高三数学二轮专题复习教案――数列 一、本章知识结构:
二、重点知识回顾
1.数列的概念及表示方法
(1)定义:按照一定顺序排列着的一列数.
(2)表示方法:列表法、解析法(通项公式法和递推公式法)、图象法.
(3)分类:按项数有限还是无限分为有穷数列和无穷数列;按项与项之间的大小关系可分为单调数列、摆动数列和常数列.
?S1(n?1)an??aS?Sn?Sn?1(n≥2). (4)n与n的关系:
2.等差数列和等比数列的比较
(1)定义:从第2项起每一项与它前一项的差等于同一常数的数列叫等差数列;从第2项起每一项与它前一项的比等于同一常数(不为0)的数列叫做等比数列.
?a?a?d,a?a·q,q?0,n?Nn?1nn?1n (2)递推公式:. n?1?a?a?(n?1)d,a?aq,n?Nn1n1 (3)通项公式:.
(4)性质
等差数列的主要性质:
①单调性:d≥0时为递增数列,d≤0时为递减数列,d?0时为常数列.
a?an?2apam?an?ap?aq(m,n,p,q?N?)m?n?p?q ②若,则.特别地,当m?n?2p时,有m.
?a?a?(n?m)d(m,n?N). m ③n ④
Sk,S2k?Sk,S3k?S2k,…成等差数列.
等比数列的主要性质:
?a1?0,?a1?0?a1?0,?a1?0????0?q?1q?1q?1,0?q?1 ①单调性:当?或?时,为递增数列;当?,或?时,为递减数列;当q?0时,为摆
动数列;当q?1时,为常数列.
am·an?ap·aq(m,n,p,q?N?)am·an?a2m?n?p?qm?n?2pp. ②若,则.特别地,若,则
an?qn?m(m,n?N?,q?0)a ③m.
④
Sk,S2k?Sk,S3k?S2k,?,当q??1时为等比数列;当q??1时,若k为偶数,不是等比数列.若k为奇数,
是公比为?1的等比数列.
三、考点剖析
考点一:等差、等比数列的概念与性质
2{a}的前n项和S?12n?n. n例1. (2008深圳模拟)已知数列n(1)求数列
{an}的通项公式; (2)求数列{|an|}的前n项和Tn.
2n?1时,a?S?12?1?1?11;11解:(1)当、
当
n?2时,an?Sn?Sn?1?(12n?n2)?[12(n?1)?(n?1)2]?13?2n.,
{an}的通项公式为an?13?2n.、 a1?11也符合13?2n的形式.所以,数列*a?13?2n?0,又n?N,解得n?6. n (2)令
2n?6时,T?|a|?|a|???|a|?a?a???a?S?12n?nn12n12nn 当;
当
n?6时,Tn?|a1|?|a2|???|a6|?|a7|???|an|
?a1?a2???a6?a7?a8???an
222?2S?S?2?(12?6?6)?(12n?n)?n?12n?72. 6n
2??12n?n,n?6,Tn??2??n?12n?72,n?6. 综上,
点评:本题考查了数列的前n项与数列的通项公式之间的关系,特别要注意n=1时情况,在解题时经常会忘记。第二
问要分情况讨论,体现了分类讨论的数学思想. 例2、(2008广东双合中学)已知等差数列
{an}的前n项和为Sn,且a3?5,S15?225. 数列{bn}是等比数列,
b3?a2?a3,b2b5?128(其中n?1,2,3,?).
(I)求数列
c?anbn,求数列{cn}前n项和Tn. {an}和{bn}的通项公式;
(II)记n解:(I)公差为d,
?a1?2d?5,?a1?1,???15a?15?7d?225,d?2,1则? ?故an?2n?1(n?1,2,3,?).
?b3?8,?则?b32?bq?128,3??b3?8,q?2. {b}?q设等比数列n的公比为q,
?bn?b3?qn?3?2n(n?1,2,3,?).
n23n?c?(2n?1)?2,?T?2?3?2?5?2???(2n?1)?2, nn (II)
2Tn?22?3?23?5?24???(2n?3)?2n?(2n?1)?2n?1.
345n?1n?1?T?2?2?2?2???2?(2n?1)?2n作差:
23(1?2n?1)?2??(2n?1)?2n?11?2
?2?23(2n?1?1)?(2n?1)?2n?1?2?2n?2?8?2n?2n?2n?1??6?2n?1(2n?3)?
n?1?T?(2n?3?)2?(6n?1,2,?3),. n
点评:本题考查了等差数列与等比数列的基本知识,第二问,求前n项和的解法,要抓住它的结特征,一个等差数列与一个等比数列之积,乘以2后变成另外的一个式子,体现了数学的转化思想。 考点二:求数列的通项与求和
例3.(2008江苏)将全体正整数排成一个三角形数阵:
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
11 12 13 14 15
??????
按照以上排列的规律,第n行(n?3)从左向右的第3个数为
n2?nn2?n解:前n-1 行共有正整数1+2+?+(n-1)个,即2个,因此第n 行第3 个数是全体正整数中第2+3个,n2?n?62即为.
点评:本小题考查归纳推理和等差数列求和公式,难点在于求出数列的通项,解决此题需要一定的观察能力和逻辑推理
能力。
例4.(2008深圳模拟)图(1)、(2)、(3)、(4)分别包含1个、5个、13个、25个第二十九届北京奥运会吉祥物“福娃迎迎”,按同样的方式构造图形,设第n个图“福娃迎迎”,则f(5)? ;
形包含f(n)个
f(n)?f(n?1)?____
解:第1个图个数:1 第2个图个数:1+3+1
第3个图个数:1+3+5+3+1
第4个图个数:1+3+5+7+5+3+1
第5个图个数:1+3+5+7+9+7+5+3+1=41, 所以,f(5)=41
f(2)-f(1)=4 ,f(3)-f(2)=8,f(4)-f(3)=12,f(5)-f(4)=16
f(n)?f(n?1)?4(n?1)
点评:由特殊到一般,考查逻辑归纳能力,分析问题和解决问题的能力,本题的第二问是一个递推关系式,有时候求数列的通项公式,可以转化递推公式来求解,体现了转化与化归的数学思想。 考点三:数列与不等式的联系
例5.(2009届高三湖南益阳)已知等比数列成等差数列。 (1)求数列
?an?的首项为
a1?13,公比q满足q?0且q?1。又已知a1,5a3,9a5?an?的通项
1an (2)令
bn?log31111???...??1?2bbbbbb1223nn?1,求证:对于任意n?N,都有
24422?5a?a?9a10aq?a?9aq9q?10q?1?0 315111(1)解:∵ ∴ ∴
∵q?0且q?1 ∴
1anq?1n?1?n3 ∴an?a1q?3
(2)证明:∵
bn?log31111????log33n?n , bnbn?1n(n?1)nn?1
111111111??...??1????????1?bbb2b3bnbn?1223nn?1n?1 ∴121111????...??12b1b2b2b3bnbn?1
点评:把复杂的问题转化成清晰的问题是数学中的重要思想,本题中的第(2)问,采用裂项相消法法,求出数列之和,由n的范围证出不等式。
|a||b|a,b,a例6、(2008辽宁理) 在数列n,n中,a1=2,b1=4,且nnn(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜测
?1成等差数列,n*b,an?1,bn?1成等比数列n?N()
|an|,|bn|的通项公式,并证明你的结论;
1115??…??a?ba2?b2an?bn12.
(Ⅱ)证明:1122b?a?a,annn?1n?1?bnbn?1由此可得 解:(Ⅰ)由条件得
a2?6,b2?9,a3?12,b3?16,a4?20,b4?25.
2a?n(n?1),b?(n?1)nn猜测.
用数学归纳法证明:
①当n=1时,由上可得结论成立. ②假设当n=k时,结论成立,即
ak?k(k?1),bk?(k?1)2,
那么当n=k+1时,
2akak?1?2bk?ak?2(k?1)?k(k?1)?(k?1)(k?2),bk?1??2?(k?2)2bk.
2所以当n=k+1时,结论也成立.
2a?n(n?1),b(n?1)nn由①②,可知对一切正整数都成立.
115??a?b612.
(Ⅱ)11n≥2时,由(Ⅰ)知
an?bn?(n?1)(2n?1)?2(n?1)n.
11111?111???…??????…??a?ba?ba?b622?33?4n(n?1)?? 22nn故11?11?111111???????…???62?2334nn?1? 11?11?115???????62?2n?1?6412
?综上,原不等式成立.
点评:本小题主要考查等差数列,等比数列,数学归纳法,不等式等基础知识,考查综合运用数学知识进行归纳、总结、推理、论证等能力.
3*an??a?0,a?ca?1?c,c?N,其中c为实数 0n?1n例7. (2008安徽理)设数列满足
(Ⅰ)证明:
an?[0,1]对任意n?N*成立的充分必要条件是c?[0,1];
1n?1*3,证明:an?1?(3c),n?N;
1222a12?a2??an?n?1?,n?N*3,证明:1?3c
0?c?(Ⅱ)设
0?c?(Ⅲ)设
解: (1) 必要性 :
∵a1?0,∴a2?1?c ,
∵a2?[0,1],∴0?1?c?1 ,即c?[0,1]
又
*a?[0,1]
充分性 :设 c?[0,1],对n?N用数学归纳法证明n 当n?1时,
a1?0?[0,1].假设ak?[0,1](k?1)
33a?ca?1?c?c?1?c?1a?ca?1?c?1?c??0 k?1kk?1k 则,且
∴ak?1?[0,1],由数学归纳法知an?[0,1]对所有n?N*成立
0?c? (2) 设
13,当n?1时,a1?0,结论成立
当n?2 时,
32∵a?ca?1?c,∴1?a?c(1?a)(1?a?ann?1nn?1n?1n?1)
∵0?C?
123,由(1)知an?1?[0,1],所以 1?an?1?an?1?3 且 1?an?1?0
∴1?an?3c(1?an?1)
2n?1n?1∴1?a?3c(1?a)?(3c)(1?a)???(3c)(1?a)?(3c)nn?1n?21
n?1*∴a?1?(3c)(n?N) n
0?c?(3) 设
12a12?0?2?3,当n?1时,1?3c,结论成立
x f′(x) f(x) (-∞,-2) + ↗ -2 0 极大值 (-2,0) - ↘ 0 0 极小值 (0,+∞) + ↗ (
2
)
知
当n?2时,由
an?1?c(n?13? )02∴an?(1?(3c)n?1)2?1?2(3c)n?1?(3c)2(n?1)?1?2(3c)n?1
2(1?(3c)n)2?n?1??n?1?222222n?1∴a1?a2???an?a2???an?n?1?2[3c?(3c)???(3c)] 1?3c1?3c
点评:本题是数列、充要条件、数学归纳法的知识交汇题,属于难题,复习时应引起注意,加强训练。 考点四:数列与函数、概率等的联系
f(x)?例题8.. (2008福建理) 已知函数
13x?x2?23.
2(a,ann?1?2an?1)(n∈N*)在函数y=f′(x)的图象上, (Ⅰ)设{an}是正数组成的数列,前n项和为Sn,其中a1=3.若点
求证:点(n,Sn)也在y=f′(x)的图象上;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间(a-1,a)内的极值.
f(x)? (Ⅰ)证明:因为
13x?x2?2,3所以f′(x)=x2+2x,
2?(a,a?2a)(n?N)在函数y=f′(x)的图象上, nn?1n?1 由点
?a?0(n?N),所以(an?1?an)(an?1?an?2)?0, n 又
所以 故点
Sn?3n?n(n?1)?2=n2?2nS?f?(n), 2,又因为f′(n)=n2+2n,所以n(n,Sn)也在函数y=f′(x)的图象上.
2?f(x)?x?2x?x(x?2), (Ⅱ)解:
?由f(x)?0,得x?0或x??2.
?当x变化时,f(x)﹑f(x)的变化情况如下表:
注意到
(a?1)?a?1?2,从而
a?1??2?a,即?2?a??1时,f(x)的极大值为f(?2)??①当
23,此时f(x)无极小值;
时,f(x)的极小值为f(0)??2,此时f(x)无极大值; ②当a?1?0?a,即0?a?1时,f(x)既无极大值又无极小值. ③当a??2或?1?a?0或a?1
点评:本小题主要考查函数极值、等差数列等基本知识,考查分类与整合、转化与化归等数学思想方法,考查分析问题和解决问题的能力. 例9 、(2007江西理)将一骰子连续抛掷三次,它落地时向上的点数依次成等差数 列的概率为( )
A. B. C. D.
解:一骰子连续抛掷三次得到的数列共有个,其中为等差数列有三类:(1)公差为0的有6个;(2)公差为1或
-1的有8个;(3)公差为2或-2的有4个,共有18个,
成等差数列的概率为,选B
点评:本题是以数列和概率的背景出现,题型新颖而别开生面,有采取分类讨论,分类时要做到不遗漏,不重复。
考点五:数列与程序框图的联系
例10、(2009广州天河区模拟)根据如图所示的程序框图,将输出的x、y值依次分别记为
x1,x2,?,xn,?,x2008;
y1,y2,?,yn,?,y2008
(Ⅰ)求数列
{xn}的通项公式xn;
(Ⅱ)写出y1,y2,y3,y4,由此猜想出数列{yn}; 的一个通项公式yn,并证明你的结论; (Ⅲ)求
zn?x1y1?x2y2???xnyn(x?N?,n?2008).
{xn}中,x1?1,xn?1?xn?2
解:(Ⅰ)由框图,知数列∴
xn?1?2(n?1)?2n?1(n?N*,n?2008)
(Ⅱ)y1=2,y2=8,y3=26,y4=80.
ny?3?1(n?N*,n?2008).
由此,猜想n证明:由框图,知数列{yn}中,yn+1=3yn+2 ∴
yn?1?1?3(yn?1)
yn?1?1?3,y1?1?3.y?1∴n
∴数列{yn+1}是以3为首项,3为公比的等比数列。 ∴∴
yn+1=3·3n-1=3n
yn=3n-1(n?N*,n?2008)
x1y1?x2y2???xnyn
(Ⅲ)zn=
=1×(3-1)+3×(32-1)+?+(2n-1)(3n-1) =1×3+3×32+?+(2n-1)·3n-[1+3+?+(2n-1)] 记Sn=1×3+3×32+?+(2n-1)·3n,① 则3Sn=1×32+3×33+?+(2n-1)×3n+1 ② ①-②,得-2Sn=3+2·32+2·33+?+2·3n-(2n-1)·3n+1 =2(3+32+?+3n)-3-(2n-1)·3n+1
3(1?3n)?3?(2n?1)·3n?1n?1n?1n?13?6?(2n?1)·3?2(1?n)·3?6 1?3=2×=
n?1S?(n?1)·3?3. n∴
又1+3+?+(2n-1)=n2
n?12z?(n?1)?3?3?n(n?N*,n?2008). n∴
点评:程序框图与数列的联系是新课标背景下的新鲜事物,因为程序框图中循环,与数列的各项一一对应,所以,这方面的内容是命题的新方向,应引起重视。 四、方法总结与2009年高考预测 (一)方法总结
1. 求数列的通项通常有两种题型:一是根据所给的一列数,通过观察求通项;一是根据递推关系式求通项。
2. 数列中的不等式问题是高考的难点热点问题,对不等式的证明有比较法、放缩,放缩通常有化归等比数列和可裂项的形式。
3. 数列是特殊的函数,而函数又是高中数学的一条主线,所以数列这一部分是容易命制多个知识点交融的题,这应是命题的一个方向。
(二)2009年高考预测 1. 数列中
Sn与an的关系一直是高考的热点,求数列的通项公式是最为常见的题目,要切实注意Sn与an的关系.关于递
推公式,在《考试说明》中的考试要求是:“了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前几项”。但实际上,从近两年各地高考试题来看,是加大了对“递推公式”的考查。
2. 探索性问题在数列中考查较多,试题没有给出结论,需要考生猜出或自己找出结论,然后给以证明.探索性问题对分析问题解决问题的能力有较高的要求.
3. 等差、等比数列的基本知识必考.这类考题既有选择题,填空题,又有解答题;有容易题、中等题,也有难题。
4. 求和问题也是常见的试题,等差数列、等比数列及可以转化为等差、等比数列求和问题应掌握,还应该掌握一些特殊数列的求和.
5. 将数列应用题转化为等差、等比数列问题也是高考中的重点和热点,从本章在高考中所在的分值来看,一年比一年多,而且多注重能力的考查.
6. 有关数列与函数、数列与不等式、数列与概率等问题既是考查的重点,也是考查的难点。今后在这方面还会体现的更突出。
7、数列与程序框图的综合题应引起高度重视。 五、复习建议
在进行数列二轮复习时,建议可以具体从 以下几个方面着手:
1.运用基本量思想(方程思想)解决有关问题; 2.注意等差、等比数列的性质的灵活运用;
3.注意等差、等比数列的前n项和的特征在解题中的应用; 4.注意深刻理解等差数列与等比数列的定义及其等价形式;
5.根据递推公式,通过寻找规律,运用归纳思想,写出数列中的某一项或通项,主要需注意从等差、等比、周期等方面进行归纳;
6.掌握数列通项an与前n项和Sn 之间的关系;
7.根据递推关系,运用化归思想,将其转化为常见数列; 8.掌握一些数列求和的方法 (1)分解成特殊数列的和 (2)裂项求和
(3)“错位相减”法求和
9.以等差、等比数列的基本问题为主,突出数列与函数、数列与方程、数列与不等式、数列与几何等的综合应用.
以上关于数列二轮复习的几点建议仅供复习时参考,各校应根据自己的实际情况进行增减,四星以下的学校应重在基础,对于数列的综合问题可略讲,甚至不讲.