内容正文:
5.1.1数列的概念(2)
数列的通项公式记作,那么它与函数有什么关系呢?
这节课我们就一起来研究一下
数列与函数的关系
了解数列是一种特殊的函数,并能说出两者的共性和区别;(重点)
能利用数列与函数的关系进行相关问题的求解.(难点)
探究点1:数列与函数的关系
思考1:已知函数, 令写出对应的函数值,你能得到什么?
可得到数列 2,,1,…,,…., ⑥
追问1:写出数列的通项公式:
.
追问2:数列{}可以看成函数吗?
an
2
1
1
2
3
4
…
…
【提示】数列{}每一项的序号与这一项的对应关系,如右图所示,可以看成序号(下标)集合到另一个数的集合的函数.
其中,,函数值为an,
解析式为通项公式.
从函数的观点看,数列可以看作是一个定义域为正整数集(或它的有限子集)的函数.
数列中的数就是自变量从小到大依次取正整数值时对应的函数值,而数列的通项公式也就是相应函数的解析式.
思考2:你能总结出一般数列与函数的关系吗?
探究点2:数列的单调性
1 2 3 4 …
2 1 …
思考1:试用研究函数的方法研究⑥中数列的性质,你能得到什么?
【提示】数列作为一种特殊的函数,也可以用列表法和图象法表示.
孤立的点
由于数列是定义在正整数集(或其子集)上的函数,所以它的图象是相应函数图象上横坐标为正整数的一些孤立的点.
因为函数是减函数,所以数列{}中的数逐渐减小.
思考2:参考函数单调性,你能给出数列单调性的定义吗?
数列的单调性:
递增数列:从第 2 项起,每一项都大于它的前一项的数列叫递增数列;
递减数列:从第 2 项起,每一项都小于它的前一项的数列递减数列;
常数数列:各项都相等的数列称为常数数列(常数列)
追问:如何用符号表示数列的单调性?
递增;
递减.
,, ,... , ①
98,122,163,205,236,238,280. ②
3000, 3045, 3090, 3180, 3360. ③
即时训练:判断前面出现的数列的单调性
,, ,... , ④
2,,1,…,,…., ⑥
-1,1,-1 ,... , ⑤
①④⑥是递减数列
②③是递增数列
⑤是摆动数列
例3.已知函数,设数列的通项公式为,其中.
(1)求证:;
(2)判断是递增数列还是递减数列,并说明理由.
【解析】(1)由题意可知,
又因为,所以,
因此,,即.
(2)(方法一:作差法)因为
.
又因为,所以,
从而,即.
因此是递增数列.
思考:如何比较与
的大小?
,
思考:还有什么方法判断的单调性?
(方法三:函数法)因为函数在上是增函数,
由此可知,数列是递增数列.
(2)(方法二:作商法)因为
,
因为,所以,即
所以时,.
又因为.
因此是递增数列.
数列单调性判断方法:
(1)定义法;
(2)作差比较法:比较-与0的大小;
(3)作商比较法:比较与1的大小;
(4)函数法:数列通项公式为相应函数解析式.
【总结】
跟踪训练:已知函数,设数列的通项公式为,其中.判断是递增数列还是递减数列,并说明理由.
因为
.
.
又因为,所以,
从而,即.
因此是递增数列.
【解析】(1)由题意可知,
当我们研究实际生活中两个变量的函数关系时,因为测得的都是一个个数据,因此我们常常借助数列来得出函数关系:
例如,为了解地高辛(一种用来治疗心脏病的药物)在病人血液中的含量与时间之间的函数关系,可以每天检测一次,假设得到的结果是
0.5,0.345,0.238,0.164,0.113,0.078.
可以根据这些数据作图,从而观察出与的关系可以近似地用
或其他关系式来刻画,然后再根据已知的数据确定和的值,就可以给出函数的近似表达式.
本节我们主要学习了:
1. 数列是一种特殊的函数;
2. 判断数列是递增数列还是递减数列.
(1)作差、作商法.
(2)函数法.
$$