2022年高考数学高三大一轮复习第6章数列§6.1数列的概念与简单表示法

发布于 2021-10-16 23:53

2022年高考数学高三大一轮复习

第6章数列

§6.1数列的概念与简单表示法

§6.1 数列的概念与简单表示法

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.

1.数列的有关概念

(1)数列的定义:按照一定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)数列的通项公式

如果数列{an}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.

若已知数列{an}的前n项和为Sn,则an

(3)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,那么这个式子就叫做这个数列的递推公式.

2.数列与函数

数列{an}是从正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})到实数集R的函数,其自变量是序号n,对应的函数值是数列的第nan,记为anf(n).也就是说,当自变量从1开始,按照从小到大的顺序依次取值时,对应的一列函数值f(1),f(2),…,f(n),…就是数列{an}.

3.数列的分类

分类标准

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

an1>an

其中nN*

递减数列

an1<an

常数列

an1an

 

4.数列的表示法

数列有三种表示法,它们分别是列表法、图象法和解析法

微思考

1.数列的项与项数是一个概念吗?

提示 不是.数列的项是指数列中某一确定的数,而项数是指数列的项对应的位置序号.

2.数列作为一种特殊函数,特殊性体现在什么地方?

提示 体现在定义域上,数列的定义域是正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n}).

题组一 思考辨析

1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)数列的通项公式是唯一的.(×)

(2)所有数列的第n项都能使用公式表达.(×)

(3)2,2,2,2,…,不能构成一个数列.(×)

(4)如果数列{an}的前n项和为Sn,则对任意nN*,都有an1Sn1Sn.(√)

题组二 教材改编

2.数列,,,,,…的通项公式是an=________.

答案 an=,nN*

3.已知数列a1=2,an=1-(n≥2).则a2 022=________.

答案 -1

解析 a12a21-=,a312=-1a4112,所以数列{an}满足anan3,所以a2 022a3=-1.

4.已知数列{an}的通项公式为ann2λn+1,若{an}是递增数列,则实数λ的取值范围是________.

答案(-∞,3)

解析 由题意得an1>an,即(n1)2λ(n1)1>n2λn1.

化简得,λ<2n1nN*λ<3.

题组三 易错自纠

5.已知数列{an}的前n项和为Sn=-2n2+1,则{an}的通项公式为an=________.

答案

解析 n1时,a1S1=-1.n≥2时,anSnSn1=-2n212(n1)21=-4n2a1=-1不适合上式,所以an

6.若an=-n2+9n+10,则当数列{an}的前n项和Sn最大时,n的值为________.

答案9或10

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,-n29n10>0,得-1<n<10

nN*,所以1≤n<10.

a100,所以n910.

题型一由anSn的关系求通项公式

 

1.已知数列{an}的前n项和Snn2+2n,则an=________.

答案2n+1

解析 n1时,a1S13.n≥2时,anSnSn1n22n[(n1)22(n1)]2n1.由于a13适合上式,an2n1.

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 -2n1

解析 n1时,a1S12a11a1=-1.

n≥2时,Sn2an1

Sn12an11.②

SnSn12an2an1,即an2an2an1

an2an1(n≥2)∴{an}是首项a1=-1q2的等比数列.

ana1·qn1=-2n1.

3.设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n,则an=________.

答案

解析 n1时,a1212.

a13a2(2n1)an2n

a13a2(2n3)an12n1(n≥2)

得,(2n1)·an2n2n12n1

an(n≥2)

显然n1时不满足上式,an

4.设Sn是数列{an}的前n项和,且a1=-1,an1SnSn1,则下列结论正确的是_______.

an

an

Sn=-

④数列是等差数列

答案②③④

解析 an1Sn·Sn1Sn1Sn,两边同除以Sn1·Sn,得-=-1.∴是以-1为首项,d=-1的等差数列,

即=-1(n1)×(1)=-nSn=-.

n≥2时,anSnSn1=-+=,

a1=-1不适合上式,an

思维升华 (1)已知Snan的常用方法是利用an=转化为关于an的关系式,再求通项公式.

(2)Snan关系问题的求解思路

方向1:利用anSnSn1(n≥2)转化为只含SnSn1的关系式,再求解.

方向2:利用SnSn1an(n≥2)转化为只含anan1的关系式,再求解.

题型二由数列的递推关系式求通项公式

 

命题点1 累加法

1在数列{an}中,a1=2,an1an+ln,则an等于()

A.2+lnn                                      B.2+(n-1)lnn

C.2+nln n                                     D.1+n+ln n

答案A

解析 因为an1anlnln(n1)ln n

所以a2a1ln 2ln 1

a3a2ln3ln 2

a4a3ln4ln 3

……

anan1ln nln(n1)(n≥2)

把以上各式分别相加得ana1ln nln 1

an2ln n(n≥2),且a12也适合,

因此an2ln n(nN*)

命题点2 累乘法

2 已知数列{an}的前n项和为Sn,其首项a1=1,且满足3Sn=(n+2)an,则an=______.

答案

解析 ∵3Sn(n2)an

3Sn1(n1)an1(n≥2)

得,3an(n2)an(n1)an1

即=,

an···…··a1×××…××1.

n1时,满足an=,an.

 本例2中,若{an}满足2(n1)·a(n2)·an·an1n·a0,且an>0a11,则an____________.

答案n·2n1

解析 2(n1)·a(n2)·an·an1n·a0

n(2aan·an1a)2an(anan1)0

n(anan1)(2anan1)2an(anan1)0

(anan1)[(2anan1n2an]0

an>0∴2n·an2ann·an10

=,

a11n≥2时,an··…···a1

×××…×××1

2n1·n.

n1时,a11适合上式,ann·2n1.

思维升华 (1)根据形如an1anf(n)(f(n)是可以求和的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累加法求出ana1n的关系式,进而得到an的通项公式.

(2)根据形如an1an·f(n)(f(n)是可以求积的函数)的递推关系式求通项公式时,常用累乘法求出与n的关系式,进而得到an的通项公式.

跟踪训练1 (1)在数列{an}中,a1=3,an1an+,则通项公式an=________.

答案4-

解析 an1an==-,

n≥2时,anan1=-,

an1an2=-,

……

a2a11-,

以上各式相加得,ana11-,

an4-,a13适合上式,an4.

(2)已知a1=2,an1=2nan,则数列{an}的通项公式an=________.

答案

解析 2nn≥2时,=2n1,=2n2

……

22,=2

an··…···a1

2n1·2n2·…·22·2·2

2123(n1)·2

a12满足上式,

an.

题型三数列的性质

 

命题点1 数列的单调性

3已知数列{an}的通项公式为an=,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 (单调性)因为an1an=-=,由数列{an}为递减数列知,对任意nN*an1an<0

所以k>33n对任意nN*恒成立,所以k∈(0,+∞)

思维升华解决数列的单调性问题的三种方法

(1)用作差比较法,根据an1an的符号判断数列{an}是递增数列、递减数列还是常数列.

(2)用作商比较法,根据(an>0an<0)1的大小关系进行判断.

(3)函数法.

命题点2 数列的周期性

4(2021·广元联考)已知数列{an},若an1anan2(nN*),则称数列{an}为“凸数列”.已知数列{bn}为“凸数列”,且b1=1,b2=-2,则{bn}的前2 022项的和为()

A.0 B.1  C.-5  D.-1

答案A

解析 bn2bn1bnb11b2=-2

b3b2b1=-21=-3

b4b3b2=-1

b5b4b3=-1(3)2

b6b5b42(1)3

b7b6b5321.

∴{bn}是周期为6的周期数列,

S61231230.

S2 022S337×60.

思维升华解决数列周期性问题

根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前n项的和.

命题点3 数列的最值

5已知数列{an}满足a1=28,=2,则的最小值为()

A.  B.4-1  C.  D.

答案C

解析 an1an2n,可得ann2n28

n+-1

f(x)x+,可知f(x)(0]上单调递减,在(,+∞)上单调递增,

nN*,且=<=,故选C.

思维升华求数列的最大项与最小项的常用方法

(1)函数法,利用函数求最值.

(2)利用(n≥2)确定最大项,利用(n≥2)确定最小项.

(3)比较法:若有an1anf(n1)f(n)>0,则an1>an,则数列{an}是递增数列,所以数列{an}的最小项为a1;若有an1anf(n1)f(n)<0,则an1<an,则数列{an}是递减数列,所以数列{an}的最大项为a1.

跟踪训练2 (1)已知数列{an}的通项公式是an=,那么这个数列是()

A.递增数列 B.递减数列 C.摆动数列 D.常数列

答案A

解析 an1an=-=>0an1>anA.

(2)已知数列{an}满足an2an1annN*a1=1,a2=2,则a2 021等于()

A.-2 B.-1  C.1  D.2

答案A

解析 由题意,数列{an}满足an2an1an

a11a22

n1时,可得a3a2a1211

n2时,可得a4a3a212=-1

n3时,可得a5a4a3=-11=-2

n4时,可得a6a5a4=-2(1)=-1

n5时,可得a7a6a5=-1(2)1

n6时,可得a8a7a61(1)2

……

可得数列{an}是以6为周期的周期数列,

所以a2021a336×65a5=-2.

故选A.

(3)在数列{an}中,an=(n+1)n,则数列{an}的最大项是第________项.

答案6或7

解析 ==×≥1.

n≤6,即当n≤6时,an1an

n>6时,an1<ana6a7最大.

课时精练

1.数列,3,,,3,…,则9是这个数列的第()

A.12项  B.13项 C.14项 D.15项

答案C

解析 数列,3,,,3,可化为,,,,,

则数列的通项公式为an=,

an==9时,6n381n14,故选C.

2.若数列{an}满足a1=1,an1an-1=2n,则an等于()

A.2nn-2                                   B.2n1n-1

C.2n1n-4                                D.2n1+2n-2

答案A

解析 an1an2n1

a2a1211a3a2221a4a3231anan12n11(n≥2),以上各式相加得,

ana1212n1(n1)

=+n12nn3

an2nn2,选A.

3.在一个数列中,如果∀nN*,都有anan1an2k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1a2+…+a2 021等于()

A.4 711                                          B.4 712

C.4 714                                          D.4 715

答案C

解析 由题意可知anan1an28

则对任意的nN*an≠0

a1a2a38a3==4

anan1an28,得an1an2an38

anan1an2an1an2an3

an3an

∵20213×6732

因此a1a2a2021673(a1a2a3)a1a2

673×7124714.

故选C.

4.已知数列{an}的通项公式为ann2-11n+,a5是数列{an}的最小项,则实数a的取值范围是()

A.[-40,-25]                            B.[-40,0]

C.[-25,25]                                    D.[-25,0]

答案B

解析 由已知条件得a5是数列{an}的最小项,

所以

即解得

故选B.

5.(多选)下列四个命题中,正确的有()

A.数列的第k项为1+

B.已知数列{an}的通项公式为ann2n-50,nN*,则-8是该数列的第7项

C.数列3,5,9,17,33,…的一个通项公式为an=2n-1

D.数列{an}的通项公式为an=,nN*,则数列{an}是递增数列

答案ABD

解析 对于A,数列的第k项为1+,A正确;

对于B,令n2n50=-8,得n7n=-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bn2n(nN*),因此数列3,5,9,17,33的一个通项公式为anbn12n1(nN*)C错误;

对于Dan==1-,则an1an=-=>0,因此数列{an}是递增数列,D正确.故选ABD.

6.(多选)若数列{an}满足:对任意正整数n,{an1an}为递减数列,则称数列{an}为“差递减数列”.给出下列数列{an}(aN*),其中是“差递减数列”的有()

A.an=3n                                       B.ann2+1

C.an=                                       D.an=ln

答案CD

解析 对于A,若an3n,则an1an3(n1)3n3,所以{an1an}不为递减数列,故A错误;

对于B,若ann21,则an1an(n1)2n22n1,所以{an1an}为递增数列,故B错误;

对于C,若an=,则an1an=-=,所以{an1an}为递减数列,故C正确;

对于D,若anln,则an1anlnlnlnln,由函数yln(0,+∞)上单调递减,所以{an1an}为递减数列,故D正确.

故选CD.

7.若数列{an}的前n项和Sn=3n2-2n+1,则数列{an}的通项公式an=________.

答案 

解析 n1时,a1S13×122×112

n≥2时,

anSnSn13n22n1[3(n1)22(n1)1]6n5,显然当n1时,不满足上式.

故数列{an}的通项公式为an

8.(2021·北京市昌平区模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,且∀nN*an1>anSnS6.请写出一个满足条件的数列{an}的通项公式an=________.

答案n-6(nN*)(答案不唯一)

解析 nN*an1>an,则数列{an}是递增的,

nN*SnS6,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ann6(nN*)(答案不唯一)

9.已知在数列{an}中,a1a2a3·…·ann2(nN*),则a9=________.

答案

解析 a1a2·…·a88264

a1·a2·…·a99281

②÷①a9.

10.已知数列的通项为an=(nN*),则数列{an}的最小项是第________项.

答案 5

解析 因为an=,数列{an}的最小项必为an<0,即<0,3n16<0,从而n<,又因为nN*,且数列{an}的前5项递减,所以n5时,an的值最小.

11.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,nN*

(2)Sn=2n2n+3,nN*.

(1)∵Sn2n1(nN*)

n1时,a1S1211

n≥2时,anSnSn12n1(2n11)2n1.

经检验,当n1时,符合上式,

an2n1(nN*)

(2)∵Sn2n2n3(nN*)

n1时,a1S12×12136

n≥2时,anSnSn12n2n3[2(n1)2(n1)3]4n1.

经检验,当n1时,不符合上式,

an

12.在数列{an}中,an=-2n2+9n+3.

(1)-107是不是该数列中的某一项?若是,其为第几项?

(2)求数列中的最大项.

(1)an=-107,-2n29n3=-107,2n29n1100

解得n10n=-(舍去).所以a10=-107.

(2)an=-2n29n3=-22+,

由于nN*,所以最大项为a213.

13.在各项均为正数的数列{an}中,对任意mnN*,都有amnam·an.若a6=64,则a9等于()

A.256 B.510  C.512  D.1024

答案C

解析 在各项均为正数的数列{an}中,对任意mnN*,都有amnam·an.所以a6a3·a364a38.所以a9a6·a364×8512.故选C.

14.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足4(n+1)·(Sn+1)=(n+2)2an,则数列{an}的通项公式为()

A.(2n+1)2-1                               B.(2n+1)2

C.8n2                                             D.(n+1)3

答案D

解析 4(n1)·(Sn1)(n2)2an中,

n1,得8(a11)9a1,所以a18

因为4(n1)·(Sn1)(n2)2an

所以4n·(Sn11)(n1)2an1(n≥2)

得,4ananan1

anan1anan1

所以an××…××a1

××…××8

(n1)3(n≥2)

a18也满足此式,所以数列{an}的通项公式为(n1)3.

故选D.

15.设数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn=(-1)nan+,则S1S3S5等于()

A.0 B.  C.  D.

答案D

解析 数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn(1)nan+,

n为偶数时,SnSnSn1+,

即有Sn1=,所以S1S3S5=++=.

故选D.

16.(2020·鹰潭模拟)Sn是数列{an}的前n项和,且anSnnn2.

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)若bn=-5an,求数列{bn}中最小的项.

解 (1)对任意的nN*,由anSnnn2,得an1Sn1(n1)(n1)2

两式相减得ann,因此数列{an}的通项公式为ann.

(2)(1)bn2n5n

bn1bn[2n15(n1)](2n5n)2n5.

n≤2时,bn1bn<0

bn1<bnb1>b2>b3

n≥3时,bn1bn>0

bn1>bnb3<b4<b5<…

所以数列{bn}的最小项为b3235×3=-7.

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