数列的应用问题、数列的极限和数学归纳法

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第11讲数列的极限与数学归纳法教案

第十一讲数列的极限与数学归纳法教案【考点简介】1．数列极限与数学归纳法在自主招生中的考点主要有：数列极限的各种求解方法；无穷等比数列各项和；数列的应用题；常用级数；数学归纳法证明等式与不等式。

【知识拓展】1．特殊数列的极限（1）1lim 0(0,a n a a n→∞=>是常数）（2） lim 0(0)!n n a a n →∞=>（3）lim 0k n n n a →∞=（1a ＞，k 为常数）（4） 111lim 1,lim 1nnn n e n n e →∞→∞⎛⎫⎛⎫+=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭公式（4）证明：令11nM n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，取自然对数得到1ln ln 1M n n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，令1x n =，得ln(1)ln x M x+=，由洛比达法则得00ln(1)1lim lim()11x x x x x→→+==+，即0limln 1x M →=，所以，limln 1n M →∞=，则lim n M e →∞=，即1lim 1nn e n →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭。

另外，数列11nn ⎧⎫⎪⎪⎛⎫+⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭是单调递增的，理由如下：由11n n G A ++≤（1n +个正实数的几何平均数≤它们的算术平均数）有11111111111n n n n n n n ⎛⎫++ ⎪++⎝⎭=+⋅<==+⎪⎪+++⎭⎝⎭，所以111111n n n n +⎛⎫⎛⎫+<+ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭。

2．洛比达法则若lim ()0x f x →∞=（或∞），lim ()0x g x →∞=（或∞），则()'()limlim ()'()x x f x f x g x g x →∞→∞=。

3．夹逼定理如果数列{}n x 、{}n y 以及{}n z 满足下列条件：（1）从某项起，即当0n n ＞（其中0n N ∈），有n n n x y z ≤≤（123n =，，）；（2）lim n n x a →∞=且lim n n z a →∞=；那么数列{}n y 的极限也存在，且lim n n y a →∞=。

数列、极限、数学归纳法

数列、极限、数学归纳法考试内容数列．等差数列及其通项公式．等差数列前n 项和公式．等比数列及其通项公式．等比数列前n 项和公式．数列的极限及其四则运算．数学归纳法及其应用．考试要求（1）理解数列的有关概念．了解递推公式是给出数列的一种方法，并能根据递推公式写出数列的前几项．（2）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，并能够运用这些知识解决一些问题．（3）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，并能够运用这些知识解决一些问题．（4）了解数列极限的意义．掌握极限的四则运算法则，会求公比的绝对值小于1的无穷等比数列前n 项和的极限．（5）了解数学归纳法的原理，并能用数学归纳法证明一些简单的问题．复习建议本讲内容包括数列、极限与数学归纳法三个部分 1．数列的知识要点：（1）理解数列的定义、表示法、数列的分类．理解数列是特殊的函数，数列是定义在自然数集N （或它的有限子集｛1，2，3，…，n ，…｝）上的函数f （n ），当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值：f （1），f （2），f （3），…，f （n ），…．数列的图象是由一群孤立的点构成的．（2）对于数列的通项公式要掌握：①已知数列的通项公式，就可以求出数列的各项；②根据数列的前几项，写出数列的一个通项公式，这是一个难点，在学习中要注意观察数列中各项与其序号的变化情况，分解所给数列的前几项，看看这几项的分解中．哪些部分是变化的，哪些是不变的，再探索各项中变化部分与序号的联系，从而归纳出构成数列的规律，写出通项公式；③一个数列还可以用递推公式来表示；④在数列｛a n ｝中，前n 项和S n 与通项公式a n 的关系，是本章内容一个重点，要认真掌握之．即a n ＝⎩⎨⎧≥-=-)2()1(11n S S n S n n ．特别要注意的是，若a 1 适合由a n ＝S n －S n －1（n ≥2）可得到的表达式，则a n 不必表达成分段形式，可化统一为一个式子．2．等差数列的知识要点：（1）掌握等差数列定义a n ＋1－a n ＝d （常数）（n ∈N ），这是证明一个数列是等差数列的依据，要防止仅由前若干项，如a 3－a 2＝a 2－a 1＝d （常数）就说｛a n ｝是等差数列这样的错误，判断一个数列是否是等差数列．还可由a n ＋a n ＋2＝2 a n ＋1 即a n ＋2－a n ＋1＝a n ＋1－a n 来判断．（2）等差数列的通项为a n ＝a 1＋（n －1）d ．可整理成a n ＝a n ＋（a 1－d ），当d ≠0时，a n 是关于n 的一次式，它的图象是一条直线上，那么n 为自然数的点的集合．（3）对于A 是a 、b 的等差中项，可以表示成2 A ＝a ＋b ．（4）等差数列的前n 项和公式S n ＝21n a a +·n －na 1＋2)1(-n n d ，可以整理成 S n ＝2d n 2＋n da )2(1-．当d ≠0时是n 的一个常数项为0的二次式．3．等比数列的知识要点：（可类比等差数列学习）（1）掌握等比数列定义nn a a 1+＝q （常数）（n ∈N ），同样是证明一个数列是等比数列的依据．也可由a n ·a n ＋2＝21+n a 来判断．（2）等比数列的通项公式为a n ＝a 1·q n －1．（3）对于G 是a 、b 的等差中项，则G 2＝ab ，G ＝±ab ．（4）特别要注意等比数列前n 项和公式应分为q ＝1与q ≠1两类．当q ＝1时，S n ＝na 1．当q ≠1时，S n ＝qq a n --⋅1)1(1，S n ＝q q a a n -⋅-11．（5）对于数列求和．主要掌握以下几种方法：① 直接运用公式求和法；② 折项分组求和法；③ 倒序相加求和法；④ 错项相减求和法；⑤ 折项相消求和法． 4．数列极限知识要点：（1）应掌握数列极限的定义：对于数列｛a n ｝，如果存在一个常数A ，无论预先指定多么小的正数，都能在数列找到一项a n ，使得n ＞N 时，|a n －A |＜恒成立，则∞→n lim a n ＝A ，会用此定义证明简单数列的极限．（2）应掌握极限的运算法则．如果∞→n lim a n ＝A ，∞→n lim b n ＝B ，那么∞→n lim (a n ±b n )＝A ±B ；∞→n lim (a n b n )＝A ·B ；∞→n limnnb a ＝B A （B ≠0）．（3）当|q |＜1时，无穷等比数列多项和S ＝∞→n lim S n ＝qa -11． 5．数学归纳法知识要点：应理解数学归纳法是一种递推方法，它称两个步骤进行．第一步是递推的基础，第二步是递推的根据．二步缺一不可．关键是第二步推证必须合理使用归纳假设．应重点掌握猜证法，猜想是用不完全归纳法得出结论，再用数学归纳法给予证明，形成一个完整的创造过程．数列极限数学归纳法综合练习题一、选择题（1）设2a ＝3，2b ＝6，2c＝12，则数列a ，b ，c （）A ．是等差数列而非等比数列B ．是等比数列而非等差数列C ．既是等差数列又等比数列D ．既不是等差数列也不是等比数列（2）等比数列{a n }，首项a 1＝1，公比q ≠1．若其中a 1，a 2，a 3依次是某等差数列的第1，2，5项，则它的公比q ＝（） A ．2 B ．3 C ．－3 D ．－2 （3）{a n }是等差数列，则下列关系式中正确的是（）A ．a 3·a 6≥a 4·a 5B ．a 3·a 6＞a 4·a 5C ．a 3·a 6≤a 4·a 5D ．a 3·a 6＜a 4·a 5（4）一个等比数列共有3n 项，公比q ≠1，它的前n 项的和记为S ，第二个n 项的和记为P ，第三个n 项的和记为Q ，则S ，P ，Q 间的关系是（）A ．P ＝SQB ．2P ＝S ＋QC ．P 2＝SQ D ．P ＝S ＋Q（5）在3和9之间插入两个数a ，b ，使前三个数成等比数列，后三个数成等差数列，则|a ＋b |的最小值是（）A ．445B ．6C ．2D ．0（6）∞→n limM a a n n=+-+111，当a ＞1时，M 的值是P ，当0＜a ＜1时，M 的值为Q ，则P ＋Q 的值是（）3A ．1＋a 1B ．1－a1 C ．1＋a D ．1－a（7）∞→n lim )11)(1(2)12(4321+---++-+-nn nn 的值是（）A ．0B ．1C ．－1D ．不存在（8）若f (n )＝1＋21＋31＋41＋…＋n1(n ∈N )，则代数式f (2n ＋1)－f (2n)（在不合并的情况下）共有 A ．1项 B ．n 项 C ．2n项 D ．2n －1项（9）∞→n lim （1－221）（1－231）（1－241）…（1－21n ）的值是（） A ．0B ．21C ．1D ．非以上答案（10）等比数列{a n }，a n ＞0，若a 3·a 9＝2，则a 1·a 2·a 3·…·a 11的值是（） A ．322 B ．32C ．64D ．非以上答案（11）若数列{a n }满足，a 1＝5，a n ＋1＝2221n n n aa a ++（n ∈N ），则其前10项的和S 10的值是（）A ．50B ．100C ．150D ．120（12）极限∞→n lim nn n )2()2(8421)2(11-+-++-+---+ 的值是（）A ．－6B ．6C ．3D ．－3二、填空题（13）等比数列{a n }，公比q ＞1，a 1＝b (b ≠0)，则∞→n limnna a a a a a a a +++++++876321＝____________．（14）等差数列{a n }，公差d ＞0，首项a 1＞0，若S ＝∑=+ni i i aa 111，则∞→n lim S ＝____________．（15）平面内有n （n ∈N ）条直线，它们两两相交但无三条直线交于一点，若其中k 条（1≤k ＜n ）直线将平面分为f (k )个区域，则f (k ＋1)－f (k )＝__________________．（16）若f (n )＝1＋2＋3＋…＋n （n ∈N ），则∞→n lim 22)]([)(n f n f ＝__________________．三、解答题（17）一个等差数列和一个等比数列，它们第一项之和等于－3，第三项之和等于1，第5项之和等于5，求等差数列的公差和等比数列的公比．（18）数列{a n }的前n 项和S n ＝a ·2n＋b (n ∈N )，其中a 、b 是常数且a ≠0. （Ⅰ）若{a n }是等比数列，求a 、b 应满足的条件；（Ⅱ）当{a n }是等比数列时，求∞→n lim1+n nS S 的值．（19）数列{a n }的前n 项的和记为A n ，数列{b n }是首项b 1＝9，公差d ＝－2的等差数列，其前n 项的和记为B n ，且有b n ＝4+n A n. （Ⅰ）求数列{a n }的通项公式；（Ⅱ）比较A n 与B n 的大小并说明理由．（20）等比数列{a n }，a n ＞0（n ∈N ），它的前n 项的和S n ＝80，a 1，a 2…，a n 中，最大的一项是54，且前2n 项的和S 2n ＝6 560，（Ⅰ）求数列的通项a n ＝f (n )；（Ⅱ）求∞→n limnnS a ．（21）{a n }是等差数列且它的公差d ≠0，S n ＝a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n ，（Ⅰ）求证点列：P 1（1，S 1），P 2（2，22S ），P 3（3，33S ）…，P n (n ，nS n )都在直线l 1上；（Ⅱ）过点Q 1（1，a 1），Q 2 (2，a 2)作直线l 2，l 2与l 1的夹角为θ，求证ta n θ≤42. （22）已知f (n )＝1＋21＋31＋…＋n1，（Ⅰ）若n ，m ∈N 且n ＞m ，求证f (n )－f (m )≥n mn -; （Ⅱ）用数学归纳法证明，当n ∈N 时，f (2n)＞2n ．5数列极限数学归纳法综合练习题答案一、（1）A （2）B （3）C （4）C （5）D （6）B （7）C （8）C （9）B （10）A （11）A （12）D 二、（13）1 （14）da 11（15）k ＋1 （16）2 三、（17）设等差数列的首项为a ，公差为d ；等比数列的首项为b 1，公比为q∴ ⎪⎩⎪⎨⎧=++=++-=+5412341121111q b d a q b d a b a∵12)3(5=-+ ∴ ①＋③－2×②得b 1(q 4－2q 2＋1)=0，即b 1(q 2－1)2=0∵ b 1≠0，则q 2=1 ∴ q ±1将q =±1代入方程②得a 1＋2d ＋b 1=1 ④ ④－①得2d =4，则d =2 （18）（Ⅰ）a 1=S 1=2a ＋b∵ S n =a ·2n ＋b S n －1=a · 2n －1＋b (n ≥2) a n =S n －S n －1=a ·2n －1∵ {a n }是等比数列，首项为a ，公比为2∴ a 1=a 21－1=2a ＋b即 a ＋b =0⇒b =－a ≠0（Ⅱ）∵ S n =a · 2n －a ，S n ＋1=a · 2n ＋1－a∴ 1212lim )12()12(lim lim 111--=--=+∞→+∞→+∞→n n n n n n n n n a a S S 21212211lim =⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛-=∞→n nn（19）（Ⅰ）b n =b 1＋(n －1)d =9＋(n －1)(－2) ∴ b n =－2n ＋11 ∵ 4+=n A b nn ，则A n =(n ＋4)b n∴ A n =(n ＋4)(－2n ＋11)=－2n 2＋3n ＋44. ∵ a 1=A 1=－2×1＋3×1＋44=45 当n ≥2时，a n =A n －A n －1=(－2n 2＋3n ＋44)－[－2(n －1)2＋3(n －1)＋44] =－4n ＋5 ∴ ⎩⎨⎧≥+-==)2(54)1(45时时n n n a n①② ③（Ⅱ）B 1=b 1=9，a 1=45，a 1＞b 1 B n =b 1＋b 2＋…＋b n =n n n n 102)1129(2+-=+-A n =a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n=45＋(－4)×2＋5＋(－4)×3＋5＋…＋(－4)n ＋5 =45＋(－4)(2＋3＋4＋…＋n )＋5(n －1)=－2n 2＋3n ＋44A n －B n =－2n 2＋3n ＋44－(－n 2＋10n )=－n 2－7n ＋44 =－(n －4)(n ＋11) ∵ n ∈N ，n +11＞0∴ n ＜4时，A n －B n ＞0，A n ＞B n n =4时，A n －B n =0，A n =B n n ＞4时，A n －B n ＜0，A n ＜B n （20）（Ⅰ）∵ a n ＞0，∴ a 1＞0且q ＞0，当0＜q ＜1时，数列是递减数列，a 1，a 2，a 3，…，a n 中，a 1=54最大.∵ S 2n =a 1＋a 2＋…＋a n ＋a n +1＋a n +2＋…＋a 2n=S n ＋q n S n =80(1＋q n)=6560∴ 1＋q n =82，q n=81∴ q ＞1与0＜q ＜1矛盾 ∴ q ≥1当q =1时，na 1=82，2na 1=160≠6560 ∴ q ≠1∴ q ＞1，a 1，a 2，…，a n 中最大项a n∴ a n =a 1q n －1=54.∵ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--==--=65601801211211q q a a S q q a a S nn nn ②÷①得，1＋q n=82，q n=81 ∴ a 1q n=81a 1⇒54q =81a 1 ③∴ 801548011111=--⇒=-⋅--qq a q q q a a n ④③与④联立解得：q =3，a 1=2∴ a n =2 · 3n －1（Ⅱ）S n =a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n=1331)31(2-=--n n ∴ 321332lim lim 1=-⨯=-∞→∞→n n n nn n S a① ②7（21）（Ⅰ）S 1=a 1，S 2=a 1＋a 2=2a 1＋d ∴ P 1(1，a 1)，P 2⎪⎭⎫⎝⎛+222,21d a ,021221121≠=--+=d a d a k p p则l 1的方程为y －a 1=)1(2-x d任取3≤k ≤n ，则⎪⎭⎫ ⎝⎛kS k P k k ,∴ ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=d k k ka S k 2)1(1，则⎪⎭⎫ ⎝⎛-+d k a k P k 21,1 代入l 1的方程，左d k a d k a 212111-=--+= 右=-=-=d k k d 21)1(2左 ∴ 点⎪⎭⎫⎝⎛k S k P k k ,（3≤k ≤n ）在直线l 1上. ∴ 点列P 1，P 2，…，P n 都在直线l 1上. （Ⅱ）设2,1211222121dk k d a a k k P P Q Q ===--== ∵ l 1与l 2的夹角是∴ d dd d d d d d d dd k k k k +=+=+=+=+-=+-=212222121tan 22222112θ∵22222=⋅≥+d dd d （等号在2=d 时成立） ∴ 42221tan =≤θ （22）（Ⅰ）f (n )－f (m ) ⎪⎭⎫⎝⎛++++-++++++=m n m 1312111131211 nm m 12111+++++=（共n －m 项）≥nm n n n n -=+++111 （等号在n =m ＋1时成立）（Ⅱ）证明：①n =1时，f (21)=1＋2321=＞21∴ n =1时，f (21) ＞21不等式成立. ②设n =k 时不等式成立，即f (2k) ＞2k ∵ 11211212131211)2(++++++++++=k kk k f ，比f (2k ) 多2k 项 ∴ 上述不等式两边加上kk k k 221221121++++++ ≥++++++++++++1121121221221121)2(k k k k kkk f项k k k k k 21112121212+++++++∴ 2121222221121)2(11+=+=+++++++k k k f k k k k k∴ 1211212131211+++++++++k k k ＞21+k 即 )2(1+k f ＞21+k∴ n =k ＋1时不等式也成立.由①②可知对任何自然数n ，f (2n)＞2n 说明：这个命题说明，数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n 1的极限是0，但其前n 项的和S n =1+n 13121+++ 都没有极限，因为n →∞时，2n→∞，n S n 2lim ∞→≥nn 2lim∞→→∞。

数列与数学归纳法

数列与数学归纳法数学中的数列是由一组按照一定规律排列的数字所组成的序列。

数列在数学研究中有着重要的地位，而数学归纳法则是一种常用于证明数列中某种性质或规律的方法。

本文将从数列的定义、分类以及数学归纳法的应用等方面进行讨论。

一、数列的定义与分类数列是按照一定的顺序排列的一组数字的集合。

在数列中，每个数字被称为数列的项，而数列的位置则由项的下标来表示。

一般来说，数列用大括号包围，项之间用逗号隔开，如{a₁, a₂, a₃, ...}。

根据数列的规律，我们可以将数列进行不同的分类。

最简单的是等差数列，即数列中的每一项与其前一项之差都相等。

例如：{1, 3, 5, 7, 9, ...}就是一个等差数列，其中公差为2。

另外一种常见的数列是等比数列，即数列中的每一项与其前一项之比都相等。

例如：{1, 2, 4, 8, 16, ...}就是一个等比数列，其中公比为2。

除了等差数列和等比数列之外，还有很多其他类型的数列，如斐波那契数列、调和数列等。

二、数学归纳法的原理与应用数学归纳法是一种用于证明数列中某种性质或规律的方法。

其基本思想是通过证明当某一性质在某个特定条件下成立时，该性质在下一个条件下也成立，从而推断该性质对于所有条件均成立。

数学归纳法的证明分为三个步骤：基础步骤、归纳假设和归纳步骤。

基础步骤：证明当条件为数列中的第一个项时，所要证明的性质成立。

通常来说，这一步骤相对简单，通过计算或直接观察即可得出结论。

归纳假设：假设当条件为数列中的第k项时，所要证明的性质成立。

即假设P(k)成立。

归纳步骤：证明当条件为数列中的第k+1项时，所要证明的性质也成立。

即证明在P(k)成立的情况下，P(k+1)也成立。

通过这三个步骤的推理，我们就能够得出性质在数列的每一项都成立的结论。

数学归纳法的应用非常广泛，特别是在数列的相关问题中。

例如，我们要证明一个等差数列中的所有项的和公式为Sn=n(a₁+an)/2，其中Sn表示前n项的和，a₁表示第一项，an表示第n项。

数列、数列的极限与数学归纳法

一、复习策略本章内容是中学数学的重点之一，它既具有相对的独立性，又具有一定的综合性和灵活性，也是初等数学与高等数学的一个重要的衔接点，因而历来是高考的重点.高考对本章考查比较全面，等差、等比数列，数列的极限的考查几乎每年都不会遗漏．就近五年高考试卷平均计算，本章内容在文史类中分数占13％，理工类卷中分数占11％，由此可以看出数列这一章的重要性.本章在高考中常见的试题类型及命题趋势：(1)数列中与的关系一直是高考的热点，求数列的通项公式是最为常见的题目，要切实注意与的关系．关于递推公式，在《考试说明》中的考试要求是：“了解递推公式是给出数列的一种方法，并能根据递推公式写出数列的前几项”，近几年命题严格按照《考试说明》，不要求较复杂由递推公式求通项问题．(2)探索性问题在数列中考查较多，试题没有给出结论，需要考生猜出或自己找出结论，然后给以证明．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、等比数列的基本知识必考．这类考题既有选择题，填空题，又有解答题；有容易题、中等题，也有难题．(4)求和问题也是常见的试题，等差数列、等比数列及可以转化为等差、等比数列求和问题应掌握，还应该掌握一些特殊数列的求和.(5)将数列应用题转化为等差、等比数列问题也是高考中的重点和热点，从本章在高考中所占的分值来看，一年比一年多，而且多注重能力的考查．通过上述分析，在学习中应着眼于教材的基本知识和方法，不要盲目扩大，应着重做好以下几方面：理解概念，熟练运算巧用性质，灵活自如二、典例剖析考点一：数列的通项与它的前n项和例1、只能被1和它本身整除的自然数(不包括1)叫做质数．41，43，47，53，61，71，83，97是一个由8个质数组成的数列，小王正确地写出了它的一个通项公式，并根据通项公式得出数列的后几项，发现它们也是质数．试写出一个数P满足小王得出的通项公式，但它不是质数，则P=__________．解析：，．显然当时有因数41，此时．答案：1681点评：本题主要考查了根据数列的前n项写数列的通项的能力．体现了根据数列的前n项写通项只能是满足前n项但不一定满足其所有的性质的特点．例2、已知等差数列中，，前10项之和是15，又记.(1)求的通项公式；(2)求；(3)求的最大值．(参考数据：ln2=0.6931)解析：(1)由，得，．(2)．(3)法一：，，由ln2=0.6931，计算>0，<0，所以极大值点满足，但，所以只需比较与的大小：，．法二：数列的通项，令，．点评：求时，也可先求出，这要正确理解“”，其中应处在的表达式中的位置．例3、已知数列的首项，前项和为，且．(1)证明数列是等比数列；(2)令，求函数在点处的导数，并比较与的大小．解析：(1)由已知时，．两式相减，得，即，从而．当时，．又．从而．故总有．又．从而．即是以为首项，2为公比的等比数列．(2)由(1)知，．当n=1时，(*)式=0，；当n=2时，(*)式=－12<0，；当n≥3时，n－1>0．又，，即(*)式>0，从而．考点二：等差数列与等比数列例4、有n2(n≥4)个正数，排成n×n矩阵(n行n列的数表，如下图)．其中每一行的数成等差数列，每一列的数成等比数列，并且所有的公比都相等，且满足：a24=1，a42=，a43=，(1)求公比q；(2)用k表示a4k；(3)求a11＋a22＋a33＋…＋a nn的值.分析：解答本题的关键首先是阅读理解，熟悉矩阵的排列规律，其次是灵活应用等差、等比数列的相关知识求解．解：(1)∵每一行的数列成等差数列，∴a42，a43，a44成等差数列，∴2a43= a42＋a44，a44=;又每一列的数成等比数列，a44=a24·q2，a24=1，∴q2=，且a n>0，∴q=.(2)a4k= a42＋(k－2)d=＋(k－2)( a43－a42)=.(3)∵第k列的数成等比数列，∴a kk= a4k·q k－4=·()k－4= k·()k (k=1，2，…，n).记a11＋a22＋a33＋…＋a nn=S n，则S n=＋2·()2＋3·()2＋…＋n·()n，S n=()2＋2·()3＋…＋(n－1) ()n＋n()n＋1，两式相减，得S n=＋()2＋…＋()n－n()n＋1=1－，∴S n=2－，即a11＋a22＋a33＋…＋a nn=2－．例5、已知分别是轴，轴方向上的单位向量，且(n=2，3，4，…)，在射线上从下到上依次有点，且=(n=2，3，4，…)．(1)求；(2)求；(3)求四边形面积的最大值．解析：(1)由已知，得，(2)由(1)知，．且均在射线上，．．(3)四边形的面积为．又的底边上的高为．又到直线的距离为．，而，．点评：本题将向量、解析几何与等差、等比数列有机的结合，体现了在知识交汇点设题的命题原则．其中割补法是解决四边形面积的常用方法．考点三：数列的极限例6、给定抛物线，过原点作斜率为1的直线交抛物线于点，其次过作斜率为的直线与抛物线交于．过作斜率为的直线与抛物线交于，由此方法确定：一般地说，过作斜率为的直线与抛物线交于点．设的坐标为，试求，再试问：点，…向哪一点无限接近？解析：∵、都位于抛物线上，从而它们的坐标分别为，∴直线的斜率为，于是，即，．因此，数列是首项为，公比的等比数列．又，，因此点列向点无限接近．点评：本例考查极限的计算在几何图形变化中的应用，求解问题的关键是要利用图形的变化发现点运动的规律，从而便于求出极限值来．例7、已知点满足：对任意的，．又已知．(1)求过点的直线的方程；(2)证明点在直线上；(3)求点的极限位置．解析：(1)，，则．化简得，即直线的方程为．(2)已知在直线上，假设在直线上，则有，此时，也在直线上．∴点在直线上．(3)，即构成等差数列，公差，首项，，故．．．故的极限位置为(0，1)．考点四：数学归纳法例8、设是满足不等式的自然数的个数．(1)求的解析式；(2)设，求的解析式；(3)，试比较与的大小．解析：先由条件解关于的不等式，从而求出．(1)即得．(2)．(3)．n=1时，21－12>0；=2时，22－22=0；n=3时，23－32<0；n=4时，24－42=0；n=5时，25－52>0；n=6时，26－62>0．猜想：n≥5时，，下面对n≥5时2n>n2用数学归纳法证明：(i)当n=5时，已证25>52．(ii)假设时，，那么．．，即当时不等式也成立．根据(i)和(ii)时，对，n≥5，2n>n2，即．综上，n=1或n≥5时，n=2或n=4时时．点评：这是一道较好的难度不太大的题，它考查了对数、不等式的解法，数列求和及数学归纳法等知识．对培养学生综合分析问题的能力有一定作用．例9、已知数列中，，．(1)求的通项公式；(2)若数列中，，，证明：，．解：(1)由题设：，．所以，数列是首项为，公比为的等比数列，，即的通项公式为，．(2)用数学归纳法证明．(ⅰ)当时，因，，所以，结论成立．(ⅱ)假设当时，结论成立，即，也即．当时，，又，所以．也就是说，当时，结论成立．根据(ⅰ)和(ⅱ)知，．考点五：数列的应用例10、李先生因病到医院求医，医生给他开了处方药(片剂)，要求每12小时服一片，已知该药片每片220毫克，他的肾脏每12小时排出这种药的60%，并且如果这种药在体内残留量超过386毫克，将会产生副作用，请问：李先生第一天上午8时第一次服药，则第二天早上8时服完药时，药在他体内的残留量是多少毫克？如果李先生坚持长期服用此药，会不会产生副作用？为什么？解：(1)设第次服药后，药在他体内残留量为毫克，依题意，故第二天早上8时第三次服完药时，药在他体内的残留量是343.2毫克.(2)由，，．故长期服用此药不会产生副作用．例11、(07安徽高考)某国采用养老储备金制度．公民在就业的第一年就交纳养老储备金，数目为a1，以后每年交纳的数目均比上一年增加d(d>0)，因此，历年所交纳的储务金数目a1，a2，…是一个公差为d的等差数列．与此同时，国家给予优惠的计息政策，不仅采用固定利率，而且计算复利．这就是说，如果固定年利率为r(r>0)，那么，在第n 年末，第一年所交纳的储备金就变为a1(1＋r)n－1，第二年所交纳的储备金就变为a2(1＋r)n－2，……，以T n表示到第n年末所累计的储备金总额。

(完整版)数列题型及解题方法归纳总结

1知识框架111111(2)(2)(1)(1)()22()n n n n n n m p q n n n n a q n a a a qa a d n a a n d n n n S a a na d a a a a m n p q --=≥=⎧⎪←⎨⎪⎩-=≥⎧⎪=+-⎪⎪-⎨=+=+⎪⎪+=++=+⎪⎩两个基等比数列的定义本数列等比数列的通项公式等比数列数列数列的分类数列数列的通项公式函数角度理解的概念数列的递推关系等差数列的定义等差数列的通项公式等差数列等差数列的求和公式等差数列的性质1111(1)(1)11(1)()n n n n m p q a a q a q q q q S na q a a a a m n p q ---=≠--===+=+⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎧⎨⎩⎩等比数列的求和公式等比数列的性质公式法分组求和错位相减求和数列裂项求和求和倒序相加求和累加累积归纳猜想证明分期付款数列的应用其他⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪掌握了数列的基本知识，特别是等差、等比数列的定义、通项公式、求和公式及性质，掌握了典型题型的解法和数学思想法的应用，就有可能在高考中顺利地解决数列问题。

一、典型题的技巧解法 1、求通项公式（1）观察法。

（2）由递推公式求通项。

对于由递推公式所确定的数列的求解，通常可通过对递推公式的变换转化成等差数列或等比数列问题。

(1)递推式为a n+1=a n +d 及a n+1=qa n （d ，q 为常数）例1、已知{a n }满足a n+1=a n +2，而且a 1=1。

求a n 。

例1、解 ∵a n+1-a n =2为常数 ∴{a n }是首项为1，公差为2的等差数列∴a n =1+2（n-1）即a n =2n-1 例2、已知{}n a 满足112n n a a +=，而12a =，求n a =？（2）递推式为a n+1=a n +f （n ）例3、已知{}n a 中112a =，12141n n a a n +=+-，求n a . 解：由已知可知)12)(12(11-+=-+n n a a n n )121121(21+--=n n令n=1，2，…，（n-1），代入得（n-1）个等式累加，即（a 2-a 1）+（a 3-a 2）+…+（a n -a n-1）2434)1211(211--=--+=n n n a a n ★ 说明只要和f （1）+f （2）+…+f （n-1）是可求的，就可以由a n+1=a n +f （n ）以n=1，2，…，（n-1）代入，可得n-1个等式累加而求a n 。

数列、极限、数学归纳法求数列的极限教案

数列、极限、数学归纳法·求数列的极限·教案教学目标1．熟练运用极限的四则运算法则，求数列的极限．2．理解和掌握三个常用极限及其使用条件．培养学生运用化归转化和分类讨论的思想解决数列极限问题的能力．3．正确认识极限思想和方法是从有限中认识无限，从近似中认识精确，从量变中认识质变的一种辩证唯物主义的思想．教学重点与难点使用极限四则运算法则及3个常用极限时的条件．教学过程设计（一）运用极限的四则运算法则求数列的极限师：高中数学中的求极限问题，主要是通过极限的四则运算法则，把所求极限转化成三个常用极限：例1 求下列极限：师：（1）中的式子如何转化才能求出极限．生：可以分子、分母同除以n3，就能够求出极限．师：（2）中含有幂型数，应该怎样转化？师：分子、分母同时除以3n-1结果如何？生：结果应该一样．师：分子、分母同时除以2n或2n-1，能否求出极限？（二）先求和再求极限例2 求下列极限：由学生自己先做，教师巡视．判断正误．生：因为极限的四则运算法则只适用于有限个数列加、减、乘、除的情况．此题当n→∞，和式成了无限项的和，不能使用运算法则，所以解法1是错的．师：解法2先用等差数列的求和公式，求出分子的和，满足了极限四则运算法则的条件，从而求出了极限．第（2）题应该怎样做？生：用等比数列的求和公式先求出分母的和．=12．师：例2告诉我们不能把处理有限项和问题的思路及方法随意地搬到无限项和的问题中去，要特别注意极限四则运算法则的适用条件．例3求下列极限：师：本例也应该先求出数列的解析式，然后再求极限，请同学观察所给数列的特点，想出对策．生：（1）题是连乘积的形式，可以进行约分变形．生：（2）题是分数和的形式，可以用“裂项法”变形．例4设首项为1，公比为q（q＞0）的等比数列的前n项和为Sn，师：等比数列的前n项和Sn怎样表示？师：看来此题要分情况讨论了．师：综合两位同学的讨论结果，解法如下：师：本例重点体现了分类讨论思想的运用能够使复杂问题条理化．同（三）公比绝对值小于1的无穷等比数列前n项和的极限师：利用无穷等比数列所有各项和的概念以及求极限的知识，我们已经得到了公比的绝对值小于1的无穷等比数列各项和的公式：例5计算：题目不难，可由学生自己做．师：（1）中的数列有什么特点？师：（2）中求所有奇数项的和实质是求什么？（1）所给数列是等比数列；（2）公比的绝对值小于1；（四）利用极限的概念求数的取值范围师：（1）中a在一个等式中，如何求出它的值．生：只要得到一个含有a的方程就可以求出来了．师：同学能够想到用方程的思想解决问题非常好，怎样得到这个方程？生：先求极限．师：（2）中要求m的取值范围，如何利用所给的等式？|q|＜1，正好能得到一个含有m的不等式，解不等式就能求出m的范围．解得0＜m＜4．师：请同学归纳一下本课中求极限有哪些类型？生：主要有三种类型：（1）利用极限运算法则和三个常用极限，求数列的极限；（2）先求数列的前n项和，再求数列的极限；（3）求公比绝对值小于1的无穷等比数列的极限．师：求数列极限应注意的问题是什么？生甲：要注意公式使用的条件．生乙：要注意有限项和与无限项和的区别与联系．上述问答，教师应根据学生回答的情况，及时进行引导和必要的补充．（五）布置作业1．填空题：2．选择题：则x的取值范围是[ ]．的值是[ ]．A．2 B．-2 C．1 D．-1作业答案或提示（7）a．2．选择题：（2）由于所给两个极限存在，所以an与bn的极限必存在，得方程以上习题教师可以根据学生的状况，酌情选用．课堂教学设计说明1．掌握常用方法，深化学生思维．数学中对解题的要求，首先是学生能够按部就班地进行逻辑推理，寻找最常见的解题思路，当问题解决以后，教师要引导学生立即反思，为什么要这么做？对常用方法只停留在会用是不够的，应该对常用方法所体现的思维方式进行深入探讨，内化为自身的认知结构，然后把这种思维方式加以运用．例1的设计就是以此为目的的．2．展示典型错误，培养严谨思维．求数列极限的基本方法，学生并不难掌握，因此，例2采取让学生自己做的方式，有针对性地展示出此类题目在解题中容易出现的典型错误，让学生从正确与谬误的对比中，辨明是非、正误，强化求极限时应注意的条件，培养思维的严谨性．这种做法，会给学生留下难忘的印象，收到较好的教学效果．3．贯穿数学思想，提高解题能力．本课从始至终贯穿着转化的思想．而例4中的分类讨论思想，例6中的方程思想的应用，都对问题的解决，起到了决定性的作用，使复杂问题条理化，隐藏的问题明朗化．因此，只有培养学生良好的思维品质，在教学过程中不断渗透和深化数学思想方法，才能达到系统概括知识内容，沟通各类知识的纵横联系，提高解题能力的要求．。

数列、极限、数学归纳法(上)

【考点梳理】一、考试内容1.数列，等差数列及其通项公式，等差数列前n项和公式。

2.等比数列及其通项公式，等比数列前n项和公式。

3.数列的极限及其四则运算。

4.数学归纳法及其应用。

二、考试要求1.理解数列的有关概念，了解递推公式是给出数列的一种方法，并能根据递推公式写出数列的前n项和。

2.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，并能够应用这些知识解决一些问题。

3.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，并能够运用这些知识解决一些问题。

4.了解数列极限的定义，掌握极限的四则运算法则，会求公比的绝对值小于1的无穷等比数列前n项和的极限。

5.了解数学归纳法的原理，并能用数学归纳法证明一些简单的问题。

三、考点简析1.数列及相关知识关系表2.作用地位（1）数列是函数概念的继续和延伸，是定义在自然集或它的子集{1,2,…,n}上的函数。

对于等差数列而言，可以把它看作自然数n的“一次函数”，前n项和是自然数n的“二次函数”。

等比数列可看作自然数n的“指数函数”。

因此，学过数列后，一方面对函数概念加深了了解，拓宽了学生的知识范围；另一方面也为今后学习高等数学中的有关级数的知识和解决现实生活中的一些实际问题打下了基础。

（2）数列的极限这部分知识的学习，教给了学生“求极限”这一数学思路，为学习高等数学作好准备。

另一方面，从数学方法来看，它是一种与以前学习的数学方法有所不同的全新方法，它有着现代数学思想，它把辩证唯物主义的思想引进了数学领域，因而，学习这部分知识不仅能接受一种新的数学思想方法，同时对培养学生唯物主义的世界观也起了一定的作用。

（3）数学归纳法是一种数学论证方法，学生学习了这部分知识后，又掌握了一种新的数学论证方法，开拓了知识领域，学会了新的技能；同时通过这部分知识的学习又学到一种数学思想。

学好这部分知识，对培养学生逻辑思维的能力，计算能力，熟悉归纳、演绎的论证方法，提高分析、综合、抽象、概括等思维能力，都有很好的效果。

高三数学特殊数列求和、数列极限的意义及运算、数列极限的应用、数学归纳法、归纳猜想、证明知识精讲

高三数学特殊数列求和、数列极限的意义及运算、数列极限的应用、数学归纳法、归纳猜想、证明知识精讲一. 特殊数列求和：1. 概念：这里所指的“特殊数列”是指中学阶段能够求和的数列，包括：等差、等比数列，常数列，自然数列，自然数的平方数列，自然数的立方数列，项部分相消数列等。

数列求和，就是通过一些手段将数列转化为上述这些特殊数列而达到求和的目的。

2. 常用求和公式（1）等差：S n a a na n n d n n =+=+-()()11212（2）等比：S na q a q qq n n ==--≠⎧⎨⎪⎩⎪111111()()() （3）i n n i n =∑=+1121() （4）i n n n i n 211216=∑=++()() （5）i n n i n 31212=∑=+[()] 3. 常见数列求和的方法大致有五种如：直接由求和公式求和（如等差、等比数列的求和），裂项分组求和，裂项相消求和，错位相减求和，倒序相加求和。

（1）在求等比数列前n 项和S n 时，一定要注意分清公比q =1还是q ≠1；（2）裂项法的关键是研究通项公式，裂项的目的是转化成几个等差或等比数列或自然数的平方组成的数列求和，或者正、负相消；（3）错位相减法求和，主要用于一个等差与一个等比数列相应项相乘所得的数列求和；（4）含有组合数的数列求和，注意考虑利用组合数的性质公式求和或利用倒序相加求和；（5）三角函数求和考虑裂项相消求和或利用复数转化为等比数列求和；学习时，还要注意归纳总结一些常见类型的数列求和方法。

二. 数列极限的意义及运算1. 数列极限的概念对于数列{}a n ，如果存在一个常数A ，无论预先指定多么小的正整ε都能在数列中找到一项a N 使得这一项后面的所有项a n 与A 的差的绝对值都小于ε，（即当n N >时，恒有||a A n -<ε成立），就把常数A 叫做数列{}a n 的极限，记作：lim n n a A →∞=。

数学归纳法在数列中的应用

数学归纳法在数列中的应用
数学归纳法是一种证明数学命题的方法，常用于证明关于自然数的命题。

在数列中，数学归纳法也有广泛的应用。

首先，数学归纳法要求证明两个条件：基础步骤和归纳步骤。

在数列中，基础步骤通常是证明一个数列中的第一个数满足某个条件，如等于某个数或大于某个数。

归纳步骤则是证明如果一个数列中前n 个数满足某个条件，那么第n+1个数也满足这个条件。

例如，可以使用数学归纳法证明斐波那契数列的某些性质。

斐波那契数列定义为：第一个数为0，第二个数为1，从第三个数开始，每个数都是前两个数的和。

根据数学归纳法，可以证明斐波那契数列中的任何一项都可以用前两项表示出来。

基础步骤：当n=1时，第一个数为0，第二个数为1，因此第三个数为0+1=1，满足条件。

归纳步骤：假设第n个数可以表示为a+b，其中a和b分别是前两个数列中的数。

那么第n+1个数为a+b+b=2b+a，也可以表示为前两个数的和。

通过这种方法，可以证明斐波那契数列中的任何一项都可以用前两项表示出来。

除了斐波那契数列外，数学归纳法还可以应用于等差数列、等比数列等各种数列中的证明。

在实际应用中，数学归纳法可以帮助我们发现数列中的规律，从而解决问题。

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2022年高考数学一轮复习必备极限-数列的极限、数学归纳法

第92-93课时：第十二章极限——数列的极限、数学归纳法课题：数列的极限、数学归纳法一知识要点（一）数列的极限1定义：对于无穷数列{a n }，若存在一个常数A ，无论预选指定多么小的正数，都能在数列中找到一项a N ，使得当n>N 时，|an-A|A a n n =∞→lim lim nn a →∞lim nn b →∞lim()lim lim n n n nn n n a b a b →∞→∞→∞±=±lim()lim lim n n n nn n n a b a b →∞→∞→∞⋅=⋅)0lim (lim lim lim ≠=∞→∞→∞→∞→n n n n nn n n n b b a b aS=⎪⎩⎪⎨⎧-=>=<=∞→)11()1(1)1(0lim a a a a a n n 或不存在数分别是0n =112322+++n n n nnn b ∞→lim122limnn na a a nb →∞+++na +222221lim()111n n n n n →∞-++++++)2(lim 2n n n n -+∞→nnn a a a a a a 24221lim ++++++∞→ 1)11(lim 2=--++∞→b an n n n lim()n n n A S n →∞-1(1,2,)n n S n S +=nn T ∞→lim n )31(1A 2A||||lim11n n n n n A A A A -+∞→)1,(,12131211>∈<-++++n N n n n 12)1(+n n n 131211++++ n 2131211++++ 22+n na a a a ,,,,321 nb b b b ,,,,321 nn n n b b b b B a a a a A ++++== 321321,2)(1n a a n +b b b b 112101145=+++=，…a b n a n =+⎛⎝ ⎫⎭⎪log 11131log a n b +nn S ∞→lim )]211()511)(411)(311([lim +----∞→n n n nn n a 1S lim =∞→122321222)2221(lim -∞→+++++++n nn n n n C C C nn n S S 1lim+∞→⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⋯++++∞→32323221lim n n n n n n n n nn n S nalim ∞→nn n1i 1i i nS lim 则,a a 1∞→=+∑=nn a ∞→lim 9423lim=+-∞→nn n a a nn a ∞→lim 11)2(3)2(3lim+-∞→-+-+n n n n n )1n 2n1n 31n 21n 1(lim 2222n ++++++++∞→ n876n 321n a a a a a a a a lim ++++++++∞→ n n nnn a a a a --∞→+-lim ••8100.0••810000.0nn n21)1(21211212121122⋅-+-+-++++nb)(11+：1212=1,与M 交于点A 、B ，L 与φ交于点C 、D ，求22||||lim CD AB n ∞→1)n(n 3221n +++⋅+⋅= n ＝1,2,3……,b 1)n(n a nn+= n ＝1,2,3……,用极限定义证明21lim =∞→n n b 85年练习（数学归纳法）1．由归纳原理分别探求：1凸n 边形的内角和fn= ; 2凸n 边形的对角线条数fn= ;3平面内n 个圆，其中每两个圆都相交于两点，且任意三个圆不相交于同一点，则该n 个圆分平面区域数fn=2．平面上有n 条直线，且任何两条不平行，任何三条不过同一点，该n 条直线把平面分成fn 个区域，则fn1=fn3．当n 为正奇数时，求证nn被整除，当第二步假设n=2─1时命题为真，进而需验证n= ，命题为真。

07[1]. 数列、极限、数学归纳法

第二章数列、极限、数学归纳法等差数列【例题精选】：例1 已知有穷数列：3，5，7，9，11，…，27m m N +∈()其中每一项都比它后一项小2 （1）写出这个数列的通项公式；（2）指出49m m N +∈()是否这个数列中的一项，并说明理由。

分析：题目一写出来，有的同学就认为题目错了，他们认为2721m m ++应写成才符合给出数列的变化规律，还有的同学就把 a n n N n =+∈27()作为所求的通项公式，这都是不对的。

这两种错误的一个共同点都在于没有区分有穷数列的通项和末项，数列的通项公式是其第n 项与项数n 之间的函数关系式： a f n n =()，而有穷数列的项数未必恰好是n 项，因此它的末项未必正好是该数列的第n 项。

还要注意对有穷数列通项公式中n 范围的标注不能仅是n N ∈. 解：（1）设已知有穷数列的第n 项为a a n n n ，则=+21. 且由，故21273n m n m +=+=+ ∴=+=+这个有穷数列的通项公式是…a n n m n 211233(,,,,) （2）由得214924n m n m +=+=+ 又24313m m m m m N +=+++>+∈()()()∴+∈49m m N ()不是这个有穷数列中的一项小结：数列的通项公式具有双重身份，它既是数列的第n 项，又是该数列中所有各项的一般表示，后者又蕴含着a n 与n 的函数关系。

这是认识数列问题与函数问题联系的依据。

但是应该注意，正如任何一个函数未必能用解析法表示一样，不是所有的数列都有通项公式，而且即使一个数列有通项公式，通项公式也未必唯一。

例如数列1，－1，1，－1，…的通项公式可以是 a n N n n =-∈+()(),11也可以是a n n N n =-∈cos()()1π还可以表示为 a n n n =-⎧⎨⎩11为正奇数为正偶数。

例2 求数列 123334545756⨯-⨯⨯-⨯，…,,的通项公式。

高考数学中的数学归纳法和数列极限

高考数学中的数学归纳法和数列极限高考数学是考生们最关注的一门考试科目，其中数学归纳法和数列极限是高考数学中不可忽视的重点内容。

本文将从数学归纳法的基本原理及应用，数列极限的概念、性质和计算方法等多个方面进行分析和探讨，以期对广大高中生的数学学习有所帮助。

一、数学归纳法数学归纳法是高中数学中重要的证明方法。

归纳法的基本思想是证明当$x$满足某种条件时，命题$P(x)$成立，再证明当$x$不满足该条件时，命题$P(x)$依然成立。

下面介绍具体的数学归纳法思想及其应用。

1.1 数学归纳法的基本思想数学归纳法是一种用自然数的递增法证明表达式的方法。

它的基本思想是先证明当$n=1$时，命题成立，再证明当$n=k$时命题成立，则可以证明当$n=k+1$时也成立。

用公式表示为：如果$P(1)$成立且对于任意正整数$k$，只要$P(k)$成立，就有$P(k+1)$成立，那么对于所有正整数，$P(n)$都成立。

1.2 数学归纳法的应用数学归纳法广泛应用于高中数学中的数列、函数、不等式等问题的证明中，也是高考数学中的常见命题证明方法。

常见的应用如下：(1)证明数列性质：证明数列$a_{n+1}=f(a_n)$，$a_1$满足某些条件，则$a_n$满足某些性质。

(2)证明不等式：证明某个不等式在正整数范围内成立。

(3)证明等式：证明某个等式在正整数范围内成立。

二、数列极限数列极限是高中数学中的重要概念之一。

它是计算机科学、物理学、工程学等学科中的基础知识。

下面将从基本概念、性质和计算方法三个方面对数列极限进行分析和探讨。

2.1 基本概念数列极限是数学分析中用来描述数列等无限序列的一种重要概念。

常用的数列有等差数列、等比数列、Fibonacci数列等。

一个数列的极限是指随着$n$无限增大，数列的值逐渐接近某个值，称为这个数列的极限。

用数学符号表示为：$\lim\limits_{n\to\infty}{a_n}=a$，表示当$n$趋近于无穷大时，数列$a_n$的极限为$a$。

数列、极限、数学归纳法等差、等比数列综合问题教案

数列、极限、数学归纳法——等差、等比数列综合问题教案教学目标：1. 理解等差数列和等比数列的定义及其性质。

2. 掌握数列的极限概念，并能应用于等差、等比数列。

3. 学会使用数学归纳法解决数列相关问题。

4. 能够综合运用等差、等比数列的知识解决实际问题。

教学内容：第一章：数列概念与等差数列1.1 数列的定义与表示方法1.2 等差数列的定义与性质1.3 等差数列的通项公式1.4 等差数列的前n项和公式第二章：等差数列的极限2.1 极限概念引入2.2 等差数列极限的定义2.3 等差数列极限的性质2.4 等差数列极限的应用第三章：等比数列的概念与性质3.1 等比数列的定义3.2 等比数列的性质3.3 等比数列的通项公式3.4 等比数列的前n项和公式第四章：等比数列的极限4.1 等比数列极限的定义4.2 等比数列极限的性质4.3 等比数列极限的应用4.4 无穷等比数列的极限第五章：数学归纳法与数列5.1 数学归纳法的基本概念5.2 数学归纳法证明等差数列性质5.3 数学归纳法证明等比数列性质5.4 数学归纳法解决数列综合问题教学方法：1. 采用讲授法讲解数列、极限、数学归纳法的基本概念和理论。

2. 利用案例分析法分析等差、等比数列的实际应用问题。

3. 组织小组讨论法，让学生探讨数列问题的解题策略。

4. 运用练习法巩固所学知识，提高解题能力。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对数列、极限、数学归纳法的基本概念理解程度。

2. 课后作业：布置相关练习题，检验学生掌握知识点的情况。

3. 小组讨论报告：评估学生在探讨数列问题时的分析能力和团队协作能力。

4. 期末考试：全面测试学生对本门课程知识的掌握程度。

教学资源：1. 教材：《高等数学》、《数学分析》等。

2. 课件：制作数列、极限、数学归纳法等相关课件。

3. 练习题库：搜集各种数列、极限、数学归纳法的练习题。

4. 案例素材：搜集等差、等比数列在实际应用中的案例。

教学进度安排：1. 第一章：2课时2. 第二章：3课时3. 第三章：2课时4. 第四章：3课时5. 第五章：4课时数列、极限、数学归纳法——等差、等比数列综合问题教案（续）第六章：等差、等比数列的图像与性质6.1 等差数列的图像特点6.2 等比数列的图像特点6.3 等差、等比数列的性质对比6.4 等差、等比数列的特殊情况分析第七章：数列的极限与无穷数列7.1 无穷数列的概念7.2 无穷数列的极限概念7.3 无穷等差数列与无穷等比数列的极限7.4 无穷数列极限的应用第八章：数学归纳法解决数列问题实例8.1 数学归纳法证明等差数列的性质8.2 数学归纳法证明等比数列的性质8.3 数学归纳法解决数列问题实例分析8.4 数学归纳法在数列研究中的应用第九章：等差、等比数列的实际应用9.1 等差数列在经济学中的应用9.2 等比数列在金融学中的应用9.3 等差、等比数列在其他领域的应用9.4 实际应用案例分析第十章：数列、极限、数学归纳法的综合练习10.1 等差、等比数列的综合练习题10.2 极限概念的综合练习题10.3 数学归纳法的综合练习题10.4 综合练习题解答与分析教学方法：1. 采用讲授法讲解等差、等比数列的图像与性质。

数学归纳法在高中数学中的应用

数学归纳法在高中数学中的应用
数学归纳法在高中数学中的应用非常广泛，可以用来解决各类问题。

1、推理问题：使用数学归纳法可以快速地推理出数学问题的解决方案。

例如：设f(n)表示一个函数，若f(1)=2，f(2)=6，f(3)=3；则可使用数学
归纳法推出f(n)=2n+1，注意n≥1。

2、极限问题：对于极限问题，利用数学归纳法可以更快捷地得到结果。

例如：当n→+∞时，求函数f(n)的极限：f(n)=n^2+2n，可使用数学归
纳法推出极限为+∞
3、方程组求解问题：数学归纳法可以用来解决方程组的求解问题。

例如：有n个方程，每个方程有m个未知数，可以利用数学归纳法快速
地求出这n个方程的解。

4、数列问题：可以利用数学归纳法求解等差、等比等数列的通项公式、和、最大项和最小项等属性。

很多高中数学问题都可以应用数学归纳法解答，并且数学归纳法是高
效的，易于理解，使用方便，广泛应用于学习和科学研究。

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1 2
5
文德教育
n 2时，a n Sn Sn1 …… 3·4 n1
a n ca n1 d c、d为常数，c 0，c 1，d 0
建议收藏下载本文，以便随时学习！ 4、叠乘法
可转化为等比数列，设a n x c a n1 x
例如：数列a n 中，a1
3，
a n1 an
n n 1 ，求an
a n ca n1 c 1x
解： a 2 · a 3 …… a n 1 · 2 …… n 1 ，∴ a n 1
a1 a2
a n1 2 3
n
a1 n
又a 1
3，∴a n
3 n
5、等差型递推公式
由a n a n1 f (n)，a1 a 0，求a n ，用迭加法
令(c 1)x d，∴x d c1
（3）形如 an1 ank 的递推数列都可以用对数法求通项。
（7）（理科）数学归纳法。
4
文德教育
建议收藏下载本文，以便随时学习！（8）当遇到 an1
an1
d或 an1 an1
q 时，分奇数项偶数项讨论，结果
求数列通项公式的常用方法：
1、公式法
可能是分段形式。数列求和的常用方法：
2、由S n 求a n
∴a n
c
d
1是首项为a
1
c
d ，c为公比的等比数列 1
∴a n
c
d 1
a1
c
d
1
·c
n
1
n
2时，a 2 a3
a1 a2
f (2)
f
(3)
两边相加，得：
…… ……
a n a n1 f (n)

数列的极限数学归纳法

数列的极限、数学归纳法、知识要点 (一) 数列的极限列中找到一项 aN,使得当n>N 时，|an-A|< 恒成立，则称常数 A 为数列｛a n ｝的极限，记作lim a n A .n2.运算法则：若lim a n 、lim b n 存在，则有lim(a n b n )lim a n lim ；lim( a n b n ) lim a n lim b nnnnnn na lim a nlim —— , (lim b n 0)nb n lim b n nn(a1)3.两种基本类型的极限<1> S= lima nn1(a 1)不存在(a诚a<2>设f (n)、g(n)分别是关于n 的一元多项式，次数分别是p 、q ，最高次项系数分别为 a p 、0 (p q)b p 且 g( n) 0(n N),则 limng(n )(二)数学归纳法①验证命题对于第一个自然数 n n 0成立。

②假设命题对 n=k(k > n o )时成立，证明n=k+1时命题也成立则由①②，对于一切n > n o的自然数，命题都成立。

、例题(数学的极限)1.定义：对于无穷数列｛a n ｝，若存在一个常数 A,无论预选指定多么小的正数，都能在数 4.无穷递缩等比数列的所有项和公式：S「q E )无穷数列｛a n ｝的所有项和: a p- (p q) b q 不存在 (p q)S lim S n (当 lim S n 存在时)nn数学归纳法是证明与自然数 n 有关命题的一种常用方法，其证题步骤为:(4) lim( J-3Lnn 1 n 1(5) lim G. n 2 2n n)=;n例2 •将无限循环小数 0.12 ； 1.32 12 化为分数.『1例3•已知lim(an b) 1,求实数a, b 的值;nn 1例 4•数列{a n },{b n }满足 lim (2a n +b n )=1,lim (a n — 2tn)=1，试判断数列{a n },{b n }的极限是否nn存在，说明理由并求lim (a n b n )的值.n例5.设首项为a ，公差为d 的等差数列前-项的和为A,又首项为a,公比为r 的等比数列S例6.设首项为1,公比为q(q>0)的等比数列的前 -项之和为S n ,又设T n =— (n 1,2,L ),S- 1求 lim T n .n21 例7. ｛a n ｝的相邻两项a n ,a n+1是方程x —c -X +(—)n =0的两根，又a 1=2,求无穷等比C 1 ,c 2, (3)C n ,…的各项和.例8在半径为R 的圆内作内接正方形，在这个正方形内作内切圆，又在圆内作内接正方形,如此无限次地作下去，试分别求所有圆的面积总和与所有正方形的面积总和。

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数列、极限、数学归纳法求数列的极限教案
教学目标
1.熟练运用极限的四则运算法则，求数列的极限.
2.理解和掌握三个常用极限及其使用条件.培养学生运用化归转化和分类讨论的思想解决数列极限问题的能力.
3.正确认识极限思想和方法是从有限中认识无限，从近似中认识精确，从量变中认识质变的一种辩证唯物主义的思想.
教学重点与难点
使用极限四则运算法则及3个常用极限时的条件.
教学过程设计
(一)运用极限的四则运算法则求数列的极限
师：高中数学中的求极限问题，主要是通过极限的四则运算法则，把所求极限转化成三个常用极限：
课堂教学设计说明
1.掌握常用方法，深化学生思维.
数学中对解题的要求，首先是学生能够按部就班地进行逻辑推理，寻找最常见的解题思路，当问题解决以后，教师要引导学生立即反思，为什么要这么做?对常用方法只停留在会用是不够的，应该对常用方法所体现的思维方式进行深入探讨，内化为自身的认知结构，然后把这种思维方式加以运用.例1的设计就是以此为目的的.
2.展示典型错误，培养严谨思维.
求数列极限的基本方法，学生并不难掌握，因此，例2采取让学生自己做的方式，有针对性地展示出此类题目在解题中容易出现的典型错误，让学生从正确与谬误的对比中，辨明是非、正误，强化求极限时应注意的条件，培养思维的严谨性.这种做法，会给学生留下难忘的印象，收到较好的教学效果.
3.贯穿数学思想，提高解题能力.
本课从始至终贯穿着转化的思想.而例4中的分类讨论思想，例6中的方程思想的应用，都对问题的解决，起到了决定性的作用，使复杂问题条理化，隐藏的问题明朗化.因此，只有培养学生良好的思维品质，在教学过程中不断渗透和深化数学思想方法，才能达到系统概括知识内容，沟通各类知识的纵横联系，提高解题能力的要求.。

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