第30講數列求和及數列實際問題

2022-10-16 10:27:04 字數 3980 閱讀 2104

一.【課標要求】

1.探索並掌握一些基本的數列求前n項和的方法;

2.能在具體的問題情境中,發現數列的數列的通項和遞推關係,並能用有關等差、等比數列知識解決相應的實際問題。

二.【命題走向】

數列求和和數列綜合及實際問題在高考中占有重要的地位,一般情況下都是出一道解答題,解答題大多以數列為工具,綜合運用函式、方程、不等式等知識,通過運用逆推思想、函式與方程、歸納與猜想、等價轉化、分類討論等各種數學思想方法,這些題目都考察考生靈活運用數學知識分析問題和解決問題的能力,它們都屬於中、高檔題目

有關命題趨勢:

1.數列是一種特殊的函式,而不等式則是深刻認識函式和數列的有效工具,三者的綜合題是對基礎和能力的雙重檢驗,在三者交匯處設計試題,特別是代數推理題是高考的重點;

2.數列推理題是將繼續成為數列命題的乙個亮點,這是由於此類題目能突出考察學生的邏輯思維能力,能區分學生思維的嚴謹性、靈敏程度、靈活程度;

3.數列與新的章節知識結合的特點有可能加強,如與解析幾何的結合等;

4.有關數列的應用問題也一直備受關注

**2023年高考對本將的考察為:

1.可能為一道考察關於數列的推導能力或解決生產、生活中的實際問題的解答題;

2.也可能為一道知識交匯題是數列與函式、不等式、解析幾何、應用問題上等聯絡的綜合題,以及數列、數學歸納法等有機結合

三.【要點精講】

1.數列求通項與和

(1)數列前n項和sn與通項an的關係式:an= 。

(2)求通項常用方法

①作新數列法。作等差數列與等比數列;

②累差疊加法。最基本的形式是:an=(an-an-1)+(an-1+an-2)+…+(a2-a1)+a1;

③歸納、猜想法。

(3)數列前n項和

①重要公式:1+2+…+n=n(n+1);

12+22+…+n2=n(n+1)(2n+1);

13+23+…+n3=(1+2+…+n)2=n2(n+1)2;

②等差數列中,sm+n=sm+sn+mnd;

③等比數列中,sm+n=sn+qnsm=sm+qmsn;

④裂項求和

將數列的通項分成兩個式子的代數和,即an=f(n+1)-f(n),然後累加抵消掉中間的許多項,這種先裂後消的求和法叫裂項求和法。用裂項法求和,需要掌握一些常見的裂項,如:、=-、n·n!

=(n+1)!-n!、cn-1r-1=cnr-cn-1r、=-等

⑤錯項相消法

對乙個由等差數列及等比數列對應項之積組成的數列的前n項和,常用錯項相消法。, 其中是等差數列, 是等比數列,記,則,…

⑥併項求和

把數列的某些項放在一起先求和,然後再求sn。

數列求通項及和的方法多種多樣,要視具體情形選用合適方法

⑦通項分解法:

2.遞迴數列

數列的連續若干項滿足的等量關係an+k=f(an+k-1,an+k-2,…,an)稱為數列的遞迴關係。由遞迴關係及k個初始值可以確定的乙個數列叫做遞迴數列。如由an+1=2an+1,及a1=1,確定的數列即為遞迴數列

遞迴數列的通項的求法一般說來有以下幾種:

(1)歸納、猜想、數學歸納法證明。

(2)迭代法。

(3)代換法。包括代數代換,對數代數,三角代數。

(4)作新數列法。最常見的是作成等差數列或等比數列來解決問題

四.【典例解析】

題型1:裂項求和

例1.已知數列為等差數列,且公差不為0,首項也不為0,求和:。

解析:首先考慮,則=。

點評:已知數列為等差數列,且公差不為0,首項也不為0,下列求和也可用裂項求和法。

例2.求。

解析:,

點評:裂項求和的關鍵是先將形式複雜的因式轉化的簡單一些。

題型2:錯位相減法

例3.設a為常數,求數列a,2a2,3a3,…,nan,…的前n項和。

解析:①若a=0時,sn=0;

②若a=1,則sn=1+2+3+…+n=;

③若a≠1,a≠0時,sn-asn=a(1+a+…+an-1-nan),

sn=。

例4.已知,數列是首項為a,公比也為a的等比數列,令,求數列的前項和。

解析:,

①-②得:,

點評:設數列的等比數列,數列是等差數列,則數列的前項和求解,均可用錯位相減法。

題型3:倒序相加

例5.求。

解析:。 ①

又。 ②

所以。點評:sn表示從第一項依次到第n項的和,然後又將sn表示成第n項依次反序到第一項的和,將所得兩式相加,由此得到sn的一種求和方法。

例6.設數列是公差為,且首項為的等差數列,

求和:解析:因為,,。

點評:此類問題還可變換為探索題形:已知數列的前項和,是否存在等差數列使得對一切自然數n都成立。

題型4:其他方法

例7.求數列1,3+5,7+9+11,13+15+17+19,…前n項和。

解析:本題實質是求乙個奇數列的和。在該數列的前n項中共有個奇數,故。

例8.求數列1,3+,32+,……,3n+的各項的和。

解析:其和為(1+3+……+3n3n+1-3-n)。

題型5:數列綜合問題

例9.(2009湖北卷文)設記不超過的最大整數為,令{}=-,則{},,

a.是等差數列但不是等比數列b.是等比數列但不是等差數列

c.既是等差數列又是等比數列d.既不是等差數列也不是等比數列

【答案】b

【解析】可分別求得,.則等比數列性質易得三者構成等比數列.

例10.(2009湖南卷理)將正⊿abc分割成(≥2,n∈n)個全等的小正三角形(圖2,圖3分別給出了n=2,3的情形),在每個三角形的頂點各放置乙個數,使位於⊿abc的三遍及平行於某邊的任一直線上的數(當數的個數不少於3時)都分別一次成等差數列,若頂點a ,b ,c處的三個數互不相同且和為1,記所有頂點上的數之和為f(n),則有f(2)=2,f(3)= ,…,f(n)= (n+1)(n+2)

答案 解析當n=3時,如圖所示分別設各頂點的數用小寫字母表示,即由條件知

即進一步可求得。由上知中有三個數,中有6個數,中共有10個數相加 ,中有15個數相加….,若中有個數相加,可得中有個數相加,且由

可得所以

=題型6:數列實際應用題

例11.某企業進行技術改造,有兩種方案,甲方案:一次性貸款10萬元,第一年便可獲利1萬元,以後每年比前一年增加30%的利潤;乙方案:每年貸款1萬元,第一年可獲利1萬元,以後每年比前一年增加5千元;兩種方案的使用期都是10年,到期一次性歸還本息.

若銀行兩種形式的貸款都按年息5%的複利計算,試比較兩種方案中,哪種獲利更多?

(取)解析:甲方案是等比數列,乙方案是等差數列,

①甲方案獲利:(萬元),

銀行貸款本息:(萬元),

故甲方案純利:(萬元),

②乙方案獲利:

(萬元);

銀行本息和:

(萬元)

故乙方案純利:(萬元);

綜上可知,甲方案更好。

點評:這是一道比較簡單的數列應用問題,由於本息金與利潤是熟悉的概念,因此只建立通項公式並運用所學過的公式求解

例12.(2023年廣東卷文)(本小題滿分14分)

已知點(1,)是函式且)的圖象上一點,等比數列的前項和為,數列的首項為,且前項和滿足-=+().

(1)求數列和的通項公式;

(2)若數列是各項不為0的等差數列,c為常數;部分無理數列、含階乘的數列等;

(3)錯位相減法:適用於其中是等差數列,是各項不為0的等比數列。

(4)倒序相加法:類似於等差數列前n項和公式的推導方法.

(5)分組求和法

(6)累加(乘)法等

2.常用結論

(1) 1+2+3+...+n =

(2)1+3+5+...+(2n-1) =

(3)(4)(5)(6)3.數學思想

(1)迭加累加(等差數列的通項公式的推導方法)若,則……;

(2)迭乘累乘(等比數列的通項公式的推導方法)若,則……;

(3)逆序相加(等差數列求和公式的推導方法);

(4)錯位相減(等比數列求和公式的推導方法)

第12講數列的求和方法

一 知識歸納 1 拆項求和法 將乙個數列拆成若干個簡單數列 如等差數列 等比數列 常數數列等等 然後分別求和.2 併項求和法 將數列的相鄰的兩項 或若干項 並成一項 或一組 得到乙個新的且更容易求和的數列.3 裂項求和法 將數列的每一項拆 裂開 成兩項之差,使得正負項能互相抵消,剩下首尾若干項.4 ...

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