内容正文:
微专题(九) 情境下的数列问题
第七章 数列
数学,不仅是运算和推理的工具,还是表达和交流的语言,因此基于问题情境下的数列问题在高考中正逐步成为热点,通过具体的问题背景或新的定义,考查数列在问题情境中的应用,以此来检验学生的核心价值、学科素养、关键能力、必备知识.常用的解题思路是审题、建立数列模型、研究模型、解决实际问题,即一是理解题意,分清条件和结论,理清数量关系;二是把文字语言、新情景转化为熟悉的数学语言;三是构建相应的数学模型,利用已学的数列知识、解题的方法和技巧求解.
类型一 数学文化中的数列问题
数学文化题一般是从中华优秀传统文化中挖掘素材,将传统文化与高中数学知识有机结合,有效考查阅读理解能力、抽象概括能力、转化与化归能力,既体现了对数学应用性的考查,也体现了我国传统文化的源远流长.解题时要对试题所提供的数学文化信息进行整理和分析,从中构建等差数列或等比数列模型.
(1)(多选)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还”.其大意为:“有一人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地”.则下列说法正确的是( )
A.该人第五天走的路程为12里
B.该人第三天走的路程为42里
C.该人前三天共走的路程为330里
D.该人最后三天共走的路程为42里
答案
解析
解析
(2)(2023·湖南永州第一次高考适应性考试)如图所示,九连环是中国传统民间智力玩具,以金属丝制成9个圆环,解开九连环共需要256步,解下或套上一个环算一步,且九连环的解下和套上是一对逆过程.九连环把玩时按照一定的程序反复操作,可以将九个环全部从框架上解下或者全部套上.将第n个圆环解下最少需要移动的次数记为an(n≤9,n∈N*),已知a1=1,a2=1,按规则有an=an-1+2an-2+1(n≥3,n∈N*),则解下第4个圆环最少需要移动的次数为( )
A.4 B.7
C.16 D.31
答案
解析
解析 由题意,a1=1,a2=1,an=an-1+2an-2+1(n≥3,n∈N*),解下第4个圆环,则n=4,即a4=a3+2a2+1,而a3=a2+2a1+1=1+2+1=4,则a4=4+2+1=7.
答案
解析
名师点拨 运用所学的等差数列、等比数列知识去求解古代著名的数学问题,解答时准确理解用古文语言给出的数学问题的含义是解答好本类试题的关键,熟练掌握等差数列、等比数列的通项公式及求和公式,既是基础又是有力保障.
对点训练
1.南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中,提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列.对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”,现有高阶等差数列,其前7项分别为1,5,11,21,37,61,95,则该数列的第8项为( )
A.99 B.131
C.139 D.141
答案
解析
解析 设该高阶等差数列的第8项为x,根据所给定义,用数列的后一项减去前一项得到一个数列,得到的数列也用后一项减去前一项得到一个数列,即得到了一个等差数列,如图.
2.(2022·安徽亳州模拟)《九章算术》中有述:今有蒲生一日,长三尺,莞生一日,长1尺,蒲生日自半,莞生日自倍.意思是:“今有蒲第一天长高3尺,莞第一天长高1尺,以后蒲每天长高前一天的一半,莞每天长高前一天的2倍.”则当莞长高到长度是蒲的5倍时,需要经过的天数是(结果精确到0.1.参考数据:lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)( )
A.2.9 B.3.9
C.4.9 D.5.9
答案
解析
11
解析
类型二 实际生活中的数列问题
数列知识可以用来解决实际生活中较为普遍的很多问题,在解决一些关于利息计算、产值增长、银行存款等问题时常常会用到等比数列的相关知识.
(1)某人从2015年起,每年1月1日到银行新存入5万元(一年定期),若年利率为2.5%保持不变,且每年到期存款均自动转为新的一年定期,到2025年1月1日将之前所有存款及利息全部取回,他可取回的钱数约为(单位:万元.参考数据:1.0259≈1.25,1.02510≈1.28,1.02511≈ 1.31) ( )
A.51 B.57
C.6.4 D.6.55
答案
解析
A.0.75 B.0.8