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等差数列函数性质的解题技巧
数支配着宇宙。——毕达哥拉斯
宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。——华罗庚
函数思想是数学思想的重要组成部分,也是中学数学中最基本、最重要的数学思想之一。所谓函数思想,就是用运动变化的观点,分析和研究实际问题或数学问题中的数量关系,通过函数的形式,把这种数量关系表示出来并加以研究(一般借助函数的性质、图象等),从而更快更好地解决问题。数列可以看作是一个定义域为正整数集N+(或它的有限子集 )的函数,当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值,而数列的通项公式也就是相应函数的解析式。因此,有些数列的问题可用函数思想来解决。
【秒杀技巧】
一、单调性
1.已知数列的通项公式为,那么这个数列是( )
A.递增数列 B.递减数列 C.摆动数列 D.常数列
解析:B.
方法一:分离常数法。
方法二:分子分母同时除以n,构造反比例函数函数。
分法三:利用数列单调性定义,作差法。
方法四:导数法。
二、最值性
2.已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),则该数列的最大项为( )
A.第2项B.第3项C.第2项或第3项 D.不存在
答案 C
解析 易知,an=.函数y=x+(x>0)在区间(0,)上单调递减,在区间(,+∞)上单调递增,故数列an=(n∈N*)在区间(0,)上递增,在区间(,+∞)上递减.
又2<<3,且a2=a3,所以最大项为第2项或第3项.
3.在数列{an}中,an=,求该数列前100项中的最大项与最小项的项数.
解 an==1+,设f(x)=1+,
则f(x)在区间(-∞,)与(,+∞)上都是减函数.因为44<<45,
故数列{an}在0<n≤44,n∈N*时递减,在n≥45时递减,借助f(x)=1+的图象知数列{an}的最大值为a45,最小值为a44.所以最大项与最小项的项数分别为45,44.
三、周期性
4. 数列满足,则__.
解析:穷举法周期数列,
5.已知数列满足 , , , ,则 , , .
解析:穷举法周期数列,1,1,0.
【典型例题】
例1 数列{an}中,a1=1,3anan-1+an-an-1=0(n≥2,n∈N*).求数列{an}的通项公式.
解:由3anan-1+an-an-1=0(n≥2),
整理得-=3(n≥2),所以数列是以1为首项,3为公差的等差数列.
由(1)可得=1+3(n-1)=3n-2,所以an=,n∈N*.
例2 在数列中,,,数列的前项和满足,求数列的通项公式.
解:∴∴
,
即
∴
即
则
当时,也成立,
∴
例3记数列的前项和为,已知,且.若,则实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】根据递推公式,以及之间的关系,即可容易求得,再根据数列的单调性,求得其最大值,则参数的范围可求.
【详解】
当时,,解得.所以.
因为,
则,
两式相减,可得,
即,
则.两式相减,
可得.
所以数列是首项为3,公差为2的等差数列,
所以,则.
令,则.
当时,,数列单调递减,
而,,,
故,即实数的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】本题考查由递推公式求数列的通项公式,涉及数列单调性的判断,属综合困难题.
例4.在等差数列中,,.
(Ⅰ)求数列的通项;
(Ⅱ)对任意的,将数列中落入区间内的项的个数记为,若恒成立,求正整数的最小值.
解:(Ⅰ)由 ,得,即,
再由,即
解方程组,得
(Ⅱ) ,,即.
由恒