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1、專題七 數(shù)列求和及綜合應(yīng)用 數(shù)列求和及綜合應(yīng)用主 干 知 識 梳 理熱 點 分 類 突 破真 題 與 押 題 3 高考對本節(jié)知識主要以解答題的形式考查以下兩個問題:1.以遞推公式或圖、表形式給出條件,求通項公式,考查用等差、等比數(shù)列知識分析問題和探究創(chuàng)新的能力,屬中檔題;2.通過分組、錯位相減等轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列的求和問題,考查等差、等比數(shù)列求和公式及轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用,屬中檔題考情解讀 主干知識梳理1.數(shù)列求和的方法技巧(1)分組轉(zhuǎn)化法有些數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將數(shù)列通項拆開或變形,可轉(zhuǎn)化為幾個等差、等比數(shù)列或常見的數(shù)列,即先分別求和,然后再合并. (2)錯位相減法這是
2、在推導等比數(shù)列的前n項和公式時所用的方法,這種方法主要用于求數(shù)列anbn的前n項和,其中an,bn分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列.(3)倒序相加法這是在推導等差數(shù)列前n項和公式時所用的方法,也就是將一個數(shù)列倒過來排列(反序),當它與原數(shù)列相加時若有公式可提,并且剩余項的和易于求得,則這樣的數(shù)列可用倒序相加法求和. (4)裂項相消法利用通項變形,將通項分裂成兩項或n項的差,通過相加過程中的相互抵消,最后只剩下有限項的和.這種方法,適用于求通項為 的數(shù)列的前n項和,其中an若為等差數(shù)列,則 . 常見的裂項公式: 2.數(shù)列應(yīng)用題的模型(1)等差模型:如果增加(或減少)的量是一個固定量時,該模型是等差模型,
3、增加(或減少)的量就是公差.(2)等比模型:如果后一個量與前一個量的比是一個固定的數(shù)時,該模型是等比模型,這個固定的數(shù)就是公比.(3)混合模型:在一個問題中同時涉及等差數(shù)列和等比數(shù)列的模型. (4)生長模型:如果某一個量,每一期以一個固定的百分數(shù)增加(或減少),同時又以一個固定的具體量增加(或減少)時,我們稱該模型為生長模型.如分期付款問題,樹木的生長與砍伐問題等.(5)遞推模型:如果容易找到該數(shù)列任意一項an與它的前一項an1(或前n項)間的遞推關(guān)系式,我們可以用遞推數(shù)列的知識來解決問題. 熱點一 分組轉(zhuǎn)化求和 熱點二 錯位相減法求和 熱點三 裂項相消法求和熱點分類突破 熱點四 數(shù)列的實際應(yīng)
4、用 例1等比數(shù)列an中,a1,a2,a3分別是下表第一、二、三行中的某一個數(shù),且a1,a2,a3中的任何兩個數(shù)不在下表的同一列.熱點一 分組轉(zhuǎn)化求和第一列第二列第三列第一行3 2 10第二行6 4 14第三行9 8 18 (1)求數(shù)列an的通項公式;思維啟迪 根據(jù)表中數(shù)據(jù)逐個推敲確定an的通項公式;解當a13時,不合題意;當a12時,當且僅當a26,a318時,符合題意;當a110時,不合題意.因此a 12,a26,a318,所以公比q3.故an23n1 (nN*). (2)若數(shù)列bn滿足:bnan(1)nln an,求數(shù)列bn的前n項和Sn. 思維啟迪 分組求和.解因為bnan(1)nln
5、an23n1(1)nln(23n1)23n1(1)nln 2(n1)ln 323n1(1)n(ln 2ln 3)(1)nnln 3,所以S n2(133n1)111(1)n(ln 2ln 3)123(1)nnln 3. 當n為偶數(shù)時,當n為奇數(shù)時, 在處理一般數(shù)列求和時,一定要注意使用轉(zhuǎn)化思想.把一般的數(shù)列求和轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列進行求和,在求和時要分析清楚哪些項構(gòu)成等差數(shù)列,哪些項構(gòu)成等比數(shù)列,清晰正確地求解.在利用分組求和法求和時,由于數(shù)列的各項是正負交替的,所以一般需要對項數(shù)n進行討論,最后再驗證是否可以合并為一個公式.思維升華 變式訓練1已知數(shù)列an中,a11,anan1( )n(
6、nN*).(1)求證:數(shù)列a2n與a2n1(nN*)都是等比數(shù)列;證明因為anan1( )n,an1an2( )n1,又a 11,a2 ,所以數(shù)列a1,a3,a2n1,是以1為首項, 為公比的等比數(shù)列;數(shù)列a2,a4,a2n,是以 為首項, 為公比的等比數(shù)列. (2)若數(shù)列an的前2n項和為T2n,令bn(3T2n)n(n1),求數(shù)列bn的最大項. bn13(n1)(n2)( )n1,所以b1b4bn,所以(b n)maxb2b3 . 例2設(shè)數(shù)列an的前n項和為Sn,已知a11,Sn12Snn1(nN*),(1)求數(shù)列an的通項公式;熱點二 錯位相減法求和思維啟迪n1時,Sn2Sn1n兩式相減
7、得an的遞推關(guān)系式,然后構(gòu)造數(shù)列求通項; 解Sn12Snn1,當n2時,Sn2Sn1n,an12an1,an112(an1),又S22S12,a1S11,a n12n,即an2n1(nN*). (2)若bn ,數(shù)列bn的前n項和為Tn,nN*,證明:Tn0,前n項和為Sn,S36,且滿足a3a1,2a2,a8成等比數(shù)列.(1)求an的通項公式;熱點三 裂項相消法求和思維啟迪 利用方程思想可確定a,d,寫出an; 解由S36,得a22.a3a1,2a2,a8成等比數(shù)列,(2d)(26d)42,解得d1或d ,d0,d1.數(shù)列a n的通項公式為ann. (2)設(shè)bn ,求數(shù)列bn的前n項和Tn的值
8、.思維啟迪 利用裂項相消法求Tn. 裂項相消法適合于形如 形式的數(shù)列,其中an為等差數(shù)列.思維升華 變式訓練3已知等差數(shù)列an是遞增數(shù)列,且滿足a4a715,a3a88.(1)求數(shù)列an的通項公式;解根據(jù)題意a3a88a4a7,a4a715,所以a 4,a7是方程x28x150的兩根,且a480,當n7時,由于S6570, 因為an是遞減數(shù)列,所以An是遞減數(shù)列.所以必須在第九年年初對M更新. 解答數(shù)列應(yīng)用題,與函數(shù)應(yīng)用題的求解過程類似,一般要經(jīng)過三步:(1)建模,首先要認真審題,理解實際背景,理清數(shù)學關(guān)系,把應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為數(shù)列問題;(2)解模,利用所學的數(shù)列知識,解決數(shù)列模型中的相關(guān)問題;(
9、3)釋模,把已解決的數(shù)列模型中的問題返回到實際問題中去,與實際問題相對應(yīng),確定問題的結(jié)果.思維升華 變式訓練4設(shè)某商品一次性付款的金額為a元,以分期付款的形式等額地分成n次付清,若每期利率r保持不變,按復(fù)利計算,則每期期末所付款是() 解析設(shè)每期期末所付款是x元,則各次付款的本利和為x(1r)n1x(1r)n2x(1r)n3x(1r)xa(1r)n,答案B 本講規(guī)律總結(jié)1.數(shù)列綜合問題一般先求數(shù)列的通項公式,這是做好該類題的關(guān)鍵.若是等差數(shù)列或等比數(shù)列,則直接運用公式求解,否則常用下列方法求解:(2)遞推關(guān)系形如a n1anf(n),常用累加法求通項. (3)遞推關(guān)系形如 f(n),常用累乘法
10、求通項.(4)遞推關(guān)系形如“an1panq(p、q是常數(shù),且p1,q0)”的數(shù)列求通項,常用待定系數(shù)法.可設(shè)an1p(an),經(jīng)過比較,求得,則數(shù)列an是一個等比數(shù)列.(5)遞推關(guān)系形如“an1panqn(q,p為常數(shù),且p1,q0)”的數(shù)列求通項,此類型可以將關(guān)系式兩邊同除以q n轉(zhuǎn)化為類型(4),或同除以pn1轉(zhuǎn)為用迭加法求解. 2.數(shù)列求和中應(yīng)用轉(zhuǎn)化與化歸思想的常見類型:(1)錯位相減法求和時,將問題轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列的求和問題求解.(2)并項求和時,將問題轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列求和.(3)分組求和時,將問題轉(zhuǎn)化為能用公式法或錯位相減法或裂項相消法或并項法求和的幾個數(shù)列的和求解. 提醒:運用錯位相減
11、法求和時,相減后,要注意右邊的n1項中的前n項,哪些項構(gòu)成等比數(shù)列,以及兩邊需除以代數(shù)式時注意要討論代數(shù)式是否為零. 3.數(shù)列應(yīng)用題主要考查應(yīng)用所學知識分析和解析問題的能力.其中,建立數(shù)列模型是解決這類問題的核心,在解題中的主要思路:首先構(gòu)造等差數(shù)列或等比數(shù)列模型,然后用相應(yīng)的通項公式與求和公式求解;通過歸納得到結(jié)論,再用數(shù)列知識求解. 真題感悟 押題精練真題與押題 真題感悟1.(2013湖南)設(shè)Sn為數(shù)列an的前n項和,Sn(1)nan ,nN*,則:(1)a3_;(2)S1S2S100_. 真題感悟解析anSnSn1 真題感悟根據(jù)以上an的關(guān)系式及遞推式可求. 真題感悟 真題感悟2.(20
12、14課標全國)已知數(shù)列an滿足a11,an13an1.(1)證明an 是等比數(shù)列,并求an的通項公式;證明(1)由an13an1, 真題感悟 真題感悟因為當n1時,3n123n1, 真題感悟 押題精練1.如圖,一個類似楊輝三角的數(shù)陣,則第n(n2)行的第2個數(shù)為_. 押題精練解析由題意可知:圖中每行的第二個數(shù)分別為3,6,11,18,即a23,a36,a411,a518,a3a23,a4a35,a5a47,anan12n3,累加得:ana2357(2n3),ann22n3.答案n 22n3 押題精練2.秋末冬初,流感盛行,特別是甲型H 1N1流感.某醫(yī)院近30天每天入院治療甲流的人數(shù)依次構(gòu)成數(shù)列an,已知a11,a22,且an2an1(1)n(nN*),則該醫(yī)院30天入院治療甲流共有_人. 押題精練解析由于an2an1(1)n,所以a1a3a291,a2,a4,a30構(gòu)成公差為2的等差數(shù)列,所以a1a2a29a3015152 2255.故該醫(yī)院30天入院治療甲流的人數(shù)為255.答案255 押題精練3.已知數(shù)列bn滿足3(n1)bnnbn1,且b13.(1)求數(shù)列bn的通項公式;即數(shù)列b n的通項公式bnn3n. 押題精練 押題精練