3-1数列
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写出下面各数列的一个通项公式: 【例1】 写出下面各数列的一个通项公式: (1)3,5,7,9,…; , ;
(3)-1, - ,
(5)3,33,333,3 333,…. , 思维点拨:先观察各项的特点,然后归纳出其通项公式, 思维点拨:先观察各项的特点,然后归纳出其通项公式, 要注意项与项数的关系及项与前后项的关系. 要注意项与项数的关系及项与前后项的关系.
已知数列{a 的各项均为正数 的各项均为正数, 【例3】 已知数列 n}的各项均为正数,且Sn=
求an.
解:当n=1时,a1=S1= = ∵a1>0,∴a1=1. , 当n≥2时,an=Sn-Sn-1, 时 - ∴Sn= 整理得, 整理得, ∴ ∴ 是以
,∴
=1.
为首项, 的等差数列. =1为首项,公差为 的等差数列. 为首项 公差为1的等差数列
(5)将数列各项改写为 将数列各项改写为 分母都是3,而分子分别是 - 分母都是 ,而分子分别是10-1,102-1,103-1,104-1,…, , 所以a 所以 n= (10n-1).
1. 对于形如 n+1=an+f(n)的递推公式求通项公式,只要 对于形如a + 的递推公式求通项公式, 可求和, 的递推公式求通项公式 只要f(n)可求和,便可利用 可求和 累加的方法; 累加的方法; 2.对于形如 . 的递推公式求通项公式, 可求积, =g(n)的递推公式求通项公式,只要 的递推公式求通项公式 只要g(n)可求积,便可利用 可求积
累积的方法或迭代的方法; 累积的方法或迭代的方法; 3.对于形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1)的递推关系求通项公式时,可用迭代 .对于形如 + 的递推关系求通项公式时, ≠ 且 ≠ 的递推关系求通项公式时 法或构造等差或等比数列法. 法或构造等差或等比数列法.
根据下列条件,确定数列{ 的通项公式. 【例2】 根据下列条件,确定数列{an}的通项公式. (1)a1=1,an+1=3an+2; , + ; (2)a1=1,an+1=(n+1)an. , + + 思维点拨: 构造等比数列 累乘法 累乘法. 思维点拨:(1)构造等比数列 (2)累乘法. (1)∵ + 2, 1= 1), 解:(1)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1), + ∴ 1}为等比数列 为等比数列, =3,∴数列{an+1}为等比数列, , 数列{
2.在数列{an}中,a1=1,an+1= .在数列 中 , + A.1 . B.- .-1 .- C.- .- a3=
则a100=( D.- .-2 .- =-2, =- ,
)
解析: 解析:a2=- a4=- 答案: 答案:A =1,a5=- ,
=- ,…,∴a100=a1=1.
3.已知数列{an}的通项公式是 n= .已知数列 的通项公式是a 的通项公式是 A.递增数列 . C.摆动数列 . 解析: 解析:∵an+1-an= + = >0, , B.递减数列 . D.常数列 .
第1讲
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1. 理解数列的概念. 理解数列的概念.
数列的概念
2.了解数列通项公式的意义. .了解数列通项公式的意义. 3.了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列 .了解递推公式是给出数列的一种方法, 的前几项. 的前几项
1. 数列的有关概念 (1)定义: 按一定次序排成 的一列数.数列中的每一个数都叫做这个数列 定义: 的一列数. 定义 的项, 项记作a 的项,第n项记作 n 项记作 项 (2)通项公式:数列{an}的 第n项an与n 之间的关系可以用一个公式来表示, 通项公式:数列 之间的关系可以用一个公式来表示, 通项公式 的 这个公式就叫做这个数列的通项公式. 递推公式 如果已知数列{a 的 递推公式: 这个公式就叫做这个数列的通项公式.,(3)递推公式:如果已知数列 n}的 或前几项)间 首项(或前几项 , 任何一项a 与它的前一项a - 或前几项 首项 或前几项),且任何一项 n与它的前一项 n-1(或前几项 间 的关系可 或前几项 以用一个公式来表示,那么这个公式叫做数列的递推公式. 以用一个公式来表示,那么这个公式叫做数列的递推公式.
1.
an与Sn的关系式 n=Sn-Sn-1的使用条件是 的关系式a 时切勿漏掉n= 的情 , - 的使用条件是n≥2,求an时切勿漏掉 =1的情 况;
的关系可以消去S 得到关于a 2.利用an与Sn的关系可以消去 n得到关于 n与an-1的关系,也可以消去 n得到 n .利用 - 的关系,也可以消去a 得到S 与Sn-1之间的关系,借助递推关系的特点构造等差或等比数列,前者可直接 - 之间的关系,借助递推关系的特点构造等差或等比数列, 求出通项a 后者求出S 后再利用a 的关系求a 即可. 求出通项 n,后者求出 n后再利用 n与Sn的关系求 n即可.
提示: 并不是每一个数列都有通项公式 并不是每一个数列都有通项公式, 提示:(1)并不是每一个数列都有通项公式,如每天的股市收盘价构 成的数列就不存在通项公式.(2)如果一个数列有通项公式,那么它 成的数列就不存在通项公式. 如果一个数列有通项公式, 如果一个数列有通项公式 的通项公式在形式上可以不止一个,如数列- ,- ,-1,1… 的通项公式在形式上可以不止一个,如数列-1,1,- …的通项公 式可以写成a 也可以写成a 式可以写成 n=(-1)n,也可以写成 n=cos nπ,还可以写成 - , an=
3.数列的前n项和 .数列的前 项和 (1)定义:对于数列{an},我们把 1+a2+…+an叫做数列 n}的前 项和,并记 定义:对于数列 的前n项和 定义 ,我们把a + 叫做数列{a 的前 项和, 作Sn,即Sn=a1+a2+…+an. + (2)an与Sn的关系:an= 的关系: .
提示:在应用 的关系式时要分n= 和 ≥ 两种情况讨论 两种情况讨论, 提示:在应用an与Sn的关系式时要分 =1和n≥2两种情况讨论,最后检验 两 种情况能否合用一个式子表示,若不能,就用分段形式表示. 种情况能否合用一个式子表示,若不能,就用分段形式表示.
- n≥2时,an=Sn-Sn-1=23n-1, 时 - - 因此,当b=- 时,a1=2适合 n=23n-1, 因此, =-1时 适合a =- 适合 - ∴an=23n-1. - ≠-1时 3+ 不适合 不适合, 当b≠-1时,a1=3+b不适合,an=23n-1,
(4)偶数项为负,奇数项为正,故通项公式必含因子(-1)n+1,观察各项绝对值 偶数项为负,奇数项为正,故通项公式必含因子 - + 偶数项为负 组成的数列,从第 项到第 项可见,分母分别由奇数7,9,11,13组成,而分子则 项到第6项可见 组成, 组成的数列,从第3项到第 项可见,分母分别由奇数 组成 是32+1,42+1,52+1,62+1,按照这样的规律,原数列的第 、2两项可改写为 ,按照这样的规律,原数列的第1、 两项可改写为
2.根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从 .根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着 从 特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的, 特殊到一般 的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检 的思想 验,对于正负符号变化,可用(-1)n或(-1)n+1来调整. 对于正负符号变化,可用 - - + 来调整. 3.观察、分析数列的特点是最重要的,观察要有目的,观察出项与 .观察、分析数列的特点是最重要的,观察要有目的, 项数之间的关系、规律,利用我们熟知的一些基本数列 如自然数 项数之间的关系、规律,利用我们熟知的一些基本数列(如自然数 建立合理的联想、 列、奇偶数列等)建立合理的联想、转换而使问题得到解决. 奇偶数列等 建立合理的联想 转换而使问题得到解决.
公比q= , 公比 =3,又a1+1=2. =
- - ∴an+1=23n-1,∴an=23n-1-1. =
(2)∵an+ห้องสมุดไป่ตู้=(n+1)an,∴ ∵ + + ∴ =n, , =3, , =n-1,… - ,
=n+1, + ,
=2,a1=1, , ,
累乘可得: 累乘可得:an=n×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1. × - × - × × ×
1.数列-3,7,- .数列- ,- ,-11,15,…的一个通项公式是 的一个通项公式是( , 的一个通项公式是 A.an=4n-7 . - C.an=(-1)n(4n-1) . - - 答案: 答案:C
)
B.an=(-1)n(4n+1) . - + D.an=(-1)n+1(4n-1) . - + -
,那么这个数列是( 那么这个数列是
)
数列{a 为递增数列 为递增数列. ∴an+1>an,数列 n}为递增数列. + 答案: 答案:A
4.已知数列{an}的前 项和 n=3n-2,则数列的通项为 .已知数列 的前n项和 的前 项和S ,则数列的通项为________. . 解析: 解析:由an=Sn-Sn-1(n≥2), , -
- 知:an=3n-2-3n-1+2=23n-1. - - =
当n=1时,a1≠S1,∴an= = 时 答案: 答案:an=
1.
根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点, 根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,可使用 添项、还原、分割等办法,转化成一些常见数列的通项公式来求. 添项、还原、分割等办法,转化成一些常见数列的通项公式来求.
各项减去1 解:(1)各项减去1后为正偶数,所以an=2n+1. 各项减去 后为正偶数, + (2)每一项的分子比分母少 ,而分母组成数列 1,22,23,24,…, 每一项的分子比分母少1,而分母组成数列2 每一项的分子比分母少 所以a 所以 n= (3)奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含因子(-1)n;各项绝对值的 奇数项为负,偶数项为正,故通项公式中含因子 - 奇数项为负 分母组成数列1,2,3,4,…;而各项绝对值的分子组成的数列中,奇数项为 , 分母组成数列 而各项绝对值的分子组成的数列中, 1,偶数项为3,即奇数项为 -1,偶数项为 +1, ,偶数项为 ,即奇数项为2- ,偶数项为2+ , 所以a 所以 n=(-1)n - 也可写为a 也可写为 n=
2.数列的性质 . (1)单调性:若 单调性: 单调性 若 an+1<an + an+1>an + 为递增数列. ,则{an}为递增数列. 为递增数列
为递减数列. ,则{an}为递减数列. 为递减数列
(2)周期性:若 ak+n=an (n∈N*,k为非零正整数 ,则{an}为周期数列, 周期性: 为非零正整数), 为周期数列, 周期性 ∈ 为周期数列 + k为{an}的一个周期. 的一个周期. 的一个周期 提示:数列的单调性的判断等价于函数单调性的判断, 提示:数列的单调性的判断等价于函数单调性的判断,但数列作为一类特 殊的函数具有本身的某些特点,可直接比较相邻两项 殊的函数具有本身的某些特点,可直接比较相邻两项an与an+1的大小来确定 + 单调性. 单调性.
拓展2:将本例(2)中的an+1=(n+1)an改为an+1=an+n+1,求通项公式an. 拓展2 将本例(2)中的 + + 改为 + + ,求通项公式 (2)中的 解:∵an+1=an+n+1, + , + ∴an+1-an=n+1, + , + ∴an-an-1=n, , - an-1-an-2=n-1, - , - - a3-a2=3, , a2-a1=2, , 以上n-1个式子相加得: 以上 - 个式子相加得: 个式子相加得 an=1+2+3+…+n= + + + + =
=1+(n-1)1=n. + - = ,又S1=a1=1,满足此式, ,满足此式,
∵an>0,∴Sn= ,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1= ≥ 时 - ∵ =1=a1,∴当n∈N*时,an= = ∈
变式3 已知数列 的前n项和 的通项公式. 变式3:已知数列{an}的前 项和 n,若Sn=3n+b,求{an}的通项公式. 的前 项和S , 的通项公式 解:当n=1时,a1=S1=3+b, = 时 + ,