(共64张PPT)
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO
1.理解数列的有关概念与数列的表示方法.
2.掌握数列的分类,了解数列的单调性.
3.理解数列的通项公式,并会用通项公式写出数列的任一项.
4.能根据数列的前几项写出数列的一个通项公式.
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
1.一般地,我们把按照
排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的
.数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第
项,常用符号a1表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第
项,用a2表示……,第
个位置上的数叫做这个数列的第
项,用an表示.其中第1项也叫做
.
2.
数列的一般形式可以写成a1,a2,a3,…,an,…,简记为
.
思考 数列1,2,3与数列3,2,1是同一个数列吗?
知识点一 数列及其有关概念
答案 不是.顺序不一样.
确定的顺序
项
1
2
n
n
首项
{an}
知识点二 数列的分类
分类标准
名称
含义
按项的个数
有穷数列
项数
的数列
无穷数列
项数
的数列
有限
无限
数列{an}是从正整数集N
(或它的有限子集{1,2,…,n})到实数集R的函数,其自变量是序号
,对应的函数值是数列的第n项
,记为an=f(n).
知识点三 函数与数列的关系
n
an
知识点四 数列的单调性
递增数列
从第2项起,每一项都
它的前一项的数列
递减数列
从第2项起,每一项都
它的前一项的数列
常数列
各项都
的数列
大于
小于
相等
1.如果数列{an}的第n项an与它的
之间的对应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
.
2.通项公式就是数列的
,以前我们学过的函数的自变量通常是连续变化的,而数列是自变量为离散的数的函数.
思考 既然数列是一类特殊的函数,那么表示数列除了用通项公式外,还可以用哪些方法?
知识点五 通项公式
答案 还可以用列表法、图象法.
序号n
通项公式
函数解析式
1.1,1,1,1是一个数列.( )
2.数列1,3,5,7可表示为{1,3,5,7}.( )
3.如果一个数列不是递增数列,那么它一定是递减数列.( )
4.an与{an}表达不同的含义.( )
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
√
√
×
×
2
题型探究
PART
TWO
例1 下列数列哪些是有穷数列?哪些是无穷数列?哪些是递增数列?哪些是递减数列?哪些是常数列?
(1)1,0.84,0.842,0.843,…;
(2)2,4,6,8,10,…;
(3)7,7,7,7,…;
一、数列的有关概念和分类
(5)10,9,8,7,6,5,4,3,2,1;
(6)0,-1,2,-3,4,-5,….
解 (5)是有穷数列;
(1)(2)(3)(4)(6)是无穷数列;
(2)是递增数列;
(1)(4)(5)是递减数列;
(3)是常数列.
反思感悟
(1)判断数列是何种数列一定严格按照定义进行判断.
(2)判断数列的单调性时一定要确保每一项均大于(或均小于)后一项,不能有例外.
跟踪训练1 下列数列哪些是有穷数列?哪些是递增数列?哪些是递减数列?哪些是常数列?
(1)2
017,2
018,2
019,2
020,2
021;
(6)9,9,9,9,9,9.
解 (1)(6)是有穷数列;
(1)(2)是递增数列;
(3)是递减数列;
(6)是常数列.
例2 写出下列数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
二、由数列的前几项写出数列的一个通项公式
解 这个数列的前4项的绝对值都是序号的倒数,
并且奇数项为负,偶数项为正,
解 数列中的项,有的是分数,有的是整数,
(3)0,1,0,1;
解 这个数列中的项是0与1交替出现,奇数项都是0,偶数项都是1,
(4)9,99,999,9
999.
解 各项加1后,变为10,100,1
000,10
000,…,
此数列的通项公式为10n,
可得原数列的一个通项公式为an=10n-1,n∈N
.
反思感悟
根据数列的前几项求通项公式的解题思路
(1)先统一项的结构,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解析式.
(3)对于正负交替出现的情况,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2 写出下面数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
解 各项分母分别为21,22,23,24,
易看出第1,2,3,4项分子分别比分母少了3,
解 这个数列的前4项的分母都是比序号大1的数,
分子都是比序号大1的数的平方减1,
(3)7,77,777,7
777.
例3 已知数列{an}的通项公式是an=2n2-n,n∈N
.
(1)写出数列的前3项;
三、数列通项公式的简单应用
解 在通项公式中依次取n=1,2,3,
可得{an}的前3项分别为1,6,15.
(2)判断45是否为数列{an}中的项,3是否为数列{an}中的项.
故45是数列{an}中的第5项.
令2n2-n=3,得2n2-n-3=0,
解 令2n2-n=45,得2n2-n-45=0,
反思感悟
(1)利用数列的通项公式求某项的方法
数列的通项公式给出了第n项an与它的位置序号n之间的关系,只要用序号代替公式中的n,就可以求出数列的相应项.
(2)判断某数值是否为该数列的项的方法
先假定它是数列中的第n项,然后列出关于n的方程.若方程的解为正整数,则是数列的一项;若方程无解或解不是正整数,则不是该数列的一项.
跟踪训练3 已知数列{an}的通项公式为an=qn,n∈N
,且a4-a2=72.
(1)求实数q的值;
解 由题意知q4-q2=72,
则q2=9或q2=-8(舍去),
∴q=±3.
(2)判断-81是否为此数列中的项.
解 当q=3时,an=3n.
显然-81不是此数列中的项;
当q=-3时,an=(-3)n.
令(-3)n=-81,无解,
∴-81不是此数列中的项.
延伸探究
已知数列{an}的通项公式为an=n2-5n+4,n∈N
.问当n为何值时,an取得最小值?并求出最小值.
∴当n=2或3时,an取得最小值,为a2=a3=-2.
核心素养之数学抽象
HE
XIN
SU
YANG
ZHI
SHU
XUE
CHOU
XIANG
数列单调性的应用
当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an;
当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an;
当n>9时,an+1-an<0,即an+1
则a1a11>a12>…,
又n∈N
,则n=9或n=10.
故数列{an}有最大项,为第9项和第10项,
素养提升
(1)由于数列是特殊的函数,所以可以用研究函数的思想方法来研究数列的相关性质,如单调性、最大值、最小值等,此时要注意数列的定义域为正整数集或其有限子集{1,2,…,n}这一条件.
(3)通过数列单调性的应用,培养数学抽象、数学运算等核心素养.
3
随堂演练
PART
THREE
D.数列0,2,4,6,8,…可记为{2n}
1.下列说法正确的是
A.数列1,3,5,7,…,2n-1可以表示1,3,5,7,…
B.数列1,0,-1,-2与数列-2,-1,0,1是相同的数列
1
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√
解析 数列1,3,5,7,…,2n-1为有穷数列,而数列1,3,5,7,…为无穷数列,故A中说法错误;
数的顺序不同就是两个不同的数列,故B中说法错误;
1
2
3
4
5
在D中,an=2n-2,故D中说法错误.
√
解析 把n=1,2,3,4依次代入通项公式,
1
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5
3.(多选)下面四个数列中,既是无穷数列又是递增数列的是
1
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√
√
解析 选项C,D既是无穷数列又是递增数列.
1
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19
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5
5.数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式是__________________.
an=2n+1,n∈N
1.知识清单:
(1)数列及其有关概念.
(2)数列的分类.
(3)函数与数列的关系.
(4)数列的单调性.
(5)数列的通项公式.
2.方法归纳:观察、归纳、猜想.
3.常见误区:归纳法求数列的通项公式时归纳不全面;不注意用(-1)n进行调节,不注意分子、分母间的联系.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
1.(多选)下列说法正确的是
A.数列可以用图象来表示
B.数列的通项公式不唯一
C.数列中的项不能相等
D.数列可以用一群孤立的点表示
基础巩固
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解析 数列中的项可以相等,如常数列,故选项C中说法不正确.
√
√
√
2.数列-1,3,-7,15,…的一个通项公式可以是
A.an=(-1)n·(2n-1),n∈N
B.an=(-1)n·(2n-1),n∈N
C.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N
D.an=(-1)n+1·(2n-1),n∈N
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√
解析 数列各项正、负交替,故可用(-1)n来调节,
又1=21-1,3=22-1,7=23-1,15=24-1,…,
所以通项公式为an=(-1)n·(2n-1),n∈N
.
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√
5.数列0.3,0.33,0.333,0.333
3,…的通项公式为
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6.323是数列{n(n+2)}的第____项.
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解析 由an=n2+2n=323,解得n=17(负值舍去).
∴323是数列{n(n+2)}的第17项.
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7.若数列{an}的通项公式是an=3-2n,n∈N
则a2n=_______;
=____.
3-4n
解析 因为an=3-2n,所以a2n=3-22n=3-4n,
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8.已知数列{an}的通项公式为an=2
020-3n,则使an>0成立的正整数n的最大值为_____.
673
又因为n∈N
,
所以正整数n的最大值为673.
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9.写出下列各数列的一个通项公式:
(1)4,6,8,10,…;
解 各项是从4开始的偶数,所以an=2n+2,n∈N
.
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解 每一项分子比分母少1,而分母可写成21,22,23,24,25,…,
分子分别比分母少1,
解 通过观察,数列中的数正、负交替出现,且先负后正,则选择(-1)n.
则每一项的分母依次为3,5,7,9,…,可写成(2n+1)的形式.
分子为3=1×3,8=2×4,15=3×5,24=4×6,…,可写成n(n+2)的形式.
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10.在数列{an}中,a1=2,a17=66,通项公式是关于n的一次函数.
(1)求数列{an}的通项公式;
解得k=4,b=-2.
∴an=4n-2,n∈N
.
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(2)求a2
020;
解 a2
020=4×2
020-2=8
078.
(3)2
020是否为数列{an}中的项?
∴2
020不是数列{an}中的项.
综合运用
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解析 经代入检验,A,C,D均可以作为已知数列的通项公式.
√
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所以相等的连续两项是第10项和第11项.
A.第9项,第10项
B.第10项,第11项
C.第11项,第12项
D.第12项,第13项
√
√
解析 结合函数的单调性,要使数列{an}递增,
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14.某少数民族的刺绣有着悠久的历史,图(1),(2),(3),(4)为最简单的四个图案,这些图案都由小正方形构成,小正方形数越多刺绣越漂亮.现按同样的规律刺绣(小正方形的摆放规律相同),设第n个图形包含f(n)个小正方形,则f(6)=____.
61
解析 f(1)=1=2×1×0+1,
f(2)=1+3+1=2×2×1+1,
f(3)=1+3+5+3+1=2×3×2+1,
f(4)=1+3+5+7+5+3+1=2×4×3+1,
故f(n)=2n(n-1)+1.
当n=6时,f(6)=2×6×5+1=61.
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15.如图1是第七届国际数学教育大会(简称ICME-7)的会徽图案,会徽的主体图案是由如图2的一连串直角三角形演化而成的,其中OA1=A1A2=A2A3=…=A7A8=1,如果把图2中的直角三角形继续作下去,记OA1,OA2,…,OAn,…的长度构成数列{an},则此数列的通项公式为
拓广探究
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(1)求证:此数列的各项都在区间(0,1)内;
所以01
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16(共60张PPT)
学习目标
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MU
BIAO
1.理解递推公式的含义,能根据递推公式求出数列的前几项.
2.了解用累加法、累乘法由递推公式求通项公式.
3.会由数列{an}的前n项和Sn求数列{an}的通项公式.
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用
来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
思考 仅由数列{an}的关系式an=an-1+2(n≥2,n∈N
)就能确定这个数列吗?
知识点一 数列的递推公式
答案 不能.知道了首项和递推公式,才能确定这个数列.
一个式子
1.把数列{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,即Sn=
.
a1+a2+…+an
知识点二 数列的前n项和Sn与an的关系
1.在数列{an}中,若an+1=2an,n∈N
,则a2=2a1.( )
2.利用an+1=2an,n∈N
可以确定数列{an}.( )
3.递推公式是表示数列的一种方法.( )
4.S2n表示数列{an}中所有偶数项的和.
( )
思考辨析
判断正误
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题型探究
PART
TWO
一、由递推公式求数列的指定项
写出这个数列的前5项.
反思感悟
由递推公式写出数列的项的方法
(1)根据递推公式写出数列的前几项,首先要弄清楚公式中各部分的关系,依次代入计算即可.
(2)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.
(3)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.
注意:由递推公式写出数列的项时,易忽视数列的周期的判断,导致陷入思维误区.
√
√
而2
020=673×3+1,
故a2
020=a1=2.
二、由递推公式求通项公式
√
解析 方法一 (归纳法) 数列的前5项分别为
又a1=1,
a1=1,
…
反思感悟
由递推公式求通项公式的常用方法
(1)归纳法:根据数列的某项和递推公式,求出数列的前几项,归纳出通项公式.
(2)迭代法、累加法或累乘法:递推公式对应的有以下几类:
①an+1-an=常数,或an+1-an=f(n)(f(n)是可以求和的),使用累加法或迭代法;
②an+1=pan(p为非零常数),或an+1=f(n)an(f(n)是可以求积的),使用累乘法或迭代法;
③an+1=pan+q(p,q为非零常数),适当变形后转化为第②类解决.
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
(2)已知数列{an}满足a1=1,ln
an-ln
an-1=1(n≥2),求an.
解 因为ln
an-ln
an-1=1,
=en-1(n≥2),
又a1=1也符合上式,所以an=en-1,n∈N
.
例3 设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=2n2-30n.求a1及an.
三、利用Sn与an的关系求通项公式
解 因为Sn=2n2-30n,
所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1=-28,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=2n2-30n-[2(n-1)2-30(n-1)]=4n-32.
验证当n=1时上式成立,
所以an=4n-32,n∈N
.
延伸探究
将本例的条件“Sn=2n2-30n”改为“Sn=2n2-30n+1”,其他条件不变,求an.
解 因为Sn=2n2-30n+1,
所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1+1=-27,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=2n2-30n+1-[2(n-1)2-30(n-1)+1]=4n-32.
当n=1时不符合上式.
反思感悟
由Sn求通项公式an的步骤
(1)当n=1时,a1=S1.
(2)当n≥2时,根据Sn写出Sn-1,化简an=Sn-Sn-1.
(3)如果a1也满足当n≥2时,an=Sn-Sn-1的通项公式,那么数列{an}的通项公式为an=Sn-Sn-1;
跟踪训练3 已知Sn是数列{an}的前n项和,根据条件求an.
(1)Sn=2n2+3n+2;
解 当n=1时,a1=S1=7,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=(2n2+3n+2)-[2(n-1)2+3(n-1)+2]=4n+1,
又a1=7不适合上式,
(2)Sn=3n-1.
解 当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n-1)-(3n-1-1)=2×3n-1,
显然a1=2适合上式,
所以an=2×3n-1(n∈N
).
3
随堂演练
PART
THREE
解析 因为a1=2,an+1=an+n,
所以a2=a1+1=2+1=3,
a3=a2+2=3+2=5,
a4=a3+3=5+3=8.
1.已知在数列{an}中,a1=2,an+1=an+n(n∈N
),则a4的值为
A.5
B.6
C.7
D.8
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5
2.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-2n,则a2+a18等于
A.36
B.35
C.34
D.33
√
解析 a2=S2-S1=22-2×2-(12-2×1)=1,
a18=S18-S17=182-2×18-(172-2×17)=33.
∴a2+a18=34.
3.已知数列{an}中,a1=1,a2=2,且an·an+2=an+1(n∈N
),则a2
020的值为
1
2
3
4
5
√
解析 因为an·an+2=an+1(n∈N
),
由a1=1,a2=2,得a3=2,
由a2=2,a3=2,得a4=1,
由此推理可得数列{an}是一个周期为6的周期数列,
所以a2
020=a336×6+4=a4=1.
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5
4.设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=n2+n,则an=__________.
1
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5
2n,n∈N
解析 ∵Sn=n2+n,
∴当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n-[(n-1)2+(n-1)]=2n,
验证当n=1时上式成立.
∴an=2n,n∈N
.
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5.数列1,3,6,10,15,…的递推公式可以是an=an-1+___(n∈N
,n≥2).由a10=55,则a12=____.
n
78
解析 由已知,a2-a1=2,a3-a2=3,a4-a3=4,
所以递推公式可以写成an=an-1+n.
所以a12=a11+12=a10+11+12=78.
1.知识清单:
(1)数列的递推公式.
(2)数列的前n项和Sn与an的关系.
2.方法归纳:归纳法、迭代法、累加法、累乘法.
3.常见误区:累加法、累乘法中不注意验证首项是否符合通项公式;由Sn求an时忽略验证n=1时的情况.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
1.已知数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2,n∈N
),且a1=0,则此数列的第5项是
A.15
B.255
C.16
D.63
基础巩固
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解析 由递推公式,得a2=3,a3=15,a4=63,a5=255.
√
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√
3.(多选)数列2,4,6,8,10,…的递推公式是
A.an=an-1+2(n≥2,n∈N
)
B.an=2an-1(n≥2,n∈N
)
C.a1=2,an=an-1+2(n≥2,n∈N
)
D.a1=2,an+1=an+2(n∈N
)
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解析 A,B中没有说明某一项,无法递推.
√
√
4.已知数列{an}满足a1=2,an+1-an+1=0(n∈N
),则此数列的通项公式an等于
A.n2+1
B.n+1
C.1-n
D.3-n
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√
解析 ∵an+1-an=-1.
∴当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+(-1)×(n-1)=3-n.
当n=1时,a1=2也符合上式.
故数列的通项公式an=3-n(n∈N
).
5.(多选)已知数列{an}的前n项和满足Sn=2n+1-1,下列说法正确的是
A.a1=3
B.an=2n(n≥2)
C.an=2n
D.an=2n(n≥2)
√
√
解析 Sn=2n+1-1,当n=1时,a1=S1=21+1-1=3;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1-1)-(2n-1)=2n.
当n=1时,不符合上式,
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7.已知数列{an}的前n项和为Sn=-n2,n∈N
,则an=_______________.
-2n+1,n∈N
解析 由an=Sn-Sn-1(n≥2)得an=1-2n,
当n=1时,a1=S1=-1也符合上式.
∴an=-2n+1(n∈N
).
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8.已知在数列{an}中,a1a2…an=n2(n∈N
),则a9=______.
解析 a1a2…a8=82,
①
a1a2…a9=92,
②
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9.已知数列{an}满足an+1-an=n+2(n∈N
),且a1=1.
(1)求a2,a3,a4的值;
解 因为an+1-an=n+2,且a1=1,
所以a2=4,a3=8,a4=13.
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(2)令bn=4an-68n,求数列{bn}的前4项.
解 b1=4a1-68×1=4×1-68×1=-64,
b2=4a2-68×2=4×4-68×2=-120,
b3=4a3-68×3=4×8-68×3=-172,
b4=4a4-68×4=4×13-68×4=-220.
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…,
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以上各式累加得,
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综合运用
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由此可知,an+3=an.
所以数列{an}的周期为3,
又2
020=3×673+1,所以a2
020=a1=0.
12.如图是某省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊病例变化曲线图.
若该省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊人数按日期顺序排列构成数列{an},{an}的前n项和为Sn,则下列说法中正确的是
A.数列{an}是递增数列
B.数列{Sn}是递增数列
C.数列{an}的最大项是a11
D.数列{Sn}的最大项是S11
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√
解析 因为1月28日新增确诊人数小于1月27日新增确诊人数,即a7>a8,
所以{an}不是递增数列,所以选项A错误;
因为2月23日新增确诊病例数为0,所以S33=S34,
所以数列{Sn}不是递增数列,所以选项B错误;
因为1月31日新增病例数最多,从1月21日算起,1月31日是第11天,
所以数列{an}的最大项是a11,所以选项C正确;
数列{Sn}的最大项是最后项,所以选项D错误.
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A.a1
B.a9
C.a10
D.不存在
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√
所以此数列为递减数列,故最大项为a1.
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解析 方法一 (累乘法)
得[(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0.
∵an>0,∴an+1+an>0,
∴(n+1)an+1-nan=0,
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方法二 (迭代法)
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方法三 (构造特殊数列法)
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∴(n+1)an+1=nan,
∴数列{nan}是常数列,
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15.在一个数列中,如果对任意n∈N
,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+a3+…+a12=____.
拓广探究
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解析 依题意得数列{an}是周期为3的数列,且a1=1,a2=2,a3=4,
因此a1+a2+a3+…+a12=4(a1+a2+a3)=4×(1+2+4)=28.
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解 若a3为奇数,则3a3+1=4,a3=1,
若a2为奇数,则3a2+1=1,a2=0(舍去),
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若a1为奇数,则3a1+1=16,a1=5.
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故m所有可能的取值为4,5,32.第2课时 数列的递推公式
学习目标 1.理解递推公式的含义,能根据递推公式求出数列的前几项.2.了解用累加法、累乘法由递推公式求通项公式.3.会由数列{an}的前n项和Sn求数列{an}的通项公式.
知识点一 数列的递推公式
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递推公式.
思考 仅由数列{an}的关系式an=an-1+2(n≥2,n∈N
)就能确定这个数列吗?
答案 不能.知道了首项和递推公式,才能确定这个数列.
知识点二 数列的前n项和Sn与an的关系
1.把数列{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,即Sn=a1+a2+…+an.
2.an=
1.在数列{an}中,若an+1=2an,n∈N
,则a2=2a1.( √ )
2.利用an+1=2an,n∈N
可以确定数列{an}.( × )
3.递推公式是表示数列的一种方法.( √ )
4.S2n表示数列{an}中所有偶数项的和.
( × )
一、由递推公式求数列的指定项
例1 设数列{an}满足an=
写出这个数列的前5项.
解 由题意可知a1=1,a2=1+=2,a3=1+=,a4=1+=,a5=1+=1+=.
反思感悟 由递推公式写出数列的项的方法
(1)根据递推公式写出数列的前几项,首先要弄清楚公式中各部分的关系,依次代入计算即可.
(2)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.
(3)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.
注意:由递推公式写出数列的项时,易忽视数列的周期的判断,导致陷入思维误区.
跟踪训练1 (1)已知数列{an}的首项a1=1,且满足an+1=an+,则此数列的第3项是( )
A.1
B.
C.
D.
答案 C
解析 a1=1,a2=a1+=1,a3=a2+=.
(2)已知数列{an}满足an+1=1-,且a1=2,则a2
020的值为( )
A.
B.-1
C.2
D.1
答案 C
解析 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,,-1,2,,-1,….
而2
020=673×3+1,
故a2
020=a1=2.
二、由递推公式求通项公式
例2 在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于( )
A.
B.
C.
D.
答案 B
解析 方法一 (归纳法) 数列的前5项分别为
a1=1,a2=1+1-=2-=,
a3=+-=2-=,
a4=+-=2-=,
a5=+-=2-=,
又a1=1,
由此可得数列的一个通项公式为
an=.
方法二 (迭代法) a2=a1+1-,
a3=a2+-,…,an=an-1+-(n≥2),
则an=a1+1-+-+-+…+-
=2-=(n≥2).
又a1=1,所以an=(n∈N
).
方法三 (累加法) an+1-an=-,
a1=1,
a2-a1=1-,
a3-a2=-,
a4-a3=-,
…
an-an-1=-(n≥2),
以上各项相加得
an=1+1-+-+…+-.
所以an=(n≥2).
因为a1=1也适合上式,所以an=(n∈N
).
反思感悟 由递推公式求通项公式的常用方法
(1)归纳法:根据数列的某项和递推公式,求出数列的前几项,归纳出通项公式.
(2)迭代法、累加法或累乘法:递推公式对应的有以下几类:
①an+1-an=常数,或an+1-an=f(n)(f(n)是可以求和的),使用累加法或迭代法;
②an+1=pan(p为非零常数),或an+1=f(n)an(f(n)是可以求积的),使用累乘法或迭代法;
③an+1=pan+q(p,q为非零常数),适当变形后转化为第②类解决.
跟踪训练2 (1)已知数列{an}满足a1=1,an=an-1+-(n≥2),求an.
解 因为an=an-1+-(n≥2),
所以an-an-1=-.
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=(-)+(-)+…+(-)+1
=-+1.
又a1=1也符合上式,
所以an=-+1,n∈N
.
(2)已知数列{an}满足a1=1,ln
an-ln
an-1=1(n≥2),求an.
解 因为ln
an-ln
an-1=1,
所以ln?=1,
即=e(n≥2).
所以an=··…··a1
=en-1(n≥2),
又a1=1也符合上式,
所以an=en-1,n∈N
.
三、利用Sn与an的关系求通项公式
例3 设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=2n2-30n.求a1及an.
解 因为Sn=2n2-30n,
所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1=-28,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=2n2-30n-[2(n-1)2-30(n-1)]=4n-32.
验证当n=1时上式成立,
所以an=4n-32,n∈N
.
延伸探究
将本例的条件“Sn=2n2-30n”改为“Sn=2n2-30n+1”,其他条件不变,求an.
解 因为Sn=2n2-30n+1,
所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1+1=-27,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=2n2-30n+1-[2(n-1)2-30(n-1)+1]=4n-32.
当n=1时不符合上式.
所以an=
反思感悟 由Sn求通项公式an的步骤
(1)当n=1时,a1=S1.
(2)当n≥2时,根据Sn写出Sn-1,化简an=Sn-Sn-1.
(3)如果a1也满足当n≥2时,an=Sn-Sn-1的通项公式,那么数列{an}的通项公式为an=Sn-Sn-1;
否则数列{an}的通项公式要分段表示为an=
跟踪训练3 已知Sn是数列{an}的前n项和,根据条件求an.
(1)Sn=2n2+3n+2;
(2)Sn=3n-1.
解 (1)当n=1时,a1=S1=7,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2+3n+2)-[2(n-1)2+3(n-1)+2]=4n+1,
又a1=7不适合上式,
所以an=
(2)当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n-1)-(3n-1-1)=2×3n-1,显然a1=2适合上式,
所以an=2×3n-1(n∈N
).
1.已知在数列{an}中,a1=2,an+1=an+n(n∈N
),则a4的值为( )
A.5
B.6
C.7
D.8
答案 D
解析 因为a1=2,an+1=an+n,
所以a2=a1+1=2+1=3,
a3=a2+2=3+2=5,
a4=a3+3=5+3=8.
2.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-2n,则a2+a18等于( )
A.36
B.35
C.34
D.33
答案 C
解析 a2=S2-S1=22-2×2-(12-2×1)=1,
a18=S18-S17=182-2×18-(172-2×17)=33.
∴a2+a18=34.
3.已知数列{an}中,a1=1,a2=2,且an·an+2=an+1(n∈N
),则a2
020的值为( )
A.2
B.1
C.
D.
答案 B
解析 因为an·an+2=an+1(n∈N
),
由a1=1,a2=2,得a3=2,
由a2=2,a3=2,得a4=1,
由a3=2,a4=1,得a5=,
由a4=1,a5=,得a6=,
由a5=,a6=,得a7=1,
由a6=,a7=1,得a8=2,
由此推理可得数列{an}是一个周期为6的周期数列,
所以a2
020=a336×6+4=a4=1.
4.设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=n2+n,则an=________.
答案 2n,n∈N
解析 ∵Sn=n2+n,
∴当n=1时,a1=S1=2,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n-[(n-1)2+(n-1)]=2n,
验证当n=1时上式成立.
∴an=2n,n∈N
.
5.数列1,3,6,10,15,…的递推公式可以是an=an-1+________(n∈N
,n≥2).由a10=55,则a12=________.
答案 n 78
解析 由已知,a2-a1=2,a3-a2=3,a4-a3=4,
所以递推公式可以写成an=an-1+n.
所以a12=a11+12=a10+11+12=78.
1.知识清单:
(1)数列的递推公式.
(2)数列的前n项和Sn与an的关系.
2.方法归纳:归纳法、迭代法、累加法、累乘法.
3.常见误区:累加法、累乘法中不注意验证首项是否符合通项公式;由Sn求an时忽略验证n=1时的情况.
1.已知数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2,n∈N
),且a1=0,则此数列的第5项是( )
A.15
B.255
C.16
D.63
答案 B
解析 由递推公式,得a2=3,a3=15,a4=63,a5=255.
2.数列,-,,-,…的第n项an与第n+1项an+1的关系是( )
A.an+1=2an
B.an+1=-2an
C.an+1=an
D.an+1=-an
答案 D
3.(多选)数列2,4,6,8,10,…的递推公式是( )
A.an=an-1+2(n≥2,n∈N
)
B.an=2an-1(n≥2,n∈N
)
C.a1=2,an=an-1+2(n≥2,n∈N
)
D.a1=2,an+1=an+2(n∈N
)
答案 CD
解析 A,B中没有说明某一项,无法递推.
4.已知数列{an}满足a1=2,an+1-an+1=0(n∈N
),则此数列的通项公式an等于( )
A.n2+1
B.n+1
C.1-n
D.3-n
答案 D
解析 ∵an+1-an=-1.
∴当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+(-1)×(n-1)=3-n.
当n=1时,a1=2也符合上式.
故数列的通项公式an=3-n(n∈N
).
5.(多选)已知数列{an}的前n项和满足Sn=2n+1-1,下列说法正确的是( )
A.a1=3
B.an=2n(n≥2)
C.an=2n
D.an=2n(n≥2)
答案 AD
解析 Sn=2n+1-1,当n=1时,a1=S1=21+1-1=3;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1-1)-(2n-1)=2n.
当n=1时,不符合上式,
故an=
6.已知在数列{an}中,a1=2,an=-(n≥2,n∈N
),则a2
020=________.
答案 -
解析 ∵a2=-=-,a3=-=2=a1,a4=-=a2,
∴{an}的周期为2,∴a2
020=a2=-.
7.已知数列{an}的前n项和为Sn=-n2,n∈N
,则an=________.
答案 -2n+1,n∈N
解析 由an=Sn-Sn-1(n≥2)得an=1-2n,
当n=1时,a1=S1=-1也符合上式.
∴an=-2n+1(n∈N
).
8.已知在数列{an}中,a1a2…an=n2(n∈N
),则a9=______.
答案
解析 a1a2…a8=82,①
a1a2…a9=92,②
②÷①得,a9==.
9.已知数列{an}满足an+1-an=n+2(n∈N
),且a1=1.
(1)求a2,a3,a4的值;
(2)令bn=4an-68n,求数列{bn}的前4项.
解 (1)因为an+1-an=n+2,且a1=1,
所以a2=4,a3=8,a4=13.
(2)b1=4a1-68×1=4×1-68×1=-64,
b2=4a2-68×2=4×4-68×2=-120,
b3=4a3-68×3=4×8-68×3=-172,
b4=4a4-68×4=4×13-68×4=-220.
10.已知数列{an}满足a1=-1,an+1=an+,n∈N
,求通项公式an.
解 因为an+1-an=,
所以a2-a1=,
a3-a2=,
a4-a3=,
…,
an-an-1=(n≥2),
以上各式累加得,
an-a1=++…+
=1-+-+…+-
=1-.
所以an+1=1-,
所以an=-(n≥2),
因为a1=-1也符合上式,
所以an=-(n∈N
).
11.已知数列{an}满足a1=0,an+1=(n∈N
),则a2
020等于( )
A.-3
B.0
C.
D.3
答案 B
解析 由题意知a1=0,a2==-,a3==,a4==0,a5==-,…,由此可知,an+3=an.所以数列{an}的周期为3,
又2
020=3×673+1,所以a2
020=a1=0.
12.下图是某省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊病例变化曲线图.
若该省从1月21日至2月24日的新冠肺炎每日新增确诊人数按日期顺序排列构成数列{an},{an}的前n项和为Sn,则下列说法中正确的是( )
A.数列{an}是递增数列
B.数列{Sn}是递增数列
C.数列{an}的最大项是a11
D.数列{Sn}的最大项是S11
答案 C
解析 因为1月28日新增确诊人数小于1月27日新增确诊人数,
即a7>a8,
所以{an}不是递增数列,所以选项A错误;
因为2月23日新增确诊病例数为0,
所以S33=S34,
所以数列{Sn}不是递增数列,
所以选项B错误;
因为1月31日新增病例数最多,从1月21日算起,1月31日是第11天,
所以数列{an}的最大项是a11,所以选项C正确;
数列{Sn}的最大项是最后项,所以选项D错误.
13.已知数列{an}满足a1>0,且an+1=an,则数列{an}的最大项是( )
A.a1
B.a9
C.a10
D.不存在
答案 A
解析 因为a1>0,且an+1=an,
所以an>0,
所以=<1,
所以an+1所以此数列为递减数列,故最大项为a1.
14.设{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)a-na+an+1an=0(n∈N
),则它的通项公式an=________.
答案
解析 方法一 (累乘法)
把(n+1)a-na+an+1an=0分解因式,
得[(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0.
∵an>0,∴an+1+an>0,
∴(n+1)an+1-nan=0,
∴=,
∴···…·
=×××…×=(n≥2),
∴=.
又∵a1=1,∴an=a1=.
又a1=1也适合上式,∴an=,n∈N
.
方法二 (迭代法)
同方法一,得=,
∴an+1=an,
∴an=·an-1=··an-2
=···an-3
…
=···…·a1=a1.
又∵a1=1,∴an=.
方法三 (构造特殊数列法)
同方法一,得=,
∴(n+1)an+1=nan,
∴数列{nan}是常数列,
∴nan=1·a1=1,∴an=(n∈N
).
15.在一个数列中,如果对任意n∈N
,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+a3+…+a12=________.
答案 28
解析 依题意得数列{an}是周期为3的数列,且a1=1,a2=2,a3=4,因此a1+a2+a3+…+a12=4(a1+a2+a3)=4×(1+2+4)=28.
16.已知数列{an}满足:a1=m(m为正整数),an+1=若a4=4,求m所有可能的取值.
解 若a3为奇数,则3a3+1=4,a3=1,若a2为奇数,则3a2+1=1,a2=0(舍去),若a2为偶数,则=1,a2=2.
若a1为奇数,则3a1+1=2,a1=(舍去),
若a1为偶数,=2,a1=4;
若a3为偶数,则=4,a3=8,
若a2为奇数,则3a2+1=8,a2=(舍去).
若a2为偶数,则=8,a2=16.
若a1为奇数,则3a1+1=16,a1=5.
若a1为偶数,则=16,a1=32.
故m所有可能的取值为4,5,32.