内容正文:
数列
4.1 数列的概念
第1课时 数列的概念与表示
第四章
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学习目标 1.借助实例了解数列的相关概念和表示方法.
2.理解数列的通项公式,能根据数列的通项公式写出数列的任意项.
3.理解数列与函数的关系,能根据数列的前几项写出数列的通项公式.
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确定的顺序
数列 按照__________排列的一列数称为数列
项 数列中的________叫做这个数列的项
第n项 第n个位置上的数
首项 数列的______常称为首项
每一个数
第1项
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{an}
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有限
无限
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大于
小于
相等
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正整数集N*
an=f(n)
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通项公式
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D
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A
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D
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知识点一 数列的概念
1.{1,2,3,…}与1,2,3,…表示的意义相同吗?
2.如果不相同,那么它们的区别是什么呢?
1.数列的有关概念
2.数列的表示
(1)一般形式:a1,a2,…,an,…;
(2)简记为____.
3.数列的分类
(1)按项数分类
类别
含义
有穷数列
项数____的数列
无穷数列
项数____的数列
(2)按项的变化趋势分类
类别
含义
递增数列
从第2项起,每一项都____它的前一项的数列
递减数列
从第2项起,每一项都____它的前一项的数列
常数列
各项都____的数列
对数列相关概念的辨析
(1)数列中项与项之间用“,”隔开.
(2)数列{an}与an是不同的.{an}表示数列a1,a2,…,an,…,而an表示数列{an}中的第n项.
(3)数列中的项与项的序号是不同的.数列中的项是指这个数列中的某一个确定的数,而项的序号是指这个数在数列中的具体位置.
ACD
[练1] (多选)下列说法正确的是( )
A.数列4,7,3,4的首项是4
B.数列{an}中,若a1=3,则从第2项起,各项均不等于3
C.数列1,2,3,…就是数列{n}
D.数列中的项不能是三角形
根据数列的相关概念,数列4,7,3,4的第1项就是首项,即4,故A正确;同一个数在数列中可以重复出现,故B错误;根据数列的相关概念可知C正确;数列中的项必须是数,不能是其他形式,故D正确.
[练2] 下列数列中哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?哪些是递增数列?哪些是递减数列?哪些是常数列?哪些是摆动数列?
(1)1,0.84,0.842,0.843,…;
(2)2,4,6,8,10,…;
(3)7,7,7,7,…;
(4),,,,…;
(5)10,9,8,7,6,5,4,3,2,1;
(6)0,-1,2,-3,4,-5,….
(5)是有穷数列;(1)(2)(3)(4)(6)是无穷数列;(2)是递增数列;(1)(4)(5)是递减数列;(3)是常数列;(6)是摆动数列.
知识点二 数列与函数的关系、数列的通项公式
数列{an}中的每一项an与它的序号n有下列的对应关系:
问数列与函数有什么关系?
1.数列与函数的关系
数列{an}是从____________ (或它的有限子集{1,2,…, n})到实数集R的函数,其自变量是序号n,对应的函数值是数列的第n项an,记为____________.
2.数列的表示方法
与其他函数一样,数列也可以用表格和图象来表示.
数列是以正整数为自变量的特殊函数,在解决数列问题时,要善于利用函数知识、函数观点、函数的思想方法.
3.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的________.
(1)数列的通项公式实际上就是相应函数的解析式,即an=f(n).数列的通项公式必须适合数列中的任何一项.
(2)已知通项公式an=f(n),那么只需依次用1,2,3,…代替公式中的n,就可以求出数列的各项.
(3)一个数列的通项公式可以有不同的形式,如an=(-1)n(n∈N*)还可以写成an=(-1)n+2(n∈N*)的形式等.
(4)并不是所有的数列都有通项公式,就像并不是所有的函数都能用解析式表示一样.
[例1] 写出下列数列的一个通项公式,使它的前几项为下列各数.
(1)1,2,3,4,…;
(2)11,102,1 003,10 004,…;
(3)9,99,999,9 999,…;
(4)-1,,-,,….
(1)这个数列各项的整数部分分别为1,2,3,4,…,恰好是序号n;分数部分分别为,,,,…,与序号n的关系是,所以这个数列的一个通项公式为an=n+=.
(2)这个数列可以改写为10+1,100+2,1 000+3,10 000+4,…,所以这个数列的一个通项公式为an=10n+n.
(3)这个数列可以改写为10-1,100-1,1 000-1,10 000-1,…,所以这个数列的一个通项公式为an=10n-1.
(4)可知其分母为n,其分子是-1,1交替出现,故分子可为(-1)n,所以该数列的一个通项公式为an=.
由数列的前几项求通项公式的思路
(1)通过观察、分析、联想、比较,去发现项与序号之间的关系.
(2)如果关系不明显,可将各项同时加上(减去)一个数或分解、还原等,将规律呈现,便于找通项公式.
(3)要借助一些基本数列的通项,如正整数数列、正整数的平方数列、奇数列、偶数列等.
(4)符号用(-1)n或(-1)n+1来调整.
(5)分式的分子、分母分别找通项,还要充分借助分子、分母的关系.
[练3] 根据以下数列的前4项写出数列的一个通项公式.
(1),,,,…;
(2)-3,7,-15,31,…;
(3)2,6,2,6,….
(1)数列的项均是分数且分子均为1,分母均是两因数的积,第一个因数是项数加上1,第二个因数比第一个因数大2,所以该数列的一个通项公式为an=.
(2)数列的项正负相间,且负号在奇数项,故可用(-1)n来表示符号,各项的绝对值恰是2的整数(项数加1)次幂减1,所以该数列的一个通项公式为an=(-1)n·(2n+1-1).
(3)此数列为摆动数列,两数的平均数为=4,而2=4-2,6=4+2,中间符号用(-1)n来表示,
所以该数列的一个通项公式为an=4+2×(-1)n.
[例2] 已知数列{an}的通项公式为an=,
(1)写出数列的前4项;
(2)画出它的图象,并判断增减性.
(1)由于an=,令n=1,2,3,4,可得此数列的前4项分别是a1=-,a2=-,a3=-,a4=-2.
(2)此数列的图象如图所示,
由图象可知,该数列在{1,2,3,4}上是递减的,在{5,6,…}上也是递减的.
[变式探究]
若将本例数列通项公式改为an=(n∈N*),试判断数列{an}的增减性;数列{an}有最大项还是有最小项?请作出判断并求出来.
an==1+.当n≤9时,an<1且逐渐减小;当n≥10时,an>1,且逐渐减小.故数列{an}在{1,2,3,…,9}上是递减的,在{10,11,…}上也是递减的.数列{an}有最大项和最小项,其最大项为a10=,最小项为a9=.
由通项公式解决问题的思路
(1)由通项公式写出数列的指定项,主要是对n进行赋值,然后代入通项公式,相当于函数中,已知函数解析式和自变量的值求函数值.
(2)利用数列的通项公式判断数列的增减性
数列的通项公式可直观地反映数列各项的变化趋势,从而可判断数列的增减性.
[练4] (2024·南开区高二质量监测)已知数列{an}满足an=n+,则an的最小值为____________.
答案:
an=n+≥2=2,但n=,n2=33没有正整数解,
所以等号不成立.
因为5<<6,
a5=5+=,a6=6+=,a5>a6,
所以an的最小值为.
1.知识清单
(1)数列的有关概念.
(2)数列的分类.
(3)函数与数列的关系.
(4)数列的通项公式.
2.方法归纳:观察、归纳、猜想.
3.常见误区
(1)归纳法求数列的通项公式时归纳不全面.
(2)不注意用(-1)n进行调节,不注意分子、分母间的联系.
◎随堂演练
1.下列有关数列的说法正确的是( )
①同一数列的任意两项不可能相同;②数列-1, 0, 1与数列1, 0, -1是同一个数列;③数列中的每一项都与它的序号有关.
A.①② B.①③
C.②③ D.③
①是错误的,例如无穷多个4构成的常数列4,4,4,…的各项都是4;②是错误的,数列-1,0,1与数列1,0,-1各项的值不同,即表示不同的数列;③是正确的.
2.已知数列{an}的通项公式an=n2(n∈N*),则数列{an}的图象是( )
A.一条直线 B.一条抛物线
C.一个圆 D.一群孤立的点
因为n∈N*,所以an=n2的图象是一群孤立的点.
3.已知an+1-an-3=0,n∈N*,则数列{an}是( )
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.不能确定
an+1=an+3>an,n∈N*,即该数列每一项均小于它的后一项,故数列{an}是递增数列.
4.(2024·邢台重点高中期末)已知某数列为-2,,-,,-,…,按照这个规律,则该数列的第10项是( )
A.- B.
C.- D.
由题意,数列-2,,-,,-,…,可化为-,,-,,-,…,所以数列的一个通项公式为an=(-1)n,所以该数列的第10项是a10=.
$$