2020高考一轮复习数学知识点汇总:第5章 1

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高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5

高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5

高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5.3 平面向量的数量积考试要求 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系.3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.5.会用向量的方法解决某些简单的平面几何问题.知识梳理 1.向量的夹角已知两个非零向量a ,b ,O 是平面上的任意一点,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ(0≤θ≤π)叫做向量a 与b 的夹角. 2.平面向量的数量积定义设两个非零向量a ,b 的夹角为θ,则数量|a ||b |cos θ叫做a 与b的数量积,记作a ·b投影|a |cos θ叫做向量a 在b 方向上的投影|b |cos θ叫做向量b 在a方向上的投影几何意义数量积a ·b 等于a 的长度|a |与b 在a 的方向上的投影|b |cos θ的乘积3.向量数量积的运算律 (1)a ·b =b ·a .(2)(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb ). (3)(a +b )·c =a ·c +b ·c .4.平面向量数量积的有关结论已知非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),a 与b 的夹角为θ.结论 符号表示 坐标表示模|a |=a ·a |a |=x 21+y 21夹角 cos θ=a ·b |a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22a ⊥b 的充要条件 a ·b =0 x 1x 2+y 1y 2=0|a ·b |与|a ||b |的关系 |a ·b |≤|a ||b ||x 1x 2+y 1y 2|≤x 21+y 21x 22+y 22常用结论1.平面向量数量积运算的常用公式 (1)(a +b )·(a -b )=a 2-b 2; (2)(a±b )2=a 2±2a ·b +b 2. 2.有关向量夹角的两个结论 已知向量a ,b .(1)若a 与b 的夹角为锐角,则a·b >0;若a·b >0,则a 与b 的夹角为锐角或0. (2)若a 与b 的夹角为钝角,则a·b <0;若a·b <0,则a 与b 的夹角为钝角或π. 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)两个向量的夹角的范围是⎣⎡⎦⎤0,π2.( × ) (2)若a ·b >0,则a 和b 的夹角为锐角.( × )(3)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的结果是向量.( √ ) (4)(a·b )·c =a·(b·c ).( × ) 教材改编题1.(2022·海南省临高二中模拟)设a ,b ,c 是任意的非零向量,则下列结论正确的是( )B .a·b =b·c ,则a =cC .a·b =0⇒a =0或b =0D .(a +b )·(a -b )=|a |2-|b |2 答案 D2.已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2b |=________. 答案 2 33.已知向量a ,b 满足3|a |=2|b |=6,且(a -2b )⊥(2a +b ),则a ,b 夹角的余弦值为________. 答案 -59解析 设a ,b 的夹角为θ, 依题意,(a -2b )·(2a +b )=0, 则2a 2-3a ·b -2b 2=0, 故2×4-3×2×3·cos θ-2×32=0, 则cos θ=-59.题型一 平面向量数量积的基本运算例1 (1)(2021·北京)a =(2,1),b =(2,-1),c =(0,1),则(a +b )·c =______;a ·b =______. 答案 0 3解析 ∵a =(2,1),b =(2,-1),c =(0,1), ∴a +b =(4,0),∴(a +b )·c =4×0+0×1=0, a ·b =2×2+1×(-1)=3.(2)(2022·邹城模拟)在平面四边形ABCD 中,已知AB →=DC →,P 为CD 上一点,CP →=3PD →,|AB →|=4,|AD →|=3,AB →与AD →的夹角为θ,且cos θ=23,则AP →·PB →=________.解析 如图所示,∵AB →=DC →,∴四边形ABCD 为平行四边形, ∵CP →=3PD →,∴AP →=AD →+DP →=14AB →+AD →,PB →=AB →-AP →=34AB →-AD →,又∵|AB →|=4,|AD →|=3,cos θ=23,则AB →·AD →=4×3×23=8,∴AP →·PB →=⎝⎛⎭⎫AD →+14AB →·⎝⎛⎭⎫34AB →-AD → =12AB →·AD →-AD →2+316 AB →2 =12×8-9+316×42=-2. 教师备选1.(2019·全国Ⅱ)已知AB →=(2,3),AC →=(3,t ),|BC →|=1,则AB →·BC →等于( ) A .-3 B .-2 C .2 D .3 答案 C解析 因为BC →=AC →-AB →=(1,t -3), 所以|BC →|=12+t -32=1,解得t =3,所以BC →=(1,0),所以AB →·BC →=2×1+3×0=2.2.在边长为2的正三角形ABC 中,M 是BC 的中点,D 是线段AM 的中点.①若BD →=xBA →+yBC →,则x +y =________;②BD →·BM →=________. 答案 341解析 ①∵M 是BC 的中点, ∴BM →=12BC →,∵D 是AM 的中点,∴BD →=12BA →+12BM →=12BA →+14BC →,∴x =12,y =14,∴x +y =34.②∵△ABC 是边长为2的正三角形,M 是BC 的中点, ∴AM ⊥BC ,且BM =1,∴BD →·BM →=|BD →||BM →|cos ∠DBM =|BM →|2=1. 思维升华 计算平面向量数量积的主要方法 (1)利用定义:a·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉.(2)利用坐标运算,若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a·b =x 1x 2+y 1y 2. (3)灵活运用平面向量数量积的几何意义.跟踪训练1 (1)(2021·新高考全国Ⅱ)已知向量a +b +c =0,|a |=1,|b |=|c |=2,a ·b +b ·c +c ·a =________. 答案 -92解析 由已知可得(a +b +c )2 =a 2+b 2+c 2+2(a ·b +b ·c +c ·a )=9+2(a ·b +b ·c +c ·a )=0, 因此a ·b +b ·c +c ·a =-92.(2)(2020·北京)已知正方形ABCD 的边长为2,点P 满足AP →=12(AB →+AC →),则|PD →|=________;PB →·PD →=________. 答案5 -1解析 建立如图所示的平面直角坐标系,∵AP →=12(AB →+AC →),∴P 为BC 的中点.∴点P 的坐标为(2,1),点D 的坐标为(0,2),点B 的坐标为(2,0), ∴|PD →|=5,PB →=(0,-1),PD →=(-2,1), ∴PB →·PD →=-1.题型二 平面向量数量积的应用 命题点1 向量的模例2 已知向量a ,b 满足|a |=6,|b |=4,且a 与b 的夹角为60°,则|a +b |=__________,|a -3b |=________. 答案 219 6 3解析 因为|a |=6,|b |=4,a 与b 的夹角为60°, 所以a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉=6×4×12=12,(a +b )2=a 2+2a ·b +b 2=36+24+16=76, (a -3b )2=a 2-6a·b +9b 2=36-72+144=108,所以|a +b |=219,|a -3b |=6 3. 命题点2 向量的夹角例3 (2020·全国Ⅲ)已知向量a ,b 满足|a |=5,|b |=6,a ·b =-6,则cos 〈a ,a +b 〉等于( ) A .-3135B .-1935C.1735D.1935答案 D解析 ∵|a +b |2=(a +b )2=a 2+2a ·b +b 2 =25-12+36=49, ∴|a +b |=7,∴cos 〈a ,a +b 〉=a ·a +b |a ||a +b |=a 2+a ·b |a ||a +b |=25-65×7=1935. 命题点3 向量的垂直例4 (2021·全国乙卷)已知向量a =(1,3),b =(3,4),若(a -λb )⊥b ,则λ=________. 答案 35解析 方法一 a -λb =(1-3λ,3-4λ), ∵(a -λb )⊥b ,∴(a -λb )·b =0, 即(1-3λ,3-4λ)·(3,4)=0, ∴3-9λ+12-16λ=0,解得λ=35.方法二 由(a -λb )⊥b 可知,(a -λb )·b =0,即a ·b -λb 2=0, 从而λ=a ·b b 2=1,3·3,432+42=1525=35. 教师备选1.已知非零向量a ,b 满足|a |=2|b |,且(a -b )⊥b ,则a 与b 的夹角为( ) A.π6 B.π3 C.2π3 D.5π6 答案 B解析 设a 与b 的夹角为α, ∵(a -b )⊥b , ∴(a -b )·b =0, ∴a ·b =b 2,∴|a |·|b |cos α=|b |2,又|a |=2|b |, ∴cos α=12,∵α∈[0,π],∴α=π3.2.已知e 1,e 2是两个单位向量,且|e 1+e 2|=3,则|e 1-e 2|=________. 答案 1解析 由|e 1+e 2|=3,两边平方, 得e 21+2e 1·e 2+e 22=3.又e 1,e 2是单位向量, 所以2e 1·e 2=1,所以|e 1-e 2|2=e 21-2e 1·e 2+e 22=1, 所以|e 1-e 2|=1.思维升华 (1)求平面向量的模的方法①公式法:利用|a |=a ·a 及(a ±b )2=|a |2±2a ·b +|b |2,把向量的模的运算转化为数量积运算; ②几何法:利用向量的几何意义,即利用向量线性运算的平行四边形法则或三角形法则作出所求向量,再利用余弦定理等方法求解. (2)求平面向量的夹角的方法①定义法:cos θ=a·b |a ||b |,求解时应求出a ·b ,|a |,|b |的值或找出这三个量之间的关系;②坐标法.(3)两个向量垂直的充要条件a ⊥b ⇔a ·b =0⇔|a -b|=|a +b|(其中a ≠0,b ≠0).跟踪训练2 (1)已知单位向量a ,b 满足a ·b =0,若向量c =7a +2b ,则sin 〈a ,c 〉等于( ) A.73 B.23 C.79 D.29答案 B解析 方法一 设a =(1,0),b =(0,1), 则c =(7,2), ∴cos 〈a ,c 〉=a ·c |a ||c |=73, ∴sin 〈a ,c 〉=23. 方法二 a ·c =a ·(7a +2b ) =7a 2+2a ·b =7, |c |=7a +2b2=7a 2+2b 2+214a ·b =7+2=3,∴cos 〈a ,c 〉=a ·c |a ||c |=71×3=73, ∴sin 〈a ,c 〉=23. (2)(2021·新高考全国Ⅰ改编)已知O 为坐标原点,点P 1(cos α,sin α),P 2(cos β,-sin β),P 3(cos(α+β),sin(α+β)),A (1,0),则 ①|OP 1—→|=|OP 2—→|; ②|AP 1—→|=|AP 2—→|; ③OA →·OP 3—→=OP 1—→·OP 2—→; ④OA →·OP 1—→=OP 2—→·OP 3—→.以上结论正确的有________.(填序号) 答案 ①③解析 由题意可知, |OP 1—→|=cos 2α+sin 2α=1, |OP 2—→|=cos 2β+-sin β2=1,所以|OP 1—→|=|OP 2—→|,故①正确; 取α=π4,则P 1⎝⎛⎭⎫22,22,取β=5π4,则P 2⎝⎛⎭⎫-22,22, 则|AP 1—→|≠|AP 2—→|,故②错误; 因为OA →·OP 3—→=cos(α+β),OP 1—→·OP 2—→=cos αcos β-sin αsin β=cos(α+β), 所以OA →·OP 3—→=OP 1—→·OP 2—→,故③正确; 因为OA →·OP 1—→=cos α,OP 2—→·OP 3—→=cos βcos(α+β)-sin βsin(α+β) =cos(α+2β), 取α=π4,β=π4,则OA →·OP 1—→=22,OP 2—→·OP 3—→=cos 3π4=-22,所以OA →·OP 1—→≠OP 2—→·OP 3—→,故④错误.题型三 平面向量的实际应用例5 (2022·东莞模拟)在日常生活中,我们会看到两个人共提一个行李包的情况(如图所示).假设行李包所受的重力为G ,所受的两个拉力分别为F 1,F 2,若|F 1|=|F 2|,且F 1与F 2的夹角为θ,则以下结论不正确的是( )A .|F 1|的最小值为12|G |B .θ的范围为[0,π]C .当θ=π2时,|F 1|=22|G |D .当θ=2π3时,|F 1|=|G |答案 B解析 由题意知,F 1+F 2+G =0, 可得F 1+F 2=-G ,两边同时平方得 |G |2=|F 1|2+|F 2|2+2|F 1||F 2|cos θ =2|F 1|2+2|F 1|2cos θ, 所以|F 1|2=|G |221+cos θ.当θ=0时,|F 1|min =12|G |;当θ=π2时,|F 1|=22|G |;当θ=2π3时,|F 1|=|G |,故A ,C ,D 正确;当θ=π时,竖直方向上没有分力与重力平衡,不成立,所以θ∈[0,π),故B 错误. 教师备选若平面上的三个力F 1,F 2,F 3作用于一点,且处于平衡状态,已知|F 1|=1 N ,|F 2|=6+22N ,F 1与F 2的夹角为45°,求: (1)F 3的大小;(2)F 3与F 1夹角的大小. 解 (1)∵三个力平衡, ∴F 1+F 2+F 3=0,∴|F 3|=|F 1+F 2|=|F 1|2+2F 1·F 2+|F 2|2=12+2×1×6+22cos 45°+⎝ ⎛⎭⎪⎫6+222=4+23=1+ 3.(2)方法一 设F 3与F 1的夹角为θ, 则|F 2|=|F 1|2+|F 3|2+2|F 1||F 3|cos θ, 即6+22=12+1+32+2×1×1+3cos θ,解得cos θ=-32, ∵θ∈[0,π], ∴θ=5π6.方法二 设F 3与F 1的夹角为θ, 由余弦定理得cos(π-θ)=12+1+32-⎝⎛⎭⎪⎫6+2222×1×1+3=32, ∵θ∈[0,π],∴θ=5π6.思维升华 用向量方法解决实际问题的步骤跟踪训练3 (2022·沈阳二中模拟)渭河某处南北两岸平行,如图所示,某艘游船从南岸码头A出发航行到北岸,假设游船在静水中航行速度的大小为|ν1|=10 km/h ,水流速度的大小为|ν2|=6 km/h.设ν1与ν2的夹角为120°,北岸的点A ′在码头A 的正北方向,那么该游船航行到北岸的位置应( )A .在A ′东侧B .在A ′西侧C .恰好与A ′重合D .无法确定答案 A解析 建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可得ν1=(-5,53),ν2=(6,0), 所以ν1+ν2=(1,53),说明游船有x 轴正方向的速度,即向东的速度,所以该游船航行到北岸的位置应在A ′东侧.极化恒等式:设a ,b 为两个平面向量,则有恒等式a ·b =14[]a +b2-a -b2.如图所示.(1)在平行四边形ABDC 中,AB →=a ,AC →=b , 则a·b =14(|AD →|2-|BC →|2).(2)在△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,AM 为中线, 则a·b =|AM →|2-14|BC →|2.例1 在△ABC 中,M 是BC 的中点,AM =3,BC =10,则AB →·AC →=________. 答案 -16解析 如图所示,由极化恒等式,易得AB →·AC →=AM →2-MB →2=32-52=-16.例2 已知AB 为圆x 2+y 2=1的一条直径,点P 为直线x -y +2=0上任意一点,则P A →·PB →的最小值是________. 答案 1解析 如图所示,由极化恒等式易知,当OP 垂直于直线x -y +2=0时,P A →·PB →有最小值,即P A →·PB →=PO →2-OB →2=(2)2-12=1.例3 已知a ,b 是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c 满足(a -c )·(b -c )=0,则|c |的最大值是( ) A .1 B .2 C. 2 D.22答案 C解析 如图所示,设OA →⊥OB →,记OA →=a ,OB →=b ,OC →=c , M 为AB 的中点, 由极化恒等式有 (a -c )·(b -c )=CA →·CB →=|CM →|2-|AB →|24=0,∴|CM →|2=|AB →|24=12,可知MC →是有固定起点,固定模长的动向量.点C 的轨迹是以AB 为直径的圆,且点O 也在此圆上, 所以|c |的最大值为圆的直径长,即为 2.课时精练1.(2020·全国Ⅱ)已知单位向量a ,b 的夹角为60°,则在下列向量中,与b 垂直的是( ) A .a +2b B .2a +b C .a -2b D .2a -b 答案 D解析 由题意得|a |=|b |=1, 设a ,b 的夹角为θ=60°,故a ·b =|a ||b |cos θ=12.对A 项,(a +2b )·b =a ·b +2b 2 =12+2=52≠0; 对B 项,(2a +b )·b =2a ·b +b 2 =2×12+1=2≠0;对C 项,(a -2b )·b =a ·b -2b 2 =12-2=-32≠0; 对D 项,(2a -b )·b =2a ·b -b 2=2×12-1=0.2.(2022·四川乐山第一中学模拟)已知向量a =(2,-2),b =(2,1),b ∥c ,a ·c =4,则|c |等于( ) A .2 5 B .4 C .5 2 D .4 2答案 A解析 因为b ∥c ,所以c =λb =(2λ,λ)(λ∈R ), 又a ·c =4λ-2λ=2λ=4,所以λ=2,c =(4,2),|c |=42+22=2 5.3.(2022·宜昌模拟)若两个非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |=2|a |,则a -b 与b 的夹角为( ) A.π6 B.π3 C.2π3 D.5π6 答案 D解析 |a +b |=|a -b |=2|a |,等号左右同时平方,得|a +b |2=|a -b |2=4|a |2,即|a |2+|b |2+2a ·b =|a |2+|b |2-2a ·b =4|a |2, 所以a ·b =0且|b |2=3|a |2, 所以|a -b |=|a -b |2=|a |2+|b |2-2a ·b =233|b |,所以cos 〈a -b ,b 〉=a -b ·b|a -b ||b |=-|b |2233|b |·|b |=-32,因为〈a -b ,b 〉∈[0,π],所以〈a -b ,b 〉=5π6.4.已知a =(-2,1),b =(k ,-3),c =(1,2),若(a -2b )⊥c ,则与b 共线的单位向量为( ) A.⎝⎛⎭⎫255,-55或⎝⎛⎭⎫-255,55 B.⎝⎛⎭⎫-255,-55或⎝⎛⎭⎫255,55 C.⎝⎛⎭⎫255,55 D.⎝⎛⎭⎫-255,55 答案 A解析 由题意得a -2b =(-2-2k ,7), ∵(a -2b )⊥c , ∴(a -2b )·c =0,即(-2-2k ,7)·(1,2)=0,-2-2k +14=0, 解得k =6, ∴b =(6,-3), ∴e =±b 62+-32=±⎝⎛⎭⎫255,-55. 5.(2022·盐城模拟)下列关于向量a ,b ,c 的运算,不一定成立的是( ) A .(a +b )·c =a ·c +b ·c B .(a ·b )·c =a ·(b ·c )C.a·b≤|a||b|D.|a-b|≤|a|+|b|答案 B解析根据数量积的分配律可知A正确;选项B中,左边为c的共线向量,右边为a的共线向量,故B不正确;根据数量积的定义,可知a·b=|a||b|cos〈a,b〉≤|a||b|,故C正确;|a-b|2=|a|2+|b|2-2a·b=|a|2+|b|2-2|a||b|cos〈a,b〉≤|a|2+|b|2+2|a||b|=(|a|+|b|)2,故|a-b|≤|a|+|b|,故D正确.6.已知向量a=(2,1),b=(1,-1),c=(m-2,-n),其中m,n均为正数,且(a-b)∥c,则下列说法正确的是()A.a与b的夹角为钝角B.向量a在b上的投影为-2 2C.2m+n=4D.mn的最小值为2答案 C解析对于A,向量a=(2,1),b=(1,-1),则a·b=2-1=1>0,又a,b不共线,所以a,b的夹角为锐角,故A错误;对于B,设向量a,b的夹角为θ,则cos θ=a·b|a||b|=15×2=1010,所以向量a在b上的投影为|a |cos θ=5×1010=22,故B 错误; 对于C ,a -b =(1,2),若(a -b )∥c ,则-n =2(m -2),变形可得2m +n =4,故C 正确; 对于D ,由2m +n =4,且m ,n 均为正数,得mn =12(2m ·n )≤12⎝⎛⎭⎫2m +n 22=2,当且仅当m =1,n =2时,等号成立,即mn 的最大值为2,故D 错误.7.(2021·全国甲卷)已知向量a =(3,1),b =(1,0),c =a +k b .若a ⊥c ,则k =________. 答案 -103解析 c =(3,1)+(k ,0)=(3+k ,1),a ·c =3(3+k )+1×1=10+3k =0,得k =-103.8.(2020·全国Ⅰ)设a ,b 为单位向量,且|a +b |=1,则|a -b |=________. 答案3解析 将|a +b |=1两边平方, 得a 2+2a ·b +b 2=1. ∵a 2=b 2=1,∴1+2a ·b +1=1,即2a ·b =-1. ∴|a -b |=a -b2=a 2-2a ·b +b 2=1--1+1= 3.9.(2022·长沙模拟)在△ABC 中,BC 的中点为D ,设向量AB →=a ,AC →=b . (1)用a ,b 表示向量AD →;(2)若向量a ,b 满足|a |=3,|b |=2,〈a ,b 〉=60°,求AB →·AD →的值. 解 (1)AD →=12(AB →+AC →)=12a +12b ,所以AD →=12a +12b .(2)AB →·AD →=a ·⎝⎛⎭⎫12a +12b =12a 2+12a·b =12×32+12×3×2×cos 60°=6, 所以AB →·AD →=6.10.(2022·南昌模拟)已知向量m =(3sin x ,cos x -1),n =(cos x ,cos x +1),若f (x )=m·n . (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在Rt △ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若∠A =90°,f (C )=0,c =3,CD 为∠BCA 的角平分线,E 为CD 的中点,求BE 的长. 解 (1)f (x )=m ·n =3sin x ·cos x +cos 2x -1 =32sin 2x +12cos 2x -12=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-12. 令2x +π6∈⎣⎡⎦⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ), 则x ∈⎣⎡⎦⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z ). 所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z ). (2)f (C )=sin ⎝⎛⎭⎫2C +π6-12=0, sin ⎝⎛⎭⎫2C +π6=12,又C ∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以C =π3.在△ACD 中,CD =233, 在△BCE 中,BE =22+⎝⎛⎭⎫332-2×2×33×32=213.11.(2022·恩施质检)圆内接四边形ABCD 中,AD =2,CD =4,BD 是圆的直径,则AC →·BD →等于( )A .12B .-12C .20D .-20答案 B解析 如图所示,由题知∠BAD =∠BCD =90°,AD =2,CD =4,∴AC →·BD →=(AD →+DC →)·BD →=AD →·BD →+DC →·BD →=|AD →||BD →|cos ∠BDA -|DC →||BD →|cos ∠BDC=|AD →|2-|DC →|2=4-16=-12.12.在△ABC 中,已知⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|·BC →=0,且AB →|AB →|·AC →|AC →|=12,则△ABC 为( ) A .等边三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .三边均不相等的三角形答案 A解析 AB →|AB →|,AC →|AC →|分别为与AB →,AC →方向相同的单位向量,由平行四边形法则可知向量AB →|AB →|+AC →|AC →|所在的直线为∠BAC 的角平分线.因为⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|·BC →=0, 所以∠BAC 的角平分线垂直于BC ,所以AB =AC .又AB →|AB →|·AC →|AC →|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪AB →|AB →|⎪⎪⎪⎪⎪⎪AC →|AC →|·cos ∠BAC =12, 所以cos ∠BAC =12,∠BAC =60°. 所以△ABC 为等边三角形.13.(2022·潍坊模拟)如图所示,一个物体被两根轻质细绳拉住,且处于平衡状态,已知两条绳上的拉力分别是F 1,F 2,且F 1,F 2与水平夹角均为45°,|F 1|=|F 2|=10 2 N ,则物体的重力大小为________ N.答案 20解析 如图所示,∵|F 1|=|F 2|=10 2 N ,∴|F 1+F 2|=102×2=20 N ,∴物体的重力大小为20 N.14.(2021·天津)在边长为1的等边三角形ABC 中,D 为线段BC 上的动点,DE ⊥AB 且交AB于点E ,DF ∥AB 且交AC 于点F ,则|2BE →+DF →|的值为________;(DE →+DF →)·DA →的最小值为________.答案 1 1120 解析 设BE =x ,x ∈⎝⎛⎭⎫0,12, ∵△ABC 为边长为1的等边三角形,DE ⊥AB ,∴∠BDE =30°,BD =2x ,DE =3x ,DC =1-2x ,∵DF ∥AB ,∴△DFC 为边长为1-2x 的等边三角形,DE ⊥DF ,∴(2BE →+DF →)2=4BE →2+4BE →·DF →+DF →2=4x 2+4x (1-2x )×cos 0°+(1-2x )2=1,∴|2BE →+DF →|=1,∵(DE →+DF →)·DA →=(DE →+DF →)·(DE →+EA →)=DE →2+DF →·EA →=(3x )2+(1-2x )×(1-x )=5x 2-3x +1=5⎝⎛⎭⎫x -3102+1120, ∴当x =310时,(DE →+DF →)·DA →的最小值为1120.15.定义一种向量运算“⊗”:a ⊗b =⎩⎪⎨⎪⎧a ·b ,当a ,b 不共线时,|a -b |,当a ,b 共线时(a ,b 是任意的两个向量).对于同一平面内的向量a ,b ,c ,e ,给出下列结论,正确的是( )A .a ⊗b =b ⊗aB .λ(a ⊗b )=(λa )⊗b (λ∈R )C .(a +b )⊗c =a ⊗c +b ⊗cD .若e 是单位向量,则|a ⊗e |≥|a |+1答案 A解析 当a ,b 共线时,a ⊗b =|a -b |=|b -a |=b ⊗a ,当a ,b 不共线时,a ⊗b =a ·b =b ·a =b ⊗a ,故A 正确;当λ=0,b ≠0时,λ(a ⊗b )=0,(λa )⊗b =|0-b |≠0,故B 错误;当a +b 与c 共线时,则存在a ,b 与c 不共线,(a +b )⊗c =|a +b -c |,a ⊗c +b ⊗c =a ·c +b ·c ,显然|a +b -c |≠a ·c +b ·c ,故C 错误;当e 与a 不共线时,|a ⊗e |=|a ·e |<|a |·|e |<|a |+1,当e 与a 共线时,设a =u e ,u ∈R ,|a ⊗e |=|a -e |=|u e -e |=|u -1|≤|u |+1,故D 错误.16.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,向量m =(sin A ,sin B ),n =(cos B ,cos A ),m·n =sin 2C .(1)求角C 的大小;(2)若sin A ,sin C ,sin B 成等差数列,且CA →·(AB →-AC →)=18,求c .解 (1)m·n =sin A cos B +sin B cos A=sin(A +B ),在△ABC 中,A +B =π-C ,0<C <π,所以sin(A +B )=sin C ,所以m·n =sin C ,又m·n =sin 2C ,所以sin 2C =sin C ,cos C =12, 又因为C ∈(0,π),故C =π3. (2)由sin A ,sin C ,sin B 成等差数列,可得2sin C =sin A +sin B ,由正弦定理得2c =a +b .因为CA →·(AB →-AC →)=18,所以CA →·CB →=18,即ab cos C =18,ab =36.由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =(a +b )2-3ab , 所以c 2=4c 2-3×36,c 2=36, 所以c =6.。

【新高考】高三数学一轮复习知识点讲解5-1 任意角和弧度制及任意角的三角函数

【新高考】高三数学一轮复习知识点讲解5-1 任意角和弧度制及任意角的三角函数

专题5.1 任意角和弧度制及任意角的三角函数【考纲解读与核心素养】1.了解角、角度制与弧度制的概念,掌握弧度与角度的换算.2. 理解正弦函数、余弦函数、正切函数的定义.3.本节涉及所有的数学核心素养:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等. 4.高考预测:(1)三角函数的定义;(2)扇形的面积、弧长及圆心角;(3)在大题中考查三角函数的定义,主要考查:一是直接利用任意角三角函数的定义求其三角函数值;二是根据任意角三角函数的定义确定终边上一点的坐标. 5.备考重点:(1) 理解三角函数的定义;(2) 掌握扇形的弧长及面积计算公式.【知识清单】知识点1.象限角及终边相同的角 1.(1)任意角的分类:①按旋转方向不同分为正角、负角、零角. ②按终边位置不同分为象限角和轴线角. (2)终边相同的角:终边与角α相同的角可写成α+k ·360°(k ∈Z ). 2.弧度制:①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.②规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零,|α|=lr ,l 是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r 为半径.③用“弧度”做单位来度量角的制度叫做弧度制.比值lr 与所取的r 的大小无关,仅与角的大小有关.3.弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.若一个角的弧度数为α,角度数为n ,则α rad =(180απ)°,n °=n ·π180 rad .知识点2.三角函数的定义 1.任意角的三角函数定义:设α是一个任意角,角α的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么 (1)点P 的纵坐标叫角α的正弦函数,记作sin α=y ; (2)点P 的横坐标叫角α的余弦函数,记作cos α=x ;(3)点P 的纵坐标与横坐标之比叫角α的正切函数,记作tan α=yx .它们都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数.将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数,通常将它们记为: 正弦函数y =sinx ,x ∈R ; 余弦函数 y =cosx ,x ∈R ; 正切函数 y =tanx ,x ≠π2+k π(k ∈Z ).2.三角函数在各象限内的符号口诀是:一全正、二正弦、三正切、四余弦 知识点3.扇形的弧长及面积公式 (1)弧长公式在半径为r 的圆中,弧长为l 的弧所对的圆心角大小为α,则|α|=lr ,变形可得l =|α|r ,此公式称为弧长公式,其中α的单位是弧度. (2)扇形面积公式由圆心角为1 rad 的扇形面积为πr 22π=12r 2,而弧长为l 的扇形的圆心角大小为l r rad ,故其面积为S =l r ×r 22=12lr ,将l =|α|r 代入上式可得S =12lr =12|α|r 2,此公式称为扇形面积公式.(3)弧长公式及扇形面积公式的两种表示名称 角度制 弧度制 弧长公式 l =n πr180l =__|α|r __ 扇形面积公式 S =n πr 2360S =|α|2r 2 = 12lr 注意事项r 是扇形的半径,n 是圆心角的角度数r 是扇形的半径,α是圆心角的弧度数,l 是弧长【典例剖析】高频考点一 象限角及终边相同的角【典例1】(2019·乐陵市第一中学高三专题练习)如果,那么与终边相同的角可以表示为A .B .C .D .【答案】B【解析】 由题意得,与终边相同的角可以表示为.故选B . 【规律方法】象限角的两种判断方法(1)图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角. (2)转化法:先将已知角化为k ·360°+α(0°≤α<360°,k ∈Z )的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角.【变式探究】若角α是第二象限角,试确定α2,2α的终边所在位置. 【答案】角α2的终边在第三象限或第四象限或y 轴的负半轴上,2α的终边在第一象限或第三象限. 【解析】∵角α是第二象限角,∴ 22,2k k k Z ππαππ+<<+∈,(1)4242,k k k Z ππαππ+<<+∈,∴ 角α2的终边在第三象限或第四象限或y 轴的负半轴上. (2) ,422k k k Z παπππ+<<+∈,当2 ,k n n Z =∈时, ∴ 22 ,422n n n Z παπππ+<<+∈,∴2α的终边在第一象限. 当2 1 ,k n n Z =+∈时, ∴5322 ,422n n n Z παπππ+<<+∈, ∴2α的终边在第三象限. 综上所述,2α的终边在第一象限或第三象限.【总结提升】象限角与轴线角(终边在坐标轴上的角)的集合表示 (1)象限角:象限角 集合表示第一象限角 {α|k ·360°<α<k ·360°+90°,k ∈Z } 第二象限角{α|k ·360°+90°<α<k ·360°+180°,k ∈Z }第三象限角 {α|k ·360°+180°<α<k ·360°+270°,k ∈Z } 第四象限角{α|k ·360°+270°<α<k ·360°+360°,k ∈Z }(2)轴线角:角的终边的位置集合表示终边落在x 轴的非负半轴上 {α|α=k ·360°,k ∈Z } 终边落在x 轴的非正半轴上 {α|α=k ·360°+180°,k ∈Z } 终边落在y 轴的非负半轴上 {α|α=k ·360°+90°,k ∈Z } 终边落在y 轴的非正半轴上 {α|α=k ·360°+270°,k ∈Z } 终边落在y 轴上 {α|α=k ·180°+90°,k ∈Z } 终边落在x 轴上 {α|α=k ·180°,k ∈Z } 终边落在坐标轴上{α|α=k ·90°,k ∈Z }高频考点二 三角函数的定义 【典例2】已知角的终边过点,且,则的值为( )A. B. C. D.【答案】B 【解析】 由题意可知,,,是第三象限角,可得, 即,解得,故选B. 【典例3】已知角的终边落在直线y =2x 上,求sin α、cos α、tan α的值. 【答案】【解析】当角的终边在第一象限时,在角的终边上取点P (1,2),由r =|OP |=12+22=5,得sin α=25=255,cos α=15=55,tan α=21=2. 当角的终边在第三象限时,在角的终边上取点Q (-1,-2), 由r =|OQ |=-12+-22=5,得:sin α=-25=-255,cos α=-15=-55,tan α=-2-1=2.【典例4】(2011·江西高考真题(文))已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,若()4,p y 是角θ终边上一点,且25sin θ=-,则y=_______. 【答案】-8 【解析】根据正弦值为负数,判断角在第三、四象限,再加上横坐标为正,断定该 角为第四象限角.=【规律方法】1.已知角α终边上一点P 的坐标,则可先求出点P 到原点的距离r ,然后利用三角函数的定义求解.2.已知角α的终边所在的直线方程,则可先设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后利用三角函数的定义求解相关的问题.若直线的倾斜角为特殊角,也可直接写出角α的三角函数值. 【变式探究】1.(浙江省嘉兴市第一中学期中)已知角的终边与单位圆交于点,则的值为( )A. B. C. D.【答案】B 【解析】由三角函数的定义可得.故选B .2.已知角的终边在射线上,则等于( )A.B.C. D.【答案】A 【解析】由题得在第四象限,且,所以故答案为:A.【总结提升】(1)已知角α的终边在直线上的问题时,常用的解题方法有以下两种:①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应三角函数值. ②注意到角的终边为射线,所以应分两种情况处理,取射线上任意一点坐标(a ,b ),则对应角的正弦值sin α=b a 2+b2,余弦值cos α=aa 2+b2,正切值tan α=ab. (2)当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论. 高频考点三:三角函数值的符号判定 【典例5】已知且,则角的终边所在的象限是A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限 【答案】B【解析】依据题设及三角函数的定义可知角终边上的点的横坐标小于零,纵坐标大于零,所以终边在第二象限,应选答案B.【典例6】确定下列各式的符号: (1)sin105°·cos230°; (2)sin 7π8·tan 7π8;(3)cos6·tan6. 【答案】【解析】先确定角所在象限,进而确定各式的符号. (1)∵105°、230°分别为第二、第三象限角, ∴sin105°>0,cos230°<0. 于是sin105°·cos230°<0. (2)∵π2<7π8<π,∴7π8是第二象限角,则sin 7π8>0,tan 7π8<0. ∴sin 7π8·tan 7π8<0.(3)∵3π2<6<2π,∴6是第四象限角.∴cos6>0,tan6<0,则cos6·tan6<0. 【总结提升】判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定值的符号.如果角不能确定所在象限,那就要进行分类讨论求解. 【变式探究】1.已知角α的终边经过点(3a -9,a +2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是( ) A .(-2,3] B .(-2,3) C .[-2,3)D .[-2,3]【答案】A【解析】 ∵00cos ,sin αα≤>,∴角α的终边落在第二象限或y 轴的正半轴上. ∴39020a a ⎧-≤⎨+>⎩∴23-a <≤.故选A.2.(1)判断下列各式的符号: ①sin3·cos4·tan5;②α是第二象限角,sin α·cos α.(2)若cos θ<0且sin θ>0,则θ2是第( )象限角.A .一B .三C .一或三D .任意象限角【答案】(1)①正,②负;(2)C【解析】 (1)①π2<3<π,π<4<3π2,3π2<5<2π,∴sin3>0,cos4<0,tan5<0,∴sin3·cos4·tan5>0. ②∵α是第二象限角,∴sin α>0,cos α<0,∴sin αcos α<0.(2)由cos θ<0且sin θ>0,知θ是第二象限角,所以θ2是第一或三象限角.高频考点四:扇形的弧长及面积公式【典例7】(2018·湖北高考模拟(理))《九章算术》是中国古代第一部数学专著,成于公元一世纪左右,系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就.其中《方田》一章中记载了计算弧田(弧田就是由圆弧和其所对弦所围成弓形)的面积所用的经验公式:弧田面积=(弦×矢+矢×矢),公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.按照上述经验公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差.现有圆心角为,弦长为的弧田.其实际面积与按照上述经验公式计算出弧田的面积之间的误差为( )平方米.(其中,) A .15 B .16 C .17 D .18【答案】B 【解析】因为圆心角为,弦长为,所以圆心到弦的距离为半径为40,因此根据经验公式计算出弧田的面积为,实际面积等于扇形面积减去三角形面积,为,因此两者之差为,选B.【典例8】(2019·河南高考模拟(理))已知圆O 与直线l 相切于A ,点,P Q 同时从点A 出发,P 沿着直线l 向右、Q 沿着圆周按逆时针以相同的速度运动,当Q 运动到点A 时,点P 也停止运动,连接OQ ,OP (如图),则阴影部分面积1S ,2S 的大小关系是( )A .12S S =B .12S S ≤C .12S S ≥D .先12S S <,再12S S =,最后12S S >【答案】A 【解析】如图所示,因为直线l 与圆O 相切,所以OA AP ⊥, 所以扇形的面积为1122AOQ S AQ r AQ OA =⋅⋅=⋅⋅扇形,12AOP S OA AP ∆=⋅⋅, 因为AQ AP =,所以扇形AOQ 的面积AOP AOQ S S ∆=扇形, 即AOP AOQ AOB AOB S S S S ∆-=-扇形扇形扇形, 所以12S S =,【典例9】已知一扇形的周长为40 cm ,当它的半径和圆心角取什么值时,才能使扇形的面积最大?最大面积是多少?【答案】r=10cm, θ==2rad, 100 cm 2【解析】设扇形的圆心角为θ,半径为r ,弧长为l ,面积为S ,则l +2r =40,∴l =40-2r .(0<r <20) ∴S =12lr =12×(40-2r )r =20r -r 2=-(r -10)2+100.∴当半径r =10 cm 时,扇形的面积最大,最大值为100 cm 2,此时θ=l r =40-2×1010=2(rad).【总结提升】1.(1) 弧度制下l =|α|·r ,S =12lr ,此时α为弧度.扇形面积公式,扇形中弦长公式,扇形弧长公式在角度制下,弧长l =n πr 180,扇形面积S =n πr 2360,此时n 为角度,它们之间有着必然的联系.(2)在解决弧长、面积及弓形面积时要注意合理应用圆心角所在的三角形.2.当扇形周长一定时,其面积有最大值,最大值的求法是把面积S 转化为r 的函数,函数思想、转化为方程的思想是解决数学问题的常用思想. 【变式探究】1.(2019·甘肃高三月考(理))若一个扇形的周长与面积的数值相等,则该扇形所在圆的半径不可能等于( )A .5B .2C .3D .4 【答案】B 【解析】因为扇形的周长与面积的数值相等,所以设扇形所在圆的半径为R ,扇形弧长为l ,则lR=2R+l ,所以即是lR=4R+2l , ∴l=∵l>0,∴R>2 故选:B .2.已知扇形的周长是12,面积是8,则扇形的中心角的弧度数是( ) A. 1 B. 4 C. 1或4 D. 2或4 【答案】C【解析】设扇形的半径为r ,弧长为 l ,则121282l r S lr +===,,∴解得28r l ==, 或44r l ==, 41lrα==或,故选C .3.一个扇形的周长为20 cm ,当扇形的圆心角α等于多少弧度时,这个扇形的面积最大?并求出这个扇形的最大面积.【答案】圆心角α等于2弧度时,这个扇形的最大面积是25 cm 2. 【解析】设扇形的半径为r cm ,则弧长为l =(20-2r ) cm . 由0<l <2πr ,得0<20-2r <2πr ,∴10π+1<r <10.于是扇形的面积为S =12(20-2r )r =-(r -5)2+25(10π+1<r <10).当r =5时,l =10,α=2,S 取到最大值,此时最大值为25 cm 2.故当扇形的圆心角α等于2弧度时,这个扇形的面积最大,最大面积是25 cm 2. 【特别提醒】应用弧度制解决问题的方法(1)利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度;(2)求扇形面积最大值的问题时,常转化为二次函数的最值问题,利用配方法使问题得到解决; (3)在解决弧长问题和扇形面积问题时,要合理地利用圆心角所在的三角形.。

核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算课件理

核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算课件理
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解:①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同. ②正确.∵A→B=D→C,∴|A→B|=|D→C|且A→B∥D→C,又∵A,B,C,D 是不共线的四点,∴四边形 ABCD 为平行四边形;反之,若四边形 ABCD 为平行四边形,则A→B∥D→C且|A→B|=|D→C|,可得A→B=D→C.故“A→B= D→C”是“四边形 ABCD 为平行四边形”的充要条件. ③正确.∵a=b,∴a,b 的长度相等且方向相同;又 b=c,∴b, c 的长度相等且方向相同,∴a,c 的长度相等且方向相同,故 a=c. ④不正确.由 a=b 可得|a|=|b|且 a∥b;由|a|=|b|且 a∥b 可得 a =b 或 a=-b,故“|a|=|b|且 a∥b”不是“a=b”的充要条件,而是 必要不充分条件. 综上所述,正确命题的序号是②③.故填②③.
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下列命题中,正确的是________.(填序号) ①有向线段就是向量,向量就是有向线段; ②向量 a 与向量 b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反; ③向量A→B与向量C→D共线,则 A,B,C,D 四点共线; ④如果 a∥b,b∥c,那么 a∥c; ⑤两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.
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2.向量的加法和减法
(1)向量的加法
①三角形法则:以第一个向量 a 的终点 A 为起点作第二个向量 b,
则以第一个向量 a 的起点 O 为________以第二个向量 b 的终点 B 为 ________的向量O→B就是 a 与 b 的________(如图 1).
推广:A→1A2+A→2A3+…+An→-1An=____________.
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(1)( 2015·福建模拟 ) 在 △ABC

数学一轮复习讲义第5章§5-1平面向量的概念及线性运算2023年新高考

数学一轮复习讲义第5章§5-1平面向量的概念及线性运算2023年新高考

§5.1 平面向量的概念及线性运算考试要求 1.理解平面向量的意义、几何表示及向量相等的含义.2.掌握向量的加法、减法运算,并理解其几何意义及向量共线的含义.3.了解向量线性运算的性质及其几何意义.知识梳理1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的长度(或模).(2)零向量:长度为0的向量,记作0.(3)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫做共线向量,规定:零向量与任意向量平行.(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.2.向量的线性运算向量运算法则(或几何意义)运算律加法交换律:a +b =b +a ;结合律:(a +b )+c =a +(b +c )减法a -b =a +(-b )数乘|λ a |=|λ||a |,当λ>0时,λa 的方向与a 的方向相同;当λ<0时,λa 的方向与a 的方向相反;当λ=0时,λa =0λ(μ a )=(λμ)a ;(λ+μ)a =λa +μa ;λ(a +b )=λa +λb3.向量共线定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使得b =λa .常用结论1.一般地,首尾顺次相接的多个向量的和等于从第一个向量起点指向最后一个向量终点的向量,即A 1A 2—→ +A 2A 3—→ +A 3A 4—→ +…+A n -1A n ———→ =A 1A n —→,特别地,一个封闭图形,首尾连接而成的向量和为零向量.2.若F 为线段AB 的中点,O 为平面内任意一点,则OF → =12(OA →+OB →).3.若A ,B ,C 是平面内不共线的三点,则PA → +PB → +PC → =0⇔P 为△ABC 的重心,AP → =13(AB→+AC →).4.若OA → =λOB → +μOC →(λ,μ为常数),则A ,B ,C 三点共线的充要条件是λ+μ=1.5.对于任意两个向量a ,b ,都有||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)|a |与|b |是否相等,与a ,b 的方向无关.( √ )(2)若向量a 与b 同向,且|a |>|b |,则a >b .( × )(3)若向量AB → 与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上.( × )(4)起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量.( √ )教材改编题1.(多选)下列命题中,正确的是( )A .若a 与b 都是单位向量,则a =b B .直角坐标平面上的x 轴、y 轴都是向量C .若用有向线段表示的向量AM → 与AN →不相等,则点M 与N 不重合D .海拔、温度、角度都不是向量答案 CD解析 A 错误,由于单位向量长度相等,但是方向不确定;B 错误,由于只有方向,没有大小,故x 轴、y 轴不是向量;C 正确,由于向量起点相同,但长度不相等,所以终点不同;D 正确,海拔、温度、角度只有大小,没有方向,故不是向量.2.下列各式化简结果正确的是( )A.AB → +AC → =BC →B.AM → +MB → +BO → +OM → =AM →C.AB → +BC → -AC → =0D.AB → -AD → -DC → =BC → 答案 B3.已知a 与b 是两个不共线的向量,且向量a +λb 与-(b -3a )共线,则λ=________.答案 -13解析 由题意知存在k ∈R ,使得a +λb =k [-(b -3a )],所以Error!解得Error!题型一 向量的基本概念例1 (1)(多选)给出下列命题,不正确的有( )A .若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同B .若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,且AB → =DC →,则四边形ABCD 为平行四边形C .a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥bD .已知λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线答案 ACD解析 A 错误,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等,但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点;B 正确,因为AB → =DC → ,所以|AB → |=|DC → |且AB → ∥DC →,又A ,B ,C ,D 是不共线的四点,所以四边形ABCD 为平行四边形;C 错误,当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,所以|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件;D 错误,当λ=μ=0时,a 与b 可以为任意向量,满足λa =μb ,但a 与b 不一定共线.(2)如图,在等腰梯形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点P ,点E ,F 分别在腰AD ,BC 上,EF 过点P ,且EF ∥AB ,则下列等式中成立的是( )A.AD → =BC →B.AC → =BD →C.PE → =PF →D.EP → =PF →答案 D 教师备选(多选)下列命题为真命题的是( )A .若a 与b 为非零向量,且a ∥b ,则a +b 必与a 或b 平行B .若e 为单位向量,且a ∥e ,则a =|a |eC .两个非零向量a ,b ,若|a -b |=|a |+|b |,则a 与b 共线且反向D .“两个向量平行”是“这两个向量相等”的必要不充分条件答案 ACD思维升华 平行向量有关概念的四个关注点(1)非零向量的平行具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.(4)a|a |是与a 同方向的单位向量.跟踪训练1 (1)(多选)下列命题正确的是( )A .零向量是唯一没有方向的向量B .零向量的长度等于0C .若a ,b 都为非零向量,则使a|a |+b|b |=0成立的条件是a 与b 反向共线D .若a =b ,b =c ,则a =c 答案 BCD解析 A 项,零向量是有方向的,其方向是任意的,故A 错误;B 项,由零向量的定义知,零向量的长度为0,故B 正确;C 项,因为a|a |与b|b |都是单位向量,所以只有当a|a |与b|b |是相反向量,即a 与b 是反向共线时才成立,故C 正确;D 项,由向量相等的定义知D 正确.(2)对于非零向量a ,b ,“a +b =0”是“a ∥b ”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案 A解析 若a +b =0,则a =-b ,则a ∥b ,即充分性成立;若a ∥b ,则a =-b 不一定成立,即必要性不成立,即“a +b =0”是“a ∥b ”的充分不必要条件.题型二 平面向量的线性运算命题点1 向量加、减法的几何意义例2 (2022·济南模拟)已知单位向量e 1,e 2,…,e 2 023,则|e 1+e 2+…+e 2 023|的最大值是________,最小值是________.答案 2 023 0解析 当单位向量e 1,e 2,…,e 2 023方向相同时,|e 1+e 2+…+e 2 023|取得最大值,|e 1+e 2+…+e 2 023|=|e 1|+|e 2|+…+|e 2 023|=2 023;当单位向量e 1,e 2,…,e 2 023首尾相连时,e 1+e 2+…+e 2 023=0,所以|e 1+e 2+…+e 2 023|的最小值为0.命题点2 向量的线性运算例3 (多选)如图,在四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥AD ,AB =2AD =2CD ,E 是BC 边上一点,且BC → =3EC →,F 是AE 的中点,则下列关系式正确的是( )A.BC →=-12AB → +AD → B.AF → =13AB → +13AD → C.BF →=-13AB → +23AD →D.CF →=-16AB → -23AD → 答案 ABD解析 因为BC → =BA → +AD → +DC → =-AB → +AD → +12AB →=-12AB → +AD → ,所以选项A 正确;因为AF → =12AE → =12(AB → +BE →)=12(AB →+23BC → ),而BC →=-12AB → +AD → ,代入可得AF → =13AB → +13AD → ,所以选项B 正确;因为BF → =AF → -AB →,而AF → =13AB → +13AD → ,代入得BF →=-23AB → +13AD → ,所以选项C 不正确;因为CF → =CD → +DA → +AF→=-12AB → -AD → +AF → ,而AF → =13AB → +13AD →,代入得CF →=-16AB → -23AD → ,所以选项D 正确.命题点3 根据向量线性运算求参数例4 (2022·青岛模拟)已知平面四边形ABCD 满足AD → =14BC → ,平面内点E 满足BE → =3CE →,CD与AE 交于点M ,若BM → =xAB → +yAD →,则x +y 等于( )A.52B .-52C.43 D .-43答案 C解析 如图所示,易知BC =4AD ,CE =2AD ,BM → =AM → -AB → =13AE → -AB→ =13(AB → +BE → )-AB→=13(AB → +6AD → )-AB→=-23AB → +2AD →,∴x +y =43.教师备选1.(2022·太原模拟)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,若点O 满足AO → =2OD → ,则OC →等于( )A.-13AB → +23AC →B.23AB → -13AC →C.13AB → -23AC →D.-23AB → +13AC→答案 A解析 如图所示,∵D 为BC 的中点,∴AD → =12(AB → +AC → ),∵AO → =2OD →,∴AO → =23AD → =13AB → +13AC → ,∴OC → =AC → -AO → =AC →-(13AB → +13AC →)=-13AB → +23AC →.2.(2022·长春调研)在△ABC 中,延长BC 至点M 使得BC =2CM ,连接AM ,点N 为AM 上一点且AN → =13AM → ,若AN → =λAB → +μAC →,则λ+μ等于( )A.13 B.12C .-12D .-13答案 A解析 由题意,知AN → =13AM → =13(AB → +BM →)=13AB → +13×32BC →=13AB → +12(AC → -AB → )=-16AB → +12AC →,又AN → =λAB → +μAC →,所以λ=-16,μ=12,则λ+μ=13.思维升华 平面向量线性运算的常见类型及解题策略(1)向量求和用平行四边形法则或三角形法则;求差用向量减法的几何意义.(2)求参数问题可以通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.跟踪训练2 (1)点G 为△ABC 的重心,设BG → =a ,GC → =b ,则AB →等于( )A .b -2aB.32a -12bC.32a +12b D .2a +b答案 A解析 如图所示,由题意可知12AB → +BG → =12GC → ,故AB → =GC → -2BG →=b -2a .(2)(2022·大连模拟)在△ABC 中,AD → =2DB → ,AE → =2EC → ,P 为线段DE 上的动点,若AP → =λAB→ +μAC →,λ,μ∈R ,则λ+μ等于( )A .1 B.23 C.32 D .2答案 B解析 如图所示,由题意知,AE → =23AC → ,AD → =23AB →,设DP → =xDE →,所以AP → =AD → +DP → =AD → +xDE→ =AD → +x (AE → -AD → )=xAE → +(1-x )AD→ =23xAC → +23(1-x )AB → ,所以μ=23x ,λ=23(1-x ),所以λ+μ=23x +23(1-x )=23.题型三 共线定理及其应用例5 设两向量a 与b 不共线.(1)若AB → =a +b ,BC → =2a +8b ,CD →=3(a -b ).求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.(1)证明 ∵AB → =a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ).∴BD → =BC → +CD → =2a +8b +3(a -b )=2a +8b +3a -3b =5(a +b )=5AB → .∴AB → ,BD →共线,又它们有公共点B ,∴A ,B ,D 三点共线.(2)解 ∵k a +b 与a +k b 共线,∴存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ),即k a +b =λa +λk b ,∴(k -λ)a =(λk -1)b .∵a ,b 是不共线的两个向量,∴k -λ=λk -1=0,∴k 2-1=0,∴k =±1.教师备选1.已知P 是△ABC 所在平面内一点,且满足PA → +PB → +PC → =2AB →,若S △ABC =6,则△PAB 的面积为( )A .2 B .3C .4 D .8答案 A解析 ∵PA → +PB → +PC → =2AB → =2(PB → -PA →),∴3PA → =PB → -PC → =CB →,∴PA → ∥CB →,且两向量方向相同,∴S△ABCS △PAB =BC AP =|CB →||PA →|=3,又S △ABC =6,∴S △PAB =63=2.2.设两个非零向量a 与b 不共线,若a 与b 的起点相同,且a ,t b ,13(a +b )的终点在同一条直线上,则实数t 的值为________.答案 12解析 ∵a ,t b ,13(a +b )的终点在同一条直线上,且a 与b 的起点相同,∴a -t b 与a -13(a +b )共线,即a -t b 与23a -13b 共线,∴存在实数λ,使a -t b =λ(23a -13b ),又a ,b 为两个不共线的非零向量,∴Error!解得Error!思维升华 利用共线向量定理解题的策略(1)a ∥b ⇔a =λb (b ≠0)是判断两个向量共线的主要依据.(2)若a 与b 不共线且λa =μb ,则λ=μ=0.(3)OA → =λOB → +μOC →(λ,μ为实数),若A ,B ,C 三点共线,则λ+μ=1.跟踪训练3 (1)若a ,b 是两个不共线的向量,已知MN → =a -2b ,PN → =2a +k b ,PQ →=3a -b ,若M ,N ,Q 三点共线,则k 等于( )A .-1 B .1 C.32 D .2答案 B解析 由题意知,NQ → =PQ → -PN →=a -(k +1)b ,因为M ,N ,Q 三点共线,故存在实数λ,使得MN → =λNQ →,即a -2b =λ[a -(k +1)b ],解得λ=1,k =1.(2)如图,已知A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D (点O 与点D 不重合),若OC → =λOA → +μOB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2]D .(-1,0)答案 B解析 因为线段CO 与线段AB 交于点D ,所以O ,C ,D 三点共线,所以OC → 与OD →共线,设OC → =mOD →,则m >1,因为OC → =λOA → +μOB → ,所以mOD → =λOA → +μOB → ,可得OD → =λm OA → +μm OB →,因为A ,B ,D 三点共线,所以λm +μm =1,可得λ+μ=m >1,所以λ+μ的取值范围是(1,+∞).课时精练1.(多选)下列选项中的式子,结果为零向量的是( )A.AB → +BC → +CA → B.AB → +MB → +BO → +OM → C.OA → +OB → +BO → +CO → D.AB → -AC → +BD → -CD → 答案 AD解析 利用向量运算,易知A ,D 中的式子结果为零向量.2.若a ,b 为非零向量,则“a|a |=b|b |”是“a ,b 共线”的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件答案 B解析 a |a |,b |b |分别表示与a ,b 同方向的单位向量,a |a |=b|b |,则有a ,b 共线,而a ,b 共线,则a |a |,b |b |是相等向量或相反向量,所以“a |a |=b|b |”是“a ,b 共线”的充分不必要条件.3.设a =(AB → +CD → )+(BC → +DA →),b 是一个非零向量,则下列结论不正确的是( )A .a ∥bB .a +b =aC .a +b =bD .|a +b |=|a |+|b |答案 B解析 由题意得,a =(AB → +CD → )+(BC → +DA → )=AC → +CA →=0,且b 是一个非零向量,所以a ∥b成立,所以A 正确;由a +b =b ,所以B 不正确,C 正确;由|a +b |=|b |,|a |+|b |=|b |,所以|a +b |=|a |+|b |,所以D 正确.4.(2022·汕头模拟)下列命题中正确的是( )A .若a ∥b ,则存在唯一的实数λ使得a =λb B .若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c C .若a·b =0,则a =0或b =0D .|a |-|b |≤|a +b |≤|a |+|b |答案 D解析 若a ∥b ,且b =0,则可有无数个实数λ使得a =λb ,故A 错误;若a ∥b ,b ∥c (b ≠0),则a ∥c ,若b =0,则a ,c 不一定平行,故B 错误;若a·b =0,也可以为a ⊥b ,故C 错误;根据向量加法的三角形法则和向量减法的几何意义知,|a |-|b |≤|a +b |≤|a |+|b |成立,故D 正确.5.在平行四边形ABCD 中,AC → 与BD → 交于点O ,E 是线段OD 的中点.若AC → =a ,BD →=b ,则AE →等于( )A.14a +12bB.23a +13b C.12a +14b D.13a +23b 答案 C解析 如图所示,∵AC → =a ,BD →=b ,∴AD → =AO → +OD → =12a +12b ,∴AE → =AD → -ED → =12a +12b -14b =12a +14b .6.下列说法正确的是( )A .向量AB → 与向量BA →的长度相等B .两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同C .向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反D .向量的模是一个正实数答案 A解析 A 项,AB → 与BA →的长度相等,方向相反,正确;B 项,两个有共同起点且长度相等的向量,若方向也相同,则它们的终点相同,故错误;C 项,向量a 与b 平行时,若a 或b 为零向量,不满足条件,故错误;D 项,向量的模是一个非负实数,故错误.7.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为BC 的中点,F 为DE 的中点,若AF → =xAB → +34AD →,则x 等于( )A.34 B.23C.12D.14答案 C解析 连接AE (图略),因为F 为DE 的中点,所以AF → =12(AD →+AE → ),而AE → =AB → +BE → =AB → +12BC → =AB → +12AD → ,所以AF → =12(AD → +AE → )=12(AD →+AB → +12AD→ )=12AB → +34AD →,又AF → =xAB → +34AD → ,所以x =12.8.(多选)已知4AB → -3AD → =AC →,则下列结论正确的是( )A .A ,B ,C ,D 四点共线B .C ,B ,D 三点共线C .|AC → |=|DB →|D .|BC → |=3|DB → |答案 BD解析 因为4AB → -3AD → =AC → ,所以3AB → -3AD → =AC → -AB →,所以3DB → =BC →,因为DB → ,BC →有公共端点B ,所以C ,B ,D 三点共线,且|BC → |=3|DB → |,所以B ,D 正确,A 错误;由4AB → -3AD → =AC →,得AC → =3AB → -3AD → +AB → =3DB → +AB → ,所以|AC → |≠|DB →|,所以C 错误.9.(2022·太原模拟)已知不共线向量a ,b ,AB → =t a -b (t ∈R ),AC →=2a +3b ,若A ,B ,C 三点共线,则实数t =__________.答案 -23解析 因为A ,B ,C 三点共线,所以存在实数k ,使得AB → =kAC →,所以t a -b =k (2a +3b )=2k a +3k b ,即(t -2k )a =(3k +1)b .因为a ,b 不共线,所以Error!解得Error!10.已知△ABC 的重心为G ,经过点G 的直线交AB 于D ,交AC 于E ,若AD → =λAB → ,AE →=μAC →,则1λ+1μ=________.答案 3解析 如图,设F 为BC 的中点,则AG → =23AF → =13(AB → +AC → ),又AB → =1λAD → ,AC → =1μAE → ,∴AG → =13λAD → +13μAE → ,又G ,D ,E 三点共线,∴13λ+13μ=1,即1λ+1μ=3.11.若正六边形ABCDEF 的边长为2,中心为O ,则|EB → +OD → +CA →|=________.答案 23解析 正六边形ABCDEF 中,EB → +OD → +CA → =EO → +DC → +OD → +CA → =ED → +DA → =EA →,在△AEF 中,∠AFE =120°,AF =EF =2,∴|EA →|=22+22-2×2×2×cos 120°=23,即|EB → +OD → +CA →|=23.12.在平行四边形ABCD 中,点M 为BC 边的中点,AC → =λAM → +μBD →,则λ+μ=________.答案 53解析 AC → =λ(AB → +12AD →)+μ(AD → -AB → )=(λ-μ)AB → +(λ2+μ)AD →,又因为AC → =AB → +AD →,所以Error!解得Error!所以λ+μ=53.13.(多选)点P 是△ABC 所在平面内一点,且满足|PB → -PC → |-|PB → +PC → -2PA →|=0,则△ABC不可能是( )A .钝角三角形 B .直角三角形C .等腰三角形 D .等边三角形答案 AD解析 因为点P 是△ABC 所在平面内一点,且|PB → -PC → |-|PB → +PC → -2PA →|=0,所以|CB → |-|(PB → -PA → )+(PC → -PA →)|=0,即|CB → |=|AB → +AC → |,所以|AB → -AC → |=|AC → +AB → |,等式两边平方并化简得AC → ·AB →=0,所以AC → ⊥AB →,∠BAC =90°,则△ABC 一定是直角三角形,也有可能是等腰直角三角形,不可能是钝角三角形和等边三角形.14.在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于点D ,若AB =4,且AD → =14AC →+λAB →(λ∈R ),则λ=________,AD 的长为________.答案 34 33解析 ∵B ,D ,C 三点共线,∴14+λ=1,解得λ=34.如图,过D 分别作AC ,AB 的平行线交AB ,AC 于点M ,N ,则AN → =14AC → ,AM → =34AB → ,∵在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于D ,∴四边形AMDN 是菱形,∵AB =4,∴AN =AM =3,∴AD =33.15.(2022·滁州模拟)已知P 为△ABC 所在平面内一点,AB → +PB → +PC → =0,|AB → |=|PB → |=|PC → |=2,则△ABC 的面积为( )A.3B .23C .33D .43答案 B解析 设BC 的中点为D ,AC 的中点为M ,连接PD ,MD ,BM ,如图所示,则有PB → +PC → =2PD →.由AB → +PB → +PC →=0,得AB → =-2PD →,又D 为BC 的中点,M 为AC 的中点,所以AB → =-2DM → ,则PD → =DM →,则P ,D ,M 三点共线且D 为PM 的中点,又D 为BC 的中点,所以四边形CPBM 为平行四边形.又|AB → |=|PB → |=|PC →|=2,所以|MC → |=|BP → |=2,则|AC →|=4,且|BM → |=|PC →|=2,所以△AMB 为等边三角形,∠BAC =60°,则S △ABC =12×2×4×32=23.16.若2OA → +OB → +3OC →=0,S △AOC ,S △ABC 分别表示△AOC ,△ABC 的面积,则S △AOC ∶S △ABC=________.答案 1∶6解析 若2OA → +OB → +3OC →=0,设OA ′——→ =2OA → ,OC ′——→ =3OC →,可得O 为△A ′BC ′的重心,如图,设S △AOB =x ,S △BOC =y ,S △AOC =z ,则S △A ′OB =2x ,S △BOC ′=3y ,S △A ′OC ′=6z ,由2x =3y =6z ,可得S △AOC ∶S △ABC =z ∶(x +y +z )=1∶6.。

高考数学一轮复习讲义第五章平面向量概念及线性运算

高考数学一轮复习讲义第五章平面向量概念及线性运算

向量的线性运算
例 2 在△ABC 中,D、E 分别为 BC、AC 边上的中点,G 为 BE 上一点,且 GB=2GE,设A→B=a,A→C=b,试用 a,b 表示 A→D,A→G.
结合图形性质,准确灵活运用三角形法则和平行四边形法则是向 量加减运算的关键. 解 A→D=12(A→B+A→C)=12a+12b; A→G=A→B+B→G=A→B+23B→E=A→B+13(B→A+B→C) =23A→B+13(A→C-A→B)=13A→B+13A→C=13a+13b.
定义
法则(或几 何意义)
运算律
求两个向量 加法
和的运算
三角形 平行四边形
(1)交换律: a+b=b+a
(2)结合律: (a+b)+c= a+(b+c) .
要点梳理
忆一忆知识要点
求 a 与 b 的相
减法 反向量-b 的 和的运算叫做 a 与 b 的差
三角形 法则
a-b=a+(-b)
(1)|λa|= |λ||a| ;
一轮复习讲义
平面向量的概念及线性运算
要点梳理
忆一忆知识要点
1.向量的有关概念
名称
定义
备注
向量
既有大小又有方向的量;向 量的大小叫做向量的长度 平面向量是自由向量
(或称为模)
长度为 0 的向量;其方向
零向量 是任意的
记作 0
非零向量 a 的单位向量
单位向量 长度等于1个单位 的向量
为±|aa|
要点梳理
探究提高
(1)正确理解向量的相关概念及其含义是解题的关键. (2)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (3)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关. (4)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时, 不要把它与函数图象移动混为一谈. (5)非零向量 a 与|aa|的关系是:|aa|是 a 方向上的单位向量.

高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5

高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5

高考数学一轮复习 第五章 平面向量与复数5.5 复 数考试要求 1.通过方程的解,认识复数.2.理解复数的代数表示及其几何意义,理解两个复数相等的含义.3.掌握复数的四则运算,了解复数加、减运算的几何意义.知识梳理1.复数的有关概念(1)复数的定义:形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中a 是实部,b 是虚部,i 为虚数单位. (2)复数的分类: 复数z =a +b i(a ,b ∈R )⎩⎪⎨⎪⎧实数b =0,虚数b ≠0其中,当a =0时为纯虚数.(3)复数相等:a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ). (4)共轭复数:a +b i 与c +d i 互为共轭复数⇔a =c ,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ). (5)复数的模:向量OZ →的模叫做复数z =a +b i 的模或绝对值,记作|a +b i|或|z |,即|z |=|a +b i|=a 2+b 2(a ,b ∈R ).2.复数的几何意义 (1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )一一对应复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )一一对应平面向量OZ →.3.复数的四则运算(1)复数的加、减、乘、除运算法则: 设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则 ①加法:z 1+z 2=(a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ; ②减法:z 1-z 2=(a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i ; ③乘法:z 1·z 2=(a +b i)·(c +d i)=(ac -bd )+(ad +bc )i ; ④除法:z 1z 2=a +b i c +d i =a +b ic -d i c +d ic -d i =ac +bd c 2+d 2+bc -adc 2+d2i(c +d i≠0).(2)几何意义:复数加、减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.如图给出的平行四边形OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加、减法的几何意义,即OZ →=OZ 1→+OZ 2→,Z 1Z 2→=OZ 2→-OZ 1→.常用结论1.(1±i)2=±2i ;1+i 1-i =i ;1-i1+i =-i.2.-b +a i =i(a +b i)(a ,b ∈R ).3.i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i(n ∈N ). 4.i 4n +i 4n +1+i 4n +2+i 4n +3=0(n ∈N ). 5.复数z 的方程在复平面上表示的图形(1)a ≤|z |≤b 表示以原点O 为圆心,以a 和b 为半径的两圆所夹的圆环; (2)|z -(a +b i)|=r (r >0)表示以(a ,b )为圆心,r 为半径的圆. 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)复数z =a -b i(a ,b ∈R )中,虚部为b .( × ) (2)复数可以比较大小.( × )(3)已知z =a +b i(a ,b ∈R ),当a =0时,复数z 为纯虚数.( × )(4)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.( √ ) 教材改编题1.已知复数z 满足(2+i)z =1-i ,其中i 是虚数单位,则z 在复平面内对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限答案 D2.复数z =(3+i)(1-4i),则复数z 的实部与虚部之和是________. 答案 -4解析 z =(3+i)(1-4i)=3-12i +i +4=7-11i ,故实部和虚部之和为7-11=-4. 3.若z =(m 2+m -6)+(m -2)i 为纯虚数,则实数m 的值为________. 答案 -3题型一 复数的概念例1 (1)(2021·浙江)已知a ∈R ,(1+a i)i =3+i(i 为虚数单位),则a 等于( ) A .-1 B .1 C .-3 D .3 答案 C解析 方法一 因为(1+a i)i =-a +i =3+i ,所以-a =3,解得a =-3. 方法二 因为(1+a i)i =3+i ,所以1+a i =3+i i =1-3i ,所以a =-3.(2)(2022·新余模拟)若复数z 满足z 1+i i 32-i =1-i ,则复数z 的虚部为( )A .iB .-iC .1D .-1 答案 C解析 ∵z 1+i i 32-i=1-i ,∴z (1+i)(-i)=(2-i)(1-i), ∴z (1-i)=(2-i)(1-i),∴z =2-i , ∴z =2+i ,∴z 的虚部为1. 教师备选1.(2020·全国Ⅲ)若z (1+i)=1-i ,则z 等于( ) A .1-i B .1+i C .-i D .i 答案 D解析 因为z =1-i 1+i =1-i 21+i 1-i=-i ,所以z =i.2.(2020·全国Ⅰ)若z =1+i ,则|z 2-2z |等于( ) A .0 B .1 C. 2 D .2 答案 D解析 方法一 z 2-2z =(1+i)2-2(1+i)=-2, |z 2-2z |=|-2|=2.方法二 |z 2-2z |=|(1+i)2-2(1+i)| =|(1+i)(-1+i)|=|1+i|·|-1+i|=2.思维升华 解决复数概念问题的方法及注意事项(1)复数的分类及对应点的位置问题都可以转化为复数的实部与虚部应该满足的条件问题,只需把复数化为代数形式,列出实部和虚部满足的方程(不等式)组即可. (2)解题时一定要先看复数是否为a +b i(a ,b ∈R )的形式,以确定实部和虚部.跟踪训练1 (1)(2022·衡水中学模拟)已知x 1+i =1-y i ,其中x ,y 是实数,i 是虚数单位,则x +y i 的共轭复数为( ) A .2+i B .2-i C .1+2iD .1-2i答案 B解析 由x1+i =1-y i ,得x 1-i 1+i 1-i =1-y i ,即x 2-x2i =1-y i , ∴⎩⎨⎧x2=1,x2=y ,解得x =2,y =1,∴x +y i =2+i , ∴其共轭复数为2-i.(2)已知z =1-3i ,则|z -i|=________. 答案5解析 ∵z =1-3i ,∴z =1+3i , ∴z -i =1+3i -i =1+2i , ∴|z -i|=12+22= 5. 题型二 复数的四则运算例2 (1)(2021·新高考全国Ⅰ)已知z =2-i ,则z (z +i)等于( ) A .6-2i B .4-2i C .6+2i D .4+2i答案 C解析 因为z =2-i ,所以z (z +i)=(2-i)(2+2i)=6+2i.(2)设z 1,z 2,z 3为复数,z 1≠0.给出下列命题: ①若|z 2|=|z 3|,则z 2=±z 3; ②若z 1z 2=z 1z 3,则z 2=z 3;③若z 2=z 3,则|z 1z 2|=|z 1z 3|; ④若z 1z 2=|z 1|2,则z 1=z 2. 其中所有正确命题的序号是( ) A .①③ B .②③ C .②④ D .③④ 答案 B解析 由|i|=|1|,知①错误;z 1z 2=z 1z 3,则z 1(z 2-z 3)=0,又z 1≠0,所以z 2=z 3,故②正确; |z 1z 2|=|z 1||z 2|,|z 1z 3|=|z 1||z 3|,又z 2=z 3,所以|z 2|=|z 2|=|z 3|,故③正确,令z 1=i ,z 2=-i ,满足z 1z 2=|z 1|2,不满足z 1=z 2,故④错误. 教师备选1.(2020·新高考全国Ⅰ)2-i1+2i 等于( )A .1B .-1C .iD .-i 答案 D 解析2-i 1+2i =2-i1-2i 1+2i1-2i=-5i5=-i.2.在数学中,记表达式ad -bc 为由⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b cd 所确定的二阶行列式.若在复数域内,z 1=1+i ,z 2=2+i 1-i ,z 3=z 2,则当⎪⎪⎪⎪⎪⎪z 1 z 2z 3 z 4=12-i 时,z 4的虚部为________. 答案 -2 解析 依题意知,⎪⎪⎪⎪⎪⎪z 1 z 2z 3 z 4=z 1z 4-z 2z 3,因为z 3=z 2, 且z 2=2+i 1-i=2+i1+i2=1+3i 2,所以z 2z 3=|z 2|2=52,因此有(1+i)z 4-52=12-i ,即(1+i)z 4=3-i , 故z 4=3-i 1+i=3-i1-i2=1-2i.所以z 4的虚部是-2.思维升华 (1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的乘法运算. (2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数. 跟踪训练2 (1)(2021·全国乙卷)设i z =4+3i ,则z 等于( ) A .-3-4i B .-3+4i C .3-4i D .3+4i答案 C解析 方法一 (转化为复数除法运算) 因为i z =4+3i , 所以z =4+3i i =4+3i -i i -i =-4i -3i 2-i 2=3-4i.方法二 (利用复数的代数形式) 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则由i z =4+3i ,可得i(a +b i)=4+3i ,即-b +a i =4+3i ,所以⎩⎪⎨⎪⎧-b =4,a =3,即⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =-4,所以z =3-4i. 方法三 (巧用同乘技巧)因为i z =4+3i ,所以i z ·i =(4+3i)·i ,所以-z =4i -3, 所以z =3-4i.(2)若z =i 2 0231-i ,则|z |=________;z +z =________.答案221 解析 z =i2 0231-i =-i 1-i =1-i2,|z |=⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫-122=22,z +z =12-12i +12+12i =1.题型三 复数的几何意义例3 (1)(2021·新高考全国Ⅱ)复数2-i1-3i 在复平面内对应的点所在的象限为( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案 A 解析2-i 1-3i=2-i 1+3i 10=5+5i 10=1+i 2,所以该复数在复平面内对应的点为⎝⎛⎭⎫12,12,该点在第一象限.(2)(2020·全国Ⅱ)设复数z 1,z 2满足|z 1|=|z 2|=2,z 1+z 2=3+i ,则|z 1-z 2|=________. 答案 2 3解析 方法一 设z 1-z 2=a +b i ,a ,b ∈R , 因为z 1+z 2=3+i , 所以2z 1=(3+a )+(1+b )i , 2z 2=(3-a )+(1-b )i.因为|z 1|=|z 2|=2,所以|2z 1|=|2z 2|=4, 所以3+a 2+1+b 2=4, ①3-a2+1-b 2=4,②①2+②2,得a 2+b 2=12.所以|z 1-z 2|=a 2+b 2=2 3.方法二 设复数z 1,z 2在复平面内分别对应向量OA →,OB →, 则z 1+z 2对应向量OA →+OB →.由题意知|OA →|=|OB →|=|OA →+OB →|=2,如图所示,以OA ,OB 为邻边作平行四边形OACB ,则z 1-z 2对应向量BA →, 且|OA →|=|AC →|=|OC →|=2, 可得|BA →|=2|OA →|sin 60°=2 3. 故|z 1-z 2|=|BA →|=2 3. 教师备选1.(2020·北京)在复平面内,复数z 对应的点的坐标是(1,2),则i·z 等于( ) A .1+2i B .-2+i C .1-2i D .-2-i答案 B解析 由题意知,z =1+2i , ∴i·z =i(1+2i)=-2+i.2.(2019·全国Ⅰ)设复数z 满足|z -i|=1,z 在复平面内对应的点为(x ,y ),则( ) A .(x +1)2+y 2=1 B .(x -1)2+y 2=1 C .x 2+(y -1)2=1 D .x 2+(y +1)2=1 答案 C解析 ∵z 在复平面内对应的点为(x ,y ), ∴z =x +y i(x ,y ∈R ).∵|z -i|=1,∴|x +(y -1)i|=1, ∴x 2+(y -1)2=1.思维升华 由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观. 跟踪训练3 (1)如图,若向量OZ →对应的复数为z ,则z +4z表示的复数为( )A .1+3iB .-3-iC .3-iD .3+i答案 D解析 由题图可得Z (1,-1),即z =1-i ,所以z +4z =1-i +41-i =1-i +41+i 1-i 1+i =1-i +4+4i2=1-i +2+2i =3+i.(2)设复数z 满足条件|z |=1,那么|z +22+i|的最大值是( ) A .3 B .2 3 C .1+2 2 D .4 答案 D解析 |z |=1表示单位圆上的点,那么|z +22+i|表示单位圆上的点到点(-22,-1)的距离,求最大值转化为点(-22,-1)到原点的距离加上圆的半径.因为点(-22,-1)到原点的距离为3,所以所求最大值为4.在如图的复平面中,r =a 2+b 2,cos θ=a r ,sin θ=b r ,tan θ=ba(a ≠0).任何一个复数z =a +b i 都可以表示成z =r (cos θ+isin θ)的形式.其中,r 是复数z 的模;θ是以x 轴的非负半轴为始边,向量OZ →所在射线(射线OZ )为终边的角,叫做复数z =a +b i 的辐角.我们把r (cos θ+isin θ)叫做复数的三角形式.对应于复数的三角形式,把z =a +b i 叫做复数的代数形式.复数乘、除运算的三角表示:已知复数z 1=r 1(cos θ1+isin θ1),z 2=r 2(cos θ2+isin θ2),则z 1·z 2=r 1r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].z 1z 2=r 1r 2[cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2)]. 例1 (1)⎝⎛⎭⎫cos π2+isin π2×3⎝⎛⎭⎫cos π6+isin π6 等于( )A.32+332iB.32-332i C .-32+332i D .-32-332i 答案 C解析 ⎝⎛⎭⎫cos π2+isin π2×3⎝⎛⎭⎫cos π6+isin π6 =3⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫π2+π6+isin ⎝⎛⎭⎫π2+π6 =3⎝⎛⎭⎫cos 2π3+isin 2π3=-32+332i. (2)复数cos π3+isin π3经过n 次乘方后,所得的幂等于它的共轭复数,则n 的值等于( ) A .3B .12C .6k -1(k ∈Z )D .6k +1(k ∈Z )答案 C解析 由题意,得⎝⎛⎭⎫cos π3+isin π3n =cos n π3+isin n π3=cos π3-isin π3, 由复数相等的定义,得 ⎩⎨⎧ cos n π3=cos π3=12,sin n π3=-sin π3=-32.解得n π3=2k π-π3(k ∈Z ), ∴n =6k -1(k ∈Z ).(3)复数z =cosπ15+isin π15是方程x 5-α=0的一个根,那么α的值等于( ) A.32+12i B.12+32i C.32-12i D .-12-32i 答案 B解析 由题意得,α=⎝⎛⎭⎫cos π15+isin π155 =cos π3+isin π3=12+32i. 例2 已知i 为虚数单位,z 1=2(cos 60°+isin 60°),z 2=22(sin 30°-icos 30°),则z 1·z 2的三角形式是( )A .4(cos 90°+isin 90°)B .4(cos 30°+isin 30°)C.4(cos 30°-isin 30°)D.4(cos 0°+isin 0°)答案 D解析∵z2=22(sin 30°-icos 30°)=22(cos 300°+isin 300°),∴z1·z2=2(cos 60°+isin 60°)·22(cos 300°+isin 300°)=4(cos 360°+isin 360°)=4(cos 0°+isin 0°).课时精练1.(2022·福州模拟)已知i是虚数单位,则“a=i”是“a2=-1”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案 A解析i是虚数单位,则i2=-1,“a=i”是“a2=-1”的充分条件;由a2=-1,得a=±i,故“a=i”是“a2=-1”的不必要条件;故“a=i”是“a2=-1”的充分不必要条件.2.设复数z1,z2在复平面内的对应点关于虚轴对称,z1=3-i,则z1z2等于() A.-10 B.10 C.-8 D.8答案 A解析∵z1=3-i,z1,z2在复平面内所对应的点关于虚轴对称,∴z2=-3-i,∴z 1z 2=-9-1=-10.3.(2022·长春实验中学模拟)若复数z 的共轭复数为z 且满足z ·(1+2i)=1-i ,则复数z 的虚部为( )A.35B .-35i C.35i D .-35 答案 A解析 z ·(1+2i)=1-i ,∴z =1-i 1+2i =1-i 1-2i 1+2i 1-2i =-1-3i 5=-15-35i , ∴z =-15+35i , ∴复数z 的虚部为35. 4.已知i 是虚数单位,则复数z =i 2 023+i(i -1)在复平面内对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案 C解析 因为z =i 2 023+i(i -1)=-i -1-i =-1-2i ,所以复数z 在复平面内对应的点是(-1,-2),位于第三象限.5.(2022·潍坊模拟)在复数范围内,已知p ,q 为实数,1-i 是关于x 的方程x 2+px +q =0的一个根,则p +q 等于( )A .2B .1C .0D .-1答案 C解析 因为1-i 是关于x 的方程x 2+px +q =0的一个根,则1+i 是方程x 2+px +q =0的另一根,由根与系数的关系可得⎩⎪⎨⎪⎧ 1+i +1-i =-p ,1+i 1-i =q ,解得p =-2,q =2,所以p +q =0.6.(2022·苏州模拟)若复数z 满足(1+i)·z =5+3i(其中i 是虚数单位),则下列结论正确的是( )A .z 的虚部为-iB .z 的模为17C .z 的共轭复数为4-iD .z 在复平面内对应的点位于第二象限 答案 B解析 由(1+i)·z =5+3i 得z =5+3i 1+i =5+3i 1-i 1+i 1-i=8-2i 2=4-i , 所以z 的虚部为-1,A 错误;z 的模为42+-12=17,B 正确;z 的共轭复数为4+i ,C 错误;z 在复平面内对应的点为(4,-1),位于第四象限,D 错误.7.若z =(a -2)+a i 为纯虚数,其中a ∈R ,则a +i 71+a i=________. 答案 -i解析 ∵z 为纯虚数,∴⎩⎨⎧a -2=0,a ≠0,∴a =2,∴a +i 71+a i =2-i 1+2i =2-i 1-2i 1+2i1-2i =-3i 3=-i.8.(2022·温州模拟)已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ,i 为虚数单位),且z 1-i =3+2i ,则a =________,b =________.答案 5 1解析 由z =a +b i(a ,b ∈R ,i 为虚数单位),则z =a -b i ,所以z 1-i=1+i 2(a -b i) =a +b 2+a -b 2i =3+2i , 故a +b 2=3,a -b 2=2,所以a =5,b =1. 9.当实数m 为何值时,复数z =m 2+m -6m+(m 2-2m )i 为①实数;②虚数;③纯虚数. 解 ①当⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m =0,m ≠0, 即m =2时,复数z 是实数.②当m 2-2m ≠0,且m ≠0,即m ≠0且m ≠2时,复数z 是虚数.③当⎩⎪⎨⎪⎧ m 2+m -6m =0,m ≠0,m 2-2m ≠0,即m =-3时,复数z 是纯虚数.10. 如图所示,在平行四边形OABC 中,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求:(1)AO →,BC →所表示的复数;(2)对角线CA →所表示的复数;(3)B 点对应的复数.解 (1)∵AO →=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i ,∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i.(2)∵CA →=OA →-OC →,∴CA →所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.(3)OB →=OA →+OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,∴B 所对应的复数为1+6i.11.欧拉公式e x i =cos x +isin x 是由瑞士著名数学家欧拉创立,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥,依据欧拉公式,下列选项不正确的是( )A .复数e 2i 对应的点位于第二象限B .i 2e π为纯虚数C .复数e x i 3+i的模长等于12 D .i 6e π的共轭复数为12-32i 答案 D解析 对于A ,e 2i =cos 2+isin 2, 因为π2<2<π, 即cos 2<0,sin 2>0,复数e 2i 对应的点位于第二象限,A 正确;对于B ,i 2e π=cos π2+isin π2=i ,i 2e π为纯虚数, B 正确;对于C ,e x i3+i =cos x +isin x 3+i=cos x +isin x 3-i 3+i 3-i =3cos x +sin x 4+3sin x -cos x 4i , 于是得⎪⎪⎪⎪⎪⎪e x i 3+i =⎝ ⎛⎭⎪⎫3cos x +sin x 42+⎝ ⎛⎭⎪⎫3sin x -cos x 42 =12, C 正确; 对于D ,i 6e π=cos π6+isin π6=32+12i , 其共轭复数为32-12i ,D 不正确. 12.(2022·武汉模拟)下列说法中,正确的个数有( )①若|z |=2,则z ·z =4;②若复数z 1,z 2满足|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则z 1z 2=0;③若复数z 的平方是纯虚数,则复数z 的实部和虚部相等;④“a ≠1”是“复数z =(a -1)+(a 2-1)i(a ∈R )是虚数”的必要不充分条件.A .1个B .2个C .3个D .4个答案 B解析 若|z |=2,则z ·z =|z |2=4,故①正确;设z 1=a 1+b 1i(a 1,b 1∈R ),z 2=a 2+b 2i(a 2,b 2∈R ),由|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,可得|z 1+z 2|2=(a 1+a 2)2+(b 1+b 2)2=|z 1-z 2|2=(a 1-a 2)2+(b 1-b 2)2则a 1a 2+b 1b 2=0,而z 1z 2=(a 1+b 1i)(a 2+b 2i)=a 1a 2-b 1b 2+a 1b 2i +b 1a 2i=2a 1a 2+a 1b 2i +b 1a 2i 不一定为0,故②错误;当z =1-i 时,z 2=-2i 为纯虚数,其实部和虚部不相等,故③错误;若复数z =(a -1)+(a 2-1)i(a ∈R )是虚数,则a 2-1≠0,即a ≠±1,所以“a ≠1”是“复数z =(a -1)+(a 2-1)i(a ∈R )是虚数”的必要不充分条件,故④正确.13.(2022·上外浦东附中模拟)若⎪⎪⎪⎪a -i 1 b -2i 1+i =0(a ,b ∈R ),则a 2+b 2=________. 答案 1解析 ∵⎪⎪⎪⎪a -i 1 b -2i 1+i =(a -i)(1+i)-(b -2i) =a +a i -i +1-b +2i=(a +1-b )+(a +1)i ,由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +1-b =0,a +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =0,a =-1, ∴a 2+b 2=1.14.(2022·上海市静安区模拟)投掷两颗六个面上分别刻有1到6的点数的均匀的骰子,得到其向上的点数分别为m 和n ,则复数m +n i n +m i为虚数的概率为________.答案 56 解析 ∵复数m +n i n +m i =m +n i n -m i n +m in -m i =2mn +n 2-m 2i m 2+n 2, 故复数m +n i n +m i为虚数需满足n 2-m 2≠0, 即m ≠n ,故有6×6-6=30(种)情况,∴复数m +n i n +m i 为虚数的概率为306×6=56.15.(2022·青岛模拟)已知复数z 满足|z -1-i|≤1,则|z |的最小值为( )A .1 B.2-1 C. 2 D.2+1答案 B解析 令z =x +y i(x ,y ∈R ),则由题意有(x -1)2+(y -1)2≤1,∴|z |的最小值即为圆(x -1)2+(y -1)2=1上的动点到原点的最小距离,∴|z |的最小值为2-1.16.(2022·张家口调研)已知复数z 满足z 2=3+4i ,且z 在复平面内对应的点位于第三象限.(1)求复数z ;(2)设a ∈R ,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫1+z 1+z 2 023+a =2,求实数a 的值. 解 (1)设z =c +d i(c <0,d <0),则z 2=(c +d i)2=c 2-d 2+2cd i =3+4i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ c 2-d 2=3,2cd =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧ c =-2,d =-1或⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,d =1(舍去). ∴z =-2-i.(2)∵z =-2+i , ∴1+z 1+z =-1-i -1+i =1+i 1-i =1+i 22=i , ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1+z 1+z 2 023=i 2 023=i 2 020+3=i 505×4+3=-i , ∴|a -i|=a 2+1=2, ∴a =±3.。

高考数学一轮复习第五章数列5.1数列的概念与简单表示法课件理

高考数学一轮复习第五章数列5.1数列的概念与简单表示法课件理
第五章 数 列 第一节 数列的概念与简单表示法
【知识梳理】 1.数列的有关概念
概念
含义
数列 数列的项 数列的通项
按照_一__定__顺__序__排列的一列数
数列中的_________ 每一个数
数列{an}的第n项an
概念 通项公式 前n项和
含义
数列{an}的第n项an与n之间的关系能用 公式_a_n=_f_(_n_)_表示,这个公式叫做数列 的通项公式
将第一项看成 这样,先不考虑符号,则分母为3,5, 7,9,…可归纳为 233 n, +1,分子为3,8,15,24,…将其每一项
加1后变成4,9,16,25,…可归纳为(n+1)2,综上,数列的
通项公式an= 1nn1211nn22n.
2n1
2n1
③把数列改写成 1, 0, 1, 0, 1, 0分, 1母, 0依, 次为 12345678
答案:(1)5 030 (2)
5k 5k 1
2
【加固训练】
1.数列
则 是该数列的 ( )
2,5, 2 2, 2 5

A.第6项
B.第7项
C.第10项
D.第11项
【解析】选B.原数列可写成
因为
所以20=2+(n-1)×3,所以n=27, . 5,8, 2 5 20,
2.根据下图5个图形及相应点的个数的变化规律,猜测 第n个图中有________个点.
1,2,3,…,而分子1,0,1,0,…周期性出现,因此数列 的通项可表示为
an
12[11n1]11n1.
n
2n
④将数列统一为 3,5,7,对9 ,于分子3,5,7,9,…, 2 5 10 17

2020版高考数学一轮复习 第一部分 基础与考点过关 第五章 数列学案

2020版高考数学一轮复习 第一部分 基础与考点过关 第五章 数列学案

第五章数列第1课时数列的概念及其简单表示法理解数列的概念,认识数列是反映自然规律的基本数学模型,探索并掌握数列的几种简单表示法(列表、图象、通项公式);了解数列是一种特殊的函数;发现数列规律,写出其通项公式.① 了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).②了解数列是自变量为正整数的一类函数.③会利用数列的前n项和求通项公式.1. (必修5P34习题3改编)已知数列{a n}满足a n=4a n-1+3,且a1=0,则a5=________.答案:255解析:a2=4a1+3=3,a3=4a2+3=4×3+3=15,a4=4a3+3=4×15+3=63,a5=4a4+3=4×63+3=255.2. (必修5P34习题2改编)数列-1,43,-95,167,…的一个通项公式是________.答案:a n=(-1)nn22n-1解析:-1=-11,数列1,4,9,16,…对应通项n2,数列1,3,5,7,…对应通项2n-1,数列-1,1,-1,1,…对应通项(-1)n,故a n=(-1)nn22n-1.3. (必修5P48习题9改编)若数列{a n}的前n项和S n=n2+3n,则a4+a5+a6a1+a2+a3=________.答案:2解析:∵ 数列{a n}的前n项和S n=n2+3n,∴ a1+a2+a3=S3=32+3×3=18,a4+a5+a6=S6-S3=36,∴a4+a5+a6a1+a2+a3=2.4. (必修5P34习题9改编)已知数列{a n}的通项公式是a n=n2-8n+5,则这个数列的最小项是________.答案:-11解析:由a n=(n-4)2-11,可知n=4时,a n取最小值为-11.5. (必修5P34习题5改编)已知数列2,5,22,11,14,…,则42是这个数列的第________项.答案:11解析:易知该数列的通项为2+3(n-1),则有2+3(n-1)=42,得n=11,则42是这个数列的第11项.1. 数列的定义按照一定顺序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项.排在第一位的数称为这个数列的第1项,通常也叫做首项.2. 数列的分类项数有限的数列叫做有穷数列. 项数无限的数列叫做无穷数列. 3. 数列与函数的关系 从函数观点看,数列可以看成是以正整数或其子集为定义域的函数a n =f(n),当自变量按照从小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值.反过来,对于函数y =f(x),如果f(i)(i =1,2,3,…)有意义,那么可以得到一个数列{f(n)}.4. 数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个公式a n =f(n)(n =1,2,3,…)来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.通项公式可以看成数列的函数解析式.5. 数列{a n }的前n 项和S n 与通项a n 的关系是a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.[备课札记], 1 由数列的前几项求数列的通项), 1) 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式: (1) -1,7,-13,19,…;(2) 23,415,635,863,1099,…;(3) 1,0,-13,0,15,0,-17,0,…;(4) 112,245,3910,41617,….解:(1) 偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n,观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式为a n =(-1)n(6n -5).(2) 这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,每一项都是两个相邻奇数的乘积.故所求数列的一个通项公式为a n =2n(2n -1)(2n +1).(3)将数列改写为11,02,-13,04,15,06,-17,08,…,则a n =sinn π2n.(4) 观察不难发现112=1+12,245=2+45=2+2222+1,3910=3+910=3+3232+1,…,一般地,a n =n +n 2n 2+1.则a n =n +n2n 2+1.变式训练(1) 数列-11×2,12×3,-13×4,14×5,…的一个通项公式a n =__________;(2) 该数列45,910,1617,2526,…的一个通项公式为________.答案:(1) (-1)n1n (n +1) (2) (n +1)2(n +1)2+1解析:(1) 这个数列前4项的绝对值都等于项数与项数加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式为a n =(-1)n1n (n +1).(2) 各项的分子为22,32,42,52,…,分母比分子大1,因此该数列的一个通项公式为a n =(n +1)2(n +1)2+1. , 2 由a n 与S n 关系求a n ), 2) 已知数列{a n }的前n 项和S n ,求通项a n .(1) S n =3n-1;(2) S n =2n+1.解:(1) 当n =1时,a 1=S 1=2.当n≥2时,a n =S n -S n -1=2·3n -1. 当n =1时,a n =2符合上式.∴ a n =2·3n -1.(2) 当n =1时,a 1=S 1=21+1=3;当n≥2时,a n =S n -S n -1=(2n +1)-(2n -1+1)=2n -2n -1=2n -1.当n =1时,a n =3不符合上式.综上有 a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(n =1),2n -1(n≥2).变式训练(1) 已知数列{a n }的前n 项和S n =3n+1,则a n =__________;(2) 若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式a n =__________.答案:(1) ⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,2·3n -1,n ≥2 (2) (-2)n -1解析:(1) 当n =1时,a 1=S 1=3+1=4,当n≥2时,a n =S n -S n -1=3n +1-3n -1-1=2·3n -1.∵ a 1=4不适合上等式,∴ a n =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,2·3n -1,n ≥2. (2) 由S n =23a n +13得,当n≥2时,S n -1=23a n -1+13,两式相减,得a n =23a n -23a n -1,∴ 当n≥2时,a n =-2a n -1,即a na n -1=-2.又n =1时,S 1=a 1=23a 1+13,a 1=1,∴ a n =(-2)n -1., 3 由数列的递推关系求数列的通项公式), 3) (1) 设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +n +1,则通项公式a n =________;(2) a 1=1,a n =a n -1+1n (n -1)(n≥2,n ∈N *),通项公式a n =________;(3) 在数列{a n }中,a 1=1,前n 项和S n =n +23a n ,则{a n }的通项公式为a n =________.答案:(1) n (n +1)2+1 (2) 2-1n (n∈N *) (3) n (n +1)2解析:(1) 由题意得,当n≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=2+(2+3+…+n)=2+(n -1)(2+n )2=n (n +1)2+1.又a 1=1×(1+1)2+1=2,符合上式,因此a n =n (n +1)2+1.(2) 由a n =a n -1+1n (n -1)(n≥2),得a n -a n -1=1n -1-1n (n≥2).则a 2-a 1=11-12,a 3-a 2=12-13,…,a n -a n -1=1n -1-1n .将上述n -1个式子累加,得a n =2-1n.当n =1时,a 1=1也满足,故a n =2-1n(n∈N *).(3) 由题设知,a 1=1.当n>1时,a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1,∴ a n a n -1=n +1n -1, ∴ a n a n -1=n +1n -1,…,a 4a 3=53,a 3a 2=42,a 2a 1=3. 以上n -1个式子的等号两端分别相乘,得到a n a 1=n (n +1)2.∵ a 1=1,∴ a n =n (n +1)2.备选变式(教师专享)(1) 已知数列{a n }满足a 1=1,a n =3n -1+a n -1(n≥2),则a n =________.(2) 已知数列{a n }满足a 1=1,a n =n -1n·a n -1(n≥2),则a n =________.答案:(1) a n =3n-12 (2) 1n解析:(1) 由a 1=1,a n -a n -1=3n -1(n≥2),得a 1=1,a 2-a 1=31,a 3-a 2=32,…,a n-1-a n -2=3n -2,a n -a n -1=3n -1,以上等式两边分别相加得a n =1+3+32+…+3n -1=3n-12.当n =1时,a 1=1也适合,∴ a n =3n-12.(2) a n =n -1n ·a n -1 (n≥2),a n -1=n -2n -1·a n -2,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n .当n =1时也满足此等式,∴ a n =1n .1. (2017·太原模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,a n -a n +1=na n a n +1(n∈N *),则a n =________.答案:2n 2-n +2解析:由a n -a n +1=na n a n +1得1a n +1-1a n =n ,则由累加法得1a n -1a 1=1+2+…+(n -1)=n 2-n 2.因为a 1=1,所以1a n =n 2-n 2+1=n 2-n +22,所以a n =2n 2-n +2. 2. 设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =kn 2+n ,n ∈N *,其中k 是常数.若对于任意的m∈N *,a m ,a 2m ,a 4m 成等比数列,则k 的值为________.答案:0或1解析:∵ S n =kn 2+n ,n ∈N *,∴ 数列{a n }是首项为k +1,公差为2k 的等差数列,a n =2kn +1-k.又对于任意的m∈N *都有a 22m =a m a 4m , a 22=a 1a 4,(3k +1)2=(k +1)(7k +1),解得k =0或1.又k =0时,a n =1,显然对于任意的m∈N *,a m ,a 2m ,a 4m 成等比数列;k =1时,a n =2n ,a m =2m ,a 2m =4m ,a 4m =8m ,显然对于任意的m∈N *,a m ,a 2m ,a 4m 也成等比数列.综上所述,k =0或1.3. 已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1a n =2n (n∈N *),则a 10等于________. 答案:32解析:∵ a n +1a n =2n ,∴ a n +1a n +2=2n +1,两式相除得a n +2a n=2.又a 1a 2=2,a 1=1,∴ a 2=2,则a 10a 8·a 8a 6·a 6a 4·a 4a 2=24,即a 10=25=32.4. 对于数列{a n },定义数列{b n }满足:b n =a n +1-a n (n∈N *),且b n +1-b n =1(n∈N *),a 3=1,a 4=-1,则a 1=________.答案:8解析:b 3=a 4-a 3=-1-1=-2,由b 3-b 2=1,得b 2=-3,而b 2=a 3-a 2=-3,得a 2=4.又b 2-b 1=1,则b 1=-4,而b 1=a 2-a 1=4-a 1=-4,则a 1=8.5. 已知数列{a n }的前n 项和S n =13a n +23,则{a n }的通项公式a n =__________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1 解析:当n =1时,a 1=S 1=13a 1+23,∴ a 1=1.当n≥2时,a n =S n -S n -1=13a n -13a n -1,∴a n a n -1=-12.∴ 数列{a n }为首项a 1=1,公比q =-12的等比数列,故a n =(-12)n -1.1. 若a n =n 2+λn+3(其中λ为实常数),n ∈N *,且数列{a n }为单调递增数列,则实数λ的取值范围是________.答案:(-3,∞)解析:(解法1:函数观点)因为{a n }为单调递增数列, 所以a n +1>a n ,即(n +1)2+λ(n+1)+3>n 2+λn+3,化简为λ>-2n -1对一切n∈N *都成立,所以λ>-3.故实数λ的取值范围是(-3,+∞).(解法2:数形结合法)因为{a n }为单调递增数列,所以a 1<a 2,要保证a 1<a 2成立,二次函数f(x)=x 2+λx+3的对称轴x =-λ2应位于1和2中点的左侧,即-λ2<32,亦即λ>-3,故实数λ的取值范围为(-3,+∞).2. 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +1=13S n ,求a 2,a 3,a 4的值及数列{a n }的通项公式.解:由已知得a 2=13,a 3=49,a 4=1627.由a 1=1,a n +1=13S n ,得a n =13S n -1,n ≥2,故a n +1-a n =13S n -13S n -1=13a n ,n ≥2,得a n +1=43a n ,n ≥2.又a 1=1,a 2=13,故该数列从第二项开始为等比数列,故a n =⎩⎨⎧1,n =1,13⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -2,n ≥2.3. 已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n 满足S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n2+n)=0,n ∈N *.(1) 求a 1的值;(2) 求数列{a n }的通项公式.解:(1) 由题设,S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n)=0,n ∈N *.令n =1,有S 21-(12+1-3)S 1-3×(12+1)=0,可得S 21+S 1-6=0,解得S 1=-3或2,即a 1=-3或2. 又a n 为正数,所以a 1=2.(2) 由S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n)=0,n ∈N *可得,(S n +3)(S n -n 2-n)=0,则S n =n 2+n 或S n =-3.又数列{a n }的各项均为正数,所以S n =n 2+n ,S n -1=(n -1)2+(n -1),所以当n≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n -[(n -1)2+(n -1)]=2n. 又a 1=2,所以a n =2n.4. 设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=a(a≠3),a n +1=S n +3n ,n ∈N *.(1) 设b n =S n -3n,求数列{b n }的通项公式;(2) 若a n +1≥a n ,n ∈N *,求a 的取值范围.解:(1) 依题意,S n +1-S n =a n +1=S n +3n,即S n +1=2S n +3n ,由此得S n +1-3n +1=2(S n -3n), 即b n +1=2b n .又b 1=S 1-3=a -3,因此,所求通项公式为b n =(a -3)2n -1,n ∈N *.(2) 由(1)知S n =3n +(a -3)2n -1,n ∈N *, 于是,当n≥2时,a n =S n -S n -1=3n +(a -3)2n -1-3n -1-(a -3)2n -2=2×3n -1+(a -3)2n -2,a n +1-a n =4×3n -1+(a -3)2n -2=2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3.当n≥2时,a n +1≥a n ⇒12⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a -3≥0⇒a ≥-9. 又a 2=a 1+3>a 1,综上,所求的a 的取值范围是[-9,3)∪(3,+∞).1. 数列中的数的有序性是数列定义的灵魂,要注意辨析数列的项和数集中元素的异同,数列可以看成是一个定义域为正整数集或其子集的函数,因此在研究数列问题时,既要注意函数方法的普遍性,又要注意数列方法的特殊性.2. 根据所给数列的前几项求其通项,需要仔细观察分析,抓住特征:分式中分子、分母的独立特征,相邻项变化的特征,拆项后的特征,各项的符号特征和绝对值特征,并由此进行归纳、联想.3. 通项a n 与其前n 项和S n 的关系是一个十分重要的考点,运用时不要忘记讨论a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1),S n -S n -1(n≥2).[备课札记]第2课时等差数列(对应学生用书(文)、(理)84~85页)理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项和公式,能在具体的问题情境中用等差数列的有关知识解决相应的问题.① 理解等差数列的概念.②掌握等差数列的通项公式与前n项和公式.③理解等差中项的概念,掌握等差数列的性质.1. (必修5P47习题5改编)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=2,S3=12,则a6=________.答案:12解析:设等差数列{a n}的公差为d,由题意知,3×2+3d=12,得d=2,则a6=2+(6-1)×2=12.2. (必修5P48习题7改编)在等差数列{a n}中,(1) 已知a4+a14=2,则S17=________;(2) 已知S11=55,则a6=________;(3) 已知S8=100,S16=392,则S24=________.答案:(1) 17 (2) 5 (3) 876解析:(1) S17=17(a1+a17)2=17(a4+a14)2=17.(2) S11=11(a1+a11)2=11×2a62=55,∴ a6=5.(3) S8,S16-S8,S24-S16成等差数列,∴ 100+S24-392=2×(392-100),∴ S24=876.3. (必修5P44练习6改编)设S n为等差数列{a n}的前n项和,已知S5=5,S9=27,则S7=________.答案:14解析:由S5=(a1+a5)×52=2a3×52=5a3=5,得a3=1.由S9=(a1+a9)×92=2a5×92=9a5=27,得a5=3.从而S7=(a1+a7)×72=(a3+a5)×72=4×72=14.4. (必修5P48习题11改编)已知数列{a n}为等差数列,若a1=-3,11a5=5a8,则使其前n项和S n取最小值的n=________.答案:2解析:∵ a1=-3,11a5=5a8,∴ d=2,∴ S n=n2-4n=(n-2)2-4,∴当n=2时,S n最小.5. (必修5P43例2改编)在等差数列{a n}中,已知d=12,a n=32,S n=-152,则a1=________.答案:-3解析:由题意,得⎩⎨⎧a1+322×n=-152①,a1+(n-1)×12=32②,由②得a 1=-12n +2,代入①得n 2-7n -30=0,∴ n =10或n =-3(舍去),∴ a 1=-3.1. 等差数列的定义 (1) 文字语言:如果一个数列从第二项起,每一项减去它的前一项所得的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.(2) 符号语言:a n +1-a n =d(n∈N *). 2. 等差数列的通项公式若等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则其通项公式为a n =a 1+(n -1)d . 推广:a n =a m +(n -m)d. 3. 等差中项如果三个数a ,A ,b 成等差数列,则A 叫a 和b 的等差中项,且有A =a +b2.4. 等差数列的前n 项和公式(1) S n =na 1+n (n -1)2d .(2) S n =n (a 1+a n )2.5. 等差数列的性质(1) 等差数列{a n }中,对任意的m ,n ,p ,q ∈N *,若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q .特殊的,若m +n =2p ,则a m +a n =2a p .(2) 等差数列{a n }中,依次每m 项的和仍成等差数列,即S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍成等差数列.6. 当项数为2n(n∈N +),则S 偶-S 奇=nd ,S 偶S 奇=a n +1a n;当项数为2n -1(n∈N +),则S 奇-S 偶=a n ,S 偶S 奇=n -1n., 1 数列中的基本量的计算), 1) (1) 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,S 8=4a 3,a 7=-2,则a 9=__________;(2) 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 3=6,S 4=12,则S 6=__________. 答案:(1) -6 (2) 30解析:(1) 设公差为d ,则8a 1+28d =4a 1+8d ,即a 1=-5d ,a 7=a 1+6d =-5d +6d =d =-2,所以a 9=a 7+2d =-6.(2) 设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由S 3=6,S 4=12,可得⎩⎪⎨⎪⎧S 3=3a 1+3d =6,S 4=4a 1+6d =12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=0,d =2,即S 6=6a 1+15d =30. 变式训练(1) 已知{a n }是公差不为0 的等差数列,S n 是其前n 项和,若a 2a 3=a 4a 5,S 9=1,则a 1的值是________;(2) 设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 2=7,S 7=-7,则a 7的值为________.答案:(1) -527(2) -13解析:(1) 设等差数列{a n }的公差为d(d≠0). ∵ a 2a 3=a 4a 5,S 9=1,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+d )(a 1+2d )=(a 1+3d )(a 1+4d ),9a 1+9×82d =1,解得a 1=-527.(2) 设等差数列{a n }的公差为d.∵ a 2=7,S 7=-7,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧a 2=a 1+d =7,S 7=7a 1+7×62d =-7,解方程组可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=11,d =-4, ∴ a 7=a 1+6d =11-6×4=-13., 2 判断或证明一个数列是否是等差数列), 2) 已知数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且满足2S n =a 2n +n -4.(1) 求证:{a n }为等差数列; (2) 求{a n }的通项公式.(1) 证明:当n =1时,有2a 1=a 21+1-4,即a 21-2a 1-3=0,解得a 1=3或a 1=-1(舍去).当n≥2时,有2S n -1=a 2n -1+n -5.又2S n =a 2n +n -4,两式相减得2a n =a 2n -a 2n -1+1,即a 2n -2a n +1=a 2n -1,也即(a n -1)2=a 2n -1,因此a n -1=a n -1或a n -1=-a n -1.若a n -1=-a n -1,则a n +a n -1=1,而a 1=3,所以a 2=-2,这与数列{a n }的各项均为正数相矛盾,所以a n -1=a n -1,即a n -a n -1=1,因此{a n }为等差数列.(2) 解:由(1)知a 1=3,d =1,所以数列{a n }的通项公式a n =3+(n -1)×1=n +2,即a n =n +2.变式训练已知数列{a n }满足:a 1=2,a n +1=3a n +3n +1-2n.设b n =a n -2n3n .(1) 证明:数列{b n }为等差数列; (2) 求数列{a n }的通项公式.(1) 证明:∵ b n +1-b n =a n +1-2n +13n +1-a n -2n 3n =3a n +3n +1-2n -2n +13n +1-3a n -3·2n3n +1=1, ∴ 数列{b n }为等差数列.(2) 解:∵ b 1=a 1-23=0,∴ b n =n -1,∴ a n =(n -1)·3n +2n.备选变式(教师专享)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足:a n +2S n S n -1=0(n ≥2,n ∈N *),a 1=12,判断⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 与{a n }是否为等差数列,并说明你的理由.解:因为a n =S n -S n -1(n≥2),又a n +2S n S n -1=0, 所以S n -S n -1+2S n S n -1=0(n≥2),所以1S n -1S n -1=2(n≥2).因为S 1=a 1=12,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以2为首项,2为公差的等差数列.所以1S n =2+(n -1)×2=2n ,故S n =12n.所以当n≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=-12n (n -1),所以a n +1=-12n (n +1),而a n +1-a n =-12n (n +1)--12n (n -1)=-12n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n -1=1n (n -1)(n +1). 所以当n≥2时,a n +1-a n 的值不是一个与n 无关的常数,故数列{a n }不是一个等差数列.综上可知,⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列,{a n }不是等差数列., 3 等差数列的性质), 3) (1) 已知{a n }是等差数列,{S n }是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________;(2) 在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________;(3) 已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 答案:(1) 20 (2) 10 (3) 60解析:(1) 由S 5=10得a 3=2,因此2-2d +(2-d)2=-3⇒d =3,a 9=2+3×6=20. (2) 因为{a n }是等差数列,所以a 3+a 7=a 4+a 6=a 2+a 8=2a 5,a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=25,即a 5=5,a 2+a 8=2a 5=10.(3) 因为S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列,且S 10=10,S 20=30,S 20-S 10=20, 所以2×20=10+S 30-30,所以S 30=60. 变式训练(1) 设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若2a 8=6+a 11,则S 9的值等于__________; (2) 设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9=__________. 答案:(1) 54 (2) 45 解析:(1) 根据题意及等差数列的性质,知2a 8-a 11=a 5=6,根据等差数列的求和公式,知S 9=a 1+a 92×9=2a 52×9=6×9=54.(2) 由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,则a 7+a 8+a 9=45.备选变式(教师专享)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 5=3,S 10=40,求nS n 的最小值. 解:设等差数列{a n }的公差为d.∵ a 5=3,S 10=40,∴ a 1+4d =3,10a 1+10×92d =40,解得a 1=-5,d =2.∴ S n =-5n +n (n -1)2×2=n 2-6n ,则nS n =n 2(n -6).n ≤5时,nS n <0;n≥6时,nS n ≥0.可得n =4时,nS n 取得最小值-32., 4 等差数列中的最值问题), 4) (1) 若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,当n 取何值时,{a n }的前n 项和最大?(2) 已知数列{a n }为等差数列.若a 7a 6<-1,且{a n }的前n 项和S n 有最大值,求使S n >0时n 的最大值.(3) 在等差数列{a n }中,a 1>0,公差d<0,a 5=3a 7,其前n 项和为S n ,求S n 取得最大值时n 的值.解:(1) 由等差数列的性质,得a 7+a 8+a 9=3a 8,a 8>0.又a 7+a 10<0,∴ a 8+a 9<0,∴ a 9<0,∴ S 8>S 7,S 8>S 9,故数列{a n }的前8项和最大.(2) ∵ a 7a 6<-1,且S n 有最大值,∴ a 6>0,a 7<0,且a 6+a 7<0,∴ S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6>0,S 12=12(a 1+a 12)2=6(a 6+a 7)<0,∴ 使S n >0的n 的最大值为11.(3) 在等差数列{a n }中,a 1>0,公差d<0.∵ a 5=3a 7,∴ a 1+4d =3(a 1+6d),∴ a 1=-7d ,∴ S n =n(-7d)+n (n -1)2d =d 2(n 2-15n),∴ n =7或8时,S n 取得最大值. 备选变式(教师专享)已知在等差数列{a n }中,a 1=31,S n 是它的前n 项和,S 10=S 22. (1) 求S n ;(2) 这个数列的前多少项的和最大,并求出这个最大值. 解:(1) ∵ S 10=a 1+a 2+…+a 10,S 22=a 1+a 2+…+a 22,S 10=S 22,∴ a 11+a 12+…+a 22=0,12(a 11+a 22)2=0,即a 11+a 22=2a 1+31d =0.又a 1=31,∴ d =-2,∴ S n =na 1+n (n -1)2d =31n -n(n -1)=32n -n 2.(2) (解法1)由(1)知S n =32n -n 2,∴ 当n =16时,S n 有最大值,S n 的最大值是256.(解法2)由S n =32n -n 2=n(32-n),欲使S n 有最大值,应有1<n<32,从而S n ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫n +32-n 22=256,当且仅当n =32-n ,即n =16时,S n 有最大值256.1. (2016·北京卷)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 3+a 5=0,则S 6=__________.答案:6解析:设等差数列{a n }的公差为d.因为a 3+a 5=0,所以6+2d +6+4d =0,解得d =-2,所以S 6=6×6+6×52×(-2)=36-30=6.2. (2017·南京、盐城一模)已知数列{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 4+a 5+a 6=21,则S 9=________.答案:63解析:由a 4+a 5+a 6=21得a 5=7,所以S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=63.3. 已知公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n .若S 5S 3=3,则a 5a 3的值为__________.答案:179解析:S 5S 3=a 1×5+12×5×4da 1×3+12×3×2d=5a 1+10d 3a 1+3d =3,则d =4a 1,则a 5a 3=a 1+4d a 1+2d =17a 19a 1=179.4. (2017·南通、泰州三调)设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若公差d =2,a 5=10,则S 10的值是________.答案:110解析:∵ a 5=a 1+4d =a 1+8=10,∴ a 1=2,∴ S 10=10a 1+10×92d =110.5. (2017·南通一模)《九章算术》中的“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则该竹子最上面一节的容积为________升.答案:1322解析:设最上面一节的容积为a 1,由题设知⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+4×32d =3,⎝ ⎛⎭⎪⎫9a 1+9×82d -⎝ ⎛⎭⎪⎫6a 1+6×52d =4,解得a 1=1322.1. (2017·新课标Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,S 4=10,则=________.答案:2nn +1解析:设等差数列的首项为a 1,公差为d ,由题意有⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =3,4a 1+4×32d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1, 数列的前n 项和S n =na 1+n (n -1)2d =n×1+n (n -1)2×1=n (n +1)2.裂项有:1S k =2k (k +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1k +1,据此,2. 设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则a n =________.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2 解析:由已知得a n +1=S n +1-S n =S n +1·S n ,两边同时除以S n +1·S n ,得1S n +1-1S n=-1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,则1S n =-1-(n -1)=-n ,所以S n =-1n .则当n =1时,a 1=-1;当n≥2时,a n =S n -S n -1=-1n +1n -1=1n (n -1),所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2.(或直接带入a n +1=S n S n +1,但要注意分类讨论) 3. 已知等差数列{a n }的首项为1,公差为2,若a 1a 2-a 2a 3+a 3a 4-a 4a 5+…-a 2n a 2n +1≥tn 2对n∈N *恒成立,则实数t 的取值范围是__________.答案:(-∞,-12]解析:a 1a 2-a 2a 3+a 3a 4-a 4a 5+…-a 2n a 2n +1=a 2(a 1-a 3)+a 4(a 3-a 5)+…+a 2n (a 2n -1-a 2n +1)=-4(a 2+a 4+…+a 2n )=-4×a 2+a 2n 2×n =-8n 2-4n ,所以-8n 2-4n ≥tn 2,所以t≤-8-4n 对n∈N *恒成立,t ≤-12. 4. (2017·南京、盐城二模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n },{c n }满足(n +1)b n=a n +1-S n n ,(n +2)c n =a n +1+a n +22-S n n,其中n∈N *.(1) 若数列{a n }是公差为2的等差数列,求数列{c n }的通项公式;(2) 若存在实数λ,使得对一切n∈N *,有b n ≤λ≤c n ,求证:数列{a n }是等差数列.(1) 解:∵ 数列{a n }是公差为2的等差数列,∴ a n =a 1+2(n -1),S nn=a 1+n -1.∴ (n +2)c n =a 1+2n +a 1+2(n +1)2-(a 1+n -1)=n +2,解得c n =1.(2) 证明:由(n +1)b n =a n +1-S nn,可得n(n +1)b n =na n +1-S n ,(n +1)(n +2)b n +1=(n+1)a n +2-S n +1,两式相减可得a n +2-a n +1=(n +2)b n +1-nb n ,可得(n +2)c n =a n +1+a n +22-S n n =a n +1+a n +22-[a n +1-(n +1)b n ]=a n +2-a n +12+(n +1)b n =(n +2)b n +1-nb n 2+(n +1)b n =n +22(b n +b n +1),因此c n =12(b n +b n +1).∵ b n ≤λ≤c n ,∴ λ≤c n =12(b n +b n +1)≤λ,故b n =λ,c n =λ.∴ (n +1)λ=a n +1-S n n ,(n +2)λ=12(a n +1+a n +2)-S nn,相减可得12(a n +2-a n +1)=λ,即a n +2-a n +1=2λ(n≥2).又2λ=a 2-S 11=a 2-a 1,则a n +1-a n =2λ(n≥1),∴ 数列{a n }是等差数列.1. 等差数列问题,首先应抓住a 1和d ,通过列方程组来解,其他也就迎刃而解了.但若恰当地运用性质,可以减少运算量.2. 等差数列的判定方法有以下几种:① 定义法:a n +1-a n =d(d 为常数);② 等差中项法:2a n +1=a n +a n +2;③ 通项公式法:a n =pn +q(p ,q 为常数);④前n 项和公式法:S n=An 2+Bn(A ,B 为常数).3. 注意设元,利用对称性,减少运算量.4. 解答某些数列问题,有时不必(有时也不可能)求出某些具体量的结果,可采用整体代换的思想.[备课札记]第3课时等比数列(对应学生用书(文)、(理)86~87页)理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n项和公式,并能用有关知识解决相应的问题.① 理解等比数列的概念.②掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.③理解等比中项的概念,掌握等比数列的性质.1. (必修5P61习题2改编)设S n是等比数列{a n}的前n项和,若a1=1,a6=32,则S3=________.答案:7解析:q5=a6a1=32,q=2,S3=1×(1-23)1-2=7.2. 若-1,x,y,z,-3成等比数列,则y的值为________.答案:- 3解析:由等比中项知y2=3,∴ y=± 3.又∵ y与-1,-3符号相同,∴ y=- 3.3. (必修5P54习题10改编)等比数列{a n}中,a1>0,a2a4+2a3a5+a4a6=36,则a3+a5=________.答案:6解析:a2a4+2a3a5+a4a6=(a3+a5)2=36.又a1>0,∴ a3,a5>0,∴ a3+a5=6.4. (必修5P61习题3改编)在等比数列{a n}中,a3=7,前3项和S3=21,则公比q=________.答案:1或-12解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a1q2=7,a1+a1q+a1q2=21,化简得1+q+q2q2=3.整理得2q2-q-1=0,解得q =1或q=-12.5. (必修5P56例2改编)设等比数列{a n}的前n项和为S n.若S2=3,S4=15,则S6=________.答案:63解析:设等比数列{a n}的首项为a1,公比为q,易知q≠1,根据题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a1(1-q2)1-q=3,a1(1-q4)1-q=15,解得q2=4,a11-q=-1,所以S6=a1(1-q6)1-q=(-1)(1-43)=63.1. 等比数列的概念(1) 文字语言:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列.(2) 符号语言:a n+1a n=q(n∈N*,q是等比数列的公比).2. 等比数列的通项公式设{a n }是首项为a 1,公比为q 的等比数列,则第n 项a n =a 1q n -1.推广:a n =a m q n -m. 3. 等比中项若a ,G ,b 成等比数列,则G 为a 和b 的等比中项且G 4. 等比数列的前n 项和公式 (1) 当q =1时,S n =na 1.(2) 当q≠1时,S n =a 1(1-q n)1-q =a 1-a n q1-q.5. 等比数列的性质(1) 等比数列{a n }中,对任意的m ,n ,p ,q ∈N *,若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q .特殊的,若m +n =2p ,则a m a n =a 2p .(2) 等比数列{a n }中,依次每m 项的和(非零)仍成等比数列,即S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍成等比数列,其公比为q m(q≠-1).(其中S m ≠0)[备课札记], 1 等比数列的基本运算), 1) (1) 设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=________;(2) 等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________;(3) 设等比数列{a n }的前n 项和为S n .若27a 3-a 6=0,则S 6S 3=________.答案:(1) -8 (2) 32 (3) 28解析:(1) 设等比数列的公比为q ,很明显q≠-1,结合等比数列的通项公式和题意可得方程组⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=a 1(1+q )=-1 ①,a 1-a 3=a 1(1-q 2)=-3 ②,由②除以①可得q =-2 ,代入①可得a 1=1, 由等比数列的通项公式可得a 4=a 1q 3=-8.(2) 当q =1时,显然不符合题意;当q≠1时,⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q 3)1-q =74,a 1(1-q 6)1-q =634,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=14,q =2,则a 8=14×27=32. (3) 设等比数列的公比为q ,首项为a 1,则a 6a 3=q 3=27.S 6S 3=a 1+a 2+…+a 6a 1+a 2+a 3=1+a 4+a 5+a 6a 1+a 2+a 3=1+q 3+q 4+q 51+q +q 2=1+q 3=28. 变式训练(1) 在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是________; (2) 设等比数列{a n }满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2a 3…a n 的最大值为________. 答案:(1) 4 (2) 64解析:(1) 设等比数列{a n }的公比为q ,由a 2=1,a 8=a 6+2a 4得q 6=q 4+2q 2,q 4-q 2-2=0,解得q 2=2,则a 6=a 2q 4=4.(2) 因为a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,所以公比q =a 2+a 4a 1+a 3=12,所以a 1+a 1×14=10⇒a 1=8,a 1a 2a 3…a n =8n ⎝ ⎛⎭⎪⎫121+2+…+n -1=23n·2-n (n -1)2=23n -n (n -1)2=2-n 2+7n2 ,所以当n =3或4时,取最大值64., 2 等比数列的判定与证明), 2) 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,3S n =a n -1(n∈N *). (1) 求a 1,a 2;(2) 求证:数列{a n }是等比数列; (3) 求a n 和S n .(1) 解:由3S 1=a 1-1,得3a 1=a 1-1,所以a 1=-12.又3S 2=a 2-1,即3a 1+3a 2=a 2-1,得a 2=14.(2) 证明:当n≥2时,a n =S n -S n -1=13(a n -1)-13(a n -1-1),得a n a n -1=-12,所以{a n }是首项为-12,公比为-12的等比数列.(3) 解:由(2)可得a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n,S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-13⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n .备选变式(教师专享)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =4a n -3(n ∈N *). (1) 求证:数列{a n }是等比数列;(2) 若数列{b n }满足b n +1=a n +b n (n∈N *),且b 1=2,求数列{b n }的通项公式.(1) 证明:依题意S n =4a n -3(n∈N *), 当n =1时,a 1=4a 1-3,解得a 1=1.因为S n =4a n -3,则S n -1=4a n -1-3(n≥2), 所以当n≥2时,a n =S n -S n -1=4a n -4a n -1,整理得a n =43a n -1.又a 1=1≠0,所以{a n }是首项为1,公比为43的等比数列.(2) 解:由(1)知a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1, 由b n +1=a n +b n (n∈N *),得b n +1-b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1.可得b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=2+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -11-43=3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1(n≥2).当n =1时也满足,所以数列{b n }的通项公式为b n =3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1(n∈N *)., 3 等比数列的性质), 3) 已知等比数列{a n }的各项均为正数,且满足a 1a 9=4,则数列{log 2a n }的前9项之和为________.答案:9解析:∵ a 1a 9=a 25=4,∴ a 5=2,∴ log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 9=log 2(a 1a 2…a 9)=log 2a 95=9log 2a 5=9. 变式训练(1) 各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=2,S 30=14,则S 40=________;(2) 等比数列{a m }的前n 项积为T n (n∈N *),已知a m -1a m +1-2a m =0,且T 2m -1=128,则m =________.答案:(1) 30 (2) 4解析:(1) 依题意有S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30仍成等比数列,2·(14-S 20)=(S 20-2)2,得S 20=6.所以S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30,即为2,4,8,16,所以S 40=S 30+16=30.(2) 因为{a m }为等比数列,所以a m -1·a m +1=a 2m .又由a m -1·a m +1-2a m =0,得a m =2.则T 2m -1=a 2m -1m,所以22m -1=128,m =4. , 4 等比数列的应用), 4) 设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2. (1) 设b n =a n +1-2a n ,求证:数列{b n }是等比数列; (2) 求数列{a n }的通项公式.(1) 证明: 由a 1=1及S n +1=4a n +2, 得a 1+a 2=S 2=4a 1+2.∴ a 2=5,∴ b 1=a 2-2a 1=3. 又⎩⎪⎨⎪⎧S n +1=4a n +2 ①,S n =4a n -1+2(n≥2) ②, ①-②,得a n +1=4a n -4a n -1, ∴ a n +1-2a n =2(a n -2a n -1). ∵ b n =a n +1-2a n ,∴ b n =2b n -1,故{b n }是首项b 1=3,公比为2的等比数列.(2) 解:由(1)知b n =a n +1-2a n =3·2n -1, ∴ a n +12n +1-a n 2n =34. 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为12,公差为34的等差数列.∴ a n 2n =12+(n -1)·34=3n -14, 故a n =(3n -1)·2n -2. 备选变式(教师专享)已知数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+2n ,数列{b n }的前n 项和T n =2-b n . (1) 求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2) 设c n =a 2n ·b n ,证明:当且仅当n≥3时,c n +1<c n .(1) 解:a 1=S 1=4,当n≥2时,a n =S n -S n -1=2n(n +1)-2(n -1)n =4n.又a 1=4适合上式,∴ a n =4n(n∈N *).将n =1代入T n =2-b n ,得b 1=2-b 1,∴ T 1=b 1=1. 当n≥2时,T n -1=2-b n -1,T n =2-b n , ∴ b n =T n -T n -1=b n -1-b n ,∴ b n =12b n -1,∴ b n =21-n.(2) 证明:(证法1)由c n =a 2n ·b n =n 2·25-n, 得c n +1c n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n 2. 当且仅当n≥3时,1+1n ≤43<2,即c n +1<c n .(证法2)由c n =a 2n ·b n =n 2·25-n,得c n +1-c n =24-n [(n +1)2-2n 2]=24-n [-(n -1)2+2]. 当且仅当n≥3时,c n +1-c n <0,即c n +1<c n .1. (2017·南京、盐城二模)记公比为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若a 1=1,S 4-5S 2=0,则S 5的值为________.答案:31解析:若等比数列的公比等于1,由a 1=1,得S 4=4,5S 2=10,与题意不符.设等比数列的公比为q(q≠1),由a 1=1,S 4=5S 2,得a 1(1-q 4)1-q =5a 1(1+q),解得q =±2.∵ 数列{a n }的各项均为正数,∴ q =2.则S 5=1-251-2=31.2. (2017·苏北四市三模)在公比为q ,且各项均为正数的等比数列{a n }中,S n 为{a n }的前n 项和.若a 1=1q2,且S 5=S 2+2,则q 的值为________.答案:5-12解析:由题意可知q≠1,又S 5=S 2+2,即a 1(1-q 5)1-q =a 1(1-q 2)1-q +2,∴ q 3-2q +1=0,∴ (q -1)(q 2+q -1)=0.又q>0,且q≠1,∴ q =5-12. 3. (2017·苏锡常镇二模)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比q =3,S 3+S 4=533,则a 3=________.答案:3解析:∵ 等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比q =3,S 3+S 4=533,∴ a 1(33-1)3-1+a 1(34-1)3-1=533,解得a 1=13.则a 3=13×32=3.4. (2017·南通四模)已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=4,a 3=10.若{a n +1-a n }是等比数列,则∑i =1na i =________.答案:3×2n-2n -3解析:a 2-a 1=4-1=3,a 3-a 2=10-4=6,∵ {a n +1-a n }是等比数列,∴ 首项为3,公比为2,∴ a n +1-a n =3×2n -1,∴ a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+3+3×2+…+3×2n -2=1+3×2n -1-12-1=3×2n -1-2.则∑i =1na i =3×2n-12-1-2n =3×2n-2n -3.1. (2017·新课标Ⅰ)几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N :N>100且该数列的前N 项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是________.答案:440解析:由题意得,数列如下: 1, 1,2, 1,2,4, …1,2,4,…,2k -1,…则该数列的前1+2+…+k =k (k +1)2项和为S ⎝ ⎛⎭⎪⎫k (k +1)2=1+(1+2)+…+(1+2+…+2k -1)=2k +1-k -2,要使k (k +1)2>100,有k≥14,此时k +2<2k +1,所以k +2是之后的等比数列1,2,…,2k +1的部分和,即k +2=1+2+…+2t -1=2t-1,所以k =2t -3≥14,则t≥5,此时k =25-3=29,对应满足的最小条件为N =29×302+5=440.2. 已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=λa 2n +μa n +4a n +2,其中n∈N *,λ,μ为非零常数.(1) 若λ=3,μ=8,求证:{a n +1}为等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2) 若数列{a n }是公差不等于零的等差数列,求实数λ,μ的值.(1) 证明:当λ=3,μ=8时,a n +1=3a 2n +8a n +4a n +2=3a n +2,化为a n +1+1=3(a n +1),∴ {a n +1}为等比数列,首项为2,公比为3.∴ a n +1=2×3n -1,可得a n =2×3n -1-1. (2) 解:设a n =a 1+(n -1)d =dn -d +1.由a n +1=λa 2n +μa n +4a n +2,可得a n +1(a n +2)=λa 2n +μa n +4,∴ (dn -d +3)(dn +1)=λ(dn-d +1)2+μ(dn-d +1)+4. 令n =1,2,3,解得λ=1,μ=4,d =2. 经过检验满足题意,∴ λ=1,μ=4.3. 已知各项不为零的数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S n =pa n a n +1(n∈N *),p ∈R . (1) 若a 1,a 2,a 3成等比数列,求实数p 的值;(2) 若a 1,a 2,a 3成等差数列,求数列{a n }的通项公式.解:(1) 当n =1时,a 1=pa 1a 2,a 2=1p ;当n =2时,a 1+a 2=pa 2a 3,a 3=a 1+a 2pa 2=1+1p .由a 22=a 1a 3得a 1a 3=1p 2,即p 2+p -1=0,解得p =-1±52.(2) 由2a 2=a 1+a 3得p =12,故a 2=2,a 3=3,所以S n =12a n a n +1,当n≥2时,a n =S n -S n -1=12a n a n +1-12a n -1a n .因为a n ≠0,所以a n +1-a n -1=2,故数列{a n }的所有奇数项组成以1为首项2为公差的等差数列,其通项公式是a n =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫n +12-1×2=n.同理,数列{a n}的所有偶数项组成以2为首项2为公差的等差数列,其通项公式是a n =2+⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2-1×2=n ,所以数列{a n }的通项公式是a n =n.4. 已知数列{a n }的首项a 1=2a +1(a 是常数,且a≠-1),a n =2a n -1+n 2-4n +2(n≥2),数列{b n }的首项b 1=a ,b n =a n +n 2(n≥2).(1) 求证:{b n }从第2项起是以2为公比的等比数列;(2) 设S n 为数列{b n }的前n 项和,且{S n }是等比数列,求实数a 的值; (3) 当a>0时,求数列{a n }的最小项.(1) 证明:∵ b n =a n +n 2,∴ b n +1=a n +1+(n +1)2=2a n +(n +1)2-4(n +1)+2+(n +1)2=2a n +2n 2=2b n (n≥2).。

人教版高中总复习一轮数学精品课件 第5章 数列 5.1 数列的概念

人教版高中总复习一轮数学精品课件 第5章 数列 5.1 数列的概念
知的n用n-1代替,两式作差,转化为项之间的关系再求解;若求和,则直接利
用an=Sn-Sn-1(n≥2,n∈N*)将已知转化为和之间的关系再求解.
对点训练2
(1)已知数列{an}的前n项和为Sn=n2-2n+2,则数列{an}的通项公式
1, = 1,
an= 2-3, ≥ 2.
当n=1时,a1=S1=1;
解析法
列出表格来表示数列{an}的第 n 项与序号 n 之间的关系
在平面直角坐标系中,数列的图象是一系列横坐标为正整数的
孤立的点(n,an)
将数列用一个数学式子表示出来的方法叫做解析法,可用通项
公式或其他式子表示数列
5.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来
1 021
2 042
2 042
A.-1 022
B.1 022
C.2 043
D.-2 043
由题意,记该数列为{an},显然,正负项间隔出现,偶数项为负;每项都是分数,分
子比分母小 1,分子是偶数构成的数列,即分子是 2n,所以分母是 2n+1,故该
2
数列的通项公式为 an=(-1)
,
2+1
2×1 021
来表示,那么这个式子叫做这个数列的前n项和公式.
1 , = 1,
显然 S1=a1,而 Sn-1=a1+a2+…+an-1(n≥2),于是我们有 an= - , ≥ 2.
-1
【知识巩固】
1.下列说法正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)所有数列的第n项都能使用通项公式表示.( × )
(2)数列{an}和集合{a1,a2,a3,…,an}是一回事.( × )

高考数学一轮复习第5章平面向量第1节平面向量的概念及线性运算课件理新人教A版

高考数学一轮复习第5章平面向量第1节平面向量的概念及线性运算课件理新人教A版

[最新考纲] 1.了解向量的实际背景. 2.理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义. 3.理解向量的几何表示. 4.掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义. 5.掌握向量数乘的运算及其几何意义,理解两个向量共线的含义. 6.了解向量线性运算的性质及其几何意义.
[考情分析]
[核心素养]
平面向量的相关概念,平面向量的线性运算,共线向 1.数学运算
量定理及其应用仍是 2021 年高考考查的热点,题型仍将是 2.直观想象
选择题与填空题,分值为 5 分.
1
课 前 ·基 础 巩 固
‖知识梳理‖ 1.向量的有关概念 (1)向量:既有大小又有 1 __方__向_____的量叫做向量,向量的大小叫做向量的 2 _____模____. (2)零向量:长度为 3 ___0______的向量,其方向是任意的. (3)单位向量:长度等于 4 _1_个__单__位___的向量.
(2)∵ka+b 与 a+kb 共线, ∴存在实数 λ,使 ka+b=λ(a+kb),即(k-λ)a=(λk-1)b. 又 a,b 是两个不共线的非零向量, ∴kλk--λ=1=0,0. ∴k2-1=0.∴k=±1.
|变式探究| 1.若将本例(1)中“B→C=2a+8b”改为“B→C=a+mb”,则 m 为何值时,A,B,D 三点共线? 解:B→D=B→C+C→D=(a+mb)+3(a-b)=4a+(m-3)b, 若 A,B,D 三点共线,则存在实数 λ,使B→D=λA→B, 即 4a+(m-3)b=λ(a+b),∴4m=-λ3,=λ,解得 m=7. 故当 m=7 时,A,B,D 三点共线.
法则(或几何意义)
运算律
交换律:a+b= 8 __b_+__a____;
结 合 律 : (a + b) + c = 9 _a_+__(b_+__c_)_

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第五章数列5_5数列的综合应用课件文新人教A版

(新课标)2020年高考数学一轮总复习第五章数列5_5数列的综合应用课件文新人教A版

3.掌握数列与函数、不等 查求通项,第二问考查求和,并与不等
式的综合问题.
式、函数、最值等问题综合.
考点一|等差、等比数列的综合问题 (方法突破) 【例 1】 (2016·高考北京卷)已知{an}是等差数列,{bn}是等比数列,且 b2=3,b3 =9,a1=b1,a14=b4. (1)求{an}的通项公式; (2)设 cn=an+bn,求数列{cn}的前 n 项和.
=34-12n+1 1+n+1 2. ∵Tn+1-Tn=n+11n+3>0, ∴数列{Tn}单调递增, ∴{Tn}中的最小项为 T1=13.
考点三|数列与不等式综合问题 (能力突破) 【例 3】 等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且满足 a1+a7=-9,S9=-929. (1)求数列{an}的通项公式; (2)设 bn=21Sn,数列{bn}的前 n 项和为 Tn,求证:Tn>-34.
[解析] (1)设数列{an}的公差为 d, 2a1+6d=-9,

考点二|数列的实际应用 (思维突破) 【例 2】 为了加强环保建设,提高社会效益和经济效益,长沙市计划用若干时间 更换一万辆燃油型公交车,每更换一辆新车,则淘汰一辆旧车,替换车为电力型 和混合动力型车.今年初投入了电力型公交车 128 辆,混合动力型公交车 400 辆; 计划以后电力型车每年的投入量比上一年增加 50%,混合动力型车每年比上一年 多投入 a 辆. (1)求经过 n 年,该市被更换的公交车总数 S(n); (2)若该市计划 7 年内完成全部更换,求 a 的最小值.
跟踪训练 (1)已知等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,a3=5,S8=64. ①求数列{an}的通项公式; ②证明:Sn1-1+Sn1+1>S2n(n≥2,n∈N*). 解析:①设等差数列{an}的首项为 a1,公差为 d, 则aS38= =a81a+1+2d28=d5=,64, 解得 a1=1,d=2. 故数列{an}的通项公式为 an=2n-1.

高考总复习一轮数学精品课件 第5章 三角函数、解三角形 第4节 三角恒等变换

高考总复习一轮数学精品课件 第5章 三角函数、解三角形 第4节 三角恒等变换
2.cos2α-sin2α=(cos α+sin α)(cos α-sin α).

3.sin α±cos α= 2sin(α± ).
4
4.函数 y=asin ωx±bcos ωx 的最大值是 2 + 2 ,最小值是- 2 + 2 ,最小正
2
周期为 .
|ω|
自主诊断
题组一 思考辨析(判断下列结论是否正确,正确的画“ ”,错误的画“×”)
π 7π
π 7π
D,x∈(4 , 12)时,2x∈(2 , 6 ),f(x)不单调,故 D 错误.故选 C.
研考点
精准突破
考点一
三角函数式的化简
2 18°×(3 2 9°- 2 9°-1)
例 1(1)(2024·重庆模拟)式子
化简的结果为
6°+ 3 6°
1
A.
B.1
C. 3 或- 3
2
D. 3
解析 因为 tan α,tan β 是方程 x2+3 3x+4=0 的两根,
所以 tan α+tan β=-3 3,tan αtan β=4,所以
tan+tan
tan(α+β)=
1-tantan
= 3.
因为 tan α+tan β=-3 3,tan αtan β=4,
1. 1- =

2sin2 .(
× )
2.y=3sin x+4cos x 的最大值是 7.( × )
3.半角的正弦、余弦公式实质就是将倍角的余弦公式逆用得来的.(
θ
4.tan2
=
θ
1+ θ
=
1- θ

2020学年高考数学理一轮复习精选新题和好题归纳总结讲义:第5章 数列 第1讲 Word版含解析

2020学年高考数学理一轮复习精选新题和好题归纳总结讲义:第5章 数列 第1讲 Word版含解析

第五章数列第1讲数列的概念与简单表示法[考纲解读] 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式),并知道数列是自变量为正整数的一类特殊函数.2.掌握数列求通项的几种常用方法:利用S n与a n的关系求通项;利用递推关系求通项.(重点、难点)[考向预测]从近三年高考情况来看,本讲一般不单独命题.预测2020年高考可能与递推数列、等差、等比数列及前n项和综合考查,涉及题型有:①由S n求a n;②由递推关系求a n;③根据a n=f(n)求最值.题型一般为客观题,也可能作为解答题中的一问,试题难度一般不大,属中档题型.1.数列的有关概念2.数列的分类3.数列{a n}的a n与S n的关系(1)数列{a n}的前n项和:S n=a1+a2+…+a n.特别提醒:若当n≥2时求出的a n也适合n=1时的情形,则用一个式子表示a n,否则分段表示.1.概念辨析(1)相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.()(2)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.()(3)若数列用图象表示,则从图象上看都是一群孤立的点.()(4)如果数列{a n}的前n项和为S n,则对∀n∈N*,都有a n+1=S n+1-S n.()答案(1)×(2)√(3)√(4)√2.小题热身(1)已知数列{a n}的通项公式为a n=9+12n,则在下列各数中,不是{a n}的项的是()A.21 B.33 C.152 D.153答案 C解析代n值进行验证,n=1时,A满足;n=2时,B满足;n=12时,D满足.故选C.(2)设数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则a 8的值为( ) A .15 B .16 C .49 D .64 答案 A解析 a 8=S 8-S 7=82-72=15.(3)在数列{a n }中,a 1=1,a n =1+(-1)na n -1(n ≥2),则a 5等于( )A.32B.53C.85D.23 答案 D解析 a 2=1+1a 1=1+1=2,a 3=1+-1a 2=1-12=12,a 4=1+1a 3=1+2=3,a 5=1+-1a 4=1-13=23.(4)数列-11×2,12×3,-13×4,14×5,…的一个通项公式a n =________. 答案 (-1)nn (n +1)(n ∈N *)解析 观察数列可知,分母为以项数与项数加1的乘积形式的数列,分子是常数1的数列,各项的符号正负相间,故可得数列的通项公式a n =(-1)n n (n +1)(n ∈N *).题型 一 知数列前几项求通项公式根据数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式: (1)-1,7,-13,19,…; (2)0.8,0.88,0.888,…;(3)1,0,13,0,15,0,17,0,…; (4)32,1,710,917,….解 (1)符号问题可通过(-1)n 或(-1)n +1表示,其各项的绝对值的排列规律为:后面的数的绝对值总比前面数的绝对值大6,故通项公式为a n =(-1)n (6n -5).(2)将数列变形为89(1-0.1),89(1-0.01),89(1-0.001),…, ∴a n =89⎝ ⎛⎭⎪⎫1-110n .(3)把数列改写成11,02,13,04,15,06,17,08,…,分母依次为1,2,3,…,而分子1,0,1,0,…周期性出现,因此数列的通项可表示为a n =1+(-1)n +12n 或a n =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin n π2n .(4)将数列统一为32,55,710,917,…对于分子3,5,7,9,…,是序号的2倍加1,可得分子的通项公式为b n =2n +1,对于分母2,5,10,17,…联想到数列1,4,9,16,…,即数列{n 2},可得分母的通项公式为c n =n 2+1,所以可得它的一个通项公式为a n =2n +1n 2+1.由前几项归纳数列通项公式的常用方法及具体策略(1)常用方法: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.(2)具体策略:①分式中分子、分母的特征; ②相邻项的变化特征;③各项的符号特征和绝对值特征;④对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系,如举例说明(4).⑤对于符号交替出现的情况,可用(-1)k 或(-1)k +1,k ∈N *处理.如举例说明(1).根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式: (1)23,415,635,863,1099,…; (2)12,14,-58,1316,-2932,6164,…; (3)12,2,92,8,252,…; (4)5,55,555,5555,….解 (1)这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,每一项都是两个相邻奇数的乘积,分子依次为2,4,6,…,相邻的偶数.故所求数列的一个通项公式为a n =2n(2n -1)(2n +1).(2)数列可以改为--12,14,-58,1316,-2932,6164,…,则分母为2n ,分子为2n -3,所以数列的一个通项公式为a n =(-1)n2n -32n .(3)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察.即12,42,92,162,252,…,分子为项数的平方,从而可得数列的一个通项公式为a n =n 22.(4)将原数列改写为59×9,59×99,59×999,…,易知数列9,99,999,…的通项为10n -1,故所求的数列的一个通项公式为a n =59(10n -1).题型 二 由a n 与S n 的关系求通项公式1.已知S n =3n +2n +1,则a n =________. 答案 ⎩⎨⎧6,n =1,2×3n -1+2,n ≥2解析 因为当n =1时,a 1=S 1=6; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +2n +1)-[3n -1+2(n -1)+1]=2·3n -1+2, 由于a 1不适合此式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2×3n -1+2,n ≥2.2.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n =________. 答案 -1n解析 由已知得a n +1=S n +1-S n =S n S n +1, 两边同时除以S n S n +1得1S n -1S n +1=1,即1S n +1-1S n=-1.又∵1S 1=-1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为-1,公差为-1的等差数列,∴1S n=-1+(n -1)×(-1)=-n ,即S n =-1n . 条件探究1 把举例说明2中的条件“a 1=-1,a n +1=S n S n +1”改为“S n =2a n +1”,求a n .解 依题意得S n +1=2a n +1+1,S n =2a n +1, 两式相减得S n +1-S n =2a n +1-2a n ,即a n +1=2a n . 又S 1=2a 1+1=a 1,因此a 1=-1,所以数列{a n }是以a 1=-1为首项,2为公比的等比数列,a n =-2n -1. 条件探究2 把举例说明2中的条件“a 1=-1,a n +1=S n S n +1”改为“S 2=4,a n +1=2S n +1”.求a n .解 因为a n +1=2S n +1,① 所以a 2=2S 1+1,即a 2=2a 1+1.又因为a 1+a 2=S 2=4,所以a 1=1,a 2=3. 当n ≥2时,a n =2S n -1+1,②①-②得a n +1=3a n (n ≥2),又a 2=3a 1,故数列{a n}是以1为首项,3为公比的等比数列,因此a n=3n-1(n∈N*).1.已知S n求a n的三个步骤(1)先利用a1=S1求出a1.(2)用n-1替换S n中的n得到一个新的关系,利用a n=S n-S n-1(n≥2)便可求出当n≥2时a n的表达式.(3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时a n的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.如举例说明1.2.S n与a n关系问题的求解思路根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.(1)利用a n=S n-S n-1(n≥2)转化为只含S n,S n-1的关系式.如举例说明2.(2)利用S n-S n-1=a n(n≥2)转化为只含a n,a n-1的关系式,再求解.如举例说明2的条件探究1,2.1.(2017·全国卷Ⅲ改编)设数列{a n}满足a1+3a2+…+(2n-1)a n=2n,则a n =________.答案22n-1(n∈N*)解析因为a1+3a2+…+(2n-1)a n=2n,故当n≥2时,a1+3a2+…+(2n-3)a n-1=2(n-1).两式相减得(2n-1)a n=2,所以a n=22n-1(n≥2).又由题设可得a1=2,满足上式,从而{a n }的通项公式为a n =22n -1(n ∈N *).2.若数列{a n }的前n 项和为S n 首项a 1>0且2S n =a 2n +a n (n ∈N *).求数列{a n }的通项公式.解 当n =1时,2S 1=a 21+a 1,则a 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a 2n +a n 2-a 2n -1+a n -12,即(a n +a n -1)(a n -a n -1-1)=0⇒a n =-a n -1或a n =a n -1+1, ∴a n =(-1)n -1或a n =n .题型 三 由递推关系求通项公式角度1 形如a n +1=a n +f (n ),求a n1.已知数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,求通项公式a n .解 ∵a n +1=a n +ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,∴a n -a n -1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n -1=ln nn -1(n ≥2), ∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1 =ln n n -1+ln n -1n -2+…+ln 32+ln 2+2=2+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫n n -1·n -1n -2·…·32·2 =2+ln n (n ≥2). 又a 1=2适合上式, 故a n =2+ln n (n ∈N *).角度2 形如a n +1=a n f (n ),求a n2.已知数列{a n }中,a 1=1,a n =n -1n a n -1(n ≥2),求通项公式a n .解 ∵a n =n -1n a n -1(n ≥2), ∴a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1.以上(n -1)个式子相乘得 a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n .当n =1时也满足此等式,∴a n =1n .角度3 形如a n +1=pa n +q ,求a n3.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n +3,求通项公式a n .解 递推公式a n +1=2a n +3可以转化为a n +1-t =2(a n -t ),即a n +1=2a n -t ⇒t =-3.故递推公式为a n +1+3=2(a n +3),令b n =a n +3,则b 1=a 1+3=4,且b n +1bn =a n +1+3a n +3=2.所以{b n }是以b 1=4为首项,2为公比的等比数列,则b n =4×2n -1=2n +1,所以a n =2n +1-3.1.叠加法求通项公式的四步骤2.叠乘法求通项公式的四步骤3.构造法求通项公式的三步骤1.数列{a n }中,a 1=1,a n +1+a n =2n ,则通项公式a n =________. 答案 ⎩⎨⎧n ,n 为奇数,n -1,n 为偶数(n ∈N *)解析 a n +1+a n =2n ,∴a n +2+a n +1=2n +2,故a n +2-a n =2. 即数列{a n }是奇数项与偶数项都是公差为2的等差数列. 当n 为偶数时,a 2=1, 故a n =a 2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2-1=n -1.当n 为奇数时,∵a n +1+a n =2n ,a n +1=n (n +1为偶数),故a n =n . 综上所述,a n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n 为奇数,n -1,n 为偶数(n ∈N *).2.在数列{a n }中,a 1=3,(3n +2)a n +1=(3n -1)a n (n ≥1),则a n =________. 答案63n -1解析 ∵(3n +2)a n+1=(3n -1)a n ,∴a n+1=3n -13n +2a n ,∴a n =3(n -1)-13(n -1)+2·3(n -2)-13(n -2)+2·…·3×2-13×2+2·3-13+2·a 1=3n -43n -1×3n -73n -4×…×58×25×3=63n -1. 3.设{a n }是首项为1的正项数列,且(n +1)·a 2n +1-na 2n +a n +1·a n =0(n =1,2,3,…),则它的通项公式a n =________.答案 1n解析 因为(n +1)a 2n +1-na 2n +a n +1·a n =0, 所以(a n +1+a n )[(n +1)a n +1-na n ]=0. 又因为a n >0,所以a n +1+a n >0, 所以(n +1)a n +1-na n =0, 即a n +1a n =n n +1,n ∈N *.所以a 2a 1=12,a 3a 2=23,a 4a 3=34,…,a n a n -1=n -1n ,以上各式相乘得 a n a 1=12·23·34·…·n -1n =1n .又a 1=1,所以a n =1n . 题型 四 数列的性质及应用1.已知a n =n +0.99n -0.99,那么数列{a n }是( )A .递减数列B .递增数列C .常数列D .摆动数列答案 A解析 a n =n +0.99n -0.99=n -0.99+1.98n -0.99=1+ 1.98n -0.99,因为函数y =1+1.98x -0.99在(0.99,+∞)上是减函数,所以数列{a n }是递减数列.2.(2018·大庆模拟)已知数列{a n }的通项公式a n =(n +2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫67n,则数列{a n }的项取最大值时,n =________.答案 4或5解析 因为a n +1-a n =(n +3)⎝ ⎛⎭⎪⎫67n +1-(n +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫67n=⎝ ⎛⎭⎪⎫67n ⎣⎢⎡⎦⎥⎤6(n +3)7-(n +2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫67n ·4-n 7.当n <4时,a n +1-a n >0,即a n +1>a n ; 当n =4时,a n +1-a n =0,即a n +1=a n ; 当n >4时,a n +1-a n <0,即a n +1<a n . 所以该数列中最大项为第4项和第5项. 3.(2019·大兴一中模拟)数列{a n }满足a n +1= ⎩⎪⎨⎪⎧2a n ,0≤a n ≤12,2a n -1,12<a n <1,a 1=35,则数列的第2019项为________.答案 25解析 ∵a 1=35,∴a 2=2a 1-1=15. ∴a 3=2a 2=25.∴a 4=2a 3=45.∴a 5=2a 4-1=35,a 6=2a 5-1=15,…. ∴该数列的周期为4.∴a 2019=a 3=25.1.判断数列单调性的两种方法(1)作差比较法:a n +1-a n >0⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1-a n <0⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1-a n =0⇔数列{a n }是常数列.(2)作商比较法①当a n >0时,a n +1a n>1⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1a n<1⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1a n=1⇔数列{a n }是常数列.②当a n <0时,a n +1a n>1⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1a n<1⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1a n=1⇔数列{a n }是常数列.2.求数列最大项或最小项的方法(1)可以利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≤a n ,a n ≥a n +1(n ≥2)找到数列的最大项;(2)利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≥a n ,a n ≤a n +1(n ≥2)找到数列的最小项.1.若数列{a n }满足a 1=2,a 2=3,a n =a n -1a n -2(n ≥3且n ∈N *),则a 2019=( )A.32 B .2 C.12 D.23 答案 A解析 因为a 1=2,a 2=3,a n =a n -1a n -2(n ≥3且n ∈N *),所以a 3=a 2a 1=32,a 4=a 3a 2=323=12,a 5=a 4a 3=1232=13,a 6=a 5a 4=1312=23,a 7=a 6a 5=2313=2=a 1,a 8=a 7a 6=223=3=a 2,所以{a n }的周期T =6,所以a 2019=a 6×336+3=a 3=32.2.已知数列{a n }的通项为a n =nn 2+58,则数列{a n }的最大项的值为( )A.1258B.7107C.461 不存在 答案 C解析 a n =n n 2+58=1n +58n,函数y =x +58x 在(0,58)上单调递减,在(58,+∞)上单调递增. 且7<58<8.当n =7时,n +58n =7+587=1527, 当n =8时,n +58n =8+588=1514<1527, 所以n +58n 的最小值为1514.所以n =8时,数列{a n }的最大项的值为461.。

高考总复习一轮数学精品课件 第5章 三角函数、解三角形 第1节 任意角、弧度制及三角函数的概念

高考总复习一轮数学精品课件 第5章 三角函数、解三角形 第1节 任意角、弧度制及三角函数的概念

2.弧度制的定义和公式
(1)定义:把长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度单位
用符号 rad表示,读作弧度.
(2)公式
角α的弧度数公式
角度与弧度的换算
弧长公式
扇形面积公式

|α|=__________

π
1°=__________
180 180
(l表示弧长)
rad;
1 rad=__________°
-50°
角是__________.
310°

(2)若α是第一象限角,则 2 是第__________象限角.
一或三
解析 (1)与角1 030°终边相同的角可以表示为α=1 030°+k·
360°,k∈Z,
当k=-3时,α=-50°;当k=-2时,α=310°,
所以在与角1 030°终边相同的角中,最大的负角是-50°,最小的正角是310°.
π
|α|r
弧长l=__________
1
1
2
lr
S=__________=
|α|r
2
2
利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度
微点拨有关弧度制的注意点:(1)角度制与弧度制可利用180°=π rad进行互
化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.(2)注意扇形圆心
角弧度数的取值范围是(0,2π],实际问题中注意根据这一范围进行取舍.
1
√3
弦与半径所围成的三角形面积为 S1=2 ×2×2× 2 = √3

扇形的弧所在的弓形的面积为 S-S1=( 3 − √3)cm2.
cm2.
(3)因为扇形的周长为 20 cm,l=αR,所以 l=20-2R,

2020届高三数学毕业班课本知识点整理归纳之五 精品

2020届高三数学毕业班课本知识点整理归纳之五 精品

2020-2020年高三毕业班数学课本知识点整理归纳之五第五章 数列一、基础知识定义1 数列,按顺序给出的一列数,例如1,2,3,…,n ,…. 数列分有穷数列和无穷数列两种,数列{a n }的一般形式通常记作a 1, a 2, a 3,…,a n 或a 1, a 2, a 3,…,a n …。

其中a 1叫做数列的首项,a n 是关于n 的具体表达式,称为数列的通项。

定理1 若S n 表示{a n }的前n 项和,则S 1=a 1, 当n >1时,a n =S n -S n -1. 定义2 等差数列,如果对任意的正整数n ,都有a n +1-a n =d (常数),则{a n }称为等差数列,d 叫做公差。

若三个数a , b , c 成等差数列,即2b =a +c ,则称b 为a 和c 的等差中项,若公差为d, 则a =b -d, c =b +d.定理2 等差数列的性质:1)通项公式a n =a 1+(n -1)d ;2)前n 项和公式:S n =d n n na a a n n 2)1(2)(11-+=+;3)a n -a m =(n -m)d ,其中n , m 为正整数;4)若n +m=p +q ,则a n +a m =a p +a q ;5)对任意正整数p , q ,恒有a p -a q =(p -q )(a 2-a 1);6)若A ,B 至少有一个不为零,则{a n }是等差数列的充要条件是S n =An 2+Bn . 定义3 等比数列,若对任意的正整数n ,都有q a a nn =+1,则{a n }称为等比数列,q 叫做公比。

定理3 等比数列的性质:1)a n =a 1q n -1;2)前n 项和S n ,当q ≠1时,S n =qq a n --1)1(1;当q =1时,S n =na 1;3)如果a , b , c 成等比数列,即b 2=ac (b ≠0),则b 叫做a , c 的等比中项;4)若m+n =p +q ,则a m a n =a p a q 。

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第五章 第1节
一、选择题
1.已知数列1,3,5,7,…,2n -1,则35是它的( ) A .第22项 B .第23项 C .第24项
D .第28项
[解析] 观察知已知数列的通项公式是a n =2n -1, 令a n =2n -1=35=45,得n =23. [答案] B
2.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6等于( ) A .3×44 B .3×44+1 C .45
D .45+1
[解析] 当n ≥1时,a n +1=3S n ,则a n +2=3S n +1, ∴a n +2-a n +1=3S n +1-3S n =3a n +1,即a n +2=4a n +1, ∴该数列从第二项开始是以4为公比的等比数列.
又a 2=3S 1=3a 1=3,∴a n =⎩
⎪⎨⎪⎧
1 (n =1),
3×4n -2
(n ≥2). ∴当n =6时,a 6=3×46-
2=3×44.
[答案] A
3.对于数列{a n },“a n +1>|a n | (n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的 ( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .必要条件
D .既不充分也不必要条件
[解析] 当a n +1>|a n | (n =1,2,…)时,∵|a n |≥a n ,∴a n +1>a n ,∴{a n }为递增数列.当{a n }为递增数列时,若该数列为-2,0,1,,则a 2>|a 1|不成立,即知:a n +1>|a n | (n =1,2,…)不一定成立.故综上知,“a n +1>|a n | (n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的充分不必要条件.
[答案] B
4.若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n (3n -2),则a 1+a 2+…+a 10等于( ) A .15 B .12 C .-12
D .-15
[解析] 由题意知,a 1+a 2+…+a 10=-1+4-7+10+…+(-1)10×(3×10-2) =(-1+4)+(-7+10)+…+[(-1)9×(3×9-2)+(-1)10×(3×10-2)] =3×5=15. [答案] A
5.(2015·银川模拟)设数列{a n }满足:a 1=2,a n +1=1-1
a n
,记数列{a n }的前n 项之积为
T n ,则T 2 013的值为( )
A .-12
B .-1 C.12
D .2
[解析] 由a 2=1
2,a 3=-1,a 4=2可知,数列{a n }是周期为3的周期数列,从而T 2 013
=(-1)671=-1.
[答案] B
6.已知a 1=1,a n =n (a n +1-a n )(n ∈N +),则数列{a n }的通项公式是( ) A .2n -1 B .(n +1n )n -1
C .n 2
D .n
[解析] 法一:由已知整理得(n +1)a n =na n +1, ∴
a n +1n +1=a n n
,∴数列{a n
n }是常数列.
且a n n =a 1
1
=1,∴a n =n . 法二:(累乘法)n ≥2时,a n a n -1=n
n -1,
a n -1a n -2=n -1
n -2
,… a 3a 2=32,a 2a 1=21, 两边分别相乘得a n
a 1=n . 又∵a 1=1,∴a n =n . [答案] D
7.在数列{a n }中,a n =-2n 2+29n +3,则此数列最大项的值是( ) A .103 B.865
8
C.8258
D .108
[解析] ∵a n =-2(n -294)2+2×292
16
+3,
∴n =7时,a n 最大.a 7=-2×72+29×7+3=108. [答案] D
8.已知数列{a n }的通项公式为a n =(49)n -1-(23
)n -
1,则数列{a n }( )
A .有最大项,没有最小项
B .有最小项,没有最大项
C .既有最大项又有最小项
D .既没有最大项也没有最小项
[解析] ∵数列{a n }的通项公式为a n =(49)n -1-(23)n -1,令t =(23)n -
1,t ∈(0,1],t 是减函数,
则a n =t 2-t =(t -12)2-1
4

由复合函数单调性知a n 先递增后递减. 故有最大项和最小项,选C. [答案] C
9.数列{a n }满足a n +a n +1=1
2 (n ∈N +),a 2=2,S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 21为( )
A .5 B.7
2 C.92
D.132
[解析] ∵a n +a n +1=1
2
(n ∈N +),
∴a 1=12-a 2=12-2,a 2=2,a 3=1
2-2,a 4=2,…,
故a 2n =2,a 2n -1=12-2.
∴S 21=10×12+a 1=5+12-2=7
2.
[答案] B
10.(2015·河南开封高三摸底考试)数列{a n }满足a n +1+a n =2n -3,若a 1=2,则a 8-a 4
=( )
A .7
B .6
C .5
D .4 [解析] 依题意得(a n +2+a n +1)-(a n +1+a n )=[2(n +1)-3]-(2n -3),即a n +2-a n =2,所以a 8-a 4=(a 8-a 6)+(a 6-a 4)=2+2=4,选D.
[答案] D
11.(2015·北京海淀区期末)若数列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3(n ∈N +),则数列{a n }的前n 项和数值最大时,n 的值为( )
A .6
B .7
C .8
D .9
[解析] ∵a 1=19,a n +1-a n =-3,
∴数列{a n }是以19为首项,-3为公差的等差数列, ∴a n =19+(n -1)×(-3)=22-3n . 设{a n }的前k 项和数值最大,
则有⎩⎪⎨⎪⎧
a k ≥0,a k +1≤0,k ∈N +,
∴⎩
⎪⎨⎪⎧
22-3k ≥0,22-3(k +1)≤0, ∴193≤k ≤223, ∵k ∈N +,∴k =7. ∴满足条件的n 的值为7. [答案] B
12.(2015·天津一模)已知数列{a n }的前n 项和S n =2a n -1,则满足a n n ≤2的正整数n 的
集合为( )
A .{1,2}
B .{1,2,3,4}
C .{1,2,3}
D .{1,2,4}
[解析] 因为S n =2a n -1, 所以当n ≥2时,S n -1=2a n -1-1, 两式相减得a n =2a n -2a n -1, 整理得a n =2a n -1,
所以{a n }是公比为2的等比数列, 又因为a 1=2a 1-1, 解得a 1=1,
故{a n }的通项公式为a n =2n -
1.
而a n n ≤2,即2n -
1≤2n , 所以有n =1,2,3,4. [答案] B 二、填空题
13.已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=1-1
a n
(n ≥2),则a 16=________.
[解析] 由题意知a 2=1-1a 1=-1,a 3=1-1a 2=2,a 4=1-1a 3=1
2,∴此数列是以3为周
期的周期数列,a 16=a 3×5+1=a 1=1
2
.
[答案] 1
2
14.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-9n ,第k 项满足5<a k <8,则k 的值为________. [解析] ∵S n =n 2-9n ,
∴n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -10,
a 1=S 1=-8适合上式,∴a n =2n -10(n ∈N +), ∴5<2k -10<8,得7.5<k <9.∴k =8. [答案] 8 15.数列
53,108,17
a +b
,a -b 24,…中,有序数对(a ,b )是________. [解析] 根号里的数比分母大2,
可得⎩
⎪⎨
⎪⎧
a +
b =15
a -
b =26,解得⎩⎨⎧
a =41
2
b =-11
2
.
[答案] (412,-11
2
)
16.(2015·大连双基测试)数列{a n }满足:a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -1)·a n =(n -1)·3n +
1+
3(n ∈N +),则数列{a n }的通项公式a n =________.
[解析] a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -3)·a n -1+(2n -1)·a n =(n -1)·3n +
1+3,把n 换成n -1
得,a 1+3a 2+5a 3+…+(2n -3)·a n -1=(n -2)·3n +3,两式相减得a n =3n .
[答案] 3n。

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