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文檔簡介
1、高中數(shù)列知識點、解題方法和題型大全一 高中數(shù)列知識點總結1. 等差數(shù)列的定義與性質22. 等比數(shù)列的定義與性質3二 解題方法41 求數(shù)列通項公式的常用方法4(1)求差(商)法4(2)疊乘法4(3)等差型遞推公式4(4)等比型遞推公式5(5)倒數(shù)法52 求數(shù)列前n項和的常用方法6(1) 裂項法6(2)錯位相減法6(3)倒序相加法7三 方法總結及題型大全9一 高中數(shù)列知識點總結 1. 等差數(shù)列的定義與性質定義:(為常數(shù)),等差中項:成等差數(shù)列前項和性質:是等差數(shù)列(1)若,則(2)數(shù)列仍為等差數(shù)列,仍為等差數(shù)列,公差為;(3)若三個成等差數(shù)列,可設為(4)若是等差數(shù)列,且前項和分別為,則(5)為等
2、差數(shù)列(為常數(shù),是關于的常數(shù)項為0的二次函數(shù))的最值可求二次函數(shù)的最值;或者求出中的正、負分界項,即:當,解不等式組可得達到最大值時的值. 當,由可得達到最小值時的值. (6)項數(shù)為偶數(shù)的等差數(shù)列,有,.(7)項數(shù)為奇數(shù)的等差數(shù)列,有, ,.2. 等比數(shù)列的定義與性質定義:(為常數(shù),),.等比中項:成等比數(shù)列,或.前項和:(要注意!)性質:是等比數(shù)列(1)若,則(2)仍為等比數(shù)列,公比為.注意:由求時應注意什么?時,;時,.二 解題方法1 求數(shù)列通項公式的常用方法(1)求差(商)法如:數(shù)列,求解 時, 時, 得:,練習數(shù)列滿足,求注意到,代入得;又,是等比數(shù)列,時,(2)疊乘法 如:數(shù)列中,求
3、解 ,又,.(3)等差型遞推公式由,求,用迭加法時,兩邊相加得練習數(shù)列中,求()(4)等比型遞推公式(為常數(shù),)可轉化為等比數(shù)列,設令,是首項為為公比的等比數(shù)列,(5)倒數(shù)法如:,求由已知得:,為等差數(shù)列,公差為,(附:公式法、利用、累加法、累乘法.構造等差或等比或、待定系數(shù)法、對數(shù)變換法、迭代法、數(shù)學歸納法、換元法)2 求數(shù)列前n項和的常用方法(1) 裂項法把數(shù)列各項拆成兩項或多項之和,使之出現(xiàn)成對互為相反數(shù)的項. 如:是公差為的等差數(shù)列,求解:由練習求和:(2)錯位相減法若為等差數(shù)列,為等比數(shù)列,求數(shù)列(差比數(shù)列)前項和,可由,求,其中為的公比. 如: 時,時,(3)倒序相加法把數(shù)列的各項
4、順序倒寫,再與原來順序的數(shù)列相加. 相加練習已知,則 由原式(附:a.用倒序相加法求數(shù)列的前n項和如果一個數(shù)列an,與首末項等距的兩項之和等于首末兩項之和,可采用把正著寫與倒著寫的兩個和式相加,就得到一個常數(shù)列的和,這一求和方法稱為倒序相加法。我們在學知識時,不但要知其果,更要索其因,知識的得出過程是知識的源頭,也是研究同一類知識的工具,例如:等差數(shù)列前n項和公式的推導,用的就是“倒序相加法”。b.用公式法求數(shù)列的前n項和對等差數(shù)列、等比數(shù)列,求前n項和Sn可直接用等差、等比數(shù)列的前n項和公式進行求解。運用公式求解的注意事項:首先要注意公式的應用范圍,確定公式適用于這個數(shù)列之后,再計算。c.用
5、裂項相消法求數(shù)列的前n項和裂項相消法是將數(shù)列的一項拆成兩項或多項,使得前后項相抵消,留下有限項,從而求出數(shù)列的前n項和。d.用錯位相減法求數(shù)列的前n項和錯位相減法是一種常用的數(shù)列求和方法,應用于等比數(shù)列與等差數(shù)列相乘的形式。即若在數(shù)列an·bn中,an成等差數(shù)列,bn成等比數(shù)列,在和式的兩邊同乘以公比,再與原式錯位相減整理后即可以求出前n項和。e.用迭加法求數(shù)列的前n項和迭加法主要應用于數(shù)列an滿足an+1=an+f(n),其中f(n)是等差數(shù)列或等比數(shù)列的條件下,可把這個式子變成an+1-an=f(n),代入各項,得到一系列式子,把所有的式子加到一起,經(jīng)過整理,可求出an ,從而求
6、出Sn。f.用分組求和法求數(shù)列的前n項和所謂分組求和法就是對一類既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列的數(shù)列,若將這類數(shù)列適當拆開,可分為幾個等差、等比或常見的數(shù)列,然后分別求和,再將其合并。g.用構造法求數(shù)列的前n項和所謂構造法就是先根據(jù)數(shù)列的結構及特征進行分析,找出數(shù)列的通項的特征,構造出我們熟知的基本數(shù)列的通項的特征形式,從而求出數(shù)列的前n項和。) 三 方法總結及題型大全方法技巧數(shù)列求和的常用方法一、直接(或轉化)由等差、等比數(shù)列的求和公式求和利用下列常用求和公式求和是數(shù)列求和的最基本最重要的方法. 等差數(shù)列求和公式: 2、等比數(shù)列求和公式: 4、例1(07高考山東文18)設是公比大于1的等比數(shù)
7、列,為數(shù)列的前項和已知,且構成等差數(shù)列(1)求數(shù)列的等差數(shù)列(2)令求數(shù)列的前項和解:(1)由已知得解得設數(shù)列的公比為,由,可得又,可知,即,解得由題意得故數(shù)列的通項為(2)由于由(1)得, 又是等差數(shù)列故練習:設Sn1+2+3+n,nN*,求的最大值. 解:由等差數(shù)列求和公式得 , (利用常用公式) 當 ,即n8時,二、錯位相減法設數(shù)列的等比數(shù)列,數(shù)列是等差數(shù)列,則數(shù)列的前項和求解,均可用錯位相減法。例2(07高考天津理21)在數(shù)列中,其中()求數(shù)列的通項公式;()求數(shù)列的前項和;()解:由,可得,所以為等差數(shù)列,其公差為1,首項為0,故,所以數(shù)列的通項公式為()解:設,當時,式減去式,得,
8、這時數(shù)列的前項和當時,這時數(shù)列的前項和例3(07高考全國文21)設是等差數(shù)列,是各項都為正數(shù)的等比數(shù)列,且,()求,的通項公式;()求數(shù)列的前n項和解:()設的公差為,的公比為,則依題意有且解得,所以,(),得,三、逆序相加法把數(shù)列正著寫和倒著寫再相加(即等差數(shù)列求和公式的推導過程的推廣)例4(07豫南五市二聯(lián)理22.)設函數(shù)的圖象上有兩點P1(x1, y1)、P2(x2, y2),若,且點P的橫坐標為.(I)求證:P點的縱坐標為定值,并求出這個定值;(II)若(III)略(I),且點P的橫坐標為.P是的中點,且由(I)知,(1)+(2)得:四、裂項求和法這是分解與組合思想在數(shù)列求和中的具體應
9、用. 裂項法的實質是將數(shù)列中的每項(通項)分解,然后重新組合,使之能消去一些項,最終達到求和的目的. 通項分解(裂項)如: (1)(2)(3)等。例5 求數(shù)列的前n項和.解:設 (裂項) 則 (裂項求和) 例6(06高考湖北卷理17)已知二次函數(shù)的圖像經(jīng)過坐標原點,其導函數(shù)為,數(shù)列的前n項和為,點均在函數(shù)的圖像上。()求數(shù)列的通項公式;()設,是數(shù)列的前n項和,求使得對所有都成立的最小正整數(shù)m;解:()設這二次函數(shù)f(x)ax2+bx (a0) ,則 f(x)=2ax+b,由于f(x)=6x2,得a=3 , b=2, 所以 f(x)3x22x.又因為點均在函數(shù)的圖像上,所以3n22n.當n2時
10、,anSnSn1(3n22n)6n5.當n1時,a1S13×1226×15,所以,an6n5 ()()由()得知,故Tn(1).因此,要使(1)<()成立的m,必須且僅須滿足,即m10,所以滿足要求的最小正整數(shù)m為10.評析:一般地,若數(shù)列為等差數(shù)列,且公差不為0,首項也不為0,則求和:首先考慮則=。下列求和: 也可用裂項求和法。五、分組求和法所謂分組法求和就是:對一類既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列的數(shù)列,若將這類數(shù)列適當拆開,可分為幾個等差、等比或常見的數(shù)列,然后分別求和,再將其合并。例7數(shù)列an的前n項和,數(shù)列bn滿 .()證明數(shù)列an為等比數(shù)列;()求數(shù)列bn的
11、前n項和Tn。解析:()由,兩式相減得:,同定義知是首項為1,公比為2的等比數(shù)列. () 等式左、右兩邊分別相加得:=例8求()解:當為偶數(shù)時,;當為奇數(shù)時,綜上所述,點評:分組求和即將不能直接求和的數(shù)列分解成若干個可以求和的數(shù)列,分別求和.六、利用數(shù)列的通項求和先根據(jù)數(shù)列的結構及特征進行分析,找出數(shù)列的通項及其特征,然后再利用數(shù)列的通項揭示的規(guī)律來求數(shù)列的前n項和,是一個重要的方法.例9 求之和.解:由于 (找通項及特征) (分組求和)例10 已知數(shù)列an:的值.解: (找通項及特征) (設制分組) (裂項) (分組、裂項求和) 類型1 解法:把原遞推公式轉化為,利用累加法(逐差相加法)求解
12、。例:已知數(shù)列滿足,求。解:由條件知:分別令,代入上式得個等式累加之,即所以,類型2 解法:把原遞推公式轉化為,利用累乘法(逐商相乘法)求解。例:已知數(shù)列滿足,求。解:由條件知,分別令,代入上式得個等式累乘之,即又,例:已知, ,求。 。類型3 (其中p,q均為常數(shù),)。解法(待定系數(shù)法):把原遞推公式轉化為:,其中,再利用換元法轉化為等比數(shù)列求解。例:已知數(shù)列中,求.解:設遞推公式可以轉化為即.故遞推公式為,令,則,且.所以是以為首項,2為公比的等比數(shù)列,則,所以.變式:遞推式:。解法:只需構造數(shù)列,消去帶來的差異類型4 (其中p,q均為常數(shù),)。 (,其中p,q, r均為常數(shù)) 。解法:一
13、般地,要先在原遞推公式兩邊同除以,得:引入輔助數(shù)列(其中),得:再待定系數(shù)法解決。例:已知數(shù)列中,,,求。解:在兩邊乘以得:令,則,解之得:所以類型5 遞推公式為(其中p,q均為常數(shù))。解法一(待定系數(shù)法):先把原遞推公式轉化為其中s,t滿足解法二(特征根法):對于由遞推公式,給出的數(shù)列,方程,叫做數(shù)列的特征方程。若是特征方程的兩個根,當時,數(shù)列的通項為,其中A,B由決定(即把和,代入,得到關于A、B的方程組);當時,數(shù)列的通項為,其中A,B由決定(即把和,代入,得到關于A、B的方程組)。解法一(待定系數(shù)迭加法):數(shù)列:, ,求數(shù)列的通項公式。由,得,且。則數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列,于
14、是。把代入,得,。把以上各式相加,得。解法二(特征根法):數(shù)列:, 的特征方程是:。,。又由,于是故例:已知數(shù)列中,,,求。解:由可轉化為即或這里不妨選用(當然也可選用,大家可以試一試),則是以首項為,公比為的等比數(shù)列,所以,應用類型1的方法,分別令,代入上式得個等式累加之,即又,所以。類型6 遞推公式為與的關系式。(或)解法:這種類型一般利用與消去 或與消去進行求解。例:已知數(shù)列前n項和.(1)求與的關系;(2)求通項公式.解:(1)由得:于是所以.(2)應用類型4(其中p,q均為常數(shù),)的方法,上式兩邊同乘以得:由.于是數(shù)列是以2為首項,2為公差的等差數(shù)列,所以類型7 解法:這種類型一般利
15、用待定系數(shù)法構造等比數(shù)列,即令,與已知遞推式比較,解出,從而轉化為是公比為的等比數(shù)列。例:設數(shù)列:,求.解:設,將代入遞推式,得()則,又,故代入()得說明:(1)若為的二次式,則可設;(2)本題也可由 ,()兩式相減得轉化為求之. 【知識點】:1.等差數(shù)列前N項和公式S=(A1+An)N/2 即: (首項+末項)*項數(shù) / 2等差數(shù)列公式求和公式 Sn=n(a1+an)/2 或Sn
16、=na1+n(n-1)d/2 即: 項數(shù)*首項+項數(shù)*(項數(shù)-1)*公差/2 2.等比數(shù)列前n項和設 a1,a2,a3.an構成等比數(shù)列 前n項和Sn=a1+a2+a3.an Sn=a1+a1*q+a1*q2+.a1*q(n-2)+a1*q(n-1)(這個公式雖然是最基本公式,但一部分題目中求前n項和是很難用下面那個公式推導的,這時可能要直接從基本公式推導過去,所以希望這個公式也要理解) Sn=a1(1-qn)/(1-q)=(a1-an*q)/(1-q); q:公比 【
17、例】、已知數(shù)列滿足,則通項公式an=3(n-1)+a(n-1) ->an-a(n-1)=3(n-1) 同樣a(n-1)-a(n-2)=3(n-2) a(n-2(-a(n-3)=3(n-3) a3-a2=32 a2-a1=31 以上的n個等式的兩邊相加得到 An-a1=3+32+3(n-1)=3(1-3n-1)/(1-3)=(3n-1)/21判斷和證明數(shù)列是等差(等比)數(shù)列常有三種方法:(1)定義法:對于n2的任意自然數(shù),驗證為同一常數(shù)。(2)通項公式法:若 = +(n-1)d= +(n-k)d ,則為等差數(shù)列;若 ,則為等比數(shù)列。(3)中項公式
18、法:驗證中項公式成立。2. 在等差數(shù)列中,有關的最值問題常用鄰項變號法求解: (1)當>0,d<0時,滿足的項數(shù)m使得取最大值.(2)當<0,d>0時,滿足的項數(shù)m使得取最小值。在解含絕對值的數(shù)列最值問題時,注意轉化思想的應用。3.數(shù)列求和的常用方法:公式法、裂項相消法、錯位相減法、倒序相加法等。注意事項1證明數(shù)列是等差或等比數(shù)列常用定義,即通過證明 或而得。2在解決等差數(shù)列或等比數(shù)列的相關問題時,“基本量法”是常用的方法,但有時靈活地運用性質,可使運算簡便,而一般數(shù)列的問題常轉化為等差、等比數(shù)列求解。3注意與之間關系的轉化。如:= , =4解綜合
19、題的成敗在于審清題目,弄懂來龍去脈,透過給定信息的表象,抓住問題的本質,揭示問題的內(nèi)在聯(lián)系和隱含條件,明確解題方向,形成解題策略【問題1】等差、等比數(shù)列的項與和特征問題例1.數(shù)列的前項和記為()求的通項公式;()等差數(shù)列的各項為正,其前項和為,且,又成等比數(shù)列,求本小題主要考察等差數(shù)列、等比數(shù)列的基礎知識,以及推理能力與運算能力。解:()由可得,兩式相減得又 故是首項為,公比為得等比數(shù)列 ()設的公比為 由得,可得,可得故可設 又由題意可得 解得等差數(shù)列的各項為正, 例2.設數(shù)列的前項和為,且對任意正整數(shù),。(1)求數(shù)列的通項公式?(2)設數(shù)列的前項和為,對數(shù)列,從第幾項起?.解(1) an+
20、 Sn=4096, a1+ S1=4096, a1 =2048. 當n2時, an= SnSn1=(4096an)(4096an1)= an1an = an=2048()n1. (2) log2an=log22048()n1=12n, Tn=(n2+23n). 由Tn<509,解得n>,而n是正整數(shù),于是,n46. 從第46項起Tn<509.【問題2】等差、等比數(shù)列的判定問題例3.已知有窮數(shù)列共有2項(整數(shù)2),首項2設該數(shù)列的前項和為,且2(1,2,21),其中常數(shù)1(1)求證:數(shù)列是等比數(shù)列;(2)若2,數(shù)列滿足(1,2,2),求數(shù)列的通項公式;(3)若(2)中的數(shù)列滿足
21、不等式|4,求的值(1) 證明 當n=1時,a2=2a,則=a; 2n2k1時, an+1=(a1) Sn+2, an=(a1) Sn1+2, an+1an=(a1) an, =a, 數(shù)列an是等比數(shù)列. (2) 解:由(1) 得an=2a, a1a2an=2a=2a=2, bn=(n=1,2,2k).(3)設bn,解得nk+,又n是正整數(shù),于是當nk時, bn<; 當nk+1時, bn>. 原式=(b1)+(b2)+(bk)+(bk+1)+(b2k) =(bk+1+b2k)(b1+bk) =. 當4,得k28k+40, 42k4+2,又k2,當k=2,3,4,5,6,7時,原不等
22、式成立. 例 4。已知數(shù)列中,是其前項和,并且,設數(shù)列,求證:數(shù)列是等比數(shù)列;設數(shù)列,求證:數(shù)列是等差數(shù)列;求數(shù)列的通項公式及前項和。分析:由于b和c中的項都和a中的項有關,a中又有S=4a+2,可由S-S作切入點探索解題的途徑解:(1)由S=4a,S=4a+2,兩式相減,得S-S=4(a-a),即a=4a-4a(根據(jù)b的構造,如何把該式表示成b與b的關系是證明的關鍵,注意加強恒等變形能力的訓練)a-2a=2(a-2a),又b=a-2a,所以b=2b 已知S=4a+2,a=1,a+a=4a+2,解得a=5,b=a-2a=3 由和得,數(shù)列b是首項為3,公比為2的等比數(shù)列,故b=3·2當
23、n2時,S=4a+2=2(3n-4)+2;當n=1時,S=a=1也適合上式綜上可知,所求的求和公式為S=2(3n-4)+2說明:1本例主要復習用等差、等比數(shù)列的定義證明一個數(shù)列為等差,等比數(shù)列,求數(shù)列通項與前項和。解決本題的關鍵在于由條件得出遞推公式。2解綜合題要總攬全局,尤其要注意上一問的結論可作為下面論證的已知條件,在后面求解的過程中適時應用【問題3】函數(shù)與數(shù)列的綜合題 數(shù)列是一特殊的函數(shù),其定義域為正整數(shù)集,且是自變量從小到大變化時函數(shù)值的序列。注意深刻理解函數(shù)性質對數(shù)列的影響,分析題目特征,探尋解題切入點. 例5已知二次函數(shù)的圖像經(jīng)過坐標原點,其導函數(shù)為,數(shù)列的前n項和為,點均在函數(shù)的
24、圖像上。()、求數(shù)列的通項公式;()、設,是數(shù)列的前n項和,求使得對所有都成立的最小正整數(shù)m;點評:本題考查二次函數(shù)、等差數(shù)列、數(shù)列求和、不等式等基礎知識和基本的運算技能,考查分析問題的能力和推理能力。解:()設這二次函數(shù)f(x)ax2+bx (a0) ,則 f(x)=2ax+b,由于f(x)=6x2,得a=3 , b=2, 所以 f(x)3x22x.又因為點均在函數(shù)的圖像上,所以3n22n.當n2時,anSnSn1(3n22n)6n5.當n1時,a1S13×1226×15,所以,an6n5 ()()由()得知,故Tn(1).因此,要使(1)<()成立的m,必須且僅須
25、滿足,即m10,所以滿足要求的最小正整數(shù)m為10.例6設,定義,其中nN*.(1)求數(shù)列an的通項公式;(2)若,解:(1)2,數(shù)列an上首項為,公比為的等比數(shù)列,(2)兩式相減得: 例7設數(shù)列的前n項和為,點均在函數(shù)y3x2的圖像上。()求數(shù)列的通項公式;()設,是數(shù)列的前n項和,求使得對所有都成立的最小正整數(shù)m。本小題主要是考查等差數(shù)列、數(shù)列求和、不等式等基礎知識和基本的運算技能,考查分析問題能力和推理能力。解:(I)依題意得,即。當n2時,a;當n=1時,×-2×1-1-6×1-5所以。(II)由(I)得,故=。因此,使得成立的m必須滿足,即m10,故滿足要
26、求的最小整數(shù)m為10?!締栴}4】數(shù)列與解析幾何數(shù)列與解析幾何綜合題,是今后高考命題的重點內(nèi)容之一,求解時要充分利用數(shù)列、解析幾何的概念、性質,并結合圖形求解.例8在直角坐標平面上有一點列,對一切正整數(shù),點位于函數(shù)的圖象上,且的橫坐標構成以為首項,為公差的等差數(shù)列.求點的坐標;子設拋物線列中的每一條的對稱軸都垂直于軸,第條拋物線的頂點為,且過點,記與拋物線相切于的直線的斜率為,求:.解:(1)(2)的對稱軸垂直于軸,且頂點為.設的方程為:把代入上式,得,的方程為:。,=點評:本例為數(shù)列與解析幾何的綜合題,難度較大。(1)、(2)兩問運用幾何知識算出. 例9已知拋物線,過原點作斜率1的直線交拋物線
27、于第一象限內(nèi)一點,又過點作斜率為的直線交拋物線于點,再過作斜率為的直線交拋物線于點,如此繼續(xù),一般地,過點作斜率為的直線交拋物線于點,設點()令,求證:數(shù)列是等比數(shù)列并求數(shù)列的前項和為解:(1)因為、在拋物線上,故,又因為直線的斜率為,即,代入可得, 故是以為公比的等比數(shù)列;,【問題5】數(shù)列創(chuàng)新題例10.數(shù)列的前項和為,已知()寫出與的遞推關系式,并求關于的表達式;()設,求數(shù)列的前項和。解:由得:,即,所以,對成立。由,相加得:,又,所以,當時,也成立。()由,得。而,例11.已知數(shù)列an滿足a1=a, an+1=1+我們知道當a取不同的值時,得到不同的數(shù)列,如當a=1時,得到無窮數(shù)列:()
28、求當a為何值時a4=0;()設數(shù)列bn滿足b1=1, bn+1=,求證a取數(shù)列bn中的任一個數(shù),都可以得到一個有窮數(shù)列an; (I)解法一: 故a取數(shù)列bn中的任一個數(shù),都可以得到一個有窮數(shù)列an例12已知正項數(shù)列,其前項和滿足且成等比數(shù)列,求數(shù)列的通項解 10Sn=an2+5an+6, 10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1=3. 又10Sn1=an12+5an1+6(n2), 由得 10an=(an2an12)+6(anan1),即(an+an1)(anan15)=0 an+an1>0 , anan1=5 (n2). 當a1=3時,a3=13,a15=73. a1, a3
29、,a15不成等比數(shù)列a13;當a1=2時, a3=12, a15=72, 有 a32=a1a15 , a1=2, an=5n3例13.已知數(shù)列滿足(I)證明:數(shù)列是等比數(shù)列;(II)求數(shù)列的通項公式;(II)若數(shù)列滿足證明是等差數(shù)(1)證明:是以為首項,2為公比的等比數(shù)列。(II)解:由(I)得(III)證明:,得 即,得 即 是等差數(shù)列。例14.已知數(shù)列中,在直線y=x上,其中n=1,2,3.()令 ()求數(shù)列()設的前n項和,是否存在實數(shù),使得數(shù)列為等差數(shù)列?若存在,試求出.若不存在,則說明理由。解:(I)由已知得 又是以為首項,以為公比的等比數(shù)列.(II)由(I)知,將以上各式相加得:
30、(III)解法一:存在,使數(shù)列是等差數(shù)列.數(shù)列是等差數(shù)列的充要條件是、是常數(shù)即又當且僅當,即時,數(shù)列為等差數(shù)列.解法二:存在,使數(shù)列是等差數(shù)列.由(I)、(II)知,又當且僅當時,數(shù)列是等差數(shù)列.例15 (1)在0,3上作函數(shù)y=f(x)的圖象 (2)求證: (3)設S(a) (a0)是由x軸、y=f(x)的圖象以及直線x=a所圍成的圖形面積,當nN*時,試尋求與的關系解:(1)當n=1即0<x1時,f(x)=x+f(0)=x 當n=2即1<x2時,f(x)=2(x1)+f(1)=2x2+1=2x1當n=3即2<x3時,f(x)=3(x2)+f(2)=3x6+2×2
31、1=3x3 函數(shù)f(x)在0,3上的圖象如圖所示(2)f(n)=nn(n1)+f(n1)=n+f(n1)f(1)=1,f(2)=2+f(1),f(3)=3+f(2),f(n)=n+f(n1)以上各式相加得2nn+1>0又 (3)由(1)圖象中可知:S(n)S(n1)表示一個以f(n1)、f(n)為底,n(n1)=1為高的梯形面積(當n=1時表示三角形面積),根據(jù)(*)可得 S(n)S(n1)=又可得 S(n)S(n1)= 數(shù)列專題作業(yè)1已知數(shù)列滿足:. (1)求數(shù)列的通項公式; (2)設,試推斷是否存在常數(shù)A,B,C,使對一切都有成立?說明你的理由; (3)求證:解:(1)由已知是公比為
32、2的等比數(shù)列,又(2)若恒成立.,故存在常數(shù)A、B、C滿足條件(3) 2已知函數(shù)對于任意(),都有式子成立(其中為常數(shù))()求函數(shù)的解析式; ()利用函數(shù)構造一個數(shù)列,方法如下:對于給定的定義域中的,令, 在上述構造過程中,如果(=1,2,3,)在定義域中,那么構造數(shù)列的過程繼續(xù)下去;如果不在定義域中,那么構造數(shù)列的過程就停止.()如果可以用上述方法構造出一個常數(shù)列,求的取值范圍;()是否存在一個實數(shù),使得取定義域中的任一值作為,都可用上述方法構造出一個無窮數(shù)列?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由;()當時,若,求數(shù)列的通項公式解:()令(),則,而,故=, =() ()()根據(jù)題意,只需
33、當時,方程有解, 亦即方程 有不等于的解 將代入方程左邊,左邊為1,與右邊不相等故方程不可能有解由 =,得 或,即實數(shù)a的取值范圍是 ()假設存在一個實數(shù),使得取定義域中的任一值作為x1,都可以用上述方法構造出一個無窮數(shù)列,那么根據(jù)題意可知,=在R中無解,亦即當時,方程無實數(shù)解由于不是方程的解,所以對于任意xR,方程無實數(shù)解,因此解得 即為所求的值 ()當時,所以,兩邊取倒數(shù),得,即所以數(shù)列是首項為,公差的等差數(shù)列故,所以,即數(shù)列的通項公式為 3在各項均為正數(shù)的數(shù)列中,前n項和Sn滿足。(I)證明是等差數(shù)列,并求這個數(shù)列的通項公式及前n項和的公式;(II)在XOY平面上,設點列Mn(xn,yn
34、)滿足,且點列Mn在直線C上,Mn中最高點為Mk,若稱直線C與x軸、直線所圍成的圖形的面積為直線C在區(qū)間a,b上的面積,試求直線C在區(qū)間x3,xk上的面積;(III)是否存在圓心在直線C上的圓,使得點列Mn中任何一個點都在該圓內(nèi)部?若存在,求出符合題目條件的半徑最小的圓;若不存在,請說明理由。解:(1)由已知得故 得結合,得 是等差數(shù)列 又時,解得或又,故(II)即得點設,消去n,得即直線C的方程為又是n的減函數(shù)M1為Mn中的最高點,且M1(1,1)又M3的坐標為(,)C與x軸、直線圍成的圖形為直角梯形從而直線C在,1上的面積為(III)由于直線C:上的點列Mn依次為M1(1,1),M2(,)
35、,M3(,),Mn(),而因此,點列Mn沿直線C無限接近于極限點M(,)又M1M的中點為(,)滿足條件的圓存在事實上,圓心為(,),半徑的圓,就能使得Mn中任何一個點都在該圓的內(nèi)部,其中半徑最小的圓為4已知定義在R上的單調函數(shù),存在實數(shù),使得對于任意實數(shù)總有恒成立.(1)求x0的值.(2)若,且對任意正整數(shù)n,有,記,比較與Tn的大小關系,并給出證明;(3)若不等式對任意不小于2的正整數(shù)n都成立,求x的取值范圍.解:(1)令,得 令,得 由,得 為單調函數(shù),(2)由(1)得, 又又, ,(3)令,則當時, 即 解得或5在等差數(shù)列中,其中是數(shù)列的前項之和,曲線的方程是,直線的方程是。(1)求數(shù)列
36、的通項公式;(2)當直線與曲線相交于不同的兩點,時,令,求的最小值;(3)對于直線和直線外的一點P,用“上的點與點P距離的最小值”定義點P到直線的距離與原有的點到直線距離的概念是等價的,若曲線與直線不相交,試以類似的方式給出一條曲線與直線間“距離”的定義,并依照給出的定義,在中自行選定一個橢圓,求出該橢圓與直線的“距離”。解:(1),又, ,。 (2),由題意,知,即,或,即或,即或時,直線與曲線相交于不同的兩點。,時,的最小值為。 (3)若曲線與直線不相交,曲線與直線間“距離”是:曲線上的點到直線距離的最小值。 曲線與直線不相交時,即,即, 時,曲線為圓,時,曲線為橢圓。 選,橢圓方程為,設
37、橢圓上任一點,它到直線的距離,橢圓到直線的距離為。 (橢圓到直線的距離為)6直線與x軸、y 軸所圍成區(qū)域內(nèi)部(不包括邊界)的整點個數(shù)為,所圍成區(qū)域內(nèi)部(包括邊界)的整點個數(shù)為(整點就是橫坐標,縱坐標都為整數(shù)的點)(1)求和的值; (2)求及的表達式; (3)對個整點中的每一個點用紅、黃、藍、白四色之一著色,其方法總 數(shù)為An,對個整點中的每一個點用紅、黃兩色之一著色,其方法總數(shù)為Bn,試比較An與Bn的大小解:(1)時,直線上有個點,直線上有 ,直線上有,直線上有 (2)時, 時,當時, 當 時也滿足, (3); 當時, 當且時, 7我們把數(shù)列叫做數(shù)列的k方數(shù)列(其中an>0,k,n是正
38、整數(shù)),S(k,n)表示k方數(shù)列的前n項的和。 (1)比較S(1,2)·S(3,2)與S(2,2)2的大小; (2)若的1方數(shù)列、2方數(shù)列都是等差數(shù)列,a1=a,求的k方數(shù)列通項公式。 (3)對于常數(shù)數(shù)列an=1,具有關于S(k,n)的恒等式如:S(1,n)=S(2,n),S(2,n)=S(3,n)等等,請你對數(shù)列的k方數(shù)列進行研究,寫出一個不是常數(shù)數(shù)列的k方數(shù)列關于S(k,n)的恒等式,并給出證明過程。解:(1)S(1,2)= S(1,2)·S(3,2)S(2,2)2= = (2)設 則 得 2d2=0,d=p=0 (3)當an=n時,恒等式為S(1,n)2=S(3,n)
39、證明:相減得: 相減得: 8設向量, (n為正整數(shù)),函數(shù)在0,1上的最小值與最大值的和為,又數(shù)列滿足: (1) 求證:(2) (2)求的表達式(3) 若,試問數(shù)列中,是否存在正整數(shù),使得對于任意的正整數(shù),都有成立?證明你的結論(注:與表示意義相同)解 (1)證:對稱軸, 所以在0,1上為增函數(shù) , (2)由得 = 兩式相減得(3)由(1)與(2)得設存在自然數(shù),使對,恒成立當時,當時,當時,當時,當時, 所以存在正整數(shù),使對任意正整數(shù),均有 9已知函數(shù).(1)數(shù)列滿足: ,若對任意的恒成立,試求的取值范圍;(2)數(shù)列滿足: ,記,為數(shù)列的前項和, 為數(shù)列的前項積,求證.解:(1)因為,所以.
40、于是, 為等比數(shù)列,所以,從而,有.故.(2)因為 ,所以, ,.即有.由,顯然,知,即.因為,所以 .10設不等式組所表示的平面區(qū)域為Dn,記Dn內(nèi)的格點(格點即橫坐標和縱坐標皆為整數(shù)的點)的個數(shù)為f(n)(nN*). (1)求f(1)、f(2)的值及f(n)的表達式; (2)設bn=2nf(n),Sn為bn的前n項和,求Sn; (3)記,若對于一切正整數(shù)n,總有Tnm成立,求實數(shù)m的取值范圍.解(1) f(1)=3 f(2)=6 當x=1時,y=2n,可取格點2n個;當x=2時,y=n,可取格點n個 f(n)=3n (2)由題意知:bn=3n·2n Sn=3·21+6&
41、#183;22+9·23+3(n1)·2n1+3n·2n 2Sn=3·22+6·23+3(n1)·2n+3n·2n+1Sn=3·21+3·22+3·23+3·2n3n·2n+1 =3(2+22+2n)3n·2n+1 =3· =3(2n+12)3nn+1Sn=(33n)2n+16Sn=6+(3n3)2n+1 (3) 11已知數(shù)列中,且點在直線上. (1)求數(shù)列的通項公式; (2)若函數(shù)求函數(shù)的最小值; (3)設表示數(shù)列的前項和。試問:是否存在關于的整式,使得
42、對于一切不小于2的自然數(shù)恒成立? 若存在,寫出的解析式,并加以證明;若不存在,試說明理由解:(1)由點P在直線上,即,且,數(shù)列是以1為首項,1為公差的等差數(shù)列 ,同樣滿足,所以 (2) 所以是單調遞增,故的最小值是 (3),可得, ,n2 故存在關于n的整式g(x)=n,使得對于一切不小于2的自然數(shù)n恒成立12.一個三角形數(shù)表按如下方式構成:第一行依次寫上n(n4)個數(shù),在上一行的每相鄰兩數(shù)的中間正下方寫上這兩數(shù)之和,得到下一行,依此類推記數(shù)表中第i行的第j個數(shù)為f(i,j)(1)若數(shù)表中第i (1in3)行的數(shù)依次成等差數(shù)列,求證: 第i+1行的數(shù)也依次成等差數(shù)列;(2)已知f(1,j)=4
43、j,求f(i,1)關于i的表達式;(3)在(2)的條件下,若f(i,1)=(i+1)(ai1),bi= ,試求一個函數(shù)g(x),使得Sn=,m(,),均存在實數(shù),使得當n時,都有解:(1)數(shù)表中第行的數(shù)依次所組成數(shù)列的通項為,則由題意可得 (其中為第行數(shù)所組成的數(shù)列的公差) (2)第一行的數(shù)依次成等差數(shù)列,由(1)知,第2行的數(shù)也依次成等差數(shù)列,依次類推,可知數(shù)表中任一行的數(shù)(不少于3個)都依次成等差數(shù)列. 設第行的數(shù)公差為,則,則 ,所以 (3)由,可得所以=令,則,所以 要使得,即,只要=,所以只要,即只要,所以可以令則當時,都有.所以適合題設的一個函數(shù)為 13已知函數(shù),數(shù)列滿足對于一切有
44、,且數(shù)列滿足,設()求證:數(shù)列為等比數(shù)列,并指出公比;()若,求數(shù)列的通項公式;()若(為常數(shù)),求數(shù)列從第幾項起,后面的項都滿足解:() 故數(shù)列為等比數(shù)列,公比為. () 所以數(shù)列是以為首項,公差為 loga3的等差數(shù)列. 又 又=1+3,且 () 假設第項后有 即第項后,于是原命題等價于 故數(shù)列從項起滿足 14已知為實數(shù),數(shù)列滿足,當時, ();()證明:對于數(shù)列,一定存在,使; ()令,當時,求證:20解:解:()由題意知數(shù)列的前34項成首項為100,公差為3的等差數(shù)列,從第35項開始,奇數(shù)項均為3,偶數(shù)項均為1,從而= =. ()證明:若,則題意成立若,此時數(shù)列的前若干項滿足,即.設,
45、則當時,.從而此時命題成立若,由題意得,則由的結論知此時命題也成立.綜上所述,原命題成立()當時,因為, 所以=因為>0,所以只要證明當時不等式成立即可.而當當時,由于>0,所以<綜上所述,原不等式成立15已知數(shù)列,中,且是函數(shù)的一個極值點.(1)求數(shù)列的通項公式;(2)若點的坐標為(1,)(,過函數(shù)圖像上的點 的切線始終與平行(O 為原點),求證:當 時,不等式對任意都成立.解:(1)由是首項為,公比為的等比數(shù)列當時, 所以 (2)由得: (作差證明) 綜上所述當 時,不等式對任意都成立.16已知數(shù)列中,.(I)求證數(shù)列是等差數(shù)列;(II)試比較與的大小;(III)求正整數(shù)
46、,使得對于任意的正整數(shù),恒成立.解:(I),又,即數(shù)列是以0為首項,1為公差的等差數(shù)列且,()(II) , 17如果正數(shù)數(shù)列滿足:對任意的正數(shù)M,都存在正整數(shù),使得,則稱數(shù)列是一個無界正數(shù)列()若, 分別判斷數(shù)列、是否為無界正數(shù)列,并說明理由; ()若,是否存在正整數(shù),使得對于一切,有成立;()若數(shù)列是單調遞增的無界正數(shù)列,求證:存在正整數(shù),使得解:()不是無界正數(shù)列理由如下:取M = 5,顯然,不存在正整數(shù)滿足;是無界正數(shù)列理由如下:對任意的正數(shù)M,取為大于2M的一個偶數(shù),有,所以是無界正數(shù)列 ()存在滿足題意的正整數(shù).理由如下:當時,因為,即取,對于一切,有成立.注:k為大于或等于3的整數(shù)
47、即可.()證明:因為數(shù)列是單調遞增的正數(shù)列,所以.即.因為是無界正數(shù)列,取,由定義知存在正整數(shù),使.所以.由定義可知是無窮數(shù)列,考察數(shù)列,顯然這仍是一個單調遞增的無界正數(shù)列,同上理由可知存在正整數(shù),使得.重復上述操作,直到確定相應的正整數(shù).則 . 即存在正整數(shù),使得成立. 18已知點列順次為直線上的點,點列順次為軸上的點,其中,對任意的,點、構成以為頂點的等腰三角形。(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;(2)求證:對任意的,是常數(shù),并求數(shù)列的通項公式;(3)對上述等腰三角形添加適當條件,提出一個問題,并做出解答。解: (1)依題意有,于是.所以數(shù)列是等差數(shù)列. (2)由題意得,即 , () 所以又有. 由得:,由都是等差數(shù)列. ,那么得 ,. ( 故 (3) 提出問題:若等腰三角形中,是否有直角三角形,若有,求出實數(shù) 提出問題
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