【立体设计】高考数学 第5章 第4节 数列的综合应用知识研习课件 文 (福建版)
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(1)求 an 及 Sn; (2)令 bn=a2n-1 1(n∈N*),求数列{bn}的前 n 项和 Tn. 解:(1)设等差数列{an}的首项为 a1,公差为 d, 因为 a3=7,a5+a7=26,所以 a1+2d=7,2a1+10d=26, 解得 a1=3,d=2. 因为 an=a1+(n-1)d,Sn=na12+an, 所以 an=2n+1,Sn=n(n+2).
A.a·1.1n-nb B.a·1.1n-10b(1.1n-1) C.n(1.1a-1) D.1.1n(a-b) 解析:面积为1.1na-1.1n-1b-…-b =1.1na-10b(1.1n-1). 答案:B
4.已知三个数a、b、c成等比数列,则函数f(x)=ax2+ bx+c的图象与x轴公共点的个数为________.
(2)因为 an=2n+1, 所以 a2n-1=4n(n+1), 因此 bn=4nn1+1=14(1n-n+1 1). 故 Tn=b1+b2+…+bn =14(1-12+12-13+…+1n-n+1 1) =14(1-n+1 1)=4nn+1. 所以数列{bn}的前 n 项和 Tn=4nn+1.
当 a= 2时,bn=(2n+2)( 2)2n+2=(n+1)2n+2.
Sn=2·23+3·24+4·25+…+(n+1)·2n+2,① 2Sn=2·24+3·25+4·26+…+n·2n+2+ (n+1)·2n+3.②
①-②得
-Sn=2·23+24+25+…+2n+2-(n+1)·2n+3 =16+2411--22n-1-(n+1)2n+3 =16+2n+3-24-n·2n+3-2n+3=-n·2n+3.
=a×11..116--11=10a(1.16-1)(元). 因为 105×1.16=10a(1.16-1), 所以 a=110.41×6-1.116=110.47×711.67-7116≈22 960(元). 所以每年年底应支付 22 960 元.
考点二 数列的实际应用
【案例2】 假设某市2004年新建住房400万平方米,其 中有250万平方米是廉低价房.预计在今后的若干年内,该 市每年新建住房面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建 住房中,廉低价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么, 到哪一年年底,
考点四 数列求和问题
【案例 4】
设
f(x)=4x4+x 2,求
S=f2
0102+f2
0202+…
+f22 000012的值.
关键提示:通过观察2 0102,2 0202,…,22 000012的特点,
结合研究函数 f(x)满足 f(x)+f(1-x)=1,最后用倒序相加法
求和.
解:因为 f(x)=4x4+x 2, 所以 f(1-x)=414-1x-+x 2=4+42·4x=4x+2 2,
所以由①+②得
2Sn
=
f1n+fn-n 1
+f
2 n
+f
n-2 n
+
…
+
fn-n 1+f1n
பைடு நூலகம்
+
2f(1)=(n-1)×1+2(2- 2)=n+3-2 2.
所以 Sn=3+2 n- 2.
【案例 5】 (2010·山东)已知等差数列{an}满足:a3=7, a5+a7=26,{an}的前 n 项和为 Sn.
【即时巩固2】 某市2005年有1万辆燃油公交车.有关 部门计划于2006年投入128辆电力公交车,以后每年投入的 电力公交车比上一年增加50%.
(1)2012年投入电力公交车多少辆? (2)到哪一年的年底,电力公交车的数量开始超过公交车 总数的13? 解:(1)设投入电力公交车的数量为数列{an}, 则an=128×1.5n-1. 到2012年投入电力公交车的数量为 a7=128×1.56=1 458(辆).
解:(1)设廉低价房面积形成数列{an}, 由题意可知{an}是等差数列,其中a1=250,d=50, 则 Sn=250n+nn- 2 1×50=25n2+225n. 令25n2+225n≥4 750,
即n2+9n-190≥0.而n是正整数,所以n≥10.
所以到2013年年底,该市历年所建廉低价房的累计面积 将首次不少于4 750万平方米.
解:设每年还款x元,需10年还清,那么每年所还款及 利息的情况如下:
第10年还款x元,此次欠款全部还清; 第9年还款x元,过1年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)元; 第8年还款x元,过2年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)2元;
……
第1年还款x元,过9年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)9元.
(2)等比模型:如果后一个量与前一个量的比是一个固 定的数时,该模型是等比模型.
(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的 关系不固定,随项的变化而变化时,应考虑是an与an+1的递 推关系.
(即时巩固详解为教师用书独有) 考点一 分期付款问题
【案例1】 职工小张年初向银行贷款2万元用于购房, 银行贷款的年利率为10%,按复利计算(即本年的利息计入次 年的本金).若这笔贷款要分10年等额还清,每年年初还一次, 并且从借款后次年年初开始还款,那么每年应还多少元?(精 确到1元)
(1)该市历年所建廉低价房的累计面积(以2004年为累计 的第一年)将首次不少于4 750万平方米?
(2)当年建造的廉低价房的面积占该年建造住房面积的 比例首次大于85%?
关键提示:历年所建廉低价房的累计面积是一个等差数 列的求和.当年建造的廉低价房的面积与该年建造住房面积 分别是等差数列的通项与等比数列的通项.
,求 2
Sn=f1n+
f2n+…+fn-n 1+f(1)的值.
解:当 x1+x2=1 时,
f(x1)+f(x2)=2x12+x1 2+2x22+x2 2 =2x12+x1 2+21-21x-1+x1 2
=2x12+x1
2+2+
2 2·2x1
=1,
所以 Sn=f1n+f2n+…+fn-n 1+f(1),① Sn=fn-n 1+fn-n 2+…+f1n+f(1).② 又因为 f(1)=2+2 2=2- 2,
解析:因为b2=ac≠0,所以Δ=b2-4ac=-3b2<0. 答案:0
1.解数列应用题,一般要经历设、列、解、答四个环 节.
2.建立数列模型时,应明确是等差数列模型还是等比 数列模型或递推数列模型,是求an还是求Sn或n.
3.数列应用题常见模型: (1)等差模型:如果增加(或减少)的量是一个固定量时, 该模型是等差模型.
(2)解:由(1)知lg(an+1)=2n-1lg(1+a1)=2n-1lg 3=lg 32n-1,所以an+1=32n-1.
所以Tn=(1+a1)(1+a2)·…·(1+an) =320·321·322·…·32n-1 =31+2+22+…+2n-1
=32n-1. 所以Tn=32n-1,an=32n-1-1.
(1)证明:f(an)=4+(n-1)×2=2n+2, 即logaan=2n+2, 可得an=a2n+2. 所以aan-n 1=a2an2-n+12+2=aa2n2+n 2=a2(n≥2),为定值, 所以{an}为等比数列.
(2)解:bn=anf(an)=a2n+2logaa2n+2=(2n+2)a2n+2.
1.{an}是等差数列,a2=8,S10=185,从{an}中依次 取出第3项,第9项,第27项,…,第3n项,按原来的顺序组
成一个新数列{bn},则bn=( )
A.3n+1+2
B.3n+1-2
C.3n+2
D.3n-2
解析:由a2=8,S10=185,先求出a1=5,d=3, 则an=3n+2,bn=a3n=3n+1+2. 答案:A
(5)各期所付款额连同到最后一次付款时所产生的利息 之和,等于商品售价及从购买到最后一次付款时的利息之 和.
【即时巩固1】 某人在年初用16万元购买一套住房, 付现金6万元.按合同余款分6年付清,年利率为10%,每年 以复利计算.每年年底应支付多少元?
解:余款10万元6年的本利和是 105×(1+0.1)6=105×1.16(元). 设每年年底应支付a元,支付6次的本利和应是 a+a(1+0.1)+a(1+0.1)2+…+a(1+0.1)5
logax(a>0 且 a≠1),设 f(a1),f(a2),…,f(an)(n∈N*)是首项 为 4,公差为 2 的等差数列.
(1)设 a 为常数,求证:{an}成等比数列.
(2)若 bn=anf(an),{bn}的前 n 项和是 Sn,当 a= 2时, 求 Sn.
关键提示:(1)以函数知识为背景,先求f(an)=logaan再 由等差数列的通项公式得logaan=4+(n-1)×2=2n+2,解 得an=a2n+2,最后用等比数列的定义证明.(2)用错位相减法 求和.
(2)设新建住房面积形成数列{bn}, 题意可知{bn}是等比数列,其中b1=400,q=1.08, 则bn=400×1.08n-1. 由题意可知an>0.85bn, 有250+(n-1)×50>400×1.08n-1×0.85.
由计算器解得满足上述不等式的最小正整数n=6.
所以到2009年年底,当年建造的廉低价房的面积占该年 建造住房面积的比例首次大于85%.
根据题意可得 x+x(1+10%)+x(1+10%)2+…+x(1+10%)9 =20 000(1+10%)10,
所以 x=20 0001× .1110-.1110×0.1≈3 255. 所以每年应还款 3 255 元.
点评:对于分期付款方案,应明确以下几点: (1)规定多长时间内付清全部款额. (2)在规定时间内分几期付款,并且规定每期付款额相 同. (3)规定多长时间结算一次利息,并且在规定时间内利 息按复利计算.在选择分期付款方案时,必须计算出各种方 案中每期应付款多少元,总共应付款多少元. (4)分期付款时,商品售价和每期所付款在贷款全部付 清前会随时间的推移而不断增值.
(2)设 Sn 为前 n 年投入电力公交车的数量和,
则 10
00S0n+Sn>13,所以
Sn=1281-1-1.15.5n>5
000,
即 1.5n>63527,所以 n>7.5,即 n≥8.
所以到 2013 年年底,电力公交车的数量开始超过公交
车总数的13.
考点三 数列与函数的综合应用
【案例 3】 (2011 届·华南师大附中月考)已知 f(x)=
2.已知函数 f(x)=2x-3 11,若 an=f(n),n∈N*,其前 n
项和为 Sn,则 S11=( )
3 A.11
B.0
1 C.3
20 D.33
解析:Sn=a1+a2+…+a11,由于 a1+a10=a2+a9=…
=a5+a6=0.所以 S11=a11=131. 答案:A
3.某小区现有住房的面积为a平方米,在改造过程中政 府决定每年拆除b平方米旧住房,同时按当年住房面积的10% 建设新住房,则n年后该小区的住房面积为( )
所以Sn=n·2n+3.
【即时巩固3】 已知数列{an}满足a1=2,且点(an,an +1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中n=1,2,3,….
(1)证明:数列{lg(1+an)}是等比数列. (2)设Tn=(1+a1)(1+a2)·…·(1+an),求Tn及数列{an}的 通项.
(1)证明:由已知an+1=a+2an, 所以an+1+1=(an+1)2. 因为a1=2,所以a1+1>0,所以lg(a1+1)≠0. 所以lg(an+1+1)=2lg(an+1). 所以数列{lg(an+1)}是公比为2的等比数列.
数列综合题的四种类型: (1)数列与其它知识交汇的综合题 数列综合题包括把数列知识和指数函数、对数函数、 不等式的知识综合起来. (2)数列的探索性问题 探索性问题是高考的热点,常在数列解答题中出 现.探索性问题对分析问题、解决问题的能力有较高的要 求.
(3)等差数列与等比数列的综合问题 (4)数列的实际应用 现实生活中涉及银行利率、企业股金、产品利润、人口 增长、工作效率、图形面积、曲线长度等实际问题,常常考 虑用数列的知识加以解决.
所以 f(x)+f(1-x)=1.
S=f2
0102+f2
0202+…+f22
000012,①
S=f22 000012+f22 000002+…+f2 0102,②
①+②,得
2S=2
001×f2
0102+f22
000012=2
001,所以
S=2
001 2.
【即时巩固 4】
已知函数 f(x)=2x+2x
A.a·1.1n-nb B.a·1.1n-10b(1.1n-1) C.n(1.1a-1) D.1.1n(a-b) 解析:面积为1.1na-1.1n-1b-…-b =1.1na-10b(1.1n-1). 答案:B
4.已知三个数a、b、c成等比数列,则函数f(x)=ax2+ bx+c的图象与x轴公共点的个数为________.
(2)因为 an=2n+1, 所以 a2n-1=4n(n+1), 因此 bn=4nn1+1=14(1n-n+1 1). 故 Tn=b1+b2+…+bn =14(1-12+12-13+…+1n-n+1 1) =14(1-n+1 1)=4nn+1. 所以数列{bn}的前 n 项和 Tn=4nn+1.
当 a= 2时,bn=(2n+2)( 2)2n+2=(n+1)2n+2.
Sn=2·23+3·24+4·25+…+(n+1)·2n+2,① 2Sn=2·24+3·25+4·26+…+n·2n+2+ (n+1)·2n+3.②
①-②得
-Sn=2·23+24+25+…+2n+2-(n+1)·2n+3 =16+2411--22n-1-(n+1)2n+3 =16+2n+3-24-n·2n+3-2n+3=-n·2n+3.
=a×11..116--11=10a(1.16-1)(元). 因为 105×1.16=10a(1.16-1), 所以 a=110.41×6-1.116=110.47×711.67-7116≈22 960(元). 所以每年年底应支付 22 960 元.
考点二 数列的实际应用
【案例2】 假设某市2004年新建住房400万平方米,其 中有250万平方米是廉低价房.预计在今后的若干年内,该 市每年新建住房面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建 住房中,廉低价房的面积均比上一年增加50万平方米.那么, 到哪一年年底,
考点四 数列求和问题
【案例 4】
设
f(x)=4x4+x 2,求
S=f2
0102+f2
0202+…
+f22 000012的值.
关键提示:通过观察2 0102,2 0202,…,22 000012的特点,
结合研究函数 f(x)满足 f(x)+f(1-x)=1,最后用倒序相加法
求和.
解:因为 f(x)=4x4+x 2, 所以 f(1-x)=414-1x-+x 2=4+42·4x=4x+2 2,
所以由①+②得
2Sn
=
f1n+fn-n 1
+f
2 n
+f
n-2 n
+
…
+
fn-n 1+f1n
பைடு நூலகம்
+
2f(1)=(n-1)×1+2(2- 2)=n+3-2 2.
所以 Sn=3+2 n- 2.
【案例 5】 (2010·山东)已知等差数列{an}满足:a3=7, a5+a7=26,{an}的前 n 项和为 Sn.
【即时巩固2】 某市2005年有1万辆燃油公交车.有关 部门计划于2006年投入128辆电力公交车,以后每年投入的 电力公交车比上一年增加50%.
(1)2012年投入电力公交车多少辆? (2)到哪一年的年底,电力公交车的数量开始超过公交车 总数的13? 解:(1)设投入电力公交车的数量为数列{an}, 则an=128×1.5n-1. 到2012年投入电力公交车的数量为 a7=128×1.56=1 458(辆).
解:(1)设廉低价房面积形成数列{an}, 由题意可知{an}是等差数列,其中a1=250,d=50, 则 Sn=250n+nn- 2 1×50=25n2+225n. 令25n2+225n≥4 750,
即n2+9n-190≥0.而n是正整数,所以n≥10.
所以到2013年年底,该市历年所建廉低价房的累计面积 将首次不少于4 750万平方米.
解:设每年还款x元,需10年还清,那么每年所还款及 利息的情况如下:
第10年还款x元,此次欠款全部还清; 第9年还款x元,过1年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)元; 第8年还款x元,过2年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)2元;
……
第1年还款x元,过9年欠款全部还清时,所还款连同利 息之和为x(1+10%)9元.
(2)等比模型:如果后一个量与前一个量的比是一个固 定的数时,该模型是等比模型.
(3)递推数列模型:如果题目中给出的前后两项之间的 关系不固定,随项的变化而变化时,应考虑是an与an+1的递 推关系.
(即时巩固详解为教师用书独有) 考点一 分期付款问题
【案例1】 职工小张年初向银行贷款2万元用于购房, 银行贷款的年利率为10%,按复利计算(即本年的利息计入次 年的本金).若这笔贷款要分10年等额还清,每年年初还一次, 并且从借款后次年年初开始还款,那么每年应还多少元?(精 确到1元)
(1)该市历年所建廉低价房的累计面积(以2004年为累计 的第一年)将首次不少于4 750万平方米?
(2)当年建造的廉低价房的面积占该年建造住房面积的 比例首次大于85%?
关键提示:历年所建廉低价房的累计面积是一个等差数 列的求和.当年建造的廉低价房的面积与该年建造住房面积 分别是等差数列的通项与等比数列的通项.
,求 2
Sn=f1n+
f2n+…+fn-n 1+f(1)的值.
解:当 x1+x2=1 时,
f(x1)+f(x2)=2x12+x1 2+2x22+x2 2 =2x12+x1 2+21-21x-1+x1 2
=2x12+x1
2+2+
2 2·2x1
=1,
所以 Sn=f1n+f2n+…+fn-n 1+f(1),① Sn=fn-n 1+fn-n 2+…+f1n+f(1).② 又因为 f(1)=2+2 2=2- 2,
解析:因为b2=ac≠0,所以Δ=b2-4ac=-3b2<0. 答案:0
1.解数列应用题,一般要经历设、列、解、答四个环 节.
2.建立数列模型时,应明确是等差数列模型还是等比 数列模型或递推数列模型,是求an还是求Sn或n.
3.数列应用题常见模型: (1)等差模型:如果增加(或减少)的量是一个固定量时, 该模型是等差模型.
(2)解:由(1)知lg(an+1)=2n-1lg(1+a1)=2n-1lg 3=lg 32n-1,所以an+1=32n-1.
所以Tn=(1+a1)(1+a2)·…·(1+an) =320·321·322·…·32n-1 =31+2+22+…+2n-1
=32n-1. 所以Tn=32n-1,an=32n-1-1.
(1)证明:f(an)=4+(n-1)×2=2n+2, 即logaan=2n+2, 可得an=a2n+2. 所以aan-n 1=a2an2-n+12+2=aa2n2+n 2=a2(n≥2),为定值, 所以{an}为等比数列.
(2)解:bn=anf(an)=a2n+2logaa2n+2=(2n+2)a2n+2.
1.{an}是等差数列,a2=8,S10=185,从{an}中依次 取出第3项,第9项,第27项,…,第3n项,按原来的顺序组
成一个新数列{bn},则bn=( )
A.3n+1+2
B.3n+1-2
C.3n+2
D.3n-2
解析:由a2=8,S10=185,先求出a1=5,d=3, 则an=3n+2,bn=a3n=3n+1+2. 答案:A
(5)各期所付款额连同到最后一次付款时所产生的利息 之和,等于商品售价及从购买到最后一次付款时的利息之 和.
【即时巩固1】 某人在年初用16万元购买一套住房, 付现金6万元.按合同余款分6年付清,年利率为10%,每年 以复利计算.每年年底应支付多少元?
解:余款10万元6年的本利和是 105×(1+0.1)6=105×1.16(元). 设每年年底应支付a元,支付6次的本利和应是 a+a(1+0.1)+a(1+0.1)2+…+a(1+0.1)5
logax(a>0 且 a≠1),设 f(a1),f(a2),…,f(an)(n∈N*)是首项 为 4,公差为 2 的等差数列.
(1)设 a 为常数,求证:{an}成等比数列.
(2)若 bn=anf(an),{bn}的前 n 项和是 Sn,当 a= 2时, 求 Sn.
关键提示:(1)以函数知识为背景,先求f(an)=logaan再 由等差数列的通项公式得logaan=4+(n-1)×2=2n+2,解 得an=a2n+2,最后用等比数列的定义证明.(2)用错位相减法 求和.
(2)设新建住房面积形成数列{bn}, 题意可知{bn}是等比数列,其中b1=400,q=1.08, 则bn=400×1.08n-1. 由题意可知an>0.85bn, 有250+(n-1)×50>400×1.08n-1×0.85.
由计算器解得满足上述不等式的最小正整数n=6.
所以到2009年年底,当年建造的廉低价房的面积占该年 建造住房面积的比例首次大于85%.
根据题意可得 x+x(1+10%)+x(1+10%)2+…+x(1+10%)9 =20 000(1+10%)10,
所以 x=20 0001× .1110-.1110×0.1≈3 255. 所以每年应还款 3 255 元.
点评:对于分期付款方案,应明确以下几点: (1)规定多长时间内付清全部款额. (2)在规定时间内分几期付款,并且规定每期付款额相 同. (3)规定多长时间结算一次利息,并且在规定时间内利 息按复利计算.在选择分期付款方案时,必须计算出各种方 案中每期应付款多少元,总共应付款多少元. (4)分期付款时,商品售价和每期所付款在贷款全部付 清前会随时间的推移而不断增值.
(2)设 Sn 为前 n 年投入电力公交车的数量和,
则 10
00S0n+Sn>13,所以
Sn=1281-1-1.15.5n>5
000,
即 1.5n>63527,所以 n>7.5,即 n≥8.
所以到 2013 年年底,电力公交车的数量开始超过公交
车总数的13.
考点三 数列与函数的综合应用
【案例 3】 (2011 届·华南师大附中月考)已知 f(x)=
2.已知函数 f(x)=2x-3 11,若 an=f(n),n∈N*,其前 n
项和为 Sn,则 S11=( )
3 A.11
B.0
1 C.3
20 D.33
解析:Sn=a1+a2+…+a11,由于 a1+a10=a2+a9=…
=a5+a6=0.所以 S11=a11=131. 答案:A
3.某小区现有住房的面积为a平方米,在改造过程中政 府决定每年拆除b平方米旧住房,同时按当年住房面积的10% 建设新住房,则n年后该小区的住房面积为( )
所以Sn=n·2n+3.
【即时巩固3】 已知数列{an}满足a1=2,且点(an,an +1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中n=1,2,3,….
(1)证明:数列{lg(1+an)}是等比数列. (2)设Tn=(1+a1)(1+a2)·…·(1+an),求Tn及数列{an}的 通项.
(1)证明:由已知an+1=a+2an, 所以an+1+1=(an+1)2. 因为a1=2,所以a1+1>0,所以lg(a1+1)≠0. 所以lg(an+1+1)=2lg(an+1). 所以数列{lg(an+1)}是公比为2的等比数列.
数列综合题的四种类型: (1)数列与其它知识交汇的综合题 数列综合题包括把数列知识和指数函数、对数函数、 不等式的知识综合起来. (2)数列的探索性问题 探索性问题是高考的热点,常在数列解答题中出 现.探索性问题对分析问题、解决问题的能力有较高的要 求.
(3)等差数列与等比数列的综合问题 (4)数列的实际应用 现实生活中涉及银行利率、企业股金、产品利润、人口 增长、工作效率、图形面积、曲线长度等实际问题,常常考 虑用数列的知识加以解决.
所以 f(x)+f(1-x)=1.
S=f2
0102+f2
0202+…+f22
000012,①
S=f22 000012+f22 000002+…+f2 0102,②
①+②,得
2S=2
001×f2
0102+f22
000012=2
001,所以
S=2
001 2.
【即时巩固 4】
已知函数 f(x)=2x+2x