(共67张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新” 打通应考之“脉”
第4章 数列
4.1 数列
第2课时 数列的递推公式
学习任务 核心素养
1.理解递推公式的含义.(重点) 2.掌握递推公式的应用.(难点) 借助数列的递推公式求具体项或求通项,培养数学运算与逻辑推理素养.
看下面例子:
(1)1,2,4,8,16,….
(2)1,cos 1,cos (cos 1),cos [cos (cos 1)],….
(3)0,1,4,7,10,13.
请同学们分析一下,从第二项起,后一项与前一项有什么关系?
必备知识·情境导学探新知
知识点1 数列的递推公式
(1)两个条件:
①已知数列的第1项(或前几项);
②任一项__与它的前一项____(或前几项)间的关系可以用一个____来表示.
(2)结论:具备以上两个条件的公式叫作这个数列的____公式.
an
an-1
公式
递推
思考1.所有数列都有递推公式吗?
[提示] 不一定.例如精确到1,0.1,0.01,0.001,…的近似值排列成一列数:1,1.4,1.41,1.414,…没有递推公式.
体验1.已知数列{an}的首项a1=1,且满足an+1=,此数列的第3项是( )
A.1 B. C. D.
C [∵an+1=,a1=1,∴a2=.故选C.]
√
体验2.数列{an}满足an+1=1-,且a1=2,则a2 027的值为( )
A. B.-1
C.2 D.1
A [由an+1=1-及a1=2,得a2=,a3=-1,a4=2,至此可发现数列{an}是周期为3的周期数列:2,,-1,….
而2 027=675×3+2,故a2 027=a2=.]
√
知识点2 数列递推公式与通项公式的关系
递推公式 通项公式
区别 表示an与它的前一项_____(或前几项)之间的关系 表示an与_之间的关系
联系 (1)都是表示数列的一种方法; (2)由递推公式求出前几项可归纳猜想出通项公式
an-1
n
思考2.仅由数列{an}的关系式an=an-1+2(n2,n∈N*)就能确定这个数列吗?
[提示] 不能.数列的递推公式是由初始值和相邻几项的递推关系确定的,如果只有递推关系而无初始值,那么这个数列是不能确定的.
体验3.数列2,4,6,8,10,…的递推公式是( )
A.an=an-1+2(n2)
B.an=2an-1(n2)
C.a1=2,an=an-1+2(n2)
D.a1=2,an=2an-1(n2)
√
C [由条件可发现,n2时,
an-an-1=2,
即an=an-1+2,
又a1=2,故选C.]
关键能力·合作探究释疑难
类型1 由递推公式求数列中的项
【例1】 【链接教材P136例3】
已知在数列{an}中,a1=1,a2=2,后面各项由an=an-1+an-2(n3)给出.
(1)写出此数列的前5项;
(2)通过公式bn=构造一个新的数列{bn},写出数列{bn}的前4项.
[解] (1)∵an=an-1+an-2(n3),且a1=1,a2=2,
∴a3=a2+a1=3,a4=a3+a2=3+2=5,
a5=a4+a3=5+3=8.
故数列{an}的前5项依次为a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8.
(2)∵bn=,且a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8,
∴b1=.
故{bn}的前4项依次为b1=.
【教材原题·P136例3】
试分别根据下列条件,写出数列{an}的前5项:
(1)a1=1,a2=2,an+2=an+1+2an,其中n∈N*;
(2)a1=2,an+1=2-,其中n∈N*.
[解] (1)因为a1=1,a2=2,an+2=an+1+2an,其中n∈N*,所以
a3=a2+2a1=2+2×1=4,a4=a3+2a2=4+2×2=8,a5=a4+2a3=8+2×4=16.因此,数列{an}的前5项依次为1,2,4,8,16.
(2)因为a1=2,an+1=2-,其中n∈N*,所以
a2=2-,
a3=2-,
a4=2-,
a5=2-.
因此,数列{an}的前5项依次为2,.
反思领悟 由递推公式写出数列的项的方法
(1)在递推公式中令n=1,2,3,4,5,…,结合a1的值,即可求出数列的前几项.
(2)若知道的是末项,通常将所给公式整理成用后面的项表示前面的项的形式,如an=2an+1+1.
(3)若知道的是首项,通常将所给公式整理成用前面的项表示后面的项的形式,如an+1=.
[跟进训练]
1.已知数列{an}的第1项a1=1,后面的各项由公式an+1=给出,试写出这个数列的前5项.
[解] ∵a1=1,an+1=,∴a2=
,a4=,a5=.故该数列的前5项为1,
.
类型2 数列的单调性
【例2】 已知数列{an}的通项公式是an=(n+2)×(n∈N*),试问数列{an}是否有最大项?若有,求出最大项;若没有,说明理由.
[思路探究] 判断数列的单调性,寻求数列最大项,或假设an是数列的最大项,解不等式.
[解] 法一:作差比较an+1与an的大小,判断{an}的单调性.
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>…,
所以数列{an}有最大项,且最大项为a5或a6,且a5=a6=.
法二:作商比较an+1与an的大小,判断{an}的单调性.
.
又an>0,
令>1,解得n<5;令=1,解得n=5;
令<1,解得n>5.
故a1<a2<a3<a4<a5=a6>a7>a8>…,
所以数列{an}有最大项,且最大项为a5或a6,且a5=a6=.
法三:假设{an}中有最大项,且最大项为第n(n2)项,则
即解得
即5n6.故数列{an}有最大项a5或a6,且a5=a6=.
反思领悟 求数列{an}的最大(小)项的方法
一是利用函数的单调性和最值,即参照数列对应的函数的性质的研究方法,由函数的单调性过渡到数列的增减性,然后判断最值.
二是设ak是最大项,则有对任意的k∈N*且k2都成立,解不等式组即可.
[跟进训练]
2.已知数列{an}的通项公式为an=n2-7n-8.
(1)数列中有多少项为负数?
(2)数列{an}是否有最小项?若有,求出其最小项.
[解] (1)令an<0,即n2-7n-8<0,得-1<n<8.又n∈N*,所以n=1,2,3,…,7,故数列从第1项至第7项均为负数,共7项.
(2)函数y=x2-7x-8图象的对称轴为直线x=,所以当1x3时,函数单调递减;当x4时,函数单调递增,所以数列{an}有最小项,又a3=a4=-20,所以数列{an}的最小项为a3或a4.
类型3 根据递推公式求通项
【例3】 (1)已知数列{an}满足a1=-1,an+1=an+,n∈N*,求通项公式an;
(2)设在数列{an}中,a1=1,an=an-1(n2),求通项公式an.
[提示] 等式a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an成立,当n2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+=1+2(n-1)=2n-1.a1=1也符合上式,所以数列{an}的通项公式是an=2n-1.
1.对于任意数列{an},等式a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an都成立吗?若数列{an}满足:a1=1,an+1-an=2,你能求出它的通项an吗?
[提示] .
2.能否把分式化为两项的差?
[提示] 等式a1·=an成立.按照=2可得=2(n2),将这些式子两边分别相乘可得=2·2·…·2.则=2n-1,所以an=3·2n-1(n∈N*).
3.若数列{an}中的各项均不为0,等式a1·=an成立吗?若数列{an}满足:a1=3,=2,则它的通项an是什么?
[提示] .
4.×1的运算结果是什么?
[解] (1)∵an+1-an=,∴a2-a1=;a3-a2=;a4-a3=;
…
an-an-1=,n2,n∈N*.
以上各式累加得,an-a1===1-.∴an+1=1-,∴an=-(n2).又∵n=1时,a1=
-1,符合上式,∴an=-(n∈N*).
(2)∵a1=1,an=an-1(n2),
∴
.又∵n=1时,a1=1,符合上式,
∴an=(n∈N*).
[母题探究]
1.(变条件)将例题(1)中的条件“a1=-1,an+1=an+,n∈N*”变为“a1=,anan-1=an-1-an(n2)”,求数列{an}的通项公式.
[解] ∵anan-1=an-1-an(n2),∴=1.∴=n+1.∴=n+1,∴an=(n2).又∵n=1时,a1=,符合上式,∴an=(n∈N*).
2.(变条件)将例题(2)中的条件“a1=1,an=an-1(n2)”变为“a1=2,an+1=3an(n∈N*)”,写出数列的前5项,猜想an并加以证明.
[解] 由a1=2,an+1=3an,得:a2=3a1=3×2,a3=3a2=3×3×2=32×2,a4=3a3=3×32×2=33×2,a5=3a4=3×33×2=34×2,
…
猜想:an=2×3n-1,证明如下:由an+1=3an得=3.
因此可得=3.
将上面的n-1个式子相乘可得
=3n-1.
即=3n-1,
所以an=a1·3n-1,
又a1=2,
故an=2·3n-1.
反思领悟 由数列的递推公式求通项公式时,若递推关系为an+1=an+f(n)或an+1=g(n)·an,则可以分别通过累加或累乘法求得通项公式,即:
(1)累加法:当an=an-1+f(n)时,常用an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1求通项公式;
(2)累乘法:当=g(n)时,常用an=·a1求通项公式.
1.数列{an}满足an=4an-1+3(n2),且a1=0,则此数列的第5项是
( )
A.15 B.255
C.20 D.8
学习效果·课堂评估夯基础
√
B [因为an=4an-1+3(n2),所以a2=4×0+3=3,a3=4×3+3=15,a4=4×15+3=63,a5=4×63+3=255.]
2.已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+1,则数列{an}的一个通项公式为( )
A.an=n B.an=n+1
C.an=2n D.an=2n-1
√
D [由题知a1=1,a2=3,a3=7,a4=15.经验证,选D.]
3.数列{an}满足an+1=,a8=2,则a1=______.
[∵an+1=,∴an+1===1-=1-(1-an-2)=an-2,∴周期T=(n+1)-(n-2)=3.∴a8=a3×2+2=a2=2.而a2=,∴a1=.]
4.已知数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln ,求an.
[解] 由题意得an+1-an=ln ,∴an-an-1=ln (n2),an-1
-an-2=ln ,
…
a2-a1=ln .∴当n2时,an-a1=ln =ln n,∴an=2+ln n(n2).当n=1时,a1=2+ln 1=2,符合上式,∴an=2+ln n(n∈N*).
回顾本节知识,自我完成以下问题:
1.通项公式与递推公式有什么区别?
[提示] 通项公式直接反映an和n之间的关系,即an是n的函数,知道任意一个具体的n值,就可以求出该项的值an;而递推公式是间接反映数列an与n之间关系的式子,它是数列任意两个(或多个)相邻项之间的推导关系,不能由n直接得出an.
2.求数列通项公式有哪些方法?
[提示] (1)观察法.根据给出数列的前几项观察归纳;
(2)累加法.适合类型为an+1=an+f (n);
(3)累乘法.适合类型为an+1=an f (n).
章末综合测评(一) 动量守恒定律
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
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13
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15
一、选择题
1.数列1,3,6,10,15,…的递推公式是( )
A.an+1=an+n,n∈N*
B.an=an-1+n,n∈N*,n2
C.an+1=an+(n+1),n∈N*
D.an=an-1+(n-1),n∈N*,n2
课时分层作业(二十一) 数列的递推公式
√
B [由题可知an-an-1=n(n2).]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
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11
12
13
14
15
2.已知数列{an}的首项a1=1,且an+1=+1,则这个数列的第4项是( )
A. B. C. D.6
√
B [由an+1=+1,a1=1得,a2=.故选B.]
3.已知在数列{an}中,a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,则a2 025=
( )
A.6 B.-6
C.3 D.-3
题号
2
1
3
4
5
6
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15
√
C [a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,a3=3,a4=-3,a5=-6,a6=-3,a7=3,a8=6,…,∴此数列周期为6,即an+6=an.∴a2 025=a6×337+3=a3=3.所以C选项是正确的.]
4.在1,2,3,…,2 025这2 025个自然数中,将能被2除余1,且被3除余1的数按从小到大的次序排成一列,构成数列,则a50=
( )
A.289 B.295
C.301 D.307
题号
2
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√
B [由题意可知an-1即是2的倍数,又是3的倍数,即an-1是6的倍数,则an-1=6(n-1)(n∈N*),所以an=6n-5,所以a50=50×6-5=295.]
5.数列{an}定义如下:a1=1,当n2时,an=
若an=,则n的值等于( )
A.7 B.8
C.9 D.10
题号
2
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√
C [因为a1=1,所以a2=1+a1=2,a3=,所以n=9.]
题号
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二、填空题
6.在数列{an}中,a1=2,an+1=2an+1,则a5为________.
题号
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47 [由a1=2,an+1=2an+1,得a2=2a1+1=5,a3=2a2+1=11,a4=2a3+1=23,a5=2a4+1=47.]
47
7.在数列{an}中,a1=2,an+1-an-3=0,则{an}的通项公式为____________.
题号
2
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15
an=3n-1
an=3n-1 [因为a1=2,an+1-an-3=0,
所以an-an-1=3,
an-1-an-2=3,
an-2-an-3=3,
…
a2-a1=3,
以上各式相加,则有an-a1=(n-1)×3,
所以an=2+3(n-1)=3n-1.]
题号
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8.在数列{an}中,已知a1=1,an+1=an+(n∈N*),则a10的值
为_________.
题号
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[法一:由an+1=an+得an+1-an=,故a2-a1=1-,a3-a2=,累加得a10-a1=1-.
法二:由an+1=an+,得an+1+,故a10+=a1+1=2,即a10=.]
题号
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三、解答题
9.(源自人教A版教材)已知数列{an}的首项为a1=1,递推公式为an=1+(n2),写出这个数列的前5项.
题号
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[解] 由题意可知
a1=1,a2=1+=2,a3=1+,a4=1+,a5=1+.
10.已知数列{an}的通项公式an=(n+2)·,试求数列{an}的最大项.
题号
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[解] 假设第n项an为最大项,则(n2,且n∈N*)
即
解得即4n5,
所以n=4或5,故数列{an}中a4与a5均为最大项,且a4=a5=.
题号
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11.(多选题)已知函数f(x)=若数列{an}满足a1=
,n∈N*,则下列说法正确的是( )
A.该数列是周期数列且周期为3
B.该数列不是周期数列
C.a2 024+a2 025=1
D.a2 024+a2 025=
题号
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15
√
√
BC [;
a3=f ;
a4=f ;
a5=f ;
a6=f ;
…
∴从a3开始数列{an}是以3为周期的周期数列,但数列{an}并不是周期数列,故A错误,B正确.而a2 024+a2 025=a5+a3=1.∴C正确,D错误.故选BC.]
题号
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15
12.九连环是我国从古至今广泛流传的一种益智游戏,在某种玩法中,用an表示解下n(n9,n∈N*)个圆环所需的最少移动次数,
满足a1=1,且an=则解下4个圆环所需的最
少移动次数为 ( )
A.7 B.10
C.12 D.22
题号
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15
√
A [由题意知a2=2a1-1=2×1-1=1,a3=2a2+2=2×1+2=4,a4=2a3-1=2×4-1=7,故选A.]
题号
2
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15
13.数列{(25-2n)2n-1}的第4项是________,最大项所在的项数为________.
题号
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136
11
136 11 [令an=(25-2n)2n-1,则a4=(25-2×4)×24-1=136.
当n2时,设an为最大项,则
即
解得.
而n∈N*,所以n=11,又n=1时,有a1=23<a2=42,
所以数列{(25-2n)2n-1}的最大项所在的项数为11.]
题号
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14
15
14.我们可以利用数列{an}的递推公式an=(n∈N*)
求出这个数列各项的值,使得这个数列中的每一项都是奇数.研究发现,该数列中的奇数都会重复出现,那么第8个5是该数列的第________项.
题号
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15
640
640 [a1=1,a2=a1=1,
a3=3,a4=a2=1,
a5=5,a6=a3=3,
根据规律知当n5时只有n为偶数时才有可能取到5,
由an=知a5=a10=a20=a40=a80=a160=a320=a640=5,
故第8个5是该数列的第640项.]
题号
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11
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13
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15
15.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;
(2)若对任意的n∈N*,都有ana6成立,求a的取值范围.
题号
2
1
3
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13
14
15
[解] (1)∵an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0),又a=-7,
∴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*).
∴数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.
题号
2
1
3
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(2)an=1+,
已知对任意的n∈N*,都有ana6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).
题号
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谢 谢!