高考第二轮复习数学学案专题四 数列 等差数列等比数列

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高考第二轮复习数学学案专题四 数列 等差数列等比数列

第1讲 等差数列、等比数列 ‎1.(2011陕西高考,文10)植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米.开始时需将树苗集中放置在某一树坑旁边.现将树坑从1到20依次编号,为使各位同学从各自树坑前来领取树苗所走的路程总和最小,树苗可以放置的两个最佳坑位的编号为(  ).‎ A.①和 B.⑨和⑩ C.⑨和 D.⑩和 ‎2.(2011广东高考,文11)已知{an}是递增等比数列,a2=2,a4-a3=4,则此数列的公比q=__________.‎ ‎3.(2010重庆高考,文2)在等差数列{an}中,a1+a9=10,则a5的值为(  ).‎ A.5 B.6‎ C.8 D.10‎ 对等差、等比数列的概念与性质及其运用的考查,多以选择、填空题的形式出现,突出“小巧、灵活、善变”的特点,在高考题中,数列常常与函数、不等式、三角、解析几何、概率、充要条件相结合,在知识交汇处命题.以考查等差中项、等比中项、单调性等性质为主.‎ 热点一 等差、等比数列的判定与证明 判断一个数列是否为等差(等比)数列或证明一个数列是等差(等比)数列,最基本的方法是根据等差(等比)数列的定义,另外,还可使用中项公式,通项公式,或者前n项和公式等;若已知数列的递推关系求通项时,常对递推关系变形,构造一个新的等差(等比)数列,从而进一步求原数列的通项公式,进而判断或证明.‎ ‎【例1】 数列{an}的前n项和为Sn,若an+Sn=n.求证:数列{an-1}是等比数列.‎ 思路点拨:利用定义证为常数.‎ 判定或证明数列{an}为等差数列或等比数列的四种基本方法:‎ ‎(1)定义法:an+1-an=d(d为常数)‎ ‎⇔{an}为等差数列;‎ =q(q为非零常数)⇔{an}为等比数列.‎ ‎(2)中项公式法:2an+1=an+an+2(n∈N*)⇔{an}为等差数列;‎ a=an·an+2(an≠0,n∈N*)⇔{an}为等比数列.‎ ‎(3)通项公式法:an=pn+q(p,q为常数)⇔{an}为等差数列;‎ an=cqn(c,q为非零常数,n∈N*)⇔{an}为等比数列.‎ ‎(4)前n项和公式法:Sn=an2+bn+c(a,b,c都是常数),c=0⇔{an}为等差数列;‎ Sn=k(qn-1),k为常数,且q≠0,1⇔{an}为等比数列.‎ 提醒:①前两种方法是证明等差(等比)数列的常用方法,而后两种方法常用于选择、填空中的判定;‎ ‎②若要判定一个数列不是等差(等比)数列,则只需判定存在连续三项不成等差(等比)即可.‎ 拓展延伸在数列{an}中,an+1+an=2n-44(n∈N*),a1=-23.是否存在常数λ使数列{an-n+λ}为等比数列,若存在,求出λ的值及数列的通项公式;若不存在,请说明理由.‎ 热点二 由递推公式到通项公式 ‎(1)通过递推关系求得数列类型(等差或等比),进而求得通项公式;‎ ‎(2)观察递推关系的特点,选择适当方法求得.一般常利用“化归法”、“累加法”、“累乘法”等.‎ ‎【例2】 在数列{an}中,a1=1,an+1=an+.求数列{an}的通项公式.‎ 思路点拨:由题意an+1-an==-,故可用累加法求an.‎ ‎1.已知Sn,求an可用分段函数an=‎ 求解.‎ ‎2.累加法:数列递推关系形如an+1=an+f(n),其中{f(n)}要可求和.这种类型的数列求通项公式时,常用累加法(叠加法).‎ ‎3.累乘法:数列递推关系形如an+1=g(n)an,其中{g(n)}要可求积,此数列求通项公式一般采用累乘法(叠乘法).‎ ‎4.构造法:递推关系形如:‎ ‎(1)an+1=pan+q(p,q为常数),可化为an+1+=p(p≠1)的形式,利用是以p为公比的等比数列求解;‎ ‎(2)递推关系形如an+1=pan+qpn+1(p,q为常数)可化为-=q(p≠1)的形式.‎ ‎5.数列递推关系形如an+1=pa(p,r为常数,且p>0,an>0),求通项公式时一般采用递推关系式两边取对数的方法.‎ ‎6.若an=an+T,则{an}为周期数列,周期为T(T∈N*),求an时可转化为求a1,a2,…,aT来处理.‎ 拓展延伸 数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,Sn=5an+1.求数列{an}的通项公式.‎ 热点三 等差、等比数列的基本运算 ‎(1)在等差(或等比)数列中,已知a1,n,d(或q),an,Sn五个量中任意三个,通过解方程(组)可求另外两个;‎ ‎(2)利用等差(或等比)数列的性质解题.‎ ‎【例3】 在公差为d(d≠0)的等差数列{an}和公比为q的等比数列{bn}中,a2=b1=3,a5=b2,a14=b3,‎ ‎(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;‎ ‎(2)令cn=ban,求数列的前n项和Tn.‎ 思路点拨:(1)由等差、等比数列通项公式列方程组求an,bn;(2)构造新数列,利用等比数列求和公式求Tn.‎ 有关等差、等比数列的计算问题常用到以下的基本性质:‎ ‎(1)等差数列的性质 ‎①若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则am+an=ap+aq;‎ ‎②Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍成等差数列;‎ ‎③am-an=(m-n)d⇔d=(m,n∈N*);‎ ‎④=(A2n-1,B2n-1分别为{an},{bn}的前2n-1项和).‎ ‎(2)等比数列的性质 ‎①若m,n,p,k∈N*,且m+n=p+k,则am·an=ap·ak;‎ ‎②等比数列中连续n项之积构成的新数列仍然是等比数列;‎ ‎③在等比数列{an}中,公比为q(q≠-1),Sn是其前n项和,则数列Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比数列,且公比为qn.‎ 拓展延伸令例3(2)中的cn=abn(其他条件不变),求其前n项和Qn.‎ ‎1.不注意“数列”是“特殊的函数”致误 数列是特殊的函数,可以用动态的函数的观点研究数列,但必须时刻注意其“特殊”性,即定义域为n∈N*.如数列{an},其通项an=n2-3n+2=2-的最小值为0(n=1或n=2),而不是-.‎ ‎2.等比数列前n项和公式中一定要考虑公式适用条件q=1或q≠1,否则导致失误,若q=1,则Sn=na1;若q≠1,则Sn=.‎ ‎3.对数列的递推关系转化不当致误 解决递推数列问题的基本原则是根据递推数列的特征进行转化,掌握以下几类递推关系的转化,可极大地提高解题效率.①递推关系形如an+1=qan+p,可用待定系数法:an+1+λ=q(an+λ);‎ ‎②递推关系形如an+1=,可用取倒数法;‎ ‎③观察法,如an+1=22an⇒=2·.‎ 参考答案 考场传真 ‎1.D 解析:设小树放在第i个坑旁边,所走路程之和为f(i).由于每两坑之间相距10米,且每个学生所走路程为往返,所以,当i分别等于1,20,9,10,11时的路程之和分别为:‎ f(1)=2[0+10+20+…+190]‎ ‎=2×=3 800(米),‎ f(20)=2[190+180+…+20+10+0]‎ ‎=2×=3 800(米),‎ f(9)=2[80+70+60+…+10+0+10+20+…+110]‎ ‎=2=2 040(米),‎ f(10)=2[90+80+70+…+10+0+10+20+…+100]‎ ‎=2=2 000(米),‎ f(11)=2[100+90+…+10+0+10+20+…+90]‎ ‎=2=2 000(米).‎ 比较可得,最小的是f(10),f(11).‎ ‎2.2 设{an}的公比为q,则a4=a2q2,a3=a2q.‎ a4-a3=a2q2-a2q=4,又a2=2,‎ 得q2-q-2=0,解得q=2或q=-1.‎ 又{an}为递增数列,则q=2.‎ ‎3.A 解析:因为a1+a9=2a5,所以a5=5.‎ 核心攻略 ‎【例1】  证明:∵a1=S1,an+Sn=n,①‎ ‎∴a1+S1=1,得a1=.‎ 又an+1+Sn+1=n+1,②‎ ‎①②两式相减,得2(an+1-1)=an-1,即=,故数列{an-1}是以-为首项,为公比的等比数列.‎ 拓展延伸 解:假设an+1-(n+1)+λ=-(an-n+λ)成立,整理得an+1+an=2n+1-2λ,与an+1+an=2n-44比较得λ=.‎ ‎∴数列{an-n+}是以-为首项,-1为公比的等比数列.‎ 故an-n+=-(-1)n-1,‎ 即an=n--(-1)n-1.‎ ‎【例2】  解:由an+1-an==-,得n≥2时,an-an-1=-,‎ an-1-an-2=-,…,a3-a2=-,a2-a1=1-,a1=1.累加得an=-+ ‎-+…+-+1-+1=2-=(n≥2),当n=1时,a1也适合上式,∴an=.‎ 拓展延伸 解:∵Sn=5an+1,∴an+1=Sn.∴an+1-an=Sn-Sn-1=an(n≥2).∴an+1=an(n≥2).‎ 又∵a1=1,∴S1=1.‎ ‎∴a2=S1=×1=.‎ ‎∴数列的通项公式为an= ‎【例3】  解:(1)由条件得∴∴an=2n-1,bn=3n.‎ ‎(2)由(1)得cn=ban=b2n-1=32n-1.‎ ‎∵==9,c1=3,‎ ‎∴{cn}是首项为3,公比为9的等比数列.‎ ‎∴Tn==(9n-1).‎ 拓展延伸 解:由(1)得cn=abn=a3n=2·3n-1.‎ ‎∴Qn=c1+c2+…+cn=2(3+32+…+3n)-n ‎=2×-n=3n+1-n-3.‎
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