内容正文:
第一节
第六章 数列
数列的概念与简单表示法
【目标要求】 1.了解数列的概念和表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是一种特殊函数.
1.数列的有关概念
(1)数列的定义
按照_____________排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的________.
确定的顺序
项
(2)数列的分类
分类标准 类型 满足条件
按项数
分类 有穷数列 项数_____________
无穷数列 项数_____________
按项与项
间的大小
关系分类 递增数列 an+1_________an 其中n∈N*
递减数列 an+1_________an
常数列 an+1=an
按其他
标准分类 有界数列 存在正数M,使|an|≤M
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
周期数列 对n∈N*,存在正整数k,使an+k=an
有限
无限
>
<
(3)数列的表示法
数列有三种表示法,它们分别是_______________、_______________和_______________.
2.数列的通项公式
(1)数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的___________之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
列表法
图象法
解析式法
序号n
(2)已知数列{an}的前n项和为Sn,则an=
S1
Sn-Sn-1
[微点清] ①并不是所有的数列都有通项公式;②同一个数列的通项公式在形式上未必唯一.
3.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,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
1.在数列{an}中,若an最大,则(n≥2,n∈N*);若an最小,则(n≥2,n∈N*).
2.由于数列可以看作一个关于n(n∈N*)的函数,因此它具备函数的某些性质:
(1)单调性——若an+1>an,则{an}为递增数列;若an+1<an,则{an}为递减数列,否则为摆动数列或常数列(an+1=an).
(2)周期性——若=an(k为非零常数),则{an}为周期数列,k为{an}的一个周期.
1.思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)数列中的项互换次序后还是原来的数列.( )
数列中的项互换次序后可以不是原来的数列,如数列1,2,3,故错误.
解析
(2)若数列用图象表示,则从图象上看是一群孤立的点.( )
(3)S2n表示数列{an}中所有偶数项的和.( )
S2n=a1+a2+a3+…+a2n,其中既包含奇数项,也包含偶数项,故错误.
解析
(4)数列1,0,1,0,1,0,…的通项公式只能是an=.( )
2.(北师大选二P4T2改编)已知数列{an}的通项公式为an=9+12n,则在下列各数中,不是{an}的项的是( )
A.21 B.33 C.152 D.153
由数列的通项公式得,a1=21,a2=33,a12=153.
解析
3.(人A选二P8练习3题改编)在数列{an}中,a1=1,an=1+(n≥2),则a5=( )
A. B. C. D.
a2=1+=2,a3=1+=,a4=1+=3,a5=1+=.
解析
4.(人B选三P13例3改编)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+n,那么它的通项公式an等于( )
A.n B.2n C.2n+1 D.n+1
因为a1=S1=1+1=2,an=Sn-Sn-1=(n2+n)-[(n-1)2+(n-1)]=2n(n≥2),当n=1时,2n=2=a1,所以an=2n.
解析
5.已知数列{an}满足a1=28,=2,则的最小值为( )
A. B.4-1 C. D.
由an+1-an=2n,可得an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=28+2+4+…+
2(n-1)=n2-n+28,所以=n+-1,设f(x)=x+,可知f(x)在(0,2]上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,又n∈N*,且=<=,故选C.
解析
【例1】 (1)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=4n-3,则数列{an}的通项
公式为_____________________.
考点一
由an与Sn的关系求通项公式
当n=1时,a1=S1=41-3=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(4n-3)-(4n-1-3)=3×4n-1,而3×41-1=3≠1.故数列{an}的通项公式为an=
解析
an=
(2)已知数列{an}中,Sn是其前n项和,且Sn=2an+1,则数列的通项公式an=_____________.
当n=1时,a1=S1=2a1+1,所以a1=-1.Sn=2an+1 ①,当n≥2时,Sn-1=2an-1
+1 ②.①-②得Sn-Sn-1=2an-2an-1,即an=2an-2an-1,即an=2an-1(n≥2),所以{an}是首项为a1=-1,公比为q=2的等比数列,所以an=a1·qn-1=-2n-1.
解析
-2n-1
Sn与an的关系问题的求解思路
1.利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解.
2.利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
【训练1】 (2026·太原调研)已知数列{an}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-
1)an=(n+1)2,n∈N*,则{an}的通项公式an=_______________.
因为a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=(n+1)2 ①,所以a1=22=4,当n≥2时,
a1+3a2+5a3+…+(2n-3)an-1=n2 ②,由①-②,可得(2n-1)an=2n+1,所以an=(n≥2,n∈N*),当n=1时,不满足上式,所以数列{an}的通项公式是an=
解析
【例2】 (1)在数列{an}中,an+1-an=3n-22,a1=-2,则a30=( )
A.659 B.661 C.663 D.665
考点二
累加、累乘法求通项公式
(累加法)因为an+1-an=3n-22,所以a2-a1=-19,a3-a2=-16,…,a30-a29=65,所以a30-a1==667,故a30=a1+667=665.故选D.
解析
(2)设数列{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)-n+an+1an=0(n=1,2,
3,…),则它的通项公式an=_____________.
(累乘法)原式可化为[(n+1)an+1-nan]·(an+1+an)=0.因为an+1+an>0,所以=.则=,=,=,…,=,逐项相乘,得=,又a1=1,故an=.
解析
已知数列的递推公式求通项公式的典型方法
1.形如an+1=an+f(n)的递推关系式,可利用累加法求解.特别注重能消去多少项,保留多少项.
2.形如an+1=an·f(n)的递推关系式,可化为=f(n)的形式,用累乘法an=·…··a1代入求通项公式.
【训练2】 (1)(2026·汕头调研)已知数列{an},a1=1,an+1-an=2n,则a10=( )
A.511 B.1 022 C.1 023 D.2 047
因为an+1-an=2n,所以a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,a5-a4=24,…,a10-a9=29,累加可得a10-a1=2+22+23+…+29==210-2,所以a10=210-1=1 023.故选C.
解析
(2)已知数列{an}满足a1=2,(n+1)an=(n-1)an-1(n≥2,n∈N*),则数列{an}的
通项公式为_______________.
因为(n+1)an=(n-1)an-1(n≥2,n∈N*),所以=,an=××
×…××××a1=×××…××××2=,而a1=2也满足上式,因此数列的通项公式为an=.
解析
an=
考向❶ 数列的周期性
【例3】 (2026·南昌模拟)若数列{an}满足a2=11,an+1=,则a985=
( )
A. B.11 C.- D.
考点三
数列的函数性质
因为an+3= = = = = an,所以数列{an}是周期为3的数列,所以a985=a328×3+1=a1,因为a2=11,所以11=,解得a1=,故a985=a1=.故选D.
解析
解决数列的周期性问题,先求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
考向❷ 数列的单调性
【例4】 已知数列{an}中,an=1+(n∈N*,a∈R且a≠0).
(1)若a=-7,求数列{an}中的最大项和最小项的值;
因为an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0),又a=-7,所以an=1+(n∈N*).结合函数f(x)=1+的单调性,可知1>a1>a2>a3>a4,a5>a6>a7>…>an>1
(n∈N*).所以数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.
解
an=1+=1+,已知对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,结合函数f(x)=1+的单调性,可知5<<6,即-10<a<-8,即a的取值范围是(-10,-8).
解
(2)若对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,求a的取值范围.
确定数列的单调性常用比较法或借助常见函数的单调性,如本例借助反比例函数的单调性确定数列的单调性.
【题组对点练】
题号 1 2 3
考向 ❶ ❷ ❷
(1)设数列{an}满足:a1=2,an+1=(n∈N*),则数列{an}前2 026项的乘积a1a2a3a4…a2 026=_____________.
由a1=2得a2=-3,a3=-,a4=,a5=2,…,因此数列{an}是周期为4的周期数列.又a1a2a3a4=1,故a1a2a3a4…a2 025a2 026=(a1a2a3a4)506·a2 025a2 026=-6.
解析
-6
(2)已知数列{an}满足an=n2-λn,n∈N*,数列{an}是递增数列,试写出一个满足条件的实数λ的值:__________________________________.
因为数列{an}是递增数列,且an=n2-λn,则an+1>an,即(n+1)2-λ(n+1)>n2-λn,整理可得2n+1-λ>0,即λ<2n+1,因为n∈N*,即n≥1,所以2n+1≥3,所以λ<3(满足λ<3的任意一个实数值即可).
解析
2(满足λ<3的任意一个实数值即可)
(3)已知数列{an}的通项公式是an=(n+2)×(n∈N*),设数列{an}中最
大项为am,则m=_____________,am=____________.
解法一(作差法):an+1-an=(n+3)×-(n+2)×=×.当n<5时,an+1-an>0,即an+1>an;当n=5时,an+1-an=0,即an+1=an;当n>5时,an+1-an<0,即an+1<an.故a1<a2<a3<a4<a5=a6>a7>a8>…,所以当n=5或n=6时,数列{an}有最大项,且最大项为a5=a6=.
解析
5或6
解法二(作商法):==.令>1,解得n<5;令=1,解得n=5;令<1,解得n>5.又an>0,故有a1<a2<a3<a4<a5=a6>a7>…,所以当n=5或n=6时,{an}有最大项,且最大项为a5=a6=.
解析
解法三(解不等式(组)):由题知a1<a2.假设{an}中有最大项,且最大项为第n(n≥2)项,则
即5≤n≤6.又n∈N*,故当n=5或n=6时,{an}有最大项a5和a6,且a5=a6=.
解析
$