第六章 6.1数列的概念--2021届高三数学一轮基础复习讲义(教师版)
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第六章 6.1数列的概念--2021届高三数学一轮基础复习讲义(教师版)

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资料简介
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.

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