ﹜等差数列,且n n n b a c +=,若n c 的前三项是1,1,2,求﹛n a ﹜。

解析:此题涉及三个数列,n c 是n a ,n b 对应项的和。

给出了的前三项,可以得出三个方程,然后求出﹛n a ﹜。

解:设﹛n a ﹜的首项为1a ,公比为q 。

公差为d 。

由 3
33221
11b a c b a c b a c +=+=+=可得d q d q a 221121+=+==0,2==⇒q q (舍去) ∴1112--==n n n q a a
上例是比较简单的等差,等比综合题,只要将各量用基本量表示后即可根据量之间的关系列方程组解决问题。

对于比较复杂的问题,处理方法也是如此,分清是等差数列问题,还是等比数列问题,分清a n 和S n ,抓住基本量a 1,d (q ),再调用有关的概念和公式求解. 下举一例供参考
例3 已知数列{n a }是公差不为零的等差数列,数列{kn a }是公比为q 的等比数列,且k 1=1,k 2=5,k 3=17,求k 1+k 2+k 3+…+k n 的值.
分析:此题目中抽象符号比较多,要分清{ak n }与{a n }的关系: 数列{ak n }中的项是以数列{a n }中抽出的部分项, 由已知条件k 1=1,k 2=5,k 3=17可以知道等差数列{a n }中的 a 1,a 5,a 17成等比数列 .而要求的k 1+k 2+k 3+…+k n 的值,实质上就是求数列{k n }的前n 项和,要求{k n }的前n 项和,就要确定数列{k n }的通项公式.应该从求等比数列{ak n }的公比入手其公式为:a 5a 1.,而a 5,a 1要由等差数列{a n }的通项公式来确定,
问题就转化成求等差数列中的公差d 和a 1了.由于a 1,a 5,a 17成等比数列,则有(a 1+4d )2=a 1(a 1+16d ),从而a n 应该可以求出了.
解:设数列{an }的公差为d ,d ≠0,则a 5=a 1+4d ,a 17=a 1+16d .
因a 1,a 5,a 17成等比数列,则(a 1+4d )2=a 1(a 1+16d ),即2d 2=a 1d .
又d ≠0,则a 1=2d .所以
a n =a 1+(n -1)d =2d+(n -1)d =(n+1)d .
因数列{ak n }的公比为q ,则q =
3)11()15(15=++=d d a a .所以 ak n =ak 1·3n -1=a 1·3n -1=2d ·3n -1.
又ak n =(k n +1)d ,则2d ·3n -1=(k n +1)d .由d ≠0,知k n =2·3n -1-1(n ∈N+).因
此k 1+k 2+k 3+…+kn
=2·30-1+2·31-1+2·32-1+…+2·3n -1-1.
=2(30+31+32+…+3n -1)-n
=2·n n ---1
313 =3n -n -1.
此题的已知条件下,抽象符号比较多,但是,只要仔细审题,准确辨别数学符号,,弄清楚符号的含意,看透题目的本质,抓住基本量,不管多复杂的问题,都是能够解决的.
通过上述例题我们可以发现等差数列和等比数列的综合问题,涉及的知识面很宽,题目的变化也很多,但是万变不离其宗,只要抓住基本量a 1,d (q ),充分运用方程、函数、转化等数学思想方法,合理调用相关知识,这样,任何问题都不能把我们难倒.。

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