内容正文:
数列通项与求和
教学目标
1、掌握由常见数列递推关系式求通项公式的方法,由数列递推关系式的特点,选择合适的方法;
2、掌握等差数列与等比数列前n项和公式,并能够应用这些知识解决一些简单的问题
重 点
1、根据数列的递推公式求解数列通项公式 ;
2、掌握求一些特殊数列前n项和的方法:公式、分组、倒序相加、裂项、错位;
3、理解求数列通项及数列求和中蕴含的数学思想方法.
难 点
理解求数列通项及数列求和中蕴含的数学思想方法
(一)求数列通项
知识梳理
1、定义法(等差数列、等比数列通项公式)
2、运用求数列通项公式:
数列的通项与前项和的关系是,当时,若适合,则的情况可并入时的通项;当时,若不适合,则用分段函数的形式表示.
3、由递推公式求通项公式
如果已知数列的首项(或前几项),且任何一项与它的前一项(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即或,那么这个式子叫作数列的递推公式.
已知递推公式求通项公式,一般用代数的变形技巧整理变形,然后采用累加法、累乘法、待定系数法(构造法)、取倒数、取对数等转化为等差数列或等比数列求通项公式.常见方法如下:
(1)累加法:型如的一阶递推式,
运用“累加法”(或“迭加法”)求通项公式,即 .
(2)累乘法:型如的递推式,
运用“累乘法”(或“迭乘法”)求通项公式,
即.
(3)构造法:
①、型如
可由下面两种方法求通项公式.
方法一:由及,两式相减得,有是首项为,公比为的等比数列,先求出,再利用“累加法”求出.
方法二:构造数列,满足,运用“待定系数法”,解得,则是首项为,公比为的等比数列.
②、型如
可构造数列,满足,运用待定系数法解得,从而由等比数列求出通项公式;进一步推广,若其中包含n的二次、三次,则构造的数列中也同样包含对应次数项.
③、型如
可在等式两边同除以,构造数列,满足,令,则转化为,即类型⑴,利用“累加法”求通项公式.
④、型如
运用取倒数,构造数列,满足,若时,则数列为等差数列;若时,转换为类型⑶—Ⅰ,再运用“待定系数法”.
或型如
两边同除得,构造数列为等差数列.
⑤、型如
运用两边取对数法得,令,化为型,再用“待定系数法”.
(4)周期数列:
和年份有关,代几项,看周期.
①形如的数列是周期为的数列.
②形如的数列是周期为的数列.
③形如的数列是周期为的数列.
④形如的数列是周期为的数列.
⑤形如(等和数列)的数列是周期为的数列.
4、除了上述方法还有数学归纳法(归纳—猜想—证明)等.
例题精讲
【例1】(1)已知单调递增数列满足,,则___________
(2)已知数列的各项均为正数,且,则___________.
【例2】(1)设数列的前项和为,若,,则的通项公式为 .
(2)数列满足,则____________.
(3)设是数列的前项和,,,求的通项。
【例3】(1)已知数列{an}满足:a1=1,an+1=an+,求数列{an}的通项公式。
(2)已知数列中,,求通项公式.
【例4】(1)在数列中,,,求数列的通项公式.
(2)已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且Sn+1=2Sn+n+1(n∈N*),求数列{an}的通项公式.
(3)已知数列中,,求数列的通项公式.
【例5】(1)已知数列满足:对任意的均有,其中为不等于与的常数,若,则满足条件的所有可能值的和为 .
(2)已知数列满足.设,证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式.
【例6】已知,,求.
【例7】设正项数列满足,,求数列的通项公式.
【例8】(1)数列满足,,求数列的通项公式.
(2)已知数列,求此数列的通项公式.
【例9】(1)数列{an}满足,a1=,则数列的第2021项为________.
(2)若数列{an}满足a1=2,an+1,a2020=___________.
【例10】已知数列{an}的前n项和Sn满足:Sn=+-1,且an>0,n∈N*.
(1)求a1,a2,a3;
(2)求数列{an}的通项公式.
【例11】(1)已知数列满足,,且,则的最大值为( )
A. B.1 C.2 D.
(2)已知数列是共有个项的有限数列,且满足,若
,,,则
(3)已知数列满足
(I)证明:数列是等比数列;
(II)求数列的通项公式;
(III)若数列满足证明是等差数列
【例12】已知数列满足,且.
(1)令,求数列的通项公式;
(2)求数列的通项公式.
【例13】设,,,,则数列的通项公式 .
【例14】(1)数列满足(n∈N*),求通项公式.
(2)数列{an}满足(n∈N*),求通项公式.
巩固训练
1、已知正项数列{an}满足a1=1,(n+2)-(n+1)+anan+1=0,则它的通项公式为( )
A.an= B.an= C.an= D.an=n
2、设正数数列的前n项和为,数列的前n项之积为,且,则数列的通项公式是________________.
3、已知各项都是正数的数列满足,,求通项公式.
4、某生物病毒繁殖规则如图,现有一个这种生物病毒,初始状态为t=0(t表示时间,单位:小时),请写出4小时后此病毒的个数_____,由此推测n小时后此病毒的个数为_______________.
5、已知数列的前n项和Sn满足:当n∈N*时,Sn≠0;当n>1时,,且.求数列的通项公式。
6、陈先生买了一套总价为80万元住房,首付30万元,其余50万元向银行申请贷款,贷款月利率,从贷款后的第一个月后开始还款,每月还款数额相等,30年还清.问程先生每月应还款多少元(精确到0.01元).
(注:如果上个月欠银行贷款元,则一个月后,程先生应还给银行固定数额元,此时贷款余额为元)
7、在数列{an}中,已知a1=2,a2=7,an+2等于anan+1(n∈N*)的个位数,则a2 013的值是( )
A.8 B.6 C.4 D.2
8、意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,8,13,21,,其中从第三项开始,每个数都等于它前面两个数的和,后来人们把这样的一列数组成的数列称为“斐波那契数列”,那么,是斐波那契数列的第 项.
9、已知数列满足:①,②对任意的都有成立.
函数,,满足:对于任意的实数,,总有两个不同的根,
10、已知数列满足,,.
(1)求证:数列是等比数列,并求的通项公式;
(2)设,若不等式对于任意都成立,求正数的最大值.
(二)数列求和
知识梳理
求数列前n项和:
1、公式法求和
①等差数列求和公式:
②等比数列求和公式:
③ ④ ⑤
公式法求和注意事项:(1)弄准求和项数的值;
(2)等比数列公比未知时,运用前项和公式要分类.
2、分组求和法
分组求和有两种情况,一种是将数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可;另一种是将数列相邻的两项(或若干项)并成一项(或一组)得到一个新数列(容易求和).
3、裂项相消法
裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的,如:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
用裂项相消法求和时,要对通项进行变换,如:,裂项后可以产生连续可以相互抵消的项.抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项.
4、倒序相加法
这是推导等差数列的前项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(倒序),再把它与原数列相加,就可以得到个.
5、错位相减法
这种方法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列的前n项和,其中分别是等差数列和等比数列.
用错位相减法求和时,应注意:
(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形;
(2)在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式;
(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.
例题精讲
【例15】(1)已知各项均为正数的数列的前项和为,且,.若表示不超过的最大整数,,则数列的前2021项和
A.1010 B.1011 C.2021 D.2022
(2)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,讲的是关于整除的问题(如7被3除余被2除余.现有这样一个整除问题:将1到100这100个正整数中能被2除余1且被3除余1的数按从小到大的顺序排成一列,构成数列,则数列各项的和为
A.736 B.816 C.833 D.29800
【例16】已知数列和满足,,,.
(1)证明:是等比数列,是等差数列;
(2)求和的通项公式;
(3)令,求数列的前项和的通项公式,并求数列的最大值、最小值,并指出分别是第几项.
【例17】求证:;
【例18】数列满足,若,则的前项和为
A. B. C. D.
【例19】已知数列:满足
(1) 设,求证是等比数列;
(2) 求数列的通项公式
(3)设,数列的前项和为,求证:
【例20】已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)令bn=(-1)n-1,求数列{bn}的前n项和Tn.
巩固训练
1、记为数列在区间,中的项的个数,则数列的前100项的和 .
2、已知等差数列中,,则数列的前项和 .
3.已知,点,在函数的图象上,,则数列的前项和 .
4. .
5、已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)用适当的组合数形式表示,并求数列的前项和;
(3)若,记数列的前项和为,求.
6、在数列中,已知,.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)记,数列的前项和为,求使得的整数的最小值;
(3)是否存在正整数、、,且,使得、、成等差数列?若存在,求出、、的值;若不存在,请说明理由.
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实战演练
)
一、填空题
1、已知数列中,,且时,,求通项 ..
2、已知数列满足,,则通项 .
3、设是数列的前项和且,,则 .
4、若数列满足,,则数列的通项公式为 .
5、已知数列,满足,对任何正整数均有,,设,则数列的前2020项之和为 .
6、我们知道:.
已知数列中,,,则数列的通项公式 .
二、选择题
7、已知数列中,,,则等于
A. B. C. D.
8、在各项均为正数的数列中,是其前项和,且,则的值等于
A. B. C. D.
9、已知正数数列满足,且对恒成立,则的范围为
A., B. C., D.
10、已知“整数对”按如下规律排列:,…,则第个“整数对”为( )
A. B. C. D.
三、解答题
11、等差数列的首项为1,公差,且、、成等比数列,数列满足且.
(1)求、;
(2)若,数列的前项和为.
①求;
②求使的最小正整数.
12、已知,,,对任意,有成立.
(1)求的通项公式;
(2)设,,是数列的前项和,求正整数,使得对任意,恒成立;
(3)设,是数列的前项和,若对任意均有恒成立,求的最小值.
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