4.1 第1课时 数列的概念与简单表示法
课程标准 熟悉课标,把握重点
知识梳理 掌握概念,升华提升
基础自测 单选 1★+2★+3★ 多选 4★ 填空5★
题型归类 题型一:数列的概念与分类
单选1★+2★★+3★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型二:由数列的前几项求通项公式
单选1★+2★+3★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型三:数列与函数的关系
单选1★+2★★+3★★填空4★+5★★解答6★★+方法总结
题型四:数列通项公式的简单应用
单选1★+2★★+填空3★4解答★5★★+6★★7★★+方法总结
题型五:数列{an}中的最大(小)项
单选1★+2★★+解答3★★4★★5★★+方法总结
分层测试 单选6题1★+2★ + 3★+4★+5★★+6★★★
多选3题7★+8★★+9★★★
填空3题10★+11★★+12★★★
解答4题13★+14★+15★★+16★★★
一、课程标准
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).
2.了解数列是一种特殊函数.
二、知识梳理
1.数列的概念
(1)数列与数列的项
①数列:按照确定的顺序排列的一列数称为数列。
②数列的项: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。
(2)数列的一般形式
数列的一般形式是a1,a2,…,an,…,简记为{an}。
(3)数列与函数的关系
数列{an}是从正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})到实数集R的函数,其自变量是序号n,对应的函数值是数列的第n项an,记为an=f(n)。
2.数列的表示方法
(1)表示方法:解析式法、表格法、图象法。
(2)数列的单调性
类别 含义
递增数列 从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列
递减数列 从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列
常数列 各项都相等的数列
3.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项与它的序号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。
【升华提升】
1. 数列是按一定的“顺序”排列的一列数,有序性是数列的基本属性。数相同而顺序不同的两个数列是不相同的数列,例如1,2,3,…与3,2,1,…就是不同的数列。
2. 数列的通项公式就是数列的函数解析式。
3. 同所有的函数关系不一定都有解析式一样,并不是所有的数列都有通项公式。
三、基础自测
1.(单选)已知数列{an}的通项公式是an=n2+1,则122是该数列的( )
A.第9项 B.第10项
C.第11项 D.第12项
2.(单选)数列3,4,5,6,…的一个通项公式为( )
A.an=n B.an=n+1
C.an=n+2 D.an=2n
3.(单选)下列说法正确的是( )
A.数列中不能重复出现同一个数
B.1,2,3,4与4,3,2,1是同一数列
C.1,1,1,1不是数列
D.若两个数列的每一项均相同,则这两个数列相同
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.数列4,7,3,4的首项是4
B.数列{an}中,若a1=3,则从第2项起,各项均不等于3
C.数列1,2,3,…就是数列{n}
D.数列中的项不能是三角形
5.(填空)已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n,n∈N+,则它的第8项是________,第9项是________.
四、题型归类
【题型一】数列的概念与分类
1★(单选) 下列说法中不正确的是( )
A.数列a,a,a,…是无穷数列
B.1,-3,,-7,-8,10不是一个数列
C.数列0,-1,-2,-4,…不一定是递减数列
D.已知数列{an},则{an+1-an}也是一个数列
2★★(单选)以下四个数列中的递增数列是( )
A.1,,,,…
B.sin ,sin,sin ,…
C.1,1,1,1,…
D.1,,,…,
3★★(单选)下列说法中正确的是( )
A.数列1,3,5,7可表示为{1,3,5,7}
B.数列1,0,-1,-2与-2,-1,0,1是相同的数列
C.数列的第k项为1+
D.数列0,2,4,6,…可记为{2n}
4★★(多选)下面四个结论中正确的是( )
A.数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函数
B.数列若用图象表示,从图象上看都是一群孤立的点
C.数列的项数是无限的
D.数列的通项公式是唯一的
5★(填空).观察数列的特点,用一个适当的数填空:1,,,,________,,….
6★★(填空)已知下列数列:
①2 011,2 012,2 013,2 014,2 015,2 016;
②1,,,…,,…;
③1,-,,…,,…;
④1,0,-1,…,sin,…;
⑤2,4,8,16,32,…;
⑥-1,-1,-1,-1。
其中,有穷数列是________,无穷数列是________,递增数列是________,递减数列是________,常数列是________,摆动数列是________(填序号)。
7★★(解答)下列数列中哪些是有穷数列?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?哪些是周期数列?
(1)2 017,2 018,2 019,2 020,2 021,2 022,2 023;
(2)0,,,…,,…;
(3)1,,,…,,…;
(4)-,,-,,…;
(5)1,0,-1,…,sin ,…;
(6)9,9,9,9,9,9.
【题型二】由数列的前几项求通项公式
1★(单选) 数列,-,,-,…的通项公式可能是( )
A.an=(-1)n B.an=(-1)n-1
C.an=(-1)n D.an=(-1)n-1
2★(单选)数列-1,3,-7,15,…的一个通项公式可以是( )
A.an=(-1)n·(2n-1),n∈N*
B.an=(-1)n·(2n-1),n∈N*
C.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N*
D.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N*
3★★(单选)数列,,,,…的第10项是( )
A. B. C. D.
4★★(多选)给出以下通项公式,其中可以作为数列,0,,0,,0,…的通项公式的是( )
A.an=[1-(-1)n]
B.an=
C.an=
D.an=2
5★(填空)在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55,…中,x=________.
6★★(填空)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,是中国传统文化中隐藏着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,则此数列的第20项与21项的和为______.
7★★(解答)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:
(1)-,,-,;
(2),,,;
(3)7,77,777,7 777.
【题型三】数列与函数的关系
1★(单选)已知数列an=-n2+4n+2,则该数列中最大项的序号是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2★(单选)在数列{an}中,an=-2n2+29n+3,则此数列最大项的值是( )
A.105 B.106 C.107 D.108
3★★(单选)已知数列{an}的通项公式为an=-2n2+21n,则该数列中的数值最大的项是( )
A.第5项 B.第6项
C.第4项或第5项 D.第5项或第6项
4★(填空)已知数列{an}的通项公式为an=2n2-10n+4.问当n为何值时,an取得最小值?并求出最小值.
5★★(填空)已知数列{an}中,an=-n2+25n(n∈N*),则数列{an}的最大项是第________项.
6★★(解答)在数列{an}中,an=n(n-8)-20,n∈N*,请回答下列问题:(1)这个数列共有几项为负?
(2)这个数列从第几项开始递增?
(3)这个数列中有无最小值?若有,求出最小值;若无,请说明理由.
【题型四】数列通项公式的简单应用
1★(单选)已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n(n2-1),则a6等于( )
A.35 B.-11 C.-35 D.11
2★★(单选)设an=++++…+(n∈N*),则a2等于( )
A. B.+
C.++ D.+++
3★(填空).已知数列{an}的通项公式为an=,则a10=________,若an=,则n=________.
4★(填空)已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),那么是这个数列的第______项.
5★★(解答)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)问-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?
6★★(解答)数列{an}的通项公式为an=30+n-n2。
(1)-60是否是{an}中的一项?
(2)当n分别取何值时,an=0,an>0,an<0
7★★(解答)已知数列{an}的通项公式为an=。
(1)求a10。
(2)判断是否为该数列中的项。若是,它为第几项?若不是,请说明理由。
(3)求证:0
【题型五】数列{an}中的最大(小)项
1★(单选) 已知数列an=n2-6n+5,则该数列中最小项的序号是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
2★★(单选)若数列的通项公式为an=,则这个数列中的最大项是( )
A.第12项 B.第13项
C.第14项 D.第15项
3★★(解答)已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),则这个数列是否存在最大项?若存在,请求出最大项;若不存在,请说明理由.
4★★(解答)已知数列{an}的通项公式是an=nn,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.
5★★(解答)已知数列{an}的通项公式是an=(n+1),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.
五、分层测试
一、单选题
1★ 数列{an}中,an=3n-1,则a2等于( )
A.2 B.3
C.9 D.32
2★数列0,,,,,…的一个通项公式是( )
A.an= B.an=
C.an= D.an=
3★在数列{an}中,an=,则{an}( )
A.是常数列 B.不是单调数列
C.是递增数列 D.是递减数列
4★已知数列{an}的通项公式an=则a2a3的值是( )
A.70 B.28 C.20 D.16
5★★已知数列{an}满足:an=(n∈N*),且数列{an}是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.(1,3) D.(2,3)
6★★★已知数列{an}满足an=n2+λn(n∈N*),且对任意n∈N*,anA.λ>0 B.λ<0
C.λ≥-2 D.λ>-3
二、多选题
7★ 已知数列{an}的通项公式为an=n2-8n+15,则( )
A.3不是数列{an}中的项
B.3是数列{an}的第2项
C.3是数列{an}的第6项
D.a3<0
8★★下列式子中不能作为数列1,0,1,0,1,0,1,0,…的通项公式的有( )
A.an= B.an=
C.an= D.an=
9★★★已知数列的通项为an=,则下列n的值中满足anA.3 B.4 C.5 D.6
三、填空题
10★323是数列{n(n+2)}的第________项。
11★★数列{an}的通项公式为an=,则-3是此数列的第________项。
12★★★已知函数f(x)=若数列{an}满足an=f(n),n∈N*,且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是________。
四、简答题
13★ 已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*).
(1)计算a3+a4的值;
(2)是不是该数列中的项?若是,应为第几项?若不是,说明理由.
14★写出下列各数列的一个通项公式:
(1)4,6,8,10,…;
(2),,,,,…;
(3)0.3,0.33,0.333,0.333 3,…;
(4)-1,,-,,….
15★★已知数列{an}的通项公式为an=3n2-n(n∈N*),判断该数列的单调性。
16★★★已知函数f(x)=(x≥1),构造数列an=f(n)(n∈N*)。
(1)求证:an>-2。
(2)数列{an}是递增数列还是递减数列?为什么?4.1 第1课时 数列的概念与简单表示法
课程标准 熟悉课标,把握重点
知识梳理 掌握概念,升华提升
基础自测 单选 1★+2★+3★ 多选 4★ 填空5★
题型归类 题型一:数列的概念与分类
单选1★+2★★+3★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型二:由数列的前几项求通项公式
单选1★+2★+3★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型三:数列与函数的关系
单选1★+2★★+3★★填空4★+5★★解答6★★+方法总结
题型四:数列通项公式的简单应用
单选1★+2★★+填空3★4解答★5★★+6★★7★★+方法总结
题型五:数列{an}中的最大(小)项
单选1★+2★★+解答3★★4★★5★★+方法总结
分层测试 单选6题1★+2★ + 3★+4★+5★★+6★★★
多选3题7★+8★★+9★★★
填空3题10★+11★★+12★★★
解答4题13★+14★+15★★+16★★★
一、课程标准
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).
2.了解数列是一种特殊函数.
二、知识梳理
1.数列的概念
(1)数列与数列的项
①数列:按照确定的顺序排列的一列数称为数列。
②数列的项: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。
(2)数列的一般形式
数列的一般形式是a1,a2,…,an,…,简记为{an}。
(3)数列与函数的关系
数列{an}是从正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})到实数集R的函数,其自变量是序号n,对应的函数值是数列的第n项an,记为an=f(n)。
2.数列的表示方法
(1)表示方法:解析式法、表格法、图象法。
(2)数列的单调性
类别 含义
递增数列 从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列
递减数列 从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列
常数列 各项都相等的数列
3.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项与它的序号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。
【升华提升】
1. 数列是按一定的“顺序”排列的一列数,有序性是数列的基本属性。数相同而顺序不同的两个数列是不相同的数列,例如1,2,3,…与3,2,1,…就是不同的数列。
2. 数列的通项公式就是数列的函数解析式。
3. 同所有的函数关系不一定都有解析式一样,并不是所有的数列都有通项公式。
三、基础自测
1.(单选)已知数列{an}的通项公式是an=n2+1,则122是该数列的( )
A.第9项 B.第10项
C.第11项 D.第12项
【解析】 由n2+1=122得n2=121,所以n=11.故选C.
2.(单选)数列3,4,5,6,…的一个通项公式为( )
A.an=n B.an=n+1
C.an=n+2 D.an=2n
【解析】经验证可知,它的一个通项公式为an=n+2.故选C.
3.(单选)下列说法正确的是( )
A.数列中不能重复出现同一个数
B.1,2,3,4与4,3,2,1是同一数列
C.1,1,1,1不是数列
D.若两个数列的每一项均相同,则这两个数列相同
【解析】由数列的定义可知,数列中可以重复出现同一个数,如1,1,1,1,故A,C不正确;
B中两数列首项不相同,因此不是同一数列,故B不正确;由数列的定义可知,D正确.故选D。
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.数列4,7,3,4的首项是4
B.数列{an}中,若a1=3,则从第2项起,各项均不等于3
C.数列1,2,3,…就是数列{n}
D.数列中的项不能是三角形
【解析】由数列的相关概念可知,数列4,7,3,4的首项是4,故A正确。同一个数在数列中可以重复出现,故B错误。按一定顺序排列的一列数称为数列,所以数列1,2,3,…就是数列{n},故C正确。数列中的项必须是数,不能是其他形式,故D正确。故选ACD。
5.(填空)已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n,n∈N+,则它的第8项是________,第9项是________.
【解析】当n=8时,a8=(-1)8=1.
当n=9时,a9=(-1)9=-1.
答案:1 -1
四、题型归类
【题型一】数列的概念与分类
1★(单选) 下列说法中不正确的是( )
A.数列a,a,a,…是无穷数列
B.1,-3,,-7,-8,10不是一个数列
C.数列0,-1,-2,-4,…不一定是递减数列
D.已知数列{an},则{an+1-an}也是一个数列
【解析】选项A,D显然正确;对于选项B,是按照一定的顺序排列的一列数,是数列,所以B不正确;对于选项C,数列只给出前四项,后面的项不确定,所以不一定是递减数列.选B.
2★★(单选)以下四个数列中的递增数列是( )
A.1,,,,…
B.sin ,sin,sin ,…
C.1,1,1,1,…
D.1,,,…,
【解析】(1)A是递减数列;B是摆动数列;C是常数数列,D是递增数列.故选D。
3★★(单选)下列说法中正确的是( )
A.数列1,3,5,7可表示为{1,3,5,7}
B.数列1,0,-1,-2与-2,-1,0,1是相同的数列
C.数列的第k项为1+
D.数列0,2,4,6,…可记为{2n}
【解析】{1,3,5,7}是一个集合,故选项A错;数虽相同,但顺序不同,不是相同的数列,故选项B错;故选C。
4★★(多选)下面四个结论中正确的是( )
A.数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函数
B.数列若用图象表示,从图象上看都是一群孤立的点
C.数列的项数是无限的
D.数列的通项公式是唯一的
【解析】数列的项数可以是有限的,也可以是无限的,C项错误;数列的通项公式可能不唯一,比如数列1,0,-1,0,1,0,-1,0,…的通项公式可以是an=sin,也可以是an=cos,D项错误。故选AB。
5★(填空).观察数列的特点,用一个适当的数填空:1,,,,________,,….
【解析】已知填3
6★★(填空)已知下列数列:
①2 011,2 012,2 013,2 014,2 015,2 016;
②1,,,…,,…;
③1,-,,…,,…;
④1,0,-1,…,sin,…;
⑤2,4,8,16,32,…;
⑥-1,-1,-1,-1。
其中,有穷数列是________,无穷数列是________,递增数列是________,递减数列是________,常数列是________,摆动数列是________(填序号)。
【解析】①为有穷数列且为递增数列;②为无穷数列、递减数列;③为无穷数列、摆动数列;④是摆动数列,也是无穷数列;⑤为递增数列,也是无穷数列;⑥为有穷数列,也是常数列。
答案 ①⑥ ②③④⑤ ①⑤ ② ⑥ ③④
7★★(解答)下列数列中哪些是有穷数列?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?哪些是周期数列?
(1)2 017,2 018,2 019,2 020,2 021,2 022,2 023;
(2)0,,,…,,…;
(3)1,,,…,,…;
(4)-,,-,,…;
(5)1,0,-1,…,sin ,…;
(6)9,9,9,9,9,9.
【解析】(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;(5)是周期数列.
【方法总结】
(1)有穷数列与无穷数列的判断
判断给出的数列是有穷数列还是无穷数列,只需观察数列是有限项还是无限项。若数列含有限项,则是有穷数列,否则为无穷数列。
(2)数列单调性的判断
判断数列的单调性,则需要从第2项起,观察每一项与它的前一项的大小关系,若满足anan+1,则是递减数列;若满足an=an+1,则是常数列。
【题型二】由数列的前几项求通项公式
1★(单选) 数列,-,,-,…的通项公式可能是( )
A.an=(-1)n B.an=(-1)n-1
C.an=(-1)n D.an=(-1)n-1
【解析】方法一 将n=1,2,3,4代入各选项验证易得答案.
方法二 将数列,-,,-,…变为,-,,-,…,从而可知分子的规律为n,分母的规律为n+2,再结合正负的调节,可知其通项公式为an=(-1)n-1.故选D。
2★(单选)数列-1,3,-7,15,…的一个通项公式可以是( )
A.an=(-1)n·(2n-1),n∈N*
B.an=(-1)n·(2n-1),n∈N*
C.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N*
D.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N*
【解析】数列各项正、负交替,故可用(-1)n来调节,又1=21-1,3=22-1,7=23-1,15=24-1,…,所以通项公式为an=(-1)n·(2n-1),n∈N*.故选A。
3★★(单选)数列,,,,…的第10项是( )
A. B. C. D.
【解析】由题意知数列的通项公式是an=(n∈N*),
所以a10==.故选C。
4★★(多选)给出以下通项公式,其中可以作为数列,0,,0,,0,…的通项公式的是( )
A.an=[1-(-1)n]
B.an=
C.an=
D.an=2
【解析】 代入验证,可知ABC均可以作为数列,0,,0,,0,…的通项公式。故选ABC。
5★(填空)在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55,…中,x=________.
【解析】答案 13
6★★(填空)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,是中国传统文化中隐藏着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,则此数列的第20项与21项的和为______.
【解析】由数列的前10项可知,数列的偶数项的通项公式a2n=2n2,
所以a20=2×102=200,
奇数项的通项公式a2n-1=2n,
所以a21=a2×11-1=2×10×11=220,
所以a20+a21=200+220=420.
答案:420
7★★(解答)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:
(1)-,,-,;
(2),,,;
(3)7,77,777,7 777.
【解析】(1)这个数列前4项的分母都是序号数乘以比序号数大1的数,并且奇数项为负,偶数项为正,
所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(2)这个数列的前4项的分母都是比序号大1的数,分子都是比序号大1的数的平方减1,所以它的一个通项公式为an=,n∈N*.
(3)这个数列的前4项可以变为×9,×99,×999,×9 999,即×(10-1),×(100-1),×(1 000-1),×(10 000-1),即×(10-1),×(102-1),×(103-1),×(104-1),所以它的一个通项公式为an=×(10n-1),n∈N*.
【方法总结】
根据数列的前几项求其通项公式的方法
据所给数列的前几项求其通项公式时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:
(1)分式中分子、分母的特征;(2)相邻项的变化特征;
(3)拆项后的特征;(4)各项符号特征等,并对此进行归纳、联想.
【题型三】数列与函数的关系
1★(单选)已知数列an=-n2+4n+2,则该数列中最大项的序号是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解析】因为an=-(n-2)2+6,n∈N*,
所以当n=2时,an取得最大值.
故选A。
2★(单选)在数列{an}中,an=-2n2+29n+3,则此数列最大项的值是( )
A.105 B.106 C.107 D.108
【解析】an=-2n2+29n+3对应的抛物线开口向下,对称轴为n=-==7 ,∵n是整数,∴当n=7时,数列取得最大值,此时最大项的值为a7=-2×72+29×7+3=108.
故选D。
3★★(单选)已知数列{an}的通项公式为an=-2n2+21n,则该数列中的数值最大的项是( )
A.第5项 B.第6项
C.第4项或第5项 D.第5项或第6项
【解析】an=-2+,
因为n∈N*,5<<6,且a5=55,a6=54,
所以数值最大的项为第5项.
故选A。
4★(填空)已知数列{an}的通项公式为an=2n2-10n+4.问当n为何值时,an取得最小值?并求出最小值.
【解析】因为an=2n2-10n+4=2-,
所以当n=2或3时,an取得最小值,其最小值为a2=a3=-8.
5★★(填空)已知数列{an}中,an=-n2+25n(n∈N*),则数列{an}的最大项是第________项.
【解析】因为an=-+是关于n的二次函数,又n∈N*,所以当n=12或n=13时,an最大.
答案:12或13
6★★(解答)在数列{an}中,an=n(n-8)-20,n∈N*,请回答下列问题:(1)这个数列共有几项为负?
(2)这个数列从第几项开始递增?
(3)这个数列中有无最小值?若有,求出最小值;若无,请说明理由.
【解析】(1)因为an=n(n-8)-20=(n+2)(n-10),
所以当0所以数列{an}共有9项为负.
(2)因为an+1-an=2n-7,
所以当an+1-an>0时,n>,
故数列{an}从第4项开始递增.
(3)an=n(n-8)-20=(n-4)2-36,根据二次函数的性质知,当n=4时,an取得最小值-36,
即这个数列有最小值,最小值为-36.
【方法总结】
1.数列的通项公式实际上是一个以正整数集N*(或它的有限子集)为定义域的函数表达式.
2.数列还可以用列表法、图象法表示.
数列最值的方法
3.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.
【题型四】数列通项公式的简单应用
1★(单选)已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n(n2-1),则a6等于( )
A.35 B.-11 C.-35 D.11
【解析】已知选A。
2★★(单选)设an=++++…+(n∈N*),则a2等于( )
A. B.+
C.++ D.+++
【解析】∵an=++++…+(n∈N*),
∴a2=++.
3★(填空).已知数列{an}的通项公式为an=,则a10=________,若an=,则n=________.
【解析】∵an=,∴a10==.
由an==,得n2+2n-168=0,解得n=12或n=-14(舍去).
4★(填空)已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),那么是这个数列的第______项.
【解析】因为=,
所以n(n+2)=10×12,所以n=10.
答案:10
5★★(解答)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)问-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?
【解析】(1)a4=3×42-28×4=-64,
a6=3×62-28×6=-60.
(2)由3n2-28n=-49,解得n=7或n=(舍去),
所以-49是该数列的第7项;
由3n2-28n=68,解得n=-2或n=,均不合题意,所以68不是该数列的项.
6★★(解答)数列{an}的通项公式为an=30+n-n2。
(1)-60是否是{an}中的一项?
(2)当n分别取何值时,an=0,an>0,an<0
【解析】(1)假设-60是{an}中的一项,则-60=30+n-n2。
解得n=10或n=-9(舍去)。
所以-60是{an}的第10项。
(2)分别令30+n-n2=0;30+n-n2>0;30+n-n2<0,
解得n=6;06。
即当n=6时,an=0;
当00;
当n>6且n∈N*时,an<0。
7★★(解答)已知数列{an}的通项公式为an=。
(1)求a10。
(2)判断是否为该数列中的项。若是,它为第几项?若不是,请说明理由。
(3)求证:0【解析】(1)根据题意可得a10==。
(2)令an=,即=,解得n=3,所以为数列{an}中的项,为第3项。
(3)证明:由题意知an==1-,
因为n∈N*,
所以3n+1>3,所以0<<1,
所以0<1-<1,即0【方法总结】
(1)利用数列的通项公式求某项的方法
数列的通项公式给出了第n项an与它的位置序号n之间的关系,只要用序号代替公式中的n,就可以求出数列的相应项。
(2)判断某数值是否为该数列的项的方法
先假定它是数列中的第n项,然后列出关于n的方程。若方程解为正整数则是数列中的一项;若方程无解或解不是正整数,则不是该数列中的一项。
【题型五】数列{an}中的最大(小)项
1★(单选) 已知数列an=n2-6n+5,则该数列中最小项的序号是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【解析】因为an=-4=2-4,所以当n=3时,an取得最小值.故选A。
2★★(单选)若数列的通项公式为an=,则这个数列中的最大项是( )
A.第12项 B.第13项
C.第14项 D.第15项
【解析】an==,
因为 n+≥2=28,
当且仅当n=14时,n+有最小值28,
所以当n=14时,取得最大值.
故选C。
3★★(解答)已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*),则这个数列是否存在最大项?若存在,请求出最大项;若不存在,请说明理由.
【解析】存在最大项.理由:a1=,a2==1,a3==,a4==1,a5==,….∵当n≥3时,=×
==2<1,
∴an+1又∵a1∴当n=3时,a3=为这个数列的最大项.
4★★(解答)已知数列{an}的通项公式是an=nn,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.
【解析】根据题意,令
即
解得2≤n≤3.
又n∈N*,则n=2或n=3.
故数列{an}有最大项,为第2项和第3项,
且a2=a3=2×2=.
5★★(解答)已知数列{an}的通项公式是an=(n+1),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.
【解析】法一 an+1-an=(n+2)-(n+1)=,
当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an;
当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an;
当n>9时,an+1-an<0,即an+1则a1a11>a12>…,
故数列{an}有最大项,为第9项和第10项,且a9=a10=10×.
法二 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项和第10项,且a9=a10=10×.
【方法总结】
求数列{an}的最大(小)项的方法
(1)利用判断函数单调性的方法,先判断数列的单调情况,再求数列的最大项或最小项;如本题利用差值比较法来探讨数列的单调性,以此求解最大项.
(2) (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.
设ak是最大项,则有对任意的k∈N*且k≥2都成立,解不等式组即可.
五、分层测试
一、单选题
1★ 数列{an}中,an=3n-1,则a2等于( )
A.2 B.3
C.9 D.32
【解析】因为an=3n-1,所以a2=32-1=3。
故选B。
2★数列0,,,,,…的一个通项公式是( )
A.an= B.an=
C.an= D.an=
【解析】已知数列可化为:0,,,,,…,故an=。故选C。
3★在数列{an}中,an=,则{an}( )
A.是常数列 B.不是单调数列
C.是递增数列 D.是递减数列
【解析】在数列{an}中,an==1+,
由反比例函数的性质得{an}是递减数列.
4★已知数列{an}的通项公式an=则a2a3的值是( )
A.70 B.28 C.20 D.16
【解析】a2=2×2-2=2,a3=3×3-1=8,a2a3=16.
故选D.
5★★已知数列{an}满足:an=(n∈N*),且数列{an}是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.(1,3) D.(2,3)
【解析】因为数列{an}是递增数列,
所以由n≤7时,an=(3-a)n-3知3-a>0,即a<3;
由n>7时,an=an-6知a>1.
又a72或a<-9.
综上,得26★★★已知数列{an}满足an=n2+λn(n∈N*),且对任意n∈N*,anA.λ>0 B.λ<0
C.λ≥-2 D.λ>-3
【解析】因为对任意n∈N*,an-3。
故选D。
二、多选题
7★ 已知数列{an}的通项公式为an=n2-8n+15,则( )
A.3不是数列{an}中的项
B.3是数列{an}的第2项
C.3是数列{an}的第6项
D.a3<0
【解析】令n2-8n+15=3,解此方程可得n=2或n=6,所以3可以是该数列的第2项,也可以是该数列的第6项。a3=9-24+15=0。
故选BC。
8★★下列式子中不能作为数列1,0,1,0,1,0,1,0,…的通项公式的有( )
A.an= B.an=
C.an= D.an=
【解析】对于A,当n=1时,a1=0,故错误;对于B,奇数项为1,偶数项为0,正确;
对于C,当n=1时,a1=,故错误;
对于D,当n=1时,a1=0,故错误.
故选ACD.
9★★★已知数列的通项为an=,则下列n的值中满足anA.3 B.4 C.5 D.6
【解析】由题意,数列的通项为an=.
可得a3=,a4=,a5=4,a6=-4,a7=-,
显然a3a6.
故满足an故选ABD.
三、填空题
10★323是数列{n(n+2)}的第________项。
【解析】由n2+2n=323,解得n=17(负值舍去)。所以323是数列{n(n+2)}的第17项。
答案 17
11★★数列{an}的通项公式为an=,则-3是此数列的第________项。
【解析】令=-3,即-=-3,解得n=9。
答案 9
12★★★已知函数f(x)=若数列{an}满足an=f(n),n∈N*,且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是________。
【解析】由题意知an=因为数列{an}是递增数列,所以当n≤10时,3-a>0,即a<3;当n>10时,a>1。又a100,即(a+12)(a-2)>0,所以a<-12或a>2。综上可得,a的取值范围为(2,3)。
答案 (2,3)
四、简答题
13★ 已知数列{an}的通项公式为an=(n∈N*).
(1)计算a3+a4的值;
(2)是不是该数列中的项?若是,应为第几项?若不是,说明理由.
【解析】(1)∵an=,
∴a3==,a4==,
∴a3+a4=+=.
(2)若为数列{an}中的项,
则=,∴n(n+2)=120,
∴n2+2n-120=0,
∴n=10或n=-12(舍),
即是数列{an}的第10项.
14★写出下列各数列的一个通项公式:
(1)4,6,8,10,…;
(2),,,,,…;
(3)0.3,0.33,0.333,0.333 3,…;
(4)-1,,-,,….
【解析】(1)各项是从4开始的偶数,所以an=2n+2,n∈N*.
(2)每一项分母可写成21,22,23,24,25,…,分子分别比分母少1,故所求数列的通项公式可写为an=,n∈N*.
(3)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*.
(4)通过观察,数列中的数正、负交替出现,且先负后正,则选择(-1)n.又第1项可改写成分数-,则每一项的分母依次为3,5,7,9,…,可写成(2n+1)的形式.分子为3=1×3,8=2×4,15=3×5,24=4×6,…,可写成n(n+2)的形式.所以此数列的一个通项公式为an=(-1)n·,n∈N*.
15★★已知数列{an}的通项公式为an=3n2-n(n∈N*),判断该数列的单调性。
【解析】解法一:an=3n2-n,an+1=3(n+1)2-(n+1),则an+1-an=3(n+1)2-(n+1)-(3n2-n)=6n+2>0,即an+1>an,故数列{an}是递增数列。
解法二:an=3n2-n,an+1=3(n+1)2-(n+1),
则==·>1。
又易知an>0,故an+1>an,即数列{an}是递增数列。
解法三: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=,<1,则函数y=3x2-x在上单调递增,故数列{an}是递增数列。
16★★★已知函数f(x)=(x≥1),构造数列an=f(n)(n∈N*)。
(1)求证:an>-2。
(2)数列{an}是递增数列还是递减数列?为什么?
【解析】(1)证明:因为f(x)===-2+,所以an=-2+。
因为n∈N*,所以an>-2。
(2)数列{an}为递减数列。理由如下:
因为an=-2+,
所以an+1-an=-=-=<0,
即an+1