第5章 数列章末整合提升(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
河北万卷文化有限公司
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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 本章小结
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-单元练习
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 1.06 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:

# # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 章末整合提升 + , = > ? @ 数列 数列的概念与简单表示法 定义:按照一定顺序排列的一列数 分类有穷数列{无穷数列 表示方法 列表法 解析法通项公式{递推公式     图像法 函数特征(数列的单调性)递增数列{                递减数列 两个基本数列 等差数列 定义:从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数 递推公式:an + 1 - an = d(常数) 通项公式:an = a1 +(n -1)d 前n项和公式:Sn = n(a1 + an)2 = na1 + n(n -1) 2 d 性质:若m + n = p + q,则am + an = ap + aq(m,n,p,q∈N          ) 等比数列 定义:从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数 递推公式:an + 1an = q(q是常数) 通项公式:an = a1qn - 1 前n项和公式:Sn = na1(q =1) a1(1 - qn) 1 - q = a1 - anq 1 - q (q≠1{ ) 性质:若m + n = p + q,则am·an = ap·aq(m,n,p,q∈N                                     ) 数列的求和 公式求和 分组求和 错位相减法求和 裂项求和       倒序相加求和 数学归纳法基本原理{                                                    简单应用 A B C D E F 要点一 由递推公式求数列的通项公式     数列的通项公式是数列的核心之一,它如同 函数的解析式一样,有解析式便可研究其性质;而 有了数列的通项公式便可求出任一项及前n项 和,所以求数列的通项往往是解题的突破口和关 键点      . !%# ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 1.已知数列{an}中,a1 = 1,且an + 1 - an = 3n - n,求数列{an}的通项公式.     [尝试作答          ]     [规律方法]  因为an =(an - an - 1)+(an - 1 - an - 2)+…+(a3 - a2)+(a2 - a1)+ a1,所以形 如an + 1 - an = f(n)型递推关系式求通项an.设bn = f(n),若{bn}可求和,则用累加法求解. (1)若f(n)是关于n的一次函数,累加后可 转化为等差数列求和. (2)若f(n)是关于n的二次函数,累加后可 分组求和. (3)若f(n)是关于n的指数函数,累加后可 转化为等比数列求和.                                        2.在数列{an}中,a1 = 2,an + 1 = 2(n +1)n an, 求通项an. [分析]  条件式可变形为an + 1an = 2(n +1) n ,当 n变化时,除2倍外,后一项的分子都是前一项的 分母,逐项相乘可以消去,故用累乘法求解.     [尝试作答        ]     [规律方法]  若数列{an}满足an + 1an = f(n)(n ∈N),其中数列{f(n)}前n项积可求,则可用累 乘法求an. 3.(1)已知数列{an}满足:a1 = 2,an = an - 1 1 + an - 1 (n≥2),求an; (2)已知数列{an}满足an + 1 = 3an + 2(n∈ N),a1 = 1,求通项公式an.     [尝试作答             ]     [规律方法]  一般地,若给出的数列递推关 系式或an与Sn的关系式,通过适当变形,能够变 形为an + 1 + f(n)与an + f(n)的关系(这里f(n)一 般为常数或n的一次式、指数式).或变形为 1 an + 1 + k 与1an + k的关系式等,可用换元转化法求 解.形如an + 1 = kan + m的递推关系一定可变形为 an + 1 + p = k(an + p)的形式令bn = an + p,则bn + 1 = kbn即可用等比数列{bn}求解. 要点二 等差(等比)数列的判定或证明 4.记Sn 为数列{an}的前n项和,bn 为数列 {Sn}的前n项积,已知2Sn + 1 bn =2. (1)证明:数列{bn}是等差数列; (2)求{an}的通项公式                                                                       . !%$ # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : #     [尝试作答          ]     [规律方法]  已知某条件式,证明关于an (或Sn)的某个表达式成等差(或等比)数列,问题 本身就给出了条件式的变形方向,可依据等差(等 比)数列定义,结合an = Sn - Sn - 1(n≥2)对条件式 变形构造新数列求解. 要点三 等差、等比数列的性质 5.已知数列{an}的前n项和Sn,满足Sn = a(Sn - an +1)(a为常数,且a > 0),且4a3 是a1 与2a2的等差中项. (1)求{an}的通项公式; (2)设bn = 2n +1an ,求数列{bn}的前n项 和Tn.     [尝试作答          ]     [规律方法]  巧用性质、整体考虑、减少运 算量 在解决等差、等比数列的运算问题时,恰当地 应用等差、等比数列的性质,如中项的概念、下标 和相等的两项的和(等差数列)、积(等比数列)相 等等;在方程组中整体代入或整体观察某些项的 和与积;可以大大减少运算量,达到事半功倍的 效果. 要点四 数列求和     数列求和是数列部分的重要内容,求和问题 也是很常见的题型,对于等差数列、等比数列的求 和主要是运用公式.某些既不是等差数列,也不是 等比数列的求和问题,一般有四种常用求和技巧 和方法. 6.已知等差数列{an}中,a2 = 6,a5 = 15,若bn = a2n,则数列{bn}的前5项和等于 (C ) A. 30                    B. 45 C. 90 D. 186     [规律方法]  若数列{an}为等差(或等比) 数列或可转化为等差(或等比)数列,则用公式法 求和. 7.求数列2 14,4 1 8,6 1 16,…,2n + 1 2n + 1 ,…的 前n项和Sn. [分析]  此数列的通项公式为an = 2n + 1 2n + 1 ,而数列{2n}是一个等差数列,数列12n{ }+ 1 是 一个等比数列,故采用分组求和法.     [尝试作答            ]     [规律方法]  如果一个数列的通项公式能 拆成几项的和,而这些项分别构成等差数列或等 比数列,那么可用分组求和法求解                                                                        . !%% ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 8.求和: 1 22 - 1 + 1 32 - 1 + 1 42 - 1 +…+ 1 n2 - 1 (n≥2). [分析]  此数列的通项公式为an = 1n2 - 1,而 1 n2 - 1 可以分解成两项的差,于是可以采用裂项相 消法求和.     [尝试作答               ]     [规律方法]  如果数列的通项公式可转化 为类似于f(n + k)- f(n)的形式,常采用裂项求和 的方法,特别地,当数列的通项公式是关于n的分 式形式时,可尝试采用此法.使用裂项相消法时要 注意正负项相消时,消去了哪些项,保留了哪些 项.注意到由于数列{an}中每一项an均裂成一正 一负两项,所以互为相反数的项合并为零后,所剩 正数项与负数项的项数必然是一样多的,切不可 漏写未被消去的项. 若{an}为等差数列,则求 1an + 1a{ }n 的各项和 可用裂项求和法求解,此时 1an + 1an = 1 d 1 an - 1an( )+ 1 . 9.设数列{an}为1,2x,3x2,4x3,…,nxn - 1,… (x≠0).求此数列前n项的和. [分析]  这个数列的每一项都是一个等差 数列与一个等比数列的对应项的积,因此可以用 错位相减法.     [尝试作答         ]     [规律方法]  若{an}为等差数列,{bn}为等 比数列,cn = anbn 则求{cn}前n项和用错位相减 法求解. 要点五 归纳——猜想——证明     利用已知的递推公式可以先求出数列的前几 项,然后依据求出的前几项猜想出数列的通项公 式,用数学归纳法给出证明即可. 10.(2024·北师大实验中学高二检测)已知 数列{an}满足a1 = 1,对任意n∈N,都有an + 1 = n2 + 2an n +1成立. (1)直接写出a2,a3,a4的值; (2)推测出{an}的通项公式并证明.     [尝试作答         ]                                                                           !%& # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 即时巩固 1.(2024·全国高三专题练习)已知数列{an}满 足:a1 + a2 +…+ an =2n - 1,则a21 + a22 + a23 +… + a2n = (    ) A. 13(2 n -1)              B.(2n -1)2 C. 13(4 n -1) D. 4n -3 2. (2024·河南高二月考(文))已知等比数列 {an}中a1 010 = 2,若数列{bn}满足b1 = 14,且an = bn + 1 bn ,则b2 020 = (    ) A. 22 017 B. 22 018 C. 22 019 D. 22 020 3.(2023·辽宁高三一模(文))已知数列{an}满 足a1 = 1,anan + 1 = 2n(n∈N),则S2 021 = (    ) A. 3(21 011 - 1) B. 21 011 - 3 C. 3(21 010 - 1) D. 21 012 - 3 4.(2024·广西河池市高二期末(文))已知在前n 项和为Sn 的数列a{ }n 中,a1 = 1,an + 1 = - an - 2,则S101 = (C ) A. - 97 B. - 98 C. - 99 D. - 100 5.已知数列{an}满足a1 = 1,an + 1 = an 1 + a槡n (n∈ N).记数列{an}的前n项和为Sn,则(A ) A. 12 < S100 < 3          B. 3 < S100 < 4 C. 4 < S100 < 9 2 D. 9 2 < S100 < 5 6.(2024·江苏徐州市高三二模)已知数列{an} 的前n项和为Sn,Sn + 1 = 4an,n∈N,且a1 = 4. (1)证明:{an + 1 - 2an}是等比数列,并求{an}的 通项公式; (2)在①bn = an + 1 - an;② bn = log2 ann;③ bn = an + 2 an + 1an 这三个条件中任选一个补充在下面横线 上,并加以解答. 已知数列{bn}满足            ,求{bn}的前 n项和Tn. 注:如果选择多个方案分别解答,按第一个方案 解答计分. 7.(2024·天津)已知数列{an}是公比大于0的等 比数列.其前n项和为Sn.若a1 = 1,S2 = a3 - 1. (1)求数列{an}前n项和Sn; (2)设bn = k,n = ak bn - 1 + 2k,ak < n < ak{ + 1,k∈N,k ≥2. (ⅰ)当k≥2,n = ak + 1时,求证:bn - 1≥ak·bn; (ⅱ)求∑ Sn i = 1 bi . 请同学们认真完成考案(一                                                                        ) !%' 例5:(1)当n=3时,左边=2+22=6,右边=2(2-1)=6, 等式成立: 例2a1=2,a4=2n+a (2)假设n=k时,结论成立,即2+22+…+2-1 =2(2-1-1), 2 01 那么n=k+1时,2+22+…+2-1+2=2(2-1-1)+2= -2×3 2·2°-2=2(2-1)=2[209-4-1]. 2· 所以当n=k+1时,等式也成立 由(1)(2)可知.等式对任意n>2,n∈N都成立 a_2×n 课堂检测·固双基 an-1 n-It 1.C当n=1时,2n+1=2×1+1=3,所以左边为1+2+3.故 : 以上n-1个等式左右两边分别相乘得二=n·2-, 应选C 2.B由数学归纳法的证明步骤可知,假设n=k(k≥2)为偶数 即a,=n·2, 时命题为真, 且n=1时,a1=2也适合上式 则还需要用归纳假设再证n=k+2, .a。=n·2" 不是n=k+1,因为n是偶数,k+1是奇数, ,“1两边取倒数得}-1=1, 故选B 例3:(1)由a,=1+a, a。a-1 3.C若n=4时,该命题成立,由条件可推得n=5命题成立. 它的逆否命题为:若n=5不成立,则n=4时该命题也不! 数列侣是首项为宁,公差为1的等差数列 d 成立 4f2")>”+2 a. 2 自变量的取值依次为2,4=2,8=2,16=2, 2 32=2,…,故为2°.右边分母全为2,分子依次为3,4,5,6,7,…,故 4.=2n-了 右边为2即2)>”生是 (2)%1=3a。+2. 2 a1+1=3(a.+1) 51)将n=12,3代人8+a=2+1中得,4=号=2- 又a1+1=2≠0, 2 ,数列1a。+11是首项为2,公比为3的等比数列 4=子=2-%=2- 7 0+1=2·3-.a=2·3-1-1 2b。 猜想a,=2-2 1 例4:()证明:由已知民+女=2得S7-且6.≠0. (2)①由(1)知当n=1时.命题成立: ②假设n=k时,命题成立,即a,=2- 取n=1,由S=6得6=子 则当n=k+1时,41+a2+…+a:+a41+a4=2(k+1)+1, 由于b。为数列S,{的前n项积, 且a1+a+…+a%=2k+1-a4, 2b1 2h2 26 六2k+1-a+2a1=2(k+1)+1=2k+3, 所以26-‘2h一气…26。-=6 24=4-=2- 2b2h, 所以‘2,… 2b。山 261=6.1 即当n=k+1时,命题成立 b以 2b山 根据①2得neN”。,=2-都成立 所以2b.-1。 由于6.1≠0 章末整合提升 要点专项突破 所以26产公即6-6,之其中neN 2 例1:由an1-a.=3°-n, 所以数列6.是以6,=子为首项,以d=宁为公差的等差 得a,-a-1=3-1-(n-1), 数列: 4,-1-a,-2=32-(n-2), 40 (2)由(1)可得,数列6是以6,=子为首项,以d=为 45-42=32-2,42-01=3-1. :公差的等差数列, 当n≥2时,以上n-1个等式两端分别相加,得(a。-a。-1) +(a。-1-a-2)+…+(a-a) 6=+(a-)x=1+受 =3-1+3-2+…+3-[(n-1)+(n-2)+…+2+1], 2b。 2+n pa,-a1=31-3-)n(n- 5.=26,六1+m 1-3 2 当n=l时,a=5=2 3 又a=la=分×3”.2-号 2 2 显然a=1也适合上式, 当32时a=8-中 六a的通项公式为a,=号×3"2D-号 1 2 n(n+)显然对于n=l不成立, -140 -,n=1 =3[(-)+(3-4)+(3-)*… ..a n(n+1)n2 +(点川 例5:(1)当n=1时,S=a(S-a1+1), 所以a1=a, =+ 当n≥2时,S。=a(S.-a。+1),① 32n+1 5-1=a(S.-1-a-1+1),② =4-2nn+ln≥2), 由①-②,得a,=a·41,即8=a 例9:Sn=1+2x+3x2+4x2+…+mx-,① de-1 x5。=x+2x2+3x3+…+(n-1)x-l+x",② 所以a.是首项a:=a,公比为a的等比数列,所以a,= 由①-②,得(1-x)S=1+x+x2+…+x-1-, a·a-=a,a=d2,a3=a, 由4是a:与2m1的等差中项,可得8=a,+2,即8a3 当1时.1-8m =a+2a2, -1--r+n'-1-1+nr+nr 因为a≠0,整理得8m2-2a-1=0, 1-x 1- 即(2a-1)(4a+1)=0,解得0=或a=-(舍去),所 S=1-(1+n)r+nr4 (1-x)2 以a,=(=2 当x=1时,S。=1+2+3+4++n=n1+m 2 (2)(1),得6.=2n+1=(2n+1)2, (1+m,(x=1) 2 所以T=3×2+5×2+7×2+…+(2m-1)·2-1+(2m+ 1-(1+n)+x 1)·2°,① (1-x)2 一,(x≠1) 2T.=3×22+5×2'+7×2+…+(2n-1)·2°+(2n+1) .21② 例10:(1)由01=22+1以及4=, n 由①-②,得-T,=3×2+2(2+2+…+2)- 令n=1,可得0=4, (2n+1)…2*1 令n=2,可得a3=9, -62225-(2a42 令n=3,可得a4=16 (2)由(1),归纳猜想a,=n2(n∈N). =-2+2+2-(2n+1))·2 下面应用数学归纳法进行证明: =-2-(2n-1)·2. ①当n=1时,1==1,满足题意,故成立 所以T.=2+(2n-1)·2+ ②假设当n=(k≥2,keN·)时成立,即a4=2, 例6:C数列1a.}为等差数列,由题意得 ∫a=a+d=6. 放当a+1时a=,会1=+2+1=+ la5=4+4d=15, 故n=k+1时,等式成立. 由①②可知,a,=n2(neN) 即时巩固 ∴a,=3+(n-1)×3=3n, 1.C因为a+a2+…+a.=2°”-1①, 六bn=a.=6n 所以a,+4+…+a,1=2”-l-1(n≥2)②. b-b=6, ①-②得an=2"-(n≥2), :{b,是首项为6,公差为6的等差数列,其前5项的和为 s=5x6+5x5,1)x6=30+60=90 当n=1时a1=2-1=1,满足上式 所以an=2-(neN”)a2=22-2=4”- 例7:8=2+4g+66++(2m+2) 数列引是以1为首项,4为公比的等比数列, =24+6++2m)+(侵+分++) 1 1 d+d+国++宁-).做选C 2A因为a公,所以a山aa0 b =n(2n+2, -(] bs ba 1- ”小* b2o1s b2o1sb1 因为数列1a,为等比数列,且a1oo=2, aa+)+ 所以a1·a2·a3·…·a2g·a2o19=(a1·a2wg)·(a:· a1os)·…·(4m·a1tn)·a1o 例8:一(n-1)n+ =aoo‘io0·…·aio·a4oo=d00=220 点 所以=20,又6,=子所以6m2 故选A. 3.D因为数列fa}满足a1=1,a,a1=2(neN), -141 当n=1时,4=2,当n≥2,a,a1=2-,则8=2, "a。- 若选@6.=g÷即么=ls”什+e:2 所以数列a,的奇数项是以1为首项,以2为公比的等比数列, =log:n 数列a,的偶数项是以2为首项,以2为公比的等比数列, n 3 所以Se1= x(1-2102+2x1-2o0.21-1+2× 1-2 1-2 所以7-(子+子++l”)+1+2+…+n n 2100-2=2×2o1-3=22-3,故选D. n 2 4.C由a.1=-a,-2,有a,+a1=-2,则5o1=a1+(a:+ a)+…+(a1m+01a)=1-2×50=-99. =log(n+1)+1+n)n 2 故选C 5.A因为a1=1,a1= a(nEN), am+a。 1+a 所以a,>0,Sm之2 1 =1- (n+2)2”-7 a !7.(1)设等比数列a.1的公比为9>0, 因为a1=1,S2=a,-1,即a+a2=a,-1, 可得1+q=g2-1,整理得g-9-2=0,解得g=2或9=-1 根据累加法可得,右≤1+“号:“,当且仅当4=1时取 (舍去), 2 /a. 所以8号-山 等号a,≥(n+1月 4 (2)(i)证明:由(1)可知a4=2-,且keN°k≥2 = 1+石1+之…2≤ an+3 当n=a1=2≥4时,则=2<2-1=n- In-1=a1-1<a ,即a,<n n+1 -1<a 6 由累乘法可得a.≤(n+)(n+2) 可知a=2-,bn=k+1, b,-1=b+(a1-a4-1)·2k=k+2k(2-1-1)=k(2- 当且仅当n=1时取等号, 1), 由裂项求和法得: 可得6,-1-a·6=k(2-1)-(k+1)2-+=(k-1)2-1-6 所以≤6(++ 1111 了+…+0102 ≥2(k-1)-k=k-2≥0, 当且仅当k=2时,等号成立,所以b.1≥a4·b: =6(分)<3,<sm<3 (i)由(1)可知:S=2-1=a1-1, 故选:A 若n=1,则S1=1,b=1: 6.(1)证明:当n≥2时,因为S,1=4a,所以S.=4a,,两式相 若n≥2,则a1-a4=2- 减得,a+1=4a,-4a- 当2-<i≤2-1时,6-b-1=2k,可知b,1为等差数列, 所以a,1-2a,=2(a.-2a,-1 可得室A=2+2422山:4=g(3 2 当n=1时,因为S1=4a,所以S=4a1,又a1=4,故a:= 12,于是42-2a1=4, -1)4-(3k-4)4-1]. 所以at-2a}是以4为首项,2为公比的等比数列. 所以20,=1+5×4-2x4+8×4-5×4++(3n 所以41-2a,=2,两边除以2得,器-会=1 1)4-(3m-4)4-门=3n-4+山,且m=1,符合上式,综 9 又号=2,所以{会}是以2为首项1为公差的等差数列 上所述:26-3n-04+1 9 所以号=n+1,即a=a+)·2 第六章导数及其应用 (2)若选①:b,=a+1-a.,即6,=(n+2)·21-(n+1)· 6.1 导数 2°=(n+3)·2 因为T。=4×2+5×22+6×2+…+(n+3)×2, 6.1.1函数的平均变化率 所以2Tn=4×22+5×2+6×2+…+(n+3)×21 必备知识·探新知 两式相诚得,-T。=4×2+(22+2+…+2*)-(n+3) ×21 知识点1 是(是) 平均变 △x2-x1 =8+4x(2-D-(n+3)×2r=-(n+2)×2+4, 化率 2-1 所以Tn=(n+2)×2+1-4. 知识点2 A()-h(/s) 2-5 -142

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第5章 数列章末整合提升(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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