内容正文:
§1 数列的概念及其函数特性
1.1 数列的概念
课程标准 素养解读
1.了解数列通项公式的概念.
2.能根据通项公式确定数列的某一项.
3.能根据数列的前几项写出数列的一个通项
公式.
1.通过数列基本概念的学习培养数学抽象的核心素养.
2.通过数列通项公式的概念培养逻辑推理的核心素养.
[情境引入]
古语云:“勤学如春起之苗,不见其
增,日有所长”,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.那么什
么叫数列呢?
[知识梳理]
[知识点一] 数列的有关概念
1.数列的有关概念
数列 按 排列的一列数叫作数列
项 数列中的 叫作这个数列的项
首项 数列的 常称为首项
通项 数列中的 叫数列的通项
2.数列的表示
(1)一般形式:a1,a2,a3,,an,;
(2)字母表示:上面数列也可记为 .
3.数列的分类
分类标准 名称 含义 举例
按项的
个数
有穷
数列
项数有限
的数列
1,2,3,4,,n
无穷
数列
项数无限
的数列
1,4,9,,n2,
1.(1)数列的项和它的项数是否相同?
(2)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?
[知识点二] 通项公式
如果数列{an}的第n项an 与n 之间的函数关系
可以用一个式子表示成 ,那么这个式子就叫
作这个数列的通项公式,数列的通项公式就是相应函
数的解析式.数列可以看作是定义域为正整数集 N+
(或其子集)的函数,
2.(1)若an=2n-1,则a2+a3 的值是什么?
(2)数列的通项公式an=f(n)与函数解析式y=
f(x)有什么异同?
[预习自测]
1.判断下列说法是否正确,(正确的打“√”,错误的打
“×”)
(1)数列1,2,3,5,7可表示为{1,2,3,5,7}.( )
(2)数列的项不能相等. ( )
(3)数列可以用图形表示. ( )
(4)数列的通项公式不唯一. ( )
1
第一章 数 列
2.下列各项表示数列的是( )
A. △, ○, ☆, □
B.2020, 2021, 2022,2023
C.锐角三角形、直角三角形、钝角三角形
D.a+b, a-b, ab, λa
3.已知数列{an}的通项公式是an=n2+1,则122是
该数列的 ( )
A.第9项 B.第10项
C.第11项 D.第12项
4.数列2,4,6,8,的通项公式为 .
数列的概念及分类
[例1] (1)下列说法错误的是 ( )
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
(2)下列各组元素能构成数列吗? 如果能,构成的
数列是有穷数列,还是无穷数列? 并说明理由.
①8,8,8,8;
②-3,-1,1,x,5,7,y,11;
③当n取1,2,3,4,时,(-1)n 的值排成的一列数.
数列及其分类的判定方法
1.判断所给的对象是否为数列,关键看它们是不
是按一定次序排列的数.
2.判断所给的数列是有穷数列还是无穷数列,只
需观察数列含有限项还是无限项,若数列含有
限项,则是有穷数列,否则是无穷数列.
[变式训练]
1.(1)(多选)下面四个结论正确的是 ( )
A.数列1,2,3,4和数列1,3,4,2是相同的数列
B.数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有
限子集{1,2,3,,n})上的函数
C.数列{2n+1}的第6项是13
D.数列的项数是无限的
(2)下列各题哪些是数列? 若是数列,则哪些是有
穷数列? 哪些是无穷数列?
①{1,3,5,7,9};②4,3,2,1,0;
③1,2,3,4,;④2,2,2,2,2.
由数列的前几项写通项公式
[例2] 写出下列数列的一个通项公式,使它的前四
项为下列各数.
(1)112
,223
,334
,445
,;
(2)11,102,1003,10004,;
(3)9,99,999,9999,;
(4)12
,2,92
,8,252
,
[思路点拨] ①求数列的通项公式时,应考虑将
个别项或各项进行适当的变形;②数列的通项公
式不唯一.
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,可将各项同时加上或减去一
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.
[变式训练]
2.写出下列数列的一个通项公式:
(1)0,3,8,15,24,;
(2)1,-3,5,-7,9,;
(3)1,11,111,1111,.
2
数学(BS)选择性必修第二册
数列通项公式的应用
[例3] 已知数列{an}的通项公式为an=3n2-28n.
(1)写出此数列的第4项和第6项;
(2)问-49是否是该数列的一项? 如果是,应是哪
一项? 68是否是该数列的一项?
[思路点拨] (1)将n=4,n=6分别代入an 求出
数值即可;
(2)由3n2-28n=-49和3n2-28n=68,求得n
是否为正整数并判断.
[母题探究]
若本例中的条件不变,
(1)试写出该数列的第3项和第8项;
(2)问20是不是该数列的一项? 若是,应是哪
一项?
1.由通项公式写出数列的指定项,主要是对n进
行取值,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.判断一个数是否为该数列中的项,其方法是可
由通项公式等于这个数求方程的根,根据方程
有无正整数根便可确定这个数是否为数列中
的项.
3.在用函数的有关知识解决数列问题时,要注意
它的定义域是 N+(或它的有限子集{1,2,3,
,n})这一约束条件.
[变式训练]
3.数列{an}的通项公式是an=
n2-21n
2
(n∈N+).
(1)0和1是不是数列{an}中的项? 如果是,那么是
第几项?
(2)数列{an}中是否存在连续且相等的两项? 若存
在,分别是第几项?
[当堂达标]
1.下列有关数列的说法正确的是 ( )
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.已知数列-1,14
,-19
,,(-1)n1
n2
,,则它的
第6项的值为 ( )
A.16 B.-
1
6
C.-136 D.
1
36
3.若数列{an}的通项公式是an =3-2n,则a2n =
,
a2
a3
= .
4.已知数列{n(n+2)}.
(1)写出这个数列的第8项和第20项;
(2)323是不是这个数列中的项? 如果是,是第
几项?
学习至此,请完成配套训练
3
第一章 数 列
参 考 答 案
第一章 数列
§1 数列的概念及其函数特性
1.1 数列的概念
课前预习学案
知识梳理
知识点一、1.一定次序 每一个数 第1项 第n项an
2.(2){an}
[思考]
1.[提示] (1)数列的项与它的项数是不同的概念.数列的项
是指这个数列中的某一个确定的数,是一个函数值,而项数
是指该数列中的项的总数.(2)数列1,2,3,4,5和数列5,3,2,
4,1为两个不同的数列,因为二者的元素顺序不同,而集合
{1,2,3,4,5}与这两个数列也不相同,一方面形式上不一致,
另一方面,集合中的元素具有无序性.
知识点二、an=f(n)
[思考]
2.[提示] (1) 因为an=2n-1,所以a2=2×2-1=3,a3=
2×3-1=5,则a2+a3=3+5=8.
(2)相同之处是:数列可以看成以正整数集N+(或它的有限
子集{1,2,3,,n})为定义域的函数an=f(n),当自变量按照
从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.不同之处
是定义域:数列中的n必须是从1开始且连续的正整数,函
数的定义域可以是任意非空数集.
预习自测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.B [数列是指按照一定次序排列的一列数,而不能是图形、
文字、向量等,只有B项符合.]
3.C [由n2+1=122,得n2=121,所以n=11.]
4.解析:由2=2×1,4=2×2,6=2×3,8=2×4,得该数列的通
项公式为an=2n.
答案:an=2n
课堂互动学案
[例1] (1)[解析] 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.
[答案] B
(2)解:①能构成数列,且构成的是有穷数列.
②当x,y代表数时是数列,此时构成的是有穷数列;当x,y
中有一个不代表数时,便不能构成数列,这是因为数列必须
是由一列数按一定的顺序排列组成的.
③能构成数列,且构成的是无穷数列.所构成的数列是-1,
1,-1,1,.
变式训练
1.(1)BC [对A,因为数列的项是有顺序的,所以两个数列是
不同的数列,A错误;对B,由数列和函数的关系可知B正确;
对C,由数列的表示可知C正确;对D,因为数列的项数可以
是有限的也可以是无限的,所以D错误.]
(2)解:①是集合,不是数列;②③④是数列;②④是有穷数列,
③是无穷数列.
[例2] [解] (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12
,2
3
,3
4
,4
5
,,与序号
n的关系是 nn+1
,所以这个数列的一个通项公式是an=n+
n
n+1=
n2+2n
n+1
(n∈N+).
(2)这个数列可以改写为10+1,100+2,1000+3,10000+4,
,所以这个数列的一个通项公式是an=10n+n(n∈N+).
(3)这个数列可以改写为10-1,100-1,1000-1,10000-1,
,所以这个数列的一个通项公式是an=10n-1(n∈N+).
(4)将每一项都统一写成分母为2的分数,即12
,4
2
,9
2
,16
2
,
25
2
,,所以它的一个通项公式是an=
n2
2
(n∈N+).
变式训练
2.解:(1)观察数列中的数,可以看到0=1-1,3=4-1,8=9-
1,15=16-1,24=25-1,,所以它的一个通项公式是an=
n2-1(n∈N+).
(2)数列各项的绝对值为1,3,5,7,9,,是连续的正奇数,并
且数列的奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式
为an=(-1)n+1(2n-1)(n∈N+).
(3)原数列的各项可变为 19×9
,1
9×99
,1
9×999
,1
9×9
999,,易知数列9,99,999,9999,的一个通项公式为an=
10n-1,所以原数列的一个通项公式为an=
1
9
(10n-1)(n∈
N+).
[例3] [解] (1)a4=3×42-28×4=-64,a6=3×62-
28×6=-60.
(2)由3n2-28n=-49,解得n=7或n=73
(舍去),所以
-49是该数列的第7项;由3n2-28n=68解得n=-2
或n=343
,均不合题意,所以68不是该数列的项.
母题探究
[解] (1)因为an=3n2-28n,所以a3=3×32-28×3=
-57,a8=3×82-28×8=-32.
(2)令3n2-28n=20,解得n=10或n=-23
(舍去),所以
20是该数列的第10项.
变式训练
3.解:(1)若0是{an}中的第n项,则
n2-21n
2 =0
,
因为(n∈N+),所以n=21.所以0是{an}中的第21项.
若1是{an}中的第n项,则
n2-21n
2 =1
,
所以n2-21n=2,即n2-21n-2=0.
因为方程n2-21n-2=0不存在正整数解,所以1不是
{an}中的项.
(2)假设{an}中存在第 m 项与第m+1项相等,即am=
am+1,
m2-21m
2 =
(m+1)2-21(m+1)
2
,解得m=10.
所以数列{an}中存在连续且相等的两项,即第10项与第
11项.
67
数学(BS)选择性必修第二册
当堂达标
1.D [①错误,例如无穷个3构成的常数列3,3,3,的各
项都是3;②错误,数列-1,0,1与数列1,0,-1各项的顺
序不同,表示不同的数列;③正确.]
2.D [由题设,数列的通项公式为(-1)n1
n2
,∴当n=6
时,该项为(-1)6×1
62
=136.
]
3.解析:根据通项公式我们可以求出这个数列的任意一项.
因为an=3-2n,所以a2n=3-22n=3-4n,
a2
a3
=3-2
2
3-23
=15.
答案:3-4n 15
4.解:(1)an=n(n+2)=n2+2n,所以a8=82+2×8=80,
a20=202+2×20=440.
(2)由an=n2+2n=323,解得n=17或n=-19(舍去).
所以323是数列{n(n+2)}中的项,是第17项.
12 数列的函数特性
课前预习学案
知识梳理
知识点一、列表法
[思考]
[提示] 若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,则函数an
=f(n)也 单 调 递 增,但 反 之 不 成 立,例 如f(x)=
x-54( )
2
,数列an=f(n)单调递增,但f(x)= x-
5
4( )
2
在[1,+∞)上不是单调递增.
预习自测
1.(1)× (2)× (3)√(4)√(5)×
2.B [an+1-an=[-(n+1)+1]-(-n+1)=-1<0,故
an+1<an,所以{an}是递减数列.]
3.C [由于函数f(x)= 13( )
x
是 减 函 数,故 数 列an=
1
3( )
n
是递减数列,故选C.]
4.解析:由题意知an+1-an=[k(n+1)-2]-(kn-2)=k
>0,即实数k的取值范围是(0,+∞).
答案:(0,+∞)
课堂互动学案
[例1] 解:(1)an=
2
2n-9
,令n=1,2,3,4,可得该数列的
前4项分别是a1=-
2
7
,a2=-
2
5
,a3=-
2
3
,a4=
-2.
(2)该数列的图像如图所示,
由图像可知,该数列在{1,2,3,4}上是递减的,在{5,6,
}上也是递减的.
变式训练
1.解:an=-n2+10n+11=-(n-5)2+36.
图像如图所示
由数列的图像可知,当1≤n≤5时数列递增;当n≥5时数
列递减.
[例 2] [解] ∵an =
n
3n+1
,∴an+1 =
n+1
3(n+1)+1
=n+13n+4.
法一:(作差法)an+1-an=
n+1
3n+4-
n
3n+1
=
(n+1)(3n+1)-n(3n+4)
(3n+4)(3n+1) =
1
(3n+4)(3n+1)
,
∵n∈N+,∴an+1-an>0,即an+1>an,
∴数列 n3n+1{ }为递增数列.
法二:(作商法)∵n∈N+,∴an>0.
∵
an+1
an
=
n+1
3n+4
n
3n+1
=
(n+1)(3n+1)
(3n+4)n =
3n2+4n+1
3n2+4n
=1+
1
3n2+4n
>1,∴an+1>an,∴数列
n
3n+1{ }为递增数列.
法三:(构造函数法)令ƒ(x)= x3x+1
(x≥1),
则ƒ(x)=13
3x+1-1
3x+1( )=
1
3 1-
1
3x+1( ),
∴函数ƒ(x)在[1,+∞)上是增函数,
∴数列 n3n+1{ }是递增数列.
变式训练
2.B [因为an=
n+c
n+1=1+
c-1
n+1
,n+1≥2,所以当c-1>
0,即c>1时,ƒ(n)=an 单调递减,∴an+1<an,当c-1=
0,即c=1时,an=1,an+1=an=1,当c-1<0,即c<1
时,ƒ(n)=an 单调递增,an+1>an,所以an+1与an 的大小
关系和c有关,和n无关,故选B.]
[例3] 方法一 (1)证明 令
an
an-1
>1(n≥2),
即
(n+1) 1011( )
n
n 1011( )
n-1 >1,整理得
n+1
n >
11
10
,解得n<10.
令
an
an+1
>1,即
(n+1) 1011( )
n
(n+2) 1011( )
n+1>1,整理得
n+1
n+2>
10
11
,
解得n>9.
所以数列{an}从第1项到第9项递增,从第10项起递减,
即数列{an}先递增后递减.
(2)解:由(1)知a9=a10=
1010
119
为最大项.
77
参考答案