内容正文:
5.4 数列的应用
知识点 1
分期还款与数列
知识 清单破
1.等额本金还款法
“等额本金还款法”是将本金平均分配到每一期进行偿还,每一期的还款金额由两部分组
成,一部分为每期本金,即贷款本金除以还款期数,另一部分是利息,即贷款本金与已还本金总
额的差乘以利率.因此这种方式中,每期还款金额= +(贷款本金-已还本金总额)×利
率.
第五章 数列
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2.等额本息还款法
“等额本息还款法”是将本金和利息平均分配到每一期进行偿还,因此每一期所还钱数相
等,即a1=a2=…=am(打算分成m期偿还).
如果记现在的A0元相当于n年后的A元,银行存款的年利率为r(r>0)且每年结算一次利息(不计
利息税),则A0(1+r)n=A,即A0= .
经济学上,一般称A0为A的现值,而A为A0的未来值.如果用“等额本息还款法”分m期进
行还款,设贷款时的资金A0元为现值,且每一期所还钱数为x元,则:
第1期所还钱的现值为 元;
第2期所还钱的现值为 元;
……
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第m期所还钱的现值为 元.
因为最后还款的现值总和应为A0元,
所以 + +…+ =A0,
又因为r>0,所以由等比数列前n项求和公式可解得x= .
如果政府的支出增加,那么就会产生“乘数”效应.
知识点 2
政府支出的“乘数”效应与数列
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疑难 情境破
讲解分析
疑难
数列的应用
应用数列知识解决实际问题的一般思路
(1)建模.根据题设条件,建立数列模型:当实际问题中的各量之间依次增加(减少)相同的数值
时,可考虑构建等差数列模型;当实际问题中的各量之间依次以相同的倍数变化时,则考虑构
建等比数列模型.
(2)解模.利用相关的数列知识解决:①分清首项、公差(公比)、项数等;②分清是求an还是求
Sn;③选用适当的方法求解.
(3)还原.把数学问题的解代回实际问题中,根据实际问题的约束条件合理修正,使其成为实际
问题的解.
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典例 治理垃圾是某地区改善环境的重要举措.已知去年该地区产生的垃圾量为200万吨,通
过扩大宣传、环保处理等一系列措施,预计从今年开始,连续5年,每年的垃圾排放量比上一年
减少20万吨,从第6年开始,每年的垃圾排放量为上一年的75%.
(1)写出该地区的年垃圾排放量(单位:万吨)关于治理年数n(n∈N+)的表达式;
(2)设An为从今年开始n年内的年平均垃圾排放量(单位:万吨),证明数列{An}为递减数列;
(3)至少经过几年的治理,该地区的年平均垃圾排放量能够低于100万吨?
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解析 (1)设治理n年后,该地区的年垃圾排放量(单位:万吨)构成数列{an}.
当n≤5时,数列{an}是首项a1=200-20=180,公差d=-20的等差数列,
所以an=a1+(n-1)d=180-20(n-1)=200-20n;
当n≥6时,数列{an}是首项为a6=(200-20×5)× =75,公比q= 的等比数列,
所以an=a6qn-6=100× .
所以该地区的年垃圾排放量(单位:万吨)关于治理年数n(n∈N+)的表达式为an=
(2)证明:设Sn为数列{an}的前n项和,则An= ,则An+1-An= - =
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= =
= .
由(1)知,当1≤n≤5时,an=200-20n,所以{an}为递减数列,
当n≥6时,an=100× ,所以{an}为递减数列,且a6<a5,
所以{an}为递减数列,于是an+1-a1<0,an+1-a2<0,……,an+1-an<0,
因此An+1-An<0,即An+1<An,
所以数列{An}为递减数列.
(3)因为{An}是递减数列,且A5=140>100,
所以5年内该地区的年平均垃圾排放量不可能低于100万吨.
当n≥6时,因为S5=700,
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所以An= = .
因为A9= >100,
A10=100-30× <100,
所以至少经过10年的治理,该地区的年平均垃圾排放量能够低于100万吨.
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