判断下列结论是否正确(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)1,1,1,1,…,不能构成一个数列.( × )
(4)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.( × )
(5)如果数列{an}的前 n 项和为 Sn,则对任意 n∈N*,都有 an+1=Sn+1-Sn.( √ )
无
第 1 课时
进门测
作业检查
阶段训练
第 2 课时
题型一 由数列的前几项求数列的通项公式
例 1 (1)数列 1,3,6,10,…的一个通项公式是( )
A.an=n2-(n-1) B.an=n2-1
C.an=n(n+1)
2 D.an=n(n-1)
2
(2)数列{an}的前 4 项是3
2,1, 7
10, 9
17,则这个数列的一个通项公式是 an= .
答案 (1)C (2)2n+1
n2+1
解析 (1)观察数列 1,3,6,10,…可以发现
1=1,
3=1+2,
6=1+2+3,
10=1+2+3+4,
…
第 n 项为 1+2+3+4+…+n=n(n+1)
2 .
∴an=n(n+1)
2 .
(2)数列{an}的前 4 项可变形为2 × 1+1
12+1 ,2 × 2+1
22+1 ,2 × 3+1
32+1 ,2 × 4+1
42+1 ,故 an=2n+1
n2+1.
思维升华 由前几项归纳数列通项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拆项后的特征;④各项的符号
特征和绝对值特征;⑤化异为同,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;⑥对于符号交替出现的情况,可用(-1)k 或(-1)k+1,k∈N*处理.
根据数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式.
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)0.8,0.88,0.888,…;
(3)1
2,1
4,-5
8,13
16,-29
32,61
64,….
解 (1)数列中各项的符号可通过(-1)n 表示,从第 2 项起,每一项的绝对值总比它的前一项的绝对
值大 6,故通项公式为 an=(-1)n(6n-5).
(2)数列变为8
9(1- 1
10),8
9(1- 1
102),8
9(1- 1
103),…,
故 an=8
9(1- 1
10n).
(3)各项的分母分别为 21,22,23,24,…,易看出第 2,3,4 项的绝对值的分子分别比分母小 3.
因此把第 1 项变为-2-3
2 ,
原数列化为-21-3
21 ,22-3
22 ,-23-3
23 ,24-3
24 ,…,
故 an=(-1)n2n-3
2n .
题型二 由 an 与 Sn 的关系求通项公式
例 2 (1)若数列{an}的前 n 项和 Sn=2
3an+1
3,则{an}的通项公式 an= .
答案 (-2)n-1
解析 由 Sn=2
3an+1
3,得当 n≥2 时,Sn-1=2
3an-1+1
3,两式相减,整理得 an=-2an-1,又当 n=1
时,S1=a1=2
3a1+1
3,∴a1=1,∴{an}是首项为 1,公比为-2 的等比数列,故 an=(-2)n-1.
(2)已知下列数列{an}的前 n 项和 Sn,求{an}的通项公式.
①Sn=2n2-3n;②Sn=3n+b.
解 ①a1=S1=2-3=-1,
当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1
=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,
由于 a1 也适合此等式,∴an=4n-5.
②a1=S1=3+b,
当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)
=2·3n-1.
当 b=-1 时,a1 适合此等式;
当 b≠-1 时,a1 不适合此等式.
∴当 b=-1 时,an=2·3n-1;
当 b≠-1 时,an=Error!
思维升华 已知 Sn,求 an 的步骤
(1)当 n=1 时,a1=S1;
(2)当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1;(3)对 n=1 时的情况进行检验,若适合 n≥2 的通项则可以合并;若不
适合则写成分段函数形式.
(1)已知数列{an}的前 n 项和 Sn=3n2-2n+1,则其通项公式为 .
(2)已知数列{an}的前 n 项和为 Sn,a1=1,Sn=2an+1,则 Sn 等于( )
A.2n-1 B.(3
2)n-1
C.(3
2)n D. 1
2n-1
答案 (1)an=Error! (2)B
解析 (1)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=Error!
(2)由 an+1=Sn+1-Sn,得 1
2Sn=Sn+1-Sn,
即 Sn+1=3
2Sn(n≥1),又 S1=a1=1,
所以数列{Sn}是首项为 1,公比为3
2的等比数列,
所以 Sn=(3
2)n-1,故选 B.
题型三 由数列的递推关系求通项公式
例 3 根据下列条件,确定数列{an}的通项公式.
(1)a1=2,an+1=an+ln(1+1
n);
(2)a1=1,an+1=2nan;
(3)a1=1,an+1=3an+2.
解 (1)∵an+1=an+ln(1+1
n),
∴an-an-1=ln(1+ 1
n-1)=ln n
n-1(n≥2),
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=ln n
n-1+lnn-1
n-2+…+ln 3
2+ln 2+2
=2+ln( n
n-1·n-1
n-2·…· 3
2·2)
=2+ln n(n≥2).
又 a1=2 适合上式,故 an=2+ln n(n∈N*).
(2)∵an+1=2nan,∴ an
an-1=2n-1 (n≥2),
∴an= an
an-1·an-1
an-2·…· a2
a1·a1
=2n-1·2n-2·…·2·1=2 1+2+3+…+(n-1)= .
又 a1=1 适合上式,故 an= .
(3)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),
又 a1=1,∴a1+1=2,
故数列{an+1}是首项为 2,公比为 3 的等比数列,
∴an+1=2·3n-1,故 an=2·3n-1-1.
思维升华 已知数列的递推关系求通项公式的典型方法
(1)当出现 an=an-1+m 时,构造等差数列;(2)当出现 an=xan-1+y 时,构造等比数列;(3)当出现 an
=an-1+f(n)时,用累加法求解;(4)当出现 an
an-1=f(n)时,用累乘法求解.
(1)已知数列{an}满足 a1=1,an=n-1
n ·an-1(n≥2 且 n∈N*),则 an= .
( 1)
22
n n−
( 1)
22
n n−
(2)已知数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 Sn=2an-1(n∈N*),则 a5 等于( )
A.-16 B.16 C.31 D.32
答案 (1)1
n (2)B
解析 (1)∵an=n-1
n an-1 (n≥2),
∴an-1=n-2
n-1an-2,…,a2=1
2a1.
以上(n-1)个式子相乘得
an=a1·1
2·2
3·…· n-1
n =a1
n =1
n.
当 n=1 时也满足此等式,∴an=1
n.
(2)当 n=1 时,S1=2a1-1,∴a1=1.
当 n≥2 时,Sn-1=2an-1-1,
∴an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,∴an=2an-1.
∴{an}是等比数列且 a1=1,q=2,
故 a5=a1×q4=24=16.
题型四 数列的性质
命题点 1 数列的单调性
例 4 已知 an=n-1
n+1,那么数列{an}是( )
A.递减数列 B.递增数列
C.常数列 D.摆动数列
答案 B
解析 an=1- 2
n+1,将 an 看作关于 n 的函数,n∈N*,易知{an}是递增数列.
命题点 2 数列的周期性
例 5 在数列{an}中,若存在非零整数 T,使得 am+T=am 对于任意的正整数 m 均成立,那么称数列{an}
为周期数列,其中 T 叫做数列{an}的周期.若数列{xn}满足 xn+1=|xn-xn-1|(n≥2,n∈N),若 x1=1,
x2=a(a∈R,a≠0),当数列{xn}的周期最小时,该数列的前 2 016 项的和是( )
A.672 B.673
C.1 342 D.1 344
答案 D
解析 因为 x1=1,x2=a(a∈R,a≠0),xn+1=|xn-xn-1|(n≥2,n∈N),所以 x3=|a-1|.又因为数列{xn}
的周期为 3,所以 x1=1,x4=|x3-x2|=||a-1|-a|=x1=1,解得 a=1 或 a=0.因为 a≠0,所以 a=1,
所以 x2=1,x3=0,即 x1+x2+x3=2.同理可得 x4=1,x5=1,x6=0,x4+x5+x6=2,…,x2 014+x2 015
+x2 016=2,所以 S2 016=x1+x2+…+x2 016=(1+1+0)×672=1 344,故选 D.
命题点 3 数列的最值
例 6 数列{an}的通项 an= n
n2+90,则数列{an}中的最大项是( )
A.3 10 B.19
C. 1
19 D.
10
60
答案 C
解析 令 f(x)=x+90
x (x>0),运用基本不等式得 f(x)≥2 90,当且仅当 x=3 10时等号成立.因为 an=
1
n+90
n
,所以 1
n+90
n
≤ 1
2 90
,由于 n∈N*,不难发现当 n=9 或 n=10 时,an= 1
19最大.
思维升华 (1)解决数列的单调性问题可用以下三种方法
①用作差比较法,根据 an+1-an 的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列.
②用作商比较法,根据an+1
an (an>0 或 an<0)与 1 的大小关系进行判断.
③结合相应函数的图象直观判断.
(2)解决数列周期性问题的方法
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.
(3)数列的最值可以利用数列的单调性或求函数最值的思想求解.
(1)数列{an}满足 an+1=Error!a1=3
5,则数列的第 2 015 项为 .
(2)设 an=-3n2+15n-18,则数列{an}中的最大项的值是( )
A.16
3 B.13
3
C.4 D.0
答案 (1)2
5 (2)D
解析 (1)由已知可得,a2=2×3
5-1=1
5,
a3=2×1
5=2
5,
a4=2×2
5=4
5,
a5=2×4
5-1=3
5,
∴{an}为周期数列且 T=4,
∴a2 015=a503×4+3=a3=2
5.
(2)∵an=-3(n-5
2 )2+3
4,由二次函数性质,得当 n=2 或 3 时,an 最大,最大值为 0.
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.
2.数列的分类
分类原则 类型 满足条件
有穷数列 项数有限
按项数分类
无穷数列 项数无限
递增数列 an+1 > an
递减数列 an+1 < an
常数列 an+1=an
其中 n∈N*按项与项间
的大小关系
分类
摆动数列
从第 2 项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前
一项的数列
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.
第 3 课时
阶段重难点梳理
4.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.
【知识拓展】
1.若数列{an}的前 n 项和为 Sn,通项公式为 an,
则 an=Error!
2.在数列{an}中,若 an 最大,则Error!
若 an 最小,则Error!
3.数列与函数的关系
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.
典例 (1)数列{an}的通项公式是 an=(n+1)·(10
11)n,则此数列的最大项是第 项.
(2)若 an=n2+kn+4 且对于 n∈N*,都有 an+1>an 成立,则实数 k 的取值范围是 .
思想方法指导 (1)可以将数列看成定义域为正整数集上的函数;(2)数列的最值可以根据单调性进行
分析.
解析 (1)∵an+1-an
=(n+2)(10
11)n+1-(n+1)(10
11)n
重点题型训练
=(10
11)n×9-n
11 ,
当 n0,即 an+1>an;
当 n=9 时,an+1-an=0,即 an+1=an;
当 n>9 时,an+1-ann2+kn+4,
即 k>-1-2n,又 n∈N*,所以 k>-3.
答案 (1)9 或 10 (2)(-3,+∞)
1.把 1,3,6,10,15,21,…这些数叫做三角形数,这是因为用这些数目的点可以排成一个正三角形(如
图所示).
则第 7 个三角形数是( )
A.27 B.28
C.29 D.30
答案 B
解析 由图可知,第 7 个三角形数是 1+2+3+4+5+6+7=28.
2.已知数列 1
1 × 2, 1
2 × 3, 1
3 × 4,…, 1
n(n+1),…,下列各数中是此数列中的项的是( )
A. 1
35 B. 1
42 C. 1
48 D. 1
54
答案 B
3.数列{an}中,an=-n2+11n,则此数列最大项的值是 .
答案 30
解析 an=-n2+11n=-(n-11
2 )2+121
4 ,
∵n∈N*,∴当 n=5 或 n=6 时,an 取最大值 30.
4.已知数列{an}的前 n 项和 Sn=n2+1,则 an= .
答案 Error!
解析 当 n=1 时,a1=S1=2,当 n≥2 时,
an=Sn-Sn-1=n2+1-[(n-1)2+1]=2n-1,
故 an=Error!
1.数列2
3,-4
5,6
7,-8
9,…的第 10 项是( )
A.-16
17 B.-18
19 C.-20
21 D.-22
23
答案 C
解析 所给数列呈现分数形式,且正负相间,求通项公式时,我们可以把每一部分进行分解:符号、
分母、分子.很容易归纳出数列{an}的通项公式 an=(-1)n+1· 2n
2n+1,故 a10=-20
21.
作业布置
2.已知数列的通项公式为 an=n2-8n+15,则( )
A.3 不是数列{an}中的项
B.3 只是数列{an}中的第 2 项
C.3 只是数列{an}中的第 6 项
D.3 是数列{an}中的第 2 项和第 6 项
答案 D
解析 令 an=3,即 n2-8n+15=3,整理得 n2-8n+12=0,解得 n=2 或 n=6.
3.已知数列{an}满足 a1=1,an+1=Error!则其前 6 项之和为( )
A.16 B.20 C.33 D.120
答案 C
解析 a2=2a1=2,a3=a2+1=3,a4=2a3=6,a5=a4+1=7,a6=2a5=14,所以前 6 项和 S6=1+
2+3+6+7+14=33,故选 C.
4.若数列{an}满足 a1=2,a2=3,an=an-1
an-2(n≥3,且 n∈N*),则 a2 018 等于( )
A.3 B.2 C.1
2 D.2
3
答案 A
解析 由已知 a3=a2
a1=3
2,a4=a3
a2=1
2,
a5=a4
a3=1
3,a6=a5
a4=2
3,
a7=a6
a5=2,a8=a7
a6=3,
∴数列{an}具有周期性,T=6,
∴a2 018=a336×6+2=a2=3.
5.数列{an}满足 an+an+1=1
2(n∈N*),a2=2,Sn 是数列{an}的前 n 项和,则 S21 为( )
A.5 B.7
2
C.9
2 D.13
2
答案 B
解析 ∵an+an+1=1
2,a2=2,
∴an=Error!
∴S21=11×(-3
2 )+10×2=7
2.故选 B.
6.已知函数 y=f(x)的定义域为 R.当 x1,且对任意的实数 x,y∈R,等式 f(x)f(y)=f(x+
y)恒成立.若数列{an}满足 a1=f(0),且 f(an+1)= 1
f(-2-an) (n∈N*),则 a2 015 的值为( )
A.4 029 B.3 029 C.2 249 D.2 209
答案 A
解析 根据题意,不妨设 f(x)=(1
2)x,则 a1=f(0)=1,∵f(an+1)= 1
f(-2-an),∴an+1=an+2,∴数列
{an}是以 1 为首项,2 为公差的等差数列,∴an=2n-1,
∴a2 015=4 029.
7.数列{an}中,已知 a1=1,a2=2,an+1=an+an+2(n∈N*),则 a7= .
答案 1
解析 由已知 an+1=an+an+2,a1=1,a2=2,
能够计算出 a3=1,a4=-1,a5=-2,a6=-1,a7=1.
8.已知数列{an}的前 n 项和为 Sn,Sn=2an-n,则 an= .
答案 2n-1
解析 当 n=1 时,S1=a1=2a1-1,得 a1=1,当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=2an-n-2an-1+(n-1),
即 an=2an-1+1,∴an+1=2(an-1+1),
∴数列{an+1}是首项为 a1+1=2,公比为 2 的等比数列,∴an+1=2·2n-1=2n,∴an=2n-1.
9.已知数列{an}的通项公式 an=(n+2)·(6
7)n,则数列{an}的项取最大值时,n = .
答案 4 或 5
解析 假设第 n 项为最大项,则Error!
即Error!
解得Error! 即 4≤n≤5,
又 n∈N*,所以 n=4 或 n=5,
故数列{an}中 a4 与 a5 均为最大项,且 a4=a5=65
74.
*10.在一个数列中,如果任意 n∈N*,都有 anan+1an+2=k(k 为常数),那么这个数列叫做等积数列,k
叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且 a1=1,a2=2,公积为 8,则 a1+a2+a3+…+
a12= .
答案 28
解析 依题意得数列{an}是周期为 3 的数列,且 a1=1,a2=2,a3=4,因此 a1+a2+a3+…+a12=4(a1
+a2+a3)=4×(1+2+4)=28.
11.已知数列{an}的前 n 项和为 Sn.
(1)若 Sn=(-1)n+1·n,求 a5+a6 及 an;
(2)若 Sn=3n+2n+1,求 an.
解 (1)因为 a5+a6=S6-S4
=(-6)-(-4)=-2,
当 n=1 时,a1=S1=1,
当 n≥2 时,
an=Sn-Sn-1=(-1)n+1·n-(-1)n·(n-1)
=(-1)n+1·[n+(n-1)]
=(-1)n+1·(2n-1),
又 a1 也适合此式,
所以 an=(-1)n+1·(2n-1).
(2)因为当 n=1 时,a1=S1=6;
当 n≥2 时,
an=Sn-Sn-1=(3n+2n+1)-[3n-1+2(n-1)+1]
=2×3n-1+2,
由于 a1 不适合此式,
所以 an=Error!
12.已知 Sn 为正项数列{an}的前 n 项和,且满足 Sn=1
2a2n+1
2an(n∈N*).
(1)求 a1,a2,a3,a4 的值;
(2)求数列{an}的通项公式.
解 (1)由 Sn=1
2a2n+1
2an (n∈N*)可得
a1=1
2a21+1
2a1,解得 a1=1,
S2=a1+a2=1
2a22+1
2a2,解得 a2=2,
同理,a3=3,a4=4.
(2)Sn=an
2 +1
2a2n, ①
当 n≥2 时,Sn-1=an-1
2 +1
2a 2n-1, ②
①-②得(an-an-1-1)(an+an-1)=0.
由于 an+an-1≠0,所以 an-an-1=1,
又由(1)知 a1=1,
故数列{an}为首项为 1,公差为 1 的等差数列,
故 an=n.
*13.已知数列{an}中,an=1+ 1
a+2(n-1)(n∈N*,a∈R 且 a≠0).
(1)若 a=-7,求数列{an}中的最大项和最小项的值;
(2)若对任意的 n∈N*,都有 an≤a6 成立,求 a 的取值范围.
解 (1)∵an=1+ 1
a+2(n-1)(n∈N*,a∈R 且 a≠0),
又 a=-7,∴an=1+ 1
2n-9(n∈N*).
结合函数 f(x)=1+ 1
2x-9的单调性,
可知 1>a1>a2>a3>a4,
a5>a6>a7>…>an>1(n∈N*).
∴数列{an}中的最大项为 a5=2,最小项为 a4=0.
(2)an=1+ 1
a+2(n-1)=1+
1
2
n-2-a
2
,
已知对任意的 n∈N*,都有 an≤a6 成立,
结合函数 f(x)=1+
1
2
x-2-a
2
的单调性,
可知 5<2-a
2 <6,即-10<a<-8.