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1、2014高中數(shù)學(xué) 第二章數(shù)列第1講等差數(shù)列與等比數(shù)列教學(xué)案 新人教A版必修5【知識梳理】(一)知識框架(二)基礎(chǔ)知識與基本技能1、數(shù)列的概念與簡單表示法:(1)數(shù)列的概念:按一定次序排列的一列數(shù)數(shù)列與數(shù)集的區(qū)別:次序。數(shù)列的分類:按項數(shù)分類(有窮數(shù)列、無窮數(shù)列),按項之間的大小分類(遞增、遞減、常數(shù)、擺動數(shù)列):遞增數(shù)列an1an;遞減數(shù)列an1an;常數(shù)數(shù)列an1an;擺動數(shù)列相鄰兩項間的大小關(guān)系變化不定;有界數(shù)列|an|M(M為常數(shù))。運用函數(shù)觀點理解數(shù)列概念數(shù)列的表示方法:與函數(shù)的表示方法相同解析法(通項公式或遞推公式),列表法,圖像法(在坐標(biāo)系中的一群孤立的點),區(qū)別是數(shù)列的定義域是自
2、然數(shù)集N(或它的有限子集1,2,3,n)。(2)數(shù)列的項、項數(shù)、通項公式通項公式,注意an與an的區(qū)別,通項公式反應(yīng)了次序?qū)τ跀?shù)列的重要性。通項公式的兩種重要變形ana1(a2a1)(a3a2)(anan1)(演變?yōu)榱秧椣嘞蠛头ǎ?;ana1(迭乘法)。注意:并不是所有的數(shù)列都有通項公式,有很多數(shù)列往往只有遞推公式而沒有通項公式,有些數(shù)列既有遞推公式又有通項公式;有些數(shù)列的通項公式并不是唯一的。通項公式反應(yīng)了數(shù)列的函數(shù)性質(zhì):在函數(shù)意義下,數(shù)列是定義域為自然數(shù)集N(或它的有限子集1,2,3,n)的函數(shù)f(n),當(dāng)n從1開始依次取自然數(shù)時所對應(yīng)的一列函數(shù)值。通項公式的簡單運用(3)遞推公式遞推公式
3、與通項公式的區(qū)別與聯(lián)系遞推公式的運用(4)數(shù)列的前n項和:,當(dāng)n2時,anSnSn1。在數(shù)列an中,an與Sn的關(guān)系:an。(5)常用的求數(shù)列通項公式的方法觀察法:觀察項數(shù)與項之間的等量關(guān)系、前后項之間的等量關(guān)系已知前若干項時,可以通過觀察與猜想、歸納求得數(shù)列的通項公式。這是最基本的方法。運用此法時,要做到:有次序,有序號,有函數(shù)觀念,正確找出項與序號之間的變化規(guī)律。熟記一些常見數(shù)列,如(-1)n、n、n2、2n-1、2n、2n、等。公式法:運用等差數(shù)列的通項公式直接求解。階差法:將數(shù)列an的后一項減去前一項作階差bnan1an,得到新的數(shù)列bn,若階差數(shù)列可以求和,則數(shù)列an可以求通項公式:
4、ana1。利用前n項和Sn法:。注意:在什么時候an合并書寫,什么時候需分開書寫利用遞推公式法2、等差數(shù)列(A.P.):(1)等差數(shù)列的定義如果一個數(shù)列從第二項起,第一項與它前一項的差等于同一個常數(shù),那么這個數(shù)列叫做等差數(shù)列,這個常數(shù)叫做公差。即成等差數(shù)列(其中,a1和d是等差數(shù)列中的基本量)。判定一個數(shù)列是否為等差數(shù)列,不能僅通過驗證前幾項得知,應(yīng)該根據(jù)等差數(shù)列的定義證明anan1常數(shù),也可以利用其等價定義an1an12an。(2)通項公式:(其中Ad,Ba1d),變形為:公差公式d(n1),項數(shù)公式n1;注意:通項公式an是一個一次函數(shù)。第二通項公式:,變形為:公差公式d(nm),項數(shù)公式
5、nm。(3)等差數(shù)列的前n項之和Sn:(其中A,B)第一求和公式體現(xiàn)了等差數(shù)列的中項對稱性質(zhì),類似于梯形的面積公式。第二求和公式還可以將a1改為an。倒序相加求和技巧。注意:第二求和公式說明等差數(shù)列的前n項之和Sn是一個二次函數(shù),可以利用公式以及二次函數(shù)的最值性判斷并求解前n項和的最值若d0,則數(shù)列an為遞增數(shù)列,Sn有最小值通過解不等式組可得在第k項時Sn取得最小值;若d0,則數(shù)列an為遞減數(shù)列,Sn有最大值通過解不等式組可得在第k項時Sn取得最大值;若d0,則數(shù)列an為常數(shù)數(shù)列,Snna1。在等差數(shù)列an中,a1,an,Sn,n,d五個基本元素,通過通項公式與求和公式可以“知三求二”。顯然
6、數(shù)列是等差數(shù)列,且的公差是an的公差的。(4)等差中項:數(shù)a與b的等差中項為(這是充要條件)。三數(shù)成等差數(shù)列,常設(shè)為ad,a,ad,也可以設(shè)為a,ad,a2d。四數(shù)成等差數(shù)列,常設(shè)為ad,a,ad,a2d(d為公差),也可以設(shè)為a3d,ad,ad,a3d(d為公差之半)。在等差數(shù)列an中,amk,am,amk仍成等差數(shù)列;在等差數(shù)列an中,任意連續(xù)3項am1,am,am1仍成等差數(shù)列。(5)等差數(shù)列的性質(zhì)等差中項與中項對稱下標(biāo)和相等性:距離首末兩項等距離的項的和相等,且等于首末兩項之和,即a1an1a2an2a3an3,特別地,若項數(shù)為奇數(shù),還有a1ana2an2a3an32a中。如圖所示:一
7、般地,若,則。特別地,若,則。等差數(shù)列的選項原理下標(biāo)等差性:等差數(shù)列中,每隔相同的項抽取出來的項,按照原來的順序排列而成的數(shù)列是等差數(shù)列。如奇數(shù)項成等差數(shù)列,公差為2d;偶數(shù)項,成等差數(shù)列,公差為2d;數(shù)列成等差數(shù)列,公差為pd。等長等距離性:等差數(shù)列中抽取的等長連續(xù)片斷之和構(gòu)成的新數(shù)列仍然是等差數(shù)列。如,則有。又如,若數(shù)列是等差數(shù)列,是其前n項的和,那么,成等差數(shù)列。如下圖所示:。等差數(shù)列奇、偶項之間的關(guān)系a2na2n-1=d若數(shù)列有奇數(shù)2n1項,則S奇(n1)an1,S偶nan1,所以S2n1S奇S偶(2n1)an1,S奇S偶an1,。若數(shù)列有偶數(shù)2n項,則S奇nan,S偶nan1,所以,
8、。等差數(shù)列腳標(biāo)與項之間的特殊結(jié)論在等差數(shù)列an中,若anm,amn,則anm0(nm)。在等差數(shù)列an中,若Snm,Smn,則Snm(nm)(nm)。在等差數(shù)列an中,若SnSm,則Snm0(nm)。等差數(shù)列的相關(guān)性與組合性若數(shù)列an與bn都是等差數(shù)列,則它們的前n項和Sn與Tn存在以下關(guān)系;an的前n項和Sn與bm的前m項和Tm存在以下關(guān)系(利用中項對稱可得證明)。若數(shù)列an與bn都是等差數(shù)列,則數(shù)列kanpan是等差數(shù)列,其公差dkd1pd2(d1是an的公差,d2是bn的公差)。(6)等差數(shù)列的判定方法定義法:成等差數(shù)列。中項公式法:an1an12an成等差數(shù)列。通項公式法:anpnq成
9、等差數(shù)列。通項公式為一次函數(shù)前n項和公式法:SnAn2Bn成等差數(shù)列。前n項和為缺常數(shù)項的二次函數(shù)。構(gòu)造數(shù)列法:數(shù)列成等差數(shù)列成等差數(shù)列。的公差是an的公差的。(7)求等差數(shù)列通項公式的方法anpnq(8)求等差數(shù)列的前n項的方法3、等比數(shù)列(G.P.):(1)等比數(shù)列的定義如果一個數(shù)列從第二項起,每一項與它前一項的比等于同一個常數(shù),那么這個數(shù)列叫做等比數(shù)列,這個常數(shù)叫做公比。即成等比數(shù)列(其中,a1和q是等比數(shù)列中的基本量)。(2)通項公式:,公比公式(n1);變形:(該式可以改寫為ancqn,c),;注意:通項公式an是指數(shù)函數(shù)形式。第二通項公式:,變形為公比公式。(3)前n項和公式:在等
10、比數(shù)列的求和問題中,當(dāng)不能確定“q1”時,應(yīng)該分“q1與q1”兩類討論當(dāng)q1時,Sn可以進(jìn)行變形Sn(其中k為常數(shù),且q0,q1)。錯位相減求和技巧適用于公比q1的等比數(shù)列和差比數(shù)列的求和。任意連續(xù)m項的和(即從ak到akm1的和)TmSkm1Sk1或Tm。最值性質(zhì)若a10,q1或a10,0q1,則數(shù)列an為遞增數(shù)列,a1是最小項;若a10,0q1或a10,q1,則數(shù)列an為遞減數(shù)列,a1是最大項;若q1,則數(shù)列an為常數(shù)數(shù)列;若q0,則數(shù)列an為擺動數(shù)列,正負(fù)項相間排列。在等比數(shù)列an中,a1,an,Sn,n,q五個基本元素,通過通項公式與求和公式可以“知三求二”。(4)等比中項數(shù)a、b的等
11、比中項及其條件:a與b的等比中項(這是充要條件)。三數(shù)成等比數(shù)列,常用acb2,也可以設(shè)為aq1,a,aq,或設(shè)為a,aq,aq2。四數(shù)成等比數(shù)列,常設(shè)為aq1,a,aq,aq2(q為公比),也可以設(shè)為aq3,aq1,aq,aq3(q為公比的算術(shù)平方根,該設(shè)法必須是數(shù)列的各項同號)。(5)性質(zhì):等比中項與中項對稱下標(biāo)和相等性:a1an1a2an2a3an3,特別地,若項數(shù)為奇數(shù),還有a1ana2an2a3an3a中2。如圖所示:一般地,若,則,特別地,若,則。等比數(shù)列的選項原理下標(biāo)等差性質(zhì):在等比數(shù)列中,每隔相同的項抽取出來的項,按照原來的順序排列而成的數(shù)列是等比數(shù)列。如奇數(shù)項成等比數(shù)列,公比
12、為q2;偶數(shù)項,成等比數(shù)列,公比為q2;數(shù)列成等比數(shù)列,公比為qp。等長等距離性:在等比數(shù)列中抽取等長連續(xù)片斷之和構(gòu)成的非零數(shù)列(0且q1)仍然是等比數(shù)列。如設(shè),則。又如,若數(shù)列是等比數(shù)列,是其前n項的和,那么,成等比數(shù)列。如下圖所示:。等比數(shù)列奇、偶項之間的關(guān)系等比數(shù)列中,若q1,數(shù)列有奇數(shù)2n1項,則S奇,S偶,。若數(shù)列有偶數(shù)2n項,則S奇,S偶,。等比數(shù)列腳標(biāo)與項之間的特殊結(jié)論在等比數(shù)列an中,若anm,amn,則anm1a1(nm)。在等比數(shù)列an中,若Snm,Smn,則(nm,q1)。在等比數(shù)列an中,若SnSm,則q1(nm)。等比數(shù)列的相關(guān)性與組合性若數(shù)列an是非負(fù)的等比數(shù)列,則
13、與loguan是等差數(shù)列,其公差為dloguq;若數(shù)列an是等比數(shù)列,則與tan也是等比數(shù)列,其公比仍為q;若數(shù)列an是等比數(shù)列,則與|an|是等比數(shù)列,其公比為|q|;若數(shù)列an是等比數(shù)列,則與anr是等比數(shù)列,其公比為qr。組合性:若數(shù)列an與bn都是等比數(shù)列,則數(shù)列tkanbn與都是等比數(shù)列,其公比分別為tq1q2與(其中,q1是an的公比,q2是bn的公比)。(6)等比數(shù)列的判定方法定義法:成等比數(shù)列。等比中項法:an1an1an2(an1an1an0)成等比數(shù)列。通項公式法:ancqn 成等差數(shù)列。前n項和公式法:Sn(其中k為常數(shù),且q0,q1)成等比數(shù)列。若數(shù)列an是等差數(shù)列,則
14、是等比數(shù)列。(7)求等比數(shù)列通項公式的方法(q1)(8)求等比數(shù)列的前n項的方法4、求數(shù)列an的最大、最小項的方法:an1an :如an 2n229n3。 (an0):如an anf(n):研究函數(shù)f(n)的單調(diào)性,如an【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】 (1)據(jù)所給數(shù)列的前幾項求其通項公式時,需仔細(xì)觀察分析,抓住以下幾方面的特征:分式中分子、分母的特征;相鄰項的變化特征;拆項后的特征;各項符號特征等,并對此進(jìn)行歸納、聯(lián)想(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項寫出數(shù)列的一個通項公式是不完全歸納法,它蘊含著“從特殊到一般”的思想,由不完全歸納得出的結(jié)果是不可靠的,要注意代值檢驗,對于正負(fù)符號變化,可用(1)n
15、或(1)n1來調(diào)整【典例剖析】(一)通項公式與數(shù)列中的項:【基礎(chǔ)例題】1、根據(jù)數(shù)列的前幾項,寫出下列各數(shù)列的一個通項公式:(1)1,7,13,19,; (2)0.8,0.88,0.888,;(3),; (4),1,;(5)0,1,0,1,. (6)3,33,333,3 333,.【分析】先觀察各項的特點,然后歸納出其通項公式,要注意項與項數(shù)之間的關(guān)系,項與前后項之間的關(guān)系解:(1)an(1)n(6n5) (2)an(3)an(1)n (4)an(5)an或an或an(6)an(10n1)2、已知數(shù)列。(1)求第10項; (2)是該數(shù)列的項嗎?(3)求證:數(shù)列中的各項都在區(qū)間(0,1)內(nèi); (4
16、) 在區(qū)間內(nèi)有無數(shù)列中的項?解:設(shè)(1)(2)解得,所以不是該數(shù)列的項(3),即(4)令,所以n=2時上式成立.即在區(qū)間內(nèi)。3、已知數(shù)列an滿足則a2011等于 . 略解:,a2011=2。4、數(shù)列 an 的通項公式為anlog2(n23)-2,則 log23 是這個數(shù)列的第_項.略解:,5、數(shù)列 an 的通項公式為數(shù)列 an 的最大項為第x項,最小項為第y項,則x+y等于 。解:令,則0t1,當(dāng)時,an取得最小值,此時n=2,當(dāng)時,an取得最大值1,此時n=1,所以x+y=3。6、數(shù)列滿足,則數(shù)列中第_項最大. 解: 考察函數(shù) 可知函數(shù)在上是增函數(shù), 在上是減函數(shù), 7、已知,試求的最大項。
17、解:當(dāng)n8時,an+1an;當(dāng)n=8時,a9=a8;當(dāng)n8時,an+1an;數(shù)列an存在最大項,最大項為a8=a9=。8、解:由題意,又當(dāng)時,9、在數(shù)列an中,若,試求通項公式。解:得當(dāng)n=1時,a1=6也適合上式,所以。10、在數(shù)列an中,若,試求通項公式。解:當(dāng)n=1時,a1=1也適合上式,所以an=n。11、已知數(shù)列an的前n項積為,則 。解:當(dāng)n2時,12、已知數(shù)列an滿足,則 。解:13、已知數(shù)列an滿足a1=2, 則a1a2a3a2009的值為_.解:(二)已知數(shù)列的遞推公式求通項公式:【基礎(chǔ)例題】【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】已知數(shù)列的遞推關(guān)系,求數(shù)列的通項時,通常用累加、累
18、乘、構(gòu)造法求解當(dāng)出現(xiàn)anan1m時,構(gòu)造等差數(shù)列;當(dāng)出現(xiàn)anxan1y時,構(gòu)造等比數(shù)列;當(dāng)出現(xiàn)anan1f(n)時,用累加法求解;當(dāng)出現(xiàn)f(n)時,用累乘法求解根據(jù)下列條件,確定數(shù)列an的通項公式(1)a11,an13an2; (2)a11,anan1 (n2);(3)已知數(shù)列an滿足an1an3n2,且a12,求an.(4)已知且求an. 【分析】1)可用構(gòu)造等比數(shù)列法求解(2)可轉(zhuǎn)化后利用累乘法求解(3)可利用累加法求解解:(1)an13an2,an113(an1),3,數(shù)列an1為等比數(shù)列,公比q3,又a112,an123n1,an23n11.(2)anan1 (n2),an1an2,a
19、2a1.以上(n1)個式子相乘得ana1.(3)an1an3n2,anan13n1 (n2),an(anan1)(an1an2)(a2a1)a1 (n2)當(dāng)n1時,a1(311)2符合公式,ann2.(4)倒數(shù)法?!咀兪骄毩?xí)】根據(jù)下列條件,確定數(shù)列an的通項公式(1)在數(shù)列an中,an13a,a13;(2)在數(shù)列an中,a11,an1;(3)在數(shù)列an中,a12,an14an3n1;(4)在數(shù)列an中,a18,a22,且滿足an24an13an0.解:(1)由已知an0,在遞推關(guān)系式兩邊取對數(shù)有l(wèi)g an12lg anlg 3,令bnlg an,則bn12bnlg 3,bn1lg 32(bnl
20、g 3),bnlg 3是等比數(shù)列,bnlg 32n12lg 32nlg 3,bn2nlg 3lg 3(2n1)lg 3lg an,(2)將an1取倒數(shù)得:2,2,又1,是以1為首項,公差為2的等差數(shù)列12(n1),an.【變式練習(xí)】(接上頁)(3)由an14an3n1,得an1(n1)4(ann),又a111,所以數(shù)列ann是首項為1,且公比為4的等比數(shù)列,ann(a11)4n1,an4n1n.(4)將an24an13an0變形為an2an13(an1an),數(shù)列an1an是以a2a16為首項,3為公比的等比數(shù)列,則an1an63n1,利用累加法可得an113n.(三)由an與Sn的關(guān)系求通項
21、公式an:【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】(1)已知an的前n項和Sn,求an時應(yīng)注意以下三點:應(yīng)重視分類討論的應(yīng)用,分n1和n2兩種情況討論;特別注意anSnSn1中需n2.由SnSn1an推得的an,當(dāng)n1時,a1也適合“an式”,則需統(tǒng)一“合寫”由SnSn1an推得的an,當(dāng)n1時,a1不適合“an式”,則數(shù)列的通項公式應(yīng)分段表示(“分寫”),即an(2)利用Sn與an的關(guān)系求通項是一個重要內(nèi)容,應(yīng)注意Sn與an間關(guān)系的靈活運用【基礎(chǔ)例題】1、已知各項均為正數(shù)的數(shù)列an的前n項和滿足Sn1,且6Sn(an1)(an2),nN*.求an的通項公式【分析】當(dāng)n1時,由a1S1,求a1;當(dāng)n
22、2時,由anSnSn1消去Sn,得an1與an的關(guān)系轉(zhuǎn)化成由遞推關(guān)系求通項解:由a1S1(a11)(a12),解得a11或a12,由已知a1S11,因此a12.又由an1Sn1Sn(an11)(an12)(an1)(an2),得an1an30或an1an.因為an0,故an1an不成立,舍去因此an1an30.即an1an3,從而an是公差為3,首項為2的等差數(shù)列,故an的通項為an3n1.【技巧】已知遞推關(guān)系求通項,一般有三種常見思路:(1)算出前幾項,再歸納、猜想;(2)“an1panq”這種形式通常轉(zhuǎn)化為an1p(an),由待定系數(shù)法求出,再化為等比數(shù)列;(3)逐差累加或累乘法2、設(shè)數(shù)列
23、an的前n項和為Sn,a11,an2 (n1) (nN*)(1)求證:數(shù)列an為等差數(shù)列,并分別寫出an和Sn關(guān)于n的表達(dá)式;(2)是否存在自然數(shù)n,使得S1(n1)22013?若存在,求出n的值;若不存在,請說明理由解:(1)由an2(n1),得Snnan2n(n1) (nN*)當(dāng)n2時,anSnSn1nan(n1)an14(n1),即anan14,數(shù)列an是以a11為首項,4為公差的等差數(shù)列于是,an4n3,Sn2n2n (nN*)(2)由Snnan2n(n1),得2n1 (nN*),S1(n1)21357(2n1)(n1)2n2(n1)22n1.令2n12 013,得n1 007,即存在
24、滿足條件的自然數(shù)n1 007.3、已知an是首項為19,公差為2的等差數(shù)列,Sn為an的前n項和(1)求通項公式an及Sn;(2)設(shè)bnan是首項為1,公比為3的等比數(shù)列,求數(shù)列bn的通項公式及其前n項和Tn.【分析】(1)直接套用等差數(shù)列的通項公式和前n項和公式計算;(2)直接套用等比數(shù)列的通項公式求出bnan的通項公式,再求數(shù)列bn的通項公式及前n項和解:(1)因為an是首項為19,公差為2的等差數(shù)列,所以an192(n1)2n21,即an2n21; 3分Sn19n(2)n220n,即Snn220n.6分(2)因為bnan是首項為1,公比為3的等比數(shù)列,所以bnan3n1,即bn3n1an
25、3n12n21,9分Tnb1b2bn(30a1)(3a2)(3n1an)(3033n1)(a1a2an)n220nn220n. 14分4、已知數(shù)列中,當(dāng)時,其前項和滿足,求數(shù)列的通項公式。解:【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】(1)本題給出的數(shù)列通項公式可以看做是一個定義在正整數(shù)集N*上的二次函數(shù),因此可以利用二次函數(shù)的對稱軸來研究其單調(diào)性,得到實數(shù)k的取值范圍,使問題得到解決(2)在利用二次函數(shù)的觀點解決該題時,一定要注意二次函數(shù)對稱軸位置的選取(3)易錯分析:本題易錯答案為k2.原因是忽略了數(shù)列作為函數(shù)的特殊性,即自變量是正整數(shù)(四)用函數(shù)的思想方法解決數(shù)列問題:【基礎(chǔ)例題】(14分)已知
26、數(shù)列an(1)若ann25n4。數(shù)列中有多少項是負(fù)數(shù)?n為何值時,an有最小值?并求出最小值(2)若ann2kn4且對于nN*,都有an1an成立求實數(shù)k的取值范圍【分析】(1)求使an0的n值;從二次函數(shù)看an的最小值(2)數(shù)列是一類特殊函數(shù),通項公式可以看作相應(yīng)的解析式f(n)n2kn4.f(n)在N*上單調(diào)遞增,但自變量不連續(xù)從二次函數(shù)的對稱軸研究單調(diào)性解:(1)由n25n40,解得1nan知該數(shù)列是一個遞增數(shù)列,又通項公式ann2kn4是關(guān)于n的二次函數(shù),考慮到nN*,3.14分(五)等差數(shù)列的基本量的計算:【基礎(chǔ)例題】【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】(1)等差數(shù)列的通項公式及前n項
27、和公式,共涉及五個量a1,an,d,n,Sn,知其中三個就能求另外兩個,體現(xiàn)了用方程的思想解決問題(2)數(shù)列的通項公式和前n項和公式在解題中起到變量代換作用,而a1和d是等差數(shù)列的兩個基本量,用它們表示已知和未知是常用方法1、設(shè)a1,d為實數(shù),首項為a1,公差為d的等差數(shù)列an的前n項和為Sn,滿足S5S6150.(1)若S55,求S6及a1;(2)求d的取值范圍【分析】(1)由S5S6150與S55可構(gòu)建關(guān)于a1,d的方程組(2)由S5S6150可化為關(guān)于a1的一元二次方程,因為an存在,所以關(guān)于a1的一元二次方程有解解:(1)由題意知S63,a6S6S58.所以解得a17,所以S63,a1
28、7.(2)方法一S5S6150,(5a110d)(6a115d)150,即2a9da110d210.因為關(guān)于a1的一元二次方程有解,所以81d28(10d21)d280,解得d2或d2.方法二S5S6150,(5a110d)(6a115d)150,即2a9da110d210.故(4a19d)2d28.所以d28.故d的取值范圍為d2或d2.2、(2011福建)已知等差數(shù)列an中,a11,a33.(1) 求數(shù)列an的通項公式;(2)若數(shù)列an的前k項和Sk35,求k的值解:(1)設(shè)等差數(shù)列an的公差為d,則ana1(n1)d.由a11,a33,可得12d3,解得d2.從而an1(n1)(2)32
29、n.(2)由(1)可知an32n,所以Sn2nn2.由Sk35,可得2kk235,即k22k350,解得k7或k5.又kN*,故k7.【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】求等差數(shù)列前n項和的最值,常用的方法:利用等差數(shù)列的單調(diào)性,求出其正負(fù)轉(zhuǎn)折項;利用性質(zhì)求出其正負(fù)轉(zhuǎn)折項,便可求得和的最值;將等差數(shù)列的前n項和SnAn2Bn (A、B為常數(shù))看做二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求最值(六)等差數(shù)列的前n項和及綜合運用:【基礎(chǔ)例題】1、(1)在等差數(shù)列an中,已知a120,前n項和為Sn,且S10S15,求當(dāng)n取何值時,Sn取得最大值,并求出它的最大值;(2)已知數(shù)列an的通項公式是an4n25,求數(shù)
30、列|an|的前n項和【分析】(1)由a120及S10S15可求得d,進(jìn)而求得通項,由通項得到此數(shù)列前多少項為正,或利用Sn是關(guān)于n的二次函數(shù),利用二次函數(shù)求最值的方法求解(2)利用等差數(shù)列的性質(zhì),判斷出數(shù)列從第幾項開始變號解:方法一a120,S10S15,1020d1520d,d.an20(n1)n.a130,即當(dāng)n12時,an0,n14時,an0,當(dāng)n12或13時,Sn取得最大值,且最大值為S13S121220130.方法二同方法一求得d.Sn20nn2n2.nN*,當(dāng)n12或13時,Sn有最大值,且最大值為S12S13130.方法三同方法一得d.又由S10S15得a11a12a13a14a
31、150.5a130,即a130.當(dāng)n12或13時,Sn有最大值且最大值為S12S13130.(2)an4n25,an14(n1)25,an1an4d,又a1412521.所以數(shù)列an是以21為首項,以4為公差的遞增的等差數(shù)列令由得n6;由得n5,所以n6.即數(shù)列|an|的前6項是以21為首項,公差為4的等差數(shù)列,從第7項起以后各項構(gòu)成公差為4的等差數(shù)列,而|a7|a747243.設(shè)|an|的前n項和為Tn,則Tn2、設(shè)等差數(shù)列an的前n項和為Sn,若a10,S2 0090.(1)求Sn的最小值及此時n的值;(2)求n的取值集合,使anSn.解:方法一(1)設(shè)公差為d,則由S2 00902 00
32、9a1d0a11 004d0,da1,a1ana1,Sn(a1an)a1(2 009nn2)a10,nN*,當(dāng)n1 004或1 005時,Sn取最小值a1.(2)ana1,Snan(2 009nn2)a1.a10,n22 011n2 0100,即(n1)(n2 010)0,解得:1n2 010.故所求n的取值集合為n|1n2 010,nN*方法二(1)設(shè)公差為d,則Snna1dn2n,a1是常數(shù),Sn是n的二次函數(shù)(d0時)S2 0090,S00,頂點的橫坐標(biāo)為1 004.又由a10,又nN*.故當(dāng)n1 004或1 005時,Sn取最小值S1 004a1.(2)ana1(n1)ddn(a1d)
33、,d0,d和a1d均為常數(shù),an是n的一次函數(shù)又由S2 0090a2 010S2 009a2 010,即S2 010a2 010. 故方程Snan有兩個實數(shù)解n1和n2 010.由圖可知,anSn的解集為n|1n2 010,nN*3、在等差數(shù)列an中,a1=25,S9=S17問這個數(shù)列前多少項和最大?并求出這個最大值. 解1:當(dāng)n=13時, Sn的最大值為169.解2:解3:an是遞減數(shù)列, 當(dāng)n=13時, Sn的最大值為169.解4:Sn的圖像時開口向下的拋物線上一群離散的點,最高點的縱坐標(biāo)為4、在等差數(shù)列an中,求|an|的前n項和Tn。解:由得令,當(dāng)時,當(dāng)n5時,【變式練習(xí)】1、一個等差
34、數(shù)列的前12項之和為354,前12項中偶數(shù)項與奇數(shù)項之比為32:27,求公差.解1: 設(shè)首項為a1,公差為d , 則解得d=5。解2. 由得2、在項數(shù)為2n的等差數(shù)列中,各奇數(shù)項的和為75,各偶數(shù)項為90,末項與首項的差為27, 則項數(shù)2n的值為多少? 解:3、已知某等差數(shù)列共有10項,其奇數(shù)項之和為15,偶數(shù)項之和為30,則其公差為 3 4、等差數(shù)列的前10項之和為100,前100項之和為10,則前110項之和為 110 .5、已知等差數(shù)列an的前 m項和為30,前 2m項和為100,則 它的前 3m項的和為_210_.(七)累加法與迭乘法:【基礎(chǔ)例題】1、已知數(shù)列an中,則an=_. 略解
35、:【技巧】迭乘法適用于以分式給出遞推式的,在累積后可以消去中間項:2、已知數(shù)列an中, a1=1, ,則an=_. 略解:【技巧】累加法適用于差后等差或差后等比的數(shù)列,在累加后可以消去中間項:3、在數(shù)列中,則 .略解:(八)整體思想在等差數(shù)列解題中的運用:【基礎(chǔ)例題】設(shè)等差數(shù)列an的前n項和Snm,前m項和Smn (mn),求它的前mn項的和Smn.【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】(1)本題的兩種解法都突出了整體思想,其中方法一把a(bǔ)1d看成了一個整體,方法二把A(mn)B看成了一個整體,解起來都很方便(2)整體思想是一種重要的解題方法和技巧這就要求學(xué)生要掌握公式,理解其結(jié)構(gòu)特征(3)本題的易
36、錯點是,不能正確運用整體思想的運算方法,不能建立數(shù)量間的關(guān)系,導(dǎo)致錯誤【分析】(1)Smna1(mn)d(mn),這樣只要求出a1d即可(2)由Sn,Sm可以構(gòu)造出a1d,并求出解:方法一設(shè)an的公差為d,則由Snm,Smn,得得(mn)a1dnm,mn,a1d1.Smn(mn)a1d(mn)(mn)方法二設(shè)SnAn2Bn (nN*),則得A(m2n2)B(mn)nm.mn,A(mn)B1,A(mn)2B(mn)(mn),Smn(mn)(九)等差數(shù)列的判定與證明:【基礎(chǔ)例題】【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】證明或判斷一個數(shù)列為等差數(shù)列,通常有兩種方法:(1)定義法:an1and;(2)等差中
37、項法:2an1anan2.1、已知數(shù)列an中,a1,an2 (n2,nN*),數(shù)列bn滿足bn (nN*)(1)求證:數(shù)列bn是等差數(shù)列;(2)求數(shù)列an中的最大項和最小項,并說明理由【分析】(1)可利用定義證明bnbn1 (n2)為常數(shù)來證明數(shù)列bn是等差數(shù)列(2)通過bn是等差數(shù)列,求得an的通項,然后從函數(shù)的觀點解決數(shù)列的最大項和最小項的問題(1)證明:an2 (n2,nN*),bn.n2時,bnbn11.又b1.數(shù)列bn是以為首項,1為公差的等差數(shù)列(2)解:由(1)知,bnn,則an11,設(shè)函數(shù)f(x)1,易知f(x)在區(qū)間和內(nèi)為減函數(shù)當(dāng)n3時,an取得最小值1;當(dāng)n4時,an取得最
38、大值3.2、已知數(shù)列an的前n項和為Sn,且滿足Sn (n2),a12.(1)求證:是等差數(shù)列;(2)求an的表達(dá)式(1)證明:方法一,由Sn,得2,2,是以即為首項,以2為公差的等差數(shù)列方法二,當(dāng)n2時,2,是以即為首項,以2為公差的等差數(shù)列(2)解由(1)知(n1)22n,Sn,當(dāng)n2時,anSnSn1;當(dāng)n1時,a12不適合an,故an【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】(1)對于等比數(shù)列的有關(guān)計算問題,可類比等差數(shù)列問題進(jìn)行,在解方程組的過程中要注意“相除”消元的方法,同時要注意整體代入(換元)思想方法的應(yīng)用(2)在涉及等比數(shù)列前n項和公式時要注意對公比q是否等于1進(jìn)行判斷和討論3、已知
39、成等差數(shù)列, 則x =_.(答案)(十)等比數(shù)列的基本量的運算:【基礎(chǔ)例題】1、(1)在等比數(shù)列an中,已知a6a424,a3a564,求an的前8項和S8;(2)設(shè)等比數(shù)列an的公比為q (q0),它的前n項和為40,前2n項和為3 280,且前n項中數(shù)值最大的項為27,求數(shù)列的第2n項【分析】(1)利用已知條件,建立a1和q滿足的兩個方程,解之可得an,從而可求出S8.(2)利用前n項和公式列出方程組求出a1和q,使問題得到解決需注意的是Sn應(yīng)分q1和q1兩種情況來考慮解(1)設(shè)數(shù)列an的公比為q,由通項公式ana1qn1及已知條件得:由得a1q38.將a1q38代入式,得q22,無解,故
40、舍去將a1q38代入式,得q24,q2.當(dāng)q2時,a11,S8255;當(dāng)q2時,a11,S885.(2)若q1,則na140,2na13 280,矛盾q1,得:1qn82,qn81,將代入得q12a1.又q0,q1,a10,an為遞增數(shù)列ana1qn127,由、得q3,a11,n4. a2na81372 187.2、設(shè)等比數(shù)列an的前n項和為Sn,已知S41,S817,求an的通項公式解:方法一在等比數(shù)列an中,由S41,S817,則q1,因此得q4117,則q416,q2,或q2,由q2代入得a1,由q2代入得a1,所以數(shù)列an的通項公式為an2n1或an(2)n1.方法二q416,則q2,
41、或q2.又S41,當(dāng)q2時,由a1(1qq2q3)1得a1,因此ana1qn1;當(dāng)q2時,由a1(1qq2q3)1得a1.因此ana1qn1.【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】注意判斷一個數(shù)列是等比數(shù)列的方法,另外(2)問中要注意驗證n1時是否符合n2時的通項公式,能合并的必須合并(十一)等比數(shù)列的定義以及判定:【基礎(chǔ)例題】1、已知數(shù)列an的前n項和為Sn,數(shù)列bn中,b1a1,bnanan1 (n2),且anSnn.(1)設(shè)cnan1,求證:cn是等比數(shù)列;(2)求數(shù)列bn的通項公式【分析】(1)由anSnn及an1Sn1n1轉(zhuǎn)化成an與an1的遞推關(guān)系,再構(gòu)造數(shù)列an1(2)由cn求an再
42、求bn.解:(1)證明anSnn,an1Sn1n1.得an1anan11,2an1an1,2(an11)an1,an1是等比數(shù)列首項c1a11,a1a11,a1,c1,公比q.又cnan1,cn是以為首項,為公比的等比數(shù)列(2)解由(1)可知cnn1n,ancn11n. 當(dāng)n2時,bnanan11nn1nn.又b1a1代入上式也符合,bnn.2、設(shè)數(shù)列an的前n項和為Sn,已知a11,Sn14an2.(1)設(shè)bnan12an,證明:數(shù)列bn是等比數(shù)列;(2)求數(shù)列an的通項公式(1)證明由已知有a1a24a12,解得a23a125,故b1a22a13.又an2Sn2Sn14an12(4an2)
43、4an14an,an22an12(an12an),即bn12bn.數(shù)列bn是首項為3,公比為2的等比數(shù)列(2)解由(1)知等比數(shù)列bn中b13,公比q2,an12an32n1,于是,【基礎(chǔ)知識總結(jié)】【方法與技巧總結(jié)】在解決等比數(shù)列的有關(guān)問題時,要注意挖掘隱含條件, 巧用性質(zhì),減少計算,提高解題速度如:對于等比數(shù)列an,若mnpq (m、n、p、qN*),則amanapaq;若mn2p(m,n,pN*),則amana.數(shù)列是首項為,公差為的等差數(shù)列,(n1)n,an(3n1)2n2.(十二)等比數(shù)列的性質(zhì)及運用:【基礎(chǔ)例題】1、在等比數(shù)列an中,(1)若已知a24,a5,求an;(2)若已知a3
44、a4a58,求a2a3a4a5a6的值解(1)設(shè)公比為q,則q3,即q3,q,ana5qn5n4.(2)a3a4a58,又a3a5a,a8,a42,a2a3a4a5a6a2532.2、(1)在等比數(shù)列an中,已知a4a7512,a3a8124,且公比為整數(shù),求a10;(2)已知等比數(shù)列an中,有a3a114a7,數(shù)列bn是等差數(shù)列,且b7a7,求b5b9的值;(3)在等比數(shù)列an中,若a1a2a3a41,a13a14a15a168,求a41a42a43a44.解(1)a4a7a3a8512,解之得或.當(dāng)時,q532,q2.a11,a10a1q91(2)9512.當(dāng)時,q5,q.又q為整數(shù),q舍
45、去綜上所述:a10512.(2)a3a11a4a7,a70,a74,b74,bn為等差數(shù)列,b5b92b78.(3)方法一a1a2a3a4a1a1qa1q2a1q3aq61.a13a14a15a16a1q12a1q13a1q14a1q15aq548.:q488q162,又a41a42a43a44a1q40a1q41a1q42a1q43aq166aq6q160(aq6)(q16)1012101 024.方法二由性質(zhì)可知,依次4項的積為等比數(shù)列,設(shè)公比為p,設(shè)T1a1a2a3a41,T4a13a14a15a168,T4T1p31p38,p2.T11a41a42a43a44T1p102101 024
46、.3、設(shè)首項為正數(shù)的等比數(shù)列,它的前n項之和為80,前2n項之和為6560,且前n項中數(shù)值最大的項為54,求此數(shù)列的項數(shù)解:,得 1+ qn = 82, 即 qn = 81. 代入,得 所以數(shù)列an為遞增數(shù)列,解 , 得所以數(shù)列an的項數(shù)為 8.4、數(shù)列an的前n項和為Sn,a1=1,且an+12Sn1(nN*)。(1)求數(shù)列an的通項公式;(2)等差數(shù)列bn的各項均為正數(shù),其前n項和為Tn,且T1=15,又a1+b1,a2+b2,a3+b3成等比數(shù)列,求Tn。解:(1),得即又a1=1,a2=2a1+1=3,即an是首項為1公比為3的等比數(shù)列。(十三)等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合運用:【基礎(chǔ)例題
47、】1、已知等差數(shù)列an的首項a11,公差d0,且第2項、第5項、第14項分別是等比數(shù)列bn的第2項、第3項、第4項(1)求數(shù)列an與bn的通項公式;(2)設(shè)數(shù)列cn對nN*均有an1成立,求c1c2c3c2 013.【分析】(1)可用基本量法求解;(2)可考慮作差an1an.解(1)由已知有a21d,a514d,a14113d,(14d)2(1d)(113d)解得d2 (d0). an1(n1)22n1.又b2a23,b3a59,數(shù)列bn的公比為3,bn33n23n1.(2)由an1得當(dāng)n2時,an.兩式相減得:n2時,an1an2. cn2bn23n1 (n2)又當(dāng)n1時,a2,.c1c2c3c2 01333(332 013)32 013.【
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