數列的極限 數學歸納法

2022-10-10 06:36:03 字數 3636 閱讀 2847

一知識要點

(一) 數列的極限

1.定義:對於無窮數列,若存在乙個常數a,無論預選指定多麼小的正數,都能在數列中找到一項an,使得當n>n時,|an-a|《恆成立,則稱常數a為數列的極限,記作.

2.運算法則:若、存在,則有

;3.兩種基本型別的極限:<1> s=

<2>設、分別是關於n的一元多項式,次數分別是p、q,最高次項係數分別為、且,則

4.無窮遞縮等比數列的所有項和公式: (|q|<1)

無窮數列的所有項和: (當存在時)

(二)數學歸納法

數學歸納法是證明與自然數n有關命題的一種常用方法,其證題步驟為:

①驗證命題對於第乙個自然數成立。

②假設命題對n=k(k≥)時成立,證明n=k+1時命題也成立.

則由①②,對於一切n≥的自然數,命題都成立。

二、例題(數學的極限)

例1.(1

2).數列和都是公差不為0的等差數列,且=3,則=

(3.) (a>1

(4(5

(6).等比數列的公比為q=─1/3,則

例2.將無限迴圈小數;1.32化為分數.

例3.已知,求實數a,b的值;

例4.數列,滿足(2an+bn)=1, (an─2bn)=1,試判斷數列,的極限是否存在,說明理由並求(anbn)的值.

例5.設首項為a,公差為d的等差數列前n項的和為an ,又首項為a,公比為r的等比數列前n項和為gn ,其中a≠0,|r|<1.令sn=g1+g2+…+gn,若有=a,求r的值.

例6.設首項為1,公比為q(q>0)的等比數列的前n項之和為sn,又設tn=,求.

例7.的相鄰兩項an,an+1是方程x2─cnx+=0的兩根,又a1=2,求無窮等比c1,c2,…cn, …的各項和.

例8.在半徑為r的圓內作內接正方形,在這個正方形內作內切圓,又在圓內作內接正方形,如此無限次地作下去,試分別求所有圓的面積總和與所有正方形的面積總和。

例9.如圖,b1,b2,…,bn,…順次為曲線y=1/x(x>0)上的點,a1,a2,…,an…順次為ox軸上的點,且三角形ob1a1,三角形a1b2a2,三角形an─1bnan為等腰三角形(其中 bn為直角),如果an的座標為(xn,0).

(1)求出an的橫座標的表示式;

(2)求.

二.例題(數學歸納法)

例1.用數學歸納法證明2n>n2 (n∈n,n5),則第一步應驗證n

例2.用數學歸納法證明,第一步驗證不等式成立;

例3.是否存在常數a,b,c,使得等式1·22+2·32+……+n(n+1)2=(an2+bn+c)對一切自然數n成立?並證明你的結論.(89年)

例4.已知數列=,記sn=a1+a2+a3+…+an,用數學歸納法證明sn=(n+1)an-n.

例5.證明: > (n∈n,n2)

例6.證明:xn─nan─1x+(n─1)an能被(x─a)2整除(a≠0).

例7.在1與2之間插入個正數,使這個數成等比數列;又在1與2之間插入個正數使這個數成等差數列.記.

(ⅰ)求數列和的通項;(ⅱ)當時,比較與的大小,並證明你的結論.

例8.若數列滿足對任意的n有:sn=,試問該數列是怎樣的數列?並證明你的結論.

例9.已知數列是等差數列,。

(ⅰ)求數列的通項;(ⅱ)設數列的通項(其中,且),記是數列的前n項和。試比較與的大小,並證明你的結論。

練習(數列的極限)

1. 已知是等比數列,如果a1+a2+a3=18,a2+a3+a4=-9,sn=a1+a2+……+an,那麼的值等於( )(89年)

(a)8 (b)16 (c)32 (d)48

2. 的值等於( )(91年)

(a)0 (b)1 (c)2 (d)3

3.在等比數列中,a1>1,且前n項和sn滿足,那麼a1的取值範圍是( )(98年)

(a)(1,+∞) (b)(1,4) (c)(1,2) (d)(1,)

7.)等於

(a)0bcd)5

8.等於:(a)16 (b)8 (c)4 (d)2

9. 已知各項均為正數的等比數列的首項a1=1,公比為q,前n項和為sn, =1,則公比q的取值範圍是:

(a).q≥1 (b).01

10.的值為

(a)0b)1c)2d)不存在

11.已知是公差不為0的等差數列,sn是的前n項和,那麼等於___.

12.已知等差數列的公差d>0,首項a1>0,s=______.(93年)

13.如果存在,且,則=________

2023年)

2023年)

16.已知等比數列的公比q>1,a1=b(b≠0),則=___.

17.求a>0);

18.數列, , ,…的前n項和及各項和s

1920.已知數列a1,a2,……an,……的前項和sn與an的關係是sn=-ban+1-,其中b是與n無關的常數,且b≠-1;

ⅰ.求an和an+1的關係式;

ⅱ.寫出用n和b表示an的表示式;

ⅲ.當0<b<1時,求極限sn.(87年)

21.在邊長為a的正方形abcd中內依次作內接正方形aibicidi(i=1,2,3,…),使內接

正方形與相鄰前乙個正方形的一邊夾角為,求所有正方形的面積之和.

22.已知直線l:x─ny=0(n∈n),圓m:(x+1)2+(y+1)2=1,拋物線φ:y=(x─1)2,又l與m

交於點a、b,l與φ交於點c、d,求.

23.設a (n=1,2,3……),b (n=1,2,3……),

用極限定義證明.(85年)

練習(數學歸納法)

1.由歸納原理分別探求:

(1)凸n邊形的內角和f(n

(2)凸n邊形的對角線條數f(n

(3)平面內n個圓,其中每兩個圓都相交於兩點,且任意三個圓不相交於同一點,則該n個圓分平面區域數f(n

2.平面上有n條直線,且任何兩條不平行,任何三條不過同一點,該n條直線把平面分成f(n) 個區域,則f(n+1)=f(n

3.當n為正奇數時,求證xn+yn被x+y整除,當第二步假設n=2k─1時命題為真,進而需驗證n命題為真。

4.用數學歸納法證明(n+1)(n+2)…(n+n)=2n123…(2n─1)(n∈n),從「k到k+1」左端應增乘的代數式為

5.用數學歸納法證明:an+1+(a+1)2n -1可以被a2+a+1整除(n∈n).

6.若ai>0(i=1,2,3,…,n),且a1+a2+…+an=1,

證明:a12+a22+…+an2. (n2,n∈n)

7.已知an=(1+lgx)n,bn=1+nlgx+lg2x,其中n∈n,n3, ,試比較an與bn的大小.

8.數列中,.

9.試證:不論正數a,b,c是等差數列還是等比數列,當n>1,n∈n且a,b,c互不相等時,

都有an+cn>2bn.(n∈n).

10.已知數列的前n項和為sn,且a1=1,sn=n2an (n∈n),

(1) 試求出s1,s2,s3,s4,並猜想sn的表示式;

(2) 證明你的猜想,並求出an的表示式。

11.已知滿足:(n─1)an+1=(n+1)(an─1),a2=6,bn=n+an(nn).(1)求出bn的通項公式,

(2)是否存在非零常數p、q使數列{}成等差數列?若存在,試求出q、q的關係,若不存在,說明理由.

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