高考數列題命題趨勢分析及複習建議

2022-08-01 04:57:01 字數 4920 閱讀 2241

湖南祁東育賢中學周友良 421600

一、 2023年高考數列壓軸題分析

近年來,解析幾何題一般不再作為壓軸題,而最後一道難度最大的壓軸題可能是數列和不等式,函式、導數、不等式綜合考查的題目,導數和向量已成為出題重點,探索性問題必將融入大題中。下面重點談談2023年高考數列作為壓軸題的情況。

浙江省2023年高考理科第20題是一道涉及函式、數列、導數、解析幾何等知識的有關點列的綜合題;重慶2023年高考理科第20題的內容主要是用數列來證明不等式,在它所設計的兩個問題中,第一問還相對容易,第二問就比較難了,需要學生將放縮法用得恰到好處,才能順利解題;湖北2023年高考理科第22題意境全新,搭配和諧,數列與不等式自然銜接,開放與限制有結合,既有考生展示才華的空間,又有區分度的選拔功能;湖南2023年高考理科第20題考查數列的應用性問題,涉及到遞推數列和探索猜想歸納法證明等相關知識,2023年上海高考數學試卷(理工農醫類)第20題也考查數列的應用性問題,將等差、等比數列知識置入社會熱點問題住房建設之中,要求首先要分析題意,根據實際問題建立數列模型,再利用數列知識加以解決;2005高考北京卷第19題根條件寫出數列的前幾項,猜測出結論,瞄準方向再用綜合法、遞推法或數學歸納法證明;2005高考江西卷理科第21題考查數列的基礎知識,考查運算能力和推理能力.第(1)問是證明遞推關係,聯想到用數學歸納法,第(2)問是計算題,也必須通過遞推關係進行分析求解; 2005高考山東卷第21題更有新意,將傳統的數列知識與新的導數知識及二項式係數相結合;2005高考廣東卷第18題將數列求和知識與概率統計中的概率分布列相結合,更能體現新課改精神。

這些各省的高考數列壓軸題綜合考查等價變換、抽象概括、歸納推理、猜想證明等能力。立意新穎,是整份試卷中的「亮點」。

從2005高考試題來看,考試的難點已回歸到數列內容。八十年代,數列試題往往作為高考壓軸題出現,九十年代一度降溫,由於考查能力、能力立意命題的需要,高難度數列試題重新回歸高考試卷。這類命題能較好體現課本知識內容與能力要求的關係,複習中應該是乙個重點,要讓學生明確對這類問題的三種處理方法(一是利用轉化,化歸為等差或等比數列問題解決;二是可能借助數學歸納法解決;三是可望求出通項公式後一般性解決)。

二、 高考數列主要內容

數列包含了這麼幾個板塊。乙個是對數列概念的認識,如何從有序和函式的觀點認識數列。另外,兩類重要數列的研究,等差、等比相關知識的把握和綜合運用。

有關於數列求和、數列極限和數列歸納三大板塊。三大板塊又涉及到一些數學思想、函式的思想、方程的思想。

(1)數列是一種特殊的函式,用數列,特別是用等差數列、等比數列兩種基本模型反映自然規律應成為高考命題的基本走向。

例1.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.

(1)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;

(2)至少經過幾年,旅遊業的總收入才能超過總投入?

命題意圖: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。

知識依託:本題以函式思想為指導,以數列知識為工具,涉及函式建模、數列求和、不等式的解法等知識點.

技巧與方法:正確審題、深刻挖掘數量關係,建立數量模型是本題的靈魂,(2)問中指數不等式採用了換元法,是解不等式常用的技巧.

解:(1)第1年投入為800萬元,第2年投入為800×(1-)萬元,…第n年投入為800×(1-)n-1萬元,所以,n年內的總投入為

an=800+800×(1-)+…+800×(1-)n-1=800×(1-)k-1

=4000×[1-()n]

第1年旅遊業收入為400萬元,第2年旅遊業收入為400×(1+),…,第n年旅遊業收入400×(1+)n-1萬元.所以,n年內的旅遊業總收入為

bn=400+400×(1+)+…+400×(1+)k-1=400×()k-1.

=1600×[()n-1]

(2)設至少經過n年旅遊業的總收入才能超過總投入,由此bn-an>0,即:

1600×[()n-1]-4000×[1-()n]>0,令x=()n,代入上式得:5x2-7x+2>0.解此不等式,得x<,或x>1(捨去).即()n<,由此得n≥5.

∴至少經過5年,旅遊業的總收入才能超過總投入.

(2)遞推公式給出的數列、子數列、數列極限的意義具有高考數學的傾向,是命題熱點,其中可以轉化為等差、等比數列成為命題的基本邊界。

例2 如圖,一粒子在區域上運動,在第一秒內它從原點運動到點,接著按圖中箭頭所示方向在x軸、y軸及其平行方向上運動,且每秒移動乙個單位長度.

(1)設粒子從原點到達點時,所經過的時間分別為,試寫出的通相公式;

(2)求粒子從原點運動到點時所需的時間;

(3)粒子從原點開始運動,求經過2004秒後,它所處的座標.

講解 (1) 由圖形可設,當粒子從原點到達時,明顯有

∴=,.,.

,,即(2)有圖形知,粒子從原點運動到點時所需的時間是到達點所經過得時間再加(44-16)=28秒,所以秒.

(3)由2004,解得,取最大得n=44,

經計算,得=1980<2004,從而粒子從原點開始運動,經過1980秒後到達點,再向左執行24秒所到達的點的座標為(20,44).

點評從起始項入手,逐步展開解題思維.由特殊到一般,探索出數列的遞推關係式,這是解答數列問題一般方法,也是歷年高考命題的熱點所在.

(3)歸納法、數列歸納法由顯性轉向隱性,由主體轉向區域性。

例3.設數列滿足

(1)證明對一切正整數n 成立;

(2)令,判斷的大小,並說明理由。

解析2:(i)證法一:當不等式成立. 綜上由數學歸納法可知,對一切正整數成立.

證法二:當n=1時,.結論成立.假設n=k時結論成立,即當的單增性和歸納假設有

所以當n=k+1時,結論成立.

因此,對一切正整數n均成立.

證法三:由遞推公式得上述各式相加並化簡得

(ii)解法一:

解法二:

解法三:

故.數列(主體)是以等差、等比兩種基本數列為載體考查數列的通項、求和、極限等為重點.關於抽象數列(用遞推關係給出的),講練界限要分明,只限定在「歸納—證明」之類.數列部分主要的數學解題方法有迭加法、疊代法、遞推法、錯位相減法、演繹法、歸納法、構造法、極限法、數學歸納法等。

三、常見考題型別

(1)有關數列的基本問題,這類題圍繞等差、等比數列的基本知識、基本公式、基本性質命題,難度不大,考生應注意基本方法的訓練,靈活運用相關性質。

例4.已知等差數列{an}的公差和等比數列{bn}的公比相等,且都等於d(d>0,d≠1).若a1=b1,a3=3b3,a5=5b5,求an,bn.

.解:由已知

由①,得a1(3d2-1)=2d

由②,得a1(5d4-1)=4d

因為d≠0,由③與④得2(3d2-1)=5d4-1,

即5d4-6d2+1=0,

解得d=±1,d=±.

∵d>0,d≠1,∴d=.

代入③,得a1=-,故b1=-.

an=-+(n-1)=(n-6),

bn=-×()n-1.

評述:本小題考查等差數列和等比數列的概念、性質,方程(組)的解法以及運算能力和分析能力.

(2)研究數列的遞推公式,從而研究數列的其他性質,遞推公式簡單時往往較容易。但有些不易求出通項公式的題目,難度係數較大,觀察、歸納、猜想、證明是基本思路,數學歸納法是常用方法之一。

例5.設{an}是正數組成的數列,其前n項和為sn,並且對所有自然數n,an與2的等差中項等於sn與2的等比中項.

(ⅰ)寫出數列{an}的前三項;

(ⅱ)求數列{an}的通項公式(寫出推證過程);

(ⅲ)令bn=(n∈n*),求(b1+b2+…+bn-n).

解:(ⅰ)由題意,an>0

令n=1時, s1=a1

解得a1=2,令n=2時有s2=a1+a2

解得a2=6,令n=3時有

s3=a1+a2+a3 解得a3=10

故該數列的前三項為2、6、10.

(ⅱ)解法一:由(ⅰ)猜想數列{an}有通項公式an=4n-2,下面用數學歸納法證明數列{an}的通項公式是an=4n-2 (n∈n*)

1°當n=1時,因為4×1-2=2,又在(ⅰ)中已求得a1=2,所以上述結論正確.

2°假設n=k時,結論正確,即有ak=4k-2

由題意有

得ak=4k-2,代入上式得2k=,解得sk=2k2

由題意有 sk+1=sk+ak+1

得sk=2k2代入得()2=2(ak+1+2k2)

整理ak+12-4ak+1+4-16k2=0

由於ak+1>0,解得:ak+1=2+4k

所以ak+1=2+4k=4(k+1)-2

這就是說n=k+1時,上述結論成立.

根據1°,2°上述結論對所有自然數n成立.

解法二:由題意有,(n∈n*)

整理得sn=(an+2)2

由此得sn+1=(an+1+2)2

所以an+1=sn+1-sn=[(an+1+2)2-(an+2)2]

整理得(an+1+an)(an+1-an-4)=0

由題意知an+1+an≠0,所以an+1-an=4

即數列{an}為等差數列,其中a1=2,公差d=4,

所以an=a1+(n-1)d=2+4(n-1)

即通項公式an=4n-2.

(ⅲ)令cn=bn-1,

則b1+b2+…+bn-n=c1+c2+…+cn

=所以=1.

評述:該題的解題思路是從所給條件出發,通過觀察、試驗、分析、歸納、概括、猜想出一般規律,然後再對歸納、猜想的結論進行證明.對於含自然數n的命題,可以考慮用數學歸納法進行證明,該題著重考查了歸納、概括和數學變換的能力.

(3)與函式、不等式、解析幾何結合的綜合題,有關增長率、銀行貸款等的數列應用題是屬於中高檔難度的題目。

例6.若an和bn分別表示數列和前n項的和,對任意正整數n,an=-,4bn-12an=13n.

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