内容正文:
第四章 数列
§4.3数列的综合应用
一、知识导学
1. 数学应用问题的教学已成为中学数学教学与研究的一个重要内容.解答数学应用问题的核心是建立数学模型,有关平均增长率、利率(复利)以及等值增减等实际问题,需利用数列知识建立数学模型.
2. 应用题成为热点题型,且有着继续加热的趋势,因为数列在实际生活中应用比较广泛,所以数列应用题占有很重要的位置,解答数列应用题的基本步骤:(1)阅读理解材料,且对材料作适当处理;(2)建立变量关系,将实际问题转化为数列模型;(3)讨论变量性质,挖掘题目的条件,分清该数列是等差数列还是等比数列,是求Sn还是求an.一般情况下,增或减的量是具体体量时,应用等差数列公式;增或减的量是百分数时,应用等比数列公式.若是等差数列,则增或减的量就是公差;若是等比数列,则增或减的百分数,加1就是公比q.
二、疑难知识导析
1.首项为正(或负)的递减(或递增)的等差数列前n项和的最大(或最小)问题,转化为解不等式
解决;
2.熟记等差、等比数列的定义,通项公式,前n项和公式,在用等比数列前n项和公式时,勿忘分类讨论思想;
3.等差数列中, am=an+ (n-m)d,
; 等比数列中,an=amqn-m;
4.当m+n=p+q(m、n、p、q∈
)时,对等差数列{an}有:am+an=ap+aq;对等比数列{an}有:aman=apaq;
5.若{an}、{bn}是等差数列,则{kan+bbn}(k、b是非零常数)是等差数列;若{an}、{bn}是等比数列,则{kan}、{anbn}等也是等比数列;
6.等差(或等比)数列的“间隔相等的连续等长片断和序列”(如a1+a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9…)仍是等差(或等比)数列;
7.对等差数列{an},当项数为2n时,S偶-S奇=nd;项数为2n-1时,S奇-S偶=a中(n∈
);
8.若一阶线性递推数列an=kan-1+b(k≠0,k≠1),则总可以将其改写变形成如下形式:
(n≥2),于是可依据等比数列的定义求出其通项公式;
三、经典例题导讲
[例1]设
是由正数组成的等比数列,Sn是其前n项和.证明:
。
错解:欲证
只需证
>2
即证:
>
由对数函数的单调性,只需证
<
-
=
=-
<
原不等式成立.
错因:在利用等比数列前n项和公式时,忽视了q=1的情况.
正解:欲证
只需证
>2
即证:
>
由对数函数的单调性,只需证
<
由已知数列
是由正数组成的等比数列,
>0,
.
若
,
则
-
=
=-
<0;
若
,
-
=
=-
<
原不等式成立.
[例2] 一个球从100米高处自由落下,每次着地后又跳回至原高度的一半落下,当它第10次着地时,共经过了多少米?(精确到1米)
错解:因球 每次着地后又跳回至原高度的一半,从而每次着地之间经过的路程形成了一公比为
的等比数列,又第一次着地时经过了100米,故当它第10次着地时,共经过的路程应为前10项之和.
即
=199(米)
错因:忽视了球落地一次的路程有往有返的情况.
正解:球第一次着地时经过了100米,从这时到球第二次着地时,一上一下共经过了
=100(米)…因此到球第10次着地时共经过的路程为
=
EMBED Equation.3 300(米)
答:共经过300米。
[例3] 一对夫妇为了给他们的独生孩子支付将来上大学的费用,从孩子一出生就在每年生日,到银行储蓄a元一年定期,若年利率为r保持不变,且每年到期时存款(含利息)自动转为新的一年定期,当孩子18岁上大学时,将所有存款(含利息)全部取回,则取回的钱的总数为多少?
错解:
年利率不变,每年到期时的钱数形成一等比数列,那18年时取出的钱数应为以a为首项,公比为1+r的等比数列的第19项,即a19=a(1+r)18.
错因:只考虑了孩子出生时存入的a元到18年时的本息,而题目要求是每年都要存入a元.
正解:不妨从每年存入的a元到18年时产生的本息 入手考虑,出生时的a元到18年时变为a(1+r)18,
1岁生日时的a元到18岁时成为a(1+r)17,
2岁生日时的a元到18岁时成为a(1+r)16,
……
17岁生日时的a元到18岁时成为a(1+r)1,
a(1+r)18+ a(1+r)17+ …+ a(1+r)1
=
=
答:取出的钱的总数为
。
[例4]求数列
的前n项和。
解:设数列的通项为an,前n项和为Sn,则
当
时,
当
时,
[例5]求数列
前n项和
解:设数列的通项为bn,则
[例6]设等差数列{an}的前n项和为Sn,且
,
求数列{an}的前n项和
解:取n =1,则
又由
可得:
[例7]大楼共n层,现每层指定一人,共n人集中到设在第k层的临时