内容正文:
古语云:“勤学如春起之苗,不见其增,日有所长;辍学如磨刀之石,不见其损,日有所亏.”如果对“春起之苗”每日用精密仪器度量,则每日的高度值按日期排在一起,可组成一个数列.同样,对“磨刀之石”用精密仪器度量,则每日的质量按日期排在一起,也可以组成一个数列.那么什么叫数列呢?
4.1数列的概念
问题探究
情境1: 王芳从一岁到17岁,每年生日那天测量身高,将这些身高数据(单位:厘米)依次排成一列数:
75,87,96,103,110,116,120,128,138,
145,153,158,160,162,163,165,168 ①
一、创设情景、引入概念
它们之间能否交换位置?
不能交换位置.
具有确定顺序.
记王芳第i岁时的身高为hi
h1=75
,h2=87
,h3=96
,…,h17=168.
问题探究
情境2:在两河流域发掘的一块泥版(编号K90,约生产于公元前7世纪)上,有一列依次表示一个月中从第1天到第15天,
每天月亮可见部分的数:
5,10,20,40,80,96,112,128,
144,160,176,192,208,224,240. ②
它们之间能否交换位置?
不能交换位置.
具有确定顺序.
记第i天月亮可见部分的数为si
s1=5
,s2=10
,s3=20
,…,s15=240.
情境3:-次幂按1次幂, 2次幂, 3次幂, 4次幂……依次排成一列数:
- , ,- , … ③
问题1:你能仿照上面的叙述,说明③也是具有确定顺序的一列数吗?
归纳总结
问题2:上述三个例子的共同特征是什么?
75,87,96,103,110,116,120,128,138,145,153,158,160,162,163,165,168.
5,10,20,40,80,96,112,128,144,160,176,192,208,224,240.
一列数
顺序
①
②
③
一般地,我们把按照 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 .数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第 项,常用符号a1表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第 项,用a2表示……,第 个位置上的数叫做这个数列的第 项,用an表示.其中第1项也叫做 .
1.数列的概念
确定的顺序
项
1
2
n
n
首项
{an}
数列的一般形式可以写成a1,a2,a3,…,an,…,简记为 .
2.数列的记法
一、归纳总结、形成概念
问题3:对于不同的数列,它们的项数有何特点呢?
75,87,96,103,110,116,120,128,138,145,153,158,160,162,163,165,168.
5,10,20,40,80,96,112,128,144,160,176,192,208,224,240.
有穷数列:项数有限的数列
无穷数列:项数无限的数列
①
②
③
问题4:数列的项ak与序号k (k=1,2,3,···,n,···)之间是什么对应关系?
序号
项
函数关系
二、数学抽象、深化概念
问题5: 和
是同一个数列吗?能否从函数的角度解释一下?
因为定义域不同,所以不是同一个数列
数列的定义域是正整数集或它的有限子集
数列 是从正整数集(或它的有限子集)到实数集的函数
记为an=f(n)
思考:这个函数关系中的自变量是什么?函数值是什么?
它和以前学习过的函数相比较,最大的特点是什么?
问题6:数列既然是函数,那么数列有哪些表示方法?
列表法、图象法、解析法
75,87,96,103,110,116,120,128,138,145,153,158,160,162,163,165,168.
思考1:数列的图象有什么特点?
75,87,96,103,110,116,120,128,138,145,153,158,160,162,163,165,168.
思考2:数列能通过解析式表达吗?如何定义通项公式?
如果数列 的第n项 与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子就是数列的函数解析式,叫做这个数列的通项公式.
你能根据这个通项公式写出数列的各项吗?
例1 根据下列数列的通项公式,写出数列的前5项,并画出它们的图象.
n 1 2 3 4 5
an
(1)
(2)
n 1 2 3 4 5
an 1 0 -1 0 1
1 3 6 10 15
例2 根据下列数列的前4项,写出数列的一个通项公式:
拓展反思
(1)为什么例2中只要求写出数列的“一个”通项公式?
(2)你能写出前四项为2,0,2,0的数列的其它通项公式吗?
(3)你认为每个数列都有通项公式吗?
练习1
1. 根据数列的通项公式填表:
2. 根据下列数列的前5项,写出数列的一个通项公式:
例3. 已知数列
(1)写出数列的一个通项公式,并求出它的第20项;
(2)判断和10是不是该数列中的项?若是,指出是数
列的第几项,若不是,请说明理由.
完成课本练习P8 练习1
根据数列的前4项,写出下列数列的一个通项公式:
典例解析
练习2
作业:1.习题4.1 第3题、综合运用第 5题
2.写出下列数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
4.2数列的函数特性
问题1:从表和图像中,观察上节课数列①中的项随序号的变化呈现出的特点
75,87,96,103,110,116,120,128,138,145,153,158,160,162,163,165,168.
数列(1):3,4,5,6,7,8,9的图像
数列(2): 的图像
数列(3) 2100,2100,2100,…,2100的图像
问题2:分别再画出下列数列的图像
n
an
an
n
1
an
n
2100
问题3:实例分析中数列(1),(2),(3)的函数图像各有什么特点?
数列(1)的函数图像上升
数列(2)的函数图像下降
数列(3)的函数图像值不变化
n
an
an
n
1
an
n
2100
递增数列:如果一个数列从第2项起,每一项都大于它的前一项,那么这个数列就叫做递增数列.
递减数列:如果一个数列从第2项起,每一项都小于它的前一项,那么这个数列就叫做递减数列.
常数列:如果一个数列各项相等,那么这个数列就叫做常数列.
抽象概括
函数的单调性
数列的单调性
即:an+1<an
即:an+1>an
即:an+1 = an
思考:通过上节例1、例2的数列图像回答:数列一定具有单调性吗?
摆动数列
C
2.已知an+1-an-3=0,则数列{an}是( )
A.递增数列 B.递减数列
C.摆动数列 D.常数列
A
一、基础检测
B
A
5.已知数列的通项公式为an=-4n+10,则数列是________数列.(填递增或递减)
递减
二、典型问题分析
例1:判断下列无穷数列的增减性.
『规律总结』 判断一个数列的单调性,可以利用递增数列、递减数列、常数列的定义进行,即通过判断一个数列{an}的任意相邻两项之间的大小关系来确定数列的单调性.
(1)利用作差比较法
①若an+1-an>0恒成立,则数列{an}是递增数列;
②若an+1-an<0恒成立,则数列{an}是递减数列;
③若an+1-an=0恒成立,则数列{an}是常数列.
例2 (1)已知数列{an}满足an=n2-5n-6,n∈N*.
①数列中有哪些项是负数?
②当n为何值时,an取得最小值?求出此最小值.
分析:(1)①根据数列的函数的特征,以及不等式的解法,即可求出;②根据二次函数的性质即可求出.
34
34
4.3数列的递推公式与前n项和公式
例4. 图中的一系列三角形图案称为谢宾斯基三角形,在图中4个大三角形中,着色的三角形的个数依次构成一个数列的前4项,写出这个数列的通项公式
解:在图中(1)(2)(3)(4)中,着色三角形个数依次为
1,3,9,27
即所求数列的前4项都是3的指数幂,指数为序号减1,
因此这个数列的通项公式是
典例解析
问题1:你能用数学语言归纳出后一项与前一项的关系吗?
当不能明显看出数列的项的取值规律时,可以尝试通过运算来寻找规律.如依次取出数列的某一项,减去或除以它的前一项,再对差或商加以观察.
1
3
9
27
×3
×3
×3
a1=1
a2=3a1
a3=3a2
a4=3a3
(n≥2)
n≥2.
n = 1,
请注意:
1.正文标题为:黑体,30号字;
2.正文内容为:华文楷体,尽量不小于24号,特殊辅助性文字不低于18;根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字,单页文字一般不能超过8行。
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英文
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3.英文每行一般不能超过15个单词;单页文字一般不能超过8行。
39
1,3,9,27,…
递推公式
通项公式
(n≥2)
项与序号之间的关系
相邻两项之间的关系
问题2. 什么是一个数列的递推公式?
像这样,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
一、数列的递推公式
通项公式和递推公式的区别
①通项公式直接反映了an与n之间的关系,即已知n的值,就可代入通项公式求得该项的值an;②递推关系则是间接反映数列的式子,它是数列任意两个(或多个)相邻项之间的推导关系,要求an,需将与之联系的各项依次求出.
问题3:相邻多项之间的关系能用递推公式表示吗?
1,1,2,3,5,8,13,21,34,…
斐波那契数列
具体内容参考课本P10-P11阅读材料
请注意:
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43
-17
2
2020
C
跟踪训练:
C
√
√
完成教材P8 练习2、练习3
数列{an}从第1项起到第n项止的各项之和,称为数列{an}的前n项和,记作Sn
即Sn=a1+a2+…+an.
如果数列{an}的前n项和Sn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前n项和公式.
三、数列前n项和与通项
n≥2.
n = 1,
=
(n≥2)
当n≥2时
当n = 1时
问题5:
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2.正文内容为:以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号,特别强调可用32号。
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52
1.在数列{an}中,若an+1=2an,n∈N*,则a2=2a1.( )
2.利用an+1=2an,n∈N*可以确定数列{an}.( )
3.递推公式是表示数列的一种方法.( )
4.S2n表示数列{an}中所有偶数项的和. ( )
5.根据通项公式可以求出数列的任意一项. ( )
6.有些数列可能不存在最大项. ( )
7.所有的数列都有递推公式. ( )
8.an=Sn-Sn-1成立的条件是n∈N*.( )
√
√
×
×
√
√
×
概念辨析:
×
例6.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2,求数列{an}的通项公式.
解:a1=S1=1+2=3,①
而n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+2)-[(n-1)2+2]=2n-1.②
在②中,当n=1时,2×1-1=1,故a1不适合②式.∴数列{an}的通项公式为
变式:设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=2n2-30n.求a1及an.
延伸探究
将问题的条件“Sn=2n2-30n”改为“Sn=2n2-30n+1”,其他条件不变,求an.仔细体会两个问题结果差异性的原因.
56
56
跟踪训练2 已知Sn是数列{an}的前n项和,根据条件求an.
(1)Sn=2n2+3n+2;
(2)Sn=3n-1.
提升练习
59
60
(2)已知数列{an}满足a1=1,ln an-ln an-1=1(n≥2),求an.
62
62
C
当堂检测
C
64
√
A.a1 B.a9 C.a10 D.不存在
66
8.如图是某省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊病例变化曲线图.
若该省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊人数按日期顺序排列构成数列{an},{an}的前n项和为Sn,则下列说法中正确的是
A.数列{an}是递增数列
B.数列{Sn}是递增数列
C.数列{an}的最大项是a11
D.数列{Sn}的最大项是S11
√
思考1:数列1,2,3,4,5,数列5,3,2,4,1与
集合{1,2,3,4,5}有什么区别?
练习.已知数列{an}的通项公式为an=n2-n-30.
(1)求数列的前三项,60是此数列的第几项?
(2)n为何值时,an=0,an>0,an<0?
(1),2,,8,,…;
(2)1,-3,5,-7,9,…;
(3)1,11,111,1111,…;
(4),…;
(5)-,-,…;
(6)4,0,4,0,4,0,….
(1)1,;
(2)2,4,6,8;
(3)3,5,9,17;
(4);
(5)7,77,777,7 777.
Chart6
1
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3
4
5
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4
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0
0
0
0
0
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Sheet2
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31.0
42.5
45.9
147.5
381.4
696.0
1154.4
2367.3
Sheet2
Sheet3
x y
1 3
2 4
3 5
4 6
5 7
6 8
7 9
x y
1 1
2 0
3 0
4 0
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Chart5
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0.333
0.2
0.143
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2 11
3 11
4 11
5 11
6 11
7 11
8 11
9 11
10 11
11 11
12 11
Sheet1
y
Sheet2
Sheet3
19.4
31.0
42.5
45.9
147.5
381.4
696.0
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2367.3
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2 0
3 0
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y
y
1.下列数列中,既是无穷数列又是递增数列的是( )
A.1,eq \f(1,3),eq \f(1,32),eq \f(1,33),…
B.sineq \f(π,13),sineq \f(2π,13),sineq \f(3π,13),sineq \f(4π,13),…
C.-1,-eq \f(1,2),-eq \f(1,3),-eq \f(1,4),…
D.1,2,3,4,…,30
3.数列{an}中,an=-n2+11n,则此数列最大项的值是( )
A.eq \f(121,4)
B.30
C.31
D.32
4.已知数列{eq \f(2n,3n+1)},那么这个数列是( )
A.递增数列
B.递减数列
C.摆动数列
D.常数列
变式:已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(n2,n2+1).求证:此数列为递增数列.
(2)利用作商比较法
①若an>0则
当eq \f(an+1,an)>1时,数列{an}是递增数列;
当eq \f(an+1,an)<1时,数列{an}是递减数列;
当eq \f(an+1,an)=1时,数列{an}是常数列.
②若an<0,则
当eq \f(an+1,an)<1时,数列{an}是递增数列;
当eq \f(an+1,an)>1时,数列{an}是递减数列.
③当eq \f(an+1,an)=1时,数列{an}是常数列.
(2)已知数列{an}的通项公式an=(n+1)(n∈N*),试问数列{an}有没有最大项?若有,求出最大项和最大项的项数;若没有,请说明理由.
(2)数列{an}的通项计算an+1-an确定单调性求解最大(小)项
求数列{an}的最大小项的方法
一是利用判断函数增减性的方法,先判断数列的增减情况,再求数列的最大项或最小项;如本题利用差值比较法来探讨数列的单调性,以此求解最大项.
二是设ak是最大项,则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(ak≥ak-1,,ak≥ak+1,))对任意的k∈N*且k≥2都成立,解不等式组即可.
拓展提升
1.已知函数f(x) =eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(3-ax-6,x≤10,,ax-9,x>10.))若数列{an}满足an=f(n),n∈N*,且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A.(1,3)
B.(1,2]
C.(2,3)
D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(14,11),3))
2.已知数列{an}满足an=n2+λn(n∈N*),且对任意n∈N*,an<an+1恒成立,则实数λ范围是______
4.已知数列{an} ,其通项公式为an=3n2-n(n∈N*),请用多种方法
判断数列{an}的单调性.
3.已知数列{an}的通项公式是an=eq \f(1,n2+5n+4).
(1)你能判断该数列是递增的,还是递减的吗?
(2)该数列中有负数项吗?
练习:如图所示的图案中,白色正六边形的个数依次构成一个数列的前3项,写出这个数列的一个通项公式。你能仿照例4写出写出这个数列满足的递推公式吗?
问题4:(1)仅由数列{an}的关系式an=an-1+2(n≥2,n∈N*)就能确定这个数列吗?
(2)已知由数列{an}的a1=1,a2=2,且an=an-1+an-2 (n>2,n∈N*)能确定这个数列吗?
快速计算(请把正确的答案写在横线上)
(1)数列{an}中,a1=-2,an+1=an-5,则a4=________.
(2)数列{an}中,a1=1,且an+1=nan,则a3=________.
(3)数列{an}中,若an+1-an-n=0,则a2021-a2020=________.
例6.若数列{an}满足a1=2,an+1=eq \f(1+an,1-an),
(1)写出这个数列的前5项.
(2)该数列的前2 019项的乘积a1·a2·…·a2 019=?
2.已知数列{an}满足an+1=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2an0<an<\f(1,2),2an-1\f(1,2)≤an<1)),若a1=eq \f(6,7),则a2019=( )
A.eq \f(6,7) B.eq \f(5,7)
C.eq \f(3,7)
D.eq \f(2,7)
1.数列{an}满足an+1=1-eq \f(1,an),且a1=2,则a2 020的值为( )
A.eq \f(1,2) B.-1 C.2 D.1
(3).数列{an}中,an+1=an+2-an,a1=2,a2=5,则a5=( )
A.-3 B.-11 C.-5 D.19
(4).已知a1=3,a2=6,且an+2=an+1-an,则 a2021=( )
A.3
B.6 C.-3
D.-6
跟踪训练1 (1)已知数列{an}的首项a1=1,且满足an+1=an+,则此数列的第3项是
A.1 B. C. D.
(2)已知数列{an}满足an+1=1-,且a1=2,则a2 020的值为
A. B.-1 C.2 D.1
【拓展提升】 已知数列{an}中,a1=1,a2=2,以后各项由
an=an-1+an-2(n≥3)给出.
(1)写出此数列的前5项;
(2)通过公式bn=eq \f(an,an+1)构造一个新的数列{bn},写出数列{bn}的前4项.
用an与Sn的关系求an的步骤
1先确定n≥2时an=Sn-Sn-1的表达式;
2再利用Sn求出a1a1=S1;
3验证a1的值是否适合an=Sn-Sn-1的表达式;
4写出数列的通项公式.
(3) Sn=eq \f(n+1,n)
跟踪训练3 已知数列:a1+3a2+32a3+…+3n-1an=eq \f(n,3),求an.
[探究问题]
1.某剧场有30排座位,从第一排起,往后各排的座位数构成一个数列{an},满足a1=20,an+1=an+2,你能归纳出数列{an}的通项公式吗?
2.对于任意数列{an},等式a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an都成立吗?若数列{an}满足:a1=1,an+1-an=2,你能求出它的通项an吗?
[提示] 等式a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an成立,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+=1+2(n-1)=2n-1.
3.若数列{an}中的各项均不为0,等式a1·eq \f(a2,a1)·eq \f(a3,a2)·…·eq \f(an,an-1)=an成立吗?若数列{an}满足:a1=3,eq \f(an+1,an)=2,则它的通项an是什么?
[提示] 等式a1·eq \f(a2,a1)·eq \f(a3,a2)·…·eq \f(an,an-1)=an成立.
按照eq \f(an+1,an)=2可得eq \f(a2,a1)=2,eq \f(a3,a2)=2,eq \f(a4,a3)=2,…,eq \f(an,an-1)=2(n≥2),将这些式子两边分别相乘可得eq \f(a2,a1)·eq \f(a3,a2)·eq \f(a4,a3)·…·eq \f(an,an-1)=2·2·…·2.
则eq \f(an,a1)=2n-1,所以an=3·2n-1(n∈N*).
提升2.已知数列{an}满足a1=-1,an+1=an+,n∈N*,求通项公式an.
提升4.在数列{an}中,a1=1,an=an-1(n≥2),求数列{an}的通项公式.
提升1 在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于
A. B. C. D.
提升3 (1)已知数列{an}满足a1=1,an=an-1+-(n≥2),
求an.
由数列的递推公式求通项公式时,若递推关系为an+1=an+fn或an+1=gn·an,则可以分别通过累加或累乘法求得通项公式,即:
1累加法:当an=an-1+fn时,常用an=an-an-1+an-1-
an-2+…+a2-a1+a1求通项公式;
2累乘法:eq \f(an,an-1)当=gn时,常用an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·…·eq \f(a2,a1)·a1求通项公式.
数列通项公式的求法
(1)观察法.根据给出数列的前几项观察归纳;
(2)累加法.适合类型为an+1=an+f(n);
(3)累乘法.适合类型为an+1=anf(n);
(4)利用an与Sn关系,即an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2.))
2.已知数列{an}满足a1=1,an=an-1+3(n≥2),则数列的通项公式an=( )
A.3n+1 B.3n C.3n-2 D.3(n-1)
1.数列2,4,6,8,10,…的递推公式是( )
A.an=an-1+2(n≥2)
B.an=2an-1(n≥2)
C.a1=2,an=an-1+2(n≥2)
D.a1=2,an=2an-1(n≥2)
3.下表是用列表法定义的函数f(x).在数列{an}中,
an+1=f(an)(n∈N*),且a1=2,则a3等于( )
x
1
2
3
4
5
6
f(x)
3
4
6
2
1
5
A.1
B.2
C.3
D.4
5.已知数列{an}中,a1=2,an+1=an+lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,n))),求an.
6.已知数列{an}的前n项和Sn满足n=log2(Sn-1),
求其通项公式an.
7.已知数列{an}满足a1>0,且an+1=an,则数列{an}的最大项是
4.数列{an}满足an+1=eq \f(1,1-an),a8=2,则a1=________.
素养提升:
9.已知数列{an}满足:a1=m(m为正整数),an+1=
若a4=4,求m所有可能的取值.
$$