【状元之路】2015届高考数学二轮(文理通用)专题知识突破课件:1-3-1(专题三 数列)
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014=(a1+a3+a5+„+a2 013)+(a2 007
1-21 007 21-21 007 +a4+a6+„+a2 014)= + =3×21 1-2 1-2 B.
-3,故选
答案 B
考点二
等差、等比数列的判定与证明
【例 2】 (2014· 陕西卷)设{an}是公比为 q 的等比数列. (1)推导{an}的前 n 项和公式; (2)设 q≠1,证明数列{an+1}不是等比数列.
课堂笔记
(1)设数列{an}的公差为 d,依题意,2,2+d,2+4d
成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d), 化简得 d2-4d=0,解得 d=0 或 d=4. 当 d=0 时,an=2; 当 d=4 时,an=2+(n-1)· 4=4n-2, 从而得数列{an}的通项公式为 an=2 或 an=4n-2.
答案
10
5.(2014· 广东卷)等比数列{an}的各项均为正数,且 a1a5=4,则 log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5=________.
解析 由等比数列性质知 a1a5=a2a4=a2 3=4. ∵an>0,∴a3=2,∴a1a2a3a4a5=(a1a5)· (a2a4)· a3=25, ∴log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5 =log2(a1a2a3a4a5)=log225=5.
档题;③对于等差、等比数列的判断与证明,主要出现在解答题的 第一问,是为求数列的通项公式而准备的,因此是解决问题的关键 环节.
真 题 感 悟 1.(2014· 福建卷)等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 a1=2,S3= 12,则 a6 等于( A.8 C.12 ) B.10 D.14
3×3-1 3×2 解析 因为 S3=3a1+ d=3×2+ 2 d=12,所以 d 2 =2.所以 a6=a1+(6-1)d=2+5×2=12.故选 C.
答案 5
知识方法· 考点串联
连点串线成面 构建知识体系
1.等差数列 (1)定义式:an+1-an=d(n∈N*,d 为常数). (2)通项公式:an=a1+(n-1)d. na1+an nn-1d (3)前 n 项和公式:Sn= =na1+ . 2 2 (4)等差中项公式:2an=an-1+an+1(n∈N*,n≥2).
(2)当 an=2 时,Sn=2n.显然 2n<60n+800, 此时不存在正整数 n,使得 Sn>60n+800 成立. n[2+4n-2] 当 an=4n-2 时,Sn= =2n2. 2 令 2n2>60n+800,即 n2-30n-400>0, 解得 n>40 或 n<-10(舍去), 此时存在正整数 n,使得 Sn>60n+800 成立, n 的最小值为 41.
答案
C
2.(2014· 课标全国卷Ⅱ)等差数列{an}的公差为 2,若 a2,a4, a8 成等比数列,则{an}的前 n 项和 Sn=( A.n(n+1) nn+1 C. 2 B.n(n-1) nn-1 D. 2 )
2 解析 由 a2,a4,a8 成等比数列,得 a2 4=a2a8,即(a1+6) =(a1
n
(2)证明:假设{an+1}是等比数列,则对任意的 k∈N*, (ak+1+1)2=(ak+1)(ak+2+1), a2 k+1+2ak+1+1=akak+2+ak+ak+2+1,
2k k k-1 a2 · a1qk+1+a1qk-1+a1qk+1, 1q +2a1q =a1q
∵a1≠0,∴2qk=qk-1+qk+1.
课堂笔记 (1)设{an}的前 n 项和为 Sn, 当 q=1 时,Sn=a1+a1+„+a1=na1; 当 q≠1 时,Sn=a1+a1q+a1q2+„+a1qn-1,① qSn=a1q+a1q2+„+a1qn,② ①-②得,(1-q)Sn=a1-a1qn, na1,q=1, a11-q ∴Sn= ,∴Sn=a11-qn 1-q ,q≠1. 1-q
[方法规律] 在等差或等比数列中,已知五个元素 a1,an,n, d(或 q),Sn 中的任意三个,运用方程的思想,便可求出其余两个, 即“知三求二”. 本着化多为少的原则, 解题时需抓住首项 a1 和公 差 d(或公比 q).
对 点 训 练 1.(2014· 天津卷)设{an}是首项为 a1,公差为-1 的等差数列, Sn 为其前 n 项和. 若 S1, S2 , S4 成等比数列, 则 a1 的值为________.
2.等比数列 an+1 (1)定义式: =q(n∈N*,q 为非零常数). an (2)通项公式:an=a1qn 1.
-
na1 q=1, (3)前 n 项和公式:Sn=a11-qn q≠1. 1 - q
* (4)等比中项公式:a2 n=an-1an+1(n∈N ,n≥2).
* (3)a 2 n=an -1an +1(n≥2, n∈N )是{an}为等比数列的必要而不充
分条件,也就是要注意判断一个数列是等比数列时,要注意各项不 为 0.
对 点 训 练 4.已知数列{an}的前 n 项和 Sn=aqn(a≠0, q≠1, q 为非零常数), 则数列{an}( )
A.是等差数列 B.是等比数列 C.既是等差数列也是等比数列 D.既不是等差数列也不是等比数列
(5)性质:①an=amqn-m(n,m∈N*). ②若 m+n=p+q,则 aman=apaq(p,q,m,n∈N*). ③等比数列中,q≠-1 时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 也成等比数 列.
注意:(1)a2 n=an-1an+1 是 an-1,an,an+1 成等比数列的必要不充 分条件. (2)利用等比数列前 n 项和的公式求和时,不可忽视对公比 q 是否为 1 的讨论.
解析
设{an}的公差为 d,由 S9=S4 及 a1=1,
9×8 4×3 得 9×1+ d=4×1+ d, 2 2 1 所以 d=-6.又 ak+a4=0,
1 1 所以1+k-1×-6+1+4-1×-6=0.
即 k=10.
解析 从项的下标寻找规律,下标成等差数列的,对应的项成 a6 a9 3 等比数列.设等比数列的公比为 q,因为a =a =q ,即 a2 6=a3a9, 3 6 所以 a3,a6,a9 成等比数列.故选 D.
答案
D
4.(2014· 陕西卷)在等差数列{an}中,前 9 项的和等于前 4 项的 和,若 a1=1,ak+a4=0,则 k=________.
∵q≠0,∴q2-2q+1=0, ∴q=1,这与已知矛盾, ∴假设不成立,故{an+1}不是等比数列.
[方法规律]
(1)判断一个数列是等差(等比)数列,还有通项公
式法及前 n 项和公式法,但不作为证明方法. (2)若要判断一个数列不是等差(等比)数列,只需判断存在连续 三项不成等差(等比)数列即可.
2 2 1 所以当 m≠9时, 数列{bn}是以 m-9为首项, -2为公比的等比 数列; 2 当 m=9时,数列{bn}不是等比数列.
考点三 【例 3】
等差、等比数列的性质及应用
(1)等差数列{an}中,如果 a1+a4+a7=39,a3+a6 )
第一部分
高考专题串串讲
第一版块
专题知识突破
专题三 数列
第一讲
等差数列、等比数列
考情分析 真题体验
知识方法 考点串联
高频考点 聚焦突破
多维探究 师生共研
考情分析· 真题体验
明确备考方向 实战高考真题
考 情 剖 析 高考中对等差(等比)数列的考查主、客观题型均有所体现,一 般以等差、等比数列的定义或以通项公式、前 n 项和公式为基础考 点,常结合数列递推公式进行命题,主要考查学生综合应用数学知 识的能力以及计算能力等,中低档题占多数.考查的热点主要有三 个方面:①对于等差、等比数列基本量的考查,常以客观题的形式 出现,考查利用通项公式、前 n 项和公式建立方程组求解,属于低 档题;②对于等差、等比数列性质的考查主要以客观题出现,具有 “新、巧、活”的特点,考查利用性质解决有关计算问题,属中低
解析 设等比数列{an}的公比为 q,则 a1+a5=a1(1+q4)=2, ① a3+a7=a1(q2+q6)=6,② 1 联立①②,得 q =3,代入①,得 a1=5.
2ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 2 4 故 a5+a9=a1(q +q )= (3 +3 )=18. 5
4 8
答案
B
3. 已知数列{an}满足 a1=1, an· an+1=2n(n∈N*), 则 S2 014=( A.22 014-1 B.3×21 007-3
高频考点· 聚焦突破
热点题型剖析 构建方法体系
考点一
等差、等比数列基本量的计算
【例 1】 (2014· 湖北卷)已知等差数列{an}满足:a1=2,且 a1, a2,a5 成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)记 Sn 为数列{an}的前 n 项和, 是否存在正整数 n, 使得 Sn>60n +800?若存在,求 n 的最小值;若不存在,说明理由.
1 1 2n 4 (2)当 λ=-2时,an+1=-2an+n,bn=an- 3 +9. 2n+1 4 bn+1=an+1- + 3 9
1 2n+1 4 =-2an+n- 3 +9
1 n 2 =- an+ - 2 3 9 2n 4 1 1 =-2an- 3 +9=-2bn, 2 4 2 b1=a1-3+9=m-9.
解 (1)证明:当 m=1 时,a1=1,a2=λ+1, a3=λ(λ+1)+2=λ2+λ+2. 假设数列{an}是等差数列, 则 a1+a3=2a2,得 λ2+λ+3=2(λ+1), 即 λ2-λ+1=0,因为 Δ=-3<0,所以方程无实根. 故对于任意的实数 λ,数列{an}一定不是等差数列.
(5)性质:①an=am+(n-m)d(n,m∈N*). ②若 m+n=p+q,则 am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*). ③等差数列中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 也成等差数列.
注意:为了方便,有时等差数列的通项公式也可写成 an=pn +q 的形式,前 n 项和的公式可写成 Sn=An2+Bn 的形式(p,q,A, B 为常数).
解析 当 n=1 时,a1=aq;当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=a(q- 1)· qn-1,易知数列{an}既不是等差数列也不是等比数列.
答案
D
2n 5.已知数列{an}和{bn}满足 a1=m,an+1=λan+n,bn=an- 3 4 +9. (1)当 m=1 时,求证:对于任意的实数 λ,数列{an}一定不是 等差数列; 1 (2)当 λ=-2时,试判断数列{bn}是否为等比数列.
)
C.3×21 007-1 D.3×21 006-2
解析
依题意,an· an+1=2 ,an+1· an+2=2
n
n+1
an+1· an+2 ,则 =2, an · an+1
an+2 即 a =2,故数列 a1,a3,a5,„,a2k-1,„是以 a1=1 为首项,2 n 为公比的等比数列;数列 a2,a4,a6,„,a2k,„是以 a2=2 为首 项,2 为公比的等比数列.则 S2
解析 ∵{an}是等差数列,∴S1=a1,S2=2a1-1,S4=4a1-6, 1 又 S1,S2,S4 成等比数列,∴(2a1-1) =a1(4a1-6).解得 a1=-2.
2
答案
1 -2
2.已知等比数列{an}中,a1+a5=2,a3+a7=6,则 a5+a9= ( ) A.12 B.18 C.15 D.24
nn-1 +2)(a1 +14),∴a1 = 2.∴Sn =2n+ ×2= 2n+n2 -n=n(n+ 2 1).
答案
A
3.(2014· 重庆卷)对任意等比数列{an},下列说法一定正确的是 ( ) A.a1,a3,a9 成等比数列 B.a2,a3,a6 成等比数列 C.a2,a4,a8 成等比数列 D.a3,a6,a9 成等比数列
1-21 007 21-21 007 +a4+a6+„+a2 014)= + =3×21 1-2 1-2 B.
-3,故选
答案 B
考点二
等差、等比数列的判定与证明
【例 2】 (2014· 陕西卷)设{an}是公比为 q 的等比数列. (1)推导{an}的前 n 项和公式; (2)设 q≠1,证明数列{an+1}不是等比数列.
课堂笔记
(1)设数列{an}的公差为 d,依题意,2,2+d,2+4d
成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d), 化简得 d2-4d=0,解得 d=0 或 d=4. 当 d=0 时,an=2; 当 d=4 时,an=2+(n-1)· 4=4n-2, 从而得数列{an}的通项公式为 an=2 或 an=4n-2.
答案
10
5.(2014· 广东卷)等比数列{an}的各项均为正数,且 a1a5=4,则 log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5=________.
解析 由等比数列性质知 a1a5=a2a4=a2 3=4. ∵an>0,∴a3=2,∴a1a2a3a4a5=(a1a5)· (a2a4)· a3=25, ∴log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5 =log2(a1a2a3a4a5)=log225=5.
档题;③对于等差、等比数列的判断与证明,主要出现在解答题的 第一问,是为求数列的通项公式而准备的,因此是解决问题的关键 环节.
真 题 感 悟 1.(2014· 福建卷)等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 a1=2,S3= 12,则 a6 等于( A.8 C.12 ) B.10 D.14
3×3-1 3×2 解析 因为 S3=3a1+ d=3×2+ 2 d=12,所以 d 2 =2.所以 a6=a1+(6-1)d=2+5×2=12.故选 C.
答案 5
知识方法· 考点串联
连点串线成面 构建知识体系
1.等差数列 (1)定义式:an+1-an=d(n∈N*,d 为常数). (2)通项公式:an=a1+(n-1)d. na1+an nn-1d (3)前 n 项和公式:Sn= =na1+ . 2 2 (4)等差中项公式:2an=an-1+an+1(n∈N*,n≥2).
(2)当 an=2 时,Sn=2n.显然 2n<60n+800, 此时不存在正整数 n,使得 Sn>60n+800 成立. n[2+4n-2] 当 an=4n-2 时,Sn= =2n2. 2 令 2n2>60n+800,即 n2-30n-400>0, 解得 n>40 或 n<-10(舍去), 此时存在正整数 n,使得 Sn>60n+800 成立, n 的最小值为 41.
答案
C
2.(2014· 课标全国卷Ⅱ)等差数列{an}的公差为 2,若 a2,a4, a8 成等比数列,则{an}的前 n 项和 Sn=( A.n(n+1) nn+1 C. 2 B.n(n-1) nn-1 D. 2 )
2 解析 由 a2,a4,a8 成等比数列,得 a2 4=a2a8,即(a1+6) =(a1
n
(2)证明:假设{an+1}是等比数列,则对任意的 k∈N*, (ak+1+1)2=(ak+1)(ak+2+1), a2 k+1+2ak+1+1=akak+2+ak+ak+2+1,
2k k k-1 a2 · a1qk+1+a1qk-1+a1qk+1, 1q +2a1q =a1q
∵a1≠0,∴2qk=qk-1+qk+1.
课堂笔记 (1)设{an}的前 n 项和为 Sn, 当 q=1 时,Sn=a1+a1+„+a1=na1; 当 q≠1 时,Sn=a1+a1q+a1q2+„+a1qn-1,① qSn=a1q+a1q2+„+a1qn,② ①-②得,(1-q)Sn=a1-a1qn, na1,q=1, a11-q ∴Sn= ,∴Sn=a11-qn 1-q ,q≠1. 1-q
[方法规律] 在等差或等比数列中,已知五个元素 a1,an,n, d(或 q),Sn 中的任意三个,运用方程的思想,便可求出其余两个, 即“知三求二”. 本着化多为少的原则, 解题时需抓住首项 a1 和公 差 d(或公比 q).
对 点 训 练 1.(2014· 天津卷)设{an}是首项为 a1,公差为-1 的等差数列, Sn 为其前 n 项和. 若 S1, S2 , S4 成等比数列, 则 a1 的值为________.
2.等比数列 an+1 (1)定义式: =q(n∈N*,q 为非零常数). an (2)通项公式:an=a1qn 1.
-
na1 q=1, (3)前 n 项和公式:Sn=a11-qn q≠1. 1 - q
* (4)等比中项公式:a2 n=an-1an+1(n∈N ,n≥2).
* (3)a 2 n=an -1an +1(n≥2, n∈N )是{an}为等比数列的必要而不充
分条件,也就是要注意判断一个数列是等比数列时,要注意各项不 为 0.
对 点 训 练 4.已知数列{an}的前 n 项和 Sn=aqn(a≠0, q≠1, q 为非零常数), 则数列{an}( )
A.是等差数列 B.是等比数列 C.既是等差数列也是等比数列 D.既不是等差数列也不是等比数列
(5)性质:①an=amqn-m(n,m∈N*). ②若 m+n=p+q,则 aman=apaq(p,q,m,n∈N*). ③等比数列中,q≠-1 时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 也成等比数 列.
注意:(1)a2 n=an-1an+1 是 an-1,an,an+1 成等比数列的必要不充 分条件. (2)利用等比数列前 n 项和的公式求和时,不可忽视对公比 q 是否为 1 的讨论.
解析
设{an}的公差为 d,由 S9=S4 及 a1=1,
9×8 4×3 得 9×1+ d=4×1+ d, 2 2 1 所以 d=-6.又 ak+a4=0,
1 1 所以1+k-1×-6+1+4-1×-6=0.
即 k=10.
解析 从项的下标寻找规律,下标成等差数列的,对应的项成 a6 a9 3 等比数列.设等比数列的公比为 q,因为a =a =q ,即 a2 6=a3a9, 3 6 所以 a3,a6,a9 成等比数列.故选 D.
答案
D
4.(2014· 陕西卷)在等差数列{an}中,前 9 项的和等于前 4 项的 和,若 a1=1,ak+a4=0,则 k=________.
∵q≠0,∴q2-2q+1=0, ∴q=1,这与已知矛盾, ∴假设不成立,故{an+1}不是等比数列.
[方法规律]
(1)判断一个数列是等差(等比)数列,还有通项公
式法及前 n 项和公式法,但不作为证明方法. (2)若要判断一个数列不是等差(等比)数列,只需判断存在连续 三项不成等差(等比)数列即可.
2 2 1 所以当 m≠9时, 数列{bn}是以 m-9为首项, -2为公比的等比 数列; 2 当 m=9时,数列{bn}不是等比数列.
考点三 【例 3】
等差、等比数列的性质及应用
(1)等差数列{an}中,如果 a1+a4+a7=39,a3+a6 )
第一部分
高考专题串串讲
第一版块
专题知识突破
专题三 数列
第一讲
等差数列、等比数列
考情分析 真题体验
知识方法 考点串联
高频考点 聚焦突破
多维探究 师生共研
考情分析· 真题体验
明确备考方向 实战高考真题
考 情 剖 析 高考中对等差(等比)数列的考查主、客观题型均有所体现,一 般以等差、等比数列的定义或以通项公式、前 n 项和公式为基础考 点,常结合数列递推公式进行命题,主要考查学生综合应用数学知 识的能力以及计算能力等,中低档题占多数.考查的热点主要有三 个方面:①对于等差、等比数列基本量的考查,常以客观题的形式 出现,考查利用通项公式、前 n 项和公式建立方程组求解,属于低 档题;②对于等差、等比数列性质的考查主要以客观题出现,具有 “新、巧、活”的特点,考查利用性质解决有关计算问题,属中低
解析 设等比数列{an}的公比为 q,则 a1+a5=a1(1+q4)=2, ① a3+a7=a1(q2+q6)=6,② 1 联立①②,得 q =3,代入①,得 a1=5.
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1 2 4 故 a5+a9=a1(q +q )= (3 +3 )=18. 5
4 8
答案
B
3. 已知数列{an}满足 a1=1, an· an+1=2n(n∈N*), 则 S2 014=( A.22 014-1 B.3×21 007-3
高频考点· 聚焦突破
热点题型剖析 构建方法体系
考点一
等差、等比数列基本量的计算
【例 1】 (2014· 湖北卷)已知等差数列{an}满足:a1=2,且 a1, a2,a5 成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)记 Sn 为数列{an}的前 n 项和, 是否存在正整数 n, 使得 Sn>60n +800?若存在,求 n 的最小值;若不存在,说明理由.
1 1 2n 4 (2)当 λ=-2时,an+1=-2an+n,bn=an- 3 +9. 2n+1 4 bn+1=an+1- + 3 9
1 2n+1 4 =-2an+n- 3 +9
1 n 2 =- an+ - 2 3 9 2n 4 1 1 =-2an- 3 +9=-2bn, 2 4 2 b1=a1-3+9=m-9.
解 (1)证明:当 m=1 时,a1=1,a2=λ+1, a3=λ(λ+1)+2=λ2+λ+2. 假设数列{an}是等差数列, 则 a1+a3=2a2,得 λ2+λ+3=2(λ+1), 即 λ2-λ+1=0,因为 Δ=-3<0,所以方程无实根. 故对于任意的实数 λ,数列{an}一定不是等差数列.
(5)性质:①an=am+(n-m)d(n,m∈N*). ②若 m+n=p+q,则 am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*). ③等差数列中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 也成等差数列.
注意:为了方便,有时等差数列的通项公式也可写成 an=pn +q 的形式,前 n 项和的公式可写成 Sn=An2+Bn 的形式(p,q,A, B 为常数).
解析 当 n=1 时,a1=aq;当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=a(q- 1)· qn-1,易知数列{an}既不是等差数列也不是等比数列.
答案
D
2n 5.已知数列{an}和{bn}满足 a1=m,an+1=λan+n,bn=an- 3 4 +9. (1)当 m=1 时,求证:对于任意的实数 λ,数列{an}一定不是 等差数列; 1 (2)当 λ=-2时,试判断数列{bn}是否为等比数列.
)
C.3×21 007-1 D.3×21 006-2
解析
依题意,an· an+1=2 ,an+1· an+2=2
n
n+1
an+1· an+2 ,则 =2, an · an+1
an+2 即 a =2,故数列 a1,a3,a5,„,a2k-1,„是以 a1=1 为首项,2 n 为公比的等比数列;数列 a2,a4,a6,„,a2k,„是以 a2=2 为首 项,2 为公比的等比数列.则 S2
解析 ∵{an}是等差数列,∴S1=a1,S2=2a1-1,S4=4a1-6, 1 又 S1,S2,S4 成等比数列,∴(2a1-1) =a1(4a1-6).解得 a1=-2.
2
答案
1 -2
2.已知等比数列{an}中,a1+a5=2,a3+a7=6,则 a5+a9= ( ) A.12 B.18 C.15 D.24
nn-1 +2)(a1 +14),∴a1 = 2.∴Sn =2n+ ×2= 2n+n2 -n=n(n+ 2 1).
答案
A
3.(2014· 重庆卷)对任意等比数列{an},下列说法一定正确的是 ( ) A.a1,a3,a9 成等比数列 B.a2,a3,a6 成等比数列 C.a2,a4,a8 成等比数列 D.a3,a6,a9 成等比数列