内容正文:
§1 数列的概念及其函数特性
必备知识 清单破
知识点 1 数列及其相关概念
1.数列的概念
按一定次序排列的一列数叫作数列,数列中的每一个数叫作这个数列的项.数列的一般形式
可以写成a1,a2,a3,…,an,…或简记为数列{an},其中a1是数列的第1项,也叫数列的首项;an是数列
的第n项,也叫数列的通项.
2.项数有限的数列称为有穷数列,项数无限的数列称为无穷数列.
第一章 数列
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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an=f(n),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.
知识点 2 数列的通项公式
知识拓展 数列的递推公式:
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,那么这个式子叫作
这个数列的递推公式.知道了首项或前几项,以及递推公式,就能求出数列的每一项了.
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知识点 3 数列的函数特性
1.数列与函数的关系
可以把一个数列视作定义在正整数集(或其子集)上的函数,因此可以用图象(平面直角坐标系
内的一串点)来表示数列,图象中每个点的坐标为(n,an),n=1,2,3,…,这个图象也称为数列的图
象.
2.数列的增减性
一般地,一个数列{an},如果从第2项起,每一项都大于它的前一项,即an+1>an,那么这个数列叫作
递增数列.如果从第2项起,每一项都小于它的前一项,即an+1<an,那么这个数列叫作递减数列.
如果数列{an}的各项都相等,那么这个数列叫作常数列.
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知识拓展 周期数列:
一般地,若数列{an}满足存在正整数T,使得an+T=an对一切正整数n都成立,则称数列{an}为
周期数列,T叫作{an}的周期,如数列 就是周期数列,其一个周期为4.
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1.高一(1)班同学的身高(单位:cm)按从高到低的顺序可以排成一个数列吗?
知识辨析
2.庄子曾说:“一尺之棰(意指木棒),日取其半,万世不竭.”这个问题中每日剩下的木棒长度
(单位:尺)构成的数列是无穷数列吗?
3.数列1,2,3,2 024和数列2 024,3,2,1是不是同一个数列?
4.数列1,3,5,7,…,2n+1,…的一个通项公式可以是an=2n+1吗?
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一语破的
1.可以.
2.是.由万世不竭可知该木棒可一直取下去,故该数列是无穷数列.
3.不是. 因为二者的项的排列次序不同,所以不是同一个数列.
4.不可以.该数列的一个通项公式为an=2n-1.
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关键能力 定点破
定点 1 求数列的通项公式
1.由数列的前几项写出它的一个通项公式的步骤
(1)从下面4个角度观察数列的前几项:
①各项的符号特征;
②各项能否拆分;
③分式(或分数)的分子、分母的特征;
④相邻项的变化规律.
(2)寻找各项与其对应序号之间的规律,一般方法如下:
①统一项的结构,将数列的各项拆分成若干个常见数列的“和”“差”“积”“商”,如都
化成分数(分式)、根式等;
②分析结构中变化的部分与不变的部分,探索变化部分与对应序号之间的函数解析式;
③当一个数列的各项正负相间时,可用(-1)n+1或(-1)n来表示此符号的变化规律;
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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.
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2.由递推公式求通项公式的常用方法
(1)形如an+1-an=f(n)的递推公式,可以利用a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an(n≥2,n∈N+)求出通
项公式,这种方法叫累加法.
(2)形如 =f(n)(an≠0)的递推公式,可以利用a1· · ·…· =an(n≥2,n∈N+)求出通项公式,
这种方法叫累乘法.
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(1)在数列{an}中,a1=3,an+1=an+ - ,则数列{an}的通项公式为 ;
(2)已知数列{an}中,a1=1,nan+1=(n+1)an,则数列{an}的通项公式是 .
典例1
an=4-
an=n
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解析 (1)a2=a1+1- ,a3=a2+ - ,a4=a3+ - ,……,an-1=an-2+ - ,an=an-1+ - ,
以上各式累加得,an=a1+1- .
又a1=3,∴an=4- .
(2)由nan+1=(n+1)an,可得 = ,
∴a1· · ·…· =1× × ×…× =n,∴an=n.
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根据数列的前几项,写出数列的一个通项公式.
(1) , , , ,…;
(2) ,2, ,8, ,…;
(3)-1,3,-5,7,…;
(4)2,22,222,2 222,….
典例2
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解析 (1)分子为从2开始的连续偶数,分母可依次变形为1×3,3×5,5×7,7×9,…,每一项都是两
个相邻正奇数的乘积,
故an= .
(2)将分母统一成2,则数列变为 , , , , ,…,各项的分子依次为12,22,32,…,
故an= .
(3)该数列的前4项的绝对值为从1开始的连续奇数,且奇数项为负数,偶数项为正数,故an=(-1)n·
(2n-1).
(4)该数列的前4项可以化为 ×9, ×99, ×999, ×9 999,即 ×(10-1), ×(102-1), ×(103-1),
×(104-1),所以原数列的一个通项公式为an= ×(10n-1).
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定点 2 数列的增减性及其应用
1.数列增减性的判断方法和应用
(1)数列{an}的增减性通常是通过比较数列中任意相邻两项an和an+1的大小来判断的,常用的方
法是定义法、图象法和函数法.
(2)可以利用数列的增减性确定变量的取值范围.解题时常利用以下等价关系:
数列{an}递增⇔an+1>an(n∈N+);
数列{an}递减⇔an+1<an(n∈N+).
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2.求正项数列{an}的最大(小)项的常用方法
(1)当 (n≥2,n∈N+)时,an是数列中的最大项;当 (n≥2,n∈N+)时,an是数列中的
最小项.
(2)构造函数,利用函数的单调性求最大(小)项.
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在数列{an}中,an=n2+λn,n∈N+.
(1)当λ=-7时,讨论{an}的增减性;
(2)若数列{an}的第7项是最小项,求实数λ的取值范围.
典例
思路点拨 (1)思路一:运用作差法比较an+1与an的大小,进而判断数列{an}的增减性.思路二:利
用二次函数的性质求解.
(2)由a7是最小项列出不等式组 从而求出实数λ的取值范围.
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解析 (1)解法一:当λ=-7时,an=n2-7n,an+1=(n+1)2-7(n+1)=n2-5n-6,
所以an+1-an=n2-5n-6-(n2-7n)=2n-6.
当1≤n≤3,n∈N+时,an+1-an≤0,即an+1≤an,{an}为递减数列;
当n≥4,n∈N+时,an+1-an>0,即an+1>an,{an}为递增数列.
解法二:当λ=-7时,an=n2-7n= - .
易知函数f(x)= - 的图象的对称轴为直线x= ,
所以由二次函数的性质可知,
当1≤n≤3,n∈N+时,{an}为递减数列;
当n≥4,n∈N+时,{an}为递增数列.
(2)由题意得
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即
解得-15≤λ≤-13,
所以实数λ的取值范围是[-15,-13].
易错警示
在利用函数的有关知识解决数列问题时,要注意数列的定义域是N+(或其有限子集).
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