高三数学数列苏教版【本讲教育信息】一. 教学内容:数列二. 本周教学目标:1. 理解数列的概念,了解数列通项公式的意义;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。
2. 理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式,并能解决简单的实际问题。
3. 理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式,并能解决简单的实际问题。
三. 本周知识要点: (一)数列(1)一般形式:n a a a ,,,21⋯ (2)通项公式:)(n f a n = (3)前n 项和:及数列的通项a n 与前n 项和S n 的关系:(二)等差数列1. 等差数列的定义:①如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示。
2. 等差数列的判定方法:②定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1(常数),则数列{}n a 是等差数列。
③等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ,则数列{}n a 是等差数列。
3. 等差数列的通项公式:④如果等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则等差数列的通项为d n a a n )1(1-+=。
该公式整理后是关于n 的一次函数。
4. 等差数列的前n 项和:⑤2)(1n n a a n S +=⑥d n n na S n 2)1(1-+= 对于公式2整理后是关于n 的没有常数项的二次函数。
5. 等差中项:⑥如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项即:2ba A +=或b a A +=2在一个等差数列中,从第2项起,每一项(有穷等差数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等差中项;事实上等差数列中某一项是与其等距离的前后两项的等差中项。
5. 等差数列的性质:⑦等差数列任意两项间的关系:如果n a 是等差数列的第n 项,m a 是等差数列的第m 项,且n m ≤,公差为d ,则有d m n a a m n )(-+=⑧对于等差数列{}n a ,若q p m n +=+,则q p m n a a a a +=+ 也就是: =+=+=+--23121n n n a a a a a a⑨若数列{}n a 是等差数列,n S 是其前n 项的和,*N k ∈,那么k S ,k k S S -2,k k S S 23-成等差数列。
如下图所示:kkk kk S S S k k S S k k k a a a a a a a a 3232k31221S 321-+-+++++++++++ 6. 奇数项和与偶数项和的关系:⑩设数列{}n a 是等差数列,奇S 是奇数项的和,偶S 是偶数项的和,n S 是前n 项的和,则有如下性质:前n 项的和偶奇S S S n +=当n 为偶数时,d 2nS =-奇偶S ,其中d 为公差; 当n 为奇数时,则中偶奇a S =-S ,中奇a 21n S +=,中偶a 21n S -=,11S S -+=n n 偶奇,n =-+=-偶奇偶奇偶奇S S S S S S S n(其中中a 是等差数列的中间一项)。
7. 前n 项和与通项的关系:(11)若等差数列{}n a 的前12-n 项的和为12-n S ,等差数列{}n b 的前12-n 项的和为'12-n S ,则'1212--=n n n n S S b a(三)等比数列1. 等比数列的概念:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q 表示(0≠q )。
2. 等比中项:如果在a 与b 之间插入一个数G ,使a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项。
也就是说,如果G 是a 与b 的等比中项,那么Gb a G =,即ab G =2。
3. 等比数列的判定方法: ①定义法:对于数列{}n a ,若)0(1≠=+q q a a nn ,则数列{}n a 是等比数列。
②等比中项:对于数列{}n a ,若212++=n n n a a a ,则数列{}n a 是等比数列。
4. 等比数列的通项公式:如果等比数列{}n a 的首项是1a ,公比是q ,则等比数列的通项为11-=n n q a a ,或者n m n m a a q -=。
5. 等比数列的前n 项和:①)1(1)1(1≠--=q qq a S n n ②)1(11≠--=q qqa a S n n③当1=q 时,1na S n =。
当1q ≠时,前n 项和必须具备的形式:(1),(nn S A q A =-≠6. 等比数列的性质:①等比数列任意两项间的关系:如果n a 是等比数列的第n 项,m a 是等差数列的第m 项,且n m ≤,公比为q ,则有m n m n q a a -=②对于等比数列{}n a ,若v u m n +=+,则v u m n a a a a ⋅=⋅ 也就是: =⋅=⋅=⋅--23121n n n a a a a a a如图所示:nn a a n a a n n a a a a a a ⋅⋅---112,,,,,,12321③若数列{}n a 是等比数列,n S 是其前n 项的和,*N k ∈,那么只有当公比1q =-且k 为偶数时,k S ,k k S S -2,k k S S 23-不成等比数列,如下图所示:kkk kk S S S k k S S k k k a a a a a a a a 3232k31221S 321-+-+++++++++++【典型例题】例1. 若数列{a n }满足112,0;2121, 1.2n n n nn a a a a a +⎧≤<⎪⎪=⎨⎪-≤<⎪⎩若167a =,则20a 的值为 ( )A. 67B. 57C. 37D. 17解:逐步计算,可得167a =,21251,77a =-=31031,77a =-=46,7a =51251, (77)a =-= 这说明数列{a n }是周期数列, 3.T =而20362=⨯+, 所以7520=a 。
应选B 。
点评:分段数列问题是一种新问题,又涉及到周期数列,显示了以能力立意,题活而不难的特色。
例2. 如图,一粒子在区域{}(,)|0,0x y x y ≥≥上运动,在第一秒内它从原点运动到点1(0,1)B ,接着按图中箭头所示方向在x 轴、y 轴及其平行方向上运动,且每秒移动一个单位长度。
(1)设粒子从原点到达点n n n A B C 、、时,所经过的时间分别为n n n a 、b 、c ,试写出}n n n a {}、{b }、{c 的通项公式;(2)求粒子从原点运动到点(16,44)P 时所需的时间;(3)粒子从原点开始运动,求经过2004秒后,它所处的坐标。
解:(1) 由图形可设12(1,0),(2,0),,(,0)n A A A n ,当粒子从原点到达n A 时,明显有13,a = 211,a a =+ 3111234,a a a =+=+⨯ 431,a a =+ 5332054,a a a =+=+⨯ 651,a a =+… …2123(21)4,n n a a n --=+-⨯ 2211,n n a a -=+ ∴2114[35(21)]n a a n -=++++-=241n -,222114n n a a n -=+=221212(21)441n n b a n n n --=--=-+, 2222244n n b a n n n =+⨯=+222121(21)42(21)(21)n n c b n n n n n --=+-=-=-+-, 2222242(2)(2)n n c a n n n n n =+=+=+,即2n c n n =+(2)由图形知,粒子从原点运动到点(16,44)P 时所需的时间是到达点44C 所经过的时间44c 再加(44-16)=28秒,所以24444282008t =++=秒(3)由2n c n n =+≤2004,解得1n ≤≤,取最大值得n =44例3. 等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S 5=-5,S 10=15,求数列{nS n}的前n 项和T n 。
解:设数列{a n }的公差为d ,首项为a 1, 由已知得 5a 1+10d =-5,10a 1+45d =15 解得a 1=-3,d =1∴S n = n (-3)+n n n n 27212)1(2-=- ∴2721-=n n S n ∵(),2127212712111=⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=-++n n n S n S n n ∴{n S n }是等差数列且首项为11S =-3、公差为12∴T n = n ×(-3)+2)1(-n n n n 41341212-=例4. 等比数列}{n a 中,各项均为正数,且610354841,4a a a a a a ⋅+⋅=⋅=,求84a a +解:设等比数列首项为1a ,公比为q ,则⎩⎨⎧=+⇒=+⇒==+749)(441842732110216211421a a q q a q a q a q a另法:2261035844141a a a a a a ⋅+⋅=⇒+=,4848428a a a a ⋅=⇒⋅=将两式相加得 248()41849a a +=+=又因为数列}{n a 中,各项均为正数,所以84a a +=7例5. 设数列{a n }的前n 的项和为 S n ,且*).(32)3(N n m ma S m n n ∈+=+-其中m 为常数,0,3≠-≠m m 且(1)求证:{a n }是等比数列;(2)若数列{a n }的公比满足q =f (m )且1113,()(*,2),2n n b a b f b n N n -==∈≥ 1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭求证为等差数列,并求n b解:(1)由(3)23n n m S ma m -+=+,得11(3)23,n n m S ma m ++-+=+ 两式相减,得 1(3)2,(3)n n m a ma m ++=≠-12,3n n a ma m +∴=+ {}n a ∴是等比数列点评:为了求数列{}n b 的通项,用取“倒数”的技巧,得出数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的递推公式,从而将其转化为等差数列的问题.【模拟试题】一. 选择题1. 某人要买房,随着楼层的升高,上下楼耗费的精力增多,因此不满意度升高,当住第n 层楼时,上下楼造成的不满意度为n ,但高处空气清新,嘈杂音较小,环境较为安静,因此随楼层升高,环境不满意度降低,设住第n 层楼时,环境不满意度为n8,则此人应选( ) A. 1楼 B. 2楼 C. 3楼 D. 4楼2. 若等比数列的各项均为正数,前n 项之和为S ,前n 项之积为P ,前n 项倒数之和为M ,则A. P =MSB. P >MSC. nM S P ⎪⎭⎫⎝⎛=2D. 2P >nM S ⎪⎭⎫ ⎝⎛3. 数列{a n }是首项为2,公差为3的等差数列,数列{b n }是首项为-2,公差为4的等差数列若a n =b n ,则n 的值为( )A. 4B. 5C. 6D. 7 4. 在等差数列{a n }中,a m =n ,a n =m ,则a m +n 的值为( )A. m +nB.)(21n m + C.)(21n m - D. 05. 在等差数列{a n }中,若a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,则a 3+a 6+a 9的值为( ) A. 30 B. 27 C. 24 D. 216. 数列1,37,314,321,……中,398是这个数列的( ) A. 第13项 B. 第14项 C. 第15项 D. 不在此数列中7. 若数列{a n }是等比数列,公比为q ,则下列命题中是真命题的是( ) A. 若q>1,则a n +1>a n B. 若0<q<1,则a n +1<a nC. 若q =1,则S n +1=S nD. 若-1<q<0,则n n a a <+1二、填空题8. 数列{a n }中,a 1=p ,a 2=q ,a n+2+a n =2a n +1,则a 2n 9. 在等差数列{a n }中,已知a 2+a 7+a 8+a 9+a 14=70,则a 810. 在等比数列{a n }中,a 1-a 5=-215,S 4=-5,则a 4= 11. 三个正数a ,b ,c 成等比数列,且a +b +c =62,,lga +lgb +lgc =3,则这三个正数为三、解答题12. 根据数列的前几项,写出数列的一个通项公式:(1)3231,1615,87,43,21…… (2)-1,,63,51,43,31,23--……(3)3,33,333,3333,…… (4),177,73,115,21,53…… 13. 已知数列{a n }为等差数列,前30项的和为50,前50项的和为30,求前80项的和 14. 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,b n =n S 1,且a 3b 3=21,S 5+S 3=21,求b n 。