5.1.1 数列的概念(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第三册同步学习指导(人教B版2019)

2025-04-16
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版选择性必修第三册
年级 高二
章节 5.1.1 数列的概念
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.40 MB
发布时间 2025-04-16
更新时间 2025-04-16
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-04-16
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来源 学科网

内容正文:

书 ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 第五章   数列 5. 1  数列基础 5. 1. 1  数列的概念 !"#$%&'( 课程目标 1.理解数列的概念,了解数列的几种分类.(数学抽象) 2.理解数列通项公式的概念及意义.(数学抽象) 3.了解数列与函数的关系.(逻辑推理) 4.能够利用通项公式求数列的项,能够根据数列的已知项,求数列的通项公式.(数学运算) 学法指导 1.通过身边的具体案例感受数列的相关概念. 2.通过具体的数列,结合函数的概念理解数列的概念及其函数特征. 3.类比函数的表示方法体会数列的表示方法,理解函数解析式与数列的通项公式的关系. )*+,%-.+ 数列     1.数列的概念 按照  一定次序排列的一列数称为数列.数 列中的每一个数都称为这个数列的      项. 2.数列按项的个数分类 类别 含义 有穷数列 项数有限的数列 无穷数列 项数无限的数列     知识解读:数列中的项与集合中的元素的 对比 (1)确定性:一个数是或不是某一数列中的 项是确定的,集合中的元素也具有确定性. (2)可重复性:数列中的数可以重复,而集合 中的元素不能重复出现(即互异性). (3)有序性:一个数列不仅与构成数列的 “数”有关,而且与这些数的排列顺序有关,而集 合中的元素没有顺序(即无序性). (4)数列中的每一项都是数,而集合中的元 素还可以代表除数字外的其他事物. 数列的通项     1.通项公式 一般地,如果数列的第n项an与n之间的关 系可以用  an = f(n)来表示,其中f(n)是关于n 的不含其他未知数的表达式,                       则称上述关系式为 !!" # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 这个数列的一个通项公式. 2.对数列通项公式的两点说明 (1)并非所有的数列都有通项公式; (2)有的数列的通项公式在形式上不一定是 唯一的. 知识解读:数列的通项公式an = f(n)揭示了 数列{an}的第n项an与n之间的函数关系,体现 了数列的本质,即数列项与序号之间的对应关系, 一旦知道了数列的通项公式,便可写出数列中的 任一项,从而确定数列的取值特点. 数列与函数的关系     1.数列的本质 数列{an}可以看成定义域为正整数集的子集 的函数,数列中的数就是自变量从小到大依次取 正整数值时对应的函数值,而数列的通项公式也 就是相应函数的解析式.     2.数列按函数特性分类 类别 含义 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 常数数列(简 称为常数列) 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     知识解读:数列是一种特殊的函数,因此,我 们可以借用函数的研究方法来研究数列,但也要 时刻注意两者之间的区别:一般函数的定义域为 连续区间[a,b],而数列的定义域则为离散的正整 数集的子集                             . /012%345 题型探究 题型一 数列的概念及分类                                        1.(1)已知下列数列: ①2 015,2 016,2 017,2 018,2 019,2 020; ②1,12, 1 4,…, 1 2n - 1 ,…; ③1,- 23, 3 5,…, (-1)n - 1·n 2n -1 ,…; ④1,0,-1,…,sin nπ2 ,…; ⑤2,4,8,16,32,…; ⑥ -1,-1,-1,-1. 其中,有穷数列是              ,无穷数列是           ,递增数列是          ,递减数列是           ,常数列是            ,摆动数列是           .(填序号) (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   ②③④⑤,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                                       ) !!# ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 题型二根据数列的前n项写出数列的一个通项公式 2.写出下面各数列{an}的一个通项公式: (1)9,99,999,9 999,…; (2)1,-3,5,-7,9,…; (3)12,2, 9 2,8, 25 2 ,…; (4)3,5,9,17,33,…. [分析]  观察给出的前几项,归纳、猜想出 通项公式.     [尝试作答           ]     [规律方法]  根据数列的前n项写出其一个 通项公式的方法 首先从下面4个角度观察数列的前几项: (1)各项的符号特征;(2)各项能否分拆;(3)分式 的分子、分母的特征;(4)相邻项的变化规律. 其次寻找各项与对应的项的序号之间的规 律,一般方法为:(1)熟记一些特殊数列的通项公 式,如an = 10 n -1 9 ,an = n,an = 2n - 1,an = 2 n,an = n2等,熟悉它们的变化规律,并灵活运用; (2)将数列的各项分拆成若干个常见数列的 “和”“差”“积”“商”,如分式形式的数列,可将分 子、分母分别求通项; (3)当一个数列各项的符号出现“+”“-”相 间时,应把符号分离列出,可用(- 1)n 或 (-1)n + 1来实现; (4)当数列的奇偶项分别呈现各自的规律 时,可以考虑用分段的形式给出,也可以将给出的 各项统一化成某种形式. 对点训练? (1)写出数列- 12 × 1, 1 2 × 2, - 12 × 3, 1 2 × 4的一个通项公式                . (2)根据下面数列的前几项的值,写出数列 的一个通项公式: ①3,5,7,9,11,13,…; ② 23, 4 15, 6 35, 8 63, 10 99,…; ③0,1,0,1,0,1,…; ④1,3,3,5,5,7,7,9,9,…; ⑤2,-6,12,-20,30,-42,…. 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 = 3n2 - 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                                                                               ] !!$ # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : #     [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. 题型四 数列中的最值问题 4.已知数列{an}的通项公式是an =(n +1)· 10( )11 n ,该数列{an}有没有最大项?若有,求出最大 项和最大项的序号;若没有,请说明理由. [分析]  探求数列的最大项可以通过作差 或不等式组解决.     [尝试作答         ]     [规律方法]  1.利用数列(函数)的单调性 可以求数列中的最大(最小)项. 一般常用方法为: 当an≥an + 1, an≥an{ - 1 时,an 是数列中的最大项;当 an≤an + 1, an≤an{ - 1 时,an是数列中的最小项. 2.数列是一种特殊的函数,因此在解决数列 问题时,可利用函数的知识、函数的观点、函数的 思想方法来解题. 对点训练? 数列{(25 - 2n)2n - 1}的最 大项所在的项数为          . 易错警示     忽视数列中n的取值范围致误 5.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.(2024·山东荣成六中高二月考)数列- 1,3, -5,7,-9,…的一个通项公式为 (C ) A. an =2n -1  B. an =(-1)n(1 - 2n) C. an =(-1)n(2n -1) D. an =(-1)n + 1(2n -1) 2.有下列命题: ①数列23, 3 4, 4 5, 5 6,…的一个通项公式是 an = n n +1; ②数列的图像是一群孤立的点; ③数列1,-1,1,-1,…与数列-1,1,-1,1,… 是同一数列; ④数列12, 1 4,…, 1 2n是递增数列. 其中正确命题的个数为 (A ) A. 1        B. 2        C. 3        D. 0 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.已知数列{an}中,an = - 2n2 + 31n + 9(n∈ N +),则{an}中的最大项为          . 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                                       ] 5. 1. 2  数列中的递推 !"#$%&'( 课程目标 1.逐步体会递推公式是数列的一种表示方法.(数学抽象) 2.理解递推公式的概念及含义,能够根据递推公式写出数列的前几项.(数学运算) 3.掌握由一些简单的递推公式求数列的通项公式的方法.(数学运算) 4.理解数列的前n项和,会根据数列的前n项和Sn求通项an.(数学运算) 学法指导 与通项公式类似,递推公式也是给出数列的一种方式. !!& 书 学案及练案部分   参考答案 [学案部分] 第五章  数列 5. 1  数列基础 5. 1. 1  数列的概念 必备知识·探新知     知识点1  1.一定次序  项     知识点2  1. an = f(n)     知识点3  2.大于  小于  相等 关键能力·攻重难     例1:(1)①⑥  ②③④⑤  ①⑤  ②  ⑥  ③④  ①为有 穷数列且为递增数列;②为无穷、递减数列;③为无穷、摆动数 列;④是摆动数列,是无穷数列,也是周期为4的周期数列;⑤为 递增数列,也是无穷数列;⑥为有穷数列,也是常数列. (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)各项加1后,变为10,100,1 000,10 000,…,新数 列{bn}的通项公式为bn = 10n,可得原数列{an}的一个通项公式 为an = 10n - 1. (2)数列各项的绝对值为1,3,5,7,9,…,是连续的正奇数, 记为数列{bn},则数列{bn}的通项公式为bn = 2n - 1,考虑到 (- 1)n + 1具有转换正负号的作用,所以原数列{an}的一个通项 公式为an =(- 1)n + 1(2n - 1). (3)数列的项有的是分数,有的是整数,可将各项统一成分 数再观察,各项变为12 , 4 2 , 9 2 , 16 2 , 25 2 ,…,所以数列{an}的一 个通项公式为an = n 2 2 . (4)3可看作21 + 1,5可看作22 + 1,9可看作23 + 1,17可 看作24 + 1,33可看作25 + 1,…,所以数列{an}的一个通项公式 为an = 2n + 1.     对点训练2:(1)an =(- 1)n·12n   数列各项负正相间,选 用符号选择器(-1)n,分子均为1,分母是序号的2倍,所以an = (-1)n·12n . (2)①从3开始的奇数列,an = 2n + 1. ②分子为偶数,分母为相邻两奇数的积 an = 2n (2n - 1)(2n + 1). ③an = 1 +(- 1)n 2 或an = | sin n - 1 2 π | . ④将数列变形为1 + 0,2 + 1,3 + 0,4 + 1,5 + 0,6 + 1,7 + 0, 8 + 1,…, 所以an = n + 1 +(- 1) n 2 . ⑤将数列变形为1 × 2,- 2 × 3,3 × 4,- 4 × 5,5 × 6,…, 所以an =(- 1)n + 1n(n + 1).     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:解法一:an + 1 - an =(n + 2) 10( )11 n + 1 -(n + 1)·10( )11 n = 10( )11 n × 9 - n11 ,则 当n < 9时,an + 1 - an > 0,即an + 1 > an; 当n = 9时,an + 1 - an = 0,即an + 1 = an; 当n > 9时,an + 1 - an < 0,即an + 1 < an . ∴ a1 < a2 < a3 <…< a9 = a10 > a11 > a12 >…, ∴该数列中有最大项,为第9,第10项,且a9 = a10 = 10 × 10( )11 9 . 解法二:根据题意,令an - 1≤an, an≥an + 1{ , 即 n × 10( )11 n - 1 ≤(n + 1) 10( )11 n , (n + 1) 10( )11 n ≥(n + 2) 10( )11 n + 1{ , 解得9≤n≤10.又n∈N +,∴ n = 9或n = 10. ∴该数列中有最大项,为第9,第10项, 即a9 = a10 = 10 × 10( )11 9                                                               . —125—     对点训练4:11  令an =(25 - 2n)2n - 1,当n≥2时,设an为 最大项,则an≥an - 1, an≥an + 1{ , 即(25 - 2n)2 n - 1≥(27 - 2n)2n - 2, (25 - 2n)2n - 1≥(23 - 2n)2n{ ,解得212 ≤n≤ 232 .因为 n∈N,所以n = 11,又当n = 1时,有a1 = 23 < a2 = 42,所以数列 {(25 - 2n)2n - 1}的最大项所在的项数为11.     例5:3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  选项A、B、D中,a1 = 1不满足,排除A、B、D,故选C. 2. A  ②正确,其余均不对. 3. C   依题意知,a5 - a4 = 15 + 1 + 1 5 + 2 +…+ 1( )2 × 5 - 1 4 + 1 + 1 4 + 2 +…+ 1( )2 × 4 = 19 + 110 - 15 = 190 .故选C. 4. 129  ∵ an = - 2n 2 + 31n + 9 = - 2 n - 31( )4 2 + 1 0338 (n∈ N +), 又7 < 314 < 8, ∴ a7 = 128,a8 = 129,a7 < a8, ∴数列{an}中的最大项为129. 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. 5. 1. 2  数列中的递推 必备知识·探新知     知识点1  首项(或前几项)  递推关系      知识点2  1. Sn = a1 + a2 + a3 +…+ an 2. S1,n = 1, Sn - Sn - 1,n≥2{ . 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)①∵ an = an - 1 + an - 2(n≥3),且a1 = 1,a2 = 2, ∴ a3 = a2 + a1 = 3,a4 = a3 + a2 = 3 + 2 = 5, a5 = a4 + a3 = 5 + 3 = 8. 故数列{an}的前5项依次为a1 = 1,a2 = 2,a3 = 3, a4 = 5,a5 = 8. ②∵ bn = an an + 1 ,且a1 = 1,a2 = 2,a3 = 3,a4 = 5,a5 = 8, ∴ b1 = a1 a2 = 12 ,b2 = a2 a3 = 23 ,b3 = a3 a4 = 35 ,b4 = a4 a5 = 58 . 故{bn}的前4项依次为b1 = 12 ,b2 = 2 3 ,b3 = 3 5 , b4 = 5 8 .     对点训练1:①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.     例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 =(ln n + 2)n,故选C. (2)C  由nan + 1 =(n + 1)an可得an + 1an = n + 1 n , ∴ a2 a1 ·a3a2·…· an an - 1 = 21 × 3 2 ×…× n n - 1. 即ana1 = n 1 .又a1 = 1,∴ an = n.     例3:(1) 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 - 1 2 ,当n =1时,上式不成立. ∴ an = 13 2 ,n = 1, 2n - 12 ,n≥2{ . (2)当n = 1时,a1 = S1 = 4; 当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 = (5n - 1)- (5n - 1 - 1)= 4 × 5n - 1 . 对n = 1时,上式也成立. 所以数列{an}的通项公式为an = 4 × 5n - 1 .(n≥1)     对点训练3:an = 3,n = 1,2n,n≥2{ .   由条件得Sn = 2n + 1 - 1. 当n = 1时,a1 = S1 = 22 - 1 = 3; 当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 =(2n + 1 - 1)-(2n - 1)= 2n . 而21 = 2≠a1,故an = 3,n = 1,2n,n≥2{ .     例4:[3,+ ∞)  当n = 1时,a1 = 1;当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 = 2 n - 1 - 2n - 1 + 1 = 2n - 1,a1适合上式. 所以数列{an}的通项公式为an = 2n - 1, λan≥4n - 2,即λ≥4n - 22n - 1 对一切n∈N +恒成立, ∴ λ≥ 4n - 2 2n( )- 1 max,令f(n)= 4n - 22n - 1 ,f(1)= 2, 当n≥2时,f(n + 1)- f(n)= 4(n + 1)- 2 2n - 4n - 2 2n - 1                                                                       = —126—

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5.1.1 数列的概念(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第三册同步学习指导(人教B版2019)
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5.1.1 数列的概念(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第三册同步学习指导(人教B版2019)
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