第4章 4.1 第1课时 数列的概念与简单表示-【金版新学案】2026-2027学年高中数学选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书Word(人教A版)
2026-09-09
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教辅
摘要:
本讲义聚焦高中数学“数列的概念与简单表示”核心知识点,通过生活与数学实例抽象数列概念,类比函数学习分类、通项公式及表示方法,为后续等差数列、等比数列学习搭建基础,突出数列作为特殊函数的本质。
资料以“问题情境—概念抽象—方法探究—应用拓展”为主线,通过奥运会奖牌等实例培养数学抽象,用函数法、作差法等发展逻辑推理与数学运算素养。课中分层任务助教师高效授课,课后评价与易错警示帮学生查漏补缺,提升学习效果。
内容正文:
单元学习一 数列的概念
[单元整体设计] 数列是一类特殊的函数,是数学重要的研究对象,是研究其他类型函数的基本工具,在日常生活中也有着广泛的应用.本章通过对具体例子的分析,抽象出数列的概念和表示方法;通过数学运算、逻辑推理等研究两类特殊的数列——等差数列和等比数列的取值规律,建立它们的通项公式、前n项和公式,并运用它们解决一些问题.基于以上内容,本章共分四个单元整体设计:数列的概念、等差数列、等比数列、数学归纳法(选学),学习计划16课时(含重点突破、章末综合提升).在此过程中,因为数列是一类特殊的函数,所以既要注重函数思想和方法的应用,又要进一步提升学生的数学抽象、数学运算、逻辑推理和数学建模的核心素养.
本单元内容是本章的基础.通过典型的日常生活和数学中的实例,初步认识数列,形成数列的基本概念;类比函数的研究内容,学习数列的函数特性和三种表示方法——列表、图象和通项公式;最后学习数列特有的递推公式和前n项和公式.学习计划2课时.
本单元内容重点是数列的概念和通项公式,难点是数列的概念.在研究的过程中,体会运用代数运算探究数列的取值规律,提升数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养.
第1课时 数列的概念与简单表示
学习目标
1.通过日常生活和数学中的实例,了解数列的概念和表示方法(列表、图象、通项公式),培养数学抽象的核心素养.
2.结合简单的数列,掌握数列的分类,了解数列是一种特殊函数,培养数学抽象的核心素养.
3.能根据数列的前几项写出数列的一个通项公式,培养数学抽象与数学运算的核心素养.
4.掌握数列的通项公式及其应用,发展逻辑推理与数学运算的核心素养.
任务一 数列的概念与分类
(阅读教材P2—4 ,完成探究问题1)
问题1.观察以下几列数:
(1)古埃及“阿默斯”画了一个阶梯,上面的数字依次为:7,49,343,2 401,16 807;
(2)2024年巴黎第三十三届夏季奥林匹克运动会中国代表队获得的奖牌总数、金牌、银牌、铜牌依次为:91,40,27,24;
(3)2 026,2 026,2 026,2 026,2 026;
(4)小明为了记住刚设置的手机密码,只听他不停地说:2,0,2,7,2,0,2,7,2,0,2,7,…;
(5)-的n次幂按1次幂、2次幂、3次幂……依次排成一列数:-,,-,,….
你能找到上述例子中的共同点和不同点吗?
提示:共同点:都是按照确定的顺序进行排列的.不同点:从项数上来看:(1)(2)(3)项数有限,(4)(5)项数无限;从项的变化上来看:(1)每一项在依次变大,(2)每一项在依次变小,(3)项没有发生变化,(4)项呈现周期性的变化,(5)项的大小交替变化.
1.数列的概念
(1)定义:一般地,我们把按照确定的顺序排列的一列数称为数列.
(2)项:数列中的每一个数叫做这个数列的项.数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第1项,常用符号a1表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,用a2表示……第n个位置上的数叫做这个数列的第n项,用an表示.其中第1项也叫做首项.
(3)数列的表示:数列的一般形式是a1,a2,…,an,…,简记为{an}.
[微提醒] (1)表示数列时不要漏写“{ }”,这里的小写字母a也可以换成其他小写英文字母.(2)不能将{an}视为一个集合,它只是数列的简单记法.注意数列{an}与an是不同的,{an}表示数列a1,a2,…,an,….而an表示数列{an}中的第n项.
2.数列的分类
分类标准
类型
满足条件
按项的
个数
有穷数列
项数有限的数列
无穷数列
项数无限的数列
按项的变
化趋势
递增数列
从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列,即an+1>an
递减数列
从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列,即an+1<an
常数列
各项都相等的数列,即an+1=an
[微提醒] (1)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的数列.(2)周期数列:项呈现周期性变化的数列.
[微思考] (1)如果组成两个数列的数相同,但顺序不同,它们是相同的数列吗?
(2)若数列{an}满足a1<a2<a3,则数列一定是递增数列吗?
提示:(1)它们不是相同的数列.
(2)不一定,因为只有部分项满足大小关系,不能确定数列的单调性.
下列数列哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?哪些是递增数列?哪些是递减数列?哪些是常数列?哪些是摆动数列?
(1)1,0.84,0.842,0.843,…;
(2)2,4,6,8,10,…;
(3)7,7,7,7,…;
(4),,,,…;
(5)10,9,8,7,6,5,4,3,2,1;
(6)0,-1,2,-3,4,-5,….
解:(5)是有穷数列;(1)(2)(3)(4)(6)是无穷数列;(2)是递增数列;(1)(4)(5)是递减数列;(3)是常数列;(6)是摆动数列.
数列的概念及其分类的判断
1.判断所给的对象是否为数列,关键看它们是不是按一定次序排列的数.
2.判断所给的数列是递增、递减、摆动还是常数列,利用单调性的定义,从项的变化趋势来分析,而有穷还是无穷数列,则看项的个数有限还是无限.
对点练1. (概念辨析) (多选)下列说法正确的是( )
A.数列4,7,3,4的首项是4
B.若数列的首项为3,则从第2项起,各项均不等于3
C.数列2,5,2,5,…,2,5,…是无穷数列
D.a,-3,-1,1,b,5,7一定能构成数列
答案:AC
解析:根据数列的相关概念知,第1项即为首项,故A正确;同一个数在一个数列中可以重复出现,故B错误;由无穷数列的概念可知,C正确;由数列的概念知,当a,b都代表数时可构成数列,当a,b中至少有一个不代表数时不能构成数列,故D错误.故选AC.
对点练2.下列数列哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?哪些是递增数列?哪些是递减数列?哪些是常数列?
(1)2 022,2 023,2 024,2 025,2 026;
(2)0,,,…,,…;
(3)1,,,…,,…;
(4)-,,-,,…;
(5)1,0,-1,…,sin,…;
(6)9,9,9,9,9,9.
解:(1)(6)是有穷数列;(2)(3)(4)(5)是无穷数列;(1)(2)是递增数列;(3)是递减数列;(6)是常数列.
任务二 数列的通项公式
(阅读教材P3—4 ,完成探究问题2、3)
问题2.在问题1中,如果我们以序号n为自变量,以项an为函数值,可以将数列看成函数吗?
提示:从问题1知,两者具有一一对应的关系,可以看作特殊的函数.
问题3.回顾函数的表示方法:列表、图象、解析法,并思考问题1中的数列可以用上面的方法表示吗?
提示:可以,但是对于解析式来说,数列不同于连续函数的表示,需要重新作定义.
1. 数列的通项公式
(1)如果数列{an}的第n项an与它的序号n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,表达形式为:an=f(n)(n∈N*).
(2)通项公式就是数列的函数解析式,根据通项公式可以写出数列的各项.
[微思考] 所有数列都能写出它的通项公式吗?当数列确定后,它的通项公式唯一吗?你能否各举出1个例子?
提示:并不是所有数列都能写出通项公式,如π的近似值数列:3,3.1,3.14,3.141,3.141 5,3.141 59,….当数列确定后,它的通项公式也不一定唯一.如数列1,-1,1,-1,1,-1,…,可以用an=也可以用an=(-1)n+1,an=sin ,an=cos[(n-1)π]等表示.
2.数列与函数的关系
从函数的观点看,数列可以看作是特殊的函数,关系如表:
定义域
正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})
解析式
数列的通项公式
值域
自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值构成的集合
表示方法
(1)通项公式(解析法);(2)列表法;(3)图象法
角度1 由通项公式写出数列的前几项
根据下列数列{an}的通项公式,写出数列的前5项,并画出它们的图象.
(1)an=;
(2)an=.
解 (1)因为an=,
所以a1==,a2==,a3==,a4==,a5==.
它的图象如图所示.
(2)因为an=,
所以a1==-,a2==,a3==-,a4==,a5==-.
它的图象如图所示.
1.数列{an}的通项公式给出了第n项an与它的序号n之间的关系,只要用序号代替公式中的n,就可以求出数列中相应的项.
2.数列是一个特殊的函数,因此也可以用图象来表示,以位置序号n为横坐标,相应的项为纵坐标,即坐标为(n,an)描点画图,就可以得到数列的图象.
角度2 由数列的前几项写数列的通项公式
(链教材P5例2)根据下列数列的前几项,写出数列的一个通项公式:
(1),2,,8,,…;
(2)-1,3,-5,7,-9,…;
(3)9,99,999,9 999,…;
(4),…;
(5),-,-,…;
(6)4,0,4,0,4,0,….
解:(1)数列的项有的是分数,有的是整数,可先将各项都统一成分数再观察,,…,所以它的一个通项公式为an=.
(2)数列各项的绝对值分别为1,3,5,7,9,…,是连续的正奇数,其通项公式为2n-1;考虑(-1)n具有转换符号的作用,所以数列的一个通项公式为an=(-1)n(2n-1).
(3)各项加1后,分别变为10,100,1 000,10 000,…,此数列的通项公式为10n,可得原数列的一个通项公式为an=10n-1.
(4)数列中每一项均由三部分组成,分母是从1开始的奇数列,其通项公式为2n-1;分子的前一部分是从2开始的自然数的平方,其通项公式为(n+1)2;分子的后一部分是减去一个从1开始的自然数,其通项公式为n,综合得原数列的一个通项公式为an==.
(5)这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式是an=(-1)n+1·.
(6)由于该数列中,奇数项全部都是4,偶数项全部都是0,因此可用分段函数的形式表示通项公式,即an=又因为数列可改写为2+2,2-2,2+2,2-2,2+2,2-2,…,因此其通项公式又可表示为an=2+2×(-1)n+1.
根据数列的前几项求通项公式的常用方法、解题思路及关注点
1.常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见数列)等方法.
2.解题策略:(1)统一项的结构,做到结构相同,容易观察,如都化成分数、根式等.
(2)分析这一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.
3.关注点:(1)对于正负交替型数列,可先观察其绝对值,再用(-1)n或(-1)n+1处理符号.
(2)对于循环型数列,如数列9,99,999,9 999,…的通项公式是an=10n-1.
(3)对于组合型数列,要分组构造,观察数列的各个部分与对应序号之间的关系.
(4)对于周期型数列,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.
(5)熟记一些特殊数列的通项公式,如an=,an=n,an=2n-1,an=2n,an=n2等,熟悉它们的变化规律,并灵活运用.
对点练3.根据下列数列{an}的通项公式,写出数列的前5项,并画出它们的图象.
(1)an=2n+3;
(2)an=
解:(1)因为an=2n+3,
所以a1=5,a2=7,a3=9,a4=11,a5=13.
它的图象如图所示.
(2)因为an=
所以a1=1,a2=3,a3=1,a4=7,a5=1.
它的图象如图所示.
对点练4.根据下列数列的前几项,写出数列的一个通项公式:
(1)-3,0,3,6,9,…;
(2)3,5,9,17,33,…;
(3)0,2,0,2,0,2,…;
(4),-,-,….
解:(1)a1=-3+0×3,a2=-3+1×3,
a3=-3+2×3,a4=-3+3×3,….
所以an=-3+(n-1)×3=3n-6(n∈N*).
(2)a1=2+1,a2=4+1=22+1,a3=8+1=23+1,a4=16+1=24+1,…,所以an=2n+1(n∈N*).
(3)a1=1-1,a2=1+1,a3=1-1,a4=1+1,….
所以an=1+(-1)n(n∈N*).
(4)a1=-,a2=,a3=-,a4=,…,所以an=(-1)n(n∈N*).
任务三 数列通项公式的简单应用
(链教材P5例3)已知数列{an}的通项公式为an=3n2-28n.
(1)写出此数列的第4项和第6项;
(2)-49是否是该数列的一项?如果是,应是哪一项?68是否是该数列的一项呢?
解:(1)a4=3×42-28×4=-64,
a6=3×62-28×6=-60.
(2)令3n2-28n=-49,解得n=7,或n=(舍去),
所以-49是该数列的第7项;
令3n2-28n=68,解得n=-2,或n=,
均不合题意,所以68不是该数列的项.
[变式探究](变结论)若本例中的条件不变.
(1) 20是不是该数列的一项?若是,是哪一项?
(2)数列{an}中有多少个负数项?当n为何值时,an有最小值?并求出这个最小值.
解:(1)令3n2-28n=20,
解得n=10或n=-(舍去),
所以20是该数列的第10项.
(2)由an=3n2-28n,得an<0,所以0<n<,又因为n∈N*,解得n=1,2,3,4,5,6,7,8,9,即数列{an}有9个负数项.
根据题意,an=3n2-28n=3(n-)2-,故当 n=5时,an有最小值,其最小值为-65.
求项或判断某数是否为数列项的方法
代入法
如果已知数列的通项公式,那么只要将相应序号代入通项公式,就可以求出数列的相应项
解方程法
判断某数值是否为该数列的项,先假设它是数列中的项,然后列出方程.若方程的解为正整数,则是数列的一项;若方程无解或解不是正整数,则不是该数列中的项
对点练5.(2026·江西部分学校高二联考)已知数列{an}的通项公式为an=.
(1)求a4;
(2)是不是该数列中的项?为什么?
(3)在区间()内是否有该数列中的项?若有,求出有几项;若没有,请说明理由.
解:(1)因为an=
==,
所以a4==.
(2)由(1)知an=,
令=,解得n=.
因为n∈N*,所以=无正整数解,
即不是该数列中的项.
(3)由(1)知an=.
令<<,
则解得<n<.
因为n∈N*,所以n=3.
所以在区间()内有该数列中的项,且只有一项.
任务四 数列的函数特性及其应用
角度1 数列单调性的判断及其应用
(一题多解)已知数列的通项公式为an=3n2-n(n∈N*),判断该数列的单调性.
解:法一(作差法):因为an=3n2-n,所以an+1=3(n+1)2-(n+1),
所以an+1-an=3(n+1)2-(n+1)-(3n2-n)=6n+2>0,
即an+1>an,所以数列是递增数列.
法二(作商法):因为an=3n2-n,所以an+1=3(n+1)2-(n+1),
所以==·>1.
又易知an>0,即an+1>an,所以数列是递增数列.
法三(函数法): 令y=3x2-x,则函数的图象是开口向上的抛物线,其对称轴为直线x=,
所以函数y=3x2-x在(,+∞)上单调递增,所以数列是递增数列.
[变式探究] (变条件)若本例中的条件“an=3n2-n(n∈N*)”变为“an=n2+tn(n∈N*)”,若数列{an}为递增数列,则实数t的取值范围是 .
答案:(-3,+∞)
解析:由数列{an}为递增数列,得an+1>an,所以an+1-an>0,所以(n+1)2+t(n+1)-(n2+tn)>0,所以2n+1+t>0恒成立,即t>-(2n+1)恒成立.而n∈N*,所以t>-3,故实数t的取值范围是(-3,+∞).
角度2 数列的最大项、最小项问题
(一题多解)已知数列{an}的通项公式是an=n()n,n∈N*.试问该数列有没有最大项?若有,求出最大项;若没有,请说明理由.
解:法一:-an=(n+1)-n=,
当n<4时,-an>0,即>an;
当n=4时,-an=0,即=an;
当n>4时,-an<0,即<an.
则a1<a2<a3<a4=a5>a6>a7>…,
所以数列{an}有最大项,为第4项或第5项,且a4=a5==.
法二:假设数列{an}有最大项,且最大项为第n项,根据题意,令
即解得4≤n≤5.
又n∈N*,则n=4或n=5.故数列{an}有最大项,为第4项或第5项,且a4=a5==.
1.判断数列单调性的方法
作差法
对于数列中的任意相邻的两项an+1,an,通过作差an+1-an,判断其与0的大小关系,即可判断数列的单调性
作商法
数列的各项非零且同号,对其数列中的任意相邻的两项an+1,an,通过作商,判断其与1的大小关系,即可判断数列的单调性
函数法
当an表达式与所学过的函数解析式相似时,可用函数的图象或复合函数判断单调性的方法来判断数列{an}的单调性
2.求数列最大(小)项的方法
(1)函数的单调性法:令an=f(n),通过研究f(n)的单调性来研究最大(小)项;
(2)不等式组法:先假设有最大(小)项.不妨设an最大,则满足(n≥2),解不等式组便可得到n的取值范围,从而确定n的值;求最小项用不等式组(n≥2)求得n的取值范围,从而确定n的值.
[注意] 数列是特殊的函数,因此在解决数列问题时,无论是判断数列单调性,还是求数列最大(小)项问题,都应有意识地将函数的概念、图象、性质等迁移过来,充分体现了函数思想和转化与化归思想.
对点练6.已知数列{an}的通项公式为an=,则数列{an}为( )
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.无法确定
答案:B
解析:因为an=,n∈N*,所以-an=-=<0,所以{an}是递减数列.故选B.
对点练7.(一题多解)已知数列{an}的通项公式是an=(n+1)()n,n∈N*.试问该数列有没有最大项?若有,求出最大项和最大项的序号;若没有,请说明理由.
解:法一:-an=(n+2)()n+1-(n+1)()n=,
当n<9时,-an>0,即>an;
当n=9时,-an=0,即=an;
当n>9时,-an<0,即<an.
则a1<a2<a3<…<a9=a10>a11>a12>…,
故数列{an}有最大项,为第9项或第10项,且a9=a10=10×()9.
法二:假设数列{an}有最大项,且最大项为第n项,根据题意,令
即
解得9≤n≤10.
又n∈N*,则n=9,或n=10.故数列{an}有最大项,为第9项或第10项,且a9=a10=10×()9.
任务
再现
1.数列的概念与分类. 2.数列的通项公式及简单应用.
3.数列的函数特性及其应用
方法
提炼
观察比较归纳法、代入法、解方程法、作差法、作商法、函数法、函数的单调性法、不等式组法
易错
警示
并非所有的数列都能写出它的通项公式. 并非所有的通项公式都唯一,如-1,1,-1,1,…,既可以写成an=(-1)n,也可以写成an=归纳法求数列的通项公式时归纳不够全面,不注意用(-1)n进行调节,不注意分子、分母间的联系2.归纳法求数列的通项公式时归纳不够全面,不注意用(-1)n进行调节,不注意分子、分母间的联系
1. (概念辨析)下面四个数列中,既是无穷数列又是递增数列的是( )
A.1,,,,…,,…
B.sin ,sin ,sin ,…,sin ,…
C.-1,-,-,-,…,-,…
D.1,,,…,
答案:C
解析:对于A,是递减数列;对于B,是周期数列;对于C,既是无穷数列又是递增数列;对于D,是有穷数列.故选C.
2.数列-1,,-,,…的通项公式可能是an=( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:因为数列-1,,-,,…可以写成:-=,=,-=,=,…,所以其通项公式为an=.故选D.
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.数列通项公式的表达式不是唯一的
B.数列1,2,4,7,…的一个通项公式是an=+1
C.数列0,1,0,1,…没有通项公式
D.已知数列{an}的通项公式为an=,其中a,b,c均为正数,则此数列为递增数列
答案:ABD
解析:对于A,例如,数列1,-1,1,-1,…的通项公式可以是an=(-1)n+1,也可以是an=cos[(n-1)·π],故A正确;对于B,若通项公式是an=+1,则a1=1,a2=2,a3=4,a4=7,故B正确;对于C,数列0,1,0,1,…的通项公式可以为an=故C错误;对于D,由an+1-an=-=>0,得an+1>an,则此数列为递增数列,故D正确.故选ABD.
4.(多空题)已知数列{an}的通项公式为an=4n-1,则它的第7项是 ,a2 026-a2 025= ,999是数列的第 项.
答案:27 4 250
解析:a7=4×7-1=27,a2 026-a2 025=(4×2 026-1)-(4×2 025-1)=4.令4n-1=999,解得n=250.
课时分层评价1 数列的概念与简单表示
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—9,每小题5分,共45分)
1.下列说法中,正确的是( )
A.数列2,4,6,8可表示为{2,4,6,8}
B.0,1,0,1,…是常数列
C.数列{n+1}的图象是直线上孤立的点
D.数列0,1,2,3,4,…可记为{n}
答案:C
解析:对于A,由数列的定义易知A错误;对于B,数列0,1,0,1,…不是常数列,故B错误;对于C,数列{n+1}对应点为(1,2),(2,3),(3,4),…,所以图象是直线y=x+1上孤立的点,故C正确;对于D,因为0∈N,所以n∈N,这与数列的定义不相符,故D错误.故选C.
2.已知数列{an}的通项公式为an=,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
答案:A
解析:当n分别等于1,2,3,4时,a1=1,a2=0,a3=1,a4=0.故选A.
3.(2026·吉林长春期中)数列-,3,-3,9,…的一个通项公式是( )
A.an=(-1)n B.an=(-1)n
C.an=(-1)n+1 D.an=(-1)n+1
答案:B
解析:数列各项可改写为:(-)1,(-)2,(-)3,(-)4,…,即an=(-)n=(-1)n(n∈N*).故选B.
4.下列数列中,156是其中一项的是( )
A.{n2+1} B.{n2-1}
C.{n2+n} D.{n2+n-1}
答案:C
解析:根据题意,依次分析选项:对于A,若数列为{n2+1},则有n2+1=156,无正整数解,不符合题意;对于B,若数列为{n2-1},则有n2-1=156,无正整数解,不符合题意;对于C,若数列为{n2+n},则有n2+n=156,解得n=12或-13(舍),有正整数解n=12,符合题意;对于D,若数列为{n2+n-1},则有n2+n-1=156,无正整数解,不符合题意.故选C.
5.已知数列满足an=,n为正整数,则该数列的最大项为( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:因为函数y==,在x∈(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减,所以当1≤n≤2时,数列递增,当n≥3时,数列递减,又an=,得a2=,a3=,所以该数列的最大项是.故选B.
6.(多选)数列{an}(n∈N*)是递增数列的为( )
A.an= B.an=1-2n
C.an=n2+n D.an=2n+1
答案:CD
解析:an=,a1=1,a2=,不是递增数列,故A不符合题意;an=1-2n,当n≥2时,an-=(1-2n)-[1-2(n-1)]=-2,不是递增数列,故B不符合题意;an=n2+n,当n≥2时,an-=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n>0,是递增数列,故C符合题意;an=2n+1,函数y=2x+1为增函数,则an=2n+1是递增数列,故D符合题意.故选CD.
7.已知数列{an}的通项公式为an=2 026-3n,则使an>0成立的正整数n的最大值为 .
答案:675
解析:由an=2 026-3n>0,得n<=675,又因为n∈N*,所以正整数n的最大值为675.
8.(开放题) 已知数列{an}满足下列条件:①是无穷数列;②是递减数列;③每一项都是正数.写出一个符合条件的数列{an}的通项公式:an= .
答案:(答案不唯一)
解析:符合三个条件的数列有,,,….(答案不唯一)
9.给出下列命题:
①已知数列{an},an=,则是这个数列的第10项,且最大项为第1项;
②数列,-,2,-,…的一个通项公式是an=(-1)n+1;
③已知数列{an},an=kn-5,且a8=11,则a17=29;
④已知an+1=an+3,则数列{an}为递增数列.
其中正确命题的序号为 .
答案:①②③④
解析:对于①中,令=,解得n=10,且数列{an}为递减数列,所以最大项为第1项,故①正确;对于②中,数列,,,,…的一个通项公式是bn=,所以原数列的一个通项公式是an=(-1)n+1,故②正确;对于③中,由an=kn-5,且a8=11,即8k-5=11,解得k=2,所以an=2n-5,所以a17=29,故③正确;对于④中,由an+1=an+3,得an+1-an=3>0,即an+1>an,所以数列{an}为递增数列,故④正确.综上,正确命题的序号为①②③④.
10.(13分)(一题多问)已知数列{an}的通项公式为an=,n∈N*.
(1)求a10;
(2)是不是这个数列中的项?
(3)这个数列中有多少项是整数?
(4)该数列中是否有等于项数的项?若有,求出该项;若没有,说明理由.
解:(1)a10==.
(2)令=,得n=100,故是这个数列中的项.
(3)易知an=1+,若an是整数,则n=1,2,3,6,
故这个数列中共有4项是整数.
(4)令=n,得n2-n-6=0,
解得n=3,或n=-2(舍去).
故该数列中有等于项数的项,该项为a3=3.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.(原创题)正整数的排列规则如图所示,其中排在第i行第j列的数记为ai,j,例如a4,3=9,则a64,9等于( )
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
…
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
答案:C
解析:根据题意,第1行第1列的数为1,此时a1,1=+1=1,第2行第1列的数为2,此时a2,1=+1=2,第3行第1列的数为4,此时a3,1=+1=4,据此分析可得:第64行第1列的数为a64,1=+1=2 017,则a64,9=2 025.故选C.
12.(多选)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中华传统文化中隐藏的世界数学史上第一道数列题,其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则下列说法正确的是( )
A.此数列的第20项是200
B.此数列的第19项是182
C.此数列的通项公式为an=
D.84不是此数列中的项
答案:AC
解析:观察此数列,n为偶数时,an=,n为奇数时,an=,所以此数列的通项公式为an=所以C正确;a20==200,故A正确;a19==180,故B错误;a13==84,故D错误.故选AC.
13.(2025·安徽宣城期末调研)已知数列是递增数列,且cn=则实数a的取值范围是__________.
答案:
解析:根据题意得解得2<a<3,则实数a的取值范围是.
14.(15分)(一题多问)已知数列的通项公式为an=.
(1)判断是不是数列中的项;
(2)证明:数列中的项都在区间内;
(3)判断在区间内有没有数列中的项.
解:(1)因为an===,
所以由an==,解得n=.
因为不是正整数,所以中的项.
(2)证明: 因为an===1-=1-,
因为n∈N*,0<<1,所以0<an<1,
所以数列内.
(3)令<an<,即<<,则解得<n<.
又n∈N*,所以n=2.
故在区间内有数列中的项,且只有一项,是第二项,即a2=.
15.(5分)(新情境)如图①所示是第七届国际数学教育大会(简称ICME-7)的会徽图案,会徽的主体图案是由如图②的一连串直角三角形演化而成的,其中OA1=A1A2=A2A3=…=A7A8=1,如果把图②中的直角三角形继续作下去,记OA1,OA2,…,OAn,…的长度构成数列{an},则此数列的通项公式为( )
A.an=n,n∈N* B.an=,n∈N*
C.an=,n∈N* D.an=n2,n∈N*
答案:C
解析:因为OA1=1,OA2=,OA3=,…,OAn=,…,所以a1=1,a2=,a3=,…,an=,….故选C.
16.(17分)已知函数f(x)=2x-,数列{an}满足f(log2an)=-2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)讨论数列{an}的增减性,并证明你的结论.
解:(1)因为f(x)=2x-2-x,f(log2an)=-2n,且an>0,
所以-=-2n,
所以an-=-2n,即+2nan-1=0,
解得an=-n±,
因为an>0,所以an=-n.
(2)数列{an}是递减数列,证明如下:
法一(作差法):
因为-an=-(n+1)-(-n)
=--1
=-1
=-1.
又>n+1,>n,
所以<1.
所以-an<0,即<an.所以数列{an}是递减数列.
法二(作商法):
因为an>0,所以=
=<1.
所以<an.所以数列{an}是递减数列.
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