1.(2016·浙江)設數列的前n項和為sn.若s2=4,an+1=2sn+1,n∈n*,則a1=______,s5=______.
答案 1 121
解析由解得a1=1,a2=3,
當n≥2時,由已知可得:
an+1=2sn+1,①
an=2sn-1+1,②
①-②得an+1-an=2an,∴an+1=3an,又a2=3a1,
∴是以a1=1為首項,以q=3為公比的等比數列.
∴s5==121.
2.(2016·四川)已知數列的首項為1,sn為數列的前n項和,sn+1=qsn+1,其中q>0,n∈n*.
(1)若2a2,a3,a2+2成等差數列,求數列的通項公式;
(2)設雙曲線x2-=1的離心率為en,且e2=,證明:e1+e2+…+en>.
(1)解由已知,sn+1=qsn+1,sn+2=qsn+1+1,兩式相減得an+2=qan+1,n≥1.又由s2=qs1+1得a2=qa1,故an+1=qan對所有n≥1都成立.
所以數列是首項為1,公比為q的等比數列.
從而an=qn-1.
由2a2,a3,a2+2成等差數列,可得
2a3=3a2+2,即2q2=3q+2,則(2q+1)(q-2)=0,
由已知,q>0,故q=2.所以an=2n-1(n∈n*).
(2)證明由(1)可知,an=qn-1.
所以雙曲線x2-=1的離心率
en==.
由e2==,解得q=.
因為1+q2(k-1)>q2(k-1),
所以》qk-1(k∈n*).
於是e1+e2+…+en>1+q+…+qn-1=.
故e1+e2+…+en>.
1.數列的綜合問題,往往將數列與函式、不等式結合,探求數列中的最值或證明不等式.2.
以等差數列、等比數列為背景,利用函式觀點探求引數的值或範圍.3.將數列與實際應用問題相結合,考查數學建模和數學應用.
熱點一利用sn,an的關係式求an
1.數列中,an與sn的關係:
an=.
2.求數列通項的常用方法
(1)公式法:利用等差(比)數列求通項公式.
(2)在已知數列中,滿足an+1-an=f(n),且f(1)+f(2)+…+f(n)可求,則可用累加法求數列的通項an.
(3)在已知數列中,滿足=f(n),且f(1)·f(2)·…·f(n)可求,則可用累積法求數列的通項an.
(4)將遞推關係進行變換,轉化為常見數列(等差、等比數列).
例1 已知數列的前n項和為sn,若sn=2an-2n,則sn
答案 n·2n
解析由sn=2an-2n,得s1=a1=2a1-2,a1=2,sn=2(sn-sn-1)-2n (n≥2),則sn=2sn-1+2n (n≥2),
-=1(n≥2),所以是首項為=1,公差為1的等差數列,所以=+n-1=n,故sn=n·2n.
思維昇華給出sn與an的遞推關係,求an,常用思路:一是利用sn-sn-1=an(n≥2)轉化為an的遞推關係,再求其通項公式;二是轉化為sn的遞推關係,先求出sn與n之間的關係,再求an.
跟蹤演練1 已知正項數列的前n項和為sn,且sn=,則數列的通項公式是________.
答案 an=2n
解析 sn=,當n=1時,a1=s1=,解得a1=2或a1=0(捨去).
當n≥2時,由an=sn-sn-1=-a-a=2(an+an-1),
因為an>0,所以an+an-1≠0,則an-an-1=2,
所以數列是首項為2,公差為2的等差數列,
故an=2n.
熱點二數列與函式、不等式的綜合問題
數列與函式的綜合問題一般是利用函式作為背景,給出數列所滿足的條件,通常利用點在曲線上給出sn的表示式,還有以曲線上的切點為背景的問題,解決這類問題的關鍵在於利用數列與函式的對應關係,將條件進行準確的轉化.數列與不等式的綜合問題一般以數列為載體,考查最值問題,不等關係或恆成立問題.
例2 已知等比數列的前n項和為sn,s1,s3,s2成等差數列,且a1-a3=3.
(1)求的通項公式an;
(2)求sn,並求滿足sn≤2的n的值.
解 (1)設等比數列的首項為a1,公比為q.
依題意有a1+(a1+a1q)=2(a1+a1q+a1q2),
由於a1≠0,故2q2+q=0,又q≠0,從而q=-,
由已知可得a1-a1(-)2=3,故a1=4,
∴an=4(-)n-1.
(2)由(1)得a1=4,q=-,
∴sn== [1-(-)n],
由sn= [1-(-)n]≤2得(-)n≥,
當n為奇數時不滿足,當n為偶數時,
(-)n遞減,(-)n≤.
∴滿足(-)n=的n的值為2,即滿足sn≤2的n的值為2.
思維昇華解決數列與函式、不等式的綜合問題要注意以下幾點:(1)數列是一類特殊的函式,函式定義域是正整數,在求數列最值或不等關係時要特別重視;(2)解題時準確建構函式,利用函式性質時注意限制條件;(3)不等關係證明中進行適當的放縮.
跟蹤演練2 若數列的前n項和為sn,點(an,sn)在y=-x的圖象上(n∈n*).
(1)求數列的通項公式;
(2)若c1=0,且對任意正整數n都有cn+1-cn=an.求證:對任意正整數n≥2,總有≤+++…+<.
(1)解 ∵sn=-an,
∴當n≥2時,an=sn-sn-1=an-1-an,
∴an=an-1.又∵s1=-a1,∴a1=,
∴an= ()n-1=()2n+1.
(2)證明由cn+1-cn=an=2n+1,得當n≥2時,cn=c1+(c2-c1)+(c3-c2)+…+(cn-cn-1)=0+3+5+…+(2n-1)=n2-1=(n+1)(n-1).
=×[(1
= [(1+)-(+)]
=- (+)<.
又原式得證.
熱點三數列的實際應用
用數列知識解相關的實際問題,關鍵是合理建立數學模型——數列模型,弄清所構造的數列是等差模型還是等比模型,它的首項是什麼,項數是多少,然後轉化為解數列問題.求解時,要明確目標,即搞清是求和,還是求通項,還是解遞推關係問題,所求結論對應的是解方程問題,還是解不等式問題,還是最值問題,然後進行合理推算,得出實際問題的結果.
例3 自從祖國大陸允許台灣農民到大陸創業以來,在11個省區設立了海峽兩岸農業合作試驗區和台灣農民創業園,台灣農民在那裡申辦個體工商戶可以享受「綠色通道」的申請、受理、審批一站式服務,某台商第一年年初到大陸就創辦了一座120萬元的蔬菜加工廠m,m的價值在使用過程中逐年減少,從第二年到第六年,每年年初m的價值比上年年初減少10萬元,從第七年開始,每年年初m的價值為上年年初的75%.
(1)求第n年年初m的價值an的表示式;
(2)設an=,若an大於80萬元,則m繼續使用,否則須在第n年年初對m更新,證明:必須在第九年年初對m更新.
(1)解當n≤6時,數列是首項為120,公差為-10的等差數列,故an=120-10(n-1)=130-10n,
當n≥7時,數列從a6開始的項構成乙個以a6=130-60=70為首項,以為公比的等比數列,
故an=70×()n-6,
所以第n年年初m的價值an=
(2)證明設sn表示數列的前n項和,由等差數列和等比數列的求和公式,得
當1≤n≤6時,sn=120n-5n(n-1),
an==120-5(n-1)=125-5n≥95>80,
當n≥7時,由於s6=570,
故sn=570+(a7+a8+…+an)=570+70××4×[1-()n-6]=780-210×()n-6.
因為是遞減數列,所以是遞減數列.
因為an==,
a8=≈82.734>80,
a9=≈76.823<80,
所以必須在第九年年初對m更新.
思維昇華常見數列應用題模型的求解方法
(1)產值模型:原來產值的基礎數為n,平均增長率為p,對於時間n的總產值y=n(1+p)n.
(2)銀行儲蓄複利公式:按複利計算利息的一種儲蓄,本金為a元,每期的利率為r,存期為n,則本利和y=a(1+r)n.
(3)銀行儲蓄單利公式:利息按單利計算,本金為a元,每期的利率為r,存期為n,則本利和y=a(1+nr).
(4)分期付款模型:a為貸款總額,r為年利率,b為等額還款數,則b=.
跟蹤演練3 一牧羊人趕著一群羊通過6個關口,每過1個關口守關人將拿走當時羊的一半,然後退還1只給牧羊人,過完這些關口後,牧羊人只剩下2隻羊,則牧羊人在過第1個關口前有________隻羊.
答案 2
解析記此牧羊人通過第1個關口前、通過第2個關口前、……、通過第6個關口前,剩下的羊的隻數組成數列(n=1,2,3,4,5,6),則由題意得a2=a1+1,a3=a2+1,…,a6=a5+1,而a6+1=2,解得a6=2,因此代入得a5=2,a4=2,…,a1=2.
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