高中数学复习:导数中的数列
高中数学《导数和数列综合证明 (1)》导学案
高中数学《导数和数列综合证明(一)》导学案例2:已知:x x <+)1ln(2,(1)求证:)*2222()21...(81)41)(21(N n e n ∈<+⎪⎭⎫ ⎝⎛+++(2)求证:*2()311)...(8111)(911(N n e n ∈<+++)(3)求证:(1+421)(1+431)…(1+41n)<e )211ln(......)411ln()211ln()]211)...(411)(211ln[()1ln(12222222n n x x ++++++=+++∴<+ )(e n n n n <+++∴<⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++++<)211)...(411)(211(12112112112121 (814121222),)311)...(8111)(911(21311213113113131......3131)311ln(......)8111ln()911()]311)...(8111)(911ln[(2212222e e n n n n n n =<+++∴<⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++<++++++=+++∴)( (3)ln[(1+421)(1+431)……(1+41n )]=ln[(1+421)(1+431)+…ln (1+41n )<221+231+…+21n<)1(1321211-+⨯+⨯n n =1-21+21-31+…+n n 111--=1-n 1<1∴(1+421)(1+431)……(1+41n )<e 例3:设曲线y = f (x ) =cx bx x a ++23213在点x 处的切线斜率为k (x ),且k (-1) = 0.对一切实数x ,不等式).0()1(21)(2≠+≤≤a x x k x 恒成立(1)求f (1)的值;(2)求函数k (x )的表达式;(3)设数列)(1n k 的前n 项和为S n ,求证22+>n nS n解:(1)04)1(,0,00)(222≤--≤∆>∴≥-++++=ac b a x c bx ax c bx ax x k ①0)21)(21(4,0,021,02121222≤---≤∆<-∴≤--++c a b a x c bx ax ②又,4)1(1)1(),11(21)1(12a cb a k k k =++==∴+≤≤ 又1270)1(41=∴=∴f a(2))0()(2≠++='=a c bx ax y x k ,由0)1(,1)1(=-=k k 得⎩⎨⎧=+-=++01c b a c b a 得⎪⎩⎪⎨⎧==+2121b c a 又)1(21)(2+≤≤x x k x 恒成立,则由)0(0212≠≥+-a c x ax 恒成立得410402141==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+≤-=∆>c a c a ac a 同理由02121)21(2≥-++-c x x a 恒成立得41==c a 综上,21,41===b c a 412141)(2++=∴x x k(3)∑=+++⨯+⨯>+++=ni n n n i k 122])2)(1(1431321[41])1(121[41)(1 22]2121[41+=+-=n n n 法二:和式代换,要证22+>n n S n ,即也证()1121+->-n n S n ,只需证:()()()21411222++=+--+>n n n n n n a n ,只需()()()21414)(12++>+=n n n n k ,且()322121114211=+>=+==S a ,故22+>n n S n。
高中数学-公式-极限与导数
极限与导数一、极限1、常用的几个数列极限:C C n =∞→lim (C 为常数);01lim =∞→nn ,0lim =∞→n n q (a <1,q 为常数); (4)无穷递缩等比数列各项和公式qa S S n n -==∞→1lim 1(0<1<q ); 2、函数的极限:(1)当x 趋向于无穷大时,函数的极限为a a x f x f n n ==⇔-∞→+∞→)(lim )(lim (2)当0x x →时函数的极限为a a x f x f x x x x ==⇔+-→→)(lim )(lim 00: 3、函数的连续性:(1)如果对函数f(x)在点x=x 0处及其附近有定义,而且还有)()(lim 00x f x f x x =→,就说函数f(x)在点x 0处连续;(2)若f(x)与g(x)都在点x 0处连续,则f(x)±g(x),f(x)g(x),)()(x g x f (g(x)≠0)也在点x 0处连续; (3)若u(x)在点x 0处连续,且f(u)在u 0=u(x 0)处连续,则复合函数f[u(x)]在点x 0处也连续;4、连续函数的极限运算:如果函数在点x 0处有极限,那么)()(lim 00x f x f x x =→;二、导数1、导数的定义:f(x)在点x 0处的导数记作xx f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000; 2、根据导数的定义,求函数的导数步骤为:(1)求函数的增量 );()(x f x x f y -∆+=∆ (2)求平均变化率xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(; (3)取极限,得导数x y x f x ∆∆='→∆0lim )(; 3、可导与连续的关系:如果函数y=f(x)在点x 0处可导,那么函数y=f(x)在点x 0处连续;但是y=f(x)在点x 0处连续却不一定可导;4、导数的几何意义:曲线y =f(x)在点P(x 0,f(x 0))处的切线的斜率是).(0x f '相应地,切线方程是);)((000x x x f y y -'=-5、导数的四则运算法则:v u v u '±'='±)( ///[()()]()()f x g x f x g x ±=± v u v u uv '+'=')( []()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''∙=∙+∙ 推论:[]()()cf x cf x ''=(C 为常数)2)(v v u v u v u '-'=' []2()()()()()(()0)()()f x f x g x f x g x g x g x g x '''⎡⎤-=≠⎢⎥⎣⎦ 6、复合函数的导数:;x u x u y y '⋅'=' 7、导数的应用:(1)利用导数判断函数的单调性:设函数y =f(x)在某个区间内可导,如果,0)(>'x f 那么f(x)为增函数;如果,0)(<'x f 那么f(x)为减函数;如果在某个区间内恒有,0)(='x f 那么f(x)为常数;(2)求可导函数极值的步骤:①求导数)(x f ';②求方程0)(='x f 的根;③检验)(x f '在方程0)(='x f 根的左右的符号,如果左正右负,那么函数y=f(x)在这个根处取得最大值;如果左负右正,那么函数y=f(x)在这个根处取得最小值;(3)求可导函数最大值与最小值的步骤:①求y=f(x)在(a,b)内的极值;②将y=f(x)在各极值点的极值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个是最小值。
高三数学重要知识点总结(4篇)
高三数学重要知识点总结1.数列的定义按一定次序排列的一列数叫做数列,数列中的每一个数都叫做数列的项.(1)从数列定义可以看出,数列的数是按一定次序排列的,如果组成数列的数相同而排列次序不同,那么它们就不是同一数列,例如数列1,2,3,4,5与数列5,4,3,2,1是不同的数列.(2)在数列的定义中并没有规定数列中的数必须不同,因此,在同一数列中可以出现多个相同的数字,如:-1的____次幂,____次幂,____次幂,____次幂,…构成数列:-1,1,-1,1,….(4)数列的项与它的项数是不同的,数列的项是指这个数列中的某一个确定的数,是一个函数值,也就是相当于f(n),而项数是指这个数在数列中的位置序号,它是自变量的值,相当于f(n)中的n.(5)次序对于数列来讲是十分重要的,有几个相同的数,由于它们的排列次序不同,构成的数列就不是一个相同的数列,显然数列与数集有本质的区别.如:2,3,4,5,6这____个数按不同的次序排列时,就会得到不同的数列,而{2,3,4,5,6}中元素不论按怎样的次序排列都是同一个集合.2.数列的分类(1)根据数列的项数多少可以对数列进行分类,分为有穷数列和无穷数列.在写数列时,对于有穷数列,要把末项写出,例如数列1,3,5,7,9,…,2n-1表示有穷数列,如果把数列写成1,3,5,7,9,…或1,3,5,7,9,…,2n-1,…,它就表示无穷数列.(2)按照项与项之间的大小关系或数列的增减性可以分为以下几类:递增数列、递减数列、摆动数列、常数列.3.数列的通项公式数列是按一定次序排列的一列数,其内涵的本质属性是确定这一列数的规律,这个规律通常是用式子f(n)来表示的,这两个通项公式形式上虽然不同,但表示同一个数列,正像每个函数关系不都能用解析式表达出来一样,也不是每个数列都能写出它的通项公式;有的数列虽然有通项公式,但在形式上,又不一定是的,仅仅知道一个数列前面的有限项,无其他说明,数列是不能确定的,通项公式更非.如:数列1,2,3,4,…,由公式写出的后续项就不一样了,因此,通项公式的归纳不仅要看它的前几项,更要依据数列的构成规律,多观察分析,真正找到数列的内在规律,由数列前几项写出其通项公式,没有通用的方法可循.再强调对于数列通项公式的理解注意以下几点:(1)数列的通项公式实际上是一个以正整数集N____或它的有限子集{1,2,…,n}为定义域的函数的表达式.(2)如果知道了数列的通项公式,那么依次用1,2,3,…去替代公式中的n就可以求出这个数列的各项;同时,用数列的通项公式也可判断某数是否是某数列中的一项,如果是的话,是第几项.(3)如所有的函数关系不一定都有解析式一样,并不是所有的数列都有通项公式.如2的不足近似值,精确到1,0.1,0.01,0.001,0.0001,…所构成的数列1,1.4,1.41,1.414,1.4142,…就没有通项公式.(4)有的数列的通项公式,形式上不一定是的,正如举例中的:(5)有些数列,只给出它的前几项,并没有给出它的构成规律,那么仅由前面几项归纳出的数列通项公式并不.4.数列的图象对于数列4,5,6,7,8,9,10每一项的序号与这一项有下面的对应关系:序号:1234567项:45678910这就是说,上面可以看成是一个序号集合到另一个数的集合的映射.因此,从映射、函数的观点看,数列可以看作是一个定义域为正整集N____(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的函数,当自变量从小到大依次取值时,对应的一列函数值.这里的函数是一种特殊的函数,它的自变量只能取正整数.由于数列的项是函数值,序号是自变量,数列的通项公式也就是相应函数和解析式.数列是一种特殊的函数,数列是可以用图象直观地表示的.数列用图象来表示,可以以序号为横坐标,相应的项为纵坐标,描点画图来表示一个数列,在画图时,为方便起见,在平面直角坐标系两条坐标轴上取的单位长度可以不同,从数列的图象表示可以直观地看出数列的变化情况,但不精确.把数列与函数比较,数列是特殊的函数,特殊在定义域是正整数集或由以1为首的有限连续正整数组成的集合,其图象是无限个或有限个孤立的点.5.递推数列一堆钢管,共堆放了七层,自上而下各层的钢管数构成一个数列:4,5,6,7,8,9,10.①数列①还可以用如下方法给出:自上而下第一层的钢管数是4,以下每一层的钢管数都比上层的钢管数多1。
高中数学专题练习《数列、导数知识点》含详细解析
数列、导数知识点一、等差数列1.概念:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,即a n+1-a n =d(n∈N *,d 为常数).2.等差中项:由三个数a,A,b 组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列.这时,A 叫做a 与b 的等差中项,且2A=a+b.3.通项公式: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.4.前n 项和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d(n∈N *).5.性质:(1)通项公式的推广:a n =a m +(n-m)d(m,n∈N *).(2)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N *),则有a m +a n =a p +a q .(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列.(4)数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn(A,B 为常数).(5)在等差数列{a n }中,若a 1>0,d<0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d>0,则S n 存在最小值.二、等比数列1.概念:如果一个数列从第2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,即a n a n -1=q(n≥2,n∈N *,q 为非零常数).2.等比中项:如果在a 与b 中间插入一个数G,使a,G,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.此时,G 2=ab.3.通项公式:等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q,则其通项公式为a n =a 1q n-1.4.前n 项和公式:S n ={na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q,q ≠1.5.性质:(1)通项公式的推广:a n=a m q n-m(m,n∈N*).(2)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有a k·a l=a m·a n.(3)当q≠-1或q=-1且n为奇数时,S n,S2n-S n,S3n-S2n,…仍成等比数列,其公比为q n.三、求一元函数的导数1.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f(x)=c(c为常数) f'(x)=0f(x)=xα(α∈Q,且α≠0)f'(x)=αxα-1f(x)=sin x f'(x)=cos xf(x)=cos x f'(x)=-sin xf(x)=a x(a>0,且a≠1)f'(x)=a x ln af(x)=e x f'(x)=e xf(x)=log a x(a>0,且a≠1)f'(x)=1xlnaf(x)=ln x f'(x)=1x2.导数的四则运算法则已知两个函数f(x),g(x)的导数分别为f'(x),g'(x).若f'(x),g'(x)存在,则有:(1)[f(x)±g(x)]'=f'(x)±g'(x);(2)[f(x)g(x)]'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x);(3)[f(x)g(x)]'=f'(x)g(x)-f(x)g'(x)[g(x)]2(g(x)≠0).3.简单复合函数的导数复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为y'x =y'u ·u'x .四、导数在研究函数中的应用 1.函数的单调性与导数一般地,函数f(x)的单调性与导函数f'(x)的正负之间具有如下的关系: 在某个区间(a,b)上,如果f'(x)>0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递增; 在某个区间(a,b)上,如果f'(x)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递减. 2.函数的极值与导数条件 f'(x 0)=0x 0附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0x 0附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0图象极值 f(x 0)为极大值 f(x 0)为极小值 极值点 x 0为极大值点x 0为极小值点3.函数的最大(小)值与导数(1)如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值, f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值, f(b)为函数的最小值.(3)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值的步骤如下:①求函数y=f(x)在区间(a,b)上的极值;②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a), f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.。
高中数学-极限与导数
1、数列的极限:设有数列12,,,,n x x x ⋅⋅⋅⋅⋅⋅与常数a ,如果n 无限增大时,n x 无限接近于a ,则称常数a 是数列的{}n x 的极限,记作lim n n x a →∞=或 ()n x a n →→∞.例如:1n a n=,则lim 0n n a →∞=;90.99n n a =⋅⋅⋅个,则lim 1n n a →∞=.2、数列的收敛与发散:若一个数列有极限,则称该数列是收敛的;否则称该数列是发散的. 定理:单调有界的数列必有极限. 例如:1n a n =收敛;()11n n a n=-⋅收敛;()1nn a =-发散;n a n =发散.3、函数的极限:设有函数()f x 和常数0,x A ,如果当x 无限接近于0x 时,()f x 无限接近于A ,则称常数A 是函数()f x 当0x x →时的极限,记作()0lim x x f x A →=或()()0f x A x x →→. 注:(1)可以用+∞或-∞代替0x ,表示x 无限增大或无限减小时()f x 的极限, (2)函数的极限不一定都存在,例如()11x Qf x x Q ∈⎧=⎨-∉⎩.4、极限的运算:若()()00lim ,lim xx x x f x A g x B →→==,则 (1)()()()0lim xx f x g x A B →±=±; (2)()()0lim x x f x g x A B →⋅=⋅; (3)()()()0lim 0x xf x AB g x B→=≠. 推论:①()0lim x x cf x cA →=; ②()()0lim nn x xf x A →=.5、夹逼定理(1)数列中的夹逼定理:设*,n n n a b c n N ≤≤∈,且lim lim n n n n a c a →∞→∞==,那么lim n n b a →∞=. (2)函数中的夹逼定理:设函数,f g 与h 在点0x 的近旁(不包含0x )满足不等式()()()f x h x g x ≤≤如果()()00lim lim x x x x f x g x A →→==,则()0lim x x h x A →=.6、两个重要极限 (1)0sin lim1x xx→=;(2)1lim 1xx e x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭.【例1】(1)证明:数列{}n x :22221111123n x n =+++⋅⋅⋅+是收敛的. (2)证明:数列{}n x :1111123n x n=+++⋅⋅⋅+是发散的.(1)22022lim 232n n n n n →++++;(2)2222lim 232n n n n n →∞++++;(3)n ;(4)lim n →∞⎛⎫++⋅⋅⋅;(5)()()1321lim 242n n n →∞⋅⋅⋅⋅-⋅⋅⋅⋅.(1)3031lim 11x x x →⎛⎫- ⎪--⎝⎭;(2)322lim 2121x x x x x →+∞⎛⎫- ⎪-+⎝⎭;(3)3131lim 11x x x →⎛⎫- ⎪--⎝⎭;(4)1lim 12xx x →∞⎛⎫+ ⎪⎝⎭.一.定义1.函数的平均变化率:一般地,已知函数()y f x =,01,x x 是其定义域内不同的两点,记()()101000,x x x y y y f x x f x =-=-=+-,则当0x ≠时,商()()00f x x f x yxx+-=称作函数()y f x =在区间[]00,x x x +或[]00,x x x +的平均变化率.2.设函数()y f x =在0x 及其附近有定义,当自变量在0x x =附近改变量为x ∆时,函数值相应的改变()()00y f x x f x ∆=+∆-.如果当x ∆趋近于0时,平均变化率()()00f x x f x yx x+∆-∆=∆∆趋近于一个常数l ,那么常数l 称为函数()f x 在点0x 的瞬时变化率. 记作()()000lim x f x x f x l x ∆→+∆-=∆或当0x ∆→时,()()00f x x f x l x+∆-→∆.3.函数()y f x =在点0x 的瞬时变化率,通常称为()f x 在点0x 处的导数,并记作()0f x '.这时又称()f x 在点0x 处是可导的.于是上述变化过程,可以记作()()()0000limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆.4.如果()f x 在开区间(),a b 内每一点x 都是可导的,则称()f x 在区间(),a b 可导.这样,对开区间(),a b 内每个值x ,都对应一个确定的导数()f x '.于是,在区间(),a b 内,()f x '构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数()y f x =的导函数.记为()f x '或y '(或x y ').导函数通常简称为导数. 注:①x 可正可负.②不是所有函数在每一点都有导数,例如:()f x x =,()11x Qf x x Q∈⎧=⎨-∉⎩.【例4】用定义求下列函数的导函数:(1)()f x c =(c 为常数);(2)()f x kx b =+(,k b 为常数);(3)()sin f x x =;(4)()cos f x x =;(5)()ln f x x =.【例5】若函数()f x 在R 上可导,且()'21f =,则()()222lim2h f h f h h→+--=__________.【例6】己知()f x 在0x 处可导,则()()220003limh f x h f x h h→+--=____________.二.导数的运算法则1.()'''f g f g +=+.例如:()2sin '2cos x x x x +=+.2.()'''f g f g fg ⋅=+.例如:()()()22222'''213x x x x x x x x x x ⋅=⋅+⋅=⋅+⋅=.3.2'''f f g fg g g ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.例如:2sin cos sin 'x x x x x x -⎛⎫= ⎪⎝⎭.【例7】求下列函数的导函数:(1)cos ln y x x =+;(2)sin y x x =;(3)1y x x=+;(4)tan y x =;(5)21xy x =+;(6)sin ln y x x x =⋅⋅.4.若函数()u g x =与函数()y f u =均可导,则复合函数()()y f g x =可导,且xu x y y u '''=⋅,或记成dy dy dudx du dx=⋅.【例8】求下列函数的导函数:(1)()()221f x x =+;(2)()2sin f x x =;(3)()()2ln 23f x x x =++;(4)()()sin f x a bx c =+;(5)()()22cos 253f x x x =++;(6)()()2sin sin f x x =.【例9】已知函数()()()()12100f x x x x =--⋅⋅⋅-,则()'1f =__________.【例10】证明:若f 是一个恒取正值的可导函数,则()()()()'ln 'f x f x f x =.【例11】求下列函数的导函数:(1)()af x x =,()0x >;(2)()()0,1xf x a a a =>≠;(3)()()g x y f x =,()f x 在它的定义域上恒有()0f x >;(4)()()cos sin xf x x =,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭;(5)()xx f x x =,()0x >5.设()y f x =在包含0x 的区间I 上连续且严格单调,如果它在0x 处可导,且()0'0f x ≠,那么它的反函数()1x f y -=在()00y f x =处可导,且()()()11''fy f x -=.【例12】求下列函数的导函数:(1)()af x x =;(2)()()0,1xf x a a a =>≠;(3)()arcsin f x x =;(4)()arctan f x x =;6.高阶导数设函数f 在区间I 上可导,那么()()'f x x I ∈在I 上定义了一个函数'f ,称之为f 的导函数.如果'f 在区间I 上可导,那么'f 的导函数()''f ,记为''f 称为f 的二阶导函数.一般的,对任何正整数n N +∈,可以定义f 的导函数()n f .(Leibniz )设函数f 与g 在区间I 上都有n 阶导数,那么乘积fg 在区间I 上也有n 阶导数,并且()()()()0nn n k kk n k fg C f g -==∑,这里()()00,f f g g ==.【例13】求下列函数的n 阶导函数:(1)()xf x e λ=;(2)()2cos f x x x =(3)()n xf x x e =;【习题1】求下列函数的极限 (1)22251lim 1n n n n →∞+++;(2)220251lim 1n n n n →+++;(3)1123lim 23n n n nn ++→∞++;(4)211lim 31x x x x→---+;(5)201cos lim x xx →-.【习题2】求下列函数的导数(1)5432()5432f x x x x x x =++++;(2)31()f x x =;(3)()ln f x x x =;(4)()3()2f x x =+;(5)1()f x x=;(6)()3()sin 2f x x =+;(7)()ax bf x cx d+=+;(8)()tan ln x f x a bx c dx =+;(9)sin ()xx xf x e =;(10)()f x【习题3】 求()()cos n x e x 和()()sin n x e x .【习题4】若()f x 是定义在R 上的偶函数,且()'0f 存在,则()'0f =___________.【习题5】设()02f x '=,则()()000limh f x h f x h h→+--=( )A .2-B .2C .4-D .4【习题6】设函数()12sin sin2sin n f x a x a x a nx =++⋅⋅⋅+,其中12,,,,n a a a R n N +⋅⋅⋅∈∈. 已知对一切x R ∈,有()sin f x x ≤,证明:1221n a a na ++⋅⋅⋅+≤.。
高中数学中最常见的数列通项公式推导
高中数学中最常见的数列通项公式推导高中数学中数列是一个非常基础的概念,在化学、物理、计算机等多个领域中都有着广泛的应用。
在数列中,通项公式是最常用的概念之一,可以让我们通过一个公式来计算任意一个数列的第n项。
在本文中,我们将介绍一些高中数学中最常见的数列通项公式推导方法,希望能够帮助大家更好地理解数学中的这个概念。
一、等差数列通项公式推导等差数列是指一个数列中每一项与其前一项的差都相等的数列,其通项公式可以通过以下四种方法来推导:1.微积分法考虑等差数列的通项公式为an=a1+(n-1)d,其中a1为首项,n为项数,d为公差。
因此,我们可以在每一项上面加上一个微小的增量dx,这样我们可以得到如下的一元微积分式子:$$\lim_{dx \to 0} \frac{a_{n+dx}-a_n}{dx}=\lim_{dx \to 0}\frac{[a_1+(n+dx-1)d]-[a_1+(n-1)d]}{dx}$$$$\lim_{dx \to 0} \frac{[n+dx-1]d-dx}{dx}=\lim_{dx \to 0}\frac{nd-dx}{dx}+d$$当dx无限趋近于0时,上式等于d,因此这个数列的导数d。
因此,对于等差数列an=a1+(n-1)d,其中d为常数,我们可以将其看做一个一元函数,其导数为常数d。
根据微积分的基本定理,我们可以得到其积分形式为an(n)=a1+d×∫(n-1)dx,即an=a1+nd-n(n-1)d/2。
2.通项公式的递推公式考虑等差数列的递推公式an=an-1+d,我们可以将上式变形得到an-1=an-d。
我们将an替换成an-1中的值,得到an-1=a1+d(n-2)。
接着我们将an-2替换为an-1中的值,得到an-2=a1+d(n-3),以此类推,则得到an-k=a1+d(n-k-1),k=0,1,2,……,n-1。
因此,当k=0时,即n-k-1=0时,我们有an=a1+dn-d=n(a1+d)。
第一讲+数列的概念与简单表示法课件-2025届高三数学一轮复习
a6=( )
A.3×44
B.3×44+1
C.44
D.44+1
解析:由an+1=3Sn,得到an=3Sn-1(n≥2),
两式相减,得an+1-an=3(Sn-Sn-1)=3an, 则an+1=4an(n≥2),因为a1=1,a2=3S1=3a1=3,所以此数 列除去第一项后,为首项是3,公比为4的等比数列,所以an= a2qn-2=3×4n-2(n≥2).则a6=3×44.故选A.
1
=
(2n
+
1)
7 8
n+1
,
an+1 an
=
(2n+1)78n+1 (2n-1)78n
=
14n+7 16n-8
.
当
aan+n1>1 时,n<125;当aan+n1<1 时,n>125.∵an>0,∴数列{an}的最大项 是 a8.
答案:8
考向 2 数列的周期性
[例3]已知数列{an}满足:an+1=an-an-1(n≥2,n∈N*),a1=
2.数列的表示方法
列表法
列表格表示n与an的对应关系
图象法
把点(n,an)画在平面直角坐标系中
公 通项公式 把数列的通项用公式表示
式 法
递推公式
使用初始值a1和an+1=f(an)或a1,a2和an+1=f(an, an-1)等表示数列的方法
3.an 与 Sn 的关系 若数列{an}的前 n 项和为 Sn, 则 an=SS1n, -nSn=-11,,n≥2.
4.数列的分类
分类标准
类型
项数
有穷数列 无穷数列
项与项间的 大小关系
递增数列 递减数列
常数列
高中数学导数知识点总结
中学数学导数学问点总结导数作为探究函数的重要工具,也是进一步学习高二数学的根底,因此同学们须要驾驭导数的重要学问点。
下面是我整理的中学数学导数学问点总结,欢送大家阅读共享借鉴。
书目中学数学导数学问点中学数学导数要点中学数学导数重点★中学数学导数学问点一、早期导数概念----特殊的形式大约在1629年法国数学家费马探究了作曲线的切线和求函数极值的方法1637年左右他写一篇手稿《求最大值与最小值的方法》。
在作切线时他构造了差分f(A+E)-f(A),发觉的因子E 就是我们所说的导数f(A)。
二、17世纪----广泛运用的“流数术”17世纪生产力的开展推动了自然科学和技术的开展在前人缔造性探究的根底上大数学家牛顿、莱布尼茨等从不同的角度起先系统地探究微积分。
牛顿的微积分理论被称为“流数术”他称变量为流量称变量的变更率为流数相当于我们所说的导数。
牛顿的有关“流数术”的主要著作是《求曲边形面积》、《运用无穷多项方程的计算法》和《流数术和无穷级数》流数理论的实质概括为他的重点在于一个变量的函数而不在于多变量的方程在于自变量的变更与函数的变更的比的构成最在于确定这个比当变更趋于零时的极限。
三、19世纪导数----慢慢成熟的理论1750年达朗贝尔在为法国科学家院出版的《百科全书》第五版写的“微分”条目中提出了关于导数的一种观点可以用现代符号简洁表示{dy/dx)=lim(oy/ox)。
1823年柯西在他的《无穷小分析概论》中定义导数假如函数y=f(x)在变量x的两个给定的界限之间保持连续并且我们为这样的变量指定一个包含在这两个不同界限之间的值那么是使变量得到一个无穷小增量。
19世纪60年头以后魏尔斯特拉斯缔造了ε-δ语言对微积分中出现的各种类型的极限重加表达导数的定义也就获得了今日常见的形式。
四、实无限将异军突起微积分其次轮初等化或成为可能微积分学理论根底大体可以分为两个局部。
一个是实无限理论即无限是一个具体的东西一种真实的存在另一种是潜无限指一种意识形态上的过程比方无限接近。
2022高中数学知识点总结大全(非常全面)
2022高中数学知识点总结大全(非常全面)在高考复习数学时,如果没有系统的总结,复习效率就会大打折扣。
下面是由编辑为大家整理的“2022高中数学知识点总结大全(非常全面)”,仅供参考,欢迎大家阅读本文。
高中数学知识点总结1一、高中数列基本公式:1、一般数列的通项an与前n项和Sn的关系2、等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d an=ak+(n-k)d (其中a1为首项、ak为已知的第k项) 当d≠0时,an是关于n的一次式;当d=0时,an是一个常数。
3、等差数列的前n项和公式,当d≠0时,Sn是关于n的二次式且常数项为0;当d=0时(a1≠0),Sn=na1是关于n的正比例式。
4、等比数列的通项公式: an= a1qn-1an= akqn-k(其中a1为首项、ak为已知的第k项,an≠0)5、等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=n a1 (是关于n的正比例式);高中数学知识点总结2一、求动点的轨迹方程的基本步骤⒈建立适当的坐标系,设出动点M的坐标;⒉写出点M的集合;⒊列出方程=0;⒋化简方程为最简形式;⒌检验。
二、求动点的轨迹方程的常用方法:求轨迹方程的方法有多种,常用的有直译法、定义法、相关点法、参数法和交轨法等。
⒈直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法通常叫做直译法。
⒉定义法:如果能够确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程,这种求轨迹方程的方法叫做定义法。
⒊相关点法:用动点Q的坐标x,y表示相关点P的坐标x0、y0,然后代入点P的坐标(x0,y0)所满足的曲线方程,整理化简便得到动点Q轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做相关点法。
⒋参数法:当动点坐标x、y之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x、y与某一变数t的关系,得再消去参变数t,得到方程,即为动点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做参数法。
⒌交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程,这种求轨迹方程的方法叫做交轨法。
高中数学导数知识点归纳总结
高中导数复习资料一、根本概念1. 导数的定义:设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,假如自变量x 在0x 处有增量x ∆,那么函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值x x f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均改变率;假如极限xx f x x f x y x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0000存在,那么称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数。
()f x 在点0x 处的导数记作xx f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000 2 导数的几何意义:〔求函数在某点处的切线方程〕函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率,也就是说,曲线)(x f y =在点P ))(,(0x f x 处的切线的斜率是)(0'x f ,切线方程为).)((0'0x x x f y y -=-3.根本常见函数的导数:①0;C '=〔C 为常数〕 ②()1;n n x nx -'=③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-;⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=. 二、导数的运算1.导数的四那么运算:法那么1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: ()()()()f x g x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦法那么2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦常数及函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: ).())((''x Cf x Cf =(C 为常数)法那么3:两个函数的商的导数,等于分子的导数及分母的积,减去分母的导数及分子的积,再除以分母的平方:()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦。
数列思维导图高中
数列思维导图高中数列思维导图数列是指一列按照一定规律排列的数字或物品。
数列在高中数学中占据着重要的地位。
掌握数列的相关知识点可以帮助我们解决许多高中数学问题,如函数的极限、导数及积分等。
一、数列的定义数列是按照一定规律排列的数字或物品,此规律称为数列的通项公式。
如:1,2,3,4,5...可以表示为a1, a2, a3,...其中通项公式为an=n。
二、数列的基本性质1.公差数列中相邻两项之差称为公差,记为d。
如:1,3,5,7,9...中的公差d=2。
2.通项公式数列的通项公式可以用以下三种方式表示:通项公式=首项+公差*(项数-1)、an=a1+(n-1)d、an=an-1+d。
3.求和公式数列的前n项和表示为Sn,求和公式为:Sn=(a1+an)×n÷2。
4.等差数列若一个数列中任意两项的差都相等,则称该数列为等差数列。
其通项公式为an=a1+(n-1)d,求和公式为Sn=(a1+an)×n÷2。
5.等比数列若一个数列中任意两项的比值都相等,则称该数列为等比数列,其通项公式为an=a1*q^(n-1),因此,本途中还涉及对数、指数的运算。
三、数列的应用1.求通项公式我们可以通过观察数列,利用计算推导或者等差数列、等比数列的公式求出数列的通项公式,在解题时可以根据通项公式随时求出数列的任意项。
2.求和可以通过等差数列和等比数列的求和公式直接求得数列中任意一段子序列的和,或用递推方式前一项加上当前项得到各个项的和。
3.应用于函数极限、导数和积分等数学问题中。
由于数列在数学中的重要性,因此我们需要掌握数列的基本定义、基本性质和应用,从而能够更好地解决高中数学中的各种数学问题。
高中数学选修1-1(人教A版)第三章导数及其应用3.1知识点总结含同步练习及答案
当点 Pn 趋近于点 P (x 0 , f (x 0 )) 时,割线 P Pn 趋近于确定的位置,这个确定位置的直线 P T 称为点 P 处的切线(tangent line). 割线 P Pn 的斜率是
kn =
f (x n ) − f (x 0 ) . xn − x0
当点 Pn 无限趋近于点 P 时, kn 无限趋近于切线 P T 的斜率. 函数 f (x) 在 x0 处的导数 f ′ (x0 ) 的几何意义,就是曲线 y = f (x) 在点 (x0 , f (x 0 ) 处的导数就是切线 P T 的斜率 k ,即
y ′ ,即 f ′ (x) = y ′ = lim
Δx→0
f (x + Δx) − f (x) . Δx
例题: 求函数 y = 2 2 + 5 在区间 [2, 2 + Δx] 上的平均变化率,并计算当 Δx = 1 时,平均变化率的值. x 解:因为
2
Δy = 2 × (2 + Δx)2 + 5 − (2 × 2 2 + 5) = 8Δx + 2(Δx)2 ,
高中数学选修1-1(人教A版)知识点总结含同步练习题及答案
第三章 导数及其应用 3.1 变化率与导数
一、学习任务 1. 2.
了解平均变化率的概念和瞬时变化率的意义. 了解导数概念的实际背景,体会导数的思想及其内涵.
二、知识清单
数列极限与函数极限 变化率与导数
三、知识讲解
1.数列极限与函数极限 描述: 数列极限 设 {xn } 为实数数列,a 为常数.若对任意给定的正数 ε ,总存在正整数 N ,使得当 n > N 时,有 |x n − a| < ε ,则称 数列 {x n }收敛于 a ,常数 a 称为数列 {x n } 的极限.并记作
2023年高考数学一轮总复习第22讲:数列的概念
2023年高考数学一轮总复习第22讲:数列的概念【教材回扣】1.数列的有关概念概念 含义 数列 按照________排列的一列数 数列的项 数列中的________ 数列的通项 数列{a n }的第n 项a n通项公式数列{a n }的第n 项a n 与它的序号n 之间的对应关系能用一个式子________表示,这个式子叫做数列的通项公式前n 项和 数列{a n }中,S n =________________________叫做数列的前n 项和 2.数列的表示法 列表法 列表格表示n 和a n 的对应关系 图象法 把点________画在平面直角坐标系中公式法通项公式把数列的通项使用________表示的方法 递推 公式 使用初始值a 1和a n +1=f (a n )或a 1,a 2和a n +1=f (a n ,a n -1)等表示数列的方法3.数列的分类分类标准 类型 满足条件项数有穷数列 项数________无穷数列 项数________ 项与项间的大小关系递增数列 a n +1>a n其中n ∈N *递减数列 a n +1<a n 常数列 a n +1=a n4.a n 与S n 的关系若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧,n =1□10 ,n ≥2.【题组练透】题组一 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.( ) 2.一个数列中的数是不可以重复的.( ) 3.所有数列的第n 项都能使用公式表达.( )4.根据数列的前几项归纳出的数列的通项公式可能不止一个.( ) 题组二 教材改编1.已知数列{a n }满足a 1=2,a n =2-1a n -1(n ≥2),则a 5等于( )A.32B.43C.54D.652.已知数列{a n }的通项公式为a n =n 2+2n ,且a n =120,则n =________.3.已知数列{a n }的前n 项和公式为S n =-2n 2,则a n =________. 题组三 易错自纠1.数列{a n }中,a n =-n 2+11n (n ∈N *),则此数列最大项的值是( ) A.1214B .30C .31D .322.已知a n =n 2+λn ,且对于任意的n ∈N *,数列{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是________.3.已知S n =2n +3,则a n =________.题型一 根据数列的前几项求数列的通项公式[例1] (1)(多选题)数列1,2,1,2,…的通项公式可能为( )A .a n =3+(-1)n 2B .a n =3+(-1)n +12C .a n =3+cos n π2 D .a n =3+sin 2n +12π2(2)已知数列{a n }的前5项为23,65,123,205,303,则{a n }的一个通项公式为a n =________.[听课记录]类题通法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;⑤对于符号交替出现的情况,可用(-1)k 或(-1)k +1,k ∈N *处理.巩固训练1:数列-23,38,-415,524,-635,…的一个通项公式为a n =( )A .(-1)n +1·n +15n -2 B .(-1)n ·n +15n -2C .(-1)n +1·n +1(n +1)2-1D .(-1)n·n +1(n +1)2-1题型二 由a n 与S n 的关系求通项a n 高频考点[例2] (1)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2(a n -1),n ∈N *,则a n =( ) A .2n B .2n -1 C .2n D .2n -1(2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +1=S n S n +1,a 1=-1,则a n =________. (3)已知数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n ,则a n =________. [听课记录]类题通法(1)已知S n 求a n 的步骤①先利用a 1=S 1求出a 1;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注意检验n =1时的表达式是否可以与n ≥2的表达式合并. (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,再求解.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.巩固训练2:(1)已知数列{a n }的前n 项和S n =2n 2-3n ,则a n =________.(2)若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则a n =________.(3)设数列{a n }满足a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n 3,则a n =________.题型三 数列的函数性质角度|数列的周期性[例3] 已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,且a n ·a n +2=a n +1(n ∈N *),则a 2 021的值为( ) A .2 B .1 C.12 D.14 [听课记录]类题通法(1)周期数列的常见形式①利用三角函数的周期性,即所给递推关系中含有三角函数; ②相邻多项之间的递推关系,如后一项是前两项的差;③相邻两项的递推关系,等式中一侧含有分式,又较难变形构造出特殊数列. (2)解决此类题目的一般方法根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前n 项的和.巩固训练3:已知数列{a n }的首项为2,且数列{a n }满足a n +1=a n -1a n +1,数列{a n }的前n项和为S n ,则S 2 021等于________.角度|数列的单调性[例4] 已知数列{a n }满足a 1=2,2a n a n +1=a 2n +1,设b n =a n -1a n +1,则数列{b n }是( ) A .常数列 B .摆动数列 C .递增数列 D .递减数列 [听课记录]类题通法解决数列的单调性问题可用以下三种方法(1)用作差比较法,根据a n +1-a n 的符号判断数列{a n }是递增数列、递减数列或是常数列.(2)用作商比较法,根据a n +1a n (a n>0或a n <0)与1的大小关系进行判断.(3)结合导数的方法判断.巩固训练4:已知数列{a n }的通项公式为a n =3n +k2n ,若数列{a n }为递减数列,则实数k的取值范围为( )A .(3,+∞)B .(2,+∞)C .(1,+∞)D .(0,+∞)角度|数列中的最大(小)项[例5] (1)(多选题)已知数列{a n }的通项公式为a n =(n +1)·⎝⎛⎭⎫1110n,则数列的最大项可能为( )A .第8项B .第9项C .第10项D .第11项(2)已知数列{a n }满足a 1=33,a n +1-a n =2n ,则a nn的最小值为________.[听课记录]类题通法求数列的最大项与最小项的常用方法(1)将数列视为函数f (x )与x ∈N *时所对应的一列函数值,根据f (x )的类型作出相应的函数图象,或利用求函数最值的方法,求出f (x )的最值,进而求出数列的最大(小)项.(2)通过通项公式a n 研究数列的单调性,利用{ a n ≥a n -1a n ≥a n +1,(n ≥2)确定最大项,利用{ a n ≤a n -1a n ≤a n +1,(n ≥2)确定最小项. (3)比较法:若有a n +1-a n =f (n +1)-f (n )>0⎝⎛⎭⎫或a n >0时,a n +1a n >1,则a n +1>a n ,则数列{a n }是递增数列,所以数列{a n }的最小项为a 1;若有a n +1-a n =f (n +1)-f (n )<0⎝⎛⎭⎫或a n >0时,a n +1a n <1,则a n +1<a n ,则数列{a n }是递减数列,所以数列{a n }的最大项为a 1.巩固训练5:数列{a n }的通项为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -1,n ≤4-n 2+(a -1)n ,n ≥5(n ∈N *),若a 5是{a n }中的最大值,则a 的取值范围是________.[预测1] 核心素养——逻辑推理、数学运算若数列{a n }满足:只要a p =a q (p ,q ∈N *),必有a p +1=a q +1,那么就称数列{a n }具有性质P .已知数列{a n }具有性质P ,且a 1=1,a 2=2,a 3=3,a 5=2,a 6+a 7+a 8=20,则a 2 020=________.[预测2] 新题型——多选题已知数列{a n }对∀n ∈N *,满足a n =log n +1(n +2),设T n 为数列{a n }的前n 项之积,则下列结论正确的是( )A .a 1>a 2B .a 1>a 7C .T 6=3D .T 7<T 6状 元 笔 记由数列的递推关系求通项公式一、累加法:形如a n =a n -1+f(n)型[典例1] (1)设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +n +1,则a n =________.(2)若数列{a n }满足a 1=1,且对于任意的n ∈N *,都有a n +1=a n +n +1,则1a 1+1a 2+…+1a 2 019=( )A.2 0182 019B.2 0192 020C.2 0181 010D.2 0191 010【解析】 (1)由条件知a n +1-a n =n +1,则a n =(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)+a 1=(2+3+4+…+n )+2=n 2+n +22. (2)由a n +1=a n +n +1, 得a n +1-a n =n +1, 则a 2-a 1=1+1, a 3-a 2=2+1, ……a n -a n -1=(n -1)+1. 由以上等式相加得a n -a 1=2+3+…+n , ∴a n =1+2+3+…+n =n (n +1)2,∴1a n =2n (n +1)=2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1, 则1a 1+1a 2+…+1a 2 019=2⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫12 019-12 020 =2⎝⎛⎭⎫1-12 020=2 0191 010.【答案】 (1)n 2+n +22 (2)D二、累乘法:形如a na n -1=f (n )型[典例2] (1)设数列{a n }中,a 1=2,a n +1=nn +1a n,则a n =________.(2)定义:在数列{a n }中,若满足a n +2a n +1-a n +1a n=d(n ∈N *,d 为常数),称{a n }为“等差比数列”.已知在“等差比数列”{a n }中,a 1=a 2=1,a 3=3,则a 2 015a 2 013等于( )A .4×2 0152-1B .4×2 0142-1C .4×2 0132-1D .4×2 0132【解析】 (1)∵a n +1=nn +1a n ,a 1=2,∴a n ≠0,∴a n +1a n =n n +1. ∴a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 3a 2·a 2a 1·a 1=n -1n ·n -2n -1·n -3n -2·…·12·2=2n.(2)由题意知⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1a n 是首项为1,公差为2的等差数列,则a n +1a n =2n -1所以a n =a n a n -1×a n -1a n -2×…×a 2a 1×a 1=(2n -3)×(2n -5)×…×1所以a 2 015a 2 013=(2×2 015-3)×(2×2 015-5)×…×1(2×2 013-3)×(2×2 013-5)×…×1=(2×2 015-3)(2×2 015-5)=4 027×4 025=(4 026+1)(4 026-1) =4 0262-1=4×2 0132-1【答案】 (1)2n(2)C三、构造法1.形如a n +1=ca n +d(c ≠0,其中a 1=a)型. (1)若c =1时,数列{a n }为等差数列; (2)若d =0时,数列{a n }为等比数列;(3)若c ≠1且d ≠0时,数列{a n }为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.方法如下:设a n +1+λ=c(a n +λ),得a n +1=ca n +(c -1)λ,与题设a n +1=ca n +d ,比较系数得λ=dc -1(c ≠0),所以a n +d c -1=c ⎝⎛⎭⎫a n -1+d c -1, 即⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +d c -1构成以a 1+dc -1为首项,以c 为公比的等比数列.[典例3] 在数列{a n }中,若a 1=1,a n +1=3a n +2,则通项a n =________. 【解析】 a n +1=3a n +2,即a n +1+1=3(a n +1), 即a n +1+1a n +1=3, 由a n +1+1a n +1=3,即a n +1+1=3(a n +1), 当n ≥2时,a n +1=3(a n -1+1),∴a n +1=3(a n -1+1)=32(a n -2+1)=33(a n -3+1)=…=3n -1(a 1+1)=2×3n -1,∴a n =2×3n -1-1,当n =1时,a 1=1=2×31-1-1也满足.∴a n =2×3n -1-1.【答案】 2×3n -1-12.形如a n +1=pa n +q·p n +1(p ≠0,1,q ≠0)型a n +1=pa n +q·p n +1(p ≠0,1,q ≠0)的求解方法是两端同时除以p n +1,即得a n +1pn +1-a n p n =q ,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n p n 为等差数列. [典例4] 已知正项数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n +3×5n ,则数列{a n }的通项a n 等于( )A .-3×2n -1B .3×2n -1C .5n +3×2n -1D .5n -3×2n -1【解析】 解法一 在递推公式a n +1=2a n +3×5n 的两边同时除以5n +1,得a n +15n +1=25×a n 5n+35.① 令a n 5n =b n ,则①式变为b n +1=25b n +35, 即b n +1-1=25(b n -1),所以数列{b n -1}是等比数列,其首项为b 1-1=a 15-1=-35,公比为25,所以b n -1=⎝⎛⎭⎫-35×⎝⎛⎭⎫25n -1, 即b n =1-35×⎝⎛⎭⎫25n -1,所以a n 5n =1-35×⎝⎛⎭⎫25n -1=1-3×2n -15n.故a n =5n -3×2n -1.解法二 设a n +1+k·5n +1=2(a n +k ×5n ),则a n +1=2a n -3k ×5n ,与题中递推公式比较得k =-1,即a n +1-5n +1=2(a n -5n ),所以数列{a n -5n }是首项为a 1-5=-3,公比为2的等比数列,则a n -5n =-3×2n -1,故a n =5n -3×2n -1.故选D .【答案】 D3.相邻项的差为特殊数列(形如a n +1=pa n +qa n -1,其中a 1=a ,a 2=b 型)可化为(a n +1-x 1a n )=x 2(a n -x 1a n -1),其中x 1,x 2是方程x 2-px -q =0的两根.[例5] 数列{a n }中a 1=1,a 2=2,a n +2=23a n +1+13a n ,求数列{a n }的通项公式.【解析】 由a n +2=23a n +1+13a n 可得,a n +2-a n +1=-13(a n +1-a n ),所以数列{a n +1-a n }是首项为1,公比为-13的等比数列,a 2-a 1=1,a 3-a 2=-13,a 4-a 3=19,…,a n -a n -1=⎝⎛⎭⎫-13n -2, 将上面的式子相加可得a n -1=1+⎝⎛⎭⎫-13+19+…+⎝⎛⎭⎫-13n -2, 从而可求得a n =2+⎝⎛⎭⎫-13+19+…+⎝⎛⎭⎫-13n -2, 故有a n =74+94·⎝⎛⎭⎫-13n . 4.倒数为特殊数列⎝ ⎛⎭⎪⎫形如a n =pa n -1ra n -1+s[例6] 已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a na n +2,求数列{a n }的通项公式.【解析】 ∵a n +1=2a na n +2,a 1=1,∴a n ≠0,∴1a n +1=1a n +12,即1a n +1-1a n =12, 又a 1=1,则1a 1=1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差数列.∴1a n =1a 1+(n -1)×12=n 2+12,∴a n =2n +1(n ∈N *).2023年高考数学一轮总复习第22讲:数列的概念答案[教材回扣]确定的顺序 每一个数 a n =f(n) a 1+a 2+···+ a n (n, a n ) 公式 有限 无限 S 1 □10S n -S n -1 [题组练透] 题组一1.× 2.× 3.× 4.√ 题组二1.解析:由已知得a 2=2-1a 1=2-12=32,a 3=2-1a 2=2-23=43,a 4=2-1a 3=2-34=54,a 5=2-1a 4=2-45=65.故选D. 答案:D2.解析:由题意知a n =n 2+2n =120, 解得n =-12(舍去),或n =10. 答案:103.解析:当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =-2n 2-[-2(n -1)2] =-4n +2,当n =1时,a 1=S 1=-2,适合上式, 所以{a n }的通项公式是a n =-4n +2. 答案:-4n +2 题组三1.解析:将数列{a n }的通项公式看作一个关于n 的二次函数.则a n =-n 2+11n =-⎝⎛⎭⎫n -1122+1214, ∵n ∈N *,∴当n =5或6时,a n 取最大值, 最大值为a 5=a 6=30. 故选B. 答案:B2.解析:由题意知a n +1>a n , 即(n +1)2+λ(n +1)>n 2+λn , 得2n +1+λ>0即λ>-(2n +1) n ∈N *.(*)因为n ≥1,所以-(2n +1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.故λ的取值范围为(-3,+∞).答案:(-3,+∞) 3.解析:当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +3-2n -1-3=2n -1. 当n =1时,a n =S 1=5不满足上式.故a n =⎩⎪⎨⎪⎧5,n =12n -1,n ≥2答案:⎩⎪⎨⎪⎧5,n =12n -1,n ≥2课堂题型讲解题型一例1 解析:(1)A 中,当n 为奇数时,a n =3-12=1,当n 为偶数时,a n =3+12=2,A正确;B 中,当n 为奇数时,a n =3+12=2,B 不正确;C 中,当n 为奇数时,a n =3-12=1,当n 为偶数时,a n =3+12=2,C 正确;D 中,当n 为奇数时,a n =3-12=1,当n 为偶数时,a n =3+12=3,D 正确;故选ACD.(2)因为数列2,6,12,20,30,…可分解为:1×2,2×3,3×4,4×5,5×6,… 可表示为n (n +1),数列3,5,3,5,…,各项减4得-1,1,-1,1,…,其通项为(-1)n , 所以数列3,5,3,5,…可表示为(-1)n +4,故数列的一个通项公式为:a n =n (n +1)(-1)n +4.答案:(1)ACD (2)n (n +1)(-1)n +4巩固训练1 解析:数列2,3,4,5,6,…可表示为n +1, 3,8,15,24,35,…可分解为1×3,2×4,3×5,4×6,5×7,… 可表示为n (n +2)=(n +1)2-1,故数列的一个通项公式可表示为(-1)n ·n +1(n +1)2-1故选D. 答案:D 题型二例2 解析:(1)当n ≥2时,a n =S n -S n -1 =2(a n -1)-2(a n -1-1) =2a n -2a n -1,即a n =2a n -1,又a 1=2, ∴a n =2n . 故选C.(2)∵a n +1=S n +1S n , ∴S n +1-S n =S n S n +1.同除以S n S n +1得:1S n +1-1S n=-1,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1为首项,公差为-1的等差数列.∴1S n=-1+(n -1)(-1)=-n , ∴S n =-1n.当n ≥2时,∴a n =S n -S n -1=-1n -⎝⎛⎭⎫-1n -1=1n (n -1), 故a n =⎩⎪⎨⎪⎧-1,n =1,1n (n -1),n ≥2.(3)当n =1时,由已知,可得a 1=21=2,∵a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n ,①故a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=2n -1(n ≥2),②由①-②得,na n =2n -2n -1=2n -1,∴a n =2n -1n. 显然当n =1时不满足上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 2,n =1,2n -1n,n ≥2. 答案:(1)C (2)⎩⎪⎨⎪⎧ -1,n =1,1n (n -1),n ≥2 (3)⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -1n,n ≥2 巩固训练2 解析:(1)a 1=S 1=2-3=-1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-3n )-[2(n -1)2-3(n -1)]=4n -5, 由于a 1也适合此等式,∴a n =4n -5.(2)当n =1时,a 1=S 1=23a 1+13,即a 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=23a n -23a n -1, 故a n a n -1=-2,故a n =(-2)n -1. (3)当n ≥2时,a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n 3, a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13. 两式相减得3n -1a n =n 3-n -13=13, 则a n =13n . 当n =1时,a 1=13满足上式, 得a n =13n 答案:(1)4n -5 (2)(-2)n -1 (3)13n 题型三例3 解析:因为a n ·a n +2=a n +1(n ∈N *),由a 1=1,a 2=2,得a 3=2,由a 2=2,a 3=2,得a 4=1,由a 3=2,a 4=1,得a 5=12, 由a 4=1,a 5=12,得a 6=12, 由a 5=12,a 6=12,得a 7=1, 由a 6=12,a 7=1,得a 8=2, 由此推理可得数列{a n }是一个周期为6的周期数列,所以a 2 021=a 5=12.故选C.答案:C巩固训练3 解析:∵a 1=2,a n +1=a n -1a n +1, ∴a 2=13,a 3=-12,a 4=-3,a 5=2,… ∴数列{a n }的周期为4,且a 1+a 2+a 3+a 4=-76. ∴S 2 021=S 4×505+1=505×⎝⎛⎭⎫-76+2 =-3 5236. 答案:-3 5236例4 解析:∵2a n a n +1=a 2n+1, ∴a n +1=12⎝⎛⎭⎫a n +1a n . ∵b n =a n -1a n +1, ∴b n +1=a n +1-1a n +1+1=12⎝⎛⎭⎫a n +1a n -112⎝⎛⎭⎫a n +1a n +1=(a n -1)2(a n +1)2, ∴(a n -1)2(a n +1)2=b 2n>0. ∵a 1=2,b 1=2-12+1=13, ∴b 2=⎝⎛⎭⎫132,b 3=⎝⎛⎭⎫1322=⎝⎛⎭⎫134.b 4=⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1342=⎝⎛⎭⎫138, ∴数列{b n }是递减数列.答案:D巩固训练4 解析:因为a n +1-a n =3n +3+k 2n +1-3n +k 2n =3-3n -k 2n +1,由数列{a n }为递减数列知,对任意n ∈N *,a n +1-a n =3-3n -k 2n +1<0,所以k >3-3n 对任意n ∈N *恒成立,所以k ∈(0,+∞).故选D.答案:D例5 解析:(1)因为a n +1-a n =(n +2)⎝⎛⎭⎫1011n +1-(n +1)⎝⎛⎭⎫1011n =⎝⎛⎭⎫1011n ×9-n 11,所以当n <9时,a n +1-a n >0,即a n +1>a n ;当n =9时,a n +1-a n =0,即a n +1=a n ;当n >9时,a n +1-a n <0,即a n +1<a n .所以该数列最大项为第9,10项,且a 9=a 10=10×⎝⎛⎭⎫10119.(2)因为a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2[1+2+…+(n -1)]+33=33+n 2-n (n ≥2),当n =1时也符合,所以a n =n 2-n +33.所以a n n =33n+n -1. 构造函数f (x )=33x+x -1(x >0),则f ′(x )=-33x 2+1. 令f ′(x )>0得x >33,令f ′(x )<0得0<x <33.所以f (x )=33x+x -1在(33,+∞)上是递增的,在(0,33)上是递减的. 因为n ∈N *,所以当n =5或6时,f (n )取得最小值.又a 55=335+4>a 66=336+5=212. 答案:(1)BC (2)212巩固训练5 解析:当n ≤4时,a n =2n -1单调递增,因此n =4时取最大值.a 4=24-1=15.当n ≥5时,a n =-n 2+(a -1)n=-⎝⎛⎭⎫n -a -122+(a -1)24, ∵a 5是{a n }中的最大值,∴4≤a -12≤5.5. 解得9≤a ≤12.答案:[9,12]高考命题预测预测1 解析:根据题意,数列{a n }具有性质P ,且a 2=a 5=2, 则有a 3=a 6=3,a 4=a 7,a 5=a 8=2,由a 6+a 7+a 8=20,可得a 3+a 4+a 5=20,则a 4=20-3-2=15,进而分析可得:a 3=a 6=a 9=…=a 3n =3,a 4=a 7=a 10=…=a 3n +1=15,a 5=a 8=…=a 3n +2=2(n ≥1),则a 2 020=a 3×673+1=15.答案:15预测2 解析:因为a 1=log 23>log 222=32,a 2=log 34<log 333=32,所以a 1>a 2,故A 正确;a 7=log 89=23log 23<a 1,故B 正确;T 6=log 23×log 34×…×log 78=log 28=3,故C 正确;T 7=T 6×log 89,因为T 6>0,log 89>1,所以T 7>T 6.故D 错误.答案:ABC。
高考数学复习 数列的求和方法
高考数学复习 数列的求和方法高考要求:掌握数列的各种求和方法 考点回顾:1.直接用等差、等比数列的求和公式求和。
d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=⎪⎩⎪⎨⎧≠--==)1(1)1()1(11q qq a q na S n n 公比含字母时一定要讨论 无穷递缩等比数列时,qa S -=112.错位相减法求和:如:{}{}.,,2211的和求等比等差n n n n b a b a b a b a +++3.分组求和:把数列的每一项分成若干项,使其转化为等差或等比数列,再求和。
4.合并求和:如:求22222212979899100-++-+- 的和。
5.裂项相消法求和:把数列的通项拆成两项之差、正负相消剩下首尾若干项。
常见拆项:111)1(1+-=+n n n n)121121(21)12)(12(1+--=+-n n n n ])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=++n n n n n n n!)!1(!n n n n -+=⋅)!1(1!1)!1(+-=+n n n n6.公式法求和 6)12)(1(12++=∑=n n n k nk 213]2)1([+=∑=n n k nk7.倒序相加法求和8.其它求和法:如:归纳猜想法,奇偶法等 考点解析考点1、等差、等比公式求和EG1.在等差数列{a n }中,它的前n 项和为S n ,已知===n n n S S S 32,14,8则 . 18 B1-1.等差数列{a n }中,已知前15项的和S 15=90,则a 8等于 ( )A .245 B .12 C .445 D .6B1-2.等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若3231510=S S ,则公比q 等于 21-B1-3、等差数列{a n }中,若a 1+a 4+a 7=39, a 3+a 6+a 9=27, 则前9项的和S 9= ( )A 66B 99C 144D 297B1-4.数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n -1,则这个数列一定是B ( ) A .等差数列 B .非等差数列 C .常数数列 D .等差数列或常数数列 考点2、分项求和EG2、5,55,555,5555,…,5(101)9n-,…;解:555555555n n S =++++ 个5(999999999)9n =++++个235[(101)(101)(101)(101)]9n =-+-+-++- 235505[10101010](101)9819n n n n =++++-=--B2-1、求和:13,24,35,,(2),n n ⨯⨯⨯+ ; ∵2(2)2n n n n +=+,∴ 原式222(123=+++ (2))2(123n ++⨯+++…)n +(1)(27)6n n n ++=.考点3、错位减法求和EG3、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =31(a n -1)(n N,n 1) (1)求a 1,a 2(2)求数列{a n }的通项公式(3)b n =n,令C n =b n a n ,求数列{C n }的前n 项和 解:(1)由)1,)(1(31≥∈-=n N n a S n n 21),1(311111-=∴-==∴a a S a 41),1(3122221=∴-==+a a S a a ……………………4分(2))(31)1(31)1(31111----=---=-=n n n n n n n a a a a S S a)1(211>-=∴-n a a n n }{n a ∴是首项公比均为21-的等比数列 n n a )21(-=……8分(3)设}{n C 前n 项的和T n ,n k n n n a b C )21(-⋅==n n n T )21()21(3)21(2)21(132-++-⋅+-⋅+-⋅=∴ ………………①132)21()21()1()21(2)21(21+-⋅+-⋅-++-⋅+-=-n n n n n T ………………② ①-②:132)21()21()21()21()21(23+-⋅--++-+-+-=n n n n T62)21)(23(2)21()21(1])21(1[21--+=-⋅+-----=n n n n n 92)21)(23(--+=∴n n n T ………………14分 考点4、裂项求和 EG4.数列,43211,3211,211++++++的前n 项之和为 .2+n n B4-1.若 ,7,5,3,21321222a a a n a n 则数列+++=的前n 项和是( )A .16+n nB .nn )1(6-C .13+n nD .2)1(6++n nB4-2.设43,)1(112161211=⋅+++++=+n n n S S n n S 且 ,则n 的值为 ( )A .9B .8C .7D .6B4-3、lim +∞→n [)13)(23(11071741411+-++⋅+⋅+⋅n n ]=A 21B 41C 51D 31 考点5、叠加法、叠乘法EG5、已知数列),,2(3,1},{111N n n a a a a n n n n ∈≥∙==--其中 项的和的前数列n b n }{))(9(log 3*∈=N n a S n n n (1) 求数列}{n a 的通项公式; (2)求数列}{n b 的通项公式; (3)求数列|}{|n b 的前n 项和n T解:累加得),1(log log )1(133-+=-n a a n x,2)1()1(321log log 133-=-++++=-n n n a a n .3,2)1(log 2)1(3-=-=∴n n n n a n n a 则或者用累乘得211221123nn n n n n n a a a a a a a a ----=⋅=);(25)9(log ,3)2(232)1(N n nn a S a n n n n n n ∈-==∴=-)(3}{,1,3,2,21111*--∈-==-=-=≥-==N n n b b n n S S b n S b n n n n n 的通项公式为所以数列时也适合时当而,3,03,25,3,03)3(2时即当时即当 n n b n n S T n n b n n n n >>-=-=-=≤≤-= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∈>+-∈≤-=+-=-=++-+++=+++=*).,3(2125),3(25,21252)(2)(||||||22233212121N n n n n N n n n n T n n S S b b b b b b b b b T n n n n n 且且综上所述B5-1、数列{}n a 的通项公式是11++=n n a n ,若前n 项的和为10,则项数n 为( ) A .11 B .99C .120D .121考点6、倒序求和EG6、设2222sin 1sin 2sin 3sin 89S =++++, 又∵2222sin 89sin 88sin 87sin 1S =++++, ∴ 289S =,892S =. 实战训练1.等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,且132+=n nT S n n ,则55b a ( ) A .32 B .97 C .3120 D .1492.设{a n }是公比为q 的等比数列,S n 是它的前n 项的和,若{S n }是等差数列,则公比 q = .1 3.数列}{n a 的前n 项和为S n ,若)(23+∈+=N n a S n n ,则这个数列一定是 ( )A .等比数列B .等差数列C .从第二项起是等比数列D .从第二项起是等差数列4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若S 6=36,S n =324,S n -6=144(n >6),则n 等于( )A .15B .16C .17D .185. 数列1,(1+2),(1+2+22),…,( 1+2+22+…+2n-1+…)的前n 项和是 ( )A 2nB 2n -2C 2n+1- n -2D n·2n 6. 已知等差数列{n a },.21,952==a a (1) 求{n a }的通项公式; (2) 令n a nb 2=,求数列}{n b 的前n 项和S n .解:(1) 设数列}{n a 的公差为d ,依题意得方程组 ⎩⎨⎧=+=+,214,911d a d a 解得.4,51==d a所以}{n a 的通项公式为.14+=n a n(2) 由,21414+=+=n n n b n a 得所以}{n b 是首项512=b ,公式42=q 的等比数列.于是得}{n b 的前n 项和 .15)12(3212)12(24445-⨯=--⨯=n n n S 7. 把正奇数数列{2n -1}中的数按上小下大、左小右大的原则排成如下三角形数表:1 3 5 7 9 11 — — — — — — — — —设a ij (i,j ∈N*)是位于这个三角形数表中从上往下数第i 行、从左往右数第j 个数. (I )若a mn =2005,求m ,n 的值;(Ⅱ)已知函数f(x)的反函数为f -1(x)=8n x 3(x>0),若记三角形数表中从上往下数第n 行各数的和为b n ,求数列{f(b n )}的前n 项和S n .解:(I )∵三角形数表中前m 行共有1+2+3+…+m=2)1(+m m 个数, ∴第m 行最后一个数应当是所给奇数列中的2)1(+m m 项.故第m 行最后一个数是2..112)1(2-+=-+m m m m ………………2分 因此,使得2005=mn a 的m 是不等式12-+m m ≥2005的最小正整数解..45.4428912792112802411.020*********=∴=+-=+->++-≥∴≥-+≥-+m m m m m m 得由于是,第45行第一个数是442+44-1+2=1981.131219812005=+-=∴n ………………4分(II ))0()21()(.)21(),0(8)(3331>==∴>==-x x x f y x x y x x fn n n 故 …………6分∵第n 行最后一个数是12-+n n ,且有n 个数,若将12-+n n 看成第n 行第一个数, 则第n 行各数成公差为-2的等差数列,故32)2(2)1()1(n n n n n n b n =--+-+=. .)21()21()(33n n n n n b f ==∴ ………………8分,)21()21)(1()21(3)21(2)21(21.)21()21)(1()21(3)21(2211432132+-+-++++=+-++++=n n n n n n n n S n n S 故两式相减得:.)21()21()21()21(2121132+-++++=n n n n S ………………10分 .)21)(2(2.)21()21(1)21(211])21(1[2111n n n n n n n S n n +-=∴--=---=++……12分直击高考24.(2006年四川卷)已知数列{}n a ,其中()12111,3,22n n n a a a a a n +-===+≥,记数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}ln n S 的前n 项和为n U (Ⅰ)求n U ; (Ⅱ)设()()()()()2'210,2!n U nnn n k k e F x xx T x F x n n ==>=∑,(其中()'k F x 为()k F x 的导函数),计算()()1limn n n T x T x →∞+本小题主要考察等差数列、等比数列的基础知识,以及对数运算、导数运算和极限运算的能力,同时考查分类讨论的思想方法,满分12分。
数列与导数高考知识点归纳
数列与导数高考知识点归纳数学作为一门科学,是很多人望而却步的学科之一。
尤其是数列与导数等高中数学知识点,更是很多学生头疼的难题。
为了帮助大家更好地理解和掌握这些知识点,本文将对数列与导数的相关概念、性质和解题技巧进行归纳总结。
一、数列的概念与性质数列是由一串有序的数按照一定规律排列而成的。
数列的一般形式可以表示为{an},其中an是数列的第n项。
数列有许多重要的性质,包括公差、等差数列、公比、等比数列等。
1. 公差与等差数列公差指的是相邻两项之间的差值,用d表示。
若数列的相邻两项之间的差值是一个常数d,那么该数列就是等差数列。
等差数列的通项公式是an = a1 + (n-1)d,其中a1是首项,n是项数。
2. 公比与等比数列公比指的是相邻两项之间的比值,用q表示。
若数列的相邻两项之间的比值是一个常数q,那么该数列就是等比数列。
等比数列的通项公式是an = a1 * q^(n-1),其中a1是首项,n是项数。
除了等差数列和等比数列,数列还有其他一些特殊的形式,如递推数列、斐波那契数列等。
掌握数列的概念和性质,对于解题时的运算和推导起到至关重要的作用。
二、导数的概念与性质导数是微积分中一个重要的概念,用来描述函数在某点处的变化率。
函数f(x)在点x0处的导数表示为f'(x0)或dy/dx|x=x0,它的几何意义是函数曲线在该点处的切线斜率。
1. 导数的定义导数的定义是极限的思想,函数f(x)在点x0处的导数定义为:f'(x0) = lim┬(Δx→0)〖(f(x0+Δx)-f(x0))/Δx〗。
这个定义可以理解为:当自变量x的增量趋近于0时,函数f(x)在点x0处的增量与x的增量的比值的极限值。
2. 导数的性质导数具有许多重要的性质,包括导数的四则运算、导数的复合运算、导数的乘积法则和导数的链式法则等。
导数的四则运算指的是对于两个求导函数f(x)和g(x),他们的和、差、积、商的导数分别为:(f(x)+g(x))' = f'(x) + g'(x),(f(x)-g(x))' = f'(x)- g'(x),(f(x)g(x))' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x),(f(x)/g(x))' = (f'(x)g(x) - f(x)g'(x)) / [g(x)]^2。
专题3-10 导数与数列,导数与概率统计(解析版)2023年高考数学二轮专题全套热点题型
a=1.
于是
f′(x)=
1 x
-1=
1
x
x
,
当 x(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,当 x(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,
即 f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).
(2) 由(1)知 x1(0,+∞),f(x1)≤f(1)=0,即 f(x1)的最大值为 0, 由题意知:对∀x1(0,+∞),∃x2(-∞,0)使得 f(x1)≤g(x2)成立,只需 f(x)max≤g(x)max.
在区间 ea1,1 单调递减.
又 f ea1 f 1 0 ,与 f x0 恒成立相矛盾.
综上, 实数 a 的取值范围为1, .
(2)
由(1)知当 a 1 时, x 1 x ln x ≤ 0 0 x ≤1
即 ln x ≥ x 1 1 1
x
x
令 x 1 ,则 ln 1 ≥1 n
.............................................................22
题型一:利用放缩通项公式解决数列求和中的不等问题
【典例分析】
例题
1.(2022·全国·高三专题练习)已知正项数列an 满足
a0
0,
a2 n1
an2
2(n
1), n
N
.
(1)求证: an2 an1 ; an1 an
.
4.(2022·湖南张家界·高二期末)已知函数 f x ln x ax 1,其中 a R .
(1)当 a 1 时,求函数 f (x) 的单调区间;
(2)①若 f x 0 恒成立,求 a 的最小值;
高考数学复习知识点讲解教案第38讲 数列的综合问题
4.某商场为了满足广大数码爱好者的需求,开展商品分期付款活动.已知某商品一次性付款的金额为元,计划以分期付款的形式等额分成 期付清,每期期末所付款是元,每期利率为,则 _ _________.
[解析] 由题意得 ,, .
5.假设每次用相同体积的清水清洗一件衣服,且每次能洗去污垢的 ,那么至少要清洗___次才能使存留的污垢在 以下.
3.[教材改编] 假设某银行的活期存款年利率为 ,某人存入10万元后,既不加进存款也不取款,每年到期利息连同本金自动转存.如果不考虑利息税及利率的变化,经过年到期时的存款余额为万元,那么 ________________________.
,
[解析] 由题意得, ,, ,则易知 .
题组二 常错题
(1) 求数列 的通项公式;
解:因为,所以,,故,,所以等比数列 的公比,故,所以,即等比数列 的通项公式为 .
(2) 记,的前项和分别为,,求满足 的所有数对 .
解: 由已知得,由(1)可知 ,因为,所以 ,则,可得,因为为正整数, ,所以,8,10,则当时,,当时, ,当时,,故满足条件的所有数对为,, .
[总结反思]解决与数列有关的实际问题的一般步骤:首先要认真阅读,学会翻译(数学化),其次考虑用熟悉的数列知识建立数学模型,然后求出问题的解,最后还需验证求得的解是否符合实际.
变式题(1) 某牧场2022年年初牛的存栏数为1200头,计划以后每年存栏数的增长率为 ,且在每年年底卖出100头牛,按照该计划预计_______年年初牛的存栏量首次超过8900头.(参考数据:, )
所以数列是公比为2的等比数列,又 ,,所以,即 ,所以,可得.因为,所以 ,则,由,得 ,可得,所以不等式的解有无限个,故D正确.故选 .
高中数学各章节知识点汇总
高中数学各章节知识点汇总数学作为一门科学,无论在理论研究还是实际应用中,都占据着举足轻重的地位。
在高中数学学习中,学生们需要掌握多个章节的知识点,才能够建立起系统的数学思维框架。
本文将对高中数学各章节的知识点进行汇总,以帮助学生们更好地理解并掌握这些内容。
第一章:函数与导数1. 函数的概念与性质- 函数的定义与表示方法- 奇偶函数与周期函数- 函数的单调性与最值2. 导数与导数的应用- 导数的定义与基本性质- 函数的导数与图像的关系- 导数的几何意义与物理应用第二章:数列与数学归纳法1. 数列的概念与性质- 数列的定义与表示方法- 等差数列与等比数列- 数列的通项公式与前n项和公式2. 数学归纳法的基本思想与应用- 数学归纳法的原理与步骤- 使用数学归纳法证明数学命题第三章:三角函数与解三角形1. 三角函数的概念与性质- 正弦函数、余弦函数与正切函数 - 三角函数的周期与图像- 三角函数的基本关系式2. 解三角形的基本原理与方法- 解直角三角形与一般三角形- 航向与三角函数的应用第四章:平面解析几何1. 向量的概念与性质- 向量的定义与表示方法- 向量的线性运算与数量积- 向量的几何应用2. 平面几何图形的性质与应用- 点、直线、平面的性质- 圆与椭圆的性质与方程- 直线与平面的位置关系第五章:数与函数的应用1. 数列与函数的模型建立- 序列与数列模型的建立- 函数与实际问题的建模- 数据处理与统计2. 几何与数据处理的应用- 函数的图像与几何问题- 数据处理与统计的相关概念与方法 - 概率与统计模型的建立第六章:立体几何1. 空间几何图形的性质与计算- 空间中的点、直线、面的性质- 空间几何体的计算公式- 空间几何模型的建立2. 空间解析几何的应用- 点、直线、面的位置关系- 空间几何图形的投影与旋转- 空间几何问题的解决方法总结:高中数学涵盖了函数与导数、数列与数学归纳法、三角函数与解三角形、平面解析几何、数与函数的应用以及立体几何等多个章节的知识点。
高考数学一轮复习 第六章 数列 第4讲 数列求和教学案 理 北师大版-北师大版高三全册数学教学案
第4讲 数列求和一、知识梳理 1.数列求和方法(1)等差数列求和公式:S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d .(2)等比数列求和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1-a n q 1-q=a 1(1-q n )1-q ,q ≠1.2.一些常见数列的前n 项和公式 (1)1+2+3+4+…+n =n (n +1)2;(2)1+3+5+7+…+(2n -1)=n 2; (3)2+4+6+8+…+2n =n 2+n . 3.数列求和的常用方法 (1)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n 项和即是用此法推导的.(2)错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求,如等比数列的前n 项和就是用此法推导的.(3)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和. (4)分组转化法一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组转化法,分别求和后再相加减.(5)并项求和法一个数列的前n 项和,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n =(-1)nf (n )类型,可采用两项合并求解.常用结论记住常用的裂项公式(1)1n (n +1)=1n -1n +1.(2)1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.(3)1n +n +1=n +1-n .二、教材衍化1.一个球从100 m 高处自由落下,每次着地后又跳回到原高度的一半再落下,当它第10次着地时,经过的路程是( )A .100+200(1-2-9) B .100+100(1-2-9) C .200(1-2-9)D .100(1-2-9)解析:选 A.第10次着地时,经过的路程为100+2(50+25+…+100×2-9)=100+2×100×(2-1+2-2+…+2-9)=100+200×2-1(1-2-9)1-2-1=100+200(1-2-9). 2.在数列{a n }中,a n =1n (n +1),若{a n }的前n 项和为2 0172 018,则项数n 为( )A .2 014B .2 015C .2 016D .2 017解析:选D.a n =1n (n +1)=1n -1n +1,S n =1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=n n +1=2 0172 018,所以n =2 017.故选D. 3. 1+2x +3x 2+…+nxn -1=________(x ≠0且x ≠1).解析:设S n =1+2x +3x 2+…+nx n -1,① 则xS n =x +2x 2+3x 3+…+nx n,② ①-②得:(1-x )S n =1+x +x 2+…+xn -1-nx n=1-x n1-x -nx n,所以S n =1-x n(1-x )2-nx n1-x. 答案:1-x n(1-x )2-nxn 1-x一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果数列{a n }为等比数列,且公比不等于1,则其前n 项和S n =a 1-a n +11-q.( ) (2)当n ≥2时,1n 2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +1.( )(3)求S n =a +2a 2+3a 3+…+na n时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )答案:(1)√ (2)√ (3)× 二、易错纠偏常见误区|K(1)不会分组致误; (2)错位相减法运用不熟练出错.1.已知数列:112,214,318,…,⎝ ⎛⎭⎪⎫n +12n ,…,则其前n 项和关于n 的表达式为________.解析:设所求的数列前n 项和为S n ,则S n =(1+2+3+…+n )+12+14+…+12n =n (n +1)2+1-12n .答案:n (n +1)2+1-12n2.已知数列{a n }的前n 项和为S n 且a n =n ·2n,则S n =________. 解析:S n =1×2+2×22+3×23+…+n ×2n,① 所以2S n =1×22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,②①-②得-S n =2+22+23+…+2n -n ×2n +1=2×(1-2n)1-2-n ×2n +1,所以S n =(n -1)2n +1+2.答案:(n -1)2n +1+2分组转化求和(师生共研)(2020·某某模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足关于x 的不等式a 1x2-S 2x +2<0的解集为(1,2).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =a 2n +2a n -1,求数列{b n }的前n 项和T n . 【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为关于x 的不等式a 1x 2-S 2x +2<0的解集为(1,2), 所以S 2a 1=1+2=3,得a 1=d , 又易知2a 1=2,所以a 1=1,d =1.所以数列{a n }的通项公式为a n =n . (2)由(1)可得,a 2n =2n ,2a n =2n. 因为b n =a 2n +2a n -1, 所以b n =2n -1+2n,所以数列{b n }的前n 项和T n =(1+3+5+…+2n -1)+(2+22+23+ (2)) =n (1+2n -1)2+2(1-2n )1-2=n 2+2n +1-2.分组转化法求和的常见类型(1)若a n =b n ±,且{b n },{}为等差或等比数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和;(2)通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,,n 为偶数的数列,其中数列{b n },{}是等比数列或等差数列,可采用分组转化法求和.1.若数列{a n }是2,2+22,2+22+23,…,2+22+23+ (2),…,则数列{a n }的前n 项和S n =________.解析:a n =2+22+23+ (2)=2-2n +11-2=2n +1-2,所以S n =(22+23+24+…+2n +1)-(2+2+2+ (2)=22-2n +21-2-2n =2n +2-4-2n .答案:2n +2-4-2n2.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n2,n ∈N +.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2an +(-1)na n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)当n =1时,a 1=S 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n 2-(n -1)2+(n -1)2=n .a 1也满足a n =n ,故数列{a n }的通项公式为a n =n .(2)由(1)知a n =n , 故b n =2n+(-1)nn . 当n 为偶数时,T n =(21+22+…+2n )+[-1+2-3+4-…-(n -1)+n ]=2-2n +11-2+n 2=2n +1+n2-2;当n 为奇数时,T n =(21+22+ (2))+[-1+2-3+4-…-(n -2)+(n -1)-n ] =2n +1-2+n -12-n=2n +1-n 2-52. 所以T n=⎩⎪⎨⎪⎧2n +1+n2-2,n 为偶数,2n +1-n 2-52,n 为奇数.错位相减法求和(师生共研)(2020·某某市部分区联考)已知数列{a n }是等差数列,数列{b n }是等比数列,且a 1=1,a 3+a 4=12,b 1=a 2,b 2=a 5.(1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)设=(-1)na nb n (n ∈N +),求数列{}的前n 项和S n .【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 1=1,a 3+a 4=12, 所以2a +5d =12,所以d =2,所以a n =2n -1.设等比数列{b n }的公比为q ,因为b 1=a 2,b 2=a 5, 所以b 1=a 2=3,b 2=a 5=9, 所以q =3,所以b n =3n.(2)由(1)知,a n =2n -1,b n =3n,所以=(-1)n ·a n ·b n =(-1)n ·(2n -1)·3n =(2n -1)·(-3)n, 所以S n =1·(-3)+3·(-3)2+5·(-3)3+…+(2n -1)·(-3)n,① 所以-3S n =1·(-3)2+3·(-3)3+…+(2n -3)·(-3)n +(2n -1)·(-3)n +1,②①-②得,4S n =-3+2·(-3)2+2·(-3)3+…+2·(-3)n-(2n -1)·(-3)n +1=-3+2·(-3)2[1-(-3)n -1]1+3-(2n -1)·(-3)n +1=32-4n -12·(-3)n +1. 所以S n =38-4n -18·(-3)n +1.运用错位相减法求和的关键:一是判断模型,即判断数列{a n },{b n }一个为等差数列,一个为等比数列;二是错位相减,如本题先把①式两边同乘以-3得到②式,再把两式错位相减;三是注意符号,相减时要注意最后一项的符号.(2020·某某模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =n a n,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)由2S n =3a n -1,① 得2S n -1=3a n -1-1(n ≥2),② ①-②,得2a n =3a n -3a n -1, 所以a na n -1=3(n ≥2), 又2S 1=3a 1-1,2S 2=3a 2-1, 所以a 1=1,a 2=3,a 2a 1=3,所以{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a =3n -1.(2)由(1)得,b n =n3n -1,所以T n =130+231+332+…+n3n -1,③13T n =131+232+…+n -13n -1+n3n ,④ ③-④得,23T n =130+131+132+…+13n -1-n 3n =1-13n1-13-n 3n =32-2n +32×3n ,所以T n =94-6n +94×3n .裂项相消法求和(师生共研)(2020·某某八所重点高中4月联考)设数列{a n }满足a 1=1,a n +1=44-a n(n ∈N +).(1)求证:数列{1a n -2}是等差数列; (2)设b n =a 2na 2n -1,求数列{b n }的前n 项和T n . 【解】 (1)证明:因为a n +1=44-a n ,所以1a n +1-2-1a n -2=144-a n-2-1a n -2=4-a n2a n -4-1a n -2=2-a n 2a n -4=-12,为常数. 因为a 1=1,所以1a 1-2=-1,所以数列{1a n -2}是以-1为首项,-12为公差的等差数列. (2)由(1)知1a n -2=-1+(n -1)(-12)=-n +12, 所以a n =2-2n +1=2nn +1, 所以b n =a 2n a 2n -1=4n2n +12(2n -1)2n =4n 2(2n -1)(2n +1)=1+1(2n -1)(2n +1)=1+12(12n -1-12n +1), 所以T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=n +12(1-13+13-15+15-17+…+12n -1-12n +1)=n +12(1-12n +1)=n +n2n +1, 所以数列{b n }的前n 项和T n =n +n2n +1.利用裂项相消法求和的注意事项(1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项;或者前面剩几项,后面也剩几项;(2)将通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项相等.如:若{a n }是等差数列,则1a n a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1,1a n a n +2=12d ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +2,1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1=na 1a n +1(a n ≠0).1.数列{a n }满足a 1=1, a 2n +2=a n +1(n ∈N +).(1)求证:数列{a 2n }是等差数列,并求出{a n }的通项公式; (2)若b n =2a n +a n +1,求数列{b n }的前n 项和.解:(1)由a 2n +2=a n +1得a 2n +1-a 2n =2,且a 21=1, 所以数列{a 2n }是以1为首项,2为公差的等差数列, 所以a 2n =1+(n -1)×2=2n -1, 又由已知易得a n >0, 所以a n =2n -1(n ∈N *). (2)b n =2a n +a n +1=22n -1+2n +1=2n +1-2n -1,故数列{b n }的前n 项和T n =b 1+b 2+…+b n =(3-1)+(5-3)+…+(2n +1-2n -1)=2n +1-1.2.已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)由题设知a 1·a 4=a 2·a 3=8,又a 1+a 4=9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,a 4=1(舍去). 由a 4=a 1q 3得公比q =2,故a n =a 1qn -1=2n -1.(2)S n =a 1(1-q n )1-q=2n-1.又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 1-1S 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 2-1S 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S n -1S n +1=1S 1-1S n +1=1-12n +1-1.并项求和(师生共研)(2020·某某八市重点高中联盟测评)已知等差数列{a n }中,a 3=3,a 2+2,a 4,a 6-2成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =(-1)na 2n +1a n a n +1,数列{b n }的前n 项和为S n ,求S 2n .【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 因为a 2+2,a 4,a 6-2成等比数列, 所以a 24=(a 2+2)(a 6-2),所以(a 3+d )2=(a 3-d +2)(a 3+3d -2),又a 3=3,所以(3+d )2=(5-d )(1+3d ),化简得d 2-2d +1=0,解得d =1, 所以a n =a 3+(n -3)d =3+(n -3)×1=n . (2)由(1)得,b n =(-1)na 2n +1a n a n +1=(-1)n 2n +1n (n +1)=(-1)n (1n +1n +1),所以S 2n =b 1+b 2+b 3+…+b 2n =-(1+12)+(12+13)-(13+14)+…+(12n +12n +1)=-1+12n +1=-2n2n +1.用并项求和法求数列的前n 项和一般是指把数列的一些项合并组成我们熟悉的等差数列或等比数列来求和.可用并项求和法的常见类型:一是数列的通项公式中含有绝对值符号;二是数列的通项公式中含有符号因子“(-1)n”;三是数列{a n }是周期数列.[提醒] 运用并项求和法求数列的前n 项和的突破口是会观察数列的各项的特征,如本题,数列{b n }的通项公式为b n =(-1)n2n +1n (n +1),易知数列{b n }是摆动数列,所以求和时可以将各项进行适当合并.(2020·某某某某二检)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2-2kn (k ∈N +),S n 的最小值为-9.(1)确定k 的值,并求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(-1)n·a n ,求数列{b n }的前2n +1项和T 2n +1.解:(1)由已知得S n =n 2-2kn =(n -k )2-k 2,因为k ∈N +,则当n =k 时,(S n )min =-k 2=-9,故k =3.所以S n =n 2-6n .因为S n -1=(n -1)2-6(n -1)(n ≥2),所以a n =S n -S n -1=(n 2-6n )-[(n -1)2-6(n -1)]=2n -7(n ≥2). 当n =1时,S 1=a 1=-5,满足a n =2n -7, 综上,a n =2n -7.(2)依题意,得b n =(-1)n ·a n =(-1)n(2n -7), 则T 2n +1=5-3+1+1-3+5-…+(-1)2n(4n -7)+(-1)2n +1[2(2n +1)-7]=5-=5-2n .数列与其他知识的交汇问题一、数列与不等式的交汇问题(2020·某某某某二模)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=3,当n ≥2时,有S n+S n -1-2S n S n -1=2na n ,则使得S 1S 2…S m ≥2 019成立的正整数m 的最小值为________.【解析】 因为S n +S n -1-2S n S n -1=2na n (n ≥2), 所以S n +S n -1-2S n S n -1=2n (S n -S n -1)(n ≥2), 所以(2n +1)S n -1-(2n -1)S n =2S n S n -1(n ≥2). 易知S n ≠0,所以2n +1S n -2n -1S n -1=2(n ≥2).令b n =2n +1S n,则b n -b n -1=2(n ≥2),又b 1=3S 1=3a 1=1,所以数列{b n }是以1为首项,2为公差的等差数列,所以b n =2n -1,所以2n +1S n =2n -1,所以S n =2n +12n -1.所以S 1S 2…S m =3×53×…×2m +12m -1=2m +1≥2 019,所以m ≥1 009.即使得S 1S 2…S m ≥2 019成立的正整数m 的最小值为1 009. 【答案】 1 009解决本题的关键:一是细观察、会构造,即通过观察所给的关于S n ,a n 的关系式,思考是将S n 往a n 转化,还是将a n 往S n 转化;二是会解不等式,把求出的相关量代入已知不等式,转化为参数所满足的不等式,解不等式即可求出参数的最小值.二、数列与三角函数的综合(2020·某某某某4月联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且3sin B -sin C b -a =sin A +sin B c .(1)求角A 的大小;(2)若等差数列{a n }的公差不为零,a 1sin A =1,且a 2,a 4,a 8成等比数列,b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和S n .【解】 (1)由3sin B -sin C b -a =sin A +sin Bc ,根据正弦定理可得3b -c b -a =b +a c,即b 2+c 2-a 2=3bc , 所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =32,由0<A <π,得A =π6.(2)由(1)知,A =π6,设数列{a n }的公差为d (d ≠0),因为a 1sin A =1,所以a 1sin π6=12a 1=1,解得a 1=2.因为a 2,a 4,a 8成等比数列,所以a 24=a 2a 8,即(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+7d ), 所以d 2=2d .又d ≠0,所以d =2,则a n =2n ,b n =1a n a n +1=12n (2n +2)=14(1n -1n +1),则S n =14[(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)]=14(1-1n +1)=n 4n +4.破解数列与三角函数相交汇问题的策略:一是活用两定理,即会利用正弦定理和余弦定理破解三角形的边角关系;二是会用公式,即会利用等差数列与等比数列的通项公式求解未知量;三是求和方法,针对数列通项公式的特征,灵活应用裂项相消法、分组求和法、错位相减法等求和.三、数列与函数的综合(2020·某某某某5月联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,公差d >0,a 6和a 8是函数f (x )=154ln x +12x 2-8x 的极值点,则S 8=( )A .-38B .38C .-17D .17【解析】 因为f (x )=154ln x +12x 2-8x ,所以f ′(x )=154x +x -8=x 2-8x +154x=(x -12)(x -152)x,令f ′(x )=0,解得x =12或x =152.又a 6和a 8是函数f (x )的极值点,且公差d >0, 所以a 6=12,a 8=152,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d =12,a 1+7d =152,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-17,d =72.所以S 8=8a 1+8×(8-1)2×d =-38,故选A.【答案】 A破解数列与函数相交汇问题的关键:一是会利用导数法求函数的极值点;二是会利用等差数列的单调性,若公差大于0,则该数列单调递增,若公差小于0,则该数列单调递减,若公差等于0,则该数列是常数列,不具有单调性;三是会利用公式法求和,记清等差数列与等比数列的前n 项和公式,不要搞混.四、数列中的新定义问题(2020·某某模拟)数列{a n }的前n 项和为S n ,定义{a n }的“优值”为H n =a 1+2a 2+…+2n -1a n n,现已知{a n }的“优值”H n =2n,则S n =________.【解析】 由H n =a 1+2a 2+…+2n -1a n n=2n,得a 1+2a 2+…+2n -1a n =n ·2n ,①当n ≥2时,a 1+2a 2+…+2n -2a n -1=(n -1)2n -1,②由①-②得2n -1a n =n ·2n -(n -1)2n -1=(n +1)2n -1,即a n =n +1(n ≥2),当n =1时,a 1=2也满足式子a n =n +1, 所以数列{a n }的通项公式为a n =n +1, 所以S n =n (2+n +1)2=n (n +3)2.【答案】n (n +3)2破解此类数列中的新定义问题的关键:一是盯题眼,即需认真审题,读懂新定义的含义,如本题,题眼{a n }的“优值”H n =2n的含义为a 1+2a 2+…+2n -1a n n=2n;二是想“减法”,如本题,欲由等式a 1+2a 2+…+2n -1a n =n ·2n 求通项,只需写出a 1+2a 2+…+2n -2a n -1=(n -1)·2n -1,通过相减,即可得通项公式.五、数列中的新情境问题(2020·某某六校第二次联考)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+ a 2=3,a 3-a 2= 2,等差数列{b n }的前n 项和为S n ,且b 3=5,S 4=16.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系中,有点P 1(a 1,0),P 2(a 2,0),…,P n (a n ,0),P n +1(a n +1,0),Q 1(a 1,b 1),Q 2(a 2,b 2),…,Q n (a n ,b n ),若记△P n Q n P n +1的面积为,求数列{}的前n 项和T n .【解】 (1)设数列{a n }的公比为q ,因为a 1+a 2=3,a 3-a 2=2,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =3,a 1q 2-a 1q =2,得3q 2-5q -2=0,又q >0, 所以q =2,a 1=1,则a n =2n -1.设数列{b n }的公差为d ,因为b 3=5,S 4=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧b 1+2d =5,4b 1+6d =16,解得⎩⎪⎨⎪⎧b 1=1,d =2,则b n =2n -1.(2)由(1)得P n P n +1=a n +1-a n =2n -2n -1=2n -1,P n Q n =b n =2n -1,故=S △P n Q n P n +1=2n -1(2n -1)2=(2n -1)2n -2,则T n =c 1+c 2+c 3+…+=12×1+1×3+2×5+…+(2n -1)2n -2,① 2T n =1×1+2×3+4×5+…+(2n -1)2n -1,②由①-②得,-T n =12+2(1+2+…+2n -2)-(2n -1)·2n -1=12+2(1-2n -1)1-2-(2n -1)2n -1=(3-2n )2n -1-32,故T n =(2n -3)2n -1+32(n ∈N +).数列中新情境问题的求解关键:一是观察新情境的特征,如本题中的各个直角三角形的两直角边长的特征;二是会转化,如本题,把数列{}的通项公式的探求转化为直角三角形的两直角边长的探求;三是活用数列求和的方法,如本题,活用错位相减法,即可得数列{}的前n 项和.[基础题组练]1.数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =1-2+3-4+…+(-1)n -1·n ,则S 17=( )A .9B .8C .17D .16解析:选A.S 17=1-2+3-4+5-6+…+15-16+17=1+(-2+3)+(-4+5)+(-6+7)+…+(-14+15)+(-16+17)=1+1+1+…+1=9.2.在数列{a n }中,a 1=2,a 2=2,a n +2-a n =1+(-1)n,n ∈N +,则S 60的值为( ) A .990 B .1 000 C .1 100D .99解析:选A.n 为奇数时,a n +2-a n =0,a n =2;n 为偶数时,a n +2-a n =2,a n =n .故S 60=2×30+(2+4+…+60)=990.3.已知函数f (x )=a x+b (a >0,且a ≠1)的图象经过点P (1,3),Q (2,5).当n ∈N +时,a n =f (n )-1f (n )·f (n +1),记数列{a n }的前n 项和为S n ,当S n =1033时,n 的值为( )A .7B .6C .5D .4解析:选D.因为函数f (x )=a x+b (a >0,且a ≠1)的图象经过点P (1,3),Q (2,5),所以⎩⎪⎨⎪⎧a +b =3,a 2+b =5,所以⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =4(舍去),所以f (x )=2x+1,所以a n =2n+1-1(2n +1)(2n +1+1)=12n +1-12n +1+1, 所以S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-19+…+ ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +1+1=13-12n +1+1, 令S n =1033,得n =4.故选D.4.(2020·某某某某期末)在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=3,a n +2=a n +1-a n (n ∈N +),则该数列的前100项之和是( )A .18B .8C .5D .2解析:选C.因为a 1=1,a 2=3,a n +2=a n +1-a n (n ∈N +),所以a 3=3-1=2,a 4=2-3=-1,a 5=-1-2=-3,a 6=-3+1=-2,a 7=-2+3=1,a 8=1+2=3,a 9=3-1=2,…,所以{a n }是周期为6的周期数列,因为100=16×6+4,所以S 100=16×(1+3+2-1-3-2)+(1+3+2-1)=5.故选C.5.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n(n ∈N +),则S 2 018等于( ) A .22 018-1B .3×21 009-3 C .3×21 009-1D .3×21 008-2解析:选B.a 1=1,a 2=2a 1=2,又a n +2·a n +1a n +1·a n =2n +12n =2,所以a n +2a n=2.所以a 1,a 3,a 5,…成等比数列;a 2,a 4,a 6,…成等比数列,所以S 2 018=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+…+a 2 017+a 2 018=(a 1+a 3+a 5+…+a 2 017)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2 018)=1-21 0091-2+2(1-21 009)1-2=3·21 009-3.故选B.6.数列{a n }的通项公式为a n =n cos n π2,其前n 项和为S n ,则S 2 017=________.解析:因为数列a n =n cos n π2呈周期性变化,观察此数列规律如下:a 1=0,a 2=-2,a 3=0,a 4=4.故S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=2.因此S 2 017=S 2 016+a 2 017=(a 1+a 2+a 3+a 4)+…+(a 2 009+a 2 010+a 2 011+a 2 012)+(a 2 013+a 2 014+a 2 015+a 2 016)+a 2 017=2 0164×2+a 1=1 008.答案:1 0087.(2020·某某三湘名校(五十校)第一次联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1.当n ≥2时,a n +2S n -1=n ,则S 2 019=________.解析:由a n +2S n -1=n (n ≥2),得a n +1+2S n =n +1,两式作差可得a n +1-a n +2a n =1(n ≥2),即a n +1+a n =1(n ≥2),所以S 2 019=1+2 0182×1=1 010.答案:1 0108.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a 2=2,且a n +2-2a n +1+a n =0(n ∈N +),记T n=1S 1+1S 2+…+1S n(n ∈N +),则T 2 018=________.解析:由a n +2-2a n +1+a n =0(n ∈N +),可得a n +2+a n =2a n +1,所以数列{a n }为等差数列,公差d =a 2-a 1=2-1=1,通项公式a n =a 1+(n -1)×d =1+n -1=n ,则其前n 项和S n =n (a 1+a n )2=n (n +1)2,所以1S n=2n (n +1)=2(1n -1n +1),T n =1S 1+1S 2+…+1S n =2(11-12+12-13+…+1n -1n +1)=2(1-1n +1)=2n n +1,故T 2 018=2×2 0182 018+1=4 0362 019. 答案:4 0362 0199.已知数列{a n }满足a 1+4a 2+42a 3+…+4n -1a n =n4(n ∈N +).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =4na n2n +1,求数列{b n b n +1}的前n 项和T n .解:(1)当n =1时,a 1=14.因为a 1+4a 2+42a 3+…+4n -2a n -1+4n -1a n =n4①,所以a 1+4a 2+42a 3+…+4n -2a n -1=n -14(n ≥2,n ∈N +) ②,①-②得4n -1a n =14(n ≥2,n ∈N +),所以a n =14n (n ≥2,n ∈N +).由于a 1=14,故a n =14n (n ∈N +).(2)由(1)得b n =4na n 2n +1=12n +1,所以b n b n +1=1(2n +1)(2n +3)=12(12n +1-12n +3),故T n =12(13-15+15-17+…+12n +1-12n +3)=12(13-12n +3)=n 6n +9. 10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =3a n -12.(1)求a n ;(2)若b n =(n -1)a n ,且数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n . 解:(1)由已知可得,2S n =3a n -1,① 所以2S n -1=3a n -1-1(n ≥2),② ①-②得,2(S n -S n -1)=3a n -3a n -1, 化简得a n =3a n -1(n ≥2), 在①中,令n =1可得,a 1=1,所以数列{a n }是以1为首项,3为公比的等比数列, 从而有a n =3n -1.(2)b n =(n -1)3n -1,T n =0×30+1×31+2×32+…+(n -1)×3n -1,③则3T n =0×31+1×32+2×33+…+(n -1)×3n.④ ③-④得,-2T n =31+32+33+…+3n -1-(n -1)×3n=3-3n1-3-(n -1)×3n =(3-2n )×3n-32.所以T n =(2n -3)×3n+34.[综合题组练]1.(2020·某某五个一名校联盟第一次诊断)已知等差数列{a n }中,a 3+a 5=a 4+7,a 10=19,则数列{a n cos n π}的前2 018项的和为( )A .1 008B .1 009C .2 017D .2 018解析:选D.设{a n }的公差为d ,则有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+6d =a 1+3d +7,a 1+9d =19,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,所以a n =2n -1,设b n =a n cos n π,则b 1+b 2=a 1cos π+a 2cos 2π=2,b 3+b 4=a 3cos 3π+a 4cos 4π=2,…,所以数列{a n cos n π}的前 2 018项的和为(b 1+b 2)+(b 3+b 4)+…+(b 2 017+b 2 018)=2×2 0182=2 018.故选D.2.在数列{a n }中,若a n +1+(-1)na n =2n -1,则数列{a n }的前12项和等于( ) A .76B .78C .80D .82解析:选B.由已知a n +1+(-1)na n =2n -1,得a n +2+(-1)n +1·a n +1=2n +1,两式相减得a n +2+a n =(-1)n·(2n -1)+(2n +1),取n =1,5,9及n =2,6,10,结果相加可得S 12=a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 11+a 12=78.故选B.3.已知数列{a n },若a n +1=a n +a n +2(n ∈N +),则称数列{a n }为“凸数列”.已知数列{b n }为“凸数列”,且b 1=1,b 2=-2,则数列{b n }的前2 019项和为________.解析:由“凸数列”的定义及b 1=1,b 2=-2,得b 3=-3,b 4=-1,b 5=2,b 6=3,b 7=1,b 8=-2,…,所以数列{b n }是周期为6的周期数列,且b 1+b 2+b 3+b 4+b 5+b 6=0,于是数列{b n }的前2 019项和等于b 1+b 2+b 3=-4.答案:-44.(2020·某某质量监测)已知数列{a n }和{b n }满足a 1a 2a 3…a n =2b n (n ∈N +),若数列{a n }为等比数列,且a 1=2,a 4=16,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和S n =________.解析:因为{a n }为等比数列,且a 1=2,a 4=16,所以公比q =3a 4a 1=3162=2,所以a n =2n ,所以a 1a 2a 3…a n =21×22×23×…×2n =21+2+3+…+n=2n (n +1)2.因为a 1a 2a 3…a n =2b n ,所以b n =n (n +1)2.所以1b n=2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1.所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和S n =b 1+b 2+b 3+…+b n=2⎝ ⎛⎭⎪⎫11-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=2⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1=2nn +1. 答案:2n n +15.已知等差数列{a n }中,a 5-a 3=4,前n 项和为S n ,且S 2,S 3-1,S 4成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)令b n =(-1)n4na n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)设{a n }的公差为d ,由a 5-a 3=4,得2d =4,d =2. 所以S 2=2a 1+2,S 3-1=3a 1+5,S 4=4a 1+12,又S 2,S 3-1,S 4成等比数列,所以(3a 1+5)2=(2a 1+2)·(4a 1+12),解得a 1=1,所以a n =2n -1.(2)b n =(-1)n4na n a n +1=(-1)n(12n -1+12n +1), 当n 为偶数时,T n =-(1+13)+(13+15)-(15+17)+…-(12n -3+12n -1)+(12n -1+12n +1),所以T n =-1+12n +1=-2n2n +1. 当n 为奇数时,T n =-(1+13)+(13+15)-(15+17)+…+(12n -3+12n -1)-(12n -1+12n +1), 所以T n =-1-12n +1=-2n +22n +1.所以T n=⎩⎪⎨⎪⎧-2n 2n +1,n 为偶数-2n +22n +1,n 为奇数.。
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高中数学复习:导数中的数列1.已知函数()()ln 1x f x x+=. (1)分析函数()f x 的单调性;(2)证明:2111ln 3ln 212n n n ⎛⎫+⎛⎫+++≤ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭,2n ≥. 2.已知函数()||ln (0)f x x a x a =-->. (Ⅰ)讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)比较222222ln 2ln 3ln 23n n++⋯+ 与(1)(21)2(1)n n n -++的大小(n N +∈且)2n >,并证明你的结论.3.已知数列{}n a 的首项11a >,且211nn n a a a +=-,N n *∈.(1)求2a 的最小值; (2)求证:2115222nkk a n n =>+-∑. 4.已知函数()ln 1x x a f x x++=,在区间[]1,2有极值.(1)求a 的取值范围; (2)证明:()()sin 1a x f x x+>.5.已知函数()ln f x x x =-.(1)若()11f x x ax x +>-+恒成立,求实数a 的取值范围; (2)若函数()()h x f x m =+有两个不同的零点1x ,2x ,且12x x <,求证:2211x x m +>+.6.已知函数f(x)=elnx −x +1. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)证明:n(n+1)ln(1×2×3×⋯×n)>2e (n ∈N ∗,且n ≥2). 7.已知函数()12ln f x a x x x=-+. (Ⅰ)若2a =,求()f x 在()1,0处的切线方程;(Ⅱ)若()f x 对任意(]0,1x ∈均有()0f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围;(Ⅲ)求证:()2111ln 12nk k n k n *=+<-∈+∑N . 8.已知函数2()2(1)ln(1)2f x x x x x =++--. (1)判断函数()f x 的单调性; (2)已知数列{}n a ,()*123ln(1),1n n n n a T a a a a n n +==∈+N ,求证:[]ln (2)12n n n T +<-. 9.已知函数()()ln 1f x m x x =+-,()sin g x mx x =-.(1)若函数()f x 在()0+∞,上单调递减,且函数()g x 在02,上单调递增,求实数m的值;(2)求证:()()21111sin11sin 1sin 1sin 12231e n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋯+<⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭(*n N ∈,且2n ≥).10.已知函数f (x )=﹣2x 2+4x ,g (x )=alnx (a >0)(I )若直线l 1交函数f (x )的图象于P ,Q 两点,与l 1平行的直线l 2与函数f (x )的图象切于点R ,求证P ,R ,Q 三点的横坐标成等差数列;(II )若不等式f (x )≤4x ﹣g (x )恒成立,求实数a 的取值范围; (III )求证:44441n2ln 3ln 4ln 1234n n e+++⋯+< (其中n ≥2,n ∈N *,e 为自然对数的底数). 11. 已知函数,数列满足.(Ⅰ)求数列的通项公式;(Ⅱ)求;(Ⅲ)求证:12.已知函数()2ln f x a x x =+,其中a R ∈. (Ⅰ)讨论()f x 的单调性; (Ⅱ)当1a =时,证明:()21f x x x ≤+-;(Ⅲ)求证:对任意正整数n ,都有2111111222n e ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(其中e ≈2.7183为自然对数的底数) 13.设函数()()()1ln 10x f x x x++=>.(1)若()1kf x x >+恒成立,求整数k 的最大值; (2)求证:()()()2311212311n n n e -+⨯⋅+⨯+⨯+>⎡⎤⎣⎦. 14.设函数2()ln(1)f x x b x =++,其中0b ≠.(1)当2b =时,求函数()y f x =的图象在点(0,0)处的切线方程; (2)讨论函数()f x 的单调性;(3)当*n ∈N ,且n 2≥时,证明不等式33311111111ln (1)(1)(1)232321n n n ⎡⎤+++++++>-⎢⎥+⎣⎦…….15.已知函数2()1f x ax bx =++在3x =处的切线方程为58y x .(1)求函数()f x 的解析式; (2)若关于x 的方程()x f x ke 恰有两个不同的实根,求实数k 的值;(3)数列{}n a 满足*112(2),(),n n a f a f a n N +==∈.证明:①11n n a a +>>;②12320191111S=++++2a a a a <.16.已知函数()e xf x kx x =-∈R ,(Ⅰ)若e =k ,试确定函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若0k >,且对于任意x R ∈,()0f x >恒成立,试确定实数k 的取值范围; (Ⅲ)设函数()()()F x f x f x =+-,求证:12(1)(2)()(e2)()n n F F F n n +*>+∈N .17.已知()sin(1)ln f x a x x =-+,其中a R ∈.(1)当0a =时,设函数2()()g x f x x =-,求函数()g x 的极值.(2)若函数()f x 在区间(0,1)上递增,求a 的取值范围;(3)证明:211sinln 3ln 2(2)nk k =<-+∑.18.已知函数()()1ln f x x x x λλ⎛⎫=+-∈ ⎪⎝⎭R .(1)当1x >时,不等式()0f x <恒成立,求λ的最小值; (2)设数列()*1N n a n n =∈,其前n 项和为n S ,证明:2ln 24n n n a S S -+>. 19.已知函数()2ln f x a x x =+,其中a R ∈. (1)讨论()f x 的单调性;(2)当1a =时,证明:()21f x x x ≤+-;(3)试比较22222222ln2ln3ln4ln 234n n++++与()()()12121n n n -++ ()*2n N n ∈≥且的大小,并证明你的结论。
20.设函数()ln(1)(0)f x x x =+≥,(1)()(0)1x x a g x x x ++=≥+.(1)证明:2()f x x x ≥-.(2)若()()f x x g x +≥恒成立,求a 的取值范围;(3)证明:当*n N ∈时,22121ln(32)49n n n n -++>+++. 21.已知函数()(ln )1f x x x a =-+的最小值为0.()a R ∈ (1)求a 的值; (2)设21ln 1n x n ⎛⎫=+⎪⎝⎭,求证:1224n nx x x n +++>+.22.已知函数()xf x a =(0a >,1a ≠). (1)当e a =(e 为自然对数的底数)时,(i )若()()2G x f x x m =--在[]0,2上恰有两个不同的零点,求实数m 的取值范围;(ii )若()()122nn T x f x x ⎛⎫=⋅+- ⎪⎝⎭(n R ∈),求()T x 在[]0,1上的最大值; (2)当2a =时,()n a f n =,n N +∈,数列{}n b 满足()()11111C 2n kn n k n k f n b a +=⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭∑.求证:13314n n k k b =⎡⎤⎛⎫≤-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦∑.23.已知函数()()()ln 21211f x x m x =---+,m R ∈.(1)若曲线()y f x =在()()22f ,处的切线与直线320x y -+=垂直,求函数()f x 的极值;(2)若函数()y f x =的图象恒在直线1y =的下方. ①求m 的取值范围;②求证:对任意正整数1n >,都有()()41ln 2!5n n n +<⎡⎤⎣⎦. 24.已知函数f (x )=a 1nx ﹣ax +1(a ∈R 且a ≠0). (1)求函数f (x )的单调区间; (2)求证:2341234ln ln ln lnn n n⨯⨯⨯⨯<(n ≥2,n ∈N *). 25.已知自变量为x 的函数()()11ln ln 12xn n n e f n x n e x -=--++的极大值点为n x P =,*n N ∈, 2.718e =⋅⋅⋅为自然对数的底数.(1)若1n =,证明:()f x 有且仅有2个零点; (2)若1x ,2x ,3x ,…,n x 为任意正实数,证明:()14niiii f x P =<⎡⎤⎣⎦∑.26.已知(1)()ln(1)(0)1ax x f x ax a ax+=+->+.(1)讨论函数()f x 的单调性; (2)证明:()*222211111111,2234e n N n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++<∈ ⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 27.设函数2()2ln(1)1x f x x x =+++.(Ⅰ)讨论函数()f x 的单调性;(Ⅱ)如果对所有的x ≥0,都有()f x ≤ax ,求a 的最小值;(Ⅲ)已知数列{}n a 中,11a =,且1(1)(1)1n n a a +-+=,若数列{}n a 的前n 项和为n S ,求证:11ln 2n n n na S a a ++>-. 28.已知函数()ln(1),(1)ln 2a f x f x=+=.(1)证明:1()f x x<; (2)若21[(2)(2)(2)]1n f f f m n ++⋯+≤+对任意的*n ∈N 均成立,求实数m 的最小值.29.已知函数f (x )=xlnx ﹣x +1,g (x )=e x ﹣ax ,a ∈R . (Ⅰ)求f (x )的最小值;(Ⅱ)若g (x )≥1在R 上恒成立,求a 的值; (Ⅲ)求证:21111111222nln ln ln ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭<. 30.已知函数() 1.xf x e x =-- (1)证明:()0f x ≥;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111(1)(1)(1)222n m +++<,求m 的最小值.31.己知函数()ln f x ax x =-(a 是常数,且0a >). (1)讨论函数()f x 的单调区间;(2)当()y f x =在1x =处取得极值时,若关于x 的方程2()2f x x x b +=+在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恰有两个不相等的实数根,求实数b 的取值范围; (3)求证:当2n ≥,*n N ∈时,22211111123e n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 32.已知函数()ln(),f x x x a a R =-+∈.(1)对定义域内的任意x ,都有()0f x >,求a 的取值范围; (2)若()f x 在1x =处取得极值,求证:对于任意大于1的正整数n ,222111(1)(1).(1),23e n+++<其中e 为自然对数的底数. 33.已知函数()(2)ln(1)()f x x x ax a R =++-∈(Ⅰ)若1a =,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (Ⅱ)若()0f x ≥在[)0,+∞上恒成立,求实数a 的取值范围;(Ⅲ)若数列{}n a 的前n 项和231n S n n =+-,4n nb a =,求证:数列{}n b 的前n 项和ln(1)(2)n T n n <++.34.已知函数()()2()1ln 1(0)f x a x x x ax a =++-->是减函数.(1)试确定a 的值; (2)已知数列{}()()*123ln 11n n n n n a a T a a a a n N n +==∈+,求证:()ln 212n nn T +<-⎡⎤⎣⎦.35.已知函数()ln f x x =,()(1)g x a x =-(Ⅰ)当2a =时,求函数()()()h x f x g x =-的单调递减区间;(Ⅱ)若1x >时,关于x 的不等式()()f x g x <恒成立,求实数a 的取值范围; (Ⅲ)若数列{}n a 满足11n n a a +=+,33a =,记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:ln(1234...)n n S ⨯⨯⨯⨯⨯<.36.已知函数2()ln (21)(1)f x x ax a x a =+-+++. (1)若12a =,分析()f x 的单调性. (2)若对1x ∀>,都有()0f x >恒成立,求a 的取值范围;(3)证明:2222222212n n n k n nn n n n++++⋅⋅⋯⋅⋅⋯⋅>对任意正整数n 均成立,其中e 为自然对数的底数.37.已知函数()()0bf x ax a x=+>的图象在点()()1,1f 处的切线方程为1y x =-.函数()()ln g x f x x =-.(1)求ab 的值,并求函数()g x 在区间[)1,+∞的最小值(2)证明:()2*1ln 1,4nk n nk n n N =+<≥∈∑ 38.若函数()()()211ln 1122a x x a f x x ++-+-=. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若()0f x ≥在()1,-+∞上恒成立,求实数a 的取值范围; (3)求证:对任意的正整数n 都有,11111ln 2ln 3ln 4ln n n n-+++⋅⋅⋅+>. 39.数列{}n a 的前n 项和为n R ,记11nn i S i==∑,数列{}n b 满足11b a =,1(2)n n n n R b S a n n-=+≥,且数列{}n b 的前n 项和为n T .(1)① 计算111T S R -,222T S R -的值;② 猜想,n n R S ,n T 满足的关系式,并用数学归纳法加以证明; (2)若数列{}n a 通项公式为112n n a -=,证明:22ln n T n <+. 40.已知函数()2ln 3f x x x ax =+-的图像在点()()1,1f 处的切线方程为1y =. (1)确定实数a 的值,并求函数()y f x =的单调区间; (2)若*n N ∈,求证:())2111ln 112ln 13ln 1ln 12623n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++++<- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.41.已知函数()ln f x x =,()322x x xg a-=. (1)求函数()()2F x f x x =-+在[4)x ∈+∞,上的最大值; (2)若函数()()()2ln H x f x g x =-⎡⎤⎣⎦在区间112⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有零点,求a 的取值范围; (3)求证:()()()()2017*14034ln 222114035k f k f k f k k N =<+-+-<∈⎡⎤⎣⎦∑.42.已知函数(1)若函数在区间1(,)2a a +上存在极值,其中a >0,求实数a 的取值范围; (2)如果当1x ≥时,不等式()1kf x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围; (3)求证:[]22(1)(1)()n n n e n N -*+>+⋅∈!. 43.已知函数1ln ()xf x x+=. (1)如果当1x ≥时,不等式()1af x x ≥+恒成立,求实数a 的取值范围; (2)求证:()222111*212112212ne e e n n N +⨯+⨯+++⋯+<+∈.44.已知()sin f x a x =,()ln g x x =,其中a R ∈,函数()y h x =与()y g x =关于直线y x =对称.(1)若函数()()()1G x f x g x =-+在区间()0,1上递增,求a 的取值范围;(2)证明:211sinln 2(1)nk k =<+∑;(3)设()()()()2210F x h x mx x b m =--++<,其中()0F x >恒成立,求满足条件的最小正整数b 的值.45.设函数2()ln(1)f x x a x =-+,其中a R ∈(1)当0a <时,讨论函数()f x 在其定义域上的单调性; (2)证明:对任意的正整数n ,不等式23111ln(1)nk n kk =⎛⎫+>-⎪⎝⎭∑都成立. 46.已知函数f (x )=e x ﹣ax (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若存在x 1<x 2,且满足f (x 1)=(x 2).证明12()02x x f '+<; (3)证明:01221212121121nn e e e e ----++++≥-(n ∈N ). 47.已知数列{}n a 满足()122332132n nn a a n a ++++-=-,n *∈N ,记12n n S a a a =+++.(1)求n a 和n S ; (2)证明:1111ln 123n S n n ⎛⎫++++<+ ⎪⎝⎭. 48.已知函数()ln ,f x x x kx k R =+∈. (1)求()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)若不等式2()f x x x ≤+恒成立,求k 的取值范围;(3)求证:当*n N ∈时,不等式()2212ln 4121ni n ni n =-->+∑成立.49.已知函数1ln ()xf x x+=. (1)求函数的单调区间;(2)如果当1x ≥时,不等式()1kf x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围; (3)求证:[]21ln +ln(+)111nk n k k n n =-->+∑(*n ∈N )(说明:121ni n k x x x x ==+++∑)50.已知函数()sin f x x ax =-.(1)对于(0,1)x ∈,()0f x >恒成立,求实数a 的取值范围; (2)当1a =时,令()()sin ln 1h x f x x x =-++,求()h x 的最大值; (3) 求证:1111ln(1)1231n n n+<+++⋅⋅⋅++-*()n N ∈. 51.已知函数()()2sin ln 12x f x x x =+-+.(1)证明:()0f x ≥; (2)数列{}n a 满足:1102a <<,()1n n a f a +=(n *∈N ). (ⅰ)证明:102n a <<(n *∈N ); (ⅱ)证明:n *∀∈N ,1n n a a +<.52.已知数列{}n a 满足111221,(2)311n n n a a n a a ---==≥--. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,用数学归纳法证明:13ln 22n n S n +⎛⎫<+- ⎪⎝⎭. 53.已知函数()1,f x xlnx ax a R =++∈(1)当0x >时,若关于x 的不等式()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围;(2)当*n N ∈时,证明:2223122421n n nln ln ln n n n +<+++<++. 54.已知函数f (x )=alnx -ax -3(a ∈R ).(Ⅰ)求f (x )的单调区间(Ⅱ)设a=-1,求证:当x ∈(1,+∞)时,f (x )+2>0(Ⅲ)求证:··……<(n ∈N +且n ≥2)55.已知函数f (x )=ln(x +1)+1axx + (a ∈R). (1)当a =1时,求函数f (x )在点(0,f (0))处的切线方程; (2)讨论函数f (x )的极值;(3)求证:ln(n +1)> 22221121311123n n----+++ (n ∈N *). 56.设函数()ln af x x x=+,其中a R ∈(1)讨论()f x 的单调性; (2)①若a =1,求()f x 的最小值 ②求证:21[(1)!](1)()n n n en N -*+>+⋅∈.提示:(n +1)!=1×2×3×…×(n +1)57.已知函数f(x)=xlnx 和g(x)=m(x 2-1)(m ∈R). (1)m =1时,求方程f(x)=g(x)的实根;(2)若对任意的x ∈(1,+∞),函数y =g(x)的图象总在函数y =f(x)图象的上方,求m 的取值范围; (3)求证:4411⨯-+242421⨯⨯-+…+2441n n ⨯⨯->ln(2n +1) (n ∈N *). 58.已知函数()ln f x x x =-. (1)求()f x 的最小值;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,22211111123m n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯+⨯⨯+< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求m 的最小值.59.已知()af x x x=-(0a >),()2ln g x x bx =+,且直线22y x =-与曲线y g x 相切.(1)求b 的值;(2)若对[)1,+∞内的一切实数x ,不等式()()f x g x ≥恒成立,求实数a 的取值范围;(3)求证:()214ln 2141ni in i =>--∑(*n N ∈).60.已知函数()ln 1x f x x+=. (1)求函数()f x 的单调区间和极值;(2)证明:()()2*222ln 2ln 3ln 21,22341n n n n N n n n --++⋅⋅⋅+<∈≥+. 61.已知函数()ln(2)f x x a =+(0,0)x a >>,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线在y 轴上的截距为2ln 33-. (1)求a ;(2)讨论函数()()2g x f x x =-(0)x >和2()()21xh x f x x =-+(0)x >的单调性; (3)设12,5a =()1n n a f a +=,求证:1521202n nn a +-<-<(2)n ≥. 62.已知函数2()ln(1)()f x x ax x a R =++-∈.(Ⅰ)若对任意0x ≥,都有()0f x ≥成立,求a 的取值范围;(Ⅱ)证明:ln(1ln(1ln(1ln(181++++++⋯⋯+>. 63.已知函数2()2ln =-f x x x x ,函数2()(ln )=+-ag x x x x,其中a R ∈,0x 是()g x 的一个极值点,且()02g x =. (1)讨论()f x 的单调性 (2)求实数0x 和a 的值(3)证明()*11ln(21)2=>+∈nk n n N64.已知数列{}n a 满足:113, 1.1nn n a a a a +==+ (1)证明:1(2);2n a n ≤≥ (2) 证明:).n a n N +>∈65.已知函数()xf x e =,()()lng x x a b =++.(Ⅰ)若函数()f x 与()g x 的图像在点()0,1处有相同的切线,求,a b 的值; (Ⅱ)当0b =时,()()0f x g x ->恒成立,求整数a 的最大值;(Ⅲ)证明:23ln 2(ln 3ln 2)(ln 4ln 3)+-+-[ln(1)ln ]1n en n e +++-<-. 66.已知函数()()0af x ax a x=-> (1)若()ln f x x ≥在[1,+∞)上恒成立,求a 的取值范围.(2)证明:()()()*11ln 11,21nk n n n n N kn =>++≥∈+∑ 67.已知函数()21ln 2f x x x =+-. (1)求函数()f x 在区间1,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值;(2)求证:2222*2222ln1ln 2ln 3ln 13(12312n n n N n n +++⋅⋅⋅+<+-∈+且2)n ≥.68.设函数()1ln f x x a x x=--. (1)求()f x 的单调区间;(2)设()()ln g x f x a x =-,且()g x 有两个极值点12,,x x 其中(]10,x e ∈,求12()()g x g x -的最小值;(3)证明:21ln 1nk k k =-+∑2n ∈N *,n ≥2).69.已知函数l ()1n f x x a x =--. (1)若()0f x ≥,求实数a 的值;(2)求证:()()21(1)ln(21)ln 21ln 211ln 222n n n n +++++++<-+. 70.已知f (x )=x-ax(a>0),g (x )=2lnx+bx 且直线y=2x -2与曲线y=g (x )相切.(1)若对[1,+∞)内的一切实数x ,小等式f (x )≥g (x )恒成立,求实数a 的取值范围;(2)当a=l 时,求最大的正整数k ,使得对[e ,3](e=2.71828是自然对数的底数)内的任意k 个实数x 1,x 2,,x k 都有121()()()16()k k f x f x f x g x -+++≤成立;(3)求证:*2141(21)()41ni i n n n N i=>+∈-∑. 71.设l 为曲线C :ln xy x=在点()1,0处的切线. (1)求l 的方程;(2)证明:除切点()1,0之外,曲线C 在直线l 的下方;(3)求证:2444ln 2ln 3ln 231234n n n n n-++++<(其中n *∈N ,2n ≥). 72.已知111123S n =++⋅⋅⋅+,211121S n =++⋅⋅⋅+-,直线1x =,x n =,0y =与曲线1y x=所围成的曲边梯形的面积为S .其中n N ∈,且2n ≥. (1)当0x >时,()ln 11axx ax x <+<+恒成立,求实数a 的值; (2)请指出1S ,S ,2S 的大小,并且证明;(3)求证:131112lnln 3132313n i n n i i i =+⎛⎫<+-< ⎪+--⎝⎭∑. 73.已知函数ln ()1xf x x =-. (1)若不等式ln ()2af x a ≥在[,2](0)x a a a e ∈<≤上有解,求a 的取值范围;(2)若21111()[ln(1)ln(1)ln(1)]1222n g n m n =++++++≤+对任意的*n N ∈均成立,求m 的最小值.74.已知函数()()()1ln 11f x x x k x =++-+.(1)当1x ≥时,不等式()0f x ≥恒成立,求实数k 的取值范围; (2)证明:2,n n N ∀≥∈,()22ln 5ln11ln 121n n n n ++++->-++. 75.已知函数f (x )=ax 2−lnx,a ∈R .(1)讨论函数f (x )的单调性; (2)当n ∈N ∗时,证明:2212+3222+4232+⋅⋅⋅+(n+1)2n 2>2eln (n +1).76.已知函数321()1(,3f x x ax bx x a =+-+∈R ,b 为实数)有极值,且在1x =处的切线与直线10x y -+=平行. (1)求实数a 的取值范围;(2)是否存在实数a ,使得函数()f x 的极小值为1,若存在,求出实数a 的值;若不存在,请说明理由;(3)设函数()21()2ln f x ax b g x x x'-+-=- 试证明:()0>g x 在(1,)+∞上恒成立并证明()*11111111ln 123412n n N n n n ⎛⎫++++++≥++∈ ⎪-⎝⎭77.已知函数()ln()f x x x a =-+的最小值为0,其中0a >. (Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)若对任意的[0,)x ∈+∞,有2()f x kx ≤成立,求实数k 的最小值;(Ⅲ)证明()*12ln(21)221ni n n N i =-+<∈-∑. 78.已知函数1()(1)ln g x x x=+,1()h x x x=-. (1)求证:函数()g x 与()h x 在1x =处的切线关于x 轴对称; (2)若()()()f x g x h x =+ (ⅰ)试讨论函数()f x 的单调性;(ⅱ)求证:*121ln 1(2,)23n e n n n N n n-<++++≥∈. 79.已知函数f(x)=2lnx −x 2,(1)求函数y =f(x)图象上一点A(1,f(1))处的切线方程.(2)若方程f(x)−2a =0在[1e ,e]内有两个不等实根,求实数a 的取值范围(e 为自然对数的底数).(3)求证1ln2+1ln3++1lnn ≥32−2n+1n(n+1)(n ∈N ,且n ≥2) 80.函数()ln )f x n x =-,其中*n N ∈,(0,)x ∈+∞.(1)若n 为定值,求()f x 的最大值;(2)求证:对任意*m N ∈,有ln1ln 2ln 3ln(1)m ++++21)>;(3)若2n =,ln 1a ≥,求证:对任意0k >,直线y kx a =-+与曲线()y f x =有唯一公共点.81.已知m R ∈,函数1()ln m f x mx x x -=--,1()ln g x x x=+ (1)求()g x 的最小值;(2)若()()y f x g x =-在[1,)+∞上为单调增函数,求实数m 的取值范围;(3)证明:2ln 2ln3ln 4ln 2342(1)n n n n ++++<+(*n N ∈) 82.已知()()()222xf x x e m x x =---.(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)若函数()f x 有且仅有一个极值点,求函数()()ln g x f x x x x =+-的最小值;(3)证明:()()()11112ln 1k nk k e k k e n n k k +=⎡⎤+++->++⎢⎥⎣⎦∑(*n N ∈). 83.已知函数()()()21ln ,02ax g x x x h x a -==>.(1)若()()g x h x <对()1,x ∈+∞恒成立,求a 的取值范围;(2)证明:不等式3422212111n e n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++< ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭对于正整数n 恒成立,其中2.71828e =为自然对数的底数.84.已知函数()e xf x kx =-,x ∈R .(1)若()f x 在(1,)+∞为增函数,试求实数k 的取值范围.(2)当0k >,若存在(0,)x ∈+∞,使()0f x ≤成立,试确定实数k 的取值范围.(3)设函数()()()F x f x f x ,求证:(i )1212()()e2x x F x F x +>+.(ii )12(1)(2)...()(e 2)nn F F F n +>+,*n ∈N . 85.已知函数()e x f x kx =-.(1)若e =k ,确定函数()f x 的单调区间.(2)若0k >,且对于任意x ∈R ,()0f x >恒成立,求实数k 的取值范围. (3)求证:不等式15e (1)4i nni n =>+∑对任意正整数n 恒成立. 86.已知函数()ln ,f x k x =且()y f x =在2x =处的切线与直线220170x y +-=垂直.(1)求实数k 值;(2)若不等式()()22242e |ln e 1t mt f x m ---≤--+对任意的实数t 及(21,e 1x ⎤∈+⎦恒成立,求实数m 的取值范围; (3)设n a n=,且数列{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()1ln 1nS n >+. 87.已知函数()()ln ,(1)1x xf xg x a x x ==-+ . (1)若函数()y f x =与()y g x =的图象恰好相切与点(1,0)P ,求实数a 的值; (2)当[1,)x ∈+∞时,()()f x g x ≤恒成立,求实数a 的取值范围; (3)求证:214ln(21)()41ni in n N i +=+≤∈-∑ . 88.设{}n a 是正数数列,1nn ni S a==∑,且21n n n a a a +-=n N *∈().求证:2113n n S n++<. 89.已知数列{}n a ,{}n b 满足12a =,14b =,且12n n n b a a +=+,211n n n a b b ++=.(1)求234,,a a a 及234,,b b b ;(2)猜想{}n a ,{}n b 的通项公式,并证明你的结论;(3)证明:对所有的*n N ∈,32111321•••n n a a a b b b --<<90.设函数()()()1ln 1f x ax x bx =-+-,其中a 和b 是实数,曲线()y f x =恒与x 轴相切于坐标原点. (1)求常数b 的值; (2)当01x ≤≤时,关于1123a -<<-的不等式21a m a+=-恒成立,求实数a 的取值范围;(3)求证:对于任意的正整数n ,不等式恒成立.91.已知函数()f x 是在(0,)+∞上每一点处均可导的函数,若()()xf x f x '>在(0,)+∞上恒成立.(Ⅰ)①求证:函数()()f x g x x=在(0,)+∞上是增函数; ②当1200x x >>时,证明:()()()1212f x f x f x x +<+;(Ⅱ)已知不等式ln(1)x x +<在1x >-且0x ≠时恒成立,求证:()222222221111ln 2ln 3ln 4ln(1),234(1)2(1)(2)n n n N n n n ⨯+++⋯++>∈+++ 92.(本小题满分12分)已知函数f(x)=x −ln(x +a)在x =1处取得极值. (1)求实数a 的值;(2) 若关于x 的方程f(x)+2x =x 2+b 在[12,2]上恰有两个不相等的实数根,求实数b 的取值范围; (3) 证明:∑1k−f(k)nk=1>3n 2−n−2n(n+1)(n ∈N,n ≥2).参考数据:ln2≈0.6931.93.已知函数()ln 1f x x kx =-+.(1)若()0f x ≤恒成立,试确定实数k 的取值范围;(2)证明:()2*2ln 2ln 3ln 4ln 1101,2381514nn n n n N n n n ++⎛⎫++++++<∈≥ ⎪-⎝⎭.94.已知函数32()f x x x =-+,()ln g x a x =(0,)a a R ≠∈. (1)求()f x 的极值;(2)若对任意[1,)x ∈+∞,使得3()()(2)f x g x x a x +≥-++恒成立,求实数a 的取值范围;(3)证明:对*n N ∈,不等式1112015ln(1)ln(2)ln(2015)(2015)n n n n n +++>++++成立.95.已知函数2()ln(1)(0)f x x ax a =++≤, (1)若()f x 在0x =处取得极值,求a 的值; (2)讨论()f x 的单调性;(3)证明:*2111111,9813n n N e ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++-+<∈ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭为自然对数的底数). 96.已知函数(为常数),曲线在与轴的交点处的切线斜率为.(1)求的值及函数的单调区间;(2)证明:当时,;(3)证明:当时,.97.已知函数ln ()()x af x a R x+=∈. (1)求f(x)的极值; (2)求证:ln 2ln 2ln3ln 2ln3ln 1,2624(1)!22n n n n n ⋅⋅-+++<≥++且n N *∈.98.已知函数.(1)求的单调区间;(2)若在上恒成立,求所有实数的值;(3)证明:.99.设,曲线在点处的切线与直线垂直.(1)求的值;(2)若恒成立,求的取值范围; (3)求证:. 100.(本小题满分14分)已知函数21()ln(1)2f x x ax x =--+,其中a R ∈ . (1)求()f x 的单调区间; (2)求证:n n In In In In 33443322+⋯⋯+++<。