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新高考数学一轮复习讲义 第6章 §6.1 数列的概念
展开这是一份新高考数学一轮复习讲义 第6章 §6.1 数列的概念,共18页。试卷主要包含了揣摩例题,精练习题,加强审题的规范性,重视错题等内容,欢迎下载使用。
课本上和老师讲解的例题,一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究,深刻理解,要透过“样板”,学会通过逻辑思维,灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法,并能总结出解题的规律。
2、精练习题
复习时不要搞“题海战术”,应在老师的指导下,选一些源于课本的变式题,或体现基本概念、基本方法的基本题,通过解题来提高思维能力和解题技巧,加深对所学知识的深入理解。在解题时,要独立思考,一题多思,一题多解,反复玩味,悟出道理。
3、加强审题的规范性
每每大考过后,总有同学抱怨没考好,纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否,不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系,确定解题思路 。
4、重视错题
“错误是最好的老师”,但更重要的是寻找错因,及时进行总结,三五个字,一两句话都行,言简意赅,切中要害,以利于吸取教训,力求相同的错误不犯第二次。
§6.1 数列的概念
考试要求 1.了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).2.了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.
知识梳理
1.数列的定义
按照确定的顺序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项.
2.数列的分类
3.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项an与它的序号n之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
4.数列的递推公式
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
常用结论
1.已知数列{an}的前n项和Sn,则an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2.))
2.在数列{an}中,若an最大,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≥an-1,,an≥an+1))(n≥2,n∈N*);若an最小,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≤an-1,,an≤an+1))(n≥2,n∈N*).
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)相同的一组数按不同顺序排列时都表示同一个数列.( × )
(2)1,1,1,1,…,不能构成一个数列.( × )
(3)任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.( × )
(4)如果数列{an}的前n项和为Sn,则对任意n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn.( √ )
教材改编题
1.若数列{an}满足a1=2,an+1=eq \f(1+an,1-an),则a2 023的值为( )
A.2 B.-3 C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,3)
答案 C
解析 因为a1=2,an+1=eq \f(1+an,1-an),
所以a2=eq \f(1+a1,1-a1)=-3,
同理可得a3=-eq \f(1,2),a4=eq \f(1,3),a5=2,…,
可得an+4=an,则a2 023=a505×4+3=a3=-eq \f(1,2).
2.数列eq \f(1,3),eq \f(1,8),eq \f(1,15),eq \f(1,24),eq \f(1,35),…的通项公式是an=________.
答案 eq \f(1,nn+2),n∈N*
解析 ∵a1=eq \f(1,1×1+2)=eq \f(1,3),
a2=eq \f(1,2×2+2)=eq \f(1,8),
a3=eq \f(1,3×3+2)=eq \f(1,15),
a4=eq \f(1,4×4+2)=eq \f(1,24),
a5=eq \f(1,5×5+2)=eq \f(1,35),
∴通过观察,我们可以得到如上的规律,
则an=eq \f(1,nn+2),n∈N*.
3.已知数列{an}的前n项和Sn=2n2-3n,则数列{an}的通项公式an=________.
答案 4n-5
解析 a1=S1=2-3=-1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]
=4n-5,
因为a1也适合上式,所以an=4n-5.
题型一 由an与Sn的关系求通项公式
例1 (1)设Sn为数列{an}的前n项和,若2Sn=3an-3,则a4等于( )
A.27 B.81
C.93 D.243
答案 B
解析 根据2Sn=3an-3,
可得2Sn+1=3an+1-3,
两式相减得2an+1=3an+1-3an,
即an+1=3an,
当n=1时,2S1=3a1-3,解得a1=3,
所以数列{an}是以3为首项,3为公比的等比数列,
所以a4=a1q3=34=81.
(2)设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,则an=________.
答案 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2,n=1,,\f(2n-1,2n-1),n≥2))
解析 当n=1时,a1=21=2.
∵a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,①
∴a1+3a2+…+(2n-3)an-1=2n-1(n≥2),②
由①-②得,(2n-1)·an=2n-2n-1=2n-1,
∴an=eq \f(2n-1,2n-1)(n≥2).
显然n=1时不满足上式,∴an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2,n=1,,\f(2n-1,2n-1),n≥2.))
教师备选
1.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n,则an=________.
答案 2n+1
解析 当n=1时,a1=S1=3.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n-[(n-1)2+2(n-1)]=2n+1.由于a1=3适合上式,∴an=2n+1.
2.已知数列{an}中,Sn是其前n项和,且Sn=2an+1,则数列的通项公式an=________.
答案 -2n-1
解析 当n=1时,a1=S1=2a1+1,
∴a1=-1.
当n≥2时,Sn=2an+1,①
Sn-1=2an-1+1.②
①-②得Sn-Sn-1=2an-2an-1,
即an=2an-2an-1,
即an=2an-1(n≥2),
∴{an}是首项为a1=-1,公比为q=2的等比数列.
∴an=a1·qn-1=-2n-1.
思维升华 (1)已知Sn求an的常用方法是利用an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S1,n=1,,Sn-Sn-1,n≥2))转化为关于an的关系式,再求通项公式.
(2)Sn与an关系问题的求解思路
方向1:利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解.
方向2:利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
跟踪训练1 (1)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2n2+n+1,n∈N*,则an=________.
答案 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4,n=1,,4n-1,n≥2))
解析 根据题意,
可得Sn-1=2(n-1)2+(n-1)+1.
由通项公式与求和公式的关系,
可得an=Sn-Sn-1,
代入化简得
an=2n2+n+1-2(n-1)2-(n-1)-1=4n-1.
经检验,当n=1时,S1=4,a1=3,
所以S1≠a1,
所以an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4,n=1,,4n-1,n≥2.))
(2)设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,则an=________.
答案 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1,n=1,,\f(1,nn-1),n≥2))
解析 由已知得an+1=Sn+1-Sn=Sn+1Sn,
两边同时除以Sn+1Sn,
得eq \f(1,Sn+1)-eq \f(1,Sn)=-1.
故数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,Sn)))是以-1为首项,-1为公差的等差数列,
则eq \f(1,Sn)=-1-(n-1)=-n.
所以Sn=-eq \f(1,n).
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-eq \f(1,n)+eq \f(1,n-1)=eq \f(1,nn-1),
故an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1,n=1,,\f(1,nn-1),n≥2.))
题型二 由数列的递推关系求通项公式
命题点1 累加法
例2 在数列{an}中,a1=2,an+1=an+lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,n))),则an等于( )
A.2+ln n B.2+(n-1)ln n
C.2+nln n D.1+n+ln n
答案 A
解析 因为an+1-an=ln eq \f(n+1,n)=ln(n+1)-ln n,
所以a2-a1=ln 2-ln 1,
a3-a2=ln 3-ln 2,
a4-a3=ln 4-ln 3,
……
an-an-1=ln n-ln(n-1)(n≥2),
把以上各式分别相加得an-a1=ln n-ln 1,
则an=2+ln n(n≥2),且a1=2也适合,
因此an=2+ln n(n∈N*).
命题点2 累乘法
例3 若数列{an}满足a1=1,nan-1=(n+1)·an(n≥2),则an=________.
答案 eq \f(2,n+1)
解析 由nan-1=(n+1)an(n≥2),
得eq \f(an,an-1)=eq \f(n,n+1)(n≥2).
所以an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·eq \f(an-2,an-3)·…·eq \f(a3,a2)·eq \f(a2,a1)·a1=eq \f(n,n+1)×eq \f(n-1,n)×eq \f(n-2,n-1)×…×eq \f(3,4)×eq \f(2,3)×1=eq \f(2,n+1),
又a1=1满足上式,所以an=eq \f(2,n+1).
教师备选
1.在数列{an}中,a1=3,an+1=an+eq \f(1,nn+1),则通项公式an=________.
答案 4-eq \f(1,n)
解析 ∵an+1-an=eq \f(1,nn+1)=eq \f(1,n)-eq \f(1,n+1),
∴当n≥2时,an-an-1=eq \f(1,n-1)-eq \f(1,n),
an-1-an-2=eq \f(1,n-2)-eq \f(1,n-1),
……
a2-a1=1-eq \f(1,2),
∴以上各式相加得,an-a1=1-eq \f(1,n),
∴an=4-eq \f(1,n),a1=3适合上式,
∴an=4-eq \f(1,n).
2.若{an}满足2(n+1)·aeq \\al(2,n)+(n+2)·an·an+1-n·aeq \\al(2,n+1)=0,且an>0,a1=1,则an=________.
答案 n·2n-1
解析 由2(n+1)·aeq \\al(2,n)+(n+2)·an·an+1-n·aeq \\al(2,n+1)=0得
n(2aeq \\al(2,n)+an·an+1-aeq \\al(2,n+1))+2an(an+an+1)=0,
∴n(an+an+1)(2an-an+1)+2an(an+an+1)=0,
(an+an+1)[(2an-an+1)·n+2an]=0,
又an>0,
∴2n·an+2an-n·an+1=0,
∴eq \f(an+1,an)=eq \f(2n+1,n),
又a1=1,
∴当n≥2时,
an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·…·eq \f(a3,a2)·eq \f(a2,a1)·a1
=eq \f(2n,n-1)×eq \f(2n-1,n-2)×eq \f(2n-2,n-3)×…×eq \f(2×3,2)×eq \f(2×2,1)×1=2n-1·n.
又n=1时,a1=1适合上式,
∴an=n·2n-1.
思维升华 (1)形如an+1-an=f(n)的数列,利用累加法,即利用公式an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1(n≥2),即可求数列{an}的通项公式.
(2)形如eq \f(an+1,an)=f(n)的数列,常令n分别为1,2,3,…,n-1,代入eq \f(an+1,an)=f(n),再把所得的(n-1)个等式相乘,利用an=a1·eq \f(a2,a1)·eq \f(a3,a2)·…·eq \f(an,an-1)(n≥2)即可求数列{an}的通项公式.
跟踪训练2 (1)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,an+1=an+2n-1+1,则an=________.
答案 2n-1+n
解析 ∵an+1=an+2n-1+1,
∴an+1-an=2n-1+1,
∴当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1=2n-2+2n-3+…+2+1+a1+n-1=eq \f(1-2n-1,1-2)+2+n-1=2n-1+n.
又∵a1=2满足上式,
∴an=2n-1+n.
(2)(2022·莆田模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn=n2an(n∈N*),则数列{an}的通项公式为________.
答案 an=eq \f(2,nn+1)
解析 由Sn=n2an,
可得当n≥2时,Sn-1=(n-1)2an-1,
则an=Sn-Sn-1=n2an-(n-1)2an-1,
即(n2-1)an=(n-1)2an-1,
易知an≠0,故eq \f(an,an-1)=eq \f(n-1,n+1)(n≥2).
所以当n≥2时,
an=eq \f(an,an-1)×eq \f(an-1,an-2)×eq \f(an-2,an-3)×…×eq \f(a3,a2)×eq \f(a2,a1)×a1
=eq \f(n-1,n+1)×eq \f(n-2,n)×eq \f(n-3,n-1)×…×eq \f(2,4)×eq \f(1,3)×1
=eq \f(2,nn+1).
当n=1时,a1=1满足an=eq \f(2,nn+1).
故数列{an}的通项公式为an=eq \f(2,nn+1).
题型三 数列的性质
命题点1 数列的单调性
例4 已知数列{an}的通项公式为an=n2-2λn(n∈N*),则“λ<1”是“数列{an}为递增数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 若数列{an}为递增数列,
则有an+1-an>0,
∴(n+1)2-2λ(n+1)-n2+2λn
=2n+1-2λ>0,
即2n+1>2λ对任意的n∈N*都成立,
于是有λ
命题点2 数列的周期性
例5 (2022·广州四校联考)数列{an}满足a1=2,an+1=eq \f(1,1-an)(n∈N*),则a2 023等于( )
A.-2 B.-1
C.2 D.eq \f(1,2)
答案 C
解析 ∵数列{an}满足a1=2,
an+1=eq \f(1,1-an)(n∈N*),
∴a2=eq \f(1,1-2)=-1,
a3=eq \f(1,1--1)=eq \f(1,2),
a4=eq \f(1,1-\f(1,2))=2,…,
可知此数列有周期性,周期T=3,
即an+3=an,则a2 023=a1=2.
命题点3 数列的最值
例6 已知数列{an}的通项公式an=(n+1)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n,则数列{an}的最大项为( )
A.a8或a9 B.a9或a10
C.a10或a11 D.a11或a12
答案 B
解析 结合f(x)=(x+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))x的单调性,
设数列{an}的最大项为an,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≥an+1,,an≥an-1,))
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(n+1·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n≥n+2·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n+1,,n+1·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n≥n·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n-1,))
解不等式组可得9≤n≤10.
所以数列{an}的最大项为a9或a10.
教师备选
1.已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(3n+k,2n),若数列{an}为递减数列,则实数k的取值范围为( )
A.(3,+∞) B.(2,+∞)
C.(1,+∞) D.(0,+∞)
答案 D
解析 因为an+1-an=eq \f(3n+3+k,2n+1)-eq \f(3n+k,2n)
=eq \f(3-3n-k,2n+1),
由数列{an}为递减数列知,
对任意n∈N*,an+1-an=eq \f(3-3n-k,2n+1)<0,
所以k>3-3n对任意n∈N*恒成立,
所以k∈(0,+∞).
2.在数列{an}中,a1=1,anan+3=1,则lg5a1+lg5a2+…+lg5a2 023等于( )
A.-1 B.0
C.lg53 D.4
答案 B
解析 因为anan+3=1,所以an+3an+6=1,所以an+6=an,所以{an}是周期为6的周期数列,
所以lg5a1+lg5a2+…+lg5a2 023
=lg5(a1a2…a2 023)
=lg5[(a1a2…a6)337·a1],
又因为a1a4=a2a5=a3a6=1,
所以a1a2…a6=1,
所以原式=lg5(1337×1)=lg51=0.
思维升华 (1)解决数列的单调性问题的方法
用作差比较法,根据an+1-an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列.
(2)解决数列周期性问题的方法
先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
(3)求数列的最大项与最小项的常用方法
①函数法,利用函数的单调性求最值.
②利用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≥an-1,,an≥an+1))(n≥2)确定最大项,利用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≤an-1,,an≤an+1))(n≥2)确定最小项.
跟踪训练3 (1)在数列{an}中,an+1=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2an,an<\f(1,2),,2an-1,an≥\f(1,2),))若a1=eq \f(4,5),则a2 023的值为( )
A.eq \f(3,5) B.eq \f(4,5)
C.eq \f(2,5) D.eq \f(1,5)
答案 D
解析 a1=eq \f(4,5)>eq \f(1,2),
∴a2=2a1-1=eq \f(3,5)>eq \f(1,2),
∴a3=2a2-1=eq \f(1,5)
……
可以看出四个循环一次,
故a2 023=a4×505+3=a3=eq \f(1,5).
(2)(2022·沧州七校联考)已知数列{an}满足an=eq \f(n+1,3n-16)(n∈N*),则数列{an}的最小项是第________项.
答案 5
解析 an=eq \f(n+1,3n-16)=eq \f(1,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(19,3n-16))),
当n>5时,an>0,且单调递减;
当n≤5时,an<0,且单调递减,
∴当n=5时,an最小.
课时精练
1.数列{an}的前几项为eq \f(1,2),3,eq \f(11,2),8,eq \f(21,2),…,则此数列的通项公式可能是( )
A.an=eq \f(5n-4,2) B.an=eq \f(3n-2,2)
C.an=eq \f(6n-5,2) D.an=eq \f(10n-9,2)
答案 A
解析 数列为eq \f(1,2),eq \f(6,2),eq \f(11,2),eq \f(16,2),eq \f(21,2),…,其分母为2,分子是以首项为1,公差为5的等差数列,故数列{an}的通项公式为an=eq \f(5n-4,2).
2.在数列{an}中,a1=1,an=1+eq \f(-1n,an-1)(n≥2),则a5等于( )
A.eq \f(3,2) B.eq \f(5,3) C.eq \f(8,5) D.eq \f(2,3)
答案 D
解析 a2=1+eq \f(-12,a1)=2,a3=1+eq \f(-13,a2)=eq \f(1,2),
a4=1+eq \f(-14,a3)=3,a5=1+eq \f(-15,a4)=eq \f(2,3).
3.已知数列{an}的前n项积为Tn,且满足an+1=eq \f(1+an,1-an)(n∈N*),若a1=eq \f(1,4),则T2 023为( )
A.-4 B.-eq \f(3,5)
C.-eq \f(5,3) D.eq \f(1,4)
答案 C
解析 由an+1=eq \f(1+an,1-an),a1=eq \f(1,4),
得a2=eq \f(5,3),a3=-4,a4=-eq \f(3,5),a5=eq \f(1,4),…,
所以数列{an}具有周期性,周期为4,
因为T4=a1·a2·a3·a4=1,2 023=4×505+3,
所以T2 023=(a1a2a3a4)…(a2 021a2 022a2 023)
=eq \f(1,4)×eq \f(5,3)×(-4)=-eq \f(5,3).
4.若数列{an}的前n项和Sn=2an-1(n∈N*),则a5等于( )
A.8 B.16 C.32 D.64
答案 B
解析 数列{an}的前n项和Sn=2an-1(n∈N*),
则Sn-1=2an-1-1(n≥2),
两式相减得an=2an-1(n≥2),
由此可得,数列{an}是等比数列,
又S1=2a1-1=a1,所以a1=1,
故数列{an}的通项公式为an=2n-1,
令n=5,得a5=16.
5.(多选)已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(9n2-9n+2,9n2-1)(n∈N*),则下列结论正确的是( )
A.这个数列的第10项为eq \f(27,31)
B.eq \f(97,100)是该数列中的项
C.数列中的各项都在区间eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),1))内
D.数列{an}是单调递减数列
答案 BC
解析 an=eq \f(9n2-9n+2,9n2-1)=eq \f(3n-13n-2,3n-13n+1)
=eq \f(3n-2,3n+1),
令n=10得a10=eq \f(28,31),故A错误;
令eq \f(3n-2,3n+1)=eq \f(97,100)得n=33∈N*,
故eq \f(97,100)是数列中的项,故B正确;
因为an=eq \f(3n-2,3n+1)=eq \f(3n+1-3,3n+1)=1-eq \f(3,3n+1),
又n∈N*.
所以数列{an}是单调递增数列,
所以eq \f(1,4)≤an<1,故C正确,D不正确.
6.(多选)若数列{an}满足:对任意正整数n,{an+1-an}为递减数列,则称数列{an}为“差递减数列”.给出下列数列{an}(n∈N*),其中是“差递减数列”的有( )
A.an=3n B.an=n2+1
C.an=eq \r(n) D.an=ln eq \f(n,n+1)
答案 CD
解析 对于A,若an=3n,则an+1-an=3(n+1)-3n=3,所以{an+1-an}不为递减数列,故A错误;
对于B,若an=n2+1,
则an+1-an=(n+1)2-n2=2n+1,
所以{an+1-an}为递增数列,故B错误;
对于C,若an=eq \r(n),
则an+1-an=eq \r(n+1)-eq \r(n)=eq \f(1,\r(n+1)+\r(n)),
所以{an+1-an}为递减数列,故C正确;
对于D,若an=ln eq \f(n,n+1),
则an+1-an=ln eq \f(n+1,n+2)-ln eq \f(n,n+1)
=lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n+1,n+2)·\f(n+1,n)))=lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,n2+2n))),
由函数y=lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,x2+2x)))在(0,+∞)上单调递减,所以{an+1-an}为递减数列,故D正确.
7.数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n∈N*),则an=________.
答案 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1,n=1,,3·4n-2,n≥2))
解析 ∵an+1=3Sn(n∈N*),
∴当n=1时,a2=3;
当n≥2时,an=3Sn-1,
∴an+1-an=3an,
得an+1=4an,
∴数列{an}从第二项起为等比数列,
当n≥2时,an=3·4n-2,
故an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1,n=1,,3·4n-2,n≥2.))
8.(2022·临沂模拟)已知an=n2+λn,且对于任意的n∈N*,数列{an}是递增数列,则实数λ的取值范围是________.
答案 (-3,+∞)
解析 因为{an}是递增数列,所以对任意的n∈N*,都有an+1>an,
即(n+1)2+λ(n+1)>n2+λn,
整理,得2n+1+λ>0,即λ>-(2n+1).(*)
因为n∈N*,所以-(2n+1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.
9.已知数列{an}中,a1=1,前n项和Sn=eq \f(n+2,3)an.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
解 (1)由S2=eq \f(4,3)a2得3(a1+a2)=4a2,
解得a2=3a1=3,
由S3=eq \f(5,3)a3,得3(a1+a2+a3)=5a3,
解得a3=eq \f(3,2)(a1+a2)=6.
(2)由题设知当n=1时,a1=1.
当n≥2时,有
an=Sn-Sn-1=eq \f(n+2,3)an-eq \f(n+1,3)an-1,
整理得an=eq \f(n+1,n-1)an-1,
于是a2=eq \f(3,1)a1,a3=eq \f(4,2)a2,…,an-1=eq \f(n,n-2)an-2,
an=eq \f(n+1,n-1)an-1,
将以上n-1个等式中等号两端分别相乘,整理得an=eq \f(nn+1,2).
当n=1时,a1=1满足an=eq \f(nn+1,2).
综上可知,{an}的通项公式为an=eq \f(nn+1,2).
10.求下列数列{an}的通项公式.
(1)a1=1,an+1=an+3n;
(2)a1=1,an+1=2nan.
解 (1)由an+1=an+3n得an+1-an=3n,
当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)
=1+31+32+33+…+3n-1
=eq \f(1×1-3n,1-3)=eq \f(3n-1,2),
当n=1时,a1=1=eq \f(31-1,2),满足上式,
∴an=eq \f(3n-1,2)(n∈N*).
(2)由an+1=2nan得eq \f(an+1,an)=2n,
当n≥2时,an=a1×eq \f(a2,a1)×eq \f(a3,a2)×eq \f(a4,a3)×…×eq \f(an,an-1)
=1×2×22×23×…×2n-1
=21+2+3+…+(n-1)=.
当n=1时,a1=1满足上式,
∴an=(n∈N*).
11.已知数列{an}满足an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3-an-2,n≤6,,an-5,n>6,))且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(16,7),3)) B.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(16,7),3))
C.(1,3) D.(2,3)
答案 D
解析 若{an}是递增数列,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3-a>0,,a>1,,a7>a6,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<3,,a>1,,a2>63-a-2,))
解得2即实数a的取值范围是(2,3).
12.(多选)(2022·江苏盐城中学模拟)对于数列{an},若存在数列{bn}满足bn=an-eq \f(1,an)(n∈N*),则称数列{bn}是{an}的“倒差数列”,下列关于“倒差数列”描述正确的是( )
A.若数列{an}是单增数列,则其“倒差数列”不一定是单增数列
B.若an=3n-1,则其“倒差数列”有最大值
C.若an=3n-1,则其“倒差数列”有最小值
D.若an=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n,则其“倒差数列”有最大值
答案 ACD
解析 若数列{an}是单增数列,则bn-bn-1=an-eq \f(1,an)-an-1+eq \f(1,an-1)=(an-an-1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,anan-1))),
虽然有an>an-1,
但当1+eq \f(1,anan-1)<0时,bn
an=3n-1,则bn=3n-1-eq \f(1,3n-1),易知{bn}是递增数列,无最大值,B错误;C正确,最小值为b1.
若an=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n,
则bn=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n-eq \f(1,1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n),
∵函数y=x-eq \f(1,x)在(0,+∞)上单调递增,
∴当n为偶数时,an=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))n∈(0,1),
∴bn=an-eq \f(1,an)<0,
当n为奇数时,an=1+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))n>1,显然an是单调递减的,
因此bn=an-eq \f(1,an)也是单调递减的,
即b1>b3>b5>…,
∴{bn}的奇数项中有最大值为b1=eq \f(3,2)-eq \f(2,3)=eq \f(5,6)>0,
∴b1=eq \f(5,6)是数列{bn}(n∈N*)中的最大值,D正确.
13.已知数列{an}的通项公式an=eq \f(63,2n),若a1·a2·…·an≤a1·a2·…·ak对n∈N*恒成立,则正整数k的值为________.
答案 5
解析 an=eq \f(63,2n),当n≤5时,an>1;
当n≥6时,an<1,
由题意知,a1·a2·…·ak是{an}的前n项乘积的最大值,所以k=5.
14.(2022·武汉模拟)已知数列{an}中,a1=1,eq \f(1,an+1)-eq \f(1,an)=n+1,则其前n项和Sn=________.
答案 eq \f(2n,n+1)
解析 ∵eq \f(1,a2)-eq \f(1,a1)=2,eq \f(1,a3)-eq \f(1,a2)=3,
eq \f(1,a4)-eq \f(1,a3)=4,…,eq \f(1,an)-eq \f(1,an-1)=n,
累加得eq \f(1,an)-eq \f(1,a1)=2+3+4+…+n,
得eq \f(1,an)=1+2+3+4+…+n=eq \f(nn+1,2),
∴an=eq \f(2,nn+1)=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1))),
∴Sn=2eq \b\lc\[\rc\] (\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,1)-\f(1,2)))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,3)))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-\f(1,4)))+…+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+1)))))=eq \f(2n,n+1).
15.(多选)若数列{an}满足a1=1,a2=3,anan-2=an-1(n≥3),记数列{an}的前n项积为Tn,则下列说法正确的有( )
A.Tn无最大值 B.an有最大值
C.T2 023=1 D.a2 023=1
答案 BCD
解析 因为a1=1,a2=3,
anan-2=an-1(n≥3),
所以a3=3,a4=1,a5=eq \f(1,3),a6=eq \f(1,3),a7=1,a8=3,…
因此数列{an}为周期数列,an+6=an,
an有最大值3,
a2 023=a1=1,
因为T1=1,T2=3,T3=9,T4=9,T5=3,T6=1,T7=1,T8=3,…,
所以{Tn}为周期数列,Tn+6=Tn,Tn有最大值9,
T2 023=T1=1.
16.已知数列{an}中,an=1+eq \f(1,a+2n-1)(n∈N*,a∈R且a≠0).
(1)若a=-7,求数列{an}中的最大项和最小项的值;
(2)若对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,求a的取值范围.
解 (1)∵an=1+eq \f(1,a+2n-1)(n∈N*,a∈R,且a≠0),
又a=-7,∴an=1+eq \f(1,2n-9)(n∈N*).
结合函数f(x)=1+eq \f(1,2x-9)的单调性,
可知1>a1>a2>a3>a4,a5>a6>a7>…>an>1(n∈N*).
∴数列{an}中的最大项为a5=2,
最小项为a4=0.
(2)an=1+eq \f(1,a+2n-1)=1+eq \f(\f(1,2),n-\f(2-a,2)),
已知对任意的n∈N*,都有an≤a6成立,
结合函数f(x)=1+eq \f(\f(1,2),x-\f(2-a,2))的单调性,
可知5
类型
满足条件
项数
有穷数列
项数有限
无穷数列
项数无限
项与项间的大小关系
递增数列
an+1>an
其中n∈N*
递减数列
an+1<an
常数列
an+1=an
摆动数列
从第二项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列
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