高三數學一輪專題複習數列的綜合應用 有詳細答案

2022-10-10 07:12:03 字數 4455 閱讀 9727

數列的綜合應用

1. 根據市場調查結果,**某種家用商品從年初開始的n個月內累積的需求量sn(萬件)近似地滿足關係式sn=(21n-n2-5)(n=1,2,…,12),按此**,在本年度內,需求量超過1.5萬件的月份是________.

答案:7、8

解析:由sn解出an=(-n2+15n-9),

再解不等式(-n2+15n-9)>1.5,得62. 已知等差數列的前n項和為sn,若=a100·+a101,且a、b、c三點共線(該直線不過點o),則s200

答案:100

解析:∵ =a100+a101且a、b、c三點共線(該直線不過點o),∴ a100+a101=1,∴ s200==100×(a1+a200)=100×1=100.

3. 設1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比為q的等

比數列,a2,a4,a6成公差為1的等差數列,則q的最小值是________.

答案:解析:設a2=t,則1≤t≤q≤t+1≤q2≤t+2≤q3,由於t≥1,所以q≥max,故q的最小值是.

4. 已知數列,滿足a1=1,且an、an+1是函式f(x)=x2-bnx+2n的兩個零點,則b10

答案:64

解析:依題意有anan+1=2n,所以an+1an+2=2n+1,兩式相除得=2,所以a1,a3,a5,…成等比數列,a2,a4,a6,…也成等比數列,而a1=1,a2=2,所以a10=2×24=32,a11=1×25=32,又因為an+an+1=bn,所以b10=a10+a11=64.

1. 形如an+1=λan+μ的線性遞推關係,可用待定係數法;

2. 形如an+1=an+f(n)的遞推關係,可用疊加法;

3. 形如an+1=an·f(n)的遞推關係,可用疊乘法;

4. 遞推數列的求解方法還有倒數法、等價轉化法、利用週期性等.

[備課札記]

題型1 子數列問題

例1 (2013·南通模擬)設無窮數列滿足: n∈ν ,an(1) 若bn=3n(n∈n*),求證:a1=2,並求c1的值;

(2) 若是公差為1的等差數列,問是否為等差數列,證明你的結論.

解:(1) 因為an∈n ,所以若a1=1,則b1=aa1=a1=3矛盾,

若a1≥3=aa1,可得1≥a1≥3矛盾,所以a1=2.於是a2=aa1=3,從而c1=aa1+1=a3=aa2=6.

(2) 是公差為1的等差數列,證明如下:an+1>an n≥2時,an>an-1,所以an≥an-1+1 an≥am+(n-m),(m aan+1+1≥aan+1+an+1+1-(an+1),即cn+1-cn≥an+1-an,由題設,1≥an+1-an,又an+1-an≥1,

所以an+1-an=1,即是等差數列.

(2013·泰州模擬)已知數列an=n-16,bn=(-1)n|n-15|,其中n∈n*.

(1) 求滿足an+1=|bn|的所有正整數n的集合;

(2) 若n≠16,求數列的最大值和最小值;

(3) 記數列的前n項和為sn,求所有滿足s2m=s2n(m<n)的有序整數對(m,n).

解:(1) an+1=|bn|,n-15=|n-15|.

當n≥15時,an+1=|bn|恆成立;

當n<15時,n-15=-(n-15),n=15(捨去).

∴ n的集合為.

(2)=.

(ⅰ) 當n>16時,n取偶數時,==1+,

當n=18時, =,無最小值;

n取奇數時,=-1-,

n=17時, =-2,無最大值.

(ⅱ) 當n<16時,=.

當n為偶數時,==-1-.

n=14時, =-, =-;

當n為奇數時,==1+,

n=1時, =1-=,

n=15時, =0.

綜上,最大值為(n=18),最小值-2(n=17).

(3) 當n≤15時,bn=(-1)n-1(n-15),a2k-1b2k-1+a2kb2k=2(16-2k)≥0,

當n>15時,bn=(-1)n(n-15),a2k-1b2k-1+a2kb2k=2(2k-16)>0,其中a15b15+a16b16=0,

∴ s16=s14,m=7,n=8.

題型2 遞推數列問題

例2 (2013·廣東)設數列的前n項和為sn.已知a1=1,=an+1-n2-n-,n∈n*.

(1) 求a2的值;

(2) 求數列的通項公式;

(3) 證明:對一切正整數n,有++…+<.

(1) 解:∵ =an+1-n2-n-,n∈n .

∴ 當n=1時,2a1=2s1=a2--1-=a2-2.

又a1=1,∴ a2=4.

(2) 解:∵ =an+1-n2-n-,n∈n .

∴ 2sn=nan+1-n3-n2-n

=nan+1-,①

∴ 當n≥2時,2sn-1=(n-1)an-,②

由①-②,得2sn-2sn-1=nan+1-(n-1)an-n(n+1),

∵ 2an=2sn-2sn-1,

∴ 2an=nan+1-(n-1)an-n(n+1),

∴ -=1,

∴ 數列是以首項為=1,公差為1的等差數列.

∴ =1+1×(n-1)=n,∴ an=n2(n≥2),

當n=1時,上式顯然成立. ∴ an=n2,n∈n*.

(3) 證明:由(2)知,an=n2,n∈n*,

① 當n=1時,=1<,∴ 原不等式成立.

② 當n=2時,+=1+<,∴ 原不等式成立.

③ 當n≥3時,∵ n2>(n-1)·(n+1),

∴ <,

<1+++…++

=1++++…++

=1=1+

=+<,

∴ 當n≥3時,∴ 原不等式亦成立.

綜上,對一切正整數n,有++…+<.

(2013·無錫模擬)已知數列中,a1=2,n∈n*,an>0,數列的前n項和為sn,且滿足an+1=.

(1) 求的通項公式;

(2) 設是中的按從小到大順序組成的整數數列.

① 求b3;

② 存在n(n∈n*),當n≤n時,使得在中,數列有且只有20項,求n的範圍.

解:(1) an+1=sn+1-sn,

∴ (sn+1-sn)(sn+1+sn-2)=2;

即(sn+1)2-(sn)2-2(sn+1-sn)=2,

∴ (sn+1-1)2-(sn-1)2=2,且(s1-1)2=1,

∴ 是首項為1,公差為2的等差數列,

∴ sn=1+.

(2) ① n=1時,s1=1+1=2=b1,n=5時,s5=1+3=4=b2,n=13時,s13=1+5=6=b3.

② ∵ 2n-1是奇數,sn=1+為有理數,則=2k-1,

∴ n=2k2-2k+1,

當k=20時,n=761;當k=21時,n=841;

∴ 存在n∈[761,840],當n≤n時,使得在中,數列有且只有20項.

題型3 有關數列的證明題

例3 (2013·江蘇)設是首項為a,公差為d的等差數列(d≠0),sn是其前n項和.記bn=,n∈n*,其中c為實數.

(1) 若c=0,且b1,b2,b4成等比數列,證明:sn k=n2sk(k,n∈n*);

(2) 若是等差數列,證明:c=0.

證明:∵ 是首項為a,公差為d的等差數列(d≠0),sn是其前n項和,

∴ sn=na+d.

(1) ∵ c=0,∴ bn==a+d.

∵ b1,b2,b4成等比數列,∴ b=b1b4,

∴ =a,

∴ ad-d2=0,

∴ d=0.

∵ d≠0,∴ a=d,∴ d=2a,

∴ sn=na+d=na+2a=n2a,

∴ 左邊=snk=(nk)2a=n2k2a,右邊=n2sk=n2k2a,

∴ 左邊=右邊,∴ 原式成立.

(2) ∵ 是等差數列,

∴ 設公差為d1,

∴ bn=b1+(n-1)d1

代入bn=,得b1+(n-1)d1=,

∴ n3+n2+cd1n=c(d1-b1)對n∈n*恆成立,

∴ ∴ d1=d.∵ d≠0,∴ d1≠0.

(2013·江西理)正項數列的前項和滿足:s-(n2+n-1)sn-(n2+n)=0.

(1) 求數列的通項公式an;

(2) 令bn=,數列的前n項和為tn.證明:對於任意的n∈n*,都有tn<.

(1) 解:由s-(n2+n-1)sn-(n2+n)=0,

得[sn-(n2+n)](sn+1)=0.

由於是正項數列,所以sn>0,sn=n2+n.

於是a1=s1=2,n≥2時,an=sn-sn-1=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n.

綜上,數列的通項an=2n.

(2) 證明:由於an=2n,bn=,

則bn==.

tn=[1

=< (1+)=.

故對於任意的n∈n*,都有tn<.

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