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专题06 数列
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考纲解析
· 了解数列的概念,理解数列的通项公式
· 理解等差数列的定义,掌握等差数列通项公式
· 理解等差数列前n项和公式
· 理解等比数列的定义,通项公式,前n项和公式
考点预测
· 等差数列的定义,通项公式,前n项和公式
· 等比数列的定义,通项公式,前n项和公式
· 数列的实际应用
· 了解数列实际应用举例
要点自测
(一)数列的概念
1.数列的定义
按照确定的顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.
2.数列的表示方法
列表法
列出表格表示n与an的对应关系
图象法
把点(n,an)画在平面直角坐标系中
解析式法
通项公式
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通项公式
递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的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递推公式
3.数列的分类
分类标准
名称
含义
按项的个数
有穷数列
项数有限的数列
无穷数列
项数无限的数列
4.数列的前n项和
(1)表示:在数列{an}中,Sn=a1+a2+…+an叫做数列的前n项和.
(2)an与Sn的关系:若数列{an}的前n项和为Sn,则an=
(二)等差数列
1.等差数列的概念
(1)定义:对于一个数列,如果从第2项起,每一项与它的前一项的差都是同一个常数,那么称这样的数列为等差数列.数学语言表达式:an+1-an=d(n∈N+,d为常数).
(2)等差中项:如果在a与b之间插入一个数A,使a,A,b成等差数列,那么A叫作a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A=a+b.
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
(1)若等差数列{an}的首项是a1,公差是d,则其通项公式为an=a1+(n-1)d.
(2)前n项和公式:Sn=na1 + =.
3.等差数列的性质
(1)通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N+).
(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N+),则ak+al=am+an.
(三)等比数列
1.等比数列的概念
(1)定义:如果一个数列从2项起,每一项与它的前一项的比值都是同一个常数,那么称这样的数列为等比数列,称这个常数为等比数列的公比,通常用字母q表示(q≠0).数学语言表达式:=q(n≥2,q为非零常数).
(2)等比中项:如果在a与b之间插入一个数G,使得a,G,b成等比数列,那么根据等比数列的定义,=,G2=ab,G=±,我们称G为a,b的等比中项.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
通项公式的推广:an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn==.
3.等比数列的性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
若k+l=m+n(k,l,m,n∈N+),则有ak·al=am·an.
考点突破
考点1 数列的定义
【例1】已知数列满足,若,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【详解】因为且,
所以,解得,则,即,解得.
故选:C
【突破训练】在数列中,,,则( )
A.8 B.1 C.18 D.19
【答案】D
【详解】因为,,所以,.故选:D.
【例2】已知数列的前项和,则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】当时,;当时,,经验证,不符合上式,所以故选:.
【突破训练】已知数列的前项和,则( )
A.16 B.17 C.18 D.19
【答案】D
【详解】依题意,,,所以.故选:D
【例3】已知数列的前5项依次为,按照此规律,可知( )
A.8 B.12 C.16 D.32
【答案】A
【详解】数列的前5项依次为,则,
所以.
故选:A
【突破训练】已知数列,,则是这个数列的( )
A.第21项 B.第23项 C.第25项 D.第27项
【答案】B
【详解】因为题中数列的第项为,而,所以是题中数列的第23项.
故选:B.
考点2 等差数列通项公式
【例4】在等差数列中,,公差,则首项( )
A. B.4 C.0 D.
【答案】D
【详解】.
故选:D.
【突破训练】在公差为的等差数列中,若,则( )
A.4 B. C.3 D.
【答案】D
【详解】因为为公差为的等差数列,所以
故选:D
考点3 等差数列前n项和
【例5】在等差数列中,,则其前10项和( )
A.72 B.80 C.36 D.40
【答案】D
【详解】由等差数列的性质可得,
由题意,.
故选:D.
【突破训练】已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.48 B.42 C.24 D.21
【答案】B
【详解】因为等差数列,故,
则.
故选:B.
考点4 等比数列的通项公式
【例6】等比数列中,,公比,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】数列为等比数列,,解得:.
故选:C.
【突破训练】已知数列是公比为的等比数列,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意得,由,得.
故选:B.
考点5 等比数列的前n项和
【例7】等比数列的首项,公比,则等于( )
A. B.31 C. D.63
【答案】D
【详解】因为等比数列的首项,公比,
所以.
故选:D.
【突破训练】已知等比数列的首项为1,公比为,则数列的前5项和为( )
A.11 B.16 C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,.
故选:A
【例8】记为等比数列的前项和,若,则( )
A.63 B.64 C.127 D.128
【答案】C
【分析】利用基本量法可求首项和公式,再利用求和公式可求.
【详解】由条件可知,的公比,
由题意得,,解得,所以.
故选:C.
【突破训练】已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.62 B.50 C.40 D.22
【答案】A
【分析】设数列的公比,由题意列出方程组,求得,由等比数列的求和公式计算即得.
【详解】设数列的公比为,由题意可得,
解得,,则.
故选:A.
考点6 数列的实际应用
【例9】《张丘建算经》是中国古代的数学著作,书中有一道“今有女善织,日益功疾”的题.若第一天织布5尺(长度单位),从第2天开始,每天比前一天多织相同量的布,现1个月(按30天计)共织390尺布,则第2天比前一天多织布( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】D
【详解】设第2天比前一天多织布尺,
根据题意得,解得,
所以第2天比前一天多织布尺,
故选:D.
【突破训练】《九章算术》是我国古代数学名著,其中记载了关于家畜偷吃禾苗的问题.假设有羊、骡子、马、牛吃了别人的禾苗,禾苗的主人要求羊的主人、骡子的主人、马的主人、牛的主人共赔偿12斗粟.羊的主人说:“羊吃得最少,羊和骡子吃的禾苗总数只有马和牛吃的禾苗总数的一半.”骡子的主人说:“骡子吃的禾苗只有羊和马吃的禾苗总数的一半.”马的主人说:“马吃的禾苗只有骡子和牛吃的禾苗总数的一半.”若按照此比率偿还,则羊的主人应赔偿的粟的斗数为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【详解】设羊、骡子、马、牛吃的禾苗数依次为,由题意得
通过等差中项可判断羊、骡子、马、牛吃的禾苗数依次成等差数列,
设该数列为,公差为,则.由题意得
即解得
故选:B.
【例10】某工厂去年产值为,计划今后年内每年比上年产值增加,则从今年起到第年,这个厂的总产值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】从今年起到第年,这个厂的总产值为,
故选:B.
【突破训练】某型号计算机的成本不断降低,若每隔两年该型号计算机价格降低,现在的价格是5400元,则6年后价格降低为( )
A.2200元 B.1600元 C.2400元 D.3600元
【答案】B
【分析】利用等比数列的通项公式即可求解.
【详解】由题意可知,每隔两年该型号计算机价格降低,
所以6年后,价格降低为(元),
故选:B
考点7 等差数列与等比数列的综合题
【例11】设为等差数列的前n项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求;
(3)若,,成等比数列,求m的值.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)∵为等差数列的前n项和,,.
∴,
解得,
∴数列的通项公式为.
(2)由(1)知,.
(3)∵,,成等比数列,∴,
即,即,又因为, 解得.
【突破训练】已知数列满足,且成等比数列,
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求的最小值及此时的值.
【答案】(1)(2)最小值为,
【详解】(1)由知为等差数列,设的公差为,则,
成等比数列,所以,即,
解得,又,所以的通项公式为;
(2)由(1)得,
所以当时,取得最小值,最小值为
【例12】已知公差不为0的等差数列的前项和为,且,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)设等差数列的公差为,
,成等比数列,
,解得
;
(2)由(1)得,,
,,
是首项为4,公比为4的等比数列,
.
【突破训练】已知为等差数列,为等比数列,的前项和,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
【答案】(1),(2)
【详解】(1)设的公差为,的公比为,
由已知可得,,则,
即.
∵,∴,
又∵,
∴,解得,即.
(2)由(1)知,
令①,
①式两边同乘得:②,
错位相减得
则.
模拟演练
一、单选题
1.已知数列满足,,则( )
A.3 B.2 C.1 D.
【答案】D
【详解】因为数列满足,,
所以,,,,
故是周期为2的数列,
所以.故选:D
2.在等差数列中,满足,,则( )
A.11 B.14 C.15 D.17
【答案】B
【详解】是等差数列,则,故选:B.
3.已知等差数列的前项和为,,,则的值为( )
A.70 B.80 C.90 D.100
【答案】D
【详解】设等差数列的公差为,
则,所以,故选:D.
4.已知等差数列的前项和为,则( )
A.14 B.26 C.28 D.32
【答案】B
【详解】设等差数列的公差为,则,
则,所以.故选:B.
5.在等比数列,,中,等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可得,解得或,
当时,,,不满足条件;当时,等比数列为,,,满足条件,
故选:B.
6.下列数列的通项公式中,能得到为等差数列的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,不为常数,故A错误,
对于B,为常数,故B正确,
对于C, 不为常数,故C错误,
对于D,不为常数,故D错误,故选:B
7.已知数列是等比数列,若,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为是等比数列,所以,所以.故选:.
8.已知是等比数列的前n项和,,,则公比( )
A. B. C.3或 D.或
【答案】D
【详解】由,因,代入得,,即,解得,或.故选:D.
9.在等差数列中,若,则的值为( )
A.20 B.30 C.40 D.50
【答案】C
【详解】由题意.故选:C.
10.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:“有一个人走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.”则该人第一天走的路程为( )
A.228里 B.192里 C.126里 D.63里
【答案】B
【详解】由题意得,该人所走路程构成以为公比的等比数列,令该数列为,其前项和为,则有,解得,故选:B.
二、填空题
11.在等差数列中,,,则其公差 .
【答案】2
【详解】由,得,故,所以.故答案为:2
12.设数列为等比数列,若,,则公比 .
【答案】3
【详解】数列为等比数列,,,则,所以,故答案为:3.
13.已知在等差数列中,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【详解】由题可得,解得,故.所以数列的通项公式为.
故答案为:.
14.已知等比数列满足,,则 .
【答案】
【详解】设等比数列的公比为,由,得,
则,由,得,解得,所以.故答案为:
15.已知等比数列的前项和为,则 .
【答案】
【详解】设等比数列的公比为,
由,得,所以,
又 ,故.故答案为:.
三、解答题
16.设数列为等差数列,其公差为d,前n项和为.
(1)已知,,求及d;
(2)已知,,求.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解得:
(2)解得:
17.在等比数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
【答案】(1),(2),
【详解】(1)因为,,
所以,;
(2)因为,,
所以,解得,所以,
所以,.
18.已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,则当为何值时取得最大,并求出此最大值.
【答案】(1);(2)时取得最大值为.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,故,
所以.
(2)由,且,所以,
故时取得最大,最大值为.
19.已知等差数列中的前n项和为,且成等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列为递增数列,记,求数列的前40项的和.
【答案】(1)或(2)
【详解】(1)设公差为,则,即
解得或 ,所以或;
(2)因为数列为递增数列,,,,
所以
;
所以.
20.水土流失是我国西部大开发中最突出的生态问题.全国9100万亩的坡耕地需要退耕还林,其中西部地区占70%.国家确定2000年西部地区退耕土地面积为515万亩,以后每年退耕土地面积递增12%,那么从2000年起到2005年底,西部地区退耕还林的面积共有多少万亩(精确到万亩)?
【答案】4179万亩.
【详解】根据题意,每年退耕还林的面积比上一年增长的百分比相同,
所以从2000年起,每年退耕还林的面积(单位:万亩)组成一个等比数列,
其中,,,
则(万亩).
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专题06 数列
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考纲解析
· 了解数列的概念,理解数列的通项公式
· 理解等差数列的定义,掌握等差数列通项公式
· 理解等差数列前n项和公式
· 理解等比数列的定义,通项公式,前n项和公式
考点预测
· 等差数列的定义,通项公式,前n项和公式
· 等比数列的定义,通项公式,前n项和公式
· 数列的实际应用
· 了解数列实际应用举例
要点自测
(一)数列的概念
1.数列的定义
按照 排列的一列数称为数列,数列中的 叫做这个数列的项.
2.数列的表示方法
列表法
列出表格表示n与an的对应关系
图象法
把点 画在平面直角坐标系中
解析式法
通项公式
数列{an}的第n项an与它 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通项公式
递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的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递推公式
3.数列的分类
分类标准
名称
含义
按项的个数
有穷数列
项数 的数列
无穷数列
项数 的数列
4.数列的前n项和
(1)表示:在数列{an}中,Sn= 叫做数列的前n项和.
(2)an与Sn的关系:若数列{an}的前n项和为Sn,则an=
(二)等差数列
1.等差数列的概念
(1)定义:对于一个数列,如果从第2项起,每一项与它的 的差都是 ,那么称这样的数列为等差数列.数学语言表达式:an+1-an=d(n∈N+,d为常数).
(2)等差中项:如果在a与b之间插入一个数A,使a,A,b成等差数列,那么 叫作a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A= .
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
(1)若等差数列{an}的首项是a1,公差是d,则其通项公式为an= .
(2)前n项和公式:Sn= = .
3.等差数列的性质
(1)通项公式的推广:an=am+ (n,m∈N+).
(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N+),则 .
(三)等比数列
1.等比数列的概念
(1)定义:如果一个数列从2项起,每一项与它的 的比值都是 ,那么称这样的数列为等比数列,称这个常数为等比数列的公比,通常用字母 表示(q≠0).数学语言表达式: (n≥2,q为非零常数).
(2)等比中项:如果在a与b之间插入一个数G,使得a,G,b成等比数列,那么根据等比数列的定义,=,G2=ab,G= ,我们称 为a,b的 中项.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an= ;
通项公式的推广:an=
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn= =.
3.等比数列的性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
若k+l=m+n(k,l,m,n∈N+),则有ak·al= .
考点突破
考点1 数列的定义
【例1】已知数列满足,若,则( )
A. B. C.1 D.2
【突破训练】在数列中,,,则( )
A.8 B.1 C.18 D.19
【例2】已知数列的前项和,则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【突破训练】已知数列的前项和,则( )
A.16 B.17 C.18 D.19
【例3】已知数列的前5项依次为,按照此规律,可知( )
A.8 B.12 C.16 D.32
【突破训练】已知数列,,则是这个数列的( )
A.第21项 B.第23项 C.第25项 D.第27项
考点2 等差数列通项公式
【例4】在等差数列中,,公差,则首项( )
A. B.4 C.0 D.
【突破训练】在公差为的等差数列中,若,则( )
A.4 B. C.3 D.
考点3 等差数列前n项和
【例5】在等差数列中,,则其前10项和( )
A.72 B.80 C.36 D.40
【突破训练】已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.48 B.42 C.24 D.21
考点4 等比数列的通项公式
【例6】等比数列中,,公比,若,则( )
A. B. C. D.
【突破训练】已知数列是公比为的等比数列,且,则( )
A. B. C. D.
考点5 等比数列的前n项和
【例7】等比数列的首项,公比,则等于( )
A. B.31 C. D.63
【突破训练】已知等比数列的首项为1,公比为,则数列的前5项和为( )
A.11 B.16 C. D.
【例8】记为等比数列的前项和,若,则( )
A.63 B.64 C.127 D.128
【突破训练】已知等比数列的前n项和为,,,则( )
A.62 B.50 C.40 D.22
考点6 数列的实际应用
【例9】《张丘建算经》是中国古代的数学著作,书中有一道“今有女善织,日益功疾”的题.若第一天织布5尺(长度单位),从第2天开始,每天比前一天多织相同量的布,现1个月(按30天计)共织390尺布,则第2天比前一天多织布( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【突破训练】《九章算术》是我国古代数学名著,其中记载了关于家畜偷吃禾苗的问题.假设有羊、骡子、马、牛吃了别人的禾苗,禾苗的主人要求羊的主人、骡子的主人、马的主人、牛的主人共赔偿12斗粟.羊的主人说:“羊吃得最少,羊和骡子吃的禾苗总数只有马和牛吃的禾苗总数的一半.”骡子的主人说:“骡子吃的禾苗只有羊和马吃的禾苗总数的一半.”马的主人说:“马吃的禾苗只有骡子和牛吃的禾苗总数的一半.”若按照此比率偿还,则羊的主人应赔偿的粟的斗数为( )
A.1 B. C.2 D.
【例10】某工厂去年产值为,计划今后年内每年比上年产值增加,则从今年起到第年,这个厂的总产值为( )
A. B. C. D.
【突破训练】某型号计算机的成本不断降低,若每隔两年该型号计算机价格降低,现在的价格是5400元,则6年后价格降低为( )
A.2200元 B.1600元 C.2400元 D.3600元
考点7 等差数列与等比数列的综合题
【例11】设为等差数列的前n项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求;
(3)若,,成等比数列,求m的值.
【突破训练】已知数列满足,且成等比数列,
(1)求的通项公式;
(2)设数列的前项和为,求的最小值及此时的值.
【例12】已知公差不为0的等差数列的前项和为,且,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【突破训练】已知为等差数列,为等比数列,的前项和,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
模拟演练
一、单选题
1.已知数列满足,,则( )
A.3 B.2 C.1 D.
2.在等差数列中,满足,,则( )
A.11 B.14 C.15 D.17
3.已知等差数列的前项和为,,,则的值为( )
A.70 B.80 C.90 D.100
4.已知等差数列的前项和为,则( )
A.14 B.26 C.28 D.32
5.在等比数列,,中,等于( )
A. B. C. D.
6.下列数列的通项公式中,能得到为等差数列的是( )
A. B.
C. D.
7.已知数列是等比数列,若,则的值为( )
A. B.
C. D.
8.已知是等比数列的前n项和,,,则公比( )
A. B. C.3或 D.或
9.在等差数列中,若,则的值为( )
A.20 B.30 C.40 D.50
10.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:“有一个人走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.”则该人第一天走的路程为( )
A.228里 B.192里 C.126里 D.63里
二、填空题
11.在等差数列中,,,则其公差 .
12.设数列为等比数列,若,,则公比 .
13.已知在等差数列中,,则数列的通项公式为 .
14.已知等比数列满足,,则 .
15.已知等比数列的前项和为,则 .
三、解答题
16.设数列为等差数列,其公差为d,前n项和为.
(1)已知,,求及d;
(2)已知,,求.
17.在等比数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
18.已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,则当为何值时取得最大,并求出此最大值.
19.已知等差数列中的前n项和为,且成等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列为递增数列,记,求数列的前40项的和.
20.水土流失是我国西部大开发中最突出的生态问题.全国9100万亩的坡耕地需要退耕还林,其中西部地区占70%.国家确定2000年西部地区退耕土地面积为515万亩,以后每年退耕土地面积递增12%,那么从2000年起到2005年底,西部地区退耕还林的面积共有多少万亩(精确到万亩)?
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