内容正文:
第一章
数 列
数列的概念及其函数特性
§1
数列的概念
[教学方式:基本概念课——逐点理清式教学]
1.1
课时目标
1.理解数列的概念和表示方法;能根据数列的前几项写出数列的一个 通项公式.
2.会由通项公式写出数列的任一项,理解数列是一种特殊函数.
CONTENTS
目录
1
2
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逐点清(一) 数列的概念与分类
逐点清(二) 数列的表示方法与通项公式
逐点清(三) 根据数列的前几项求通项公式
4
课时跟踪检测
逐点清(一) 数列的概念与分类
01
1.数列的概念
多维理解
定义 按一定_______排列的一列数叫作数列
项 数列中的_________叫作这个数列的项
表示 数列的一般形式可以写成a1,a2,a3,…,an,…或简记为数列______,其中a1是数列的第1项,也叫数列的_____;an是数列的第n项,也叫数列的______
次序
每一个数
{an}
首项
通项
2.数列的分类
类别 含义
有穷数列 项数_____的数列
无穷数列 项数_____的数列
有限
无限
|微|点|助|解|
(1){an}与an的含义完全不同:{an}表示一个数列,an表示数列的第n项.
(2)如果组成两个数列的数相同而排列次序不同,那么它们就是不同的数列.
(3)同一个数在数列中可以重复出现.
1.下列各项表示数列的是( )
A.a,b,c,…,x,y,z
B.2 020,2 021,2 022,…,2 026
C.锐角三角形,直角三角形,钝角三角形
D.a+b,a-b,ab,2a
微点练明
√
解析:数列必须由数组成,A、C、D中均不是数.
2.[多选]下列有关数列的说法正确的是 ( )
A.数列{an}中,若a3=3,则从第二项起,各项都不等于3
B.数列-2,0,2与数列2,0,-2是同一个数列
C.数列4,7,3,4的首项为4,末项为4
D.数列中的每一项都与它的序号有关
√
√
解析:常数列中任意两项都是相同的,所以A不正确;数列-2,0,2与2,0,-2中数字的排列顺序不同,不是同一个数列,所以B不正确;由数列的定义可知首项为4,末项也为4,故C正确;根据数列的定义知,数列中的每一项与它的序号是有关的,所以D正确.故选CD.
3.判断下列说法的正误,并说明理由.
(1){0,1,2,3,4}是有穷数列;
解:错误.{0,1,2,3,4}是集合,不是数列.
(2)所有自然数能构成数列;
解:正确.如将所有自然数按从小到大的次序排列.
(3)-3,-1,1,x,5,7,y,11是一个项数为8的数列.
解:错误.当x,y代表数时为项数为8的数列;当x,y中有一个不代表数时,便不是数列,这是因为数列必须是由一列数按一定的次序排列所组成.
逐点清(二) 数列的表示方法
与通项公式
02
1.数列的表示方法
数列的表示方法一般有三种:_______、图象法、_________.
2.数列与函数的关系
数列可以看作定义域为正整数集N+(或其子集)的函数.
3.数列的通项公式
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.
多维理解
列表法
通项公式
an=f(n)
|微|点|助|解|
(1)已知通项公式an=f(n),那么只需依次用1,2,3,…代替公式中的n,就可以求出数列的各项.
(2)一个数列的通项公式可以有不同的形式,如an=(-1)n还可以写成an=(-1的形式等.
(3)不是所有数列都有通项公式,就像并不是所有的函数都能用解析式表示一样.
1.已知数列{an}的通项公式为an=,n∈N+,则该数列的前4项依次为( )
A.1,0,1,0 B.0,1,0,1
C.,0,,0 D.2,0,2,0
√
微点练明
解析:当n分别等于1,2,3,4时,a1=1,a2=0,a3=1,a4=0.
2.下列四个数中,是数列{n(n+1)}中的一项的是 ( )
A.380 B.392
C.321 D.232
√
解析:n=19时,n(n+1)=380.
3.若一数列为1,37,314,321,…,则398是这个数列的 ( )
A.不在此数列中 B.第13项
C.第14项 D.第15项
√
解析:因为1=37×0,37=37×1,314=37×2,321=37×3,因此符合题意的一个通项公式为an=37(n-1).由37(n-1)=398解得n=15,所以398是这个数列的第15项.
4.已知数列{an}的通项公式是an=2n2-n,n∈N+.
(1)写出数列的前3项;
解:在通项公式中依次取n=1,2,3,可得{an}的前3项分别为1,6,15.
(2)判断45是否为数列{an}中的项,3是否为数列{an}中的项.
解:令2n2-n=45,得2n2-n-45=0,解得n=5或n=-(舍去),
故45是数列{an}中的第5项.令2n2-n=3,得2n2-n-3=0,
解得n=-1或n=,故3不是数列{an}中的项.
逐点清(三) 根据数列的前几项
求通项公式
03
[典例] 写出数列的一个通项公式,使它的前几项分别是下列各数:
(1)a,b,a,b,…;
解:因为数列的奇数项为a,偶数项为b,因此通项公式可用分段形式来表示,
记为an=
也可记为an=+(-1)n+1,n∈N+.
(2),,,,…;
解:由这个数列的前4项为,,,,
其分母都是序号n加上1,
分子都是分母的平方减去1,
故an=,n∈N+.
(3)-,,-,,…;
解:由这个数列的前4项为-,,-,,
它们的绝对值都等于序号与序号加1的乘积的倒数,
且奇数项为负,偶数项为正,故an=,n∈N+.
(4)0.3,0.33,0.333,0.333 3,….
解:因为数列0.9,0.99,0.999,0.999 9,…的通项公式为1-,
而数列0.3,0.33,0.333,0.333 3,…的每一项都是上面数列对应项的,
所以an=,n∈N+.
[变式拓展]
若典例(4)变为-3,33,-333,3 333,…,求这个数列的通项公式.
解:因为-3=(-1)1××(10-1),
33=(-1)2××(100-1),-333=(-1)3××(1 000-1),
所以an=,n∈N+.
|思|维|建|模|
根据数列的前几项求通项公式的解题思路
(1)先统一项的结构,如都化成分数、根式等.
(2)分析结构中变化的部分与不变的部分,探索变化部分的规律与对应序号间的函数解析式.有时也可以通过探求各部分间的关系来归纳通项公式.
(3)对于正负交替出现的情况,可先观察其绝对值,再用(-1)n或(-1)n+1处理符号,有时也可用分段形式.
(4)对于周期数列,可考虑拆成几个简单数列之和的形式,或者利用周期函数,如三角函数等.
写出下列各数列的一个通项公式,它们的前几项分别是:
(1)1,3,7,15,31,…;
解:由1=2-1,3=22-1,7=23-1,15=24-1,31=25-1,…,可得an=2n-1.
(2),,,,,…;
解:由=,=,=,=,=,…,
可得an=.
针对训练
(3)-,,-,,-,…;
解:由-,,-,,-,…,可知奇数项为负数,
偶数项为正数,可得an=(-1)n×.
(4)2×3,3×4,4×5,5×6,….
解:由2×3=(1+1)×(1+2),3×4=(2+1)×(2+2),
4×5=(3+1)×(3+2),5×6=(4+1)×(4+2),…,
可得an=(n+1)(n+2).
课时跟踪检测
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1.下列说法正确的是 ( )
A.数列1,3,5,7可以表示为{1,3,5,7}
B.数列-2,-1,0,1,2与数列2,1,0,-1,-2是相同的数列
C.数列若用图象表示,从图象看都是一群孤立的点
D.数列的项数一定是无限的
√
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解析:对A,{1,3,5,7}表示集合,不是数列;对B,两个数列中包含的数虽然相同,但排列顺序不同,不是相同的数列;对D,数列的项数可以是有限的也可以是无限的.故选C.
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2.[多选]已知数列{an}的通项公式是an=2n2-n,那么 ( )
A.30是数列{an}的一项 B.45是数列{an}的一项
C.66是数列{an}的一项 D.90是数列{an}的一项
√
√
解析:分别令2n2-n的值为30,45,66,90,可知只有当2n2-n=45时,n=5或n=-(舍去);当2n2-n=66时,n=6或n=-(舍去),故45,66是数列{an}的一项.
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3.在数列{an}中,若an=则a4+a5的值为( )
A.17 B.23
C.25 D.41
√
解析:依题意,a4+a5=23+(2×5-1)=17.
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4.已知数列,,…,,,则是这个数列的( )
A.第20项 B.第21项
C.第22项 D.第23项
√
解析:=,故是这个数列的第23项.
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5.数列0,,,,…的通项公式可能是( )
A. B.
C.n+ D.n-
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解析:对于A,当n=1时,=1≠0,故A错误;对于B,当n=2时,=≠,故B错误;对于C,当n=1时,n+=2≠0,故C错误;
对于D,因为数列0,,,,…可以写成 1-,2-,3-,4-,…,故其通项公式可以写成an=n-,故D正确.
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6.已知数列{an}的通项公式为an=a·3n-1,且a2=8,则a4= ( )
A.1 B.2
C.26 D.80
√
解析:因为a2=8,代入通项公式可得a2=a·32-1=9a-1=8,解得a=1,
所以an=3n-1,所以a4=34-1=80.
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7.已知数列0,lg 2,lg 3,lg 4,…,根据该数列的规律,数列中小于1的项有 ( )
A.8项 B.9项
C.10项 D.11项
√
解析:根据规律可得该数列的通项公式为an=lg n,由lg n<1得,n<10.∵n∈N+,∴该数列中小于1的项有9项.
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8.已知数列{an}的通项公式an=(n∈N+),记f(n)=(1-a1)(1-a2)·…·(1-an),通过计算f(1),f(2),f(3),归纳出f(n)的
表达式是( )
A.f(n)= B.f(n)=
C.f(n)= D.f(n)=
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解析:由题意an=(n∈N+),则f(1)=1-a1=1-=,
f(2)=(1-a1)(1-a2)===,f(3)=(1-a1)·
(1-a2)(1-a3)==,可看出分子上的值为相应项的序号加2,分母为相应序号加1后的2倍.故归纳出f(n)的表达式是f(n)=.
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9.已知数列{an}的通项公式为an=n2+b,且2和7是{an}中的两项,则b= ( )
A.-3 B.-2
C.1 D.3
√
解析:设ak=k2+b=2,am=m2+b=7,其中k,m∈N+,且k<m,
所以am-ak=m2-k2=(m-k)(m+k)=7-2=5.因为k,m∈N+,且k<m,则m-k,m+k∈N+,所以m-k,m+k为5的两个约数,显然m-k<m+k,所以解得则a2=4+b=2,解得b=-2.
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10.(5分)已知数列,3, ,…, ,那么9是该数列的第_______项.
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解析:令=9,解得n=14.由此可知9是该数列的第14项.
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11.(5分)已知数列{an}的通项公式为an=,则a10=________,若an=,则n=________.
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解析:∵an=,∴a10==.
由an==,得n2+2n-168=0,
解得n=12或n=-14(舍去).
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12.(5分)根据下列5个图形中相应点的个数的变化规律,猜测第n个图形中有________个点.
n2-n+1
解析:观察图中5个图形点的个数分别为1,1×2+1,2×3+1,3×4+1,4×5+1,故第n个图中点的个数为(n-1)n+1.
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13.(10分)分别写出下列数列的一个通项公式:
(1)4,-,2,-,…;(2分)
解:原数列可写成,-,,-,…,
可得该数列的一个通项公式为
an=(-1)n+1(n∈N+).
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(2)1,1,,,,…;(2分)
解:原数列可写成,,,,,…,
可得该数列的一个通项公式为an=(n∈N+).
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解:因为数列的各项是负正项交替出现的,所以用(-1)n来调节,数列各项的绝对值可以分成整数、分数的分子和分母三部分,整数部分是1,3,5,7,9,为奇数,分数的分子是1,2,3,4,5,正好是序号,分母是4,9,16,25,36,正好是平方数,这样我们可以归纳出数列的一个通项公式为an=(-1)n(n∈N+).
(3)-1,3,-5,7,-9,…;(3分)
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(4),3,,,3,….(3分)
解:原数列可写成,,,,,…,可得该数列的一个通项公式为an=(n∈N+).
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14.(15分)已知数列{an}的通项公式为an=n2-n-30.
(1)求数列的前三项,60是此数列的第几项;(6分)
解:由an=n2-n-30,得a1=1-1-30=-30,a2=22-2-30=-28,a3=32-3-30=-24.
设an=60,则60=n2-n-30,
解得n=10或n=-9(舍去).
∴60是此数列的第10项.
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(2)n为何值时,an=0,an>0,an<0.(9分)
解:令an=n2-n-30=0,解得n=6或n=-5(舍去),∴a6=0.
令n2-n-30>0,解得n>6或n<-5(舍去),∴当n>6(n∈N+)时,an>0.
令n2-n-30<0,解得0<n<6,∴当0<n<6(n∈N+)时,an<0.
综上,当n=6时,an=0;当n>6(n∈N+)时,an>0;
当0<n<6(n∈N+)时,an<0.
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15.(15分)已知数列{an}的通项公式an=,n∈N+.
(1)写出它的第10项;(4分)
解:a10===.
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(2)判断是不是该数列中的项;(6分)
解:令an==,当n为偶数时,=,整理得8n2-33n-35=0,解得n=-或n=5,
因为n∈N+且n为偶数,所以原方程无解;当n为奇数时,因为n∈N+,
所以an<0,所以不是该数列中的项.综上所述,不是该数列中的项.
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(3)求an+1及a2n.(5分)
解:an+1==;a2n==.
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