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选择性必修二

第01讲 4.1数列的概念

学习目标

第01讲 4.1数列的概念

课程标准学习目标
①了解数列的有关概念(项、项的表示)。 ②了解数列的表示方法(列表、图象、通项公式)。 ③了解数列是特殊的函数。 会依据若干项求通项公式或某一项,能利用递推公式求解数列中的项或通项公式,并能借助数列的单调性求数列的最大项与最小项。

知识清单

知识点01:数列的概念

1、数列的概念

一般地,我们把按照确定的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.数列的第一个位置上的数叫做这个数列的第1项,常用符号表示,第二个位置上的数叫做这个数列的第2项,用表示……第个位置上的数叫做这个数列的第项,用表示.其中第1项也叫做首项.

数列的一般形式是,,…,,…,简记为.

2、数列与函数的关系

由于数列中的每一项与它的序号有下面的对应关系:

所以数列是从正整数集(或它的有限子集{1,2,…,})到实数集的函数,其自变量是序号,对应的函数值是数列的第项,记为.

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,,…,,…就是数列.

另一方面,对于函数,如果()有意义,那么,,…,,…构成了一个数列.

知识点02:数列的分类

分类标准类型满足条件满足条件
项数有穷数列项数有限项数有限
项数无穷数列项数无限项数无限
项与项间的大小关系递增数列其中
项与项间的大小关系递减数列其中
项与项间的大小关系常数列其中

知识点03:数列的通项公式

如果数列的第项与它的序号之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.

知识点04: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,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.

知识点05:数列的性质

1、数列的单调性

若数列满足对一切正整数,都有(或者),则称数列为递增数列(递减数列);

①求数列中最大项方法:当时,则是数列最大项;

②求数列中最小项方法:当时,则是数列最小项;

知识点06:数列的前项和

1、数列前项和的概念

我们把数列从第1项起到第项止的各项之和,称为数列的前项和,记作,即

2、数列前项和与通项的关系

当时,

当时,

化简得:

所以:

题型精讲

【即学即练1】(2023春·新疆塔城·高二塔城市第三中学校考阶段练习)下列说法正确的是(    )

A.数列与数列是相同的数列

B.数列0,2,4,6,8,…,可记为,

C.数列的第项为

D.数列既是递增数列又是无穷数列

【即学即练2】(2023春·湖北·高二校联考期中)下列通项公式中,对应数列是递增数列的是(    )

A.B.

C.D.

【即学即练3】(2023春·上海浦东新·高一华师大二附中校考期末)已知数列的前项和为,且,则数列的通项公式 .

题型01数列的概念及分类

【典例1】(多选)(2023·全国·高三专题练习)下列结论正确的是(    )

A.数列1,2,3与3,2,1是两个不同的数列.

B.任何一个数列不是递增数列,就是递减数列.

C.若数列用图象表示,则从图象上看是一群孤立的点.

D.若数列的前n项和为,则对任意,都有.

【典例2】(2023秋·江苏苏州·高二吴江中学校考阶段练习)下列说法中正确的是(    )

A.如果一个数列不是递增数列,那么它一定是递减数列

B.数列1,0,,与,,0,1是相同的数列

C.数列的第k项为

D.数列0,2,4,6,可记为

【典例3】(2023·全国·高二专题练习)已知函数,设,则下列说法中错误的是(    )

A.是无穷数列B.是递增数列

C.不是常数列D.中有最大项

【变式1】(2023·高二课时练习)下列数列中,既是递增数列又是无穷数列的是(  )

A.-1,-2,-3,-4,…B.-1,-,-,-,…

C.-1,-2,-4,-8,…D.1,,,,…,

【变式2】(2023秋·福建漳州·高二校考阶段练习)已知,则数列是(    )

A.递增数列B.递减数列

C.常数列D.不确定

【变式3】(2023春·高二校考课时练习)下列叙述不正确的是(    )

A.1,3,5,7与7,5,3,1是相同的数列B.1,3,1,3,…是常数列

C.数列0,1,2,3,…的通项公式为D.数列是递增数列

题型02根据数列的前几项求通项公式

【典例1】(2023·全国·高二随堂练习)根据下列数列的前4项,写出它的一个通项公式:

(1)0,1,0,1,…;

(2)7,77,777,7777,…;

(3),,,,…;

(4),,,,….

【典例2】(2023·全国·高二课堂例题)观察下面各数列,试着找出它的一个通项公式:

(1)2,4,2,4,…;

(2)9,99,999,9999,…:

(3),,,,….

【变式1】(2023秋·甘肃张掖·高二高台县第一中学校考阶段练习)数列{an}:1,, , ,…,的一个通项公式是(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(2023·全国·高二随堂练习)写出下面各数列的一个通项公式:

(1),,,,……

(2),,,,……

题型03数列中具体某项的求解与判断

【典例1】(2023秋·高二课时练习)已知数列的通项公式为,是否是该数列中的项?若是,是第几项?

【典例2】(2023·全国·高二随堂练习)已知无穷数列,,,…,,….

(1)求这个数列的第10项和第31项.

(2)是不是这个数列中的项?如果是,是第几项?

(3)证明:不是这个数列中的项.

【变式1】(2023·全国·高二随堂练习)在数列中,,,通项公式,其中p,q为常数,.

(1)求的通项公式;

(2)88是否是数列中的项?

题型04利用递推关系求数列的项或通项

【典例1】(2023春·四川遂宁·高二射洪中学校考阶段练习)下面图形由小正方形组成,请观察图①至图④的规律,并依此规律,写出第n个图形中小正方形的个数是(    )

A.B.C.D.

【典例2】(2023秋·福建厦门·高三厦门一中校考阶段练习)如图所示,九连环是中国传统民间智力玩具,以金属丝制成9个圆环,解开九连环共需要256步,解下或套上一个环算一步,且九连环的解下和套上是一对逆过程.九连环把玩时按照一定得程序反复操作,可以将九个环全部从框架上解下或者全部套上.将第个圆环解下最少需要移动的次数记为,已知,按规则有,则解下第5个圆环最少需要移动的次数为(    )

A.4B.7C.16D.31

【典例3】(2023·高二课时练习)如图,将正三角形的每一条边三等分,并以每一条边上居中的一条线段为边向外作正三角形,便得到第1条“雪花曲线”(如图(乙)的实线部分),对第1条“雪花曲线”的边重复上述作法,便得到第2条“雪花曲线”(如图(丙)),这样一直继续下去,得到一系列的“雪花曲线”. 设第n条“雪花曲线”有条边.

(1)写出的值.

(2)求出数列的递推公式.

【变式1】(2023春·贵州·高二校联考阶段练习)“斐波那契数列”由十三世纪意大利数学家列昂纳多-斐波那契发现,因为斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称该数列为“兔子数列”.已知数列为“斐波那契数列”且满足:,则(    )

A.12B.16C.24D.39

【变式2】(2023春·湖北·高二黄石二中校联考阶段练习)数列满足,且对,恒有,则(    )

A.2021B.2023C.2035D.2037

【变式3】(2023春·四川眉山·高三校考开学考试)图一是美丽的“勾股树”,它是一个直角三角形分别以它的每一边向外作正方形而得到.图二是第1代“勾股树”,重复图二的作法,得到图三为第2代“勾股树”,以此类推,已知最大的正方形面积为1,则第n代“勾股树”所有正方形的个数与面积的和分别为(    )

A.;nB.;

C.;nD.;

题型05数列的单调性的判断及其应用

【典例1】(2023秋·浙江·高三校联考阶段练习)已知,则“”是“数列是递增数列”的(    )

A.充分不必要条件B.必要不充分条

C.充要条件件D.既不充分又不必要条件

【典例2】(2023·全国·高二随堂练习)已知下列数列的通项,画出数列的图象,并判断数列的增减性.

(1);

(2).

【典例3】(2023·全国·高二随堂练习)判断下列数列的单调性:

(1);

(2);

(3);

(4).

【变式1】(2023秋·福建宁德·高二福建省宁德第一中学校考阶段练习)数列的通项公式为,那么“”是“为递增数列”的(    )

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

【变式2】(多选)(2023秋·高二课时练习)下列数列是单调递增数列的有(    )

A.B.

C.D.

【变式3】(2023·全国·高二课堂例题)已知函数,设数列的通项公式为,其中;

(1)求证:;

(2)判断是递增数列还是递减数列,并说明理由.

题型06求数列中的最大(小)项

【典例1】(2023·全国·高三专题练习)已知数列的通项公式为,其最大项和最小项的值分别为(  )

A.1,B.0,C.,D.1,

【典例2】(2023·全国·高三专题练习)已知数列的通项公式为,则当最小时,(    )

A.9B.10C.11D.12

【典例3】(2023秋·高二课时练习)已知数列的通项公式为,试判断数列的单调性,并判断该数列是否有最大项与最小项.

【变式1】(2023·全国·高二随堂练习)已知,求该数列前30项中的最大项和最小项.

【变式2】(2023·全国·高二随堂练习)已知数列的通项公式为,画出该数列的图象,并判断该数列是否有最大项,若有,指出第几项最大;若没有,试说明理由.

【变式3】(2023秋·高二课时练习)已知数列的通项公式为.

(1)写出这个数列的前5项.

(2)这个数列有没有最小的项?如果有,是第几项?

题型07与周期有关的数列问题

【典例1】(2023秋·云南曲靖·高三校考阶段练习)数列满足,且,则数列的前2024项的和(    )

A.B.C.D.

【典例2】(2023秋·江西宜春·高三江西省宜丰中学校考阶段练习)数列满足,若,则等于(    )

A.B.C.D.

【典例3】(2023秋·江苏淮安·高三江苏省清浦中学校联考阶段练习)数列满足,则 .

【变式1】(2023秋·福建厦门·高三厦门大学附属科技中学校考阶段练习)若数列满足,,,则(    )

A.B.-2C.3D.

【变式2】(2023秋·云南曲靖·高三曲靖一中校考阶段练习)已知数列的前项和为,设,,则(    )

A.B.C.D.1012

【变式3】(2023秋·湖南株洲·高二株洲二中校考阶段练习)已知数列中,,则 .

题型08根据数列的前项和求

【典例1】(2023秋·上海黄浦·高二格致中学校考阶段练习)已知数列的前项和(为正整数),则此数列的通项公式 .

【典例2】(2023秋·天津和平·高三天津市第二十一中学校考阶段练习)已知是数列的前n项和,且满足,则数列的通项公式 .

【典例3】(2023秋·上海徐汇·高二上海民办南模中学校考阶段练习)若数列的前项和为,则 .

【变式1】(2023·全国·高二专题练习)已知数列满足,则数列的通项公式为 .

【变式2】(2023秋·河北邢台·高二邢台市第二中学校考期末)已知数列的前n项和,则数列的通项公式为 .

【变式3】(2023春·新疆喀什·高二校考阶段练习)已知数列的前n项和,则数列的通项公式为 .

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(2023秋·甘肃金昌·高二永昌县第一高级中学校考阶段练习)数列-4,7,-10,13,…的一个通项公式为(    )

A.B.

C.D.

2.(2023春·广东深圳·高二深圳第三高中校考期中)已知数列满足,若,则(    )

A.2B.C.D.

3.(2023秋·福建宁德·高二福建省宁德第一中学校考阶段练习)记为数列的前项和,若,则(    )

A.B.C.D.

4.(2023·广西南宁·南宁二中校联考模拟预测)设数列满足,则(    )

A.7B.C.D.

5.(2023·河南·校联考模拟预测)《几何原本》是一部不朽的数学巨著,在这本书的第10卷中给出了“穷竭法”的基本命题.所谓“穷竭”指的是一个变量,它可以小于任意给定的量.根据穷竭法的基本命题,设数列满足,,,…,,…,若,则m可能取到的最大值为(    ).

A.5B.6C.7D.8

6.(2023春·辽宁沈阳·高二校联考期中)在数列,,,,…,,…中,是它的(    )

A.第8项B.第9项C.第10项D.第11项

7.(2023春·福建福州·高二校联考期中)如下图,在平面直角坐标系中的一系列格点,其中且.记,如记为,记为,记为,以此类推;设数列的前项和为,则(    )

A.1B.0C.—1D.2

8.(2023秋·高二课时练习)已知数列满足,若为递增数列,则的取值范围是(    )

A.B.

C.D.

二、多选题

9.(2023·全国·高三专题练习)(多选)数列1,2,1,2,…的通项公式可能为(  )

A.B.

C.D.

10.(2023·全国·高二专题练习)已知数列满足:(),且数列是递增数列,则实数a的可能取值是(   )

A.2B.C.D.3

三、填空题

11.(2023·全国·高三专题练习)数列中,,则此数列最大项的值是 .

12.(2023·江苏盐城·盐城中学一模)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中华传统文化中隐藏的世界数学史上第一道数列题,其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则第11项是

四、解答题

13.(2023·全国·高三对口高考)已知数列的通项公式是,试求的取值范围,使得数列为递增数列.

14.(2023春·黑龙江鸡西·高二鸡西市第四中学校考期中)已知数列.

(1)这个数列的第4项是多少?

(2)150是不是这个数列的项?若是,求出它是第几项;若不是,请说明理由;

(3)该数列从第几项开始各项都是正数?

B能力提升

1.(2023秋·北京·高三北京二十中校考阶段练习)已知数列具有性质 P:对任意与两数中至少有一个是该数列中的一项,给出下列三个结论:

①数列0,2,4,6具有性质P;

②若数列A具有性质P,则;

③若数列具有性质 P,则.

其中,正确结论的个数是(    )

A.3B.2C.1D.0

2.(2023春·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中校考期中)数列的通项公式为,已知其为单调递增数列,则的取值范围为(    )

A.B.C.D.

3.(2023秋·高二课时练习)已知数列满足,,若对于任意都有,则实数的取值范围是(    )

A.B.C.D.

4.(2023秋·高二课时练习)已知数列的前n项和为.求数列的通项公式.

5.(2023·全国·高三专题练习)设各项均为正数的数列的前项和为,且满足,.

(1)求的值;

(2)求数列的通项公式.