4.1.1 数列(1)
1. 了解数列的概念、分类,知道数列是一类特殊的函数,会用列表法和图象法表示数列.
2. 理解数列通项公式的概念,会根据通项公式写出数列的前几项,会根据简单数列的前几项写出数列的一个通项公式.
活动一 了解数列的概念
阅读材料,思考后面的问题:
图1 图2
某剧场有30排座位,第一排有20 个座位,从第二排起,后一排都比前一排多2个座位(如图1),那么各排的座位数依次为
20,22,24,26,28,…. ①
人类在1740年发现了一颗彗星,并推算出这颗彗星每隔83年出现一次,那么从发现那次算起,这颗彗星出现的年份依次为
1740,1823,1906,1989,2072,…. ②
某种细胞,如果每个细胞每分钟分裂为2个,那么每过1分钟,1个细胞分裂的个数依次为
1,2,4,8,16,…. ③
“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的意思为:一尺长的木棒,每日取一半,永远也取不完.如果“将一尺之棰”视为1份,那么每日剩下的部分依次为
,,,,,…. ④
某种树木第1年长出幼枝,第2年幼枝长成粗干,第3年粗干可生出幼枝(如图2),那么按照这个规律,各年树木的枝干数依次为
1,1,2,3,5,8,…. ⑤
从1984年到2016年,我国共参加了9次夏季奥运会,各次参赛获得的金牌总数依次为
15,5,16,16,28,32,51,38,26. ⑥
问题1:分析上述六个问题,这些问题有什么共同的特点?
问题2:试举出与上述六个问题的数有共同特点的例子.
数列的定义:
数列的一般形式:
问题3:数列的项与它的项数分别指什么?{an}与an有何区别?
问题4:数列{an}的第n项an与项数n一定能用关系式表示吗?
活动二 理解数列的通项公式
例1 已知数列的第n项an为2n-1,写出这个数列的首项、第2项和第3项.
问题5:什么叫数列的通项公式?
思考1
数列除了可以用通项公式表示,是否还有其他表示方法?
活动三 了解数列和函数的关系
例2 已知数列{an}的通项公式,写出这个数列的前5项,并作出它的图象.
(1) an=; (2) an=.
思考2
数列作为一类特殊的函数,其特殊性主要体现在哪些方面?它的图象有什么特点?
作出下列各数列的图象.
(1) 3,5,7,9,…,21;
(2) 数列;
(3) 数列{n2-4n+3}.
1. 数列的通项公式实际上是一种定义域特殊的函数解析式,即an=f(n).
2. 一个数列的通项公式在形式上可以不止一个.
活动四 会用观察法写出数列的一个通项公式
思考3
如何表示正负相间的数列对应项的符号?
例3 写出下面数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数.
,-,,-,….
写出以下各数列的一个通项公式:
(1) 1,,,,,…;
(2) 0.9,0.99,0.999,0.999 9,….
1. 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
2. 数列0,,,,,…的一个通项公式是( )
A. an= B. an= C. an= D. an=
3. (多选)已知数列0,2,0,2,0,2,…,则前6项适合的通项公式为( )
A. an=1+(-1)n B. an=2cos
C. an=2 D. an=1-cos(n-1)π+(n-1)(n-2)
4. 已知数列,,,,,…,则5是它的第________项.
5. 在数列{an}中,已知a1=2,a17=66,通项an是关于n的一次函数.
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 88是否是数列{an}中的项?
参考答案与解析
【活动方案】
问题1:都是按照一定次序排列的一列数.
问题2:{1,2,3,…,n}(n∈N*).
数列的定义:按照一定次序排列的一列数叫作数列.
数列的一般形式:a1,a2,a3,…,an,…,简记为{an}.
问题3:数列中的每个数都叫作这个数列的项,其中a1称为数列{an}的第1项或首项,a2称为第2项,…,an称为第n项.n为数列{an}的项数.{an}表示按一定次序排列的数列,an表示数列{an}中的第n项.
问题4:不一定,如当{an}是常数列时,第n项与项数n无关.
例1 首项为a1=2×1-1=1;
第2项为a2=2×2-1=3;
第3项为a3=2×3-1=5.
问题5:如果数列{an}的第n项与序号n之间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式叫作这个数列的通项公式.
思考1:数列可以由通项公式来给定,也可以通过列表或图象来定义.
例2 (1) a1=,a2=,a3=,a4=,a5=,作图略.
(2) a1=-,a2=,a3=-,a4=,a5=-,作图略.
思考2:数列可以看成正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,k})为定义域的函数,当自变量按照从小到大的顺序依次取值时,所对应的一列函数值,所以数列的图象是一系列离散的点,具有“散点图”的特点.
跟踪训练 略
思考3:利用(-1)n来表示.
例3 an=
跟踪训练 (1) an= (2) an=
【检测反馈】
1. A 解析:因为19×20=380,所以380是数列{n(n+1)}中的第19项.
2. C 解析:已知数列可化为0,,,,,…,故an= .
3. AC 解析:对于A,an=1+(-1)n取前6项,得0,2,0,2,0,2,满足条件;对于B,an=2cos取前6项,得0,-2,0,2,0,-2,不满足条件;对于C,an=2取前6项,得0,2,0,2,0,2,满足条件;对于D,an=1-cos(n-1)π+(n-1)(n-2)取前6项,得0,2,2,8,12,22,不满足条件.故选AC.
4. 21 解析:由题意,得该数列的通项公式为an=,所以令=5,解得n=21,故5是该数列的第21项.
5. (1) 设an=kn+b,则由a1=2,a17=66,
得解得所以an=4n-2.
(2) 令4n-2=88,得n=22.5,
所以88不是数列{an}中的项.