14數列綜合應用問題

2023-02-01 23:30:05 字數 1695 閱讀 3105

縱觀近幾年的高考,在解答題中,有關數列的試題出現的頻率較高,不僅可與函式、方程、不等式、複數相聯絡,而且還與三角、立體幾何密切相關;數列作為特殊的函式,在實際問題中有著廣泛的應用,如增長率,減薄率,銀行信貸,濃度匹配,養老保險,圓鋼堆壘等問題.這就要求同學們除熟練運用有關概念式外,還要善於觀察題設的特徵,聯想有關數學知識和方法,迅速確定解題的方向,以提高解數列題的速度.

●案例**

[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?

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.

錯解分析:(1)問an、bn實際上是兩個數列的前n項和,易與「通項」混淆;(2)問是既解一元二次不等式又解指數不等式,易出現偏差.

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.

[例2]已知sn=1++…+,(n∈n*)設f(n)=s2n+1-sn+1,試確定實數m的取值範圍,使得對於一切大於1的自然數n,不等式:f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恆成立.

知識依託:本題把函式、不等式恆成立等問題組合在一起,構思巧妙.

錯解分析:本題學生很容易求f(n)的和,但由於無法求和,故對不等式難以處理.

技巧與方法:解決本題的關鍵是把f(n)(n∈n*)看作是n的函式,此時不等式的恆成立就轉化為:函式f(n)的最小值大於[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2.

解:∵sn=1++…+.(n∈n*)

∴f(n+1)>f(n)

∴f(n)是關於n的增函式

∴f(n) min=f(2)=

∴要使一切大於1的自然數n,不等式

f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恆成立

只要>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2成立即可

由得m>1且m≠2

此時設[logm(m-1)]2=t 則t>0

於是解得0<t<1

由此得0<[logm(m-1)]2<1

解得m>且m≠2.

●錦囊妙計

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