湖北黄岗中学高考数学二轮复习考点解析7:数列的综合考查数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础。
高考对本章的考查比较全面,等差数列,等比数列的考查每年都不会遗漏。
有关数列的试题经常是综合题,经常把数列知识和指数函数、对数函数和不等式的知识综合起来,试题也常把等差数列、等比数列,求极限和数学归纳法综合在一起。
探索性问题是高考的热点,常在数列解答题中出现。
本章中还蕴含着丰富的数学思想,在主观题中着重考查函数与方程、转化与化归、分类讨论等重要思想,以及配方法、换元法、待定系数法等基本数学方法。
近几年来,高考关于数列方面的命题主要有以下三个方面;(1)数列本身的有关知识,其中有等差数列与等比数列的概念、性质、通项公式及求和公式。
(2)数列与其它知识的结合,其中有数列与函数、方程、不等式、三角、几何的结合。
(3)数列的应用问题,其中主要是以增长率问题为主。
试题的难度有三个层次,小题大都以基础题为主,解答题大都以基础题和中档题为主,只有个别地方用数列与几何的综合与函数、不等式的综合作为最后一题难度较大。
(文科考查以基础为主,有可能是压轴题)一、知识整合1.在掌握等差数列、等比数列的定义、性质、通项公式、前n 项和公式的基础上,系统掌握解等差数列与等比数列综合题的规律,深化数学思想方法在解题实践中的指导作用,灵活地运用数列知识和方法解决数学和实际生活中的有关问题;2.在解决综合题和探索性问题实践中加深对基础知识、基本技能和基本数学思想方法的认识,沟通各类知识的联系,形成更完整的知识网络,提高分析问题和解决问题的能力, 进一步培养学生阅读理解和创新能力,综合运用数学思想方法分析问题与解决问题的能力.3.培养学生善于分析题意,富于联想,以适应新的背景,新的设问方式,提高学生用函数的思想、方程的思想研究数列问题的自觉性、培养学生主动探索的精神和科学理性的思维方法. 二、方法技巧1.判断和证明数列是等差(等比)数列常有三种方法:(1)定义法:对于n≥2的任意自然数,验证11(/)n n n n a a a a ---为同一常数。
(2)通项公式法: ①若 =+(n-1)d=+(n-k )d ,则{}n a 为等差数列;②若,则{}n a 为等比数列。
(3)中项公式法:验证中项公式成立。
2. 在等差数列{}n a 中,有关n S 的最值问题——常用邻项变号法求解: (1)当1a >0,d<0时,满足10m m a a +≥⎧⎨≤⎩的项数m 使得m S 取最大值.(2)当1a <0,d>0时,满足10m m a a +≤⎧⎨≥⎩的项数m 使得取最小值。
在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用。
3.数列求和的常用方法:公式法、裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等。
三、注意事项1.证明数列{}n a 是等差或等比数列常用定义,即通过证明11-+-=-n n n n a a a a 或11-+=n n n n a aa a 而得。
2.在解决等差数列或等比数列的相关问题时,“基本量法”是常用的方法,但有时灵活地运用性质,可使运算简便,而一般数列的问题常转化为等差、等比数列求解。
3.注意n s 与n a 之间关系的转化。
如:n a =1100nn S S S -≤⎧⎨-≥⎩ 21≥=n n , n a =∑=--+nk k k a a a 211)(.4.数列极限的综合题形式多样,解题思路灵活,但万变不离其宗,就是离不开数列极限的概念和性质,离不开数学思想方法,只要能把握这两方面,就会迅速打通解题思路. 5.解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向,形成解题策略. 四.典型考例【问题1】等差、等比数列的项与和特征问题P 49 例1 3。
P 50 例2 P 56 例1 P 59 T 6. 【注1】文中所列例题如末给题目原文均为广州市二轮复习资料上例题例(四川卷)数列{}n a 的前n 项和记为()11,1,211n n n S a a S n +==+≥(Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)等差数列{}n b 的各项为正,其前n 项和为n T ,且315T =,又112233,,a b a b a b +++成等比数列,求n T本小题主要考察等差数列、等比数列的基础知识,以及推理能力与运算能力。
满分12分。
解:(Ⅰ)由121n n a S +=+可得()1212n n a S n -=+≥,两式相减得()112,32n n n n n a a a a a n ++-==≥又21213a S =+= ∴213a a = 故{}n a 是首项为1,公比为3得等比数列 ∴13n n a -=(Ⅱ)设{}n b 的公比为d 由315T =得,可得12315b b b ++=,可得故可设135,5b d b d =-=+ 又1231,3,9a a a ===由题意可得()()()2515953d d -+++=+ 解得122,10d d == ∵等差数列{}n b 的各项为正,∴0d > ∴2d = ∴()213222n n n T n n n-=+⨯=+1.设等差数列{a n }的首项a 1及公差d 都为整数,前n 项和为S n . (Ⅰ)若a 11=0,S 14=98,求数列{a n }的通项公式;(Ⅱ)若a 1≥6,a 11>0,S 14≤77,求所有可能的数列{a n }的通项公式2.(上海卷)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且对任意正整数n ,4096n n a S +=。
(1)求数列{}n a 的通项公式?(2)设数列2{log }n a 的前n 项和为n T ,对数列{}n T ,从第几项起509n T <-?.解(1) ∵a n + S n =4096, ∴a 1+ S 1=4096, a 1 =.当n ≥2时, a n = S n -S n -1=(4096-a n )-(4096-a n -1)= a n -1-a n ∴1-n n a a =21 a n =(21)n-1.(2) ∵log 2a n =log 2[(21)n -1]=12-n, ∴T n =21(-n 2+23n ). 25b =由T n <-509,解得n>2460123+,而n 是正整数,于是,n ≥46. ∴从第46项起T n <-509.3. (全国卷Ⅰ) 设正项等比数列{}n a 的首项211=a ,前n 项和为n S ,且0)12(21020103010=++-S S S 。
(Ⅰ)求{}n a 的通项;(Ⅱ)求{}n nS 的前n 项和n T 。
解:(Ⅰ)由 0)12(21020103010=++-S S S 得 ,)(21020203010S S S S -=-即,)(220121*********a a a a a a +++=+++可得.)(220121*********10a a a a a a q +++=+++⋅因为0>n a ,所以 ,121010=q 解得21=q ,因而 .,2,1,2111 ===-n q a a n n n (Ⅱ)因为}{n a 是首项211=a 、公比21=q 的等比数列,故 .2,211211)211(21n n n n n n n nS S -=-=--= 则数列}{n nS 的前n 项和 ),22221()21(2n n n n T +++-+++= ).2212221()21(212132++-+++-+++=n n n nn n T 前两式相减,得122)212121()21(212+++++-+++=n n n nn T 12211)211(214)1(++---+=n n n n n 即 .22212)1(1-+++=-n n nn n n T 【问题2】等差、等比数列的判定问题.P 53 T 7 例P 54 T 9[例]P 54 T 9(上海卷)已知有穷数列{n a }共有2k 项(整数k ≥2),首项1a =2.设该数列的前n 项和为n S ,且1+n a =n S a )1(-+2(n =1,2,┅,2k -1),其中常数a >1. (1)求证:数列{n a }是等比数列;(2)若a =2122-k ,数列{n b }满足n b =)(log 1212n a a a n⋅⋅⋅(n =1,2,┅,2k ),求数列{n b }的通项公式;(3)若(2)中的数列{n b }满足不等式|1b -23|+|2b -23|+┅+|12-k b -23|+|k b 2-23|≤4,求k 的值.(1) [证明] 当n=1时,a 2=2a,则12a a =a ; 2≤n≤2k -1时, a n+1=(a -1) S n +2, a n =(a -1) S n -1+2, a n+1-a n =(a -1) a n , ∴nn a a 1+=a, ∴数列{a n }是等比数列. (2) 解:由(1) 得a n =2a1-n , ∴a 1a 2…a n =2n a )1(21-+++n =2n a2)1(-n n =212)1(--+k n n n ,b n =1121]12)1([1+--=--+k n k n n n n(n=1,2,…,2k).(3)设b n ≤23,解得n≤k+21,又n 是正整数,于是当n≤k 时, b n <23;当n≥k+1时, b n >23.原式=(23-b 1)+(23-b 2)+…+(23-b k )+(b k+1-23)+…+(b 2k -23)=(b k+1+…+b 2k )-(b 1+…+b k )=]12)10(21[]12)12(21[k k kk k k k k k +--+-+--+=122-k k . 当122-k k ≤4,得k 2-8k+4≤0, 4-23≤k≤4+23,又k≥2,∴当k=2,3,4,5,6,7时,原不等式成立.4.[例],已知数列{}n a 中,n S 是其前n 项和,并且1142(1,2,),1n n S a n a +=+==,⑴设数列),2,1(21 =-=+n a a b n n n ,求证:数列{}n b 是等比数列;⑵设数列),2,1(,2 ==n a c nnn ,求证:数列{}n c 是等差数列;⑶求数列{}n a 的通项公式及前n 项和。
分析:由于{b n }和{c n }中的项都和{a n }中的项有关,{a n }中又有S 1n +=4a n +2,可由S 2n +-S1n +作切入点探索解题的途径.【注2】本题立意与高考题文科20题结构相似.解:(1)由S 1n +=4a 2n +,S 2n +=4a 1n ++2,两式相减,得S 2n +-S 1n +=4(a 1n +-a n ),即a 2n +=4a 1n +-4a n .(根据b n 的构造,如何把该式表示成b 1n +与b n 的关系是证明的关键,注意加强恒等变形能力的训练)a 2n +-2a 1n +=2(a 1n +-2a n ),又b n =a 1n +-2a n ,所以b 1n +=2b n ① 已知S 2=4a 1+2,a 1=1,a 1+a 2=4a 1+2,解得a 2=5,b 1=a 2-2a 1=3 ② 由①和②得,数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列,故b n =3·21n -.当n ≥2时,S n =4a 1n -+2=21n -(3n-4)+2;当n=1时,S 1=a 1=1也适合上式.综上可知,所求的求和公式为S n =21n -(3n-4)+2.说明:1.本例主要复习用等差、等比数列的定义证明一个数列为等差,等比数列,求数列通项与前n 项和。