数列问题新情境,理解题意最关键
[典例] (2016·全国卷Ⅲ)定义“规范01数列”{an}如下:{an}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,ak中0的个数不少于“1”的个数.若m=4,则不同的“规范01数列”共有( )
A.18个 C.14个 [方法演示] 法一:列表法
根据题意得,必有a1=0,a8=1,则将0,1进行具体的排法一一列表如下:
B.16个 D.12个
由上述表格可知,不同的“规范01数列”共有14个. 法二:列举法
根据题意可得,必有a1=0,a8=1,而其余的各项:a1,a2,…,a8中有三个0和三个1,并且满足对任意k≤8,a1,a2,…,a8中“0”的个数不少于“1”的个数.可以一一列举出不同“规范01数列”,除第一项和第八项外,中间六项的排列如下:000111,001011,001101,001110,010011,010101,010110,011001,011010,100011,100101,100110,101001,101010,共14个.
(理)法三:分类计数法
根据题意可得该“规范01数列”共有八项,其中a1=0,a8=1,则不同的“规范01数列”的前四项按照“0”的个数进行分类讨论:若前四项全为0,则后四项一定全为1,这样的“规范01数列”只有1个;若前四项有3个0,则前四项的排列有3种,后四项的排列也有3种,这样的“规范01数列”有3×3=9个;若前四项有2个0,则前四项的排列有2种,后四项的排列也有2种,这样的“规范01数列”有2×2=4个.故不同的“规范01数列”的总数为14种.
(理)法四:填“空”格法
根据题意可得该“规范01数列”共有八项,其中,a1=0,a8=1,则不同的“规范01数列”采用“0,1”填“空”的方式计数.具体如下:
将“规范01数列”的八个项按照序号从小到大的方式以“空”格形式表示,再用“0,1”
去填“空”格.可以得到一些不同的“规范01数列”.
第7个“空”格填“1”,则其余5个“空”格只需选2个“空”格填“1”,然后再排除第2个和第3个“空”格连排“1”的情况,有C25-1=9(种);
第7个“空”格填“0”,显然第6个“空”格只能填“1”,再对第5个“空”格分类讨论:若第5个“空”格填“0”,第4个“空”格只能填“1”的方法只有2种;若第5个“空”格填“1”,那么最后一个“1”可以任意排的方法只有3种.故不同的“规范01数列”共有9+2+3=14种.
答案:C [解题师说]
可以从以下三个方面解决此类问题.
(1)提取新定义的信息,明确新定义的名称和符号;
(2)深刻理解新定义的概念、法则、性质,纵横联系探求解题方法,比较相近知识点,明确不同点;
(3)对新定义中提取的知识进行等价转换,其中提取、化归与转化是解题的关键,也是解题的难点.
新定义问题的解题思路为:
①若新定义是运算法则,直接按照运算法则计算即可;
②若新定义是性质,要判断性质的适用性,能否利用定义外延;也可用特殊值排除等方法.
[应用体验]
1.(2018·茂名一模)我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金箠,长五尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重4斤,在细的一端截下1尺,重2斤,问依次每一尺各重多少斤?”根据上题的已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,问第二尺与第四尺的重量之和为( )
A.6斤 C.9.5斤
B.9斤 D.12斤
解析:选A 依题意, 金箠由粗到细各尺的重量构成一个等差数列,设首项a1=4,则a5=2,由等差数列的性质得a2+a4=a1+a5=6,所以第二尺与第四尺的重量之和为6斤.
2.已知数列{an}中,a1=3,an+1=[an]+与小数部分),则〈a2 018〉=( )
A.3-1 B.3-13+1
C.2-1 D. 23
1
([a]与〈an〉分别表示an的整数部分〈an〉n
解析:选B 因为a1=3,an+1=[an]+=1+
1,所以[a1]=1,〈a1〉=3-1,所以a2
〈an〉
3-13-1121=2+,a3=2+=4+(3-1),a4=4+=5+,a5=5
223-13-13-1
+
3-13-121=7+(3-1),a6=7+=8+,…,〈a2n-1〉=3-1,〈a2n〉=,
223-13-1
3-1
. 2
一、选择题
1.在数列{an}中,若存在非零整数T,使得am+T=am对于任意的正整数n均成立,那
所以〈a2 018〉=
么称数列{an}为周期数列,其中T叫做数列{an}的周期.若数列{xn}满足xn+1=|xn-xn-1|(n≥2,n∈N),如x1=1,x2=a(a∈R,a≠0),当数列{xn}的周期最小时,该数列的前2 018项的和是( )
A.672 C.1 344
B.673 D.1 346
解析:选D 要使周期最小,即使得第一项之后的各项中尽早出现1,又已知第二项不应是0,所以1,0,1,0不符合.所以1,1,0,1,1,0,…,周期为3.又2 018=3×672+2,所以S2
018=1+1+2×672=1 346.
2.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )
A.1盏 C.5盏
B.3盏 D.9盏
解析:选B 每层塔所挂的灯数从上到下构成等比数列,记为{an},则前7项的和S7
a1?1-27?=381,公比q=2,依题意,得=381,解得a1=3.
1-2
3.《九章算术》是我国古代数学名著,在其中有道“竹九节问题”:“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升.问中间二节欲均容各多少?”意思为:今有竹九节,下三节容量和为4升,上四节容量之和为3升,且每一节容量变化均匀(即每节容量成等差数列).问每节容量各为多少?在这个问题中,中间一节的容量为( )
7A. 267C. 66
37B. 3310D. 11
解析:选C 设从最下节往上的容量构成等差数列{an},公差为d.则