内容正文:
数 学
第六章 数列
高考重点突破二 数 列
1.了解数列是一种特殊的函数,会解决等差、等比数列的综合问题.
2.能在具体问题情境中,发现等差、等比关系,并解决相应的问题.
[对应学生用书P125]
考点一 数学文化与数列的实际应用
[例1] (1)今年“五一”期间,北京十家重点公园举行免费游园活动,北海公园免费开放一天,早晨6时30分有2人进入公园,接下来的第一个30分钟内有4人进去1人出来,第二个30分钟内有8人进去2人出来,第三个30分钟内有16人进去3人出来,第四个30分钟内有32人进去4人出来,…按照这种规律进行下去,到上午11时30分公园内的人数是 .
解析 设每个30分钟进去的人数构成数列,
则a1=2=2-0,a2=4-1,a3=8-2,a4=16-3,a5=32-4,…,an=2n-.
设数列的前n项和为Sn,依题意,只需求
S11=(2-0)+(22-1)+(23-2)+…+(211-10)
=-
=-=212-2-55=212-57=4 039.
答案 4 039
(2)在《庄子·天下》中提到:“一尺之锤,日取其半,万世不竭”,蕴含了无限分割、等比数列的思想,体现了古人的智慧.如图,正方形ABCD的边长为4,取正方形ABCD各边的中点E,F,G,H,作第二个正方形EFGH,然后再取正方形EFGH各边的中点I,J,K,L,作第三个正方形IJKL,依此方法一直继续下去,记第一个正方形ABCD的面积为S1,第二个正方形EFGH的面积为S2,…,第n个正方形的面积为Sn,则前n个正方形的面积之和为 .
解析 设第n个正方形的边长为an,由题意可得an+1==an,且a1=4,
故数列是以4为首项,以为公比的等比数列,
所以===,且S1=42=16,
所以数列是以16为首项,以为公比的等比数列,
因此,前n个正方形的面积之和为=32.
答案 32
数列应用问题常见模型
(1)等差模型:后一个量比前一个量增加(或减少)的是同一个固定值.
(2)等比模型:后一个量与前一个量的比是同一个固定的非零常数.
(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的关系不固定,随项的变化而变化,那么应考虑an与(或者相邻三项)之间的递推关系,或者Sn与(或者相邻三项)之间的递推关系.
变式训练
1.(2023·云南西双版纳·二模)《孙子算经》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五等诸侯,共分橘子六十颗,人别加三颗.问:五人各得几何?”其意思为:有5个人分60个橘子,他们分得的橘子数成公差为3的等差数列,问:5人各得多少个橘子.这个问题中,得到橘子最多的人所得的橘子个数是 ( )
A.15 B.16 C.18 D.21
解析 设第一个人分到的橘子个数为a1,由题意得S5=5a1+×3=60,解得a1=6,
则a5=a1+(5-1)×3=6+12=18,故选C.
答案 C
2.在流行病学中,基本传染数R0是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.R0一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定.对于R0>1,而且死亡率较高的传染病,一般要隔离感染者,以控制传染源,切断传播途径.假设某种传染病的基本传染数R0=3,平均感染周期为7天(初始感染者传染R0个人为第一轮传染,经过一个周期后这R0个人每人再传染R0个人为第二轮传染……),那么感染人数由1个初始感染者增加到1 000人大约需要的天数为(参考数据:36=729,45=1 024)( )
A.35 B.42 C.49 D.56
解析 感染人数由1个初始感染者增加到1 000人大约需要n轮传染,
则每轮新增感染人数为,经过n轮传染,总共感染人数为:1+R0++…+=.
∵R0=3,∴当感染人数增加到1 000人时,=1 000,化简得3n=667,
由35=243,36=729,故得n≈6.又∵平均感染周期为7天,
所以感染人数由1个初始感染者增加到1 000人大约需要6×7=42天,故选B.
答案 B
考点二 等差、等比数列的综合运算
[例2] (2023·滨州模拟)已知等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=2,b2=4,an=2log2bn,n∈N*.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
解 (1)设等差数列{an}的公差为d,因为b2=4,所以a2=2log2b2=4,
所以d=a2-a1=2,所以an=2+(n-1)×2=2n.
又an=2log2bn,即2n=2log2bn,所以n=log2bn,所以bn=2n.
(2)设数列{an}中不在数列{bn}中的项按从小到大的顺序构成数列{cn},记数列{cn}的前n项和为Sn,求S100.