第五章 数列
第一节 数列的概念与简单表示法
[考情展望] 1.以数列的前n项为背景写数列的通项.2.考查由数列的通项公式或递推关系,求数列的某一项.3.考查已知数列的递推关系或前n项和Sn求通项an.
一、数列的有关概念
概念 数列 数列的项 数列 的通项 通项公式 前n项和 按照一定顺序排列的一列数 数列中的每一个数 数列{an}的第n项an叫做数列的通项 数列{an}的第n项an与n之间的关系能用公式an=f(n)表达,这个公式叫做数列的通项公式 数列{an}中,Sn=a1+a2+…+an叫做数列的前n项和 二、数列的分类 分类标准 项数 类型 有穷数列 无穷数列 递增数列 项与项间 的大小关系 递减数列 常数列 an+1>an an+1 判断数列递增(减)的方法 (1)作差比较法: ①若an+1-an>0,则数列{an}为递增数列. ②若an+1-an=0,则数列{an}为常数列. ③若an+1-an<0,则数列{an}为递减数列. (2)作商比较法:不妨设an>0. ①若②若③若 an+1 >1,则数列{an}为递增数列. anan+1 =1,则数列{an}为常数列. anan+1 <1,则数列{an}为递减数列. an三、数列的表示方法 数列有三种表示方法,它们分别是列表法、图象法和解析法. 四、an与Sn的关系 若数列{an}的前n项和为Sn,通项公式为an, ??S1, 则an=? ?Sn-Sn-1, ? n=1, n≥2. 已知Sn求an的注意点 利用an=Sn-Sn-1求通项时,注意n≥2这一前提条件,易忽略验证n=1致误,当n=1时,a1若适合通项,则n=1的情况应并入n≥2时的通项;否则an应利用分段函数的形式表示. 1.已知数列{an}的前4项分别为2,0,2,0,则下列各式不可以作为数列{an}的通项公式的一项是( ) A.an=1+(-1) n+1 B.an=2sin nπ 2 C.an=1-cos nπ 【答案】 B ??2,n为奇数 D.an=? ?0,n为偶数? 2.在数列{an}中,a1=1,an=2an-1+1,则a5的值为( ) A.30 B.31 C.32 D.33 【答案】 B 3.已知数列{an}的通项公式为an= nn+1 ,则这个数列是 ( ) A.递增数列 C.常数列 【答案】 A 4.数列{an}的前n项和Sn=n+1,则an= . ??2 【答案】 ? ??2n-1 2 B.递减数列 D.摆动数列 n=1n≥2 5.若数列?n? ? n+4??n?中的最大项是第k项,则k= . ?3?? ?2?? 【答案】 4 21 6.(2013·课标全国卷Ⅰ)若数列{an}的前n项和Sn=an+,则{an}的通项公式是an33= . 【答案】 (-2) n-1 考向一 [083] 由数列的前几项归纳数列的通项公式 根据数列的前几项,写出下列各数列的一个通项公式. (1)-1,7,-13,19,…; (2)0.8,0.88,0.888,…; 115132961 (3),,-,,-,,…. 248163264 【尝试解答】 (1)符号可通过(-1)表示,后面的数的绝对值总比前面的数的绝对值大6, 故通项公式为an=(-1)(6n-5). 1?8888?(2)数列变为(1-0.1),(1-0.01),(1-0.001),…,∴an =?1-n?. 10?9999?(3)各项的分母分别为2222,…,易看出第2,3,4项的分子分别比分母少3.因此把 1,2,3,4 nn 2-3 第1项变为-, 2 2-32-32-32-3 原数列化为-1,2,-3,4,…, 22222-3 ∴an=(-1)·n. 2 nn1 2 3 4 规律方法1 1.求数列的通项时,要抓住以下几个特征. (1)分式中分子、分母的特征;(2)相邻项的变化特征;(3)拆项后的特征;(4)各项符号特征等,并对此进行归纳、化归、联想. 2.根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验,对于正负符号变化,可用(-1)或(-1) nn+1 来调整. 考向二 [084] 由递推关系求通项公式 根据下列条件,求数列的通项公式an. (1)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+2; (2)在数列{an}中,an+1= nn+2 an,a1=4; n(3)在数列{an}中,a1=3,an+1=2an+1. 【尝试解答】 (1)由an+1-an=2,把n=1,2,3,…,n-1(n≥2)代入,得(n-1)个式子, 累加即可得(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1) =2+2+2+…+2 n2 3 nn-1 2 ,所以an-a1= nn1-21-2 n-1 , 即an-a1=2-2,所以an=2-2+a1=2-1. 当n=1时,a1=1也符合, 所以an=2-1(n∈N). (2)由递推关系an+1= n* n+2an+1n+2 an,a1=4,有=, nanna2a34a45an-1n于是有=3,=,=,…,=, a1a22a33an-2n-2ann+1annn+1=,将这(n-1)个式子累乘,得=. an-1n-1a12 所以当n≥2时,an=2n(n+1)(n∈N). * nn+1 2 a1=2n(n+1).当n=1时,a1=4符合上式,所以an= (3)由an+1=2an+1得an+1+1=2(an+1),令bn=an+1, 所以{bn}是以2为公比的等比数列. 所以bn=b1·2 n-1 =(a1+1)·2 n+1 n-1 =2 n+1 , 所以an=bn-1=2-1(n∈N). * 规律方法2 递推式的类型 递推式 方法 叠加法 叠乘法 化为等比数列 化为等差数列 示例 an+1=an+f(n) an+1=f(n) anan+1=pan+q (p≠0,1,q≠0) an+1=pan+q·pn+1 (p≠0,1,q≠0) a1=1,an+1=an+2n an+1a1=1,=2n ana1=1,an+1=2an+1 a1=1,an+1=3an+3n+1 1对点训练 (2015·银川模拟)已知f(x)=.各项均为正数的数列{an}满足a1=1,an1+x+2 =f(an).若a2 014=a2 016,则a20+a11的值是 . 【答案】 135+3 26 考向三 [085] 由an与Sn的关系求通项an 已知数列{an}的前n项和Sn,求{an}的通项公式: (1)Sn=2n-3n; (2)Sn=3+b.(b为常数) 【尝试解答】 (1)a1=S1=2-3=-1, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1 =(2n-3n)-[2(n-1)-3(n-1)]=4n-5, 由于a1也适合此等式,∴an=4n-5. (2)a1=S1=3+b, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1 =(3+b)-(3 nn-1 2 2 2 n+b)=2·3 n-1 . 当b=-1时,a1适合此等式. 当b≠-1时,a1不适合此等式. ∴当b=-1时,an=2·3 n-1 ; ??3+b, n=1, 当b≠-1时,an=?n-1 ?2·3, n≥2.? 规律方法3 已知Sn求an时的三个注意点