
第一節(jié) 數(shù)列的概念與簡單表示
1.了解數(shù)列的概念和幾種簡單的表示方法(列表、圖象、通項公式).
2.了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類特殊函數(shù).
突破點(diǎn)一 數(shù)列的通項公式
1.?dāng)?shù)列的定義
按照一定順序排列的一列數(shù)稱為數(shù)列.?dāng)?shù)列中的每一個數(shù)叫做這個數(shù)列的項,數(shù)列中的每一項都和它的序號有關(guān),排在第一位的數(shù)稱為這個數(shù)列的第1項(通常也叫做首項).
2.?dāng)?shù)列的通項公式
如果數(shù)列{an}的第n項與序號n之間的關(guān)系可以用一個式子來表示,那么這個公式叫做這個數(shù)列的通項公式.
3.?dāng)?shù)列的遞推公式
如果已知數(shù)列{an}的第1項(或前幾項),且任何一項an與它的前一項an-1(或前幾項)間的關(guān)系可以用一個式子來表示,即an=f(an-1)(或an=f(an-1,an-2)等),那么這個式子叫做數(shù)列{an}的遞推公式.
4.Sn與an的關(guān)系
已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則an=這個關(guān)系式對任意數(shù)列均成立.
一、判斷題(對的打“√”,錯的打“×”)
(1)所有數(shù)列的第n項都能使用公式表達(dá).( )
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項歸納出數(shù)列的通項公式可能不止一個.( )
(3)若已知數(shù)列{an}的遞推公式為an+1=,且a2=1,則可以寫出數(shù)列{an}的任何一項.( )
(4)如果數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則對?n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
二、填空題
1.?dāng)?shù)列{an}中,a1=2,且an+1=an-1,則a5的值為________.
解析:由a1=2,an+1=an-1,得a2=a1-1=1-1=0,a3=a2-1=0-1=-1,a4=a3-1=--1=-,a5=a4-1=--1=-.
答案:-
2.?dāng)?shù)列{an}定義如下:a1=1,當(dāng)n≥2時,an=若an=,則n的值為________.
解析:困為a1=1,所以a2=1+a1=2,a3==,a4=1+a2=3,a5==,a6=1+a3=,a7==,a8=1+a4=4,a9==,所以n=9.
答案:9
3.?dāng)?shù)列{an}的通項公式an=,則-3是此數(shù)列的第________項.
解析:an===-,
∵-3=-,∴-3是該數(shù)列的第9項.
答案:9
4.已知Sn是數(shù)列{an}的前n項和,且Sn=n2+1,則數(shù)列{an}的通項公式是____________.
答案:an=
考法一 利用an與Sn的關(guān)系求通項
數(shù)列{an}的前n項和Sn與通項an的關(guān)系為an=通過紐帶:an=Sn-Sn-1(n≥2),根據(jù)題目已知條件,消掉an或Sn,再利用特殊形式(累乘或累加)或通過構(gòu)造成等差數(shù)列或者等比數(shù)列求解.
[例1] (1)(2019·化州模擬)已知Sn為數(shù)列{an}的前n項和,且log2(Sn+1)=n+1,則數(shù)列{an}的通項公式為____________.
(2)(2019·廣州測試)已知數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),Sn為其前n項和,且對任意n∈N*,均有an,Sn,a成等差數(shù)列,則an=____________.
[解析] (1)由log2(Sn+1)=n+1,得Sn+1=2n+1,
當(dāng)n=1時,a1=S1=3;當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n,
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=
(2)∵an,Sn,a成等差數(shù)列,∴2Sn=an+a.
當(dāng)n=1時,2S1=2a1=a1+a.
又a1>0,∴a1=1.
當(dāng)n≥2時,2an=2(Sn-Sn-1)=an+a-an-1-a,
∴(a-a)-(an+an-1)=0.
∴(an+an-1)(an-an-1)-(an+an-1)=0,
∴(an+an-1)(an-an-1-1)=0,
∵an+an-1>0,∴an-an-1=1,
∴{an}是以1為首項,1為公差的等差數(shù)列,
∴an=n(n∈N*).
[答案] (1)an= (2)n
[方法技巧]
已知Sn求an的3個步驟
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替換Sn中的n得到一個新的關(guān)系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當(dāng)n≥2時an的表達(dá)式;
(3)對n=1時的結(jié)果進(jìn)行檢驗,看是否符合n≥2時an的表達(dá)式,如果符合,則可以把數(shù)列的通項公式合寫;如果不符合,則應(yīng)該分n=1與n≥2兩段來寫.
考法二 利用遞推關(guān)系求通項
[例2] (1)在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+3n+2,求數(shù)列{an}的通項公式.
(2)在數(shù)列{an}中,a1=1,an=an-1(n≥2),求數(shù)列{an}的通項公式.
(3)在數(shù)列{an}中a1=1,an+1=3an+2,求數(shù)列{an}的通項公式.
(4)已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=,求數(shù)列{an}的通項公式.
[解] (1)因為an+1-an=3n+2,
所以an-an-1=3n-1(n≥2),
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=(n≥2).
當(dāng)n=1時,a1=2=×(3×1+1),符合上式,
所以an=n2+.
(2)因為an=an-1(n≥2),
所以an-1=an-2,…,a2=a1.
由累乘法可得an=a1···…·==(n≥2).又a1=1符合上式,∴an=.
(3)因為an+1=3an+2,所以an+1+1=3(an+1),所以=3,所以數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3,又a1+1=2,所以an+1=2·3n-1,所以an=2·3n-1-1.
(4)∵an+1=,a1=1,∴an≠0,
∴=+,即-=,又a1=1,則=1,
∴是以1為首項,為公差的等差數(shù)列.
∴=+(n-1)×=+,
∴an=(n∈N*).
[方法技巧] 典型的遞推數(shù)列及處理方法
遞推式
方法
示例
an+1=an+f(n)
疊加法
a1=1,an+1=an+2n
an+1=anf(n)
疊乘法
a1=1,=2n
an+1=Aan+B
(A≠0,1,B≠0)
化為等比數(shù)列
a1=1,an+1=2an+1
an+1=
(A,B,C為常數(shù))
化為等差數(shù)列
a1=1,an+1=
1.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且a1=1,Sn=,則a2 019=( )
A.2 018 B.2 019
C.4 036 D.4 038
解析:選B 由題意知n≥2時,an=Sn-Sn-1=-,化為=,∴==…==1,∴an=n.則a2 019=2 019.故選B.
2.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,Sn=2an+1,則Sn=( )
A.2n-1 B.n-1
C.n-1 D.n-1
解析:選B Sn=2an+1=2Sn+1-2Sn?3Sn=2Sn+1?=,故數(shù)列{Sn}為等比數(shù)列,公比是,又S1=1,所以Sn=1×n-1=n-1.故選B.
3.已知在數(shù)列{an}中,an+1=an(n∈N*),且a1=4,則數(shù)列{an}的通項公式an=____________.
解析:由an+1=an,得=,故=,=,…,=(n≥2),以上式子累乘得,=··…···=.因為a1=4,所以an=(n≥2).因為a1=4滿足上式,所以an=.
答案:
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=2,an-an-1=n(n≥2,n∈N*),則an=____________.
解析:由題意可知,a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n(n≥2),
以上式子累加得,an-a1=2+3+…+n.
因為a1=2,所以an=2+(2+3+…+n)=2+=(n≥2).
因為a1=2滿足上式,
所以an=.
答案:
突破點(diǎn)二 數(shù)列的性質(zhì)
數(shù)列的分類
分類標(biāo)準(zhǔn)
類型
滿足條件
按項數(shù)分類
有窮數(shù)列
項數(shù)有限
無窮數(shù)列
項數(shù)無限
按項與項間的大小關(guān)系分類
遞增數(shù)列
an+1>an
其中n∈N*
遞減數(shù)列
an+1an;
當(dāng)n=2時,an+1-an=0,即an+1=an;
當(dāng)n>2時,an+1-an…>an,
所以數(shù)列{an}中的最大項為a2或a3,且a2=a3=2×2=.故選A.
法二:(作商比較法)
==,
令>1,解得n0,故a1a4>a5>…>an,
所以數(shù)列{an}中的最大項為a2或a3,且a2=a3=2×2=.故選A.
[答案] A
[方法技巧]
求數(shù)列最大項或最小項的方法
(1)將數(shù)列視為函數(shù)f(x)當(dāng)x∈N*時所對應(yīng)的一列函數(shù)值,根據(jù)f(x)的類型作出相應(yīng)的函數(shù)圖象,或利用求函數(shù)最值的方法,求出f(x)的最值,進(jìn)而求出數(shù)列的最大(小)項.
(2)通過通項公式an研究數(shù)列的單調(diào)性,利用(n≥2)確定最大項,利用(n≥2)確定最小項.
(3)比較法:
①若有an+1-an=f(n+1)-f(n)>0或an>0時,>1,則an+1>an,即數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,所以數(shù)列{an}的最小項為a1=f(1);
②若有an+1-an=f(n+1)-f(n)0時,
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