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數列基礎知識及公式
數列基礎知識及公式
更新时间:2024-09-28 15:31:14

  

  數列對于高考數學的重要性,相信不要吳老師多說,很多人心裡都有數。無論是數列的基礎知識、數列求和、通項公式、數列綜合應用等等,都是高考數學重要的考查對象。

  從曆年高考數學題型來看,數列可以和函數、方程、不等式、三角等相關知識進行“串聯”,形成更為複雜的綜合性問題;或是結合實際生活例子,考查考生運用數列知識解決實際問題的能力。

  高考數列試題這樣安排的目的,體現高考作為選拔人才的功能,凸顯對考生能力的考查。

  不管哪一塊知識内容,題型多複雜、解法多靈活、知識點怎麼變化等等,萬變不離其宗,徹底紮實掌握好基礎知識内容,這一點是永遠都不會變。

  紮實的基礎是我們準确解出題目的前提,要想提高數學能力、解題能力,就要把基礎學好、鞏固好。

  因此,要想能全部解出數列相關高考問題,就要學好數列基礎知識内容。今天我們就一起來簡單分析數列基礎知識内容,希望能幫助大家鞏固好基礎知識,為進一步提高數學成績打下一個良好的開端。

  什麼是數列的通項公式?

  如果數列{an}的第n項與序号n之間的關系可以用一個式子來表示,那麼這個公式叫做這個數列的通項公式。

  什麼是數列的遞推公式?

  如果已知數列{an}的首項(或前幾項),且任一項an與它的前一項an-1(n≥2)(或前幾項)間的關系可用一個公式來表示,那麼這個公式叫數列的遞推公式。

  典型例題分析1:

  數列{an}中,已知a1=2,an+1=an+cn(n∈N*,常數c≠0),且a1,a2,a3成等比數列.

  (1)求c的值;

  (2)求數列{an}的通項公式.

  解:(1)由題知,a1=2,a2=2+c,a3=2+3c,

  因為a1,a2,a3成等比數列,所以(2+c)2=2(2+3c),

  解得c=0或c=2,又c≠0,故c=2.

  (2)當n≥2時,由an+1=an+cn得

  a2-a1=c,

  a3-a2=2c,

  …

  an-an-1=(n-1)c,

  以上各式相加,得an-a1=[1+2+…+(n-1)]c=n(n-1)c/2,

  又a1=2,c=2,故an=n2-n+2(n≥2),

  當n=1時,上式也成立,

  所以數列{an}的通項公式為an=n2-n+2(n∈N*).

  

  要想學好數列基礎知識内容,我們要學會從多角度去看待數列。如數列從本質上來看,我們可以把它看成是一種特殊的函數。因此,數列不僅有其本身的特殊性,更具有很多函數的性質。如數列最明顯的函數特征:數列是一個定義域為正整數集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函數,數列的通項公式也就是相應的函數解析式,即f(n)=an(n∈N*)。

  要想對數列概念進行徹底理解,那麼一定要從本質上去認識數列。數列是按一定“順序”排列的一列數,一個數列不僅與構成它的“數”有關,而且還與這些“數”的排列順序有關,這有别于集合中元素的無序性。因此,若組成兩個數列的數相同而排列次序不同,那麼它們就是不同的兩個數列。

  數列中的數可以重複出現,而集合中的元素不能重複出現,這也是數列與數集的區别。

  典型例題分析2:

  數列{an}的通項公式是an=n2-7n+6.

  (1)這個數列的第4項是多少?

  (2)150是不是這個數列的項?若是這個數列的項,它是第幾項?

  (3)該數列從第幾項開始各項都是正數?

  解:(1)當n=4時,a4=42-4×7+6=-6.

  (2)令an=150,即n2-7n+6=150,

  解得n=16或n=-9(舍去),

  即150是這個數列的第16項.

  (3)令an=n2-7n+60,解得n6或n1(舍).

  故從第7項起各項都是正數.

  記住這“三步法”,假如已知數列{an}的前n項和Sn,求數列的通項公式,其求解過程分為三步:

  1、先利用a1=S1求出a1;

  2、用n-1替換Sn中的n得到一個新的關系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當n≥2時an的表達式;

  3、對n=1時的結果進行檢驗,看是否符合n≥2時an的表達式,如果符合,則可以把數列的通項公式合寫;如果不符合,則應該分n=1與n≥2兩段來寫。

  

  典型例題分析3:

  已知數列{an}的前n項和Sn=2n2+2n,數列{bn}的前n項和Tn=2-bn.求數列{an}與{bn}的通項公式.

  解:∵當n≥2時,

  an=Sn-Sn-1=(2n2+2n)-[2(n-1)2+2(n-1)]=4n,

  當n=1時,a1=S1=4也适合,

  ∴{an}的通項公式是an=4n(n∈N*).

  ∵Tn=2-bn,

  ∴當n=1時,

  b1=2-b1,b1=1.

  當n≥2時,

  bn=Tn-Tn-1=(2-bn)-(2-bn-1),

  ∴2bn=bn-1.

  ∴數列{bn}是公比為1/2,首項為1的等比數列.

  ∴bn=(1/2)n-1.

  根據數列的前幾項求它的一個通項公式,要注意觀察每一項的特點,觀察出項與n之間的關系、規律,可使用添項、通分、分割等辦法,轉化為一些常見數列的通項公式來求。對于正負符号變化,可用(-1)n或(-1)n+1來調整。

  根據數列的前幾項寫出數列的一個通項公式是不完全歸納法,它蘊含着“從特殊到一般”的思想。

  

  同時要學會對數列進行分類:

  按照項數标準來分,可以分成有窮數列和無窮數列兩種。

  有窮數列是指項數有限;無窮數列是指項數無限。

  按照項與項間的大小關系來分,可以分成遞增數列、遞減數列、常數列三種。

  遞增數列是指滿足an+1an的條件,其中n∈N*;

  遞減數列是指滿足an+1an的條件,其中n∈N*;

  常數列是指滿足an+1=an的條件,其中n∈N*。

  如等差數列和等比數列是兩種最基本、最常見的數列,它們是研究數列性質的基礎。

  典型例題分析4:

  已知數列{an}中,a1=1,且滿足遞推關系an+1=(2a2n 3an m)/(an 1)(n∈N*).

  (1)當m=1時,求數列{an}的通項公式an;

  (2)當n∈N*時,數列{an}滿足不等式an+1≥an恒成立,求m的取值範圍.

  解:(1)∵m=1,由an+1=(2a2n 3an 1)/(an 1)(n∈N*),

  得an+1=(2an 1)(an 1)/(an 1)=2an+1,

  ∴an+1+1=2(an+1),

  ∴數列{an+1}是以2為首項,公比也是2的等比數列.

  于是an+1=2·2n-1,

  ∴an=2n-1.

  (2)∵an+1≥an,而a1=1,知an≥1,

  ∴(2a2n 3an m)/(an 1)≥an,

  即m≥-an2-2an,

  依題意,有m≥-(an+1)2+1恒成立.

  ∵an≥1,

  ∴m≥-22+1=-3,即滿足題意的m的取值範圍是[-3,+∞).

  

  最值是解決數列相關問題最常見的題型之一,數列中項的最值的求法:

  根據數列與函數之間的對應關系,構造相應的函數an=f(n),利用求解函數最值的方法求解,但要注意自變量的取值。

  求和也是數列當中非常重要的知識内容,前n項和最值的求法:

  1、先求出數列的前n項和Sn,根據Sn的表達式求解最值;

  2、根據數列的通項公式,若am≥0,且am+10,則Sm最大;若am≤0,且am+10,則Sm最小,這樣便可直接利用各項的符号确定最值。

  數列綜合問題很多時候在高考數學中占據較多分數,此類題型最大的特點就是以數列相關知識内容為載體,與函數、不等式、數學歸納法、實際問題、解析幾何、三角等知識相互結合,形成較為複雜的數列綜合問題。

  很多學生面對這些綜合問題,就會産生退縮的心裡,無法拿到相應的分數。其實數列類綜合問題并不可怕,關鍵在于大家能否掌握好全部基礎知識内容,同時學會運用這些基礎知識去解決實際問題等等,不斷提高數學綜合能力。

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