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第六章 数列
6.1 数列的概念
数学
内容索引
必备知识回顾
关键能力提升
第一部分
第二部分
考点1 由an与Sn的关系求通项公式
考点2 由数列的递推公式求通项公式
01
02
考点3 数列的性质
03
课时作业
第三部分
高考创新方向 多想少算
04
1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表法、图象法、公式法).
2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.
自主学习·基础回扣
必备知识回顾
第
分
部
一
1.数列的概念
教材回扣
概念 含义
数列 按照__________排列的一列数称为数列
数列 的项 数列中的每一个数叫做这个数列的项,其中第1项也叫____
通项 公式 如果数列{an}的第n项__与它的序号n之间的________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
前n 项和 数列{an}从第1项起到第n项止的各项之和,称为数列{an}的前n项和,记作Sn
确定的顺序
首项
an
对应关系
2.数列的分类
分类标准 类型 满足条件
项数 有穷数列 项数____
无穷数列 项数____
项与项 间的大 小关系 递增数列 an+1__an 其中
n∈N*
递减数列 an+1__an 常数列 an+1=an 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 有限
无限
>
<
3.数列的表示方法
表示方法 定义
列表法 列出表格表示n与an的对应关系
图象法 把点__________画在平面直角坐标系中
公 式 法 通项公式 把数列的通项用公式表示
递推公式 如果一个数列的相邻两项或多项之间的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________
(n,an)
递推公式
4.an与Sn的关系
S1
Sn-Sn-1
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.( )
(2)1,1,1,1,…,不能构成一个数列.( )
(3)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.( )
(4)如果数列{an}的前n项和为Sn,则对任意n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn.( )
基础检测
×
×
×
√
2.(人教A版选择性必修第二册P9T4改编)已知数列{an}满足a1=3,a2=6,且an+2=an+1-an(n为正整数),则a308=__.
解析:a1=3,a2=6,a3=a2-a1=3,a4=a3-a2=-3,a5=a4-a3=-6,a6=a5-a4=-3,a7=a6-a5=3,a8=a7-a6=6,即a7=a1,a8=a2,所以{an}是周期为6的数列,因为308=6×51+2,所以a308=a2=6.
6
3.(人教A版选择性必修第二册P8T4改编)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+
3n-1,则它的通项公式为an=______________.
解析:由Sn=n2+3n-1,可得当n=1时,a1=S1=3;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+3n-1-(n-1)2-3(n-1)+1=2n+2,
此时,令n=1,则2n+2=4≠3=a1.
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
二
考点1 由an与Sn的关系求通项公式
【例1】 (1)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2-4n+1,则an=
_______________.
【解析】 当n=1时,a1=S1=-2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-4n+1-[(n-1)2-4(n-1)+1]=2n-5.此时,a1=-2不符合上式.
2n+1
规律总结
2.Sn与an关系问题的求解思路
方向1:利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解.
方向2:利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
【对点训练1】 (1)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2+3n,则数列{an}的通项公式为____________.
解析:数列{an}中,Sn=n2+3n,a1=S1=4,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+3n-(n-1)2-3(n-1)=2n+2,显然a1=4满足上式,所以数列{an}的通项公式为an=2n+2.
an=2n+2
考点2 由数列的递推公式求通项公式
命题角度1 累加法
【例2】 (2024·陕西咸阳三模)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+2n-1,则a7=( )
A.43 B.46
C.37 D.36
C
命题角度2 累乘法
【例3】 (2024·四川泸州三模)已知Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,nan+1=(n+2)Sn,则an=____________.
(n+1)·2n-2
规律总结
【对点训练2】 (1)若数列{an}满足a1=12,an+1=an+2n(n≥1,n∈N),则数列{an}的通项公式是________________.
an=n2-n+12
(2)数列{an}中,a1=1,当n≥2时,an=2nan-1,则数列{an}的通项公式为
________.
考点3 数列的性质
命题角度1 斐波那契数列及数列的周期性
【例4】 (1)(2024·山东济宁三模)已知数列{an}中,a1=2,a2=1,an+1=an-an-1(n≥2,n∈N*),则a2 024=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
【解析】 由a1=2,a2=1,an+1=an-an-1(n≥2,n∈N*),得a3=a2-a1=-1,a4=a3-a2=-2,a5=a4-a3=-1,a6=a5-a4=1,a7=a6-a5=2,a8=a7-a6=1……则{an}是以6为周期的周期数列,所以a2 024=a337×6+2=a2=1.故选C.
C
(2)(2024·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)的定义域为R,f(x)>f(x-1)+f(x-2),且当x<3时f(x)=x,则下列结论中一定正确的是( )
A.f(10)>100 B.f(20)>1 000
C.f(10)<1 000 D.f(20)<10 000
【解析】 因为当x<3时,f(x)=x,所以f(1)=1,f(2)=2.对于f(x)>f(x-1)+f(x-2),令x=3,得f(3)>f(2)+f(1)=2+1=3;令x=4,得f(4)>f(3)+f(2)>3+2=5;令x=5,得f(5)>f(4)+f(3)>5+3=8……不等式右侧恰好是斐波那契数列从第3项起的各项:3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1 597,…,显然f(16)>1 000,所以f(20)>1 000.所以B正确,但无法证明A,C,D一定正确.故选B.
B
考教衔接
斐波那契数列
1.链接教材:(人教A版选择性必修第二册P10阅读与思考斐波那契数列)
斐波那契数列的定义:若一个数列,前两项等于1,而从第3项起,每一项是之前两项之和,则称该数列为斐波那契数列.例:1,1,2,3,5,8,13,….
4.斐波那契数列的性质
(2)F1+F3+F5+…+F2n-1=F2n.
(3)F2+F4+F6+…+F2n=F2n+1-1.
(4)F1+F2+F3+F4+…+Fn=Sn=Fn+2-1(Sn为斐波那契数列的前n项和).
【典例】 (多选)若数列{an}满足a1=a2=1,an=an-1+an-2(n≥3,n∈N*),则称该数列为斐波那契数列.如图所示的“黄金螺旋线”是根据斐波那契数列画出来的曲线.图中的长方形由以斐波那契数为边长的正方形拼接而成,在每个正方形中作圆心角为90°的扇形,连接起来的曲线就是“黄金螺旋线”.记以an为边长的正方形中的扇形面积为bn,数列{bn}的前n项和为Sn.下列结论正确的是( )
A.a9=34
B.a2 024是奇数
C.a2+a4+a6+…+a2 024=a2 025
ABD
命题角度2 数列的单调性
【例5】 (2024·浙江宁波二模)已知数列{an}满足an=λn2-n,对任意n∈{1,2,3}都有an>an+1,且对任意n∈{n|n≥7,n∈N}都有an
C
命题角度3 数列的最值
【例6】 (2024·辽宁大连一模)数列{an}中,a1=5,a2=9,若数列{an+n2}是等差数列,则{an}的最大项为( )
A.3 B.3或4
D
【解析】 若数列{an+n2}是等差数列,则数列的首项为a1+12=6,公差为(a2+22)-(a1+12)=7,所以an+n2=6+(n-1)×7=7n-1,则an=-n2+7n-1,所以an+1-an=[-(n+1)2+7(n+1)-1]-(-n2+7n-1)=-2n+6,则当n=1,2,3时,an+1-an≥0,则a4=a3>a2>a1;当n≥4时,an+1-an<0,故此时数列{an}单调递减,则a4>a5>a6>a7>….综上,{an}的最大项为a3=a4=11.故选D.
规律总结
1.解决数列单调性问题的三种方法
(1)用作差比较法,根据an+1-an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列或常数列.
2.求数列的最大项或最小项的常用方法
(1)函数法,利用函数的单调性求最值.
3.解决数列周期性问题的方法
先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
【对点训练3】 (1)(2024·天津南开区二模)设数列{an}的通项公式为an=n2+bn,若数列{an}是单调递增数列,则实数b的取值范围为( )
A.(-3,+∞) B.(-2,+∞)
C.[-2,+∞) D.[-3,+∞)
解析:由题意可得an+1-an>0恒成立,即(n+1)2+b(n+1)-n2-bn=2n+1+b>0,即b>-2n-1,又n≥1,则-2n-1≤-3,故b∈(-3,+∞).故选A.
A
(2)(2024·四川宜宾二模)在数列{an}中,已知a1=2,a2=1,且满足an+2+an=an+1,则数列{an}的前2 024项的和为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:由题意得an+2=an+1-an,an+3=an+2-an+1,两式相加可得an+3=-an,即an+6=-an+3=an,所以数列{an}是以6为周期的周期数列.又a1=2,a2=1,所以a3=-1,a4=-2,a5=-1,a6=1.所以数列{an}的前2 024项和S2 024=337(a1+a2+…+a6)+a1+a2=3.故选A.
A
D
高考创新方向 多想少算
C
创新解读
本题主要考查学生学习新概念,并利用新概念解题的能力,平稳中有新意,灵活中见能力,实践中出真知,体现新高考的变化和趋势.
课时作业38
第
分
部
三
1.(5分)(2024·山东济南三模)若数列{an}的前n项和Sn=n(n+1),则a6=( )
A.10 B.11
C.12 D.13
解析:a6=S6-S5=6×7-5×6=12.故选C.
C
D
3.(5分)(2024·陕西榆林三模)现有甲、乙、丙、丁、戊五位同学进行循环报数游戏,从甲开始依次进行,当甲报出1,乙报出2后,之后每个人报出的数都是前两位同学所报数的乘积的个位数字,则第2 024个被报出的数应该为( )
A.2 B.4
C.6 D.8
A
解析:报出的数字依次是1,2,2,4,8,2,6,2,2,4,8,2,6,…,除了首项以外是个周期为6的周期数列,去掉首项后的新数列第1项为2,因为2 023=337×6+1,所以原数列第2 024个被报出的数应该为2.故选A.
4.(5分)(2024·福建厦门一模)传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数,他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类,如图所示的1,5,12,22被称为五边形数,将所有的五边形数从小到大依次排列,则其第8个数为( )
A.51 B.70
C.92 D.117
C
解析:由题图及五边形数知后一个数与前一个数的差依次为4,7,10,13,16,19,22,…,所以五边形数依次为1,5,12,22,35,51,70,92,…,即第8个数为92.故选C.
5.(5分)已知数列{an}满足a1=9,an+1-an=2n,则a4=( )
A.21 B.23
C.25 D.27
解析:由题设知an-an-1=2(n-1),…,a3-a2=2×2,a2-a1=2×1,累加可得an-a1=2(n-1+…+2+1)=n(n-1)且n≥2,则an=n2-n+9,显然a1=9也满足上式,所以a4=42-4+9=21.故选A.
A
C
7.(5分)已知数列{an}为递减数列,其前n项和Sn=-n2+2n+m,则实数m的取值范围是( )
A.(-2,+∞) B.(-∞,-2)
C.(2,+∞) D.(-∞,2)
解析:当n=1时,a1=S1=-12+2+m=1+m;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-n2+2n+m-[-(n-1)2+2(n-1)+m]=-2n+3,∴当n≥2时,数列{an}中an随着n的增大而减小,若使{an}为递减数列,只需满足a2-2.故选A.
A
BC
9.(8分)(多选)已知数列{an}满足a1=1,an+an-1=n2(n≥2,n∈N*),Sn为其前n项和,则( )
A.a4-a2=7 B.a10=55
C.S5=35 D.a8+a4=28
解析:因为a1=1,a2+a1=22,a3+a2=32,a4+a3=42,a5+a4=52,a6+a5=62,…,a10+a9=102,所以a4-a2=42-32=7,a6-a4=62-52=11,a8-a6=82-72=15,a10-a8=102-92=19,累加得a10-a2=7+11+15+19=52,所以a10=a2+52=22-a1+52=3+52=55,S5=a1+a2+a3+a4+a5=1+32+52=35,因为a4-a2=7,a8-a2=7+11+15=33,所以a8+a4=7+33+2a2=46.故选ABC.
ABC
A.数列{an}有最小项,且有最大项
B.使an∈Z的项共有5项
C.满足anan+1an+2≤0的n的值共有5个
D.使Sn取得最小值的n为4
ABD
使an∈Z的项共有5项,故B正确;要使anan+1an+2≤0,又an≠0,所以an,an+1,an+2中有1个负数或3个负数,所以n=1或n=2或n=4,故满足anan+1an+2≤0的n的值共有3个,故C错误;因为n≤4时an<0,n≥5时an>0,所以当n为4时Sn取得最小值,故D正确.故选ABD.
11.(8分)(多选)(2024·浙江杭州二模)若无穷数列{an}由Ψ唯一确定,则称递推公式Ψ是专一的.下列递推公式中专一的有( )
AC
25
13.(6分)围棋起源于中国,至今已有四千多年的历史.在围棋中,对于一些复杂的死活问题,比如在判断自己单个眼内的气数是否满足需求时,可利用数列通项公式的递推方法来计算.假设大小为n的眼有an口气,大小为n+1的眼有an+1口气,an与an+1满足的关系是a1=1,a2=2,an+1-n=an
-1(n≥2,n∈N*),则{an}的通项公式为______________________.
[9,12]
B
A.2 023项 B.2 024项
C.2 025项 D.2 026项
D
C