2025高考数学一轮复习-6.1-数列的概念与简单表示法【课件】
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解析 (1)数列:1,2,3和数列:3,2,1是不同的数列.(2)数列中的数是可以重复的,可以构成数列.(3)数列可以是常数列或摆动数列.
1.思考辨析(在括号内打“√”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.( )
解析 对n=1,2,3,4进行验证,
2.(多选)已知数列的前4项为2,0,2,0,则依此归纳该数列的通项可能是( )
解析 由anam=an+m,a2=2,
3.已知数列{an}满足:对任意m,n∈N*,都有anam=an+m,且a2=2,那么a20=( )A.240 B.230 C.220 D.210
解析 当n=1时,a1=S1=4,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1,又a1=4不适合上式,
4.(易错题)已知数列{an}的前n项和为Sn=n2+3,则{an}的通项公式为________________.
解析 要使Sn最大,只需要数列中正数的项相加即可,即需an>0,-n2+9n+10>0,得-1<n<10,又n∈N*,所以1≤n<10.又a10=0,所以n=9或10.
5.若an=-n2+9n+10,则当数列{an}的前n项和Sn最大时,n的值为________.
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≥1,所以-(2n+1)≤-3,要使不等式(*)恒成立,只需λ>-3.
6.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______________.
KAODIANTUPOTIXINGPOUXI
例1 (1)(多选)设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,则下列结论正确的是( )
又a1=-1不符合上式,
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,数列{Sn}的前n项和为Tn,满足Tn=2Sn-n2,n∈N+.①求a1的值;②求数列{an}的通项公式.解 ①令n=1时,T1=2S1-1,∵T1=S1=a1,∴a1=2a1-1,∴a1=1.②n≥2时,Tn-1=2Sn-1-(n-1)2,则Sn=Tn-Tn-1=2Sn-n2-[2Sn-1-(n-1)2]=2(Sn-Sn-1)-2n+1=2an-2n+1.
因为当n=1时,a1=S1=1也满足上式,所以Sn=2an-2n+1(n≥1),当n≥2时,Sn-1=2an-1-2(n-1)+1,两式相减得an=2an-2an-1-2,所以an=2an-1+2(n≥2),所以an+2=2(an-1+2),因为a1+2=3≠0,所以数列{an+2}是以3为首项,公比为2的等比数列.所以an+2=3×2n-1,∴an=3×2n-1-2,当n=1时也成立,所以an=3×2n-1-2.
解析 当n=1时,a1=S1=2a1+1,∴a1=-1.当n≥2时,Sn=2an+1,①Sn-1=2an-1+1.②①-②,Sn-Sn-1=2an-2an-1,即an=2an-2an-1,即an=2an-1(n≥2),∴{an}是首项a1=-1,q=2的等比数列.∴an=a1·qn-1=-2n-1.
训练1 (1)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=________.
解析 因为a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,故当n≥2时,a1+3a2+…+(2n-3)an-1=2(n-1),两式相减得(2n-1)an=2,
(2)设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,则an=__________.
又由题设可得a1=2,满足上式,
所以a2-a1=ln 2-ln 1,a3-a2=ln 3-ln 2,a4-a3=ln 4-ln 3,……
=ln(n+1)-ln n,
角度1 累加法——形如an+1-an=f(n),求an
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*).
解析 设递推公式an+1=2an+3可以转化为an+1+t=2(an+t),即an+1=2an+t,解得t=3.故an+1+3=2(an+3).令bn=an+3,则b1=a1+3=4,
例4 (1)若a1=1,an+1=2an+3,则通项公式an=____________.
角度3 构造法——形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1,B≠0),求an
所以{bn}是以4为首项,2为公比的等比数列.∴bn=4·2n-1=2n+1,∴an=2n+1-3.
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1-2Sn=1,n∈N*,则数列{an}的通项公式为____________________.
解析 因为Sn+1-2Sn=1,所以Sn+1=2Sn+1.因此Sn+1+1=2(Sn+1),因为a1=S1=1,S1+1=2,所以{Sn+1}是首项为2,公比为2的等比数列.所以Sn+1=2n,Sn=2n-1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1,a1=1也满足此式,所以an=2n-1,n∈N*.
an=2n-1,n∈N*
解析 由题意可知,a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n(n≥2),以上式子累加,得an-a1=2+3+…+n.因为a1=2,所以an=2+(2+3+…+n)
训练2 (1)已知数列{an}满足a1=2,an-an-1=n(n≥2,n∈N*),则an=______________.
(3)已知数列{an}中,a1=3,且点Pn(an,an+1)(n∈N+)在直线4x-y+1=0上,则数列{an}的通项公式an=______________.
解析 因为点Pn(an,an+1)(n∈N+)在直线4x-y+1=0上,所以4an-an+1+1=0.
解析 由题意得a1=-1,a2=0,a3=3,a4=-2,a5=5,a6=4,a7=5,a8=-2,a9=-7,a10=0,a11=-1,a12=0……所以数列{an}为周期数列,且周期为10.因为S10=5,所以S2 022=5×202+(-1)+0=1 009.
例5 若P(n)表示正整数n的个位数字,an=P(n2)-P(2n),数列{an}的前n项和为Sn,则S2 022=( )A.-1 B.0 C.1 009 D.1 011
所以k>3-3n对任意n∈N*恒成立,所以k∈(0,+∞).故选D.
当n<8时,an+1-an>0,即an+1>an;当n=8时,an+1-an=0,即an+1=an;当n>8时,an+1-an<0,即an+1<an.则a1<a2<a3<…<a8,a8=a9,a9>a10>a11>…,
又n∈N*,则n=8或n=9.
法二 设数列{an}中的第n项最大,
∴an+1>an,∴选A.
(2)数列{an}满足:a1=a2=1,an=an-1+an-2(n≥3,n∈N*).将数列{an}的每一项除以4所得的余数构成一个新的数列{bn},则b21=( )A.1 B.2 C.3 D.0
解析 ∵数列{an}满足a1=a2=1,an=an-1+an-2(n≥3,n∈N*).∴a3=2,a4=3,a5=5,a6=8,a7=13,a8=21,a9=34,a10=55,a11=89,数列{an}的每一项除以4所得的余数构成一个新的数列{bn}为1,1,2,3,1,0,1,1,2,3,1,…,可得数列{bn}构成一个周期为6的数列.∴b21=b3=2.
即6≤n≤7,所以最大项为第6项和第7项.
用不动点法求数列的通项
又a1=-1也满足上式.
FENCENGXUNLIAN GONGGUTISHENG
分子可表示为1+5(n-1)=5n-4,
可知数列{an}是以3为周期的数列,
解析 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1)⇒an=2an-1,当n=1时,a1=S1=-1,∴数列{an}是首项为-1,公比为2的等比数列,∴an=-1×2n-1=-2n-1,
3.记Sn为数列{an}的前n项的和,若Sn=2an+1,则S6=( )A.31 B.-31 C.63 D.-63
解析 当n=1时,S1=a1;
因此,an=3n(n∈N*).
5.(多选)下列四个命题中,正确的有( )
对于B,令n2-n-50=-8,得n=7或n=-6(舍去),B正确;
对于C,将3,5,9,17,33,…的各项减去1,得2,4,8,16,32,…,设该数列为{bn},则其通项公式为bn=2n(n∈N*),因此数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为an=bn+1=2n+1(n∈N*),C错误;
解析 因为2an+1+Sn=2,①,当n≥2时,2an+Sn-1=2,②,
7.已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且满足2an+1+Sn=2(n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
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.
解析 ∀n∈N*,an+1>an,则数列{an}是递增的,∀n∈N*,Sn≥S6,即S6最小,只要前6项均为负数,或前5项为负数,第6项为0,即可,所以,满足条件的数列{an}的一个通项公式an=n-6(n∈N*)(答案不唯一).
9.设数列{an}的前n项和为Sn,且∀n∈N*,an+1>an,Sn≥S6.请写出一个满足条件的数列{an}的通项公式an=_______________________________.
解 ∵Sn=2n-1(n∈N*),∴当n=1时,a1=S1=2-1=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1-(2n-1-1)=2n-1.经检验,当n=1时,符合上式,∴an=2n-1(n∈N*).
10.已知数列{an}的前n项和为Sn,求数列{an}的通项公式.(1)Sn=2n-1,n∈N*;
(2)Sn=2n2+n+3,n∈N*.解 ∵Sn=2n2+n+3(n∈N*),∴当n=1时,a1=S1=2×12+1+3=6;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n2+n+3-[2(n-1)2+(n-1)+3]=4n-1.经检验,当n=1时,不符合上式,
解 ∵2Sn=(n+1)an,∴2Sn+1=(n+2)an+1,∴2an+1=(n+2)an+1-(n+1)an,
11.已知数列{an}中,a1=1,其前n项和为Sn,且满足2Sn=(n+1)an(n∈N*).(1)求数列{an}的通项公式;
∴an=n(n∈N*).
解 bn=3n-λn2.bn+1-bn=3n+1-λ(n+1)2-(3n-λn2)=2·3n-λ(2n+1).∵数列{bn}为递增数列,
∴{cn}为递增数列,∴λ<c1=2,即λ的取值范围为(-∞,2).
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;
12.(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}(a∈N*),其中是“差递减数列”的有( )
解析 由an+1-an=2n得,当n=1时,a2-a1=2×1,当n=2时,a3-a2=2×2,…,第n-1项,an-an-1=2(n-1),累加可得an-a1=2[1+2+…+(n-1)]=n(n-1),
∴an=n2-n+13,
∴数列{an}中的最大项为a5=2,最小项为a4=0.
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