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第26计 数列开门 前后跟踪?
【计名释义】
数列是特殊的函数,告诉了自变量是正自然数 ( http: / / www.21cnjy.com )的函数,因此只要我们应知道这个特殊函数有两种关系式,除通项公式外,还有前后跟踪关系的递推式.高考30年来,数列的难题几乎都出现在递推式中.
【典例示范】
【例1】若数列{an}满足:a1=1,an=+n+an-1, n∈N*,n≥2,求证:an=,n∈N*.?
【证明】 在递推式中,分别令n=2,3,4,…,直到n,得到(n-1)个等式:?
a2=+2+a1? a3=+3+a2?
a4=+4+a3……? an=??
将这(n-1)个等式整体相加得?
an=++…++2+3+…+n+a1
=.
当n=1时,a1=1,也适合上式,?
∴an=,n∈N*
【点评】 这里an与an-1的系数相等 ( http: / / www.21cnjy.com )(都是1),并且在等号的两旁,因此由递推式得到的(n-1)个等式相加后,很多项可以消去,进而顺利求出an.?
由于数列可以看作是正整数n的函数,因此对于 ( http: / / www.21cnjy.com )以递推关系式出现的问题,常常可以从递推关系式中的n=1,2,3,……入手,得到一系列的等式,通过对它们进行或加、或减、或乘、或除等运算,使问题获得解决.递推意识是解数列问题的一种最基本、最重要的意识.?
【例2】 设数列{an}的前n项的和Sn=an-×2n+1+,?n=1,2,3,……?(Ⅰ)求首项a1与通项an;?
(Ⅱ)设Tn=,n=1,2,3,……求证:??
【解答】 (Ⅰ)a1=S1=a1-,解得a=2.?
an+1=Sn+1-Sn=an+1-an-(2n+2-2n+1),?∴an+1=4an+2n+1?.?
这里an的系数是4,无法仿照例1直接用递推法求解.先将已知递推式的两边同除以2n+1?得到?
若令bn=,则有bn+1=2bn+1 (*)?
(*)式就是我们熟知的线性递推式,它可以运用待定系数法求解.?
设bn+1+k=2(bn+k),即bn+1=2bn+k.? ∴k=1,故=2(n∈N*),?
即{bn+1}是以b1+1为首项,2为公比的等比数列.?
∴bn+1=(b1+1)·2n-1bn=2n-1an=4n-2n.(n∈N*)?
( http: / / www.21cnjy.com )
【点评】 这里的递推式an+1=4an+2n+1?化成bn+1=2bn+1后,形如an+1=Aan+B.?
对于an+1=Aan+B:当A=1时,an+1=an+B,? 即an+1-an=B,故通项an=a1+(n-1)B;
?当A≠1时,an+1+k=Aan+B+k=A,?
令k=,则(A-1)k=B,即k=,?
∴{an+k}是以a1+k=a1+为首项,公比为A的等比数列.?
于是an+k=·An-1?,∴an=·An-1 -.
【强化训练】
1.已知数列 ( http: / / www.21cnjy.com )满足 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),且 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】A
【解析】由题意,根据 ( http: / / www.21cnjy.com ),得 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
又 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),故正确答案为A.
2.数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的前 ( http: / / www.21cnjy.com )项和为 ( http: / / www.21cnjy.com ),若 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )的值为( )
A. 2 B. 3 C. 2018 D. 3033
【答案】A
( http: / / www.21cnjy.com )点睛:这个题目考查的是数列通项公式的求法,数列通项的求法中有常见的已知 ( http: / / www.21cnjy.com )和 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系,求 ( http: / / www.21cnjy.com )表达式,一般是写出 ( http: / / www.21cnjy.com )做差得通项,但是这种方法需要检验n=1时通项公式是否适用.
3.在数列 ( http: / / www.21cnjy.com )中, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com )
C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】C
【解析】由题意得 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ),n分别用取1,2,3 ( http: / / www.21cnjy.com )(n-1)代,累加得 ( http: / / www.21cnjy.com ),选C.
4.设等差数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的公差为 ( http: / / www.21cnjy.com ),前 ( http: / / www.21cnjy.com )项和为 ( http: / / www.21cnjy.com ),记 ( http: / / www.21cnjy.com ),则数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的前 ( http: / / www.21cnjy.com )项和是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】C
【解析】分析: 由等差数列的求和公式可得首项,tanantanan+1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1,运用裂项相消求和,结合两角和差的正切公式,即可得到所求和.
详解: 等差数列{an}的公差d为 ( http: / / www.21cnjy.com ),前8项和为6π,
可得8a1+ ( http: / / www.21cnjy.com )×8×7× ( http: / / www.21cnjy.com )=6π,解得a1= ( http: / / www.21cnjy.com ),
tanantanan+1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1,
则数列{tanantanan+1}的前7项和为
( http: / / www.21cnjy.com )(tana8﹣tana7+tana7﹣tana6+…+tana2﹣tana1)﹣7
= ( http: / / www.21cnjy.com )(tana8﹣tana7)﹣7= ( http: / / www.21cnjy.com )(tan ( http: / / www.21cnjy.com )﹣tan ( http: / / www.21cnjy.com ))﹣7
= ( http: / / www.21cnjy.com )(tan ( http: / / www.21cnjy.com )﹣tan ( http: / / www.21cnjy.com ))﹣7
= ( http: / / www.21cnjy.com )(tan( ( http: / / www.21cnjy.com ))﹣tan( ( http: / / www.21cnjy.com )))﹣7
= ( http: / / www.21cnjy.com )( ( http: / / www.21cnjy.com ))﹣7= ( http: / / www.21cnjy.com ) .
故选C.
点睛:解答本题的关键是化简 ( http: / / www.21cnjy.com ),求和首先要看通项的特征, tanantanan+1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣1,化简到这里之后,就可以再利用裂项相消求和了.化简时要注意观察已知条件,看到 ( http: / / www.21cnjy.com )要联想到差角的正切公式,再化简.
5.数列的通项公式,则数列各项中最小项是( )
A. 第4项 B. 第5项 C. 第6项 D. 第7项
【答案】B
( http: / / www.21cnjy.com )
6.已知数列 ( http: / / www.21cnjy.com )对任意的 ( http: / / www.21cnjy.com )满足 ( http: / / www.21cnjy.com ),且 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )_______, ( http: / / www.21cnjy.com )_______.
【答案】 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】由题意,根据条件得 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com ),而 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),…,由此可知 ( http: / / www.21cnjy.com ),从而问题可得解.
7.小明为了观看年的冬奥会,他打算从起,每年的月日到银行存入元的一年期定期储蓄,若年利率为,且保持不变,并约定每年到期存款本息均自动转为新一年的定期. 年月日小明去银行继续存款元后,他的账户中一共有__________元;到年的月日不再存钱而是将所有的存款和利息全部取出,则可取回__________元.(化简后结果)
【答案】
【解析】依题意, 年月日存款元后,账户中一共有元;
银行利息为单利计息,故年月日可取出钱的总数为:
,
,
.
8.已知数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的首项 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅰ)证明:数列 ( http: / / www.21cnjy.com )是等差数列;
(Ⅱ)设 ( http: / / www.21cnjy.com ),数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的前 ( http: / / www.21cnjy.com )项和为 ( http: / / www.21cnjy.com ),求证: ( http: / / www.21cnjy.com ).
【答案】(1)见解析(2)见解析
( http: / / www.21cnjy.com )(Ⅱ)由(Ⅰ)知, ( http: / / www.21cnjy.com ),
所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),
所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
点睛:本题主要考查等差数列的证明和裂项相消求和,属于基础题.
9.科学研究证实,二氧化碳等温空气体的排放(简称碳排放)对全球气候和生态环境产生了负面影响,环境部门对市每年的碳排放总量规定不能超过万吨,否则将采取紧急限排措施.已知市年的碳排放总量为万吨,通过技术改造和倡导低碳生活等措施,此后每年的碳排放量比上一年的碳排放总量减少.同时,因经济发展和人口增加等因素,每年又新增加碳排放量万吨.
(1)求市年的碳排放总量(用含的式子表示);
(2)若市永远不需要采取紧急限排措施,求的取值范围.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析:(1)根 ( http: / / www.21cnjy.com )据,A市2017年的碳排放总量为400万吨,通过技术改造和倡导低碳生活等措施,此后每年的碳排放量比上一年的碳排放总量减少10%.同时,因经济发展和人口增加等因素,每年又新增加碳排放量m万吨,即可求A市2019年的碳排放总量(用含m的式子表示);
(2)求出数列的通项,A市永远不需要采取紧急限排措施,则有 n∈N*,an≤550,分类讨论,即可求m的取值范围.
试题解析:
设2018年的碳排放总量为,2019年的碳排放总量为,…
(Ⅰ)由已知, ,
=.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)当即时,显然满足题意;
(2)当即时,
由指数函数的性质可得: ,解得.
综合得;
(3)当即时,
由指数函数的性质可得: ,解得,综合得.(13分)
综上可得所求范围是.
10.某商场出售两款型号不同的手机,由 ( http: / / www.21cnjy.com )于市场需求发生变化,第一款手机连续两次提价10%,第二款手机连续两次降价10%,结果都以1210元出售.
(1)求第一款手机的原价;
(2)若该商场同时出售两款手机各一部,求总售价与总原价之间的差额.(结果精确到整数)
【答案】(1)1000元(2)
【解析】试题分析:建立一次函数模型进行求解.(1)设第一款手机原价为 ,根据题意写出方程 解得 .(2)设第二款手机原价为 ,根据题意写出方程 ,解得 ,进而可得所求为 .
( http: / / www.21cnjy.com )
【点睛】
数学建模的一般步骤为:
1.审题:分清题目中的条件和结论,理清里面的数量关系;
2.建模:将文字语言转化为数学符号语言,利用数学知识建立相应的数学模型;
3.解模:对转化的数学问题进行求解;
4.还原:回到题目本身,检验结果的实际意义.