(统考版)2023高考数学二轮 第三篇 (研重点 保大分)专题二 数列 第2讲 数列的通项与求和 课件(46张)

文档属性

名称 (统考版)2023高考数学二轮 第三篇 (研重点 保大分)专题二 数列 第2讲 数列的通项与求和 课件(46张)
格式 zip
文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2023-04-20 05:52:19

图片预览

文档简介

(共46张PPT)
第2讲 数列的通项与求和
考点一
考点二
考点三
考点一 数列的递推与通项
考点一 数列的递推与通项——构造转化为基本数列
1.数列的前n项和及其与通项的关系
(1)Sn=a1+a2+…+an;
(2)an=
2.由递推公式求数列通项的常用方法
(1)形如an+1=an+f(n),常用累加法,即利用an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)(n≥2,n∈N*)求解.
(2)形如an+1=an·f(n),常用累乘法,即利用an=a1···…·(n≥2,n∈N*)求解.
(3)形如an+1=ban+d(b≠1),常用构造等比数列法.
对an+1=ban+d变形得an+1+x=b(an+x),则{an+x}是公比为b的等比数列,利用它可求出an.
例 1 (1)[2022·四川成都模拟]已知数列{an}满足an+1-an=2n(n∈N*),a2=3,则an=__________;
an=2n-1
解析:由题设,a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,…, an-an-1=2n-1且n≥2,所以an-a1=2+22+…+2n-1=2n-2,又a2=3,则a1=1,故an=2n-1,显然a1=1也满足an=2n-1.
(2)[2022·湖北荆州中学]已知数列{an}满足a1=1,且an+1=.则数列{an}的通项公式为an=________;
解析:因为an+1=,所以==+1,=1,所以数列是首项为1,公差为1 的等差数列,所以=n,an=.
(3)[2022·山西太原二模]已知数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,且nSn+1=(n+2)Sn,则数列{an}的通项公式an=________.
n
解析:∵nSn+1=(n+2)Sn,∴=,
当n≥2时,Sn=×…××S1=×…××1=,
当n=1时,S1==1=a1成立,∴Sn=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1==n,
当n=1时,a1=1满足上式,
∴an=n.
归纳总结
由数列的递推式求通项公式的常用方法
提醒 由Sn求an时,一定要注意分n=1和n≥2两种情况进行讨论,最后验证两者可否合为一个式子,若不能,则用分段形式来表示.
  对点训练
1.[2022·四川省绵阳南山中学模拟]已知数列{an}满足a1=1,an+1=,(n∈N*),则an=__________.
an=
解析:因为an+1=,所以=4+,所以=4,
又=1,数列是以1为首项,4为公差的等差数列.所以=1+4(n-1)=4n-3,所以an=.
2.[2022·四川什邡中学模拟]数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则
它的通项公式是________________.
an=
解析:当n=1时,a1=S1=3×12-2×1+1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n2-2n+1)-=6n-5,
经检验当n=1时不符合,
所以an=.
3.[2022·齐齐哈尔市第一中学一模]数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an=2nan-1,则数列{an}的通项公式为______________.
an=
解析:因为an=2nan-1,n≥2,
所以=2n, =2n-1,=2n-2,…,=22,
累乘得:···…·=2n·2n-1·2n-2·…·22, n≥2,n∈N*,
所以==,n≥2,n∈N*.
由于a1=1,所以an=,n≥2,n∈N*.
显然当n=1时,a1=1满足an=,
所以an=,n∈N*.
考点二 数列求和
——依“项”办“事”
考点二 数列求和——依“项”办“事”
1.数列求和
(1)分组转化法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分,分别求和,然后再合并.
(2)错位相减法:主要用于求数列{an·bn}的前n项和,其中{an},{bn}分别是等差数列和等比数列.
(3)裂项相消法:即将数列的通项分成两个式子的代数差的形式,然后通过累加抵消中间若干项的方法,裂项相消法适用于形如(其中{an}是各项均不为零的等差数列,c为常数)的数列.
2.常见的拆项公式
(1)若{an}为各项都不为0的等差数列,公差为d(d≠0),则=;
(2)=;
(3)=.
角度1 分组转化法求和
例 2 [2022·陕西宝鸡三模]已知数列{an}中,a1=a2=1,且an+2=an+1+2an.记bn=an+1+an.
(1)求证:数列{bn}是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
解析:(1)证明:∵====2,
且b1=a1+a2=2≠0,∴{bn}是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)知,bn=2n,则bn+2n=2n+2n,
令{bn+2n}的前n项和为Sn,
则Sn==2n+1-2+n2+n=2n+1+n2+n-2.
归纳总结
利用分组法求和的3个关键点
会“列方程” 会利用方程思想求出等差数列与等比数列中的基本量
会“用公式” 会利用等差(比)数列的通项公式,求出所求数列的通项公式
会“分组求和” 观察数列的通项公式的特征,若数列是由若干个简单数列(如等差数列、等比数列、常数列等)组成,则求前n项和时可用分组求和法,把数列分成几个可以直接求和的数列
角度 2 裂项相消法求和
例 3 [2022·河北保定一模]已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求{bn}的前n项和Tn.
解析:(1)因为Sn=,故当n=1时,a1=3,
当n≥2时,Sn-1=,则an=Sn-Sn-1=3n(n≥2),
当n=1时,a1=3满足上式,所以an=3n.
(2)由(1)得bn==
=4,
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn
=4×
=4=.
故数列{bn}的前n项和Tn=.
归纳总结
求解此类题需过“三关”:一是“定通项”关,即会利用求通项的常见方法,求出数列的通项公式;二是“巧裂项”关,即将数列的通项公式准确裂项,表示为两项之差的形式;三是“消项求和”关,即正确把握消项的规律,求和时正负相消,只剩下首末若干项,从而准确求和.
角度3 错位相减法求和
例 4 [2022·陕西榆林三模]已知数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an-9.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若bn=an·log3an+1,求数列{bn}的前n项和Tn.
解析:(1)当n=1时,2S1=2a1=3a1-9,解得a1=9.
当n≥2时,2an=2Sn-2Sn-1=3an-3an-1,整理得an=3an-1,
所以{an}是以9为首项,3为公比的等比数列,故an=9×3n-1=3n+1.
(2)由(1)知,bn=(n+2)3n+1,则Tn=3×32+4×33+…+(n+2)3n+1 ①,
所以3Tn=3×33+4×34+…+(n+2)3n+2 ②,
①-②得:-2Tn=27+33+34+…+3n+1-(n+2)3n+2=27+-(n+2)3n+2=×3n+2,
故Tn=×3n+2-.
归纳总结
掌握解题“3步骤”
提醒 (1)在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
(2)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比q=1和q≠1两种情况求解.
(3)对相减后的和式的结构认识模糊,错把中间的n-1项和当作n项和.
对点训练
1.[2022·江西上饶市第一中学二模]在等差数列{an}中,a3=5,a5=3a2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,由a3=5,a5=3a2,
得:,解得:,数列{an}的通项公式为:an=2n-1(n∈N*).
(2)由(1)知:bn==,
所以Sn=+…+,①
Sn=+…+,②
①-②得:Sn=

==,所以Sn=3-(n∈N*).
2.[2022·陕西西安工业大学附中检测]设数列{an}的前n项积为Tn,且Tn=2-2an(n∈N*).
(1)求证:数列是等差数列;
(2)设bn=(1-an)(1-an+1),求数列{bn}的前n项和Sn.
解析:(1)证明:因为数列{an}的前n项积为Tn,且Tn=2-2an(n∈N*),
∴当n=1时,T1=a1=2-2a1,则a1==.
当n≥2时,Tn=2-2 1=,∴=,
所以是以=为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)知数列=,则由Tn=2-2an得an=,
所以bn==,
所以Sn=+…+==.
考点三 数列的综合应用
考点三 数列的综合应用——函数、数列“一家亲”
数列与函数、不等式的综合问题是高考命题的一个方向,此类问题突破的关键在于通过函数关系寻找数列的递推关系,求出数列的通项或前n项和,再利用数列或数列对应的函数解决最值、范围问题,通过放缩进行不等式的证明.
例 5 [2022·四川绵阳模拟]△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A,B,C成等差数列,且c=2a.
(1)求角A的大小;
(2)设数列{an}满足an=2n|cos nC|,其前n项和为Sn,若Sn=20,求n的值.
解析:(1)由已知得2B=A+C,又因为A+B+C=π,所以B=.
又因为c=2a,所以由余弦定理得b2=a2+c2-2ac cos =3a2.
所以c2=a2+b2,△ABC为直角三角形,C=,A=.
(2)an=2n|cos nC|=2n=
所以Sn=S2k+1=S2k=22+24+…+22k==(k∈N*),
由Sn==20,k∈N*,得4k+1=64,k=2,
故n=4或5.
归纳总结
破解数列与三角函数相交汇问题的策略:一是活用两定理,即会利用正弦定理和余弦定理破解三角形的边角关系;二是会用公式,即会利用等差数列与等比数列的通项公式求解未知量;三是求和有法,针对数列通项公式的特征,灵活应用裂项相消法、分组求和法、错位相减法等求和.
对点训练
[2021·新高考Ⅰ卷]某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为20 dm×12 dm的长方形纸,对折1次共可以得到10 dm×12 dm,20 dm×6 dm两种规格的图形,它们的面积之和S1=240 dm2,对折2次共可以得到5 dm×12 dm,10 dm×6 dm,20 dm×3 dm三种规格的图形,它们的面积之和S2=180 dm2.以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为________;如果对折n次,那么=___________ dm2.
5
720-
解析:(1)由对折2次共可以得到5 dm×12 dm,10 dm×6 dm,20 dm×3 dm三种规格的图形,所以对折3次的结果有:×12,5×6,10×3,20×,共4种不同规格(单位dm2);
故对折4次可得到如下规格:×12,×6,5×3,10×,20×,共5种不同规格.
(2)由于每次对折后的图形的面积都减小为原来的一半,故各次对折后的图形,不论规格如何,其面积成公比为的等比数列,首项为120,第n次对折后的图形面积为120×n-1,对于第n次对折后的图形的规格形状种数,根据(1)的过程和结论,猜想为n+1种,故得猜想Sn=,
设S==+…+,
则S=+…+,
两式作差得:
S=240+120
=240+
=360-=360-,
因此,S=720-=720-.
[高考5个大题] 解题研诀窍(二) 数列问题重在“归”——化归
[思维流程——找突破口]
[技法指导——迁移搭桥]
化归的常用策略
利用化归思想可探索一些一般数列的简单性质.等差数列与等比数列是数列中的两个特殊的基本数列,高考中通常考查的是非等差、等比数列问题,应对的策略就是通过化归思想,将其转化为这两种数列.
[典例] 已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)·an.设bn=.
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求{an}的通项公式.
[快审题]
求什么 想什么 判断数列{bn}是等比数列,想到判断等比数列的方法.
求{an}的通项公式,想到求bn的通项公式.
给什么 用什么
[稳解题]
(1)由条件可得an+1=an.
将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以a2=4.
将n=2代入得,a3=3a2,所以a3=12.
从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2)数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
理由如下:
由条件可得=,
即bn+1=2bn,
又因为b1=1,
所以数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得=2n-1,
所以an=n·2n-1.
题后悟道
等差、等比数列基本量的计算模型
(1)分析已知条件和求解目标,确定为最终解决问题需要首先求解的中间问题.如为求和需要先求出通项、为求出通项需要先求出首项和公差(公比)等,确定解题的逻辑次序.
(2)注意细节.在等差数列与等比数列综合问题中,如果等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于1的可能,在数列的通项问题中第一项和后面的项能否用同一个公式表示等.
[针对训练]
已知正数数列{an}的前n项和为Sn,满足=Sn+Sn-1(n≥2),a1=1.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=(1-an)2-a(1-an),若bn+1>bn对任意n∈N*恒成立,求实数a的取值范围.
解析:(1)因为=Sn+Sn-1(n≥2),又因为a1=1,所以a2=2,
所以
=an+1+an.
因为an>0,所以an+1-an=1(n≥2),所以an=n.
又因为a1=1符合上式,所以{an}是首项为1,公差为1的等差数列.
所以an=n.
(2)因为bn=(1-an)2-a(1-an),且由(1)得an=n,
所以bn=(1-n)2-a(1-n)=n2+(a-2)n+1-a,
所以bn+1=(n+1)2+(a-2)(n+1)+1-a=n2+an.
因为bn+1>bn恒成立,
所以n2+an>n2+(a-2)n+1-a,
解得a>1-2n,所以a>-1.
则实数a的取值范围为(-1,+∞).
同课章节目录