數列問題的題型與方法

2021-03-03 23:05:24 字數 4921 閱讀 5370

一、考試內容

數列;等差數列及其通項公式,等差數列前n項和公式;等比數列及其通項公式,等比數列前n項和公式。

二、考試要求

1.理解數列的概念,了解數列通項公式的意義,了解遞推公式是給出數列的一種方法,並能根據遞推公式寫出數列的前幾項。

2.理解等差數列的概念,掌握等差數列的通項公式與前n項和公式,並能運用公式解答簡單的問題。

3.理解等比數列的概念,掌握等比數列的通項公式與前n項和公式,並能運用公式解決簡單的問題。

三、複習目標

1. 能靈活地運用等差數列、等比數列的定義、性質、通項公式、前n項和公式解題;

2.能熟練地求一些特殊數列的通項和前項的和;

3.使學生系統掌握解等差數列與等比數列綜合題的規律,深化數學思想方法在解題實踐中的指導作用,靈活地運用數列知識和方法解決數學和實際生活中的有關問題;

4.通過解決探索性問題,進一步培養學生閱讀理解和創新能力,綜合運用數學思想方法分析問題與解決問題的能力.

5.在解綜合題的實踐中加深對基礎知識、基本技能和基本數學思想方法的認識,溝通各類知識的聯絡,形成更完整的知識網路,提高分析問題和解決問題的能力.

6.培養學生善於分析題意,富於聯想,以適應新的背景,新的設問方式,提高學生用函式的思想、方程的思想研究數列問題的自覺性、培養學生主動探索的精神和科學理性的思維方法.

四、雙基透視

1. 可以列表複習等差數列和等比數列的概念、有關公式和性質.

2.判斷和證明數列是等差(等比)數列常有三種方法:

(1)定義法:對於n≥2的任意自然數,驗證為同一常數。

(2)通項公式法:

①若 =+(n-1)d=+(n-k)d ,則為等差數列;

②若 ,則為等比數列。

(3)中項公式法:驗證都成立。

3. 在等差數列中,有關sn 的最值問題——常用鄰項變號法求解:

(1)當》0,d<0時,滿足的項數m使得取最大值.

(2)當<0,d>0時,滿足的項數m使得取最小值。

在解含絕對值的數列最值問題時,注意轉化思想的應用。

4.數列求和的常用方法:公式法、裂項相消法、錯位相減法、倒序相加法等。

五、注意事項

1.證明數列是等差或等比數列常用定義,即通過證明或而得。

2.在解決等差數列或等比數列的相關問題時,「基本量法」是常用的方法,但有時靈活地運用性質,可使運算簡便。

3.對於一般數列的問題常轉化為等差、等比數列求解。

4.注意一些特殊數列的求和方法。

5.注意與之間關係的轉化。如:

6.數列極限的綜合題形式多樣,解題思路靈活,但萬變不離其宗,就是離不開數列極限的概念和性質,離不開數學思想方法,只要能把握這兩方面,就會迅速打通解題思路.

7.解綜合題的成敗在於審清題目,弄懂來龍去脈,透過給定資訊的表象,抓住問題的本質,揭示問題的內在聯絡和隱含條件,明確解題方向,形成解題策略.

8.通過解題後的反思,找準自己的問題,總結成功的經驗,吸取失敗的教訓,增強解綜合題的信心和勇氣,提高分析問題和解決問題的能力.

數列是高中數學的重要內容,又是學習高等數學的基礎,所以在高考中占有重要的地位。高考對本章的考查比較全面,等差數列,等比數列的考查每年都不會遺漏。解答題多為中等以上難度的試題,突出考查考生的思維能力,解決問題的能力,試題大多有較好的區分度。

有關數列的試題經常是綜合題,經常把數列知識和指數函式、對數函式和不等式的知識綜合起來,試題也常把等差數列、等比數列,求極限和數學歸納法綜合在一起。探索性問題是高考的熱點,常在數列解答題中出現。本章中還蘊含著豐富的數學思想,在主觀題中著重考查函式與方程、轉化與化歸、分類討論等重要思想,以及配方法、換元法、待定係數法等基本數學方法。

應用問題考查的重點是現實客觀事物的數學化,常需構造數列模型,將現實問題轉化為數學問題來解決。

六、範例分析

例1.已知數列是公差d≠0的等差數列,其前n項和為s.

(2)過點q (1,a),q (2,a)作直線12,設l與l的夾角為θ,

證明:(1)因為等差數列的公差d≠0,所以

kpp是常數(k=2,3,…,n).

(2)直線l的方程為y-a=d(x-1),直線l的斜率為d.

例2.已知數列中,是其前項和,並且,

⑴設數列,求證:數列是等比數列;

⑵設數列,求證:數列是等差數列;

⑶求數列的通項公式及前項和。

分析:由於和中的項都和中的項有關,中又有s=4a+2,可由s-s作切入點探索解題的途徑.

解:(1)由s=4a,s=4a+2,兩式相減,得s-s=4(a-a),即a=4a-4a.(根據b的構造,如何把該式表示成b與b的關係是證明的關鍵,注意加強恒等變形能力的訓練)

a-2a=2(a-2a),又b=a-2a,所以b=2b    ①

已知s=4a+2,a=1,a+a=4a+2,解得a=5,b=a-2a=3   ②

由①和②得,數列是首項為3,公比為2的等比數列,故b=3·2.

當n≥2時,s=4a+2=2 (3n-4)+2;當n=1時,s=a=1也適合上式.

綜上可知,所求的求和公式為s=2 (3n-4)+2.

說明:1.本例主要複習用等差、等比數列的定義證明乙個數列為等差,等比數列,求數列通項與前項和。解決本題的關鍵在於由條件得出遞推公式。

2.解綜合題要總攬全域性,尤其要注意上一問的結論可作為下面論證的已知條件,在後面求解的過程中適時應用.

例3.已知數列是首項a1>0,q>-1且q≠0的等比數列,設數列的通項b=a-ka (n∈n),數列、的前n項和分別為s,t.如果t>ks對一切自然數n都成立,求實數k的取值範圍.

分析:由探尋t和s的關係入手謀求解題思路。

解:因為是首項a>0,公比q>-1且q≠0的等比數列,故

a=a·q, a=a·q.

所以        b=a-ka=a (q-k·q).

t=b+b+…+b=(a+a+…+a)(q-k·q)=s (q-kq).

依題意,由t>ks,得s (q-kq)>ks, ①對一切自然數n都成立.

當q>0時,由a1>0,知a>0,所以s>0;

當-1<q<0時,因為a1>0,1-q>0,1-q>0,所以s=

綜合上面兩種情況,當q>-1且q≠0時,s>0總成立.

由①式可得q-kq>k  ②,

例4.(2023年全國理)從社會效益和經濟效益出發,某地投入資金進行生態環境建設,並以此發展旅遊產業. 根據規劃,本年度投入800萬元,以後每年投入將比上年減少.本年度當地旅遊業收入估計為400萬元,由於該項建設對旅遊業的促進作用,預計今後的旅遊業收入每年會比上年增加。

(ⅰ)設n年內(本年度為第一年)總投入為an萬元,旅遊業總收入為bn萬元. 寫出an,bn的表示式(ⅱ)至少經過幾年旅遊業的總收入才能超過總投入?

解析:第1年投入800萬元,第2年投入800×(1-)萬元……,

第n年投入800×(1-)n-1萬元

所以總投入an=800+800(1-)+……+800×(1-)n-1=4000[1-()n]

同理:第1年收入400萬元,第2年收入400×(1+)萬元,……,

第n年收入400×(1+)n-1萬元

bn=400+400×(1+)+……+400×(1+)n-1=1600×[()n-1]

(2)∴bn-an>0,1600[()n-1]-4000×[1-()n]>0

化簡得,5×()n+2×()n-7>0

設x=()n,5x2-7x+2>0 ∴x<,x>1(舍) 即()n<,n≥5.

說明:本題主要考查建立函式關係式,數列求和,不等式等基礎知識,考查綜合運用數學知識解決實際問題的能力。解數學問題應用題重點在過好三關:

(1)事理關:閱讀理解,知道命題所表達的內容;(2)文理關:將「問題情景」中的文字語言轉化為符號語言,用數學關係式表述事件;(3)數理關:

由題意建立相關的數學模型,將實際問題數學化,並解答這一數學模型,得出符合實際意義的解答。

例5.設實數,數列是首項為,公比為的等比數列,記,

求證:當時,對任意自然數都有=

解:。記

②①+②得 ③

說明:本例主要複習利用錯位相減解決差比數列的求和問題。關鍵是先研究通項,確定是等差數列,等比數列。

解法一:設等差數列的首項a=a,公差為d,則其通項為

根據等比數列的定義知s≠0,由此可得

一步加工,有下面的解法)

解法二:

依題意,得

例7.設二次方程x-+1x+1=0(n∈n)有兩根α和β,且滿足6α-2αβ+6β=3.

(1)試用表示a;

例8.在直角座標平面上有一點列,對一切正整數,點位於函式的圖象上,且的橫座標構成以為首項, 為公差的等差數列。

⑴求點的座標;

⑵設拋物線列中的每一條的對稱軸都垂直於軸,第條拋物線的頂點為,且過點,記與拋物線相切於的直線的斜率為,求:。

⑶設,等差數列的任一項,其中是中的最大數,,求的通項公式。

解:(1)

(2)的對稱軸垂直於軸,且頂點為.設的方程為:

把代入上式,得,的方程為:。, =

(3),

t中最大數.

設公差為,則,由此得

說明:本例為數列與解析幾何的綜合題,難度較大(1)、(2)兩問運用幾何知識算出,解決(3)的關鍵在於算出及求數列的公差。

例9.數列中,且滿足

⑴求數列的通項公式;

⑵設,求;

⑶設=,是否存在最大的整數,使得對任意,均有成立?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由。

解:(1)由題意,,為等差數列,設公差為,

由題意得,.

(2)若,

時, 故

(3)若對任意成立,即對任意成立,

的最小值是, 的最大整數值是7。

即存在最大整數使對任意,均有

說明:本例複習數列通項,數列求和以及有關數列與不等式的綜合問題。

例10.如圖,在y軸的正半軸上依次有點其中點,且,在射線上依次有點點的座標為(3,3),且

⑴用含的式子表示;

⑵用含的式子表示的座標;

⑶求四邊形面積的最大值。

解:(1),

(2)由(1)得

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