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第五章 数 列
5.1 数列基础
5.1.1 数列的概念
第1课时 数列的概念与通项公式
1.理解数列的有关概念与数列的表示方法,掌握数列的分类.
2.理解数列的通项公式,能根据数列的前几项写出数列的一个通项公式,并会用通项公式写出数列的任一项.
学 习
目 标
新知学习 探究
PART
01
第一部分
思考1 你能找到上述例子中的共同点和不同点吗?
提示:共同点:都是按照确定的顺序进行排列的.不同点:从项数上来看:①③项数有限,②④⑤项数无限;从项的变化上来看:①每一项在依次变大,②每一项在依次变小,③项没有发生变化,④项呈现周期性的变化,⑤项的大小交替变化.
思考2 对于①③⑤,项与项数之间存在某种联系,你能发现它们的联系吗?
提示:对于①,a1=7,a2=7×7=72,a3=7×7×7=73,…,于是an=7n,n∈{1,2,3,4,5};
对于③,an=2 025,n∈{x|x是本班学生的学号};
一 数列的概念及分类
1.数列的概念
(1)数列:按照____________排列的一列数称为数列.
(2)项:数列中的____________都称为这个数列的项;数列的第1项也称为_______.
(3)项数:组成数列的____________称为数列的项数.
一定次序
每一个数
首项
数的个数
2.数列的分类
一般地,项数________的数列称为有穷数列,项数_______的数列称为无穷数列.有穷数列的最后一项一般也称为这个数列的________.
点拨 数列中的项是有次序的,可以重复.
有限
无限
末项
【即时练】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1)数列4,7,3,4的首项是4.( )
(2)在某数列中,若首项为3,则从第2项起,各项均不等于3.( )
(3)数列1,2,3,4与数列2,1,3,4为同一数列. ( )
(4)1,1,1,1是有穷数列.( )
×
√
×
√
2.(多选)下列说法正确的是( )
A.数列中的项可以是三角形
B.从小到大的自然数构成一个无穷数列
C.数列中的项不可能相等
D.数列1,2,3,4,…,20是有穷数列
解析:数列中的项必须是数,不能是其他形式,故A错误,B正确,C错误;
数列1,2,3,4,…,20共有20项,是有穷数列,所以D正确.
√
√
(1)对数列相关概念的理解应把握好以下两点:
①概念中的“一列数”,即不止一个数;
②概念中的“一定次序”,即数列中的数是有序的.
(2)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,只需考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.
二 数列的通项公式
1.数列的表示:数列的一般形式可以写成a1,a2,a3,…,an,…,其中________表示数列的第n项(也称n为an的序号,其中n为正整数,即n∈N+),称为数列的通项.一般将整个数列简记为________.
2.通项公式:一般地,如果数列的第n项______与_____之间的关系可以用an=f(n)来表示,其中f(n)是关于n的不含其他未知数的表达式,则称此关系式为这个数列的一个通项公式.
an
{an}
an
n
点拨 (1)数列中的项与项的序号是不同的,数列中的项是指这个数列中的某一个确定的数,而项的序号是指这个数在数列中的具体位置;
(2)数列{an}与an是不同的,{an}表示数列a1,a2,a3,…,an,…,而an表示数列{an}中的第n项.
(对接教材例2)写出下列数列的一个通项公式:
(1)0,3,8,15,24,…;
【解】 观察数列中的数,可以看到0=1-1,3=4-1,8=9-1,15=16-1,24=25-1,…,所以它的一个通项公式是an=n2-1.
(2)1,-3,5,-7,9,…;
【解】 数列各项的绝对值为1,3,5,7,9,…,是连续的正奇数,并且数列的奇数项为正,偶数项为负,所以它的一个通项公式为an=(-1)n+1(2n-1).
(4)9,99,999,9 999,…;
【解】 9+1=10,99+1=102,999+1=103,9 999+1=104,…,所以原数列的一个通项公式为an=10n-1.
(5)5,3,1,3,5,3,1,3,….
根据数列的前几项求通项公式的解题思路
(1)统一各项的结构形式,如都化成分数、根式等.
(2)分析结构中变化的部分与不变的部分,探索变化部分的规律与对应序号间的函数关系式.
(3)对于符号交替出现的情况,可先观察其绝对值,再用(-1)n或(-1)n+1处理符号.
(4)对于周期数列,可考虑拆成几个简单数列之和的形式,或者利用周期函数,如三角函数等.
[跟踪训练1] 写出下列数列的一个通项公式:
(1)2,4,8,16,…;
解:a1=21,a2=4=22,a3=8=23,a4=16=24,…,则an=2n(n∈N+).
(3)6,66,666,6 666,66 666,…;
(4)4,0,4,0,4,….
方法二:1,-1,1,-1,1,…的一个通项公式为bn=(-1)n+1,则4,0,4,0,4,…的一个通项公式为an=(-1)n+1×2+2.
三 数列通项公式的应用
已知数列的通项公式为an=n2-7n+6.
(1)求这个数列的第4项;
【解】 a4=42-7×4+6=-6.
(2)150是不是这个数列的项?若是,求出它是第几项;若不是,请说明理由.
【解】 令an=n2-7n+6=150,即n2-7n-144=0,
即(n-16)(n+9)=0,解得n=16或n=-9(舍去),
故150是这个数列的项,是第16项.
【变式探究】
(设问变式)在本例中,条件不变.
(1)求该数列从第几项开始各项都是正数?
解:令an=n2-7n+6>0,(n-1)(n-6)>0,解得n<1或n>6,
因为n为正整数,所以从第7项开始各项都为正数.
(2)求该数列的最小项是第几项,并求出最小项的值.
求项或判断某数是否为数列的项的方法
(1)如果已知数列的通项公式,那么只要将相应序号代入通项公式,就可以写出数列中的指定项.
(2)判断某数是否为数列的项,只需将此数代入数列的通项公式中,求出n的值.若求出的n为正整数,则该数是数列的项,否则该数不是数列的项.
课堂巩固 自测
PART
02
第二部分
√
1.下列选项表示无穷数列的是( )
A.△,○,□,…
B.1,2,3,4,…
C.锐角三角形,直角三角形,钝角三角形,……
D.11,22,33,44
解析:A,C的各项不是数,故不是数列;
D仅有4项,是有穷数列;
B满足条件.故选B.
√
√
4.(教材P7 T2改编)根据数列{an}的通项公式,写出数列的前5项及第n+1项.
根据数列{an}的通项公式,写出数列的前5项及第n+1项.
1.已学习:数列的概念与分类、数列的通项公式及简单应用.
2.须贯通:(1)要由数列的前几项写出数列的一个通项公式,主要靠观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法求解;(2)数列的通项公式给出了第n项an与它的序号n之间的关系.