4.1 第1课时数列的概念与简单表示法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)

2025-02-27
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内容正文:

书 学案及练案部分   参考答案 [学案部分] 第四章  数列 4. 1  数列的概念 第1课时  数列的概念与简单表示法 必备知识·探新知     知识点1:1.确定的顺序  2.每一个数  3. n 练一练:     1 012  令2n - 1 = 2 023,解得n = 1 012. 知识点2:正整数集N   第n项an   an = f(n)  依次取值 {an}     练一练:     56   ∵ f(n)= 1 n + 1 + 1 n + 2 + 1 n + 3 +…+ 1 3n, ∴ f(1)= 11 + 1 + 1 1 + 2 = 1 2 + 1 3 = 5 6 . 知识点3:一个式子     练一练:     1. - 6  a4 = 4 2 - 7 × 4 + 6 = - 6. 2. an = 2n - 1 知识点4:有限  无限  大于  小于  相等     练一练:     A  关键能力·攻重难     例1:(1)C  根据数列的相关概念,可知数列4,7,12 ,槡5,4 是数列,故A错误.同一个数在一个数列中可以重复出现,故B 错误.由无穷数列的概念可知C正确.当a,b都代表数时,能构 成数列,当a,b中至少有一个不代表数时,不能构成数列,因为 数列是按确定的顺序排列的一列数,故D错误. (2)C  D是有穷数列,A是递减数列,B是摆动数列,故 选C. 对点训练1:(1)D  ①是错误的,例如无穷个3构成的常数 列3,3,3,…的各项都是3;②是错误的,数列- 1,0,1与数列1, 0,- 1各项的顺序不同,即表示不同的数列;③是正确的,故 选D. (2)①  ②③④⑤   ①②   ③   ⑤   ①是有穷递增数列, ②是无穷递增数列,③是无穷递减数列,④是无穷数列,也是摆 动数列;⑤是无穷数列,也是常数列.     例2:(1)an = 2 n - 1 2n . (2)an = n 2 2 . (3)an = 1 +(- 1) n 2 . (4)an = - 1n (n = 2k - 1), 3 n (n = 2k{ ) (其中k∈N),由于1 = 2 - 1, 3 = 2 + 1,所以数列的通项公式可合写成an = (- 1)n ·2 +(- 1) n n . (5)an = 13 (10 n - 1). 对点训练2:(1)an =(- 1)n + 1(2n - 1). (2)an =(n + 1) 2 - n 2n + 1 . (3)an = 59 (10 n - 1). (4)an = n 2 n + 2.     例3:(1)a4 = 3 × 16 - 28 × 4 = - 64,a6 = 3 × 36 - 28 × 6 = - 60. (2)令3n2 - 28n = - 49,解得n = 7或n = 73 (舍去), 所以n = 7,即- 49是该数列的第7项. 令3n2 - 28n = 68,解得n = 343或n = - 2. 因为343 N ,- 2N,所以68不是该数列的项. (3)an = n(3n - 28),令an < 0,又n∈N,解得n = 1,2,3,4, 5,6,7,8,9,即数列{an}中有9个负数项. 对点训练3:(1)B  由题意令an = n2 - n = 2,可得n = 2(负 值舍去),为正整数,即2是{an}的项;同理令an = n2 - n = 40,可 得n不为正整数,即40不是{an}的项;令an = n2 - n = 56,可得n = 8(负值舍去),为正整数,即56是{an}的项;令an = n2 - n = 90,可得n = 10(负值舍去),是正整数,即90是{an}的项.故 选B. (2)①因为an = 4n2 + 3n, 所以a4 = 442 + 3 × 4 = 1 7 , a6 = 4 62 + 3 × 6 = 227 . ②令4 n2 + 3n = 110,则n 2 + 3n - 40 = 0,解得n = 5或n = - 8, 注意到n∈N, 故将n = - 8舍去,所以110是该数列的第5项.     例4:3或4  nan = n(n - 7)= n2 - 7n = n -( )72 2 - 494 . 因为n∈N,所以n = 3或n = 4时,数列{nan}的项最小. 课堂检测·固双基 1. C   数列2,43 , 8 5 , 16 7 , 32 9 ,…可写成 21 2 × 1 - 1, 22 2 × 2 - 1, 23 2 × 3 - 1, 24 2 × 4 - 1, 25 2 × 5 - 1,…,所以通项公式an = 2n 2n - 1.故 选C. 2. B 3. C  依题意知,a5 - a4 (= 15 + 1 + 15 + 2 +…+ 1 )2 × 5 (- 14 + 1 + 14 + 2 +…+ 1 )2 × 4 = 19 + 110 - 15 = 190 .故选C. 4. an = n2 + n 2   由题图可知an = an - 1 + n,n≥2,∴ an - an - 1 = n                                                               , —117— ∴ a2 - a1 = 2,a3 - a2 = 3,a4 - a3 = 4,…,an - an - 1 = n,∴ an - a1 = (n - 1)(2 + n) 2 ,则an = n2 + n 2 ,当n = 1时,也成立. 5.令n(n + 1)= 419, ∴ n2 + n - 419 = 0, 此方程无正整数解,故419不是数列中的项. 令n(n + 1)= 420,∴ n2 + n - 420 = 0, ∴ (n - 20)(n + 21)= 0,∵ n∈N +,∴ n = 20. 故420是数列中的第20项. 第2课时  数列的通项公式与递推公式 必备知识·探新知     知识点1:n  相邻两项  多项 练一练:     13 知识点2:1. a1 + a2 +…+ an 2. S1,n = 1 Sn - Sn - 1,n≥{ 2     练一练:     B  Sn = n 3 - 2n2a1 = - 1, 方法一:当n≥2时, an = Sn - Sn - 1 = n 3 - 2n2 - n( )- 1 3 + 2 n( )- 1 2 = n3 - 2n2 - n3 + 3n2 - 3n + 1 + 2n2 - 4n + 2 = 3n2 - 7n + 3, ∴ a5 = 43,a6 = 69, ∴ a5 + a6 = 112. 方法二:∵ Sn = n3 - 2n2, ∴ S6 = 6 3 - 2 × 62 = 144,S4 = 43 - 2 × 42 = 32, ∴ a5 + a6 = S6 - S4 = 112, 故选B. 关键能力·攻重难     例1:(1)C   因为数列{an}满足a1 = 1,an + 1 = 2an + 1 (n∈N),所以a2 = 2a1 + 1 = 2 + 1 = 3,a3 = 2a2 + 1 = 6 + 1 = 7, a4 = 2a3 + 1 = 14 + 1 = 15. (2)8  由题知a3 = a2 + a1 =3,a4 = a3 + a2 =5,a5 = a4 + a3 =8. (3)①因为a1 = 0,a2 = 1,a3 = 4,a4 = 9,a5 = 16,所以an =(n - 1)2 . ②因为a1 = 1,a2 = 23 ,a3 = 1 2 = 2 4 , a4 = 2 5 ,a5 = 1 3 = 2 6 ,所以an = 2 n + 1. ③因为a1 = 3 = 1 + 2 × 30, a2 = 7 = 1 + 2 × 3 1, a3 = 19 = 1 + 2 × 3 2, a4 = 55 = 1 + 2 × 3 3, a5 = 163 = 1 + 2 × 3 4, 所以an = 1 + 2 × 3n - 1 . 对点训练1:C  由an + 1 = 1 - 1an及a1 = 2,得a2 = 1 2 ,a3 = - 1,a4 = 2,至此可发现数列{an}是周期为3的周期数列:2,12 , - 1,2,12 ,- 1,…. 而2 020 = 673 × 3 + 1,故a2 020 = a1 = 2.     例2:(1)an + 1 - an = ln 1 + 1( )n = ln(1 + n)- ln n,a1 = 2, a2 - a1 = ln 2,a3 - a2 = ln 3 - ln 2, a4 - a3 = ln 4 - ln 3,… an - an - 1 = ln n - ln(n - 1)(n≥2), 以上各式相加得an = 2 + ln 2 +(ln 3 - ln 2)+…+[ln n - ln(n - 1)]. 所以an = 2 + ln n(n≥2). 因为a1 = 2也适合上式, 所以an = 2 + ln n. (2)因为a1 = 1, an = 1 - 1( )n an - 1(n≥2), 所以anan - 1 = n - 1 n ,an = an an - 1 ·an - 1an - 2· an - 2 an - 3 ·…·a3a2· a2 a1 ·a1 = n - 1n · n - 2 n - 1· n - 3 n - 2·…· 2 3· 1 2·1 = 1 n . 又因为n = 1时,a1 = 1, 符合上式,所以an = 1n . 对点训练2:(1)C  由题意得an + 1n + 1 - an n = ln(n + 1)- ln n, 令n分别为1,2,3,…,n - 1,累加得ann - a1 1 = ln n - ln 1 = ln n, an n = 2 + ln n,∴ an =(2 + ln n)n,故选C. (2)B  a2 = 22 - 2 + 1 = 3,a3 = 9 - 6 + 1 = 4, 所以可猜想an = n + 1. 故选B.     例3: 13 2 ,n = 1, 2n - 12 ,n≥2{ .   当n = 1时,a1 = S1 = 132 ;当n≥2 时,an = Sn - Sn -1 = n2 + 12 n( )+5 [- (n -1)2 + 12 (n - 1) ]+ 5 =2n - 12 . 又2 × 1 - 12 = 3 2 ≠a1, 所以数列{an}的通项公式为an = 13 2 ,n = 1, 2n - 12 ,n≥2{ . 对点训练3:2 × 3n - 1   因为a4 = S4 - S3 = a1(3 4 - 1) 2 - a1(33 - 1) 2 = a1 2 (81 - 27)= 27a1 = 54,所以a1 = 2,所以Sn = 3 n -1.当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 = 3n - 1 -(3n - 1 - 1)= 2 × 3n - 1 .当 n = 1时,a1 = 2 = 2 × 31 -1,符合上式. 故数列{an}的通项公式为an = 2 × 3n - 1 .     例4:方法一:an = 3n2 - n,an + 1 = 3(n + 1)2 -(n + 1), 则an + 1 - an = 3(n + 1)2 -(n + 1)-(3n2 - n)= 6n + 2 > 0 (n∈N), 即an + 1 > an,故数列{an}是递增数列. 方法二:an = 3n2 - n,an + 1 = 3(n + 1)2 -(n + 1), 则an + 1an = 3(n + 1)2 -(n + 1) 3n2 - n = n + 1n · 3n + 2 3n - 1 > 1(n∈N ). 又易知an > 0,故an + 1 > an,即数列{an}是递增数列                                                                      . —118— 书 ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 第四章   数列 4. 1  数列的概念 第1课时  数列的概念与简单表示法 !"#$%&'( 课程标准 1.通过日常生活和数学中的实例,了解数列的概念、表示方法(列表、图象、通项公式)以及数 列的分类. 2.了解数列是一种特殊函数,并能通过函数思想研究数列的性质. 3.理解数列的通项公式的意义,并学会求一些简单数列的通项公式. 学法解读 1.了解数列的概念和数列的几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式),会根据数列的前几 项写出数列的通项公式.(数学抽象、逻辑推理) 2.理解数列的通项公式,并能够根据通项公式求数列中的某些项.(数学运算) 3.用函数思想理解数列,掌握数列的单调性,要求能够对数列进行合理分类,以提高学生分析 问题和解决问题的能力.(数学抽象、逻辑推理) )*+,%-.+                                数列的概念     1.定义:按确定的顺序  排列的一列数叫 做数列. 2.项:数列中的每一个数  叫做这个数列 的项. 3.形式:a1,a2,a3,…,an,…,简记为{an}, 其中an是数列的第n  项,第1项也叫做首项.     练一练:已知数列1,3,5,…,2n - 1,…则 2 023是数列中的第1 012  项. 数列与函数的关系     数列{an}是从正整数集N  (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an = f(n)  .也就是说,当自变量从1开始,按 照从小到大的顺序依次取值    时,对应的一 列函数值f(1),f(2),…,f(n),…就是数列 {an}  .另一方面,对于函数y = f(x),如果f(n) (n∈N)有意义,那么f(1),f(2),…,f(n),… 构成了一个数列{f(n)}                  . !!" # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 想一想:数列与函数有怎样的区别与联系? 提示:(1)以前我们学过的函数的自变量通 常是连续变化的,而数列是自变量为离散的数 的函数. (2)数列是以正整数作为自变量的特殊函 数,因此在解决数列问题时,要善于利用函数的 知识、函数的观点、函数的思想方法. (3)要注意数列的特殊性(离散型).由于 数列的定义域是N(或它的有限子集{1,2,…, n}),所以数列的值域是一系列孤立的实数组成 的集合.     练一练:已知f(n)= 1n + 1 + 1 n + 2 + 1 n + 3 + …+ 13n(n∈N +),则f(1)=       . 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通项公式.     想一想:数列的通项公式的本质是什么? 提示:数列的通项公式实际上是一个以正 整数集N或它的有限子集{1,2,…,n}为定义 域的函数的解析式.同“所有函数不一定都有解 析式”类似,并不是所有数列都有通项公式,如 槡2精确到1,0. 1,0. 01,0. 001,…的近似值构成 的数列1,1. 4,1. 41,1. 414,…就没有通项公式. 有些数列的通项公式可以有多个,即不唯一.     练一练: 1.数列{an}的通项公式是an = n2 - 7n + 6, 则a4 = - 6  . 2.数列1,3,5,7,…的通项公式为      an = 2n - 1  . 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 按项的 变化趋势 递增数列从第2项起,每一项都大于 它的前一项的数列 递减数列从第2项起,每一项都小于 它的前一项的数列 常数列 各项都相等  的数列 摆动数列 从第2项起,有些项大于它的 前一项,有些项小于它的前一 项的数列     练一练:下列说法中正确的是 (A ) A.数列1,- 2,3,- 4,…是一个摆动数列 B.数列1,2,…,2 023是无穷数列 C.{an}与an是相同的概念 D.数列- 2,3,6,8可以表示为{- 2,3,6, 8                                                } /012%345 题型探究 题型一 数列的概念及分类                                1.(1)下列说法正确的是 (C ) A. 4,7,12,槡5,4不是数列 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,…是无穷数列 D. a,- 3,- 1,1,b,5,7,9,11能构成数列 (2)下列四个数列中,既是无穷数列又是递 增数列的是 (C ) A. 1,12, 1 3, 1 4,… B. sin π7,sin 2π 7 ,sin 3π 7 ,… C. - 1,- 12,- 1 4,- 1 8,… D. 1,槡2,槡3,…,槡21     [规律方法]  解答数列概念题要紧扣相关 定义,观察数列的项数特征,确定是有穷数列还是 无穷数列,观察项的特点、变化规律确定增减性、周 期性,也可以借助函数的单调性判断数列的增减. 对点训练? (1)                   下列有关数列的说法 !!# ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 正确的是 (D ) ①同一数列的任意两项均不可能相同; 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 (2)已知下列数列: ①2,22,222,2 222; ②0,12, 2 3,…, n - 1 n ,…; ③1,13, 1 9,…, 1 3n -1 ,…; ④ - 1,0,- 1,0,…,(- 1) n - 1 2 ,…; ⑤a,a,a,a,…. 其中,有穷数列是①  ,无穷数列是②③ ④⑤  ,递增数列是①②  ,递减数列是③  ,常 数列为⑤  .(将正确的序号填在横线上) 题型二 归纳数列的通项公式 2.写出下列数列{an}的一个通项公式: (1)12, 3 4, 7 8, 15 16, 31 32,…; (2)12,2, 9 2,8, 25 2 ,…; (3)0,1,0,1,0,1,…; (4)- 1,32,- 1 3, 3 4,- 1 5, 3 6,…; (5)3,33,333,3 333,…. 【分析】  考查各项的结构特点,联想基本 数列. (1)分母依次是2,4,8,…,即2n,而分子比分 母少1. (2)将分母统一为2,分子恰为平方数. (3)这是个摆动数列,可寻找其平衡位置, 并用(- 1)n去调节. (4)此数列的每一项都分为三部分:分子、分 母、符号.奇数项都为负,且分子都是1,偶数项为 正,且分子都是3,分母依次是1,2,3,4,…,正负 号可以用(-1)n调节. (5)将数列各项写为93, 99 3 , 999 3 ,….     [尝试作答        ]     [规律方法]  一些基本数列的通项公式应 当牢记在心. 数列{an} 通项公式 1,2,3,4,… an = n 2,4,6,8,… an = 2n 1,3,5,7,… an = 2n - 1 1,4,9,16,… an = n2 2,4,8,16,… an = 2n 1,12 , 1 3 , 1 4 ,… an = 1 n 2,6,12,20,… an = n·(n + 1) 1,- 1,1,- 1,… an =(- 1)n - 1 9,99,999,9 999,… an = 10n - 1 1,1,1,1,… an = 1     对点训练? 写出下列数列{an}的一个 通项公式: (1)1,- 3,5,- 7,9,…; (2)2 2 - 1 3 , 32 - 2 5 , 42 - 3 7 , 52 - 4 9 ,…; (3)5,55,555,5 555,…; (4)13,1, 9 5, 8 3,…                                                                       . !!$ # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 题型三 数列中的项的求解与判断 3. 已知数列{an }的通项公式为 an = 3n 2 - 28n. (1)写出数列的第4项和第6项; (2)- 49是否为该数列的一项?如果是, 是哪一项?68是否为该数列的一项呢? (3)数列{an}中有多少个负数项? [分析]  (1)分别将n = 4,n = 6代入通项 公式,即可求得a4,a6;(2)令an = - 49,an = 68, 分别求得n的值,若n∈N,则是数列的项,否 则不是该数列的项;(3)令an < 0,求出n的范 围,范围内正整数的个数即数列{an}中负数项 的个数.     [尝试作答         ]     [规律方法]  判断某数是否为数列中的项 的方法及步骤 (1)将所给项代入通项公式中. (2)解关于n的方程. (3)若n为正整数,说明某数是该数列的 项;若n不是正整数,则不是该数列的项. 对点训练? (1)已知数列{an}的通项 公式为an = n2 - n,则下列各数中不是数列中的 项的是 (B ) A. 2      B. 40      C. 56      D. 90 (2)已知数列{an}的通项公式为an = 4 n2 + 3n . ①写出数列的第4项和第6项; ②试问110是该数列的项吗?若是,是第几 项?若不是,请说明理由. 易错警示     忽视数列中n的取值范围致误 4.已知数列{an}的通项公式为an = n -7,则数 列{nan}的最小项为第3或4  项. [错解]  72     [正解                                                                                  ] !!% ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 6789%:;<                                1.数列2,43, 8 5, 16 7 , 32 9 ,…的一个通项公式an = (C ) A. 2n2n - 1 B. 2n n C. 2 n 2n - 1 D. 2n 2n + 1 2.数列槡2,槡5,2槡2,槡11,…,则2槡5是该数列的 (B ) A.第6项 B.第7项 C.第10项 D.第11项 3.若数列an = 1n + 1 + 1 n + 2 +…+ 1 2n,则a5 - a4 = (C ) A. 110 B. - 1 10 C. 1 90 D. 19 90 4.下列关于星星的图案的个数构成数列{an}, 则数列{an}的一个通项公式是          . 5.已知数列{an}的通项公式为an = n(n + 1), 判断419和420是否为数列中的项?若是,是 数列中的第几项? 请同学们认真完成练案[1                          ] 第2课时  数列的通项公式与递推公式 !"#$%&'( 课程标准 1.借助教材实例理解递推公式的含义. 2.能根据递推公式确定数列的前几项. 学法解读 1.了解数列递推公式的概念,知道递推公式是给出数列的一种方法.(数学抽象) 2.能根据数列的递推公式写出数列.(逻辑推理) 3.会应用数列的前n项和公式求数列的通项公式.(逻辑推理、数学运算) )*+,%-.+                                数列的递推公式 数列的表示法 意义 结构 通项公式 an可以用关于n  的式子表示 an = f(n) 递推公式 数列的相邻两项  或 多项  之间的关系可 以用一个式子表示 an = f(an - 1) (n > 1)     想一想:递推公式与通项公式有怎样的区 别与联系? 提示:(1)与“不一定所有数列都有通项公 式”一样,并不是所有的数列都有递推公式             . !!&

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4.1 第1课时数列的概念与简单表示法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)
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4.1 第1课时数列的概念与简单表示法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)
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