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考点19 数列的概念与简单表示法
【命题趋势】
本节是高考的热点,主要考查:(1)由数列的递推关系求通项公式;(2)由an与Sn的关系求通项公式;(3)利用数列的函数性质求最值等,主要以填空题、解答题的形式呈现,难度不大.
【重要考向】
本节通过an与Sn的关系以及递推数列考查考生的数学运算、逻辑推理、数学建模核心素养.
数列的通项公式
常见的数列的通项公式:
(1)数列1,2,3,4,…的通项公式为;
(2)数列2,4,6,8,…的通项公式为;
(3)数列1,4,9,16,…的通项公式为;
(4)数列1,2,4,8,…的通项公式为;
(5)数列1,,,,…的通项公式为;
(6)数列,,,,…的通项公式为.
【典例】
1.已知数列的前几项,写出下面数列的一个通项公式.
(1)1,3,7,15,31,…;
(2)4,44,444,4 444,…;
(3)-1,3,-5,7,-9,…;
(4)2,-,,-,,-,…;
(5)1,2,1,2,1,2,….
【答案】(1);(2);(3);(4);(5).
【分析】
(1)由各项分别加上1后,数列变为2,4,8,16,32…,结合新数列的通项,可求解;
(2)由各项乘,变为9,99,999,…,各项加上1后,数列变为10,100,1 000,…,结合数列的通项为,即可求解;
(3)由所给数列的特点,得到,即可求解;
(4)由数列变为,再把各分母分别加上1变为,即可求解;
(5)根据数列前几项,利用分段函数的形式,即可求解.
【详解】
(1)由题意,数列的前几项为:1,3,7,15,31,…,
可得各项分别加上1后,数列变为2,4,8,16,32,…,新数列的通项为,
故原数列的通项公式为.
(2)由数列的前几项为:4,44,444,4 444,…
各项乘,变为9,99,999,…,各项加上1后,数列变为10,100,1 000,…,
新数列的通项为,故原数列的通项公式为.
(3)所给数列有这样几个特点:
①符号正、负相间;
②整数部分构成奇数列;
③分数部分的分母为从2开始的自然数的平方;
④分数部分的分子依次大1.
综合这些特点写出表达式,再化简即可.
由所给的几项可得数列的通项公式为,
所以.
(4)数列的符号规律是正、负相间,使各项分子为4,数列变为,
再把各分母分别加上1,数列又变为,所以.
(5)由1,2,1,2,1,2,,可写成分段函数的形式:.
数列的递推公式
解题技巧:
递推公式和通项公式是数列的两种表示方法,它们都可以确定数列中的任意一项.高考对递推公式的考查难度适中,一般是通过变换转化成特殊的数列求解.
【典例】
2.(1)已知数列{an}满足,,n∈N*,求数列的通项公式an.
(2)在数列{an}中,a1=1,(n≥2),求数列{an}的通项公式.
【答案】(1);(2)an=.
【分析】
(1)先将递推公式化为,再利用累加法求通项公式;
(2)先将递推公式化为,再利用累乘法求通项公式.
【详解】
(1),
,
将以上个式子相加,
得
,
即.
.
又当n=1时,也符合上式,.
(2)因为a1=1,(n≥2),所以,
所以
·…··1=.
又因为当n=1时,a1=1,符合上式,所以an=.
利用与的关系求通项公式
已知求的一般步骤:
(1)先利用求出;
(2)用替换中的n得到一个新的关系,利用便可求出当时的表达式;
(3)对时的结果进行检验,看是否符合时的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分与两段来写.
利用求通项公式时,务必要注意这一限制条件,所以在求出结果后,要看看这两种情况能否整合在一起.
【典例】
3.已知数列的前项和为,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据计算可得;
【详解】解:因为,当时,所以,当时,,所以
当时不成立,
所以故选:C
【点睛】本题考查数列的通项公式求解,较简单,利用求解即可.
数列的单调性
数列单调性的判断方法:
①作差法:数列是递增数列;
数列是递减数列;
数列是常数列.
②作商法:当时,数列是递增数列;
数列是递减数列;
数列是常数列.
当时,数列是递减数列;
数列是递增数列;
数列是常数列.
【典例】
4.已知数列的通项公式为,则数列各项中最大项是( )
A.第13项 B.第14项 C.第15项 D.第16项
【答案】C
【分析】
由给定条件知数列首项不是最大项,利用数列最大项比它前一项和后一项都不小的特点列式即可作答.
【详解】
依题意得,设数列的最大项为,于是有,
从而得,整理得:,解得,而,则,
所以数列各项中最大项是第15项.
故选:C
1.数列的通项公式为( )
A. B.
C.