新高考数学(理)之数列 专题10 数列的通项(观察法、前n项和求通项)(解析版)

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1、新高考数学(理)数列10 数列的通项(观察法、前n项和求通项)【考点讲解】1、 具体目标:掌握用不同的数学方法求不同形式数列的通项公式.通过数列通项公式的求解过程,利用数列的变化规律,恰当选择方法,是数列的研究和探索奠定基础.二、知识概述:1.数列的通项公式:(1)如果数列的第项与序号之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式即,不是每一个数列都有通项公式,也不是每一个数列都有一个个通项公式.(2)数列的前项和和通项的关系:.2.求数列的通项公式的注意事项:(1)根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,观察出项与n之间的关系、规律,可使用添项、通分、

2、分割等办法,转化为一些常见数列的通项公式来求对于正负符号变化,可用或来调整(2)根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想由不完全归纳法得出的结果是不可靠,要注意代值验证.(3)对于数列的通项公式要掌握:已知数列的通项公式,就可以求出数列的各项;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.数列通项一般有三种类型:(1)已知数列是等差或等比数列,

3、求通项,破解方法:公式法或待定系数法;(2)已知Sn,求通项,破解方法:利用Sn-Sn-1= an,但要注意分类讨论,本例的求解中检验必不可少,值得重视;(3)已知数列的递推公式,求通项,破解方法:猜想证明法或构造法。4. 已知数列的前项和,求数列的通项公式,其求解过程分为三步:(1)先利用求出;(2)用替换中的得到一个新的关系,利用 便可求出当时的表达式;(3)对时的结果进行检验,看是否符合时的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分与两段来写【注】该公式主要是用来求数列的通项,求数列通项时,一定要分两步讨论,结果能并则并,不并则分.5. 递推公式推导通项公式方法:

4、(1)累加法:(2)累乘法: (3)待定系数法:(其中均为常数,)解法:把原递推公式转化为:,其中,再利用换元法转化为等比数列求解.(4)待定系数法: (其中均为常数,). (或,其中均为常数).解法:在原递推公式两边同除以,得:,令,得:,再按第(3)种情况求解.(5)待定系数法:解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令,与已知递推式比较,解出,从而转化为是公比为的等比数列.(6)待定系数法:解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令,与已知递推式比较,解出,从而转化为是公比为的等比数列.(7)待定系数法:(其中均为常数).解法:先把原递推公式转化为其中满足,再按第(4)种情况求解.(8)

5、 取倒数法:解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为,按第(3)种情况求解.(,解法:等式两边同时除以后换元转化为,按第(3)种情况求解.).(9)取对数解法:这种类型一般是等式两边取以为底的对数,后转化为,按第(3)种情况求解.5. 以数列为背景的新定义问题是高考中的一个热点题型,考查频率较高,一般会结合归纳推理综合命题常见的命题形式有新法则、新定义、新背景、新运算等(1)准确转化:解决数列新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,将题目所给定义转化成题目要求的形式,切忌同已有概念或定义相混淆(2)方法选取:对于数列新定义问题,搞清定义是关键,仔细认真地从前几项(特殊处、简单处)体会题

6、意,从而找到恰当的解决方法【真题分析】1.【2019优选题】将石子摆成如图所示的梯形形状,称数列5,9,14,20,为“梯形数”根据图形的构成,此数列的第2014项与5的差,即()A20182012 B20202013C10092012 D10102013【解析】因为,所以,所以=10102013.故选D.【答案】D2.【2019优选题】已知数列与的前项和分别为, ,且, , ,若恒成立,则的最小值是( )A. B. C. 49 D. 【解析】当时, ,解得或.由得.由,得.两式相减得.所以.因为,所以.即数列是以3为首项,3为公差的等差数列,所以.所以.所以.要使恒成立,只需.故选B.【答案

7、】B3. 【2019优选题】根据数列的前几项的值,写出数列的一个通项公式:3,33,333,3 333,. .【解析】将数列各项改写为:,分母都是3,而分子分别是101,1021,1031,1041,所以通项为:an(10n1)【答案】an(10n1)4.【2019优选题】数列的前项和为,若,则_【解析】,两式相减得,两边乘以得, 是等差数列, 又令KS5UKS5U.KS5U【答案】5.【2018优选题】某数学大会会徽的主体图案是由一连串直角三角形演化而成的(如图),其中,记, , , 的长度构成的数列为,则的通项公式_.【解析】根据题意:OA1=A1A2=A2A3=A7A8=1,是以1为首项

8、,以1为公差的等差数列.【答案】6.【2019优选题】已知数列的前几项为,,则数列的一个通项公式为 .【解析】这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,所以它的一个通项公式.【答案】.7.【2018年理新课标I卷】记为数列的前项和,若,则_【解析】该题考查的是有关数列的求和问题,在求解的过程中,需要先利用题中的条件,类比着往后写一个式子,之后两式相减,得到相邻两项之间的关系,从而确定出该数列是等比数列,之后令,求得数列的首项,最后应用等比数列的求和公式求解即可,只要明确对既有项又有和的式子的变形方向即可得结果根据,可得,两式相减得,即,当时,解得,所以数

9、列是以-1为首项,以2为公比的等比数列,所以,故答案是-63.【答案】-638.【2015高考新课标2,理16】设是数列的前n项和,且,则_【答案】9. 【2019优选题】数列的前项和为不等于的常数),则_.【答案】 10.【2019优选题】已知正项数列的首项,前n项和为,若以为坐标的点在曲线上,则数列的通项公式为_【答案】11.设数列的前n项和为.已知. (I)求的通项公式; (II)若数列满足,求的前n项和.【分析】(I)利用数列前 项和 与通项 的关系求解;(II)结合第(I)问的结果,利用关系式求出数列的通项公式,并结合其通项的结构特征,采用错位相减法求其前n项和.【解析】(I)因为

10、,所以, ,故 当 时, 此时, 即 所以, (II)因为 ,所以 ,当 时, 所以 当 时, 所以两式相减,得 所以经检验, 时也适合,综上可得: .【答案】(I); (II).【模拟考场】1.根据数列的前几项的值,写出数列的一个通项公式:(1). .(2) .(3). .【解析】(1)由得:.【答案】.(2)【答案】或者.(3)【答案】由得到.2.在德国不来梅举行的第48届世乒赛期间,某商店橱窗里用同样的乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的展品,其中第1堆只有1层,就一个球;第堆最底层(第一层)分别按图1所示方式固定摆放,从第二层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第堆第层就放一个乒乓球,以

11、表示这堆的乒乓球总数,则;(的答案用表示).【解析】由题意可知:.所以有通过叠加法可求得:【答案】3.已知整数对排列如下则第60个整数对是_【解析】观察整数对的特点,整数对和为2的1个,和为3的2个,和为4的3个,和为5的4个,和为的个,于是,借助估算,取,则第55个整数对为,第56个数对为(1,11),57个数对为(2,10),58个数对为(3,9)注意横坐标递增,纵坐标递减的特点,第60个整数对为.【答案】4. .【湖北省黄冈市重点中学第二学期高三三月月考】数列满足,则 .【解析】当时,. 所以当时,.所以-得.【答案】5.已知正项数列xn满足,n1,2,3,若x11,x22,则x2019

12、 【分析】根据题意,由数列的递推公式求出数列的前8项,分析可得数列xn的周期为6,据此可得即可得答案【解析】根据题意,数列xn满足,若x11,x22,则,则数列xn的周期为6,=2.【答案】26.已知数列2008,2009,1,-2008,若这个数列从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前2018项之和_.【解析】由题意可知 所以即数列是以6为周期的数列,又 【答案】40177.如图的表格中,如果每格填上一个数后,每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列,那么的值为( )A. 1 B. 2 C. 3 D.4120.51【解析】第一、二行后两个数分别为2.5,3与1.25,1.5;

13、第三、四、五列中的,则. 答案: A8.下表给出一个“直角三角形数阵”满足每一列成等差数列,从第三行起,每一行成等比数列,且每一行的公比相等,记第行,第列的数为,则等于( ),A. B. C.D.1【解析】因为每列都是等差数列,所以,又因为每一行都是等比数列,所以,所以选B.【答案】 B9.已知正项数列满足.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.【分析】(1)式中令n=1,求得,n用n-1代,得,两式作差可得,可求得。(2)由(1),由错位相减法可求和。【解析】(1)设数列的前项和为.当时, ,当时, ,两式相减得,即,又,数列的首项为,公差为的等差数列,即.(2),-得,.【答案】(1)(2)

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