当前位置: 东星资源网 > 作文大全 > 读后感 > 正文

【二轮复习之数列突破】

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  数列在高考中占有重要的地位,这是因为数列知识是考查转化与化归、分类讨论、推理论证及探索问题能力的重要题源,容易命制背景新颖的试题,较好地体现高考的选拔功能.备战2012年高考,数列要重点关注三个方面:(1)关注求数列通项的方法;(2)关注数列求和的基本方法,如错位相减法、裂项法;(3)关注数列与其他数学知识模块综合问题.建议在熟练掌握等差和等比两类数列模型的基础上,突出掌握方法,尤其是通性通法,提高等价转化能力及思维的灵活性.
   1. 串联情况:虽然等差与等比数列有明显的定义区别,但它们在性质上却有许多相似的地方,例如“对于等差数列{an},若m+n=s+t,则am+an=as+at”, “对于等比数列{an},若m+n=s+t,则aman=asat”;又例如“对于等差数列{an},有Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也是等差数列”,“对于等比数列{an},有Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也是等比数列”,希望同学们认真体会.
   2. 考情分析:等差与等比数列是两类重要的数列模型,它们的综合运用仍然是高考的最大热点所在,高考命题专家既要依据两类数列模型的基本知识和性质命题,又要站在两类数列模型所提炼出的数学思想方法上进行拓展,做到“源于等差、等比数列,多角度考查非等差、等比数列”.
   3. 破解技巧:对于一个非等差、等比数列,我们往往通过待定系数法构造新数列,使得该新数列是等差、等比数列. 例如an=pan-1+q,我们可设an+x=p(an-1+x),从而x=,这样就有an+=pan-1+,从而可以得到一个等比数列an+.
   4. 经典例题:
   已知数列{an}中,a1=1,a2=3,且an+1=an+2an-1(n≥2).
   (1)设bn=an+1+λan,是否存在实数λ,使数列{bn}为等比数列. 若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
   (2)求数列{an}的前n项和Sn.
   破解思路 线性数列属于高等数学范畴,常用特征根法求通项公式. 然而,对于高中生要解决线性数列问题,往往是通过构造新的等比数列,运用等比数列知识,实现“降阶”过程,进而求出通项公式.
   经典答案 (1)法1:假设存在实数λ,使数列{bn}为等比数列,则b=b1b3,即(5+3λ)2=(3+λ)(11+5λ),所以λ=1或λ=-2.
   1°当λ=1时,bn=an+1+an,b1=a2+a1=4.
   当n≥2时,===2,所以,数列{bn}为首项是4、公比是2的等比数列.
   2°当λ=-2时,bn=an+1-2an,b1=a2-2a1=1.
   当n≥2时,===-1,所以数列{bn}为首项是1、公比是-1的等比数列.
   法2:假设存在实数λ,使数列{bn}为等比数列.
   当n≥2时,设=q,即a+λan=q(an+λan-1),即a=(q-λ)an+qλan-1.
   与已知an+1=an+2an-1比较,令q-λ=1,qλ=2,解得λ=1或λ=-2.
   所以存在实数λ,使数列{bn}为等比数列.
   当λ=1时,数列{bn}为首项是4、公比是2的等比数列;
   当λ=-2时,数列{bn}为首项是1、公比是-1的等比数列.
   (2)法1:由(1)知an+1+an=4×2n-1=2n+1(n≥1),当n为偶数时,Sn=(a1+a2)+(a3+a4)+(a5+a6)+…+(an-1+an)=22+24+26+…+2n==(2n+2-4).
   当n为奇数时,Sn=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(an-1+an)=1+23+25+…+2n=1+=(2n+2-5).
   故数列{an}的前n项和Sn=(2n+2-4),n为偶数,(2n+2-5),n为奇数.
   注:若将上述和式合并,即得Sn=(2n+2-4)+.
   法2:由(1)知an+1-2an=(-1)n+1(n≥1),所以-==-(n≥1).
   当n≥2时,=+-+-+…+-=+-+-+…+-=+=+•1--.
   因为=也适合上式,所以=+1--n-1(n≥1),所以an=[2n+1+(-1)n],所以Sn=[(22+23+24+…+2n+1)+(-1)1+(-1)2+(-1)3+…+(-1)n]=•+=•(2n+2-4)+.
   法3:由(1)可知,an+1+an=4×2n-1,an+1-2an=1×(-1)n-1,所以an=[2n+1+(-1)n].
   Sn=[(22-1)+(23+1)+(24-1)+(25+1)+…+(2n+(-1)n-1)+(2n+1+(-1)n)].
   当n为偶数时,Sn=(22+23+24+25+…+2n+2n+1)=×=(2n+2-4).
   当n为奇数时,Sn=[(22+23+24+25+…+2n+2n+1)-1]=×-1=(2n+2-5).
   故数列{an}的前n项和Sn=(2n+2-4),n为偶数,(2n+2-5),n为奇数.
   注:若将上述和式合并,即得Sn=(2n+2-4)+.
   1. 串联情况:解析几何搭建了数与形的桥梁,数列与解析几何的综合交汇,不仅强化了数与形的关系,而且突出了数列在解析几何中的工具性,侧面反映出解析几何背景下的数列应用.
   2. 考情分析:从近几年数列高考试题看,命题呈现形式多样化,思维角度呈现复杂化,其中一种模式就是站在解析几何的基础上,考查数列建模能力和应用能力,问题解决甚至还需要借助函数知识,这就需要同学们有较强的数学综合能力.
   3. 破解技巧:数列与解析几何的综合,往往从探究数列递推关系开始,探究历程往往是“探寻递推公式→演变成通项公式→①数列前n项和的研究;②通项公式的延续拓展”,所以其突破关键是要探究点与点的关系,挖掘数列的递推关系.
   4. 经典例题:
   如图1所示,B1,B2,B3,…,Bn,…顺次为曲线y=(x>0)上的点,A1,A2,A3,…,An,…顺次为x轴上的点,且△OB1A1,△A1B2A2,△A2B3A3,…均为等腰直角三角形(其中B1,B2,B3,…,Bn,…为直角顶点),设An的坐标为(xn,0)(n∈N).
  图1
   (1)求数列{xn}的通项公式;
   (2)设Sn为数列的前n项和,
  试证明:Sn>-1.
   破解思路 第1问的突破口是探寻数列{xn}的递推关系,即xn与xn+1的关系,探究过程是“xn与xn+1的关系”←“An与An+1的联系”←“借助Bn+1,An与An+1发生关系,形成三角关系链”. 第2问的突破口是灵活运用拆分构造法或裂项求和法,牢牢地抓住数列通项进行放缩求解.
   拆分构造法:因为-1=(-)+(-)+…+(-1),所以要证Sn>-1,即证>-.
   说明:常见的还有积的拆分,例如=••…•×等.
   裂项求和法:=>=-.
   说明:常见的裂项技巧还有=-,=(-),=-,=-,>=-,    经典答案 (1)由y=(x>0)且y=x得点B1的坐标是(1,1),所以x1=x+y=2.
   因为直线AnBn+1的方程为y=x-xn,联立y=(x>0),得点Bn+1的坐标,,所以xn+1=x+y=,即x-x=4,所以x=4+4(n-1)=4n,所以xn=2或 -2(舍去).
   (2)因为=>=-,所以Sn=++…+>(-)+(-)+…+(-)=-1.
   说明:探究问题的变式可以开阔眼界,拓展思维. 此问可以变为试比较loga(Sn+1)与loga(n+1)的大小(其中a>0且a≠1).
   1. 串联情况:数列是函数概念的继续和延伸,将单调性、最值、周期、对称性及分类思想应用到数列中自然是情理之事. 数列与函数的综合,主要体现在将数列问题转化为函数问题,充分利用函数性质进行解答,这往往需要同学们养成良好的函数解题思维习惯,主动构造函数.
   2. 考情分析:分析近几年高考数列试题,不难发现,许多数列不等式问题、最值问题、恒成立问题和探究性问题,实质考查同学们的问题转化能力,将数列问题转化为函数问题,然后借助导数工具,达到解决问题的目的,其思维过程是“数列问题函数问题导数问题”
   3. 破解技巧:数列与函数的综合应用问题突破口是函数思想的灵活运用,要能够主动构造函数,借助导数等工具解答.
   4. 经典例题:
   给定数列{an},若满足a1=a(a>0且a≠1),对于任意的n,m∈N,有an+m=an•am,则称该数列为指数数列.
   (1)定义在R上的函数y=f(x)满足f(x)f(y)=f(x+y),当x>0时, f(x)>1,若数列{an}满足a1=2,f(an+1)=(n∈N),试证明数列{an}是指数数列.
   (2)若数列{an}是指数数列,a1=(t∈N),
   ①当n≥2,n∈N时,求证:an>1-;
   ②求证:数列{an}的任意三项都不构成等差数列.
   破解思路 该题模仿指数函数,定义了指数数列,这类试题的特点是给出了中学数学内容中没有遇到过的新知识,它可以是新的概念、新的定义、新的定理或新的规则、新的情景. 解决这类题目首先要读懂新概念,理解新情景,获取有效信息,然后根据这个新知识作进一步演算或推理,综合运用新的信息和数学知识,分析、解决新情景问题. 第1问的突破口是探究抽象函数y=f(x)的单调性,从而脱去符号“f”,得出数列{an}的递推关系. 第2问的突破口是数学归纳法和反证法.
   经典思路 (1)因为f(x)f(y)=f(x+y),故有f(0)f(1)=f(1).
   又当x>0时, f(x)>1,故f(1)≠0,所以f(0)=1>0;
   当x0,由f(x)f(-x)=f(0),得f(x)=>0,所以对于任意实数x, f(x)>0恒成立.
   任取x1,x2∈R,且x10,因为f(x2)-f(x1)=f[x1+(x2-x1)]-f(x1)=f(x1)[f(x2-x1)-1]>0,所以f(x2)>f(x1),故函数y=f(x)在R上单调递增.
   因为f(an+1)=,所以f(an+1-2an)=f(0),所以an+1-2an=0,即an+1=2an,数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,所以an=2n,显然对于任意的n,m∈N,恒有an+m=an•am,而且a1=2,所以数列{an}是指数数列.
   (2)因为数列{an}是指数数列,故对于任意的n,m∈N,有an+m=an•am,所以令m=1,则an+1=an•a1=an,所以{an}是公比为,首项为的等比数列,故an=.
   ①证明:(用数学归纳法证明)
   当n=2时,左边==1->1-=右边,不等式成立;
   假设当n=k(k∈N,k≥2)时,不等式成立,即ak>1-.
   因为ak+1==•=ak•1-,所以ak+1>1-•1->1-,所以当n=k+1时,不等式也成立.
   综上所述,当n≥2,n∈N时,不等式都成立.
   ②假设数列{an}中存在三项au,av,aw构成等差数列,不妨au>av>aw,则u23n2-13n.
   破解思路 尽管高考考纲对递推数列仅要求“了解递推公式是给出数列的一种方法,并能根据递推公式写出数列的前几项”,但实际命题中常涉及一些简单的由递推数列求通项的问题,其中包括Sn与an的递推关系,对此同学们要引起注意. 第1问的突破口是先“消元”,再构造等比数列求解,其中消元既可消去an+1,也可消去Sn. 由an+1=Aan+f(n)的递推式求通项的重点是转化思想的运用,常通过待定系数法构造新的等比数列:
   ①形如an+1=Aan+B(A≠1且AB≠0). 设an+1+x=A(an+x)(其中x是待定的系数),所以(A-1)x=B,x=,故{an+是等比数列.
   ②形如an+1=Aan+Bn+C(A≠1且AB≠0). 设an+1+x(n+1)+y=A(an+xn+y)(其中x,y是待定的系数),所以(A-1)x=B,
  (A-1)y-x=C,即x=,
  y=+,所以{an+n++是等比数列.
   ③形如an+1=Aan+B•Cn+1(A≠C,C>0,C≠1). 常变形为=•+B,设bn=,故bn+1=bn+B,根据①可得bn+是等比数列,进而求an.
   ④形如an+1=Aa(A>0,B≠1). 常变形为lgan+1=Blgan+lgA,设bn=lgan,故bn+1=Bbn+lgA,根据①可得bn+是等比数列,进而求an.
   第2问的实质是求数列{an}的前n项和Sn,用错位相减法.
   若数列{an}满足:an=bn•cn,{bn}是等差数列,{cn}是等比数列,求其前n项的和常用错位相减法. 解答由三步组成,设等差数列{bn}的公差为d,等比数列{cn}的公比为q.
   第一步:列方程
  Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an,…………(1)
  qSn=qa1+qa2+qa3+…+qan-1+qan;…(2)
   第二步:作差,(1)-(2)得(1-q)•Sn=a1+d(c2+c3+…+cn)-qan;
   第三步:化简,当q≠1时,Sn=+.
   经典答案 (1)法1:消元an法. 因为an+1=Sn+n+5,所以Sn+1-Sn=Sn+n+5,即Sn+1=2Sn+n+5.
   设Sn+1+x(n+1)+y=2(Sn+xn+y),所以x=1,y=6,故Sn+1+(n+1)+6=2(Sn+n+6).
   因为当n=1时,Sn+n+6=12≠0,所以{Sn+n+6}是首项为12,公比为2的等比数列,所以Sn+n+6=12•2n-1,即Sn=3•2n+1-n-6,所以an=S1(n=1),
  Sn-Sn-1(n≥2)=5(n=1),
  3•2n-1(n≥2)=3•2n-1.
   法2:消元Sn法. 因为an+1=Sn+n+5,所以当n≥2时,an=Sn-1+n+4,所以an+1=2an+1,所以an+1+1=2(an+1).()
   因为a1+1=6,a2=S1+1+5=11,故当n=1时,()式也成立,所以{an+1}是首项为6,公比为2的等比数列,所以an+1=6•2n-1,故an=3•2n-1.
   (2)因为f(x)=a1x+a2x2+…+anxn, f ′(x)=a1+2a2x+…+nanxn-1,所以f ′(1)=a1+2a2+…+nan=(3×2-1)+2(3×22-1)+…+n(3×2n-1)=3(2+2×22+…+n×2n)-(1+2+…+n).
   设Tn=2+2×22+…+n×2n,2Tn=22+2×23+…+n×2n+1,两式相减得-Tn=2+22+23+…+2n-n×2n+1,Tn=-+n×2n+1=(n-1)•2n+1+2,所以f ′(1)=3(n-1)•2n+1-+6.
   当n≥3,n∈N时,要证2f ′(1)>23n2-13n,只要证2n>2n+1.
   (构造函数法)引入函数g(x)=2x-(2x+1)(x≥3).
   当x≥3时,g′(x)=2xln2-2≥8×ln2-2=2ln>0,所以函数g(x)=2x-(2x+1)在[3,+∞)上单调递增,故g(x)≥g(3)=1>0. 原不等式成立.
   (二项式放缩法)当n≥3时,2n=(1+1)n=C+C+…+C+C,所以2n≥2n+2>2n+1,原不等式成立.
   (数学归纳法)略.
   在数列{an}中,a1=1,a2=2,当n∈N时,a2n-1,a2n,a2n+1成等差数列,a,a,a成等比数列.
   (1)求数列{an}的通项公式;
   (2)设bn=(n∈N),求数列{bn}所有项中的最小项.
   破解思路 本题站在等差数列和等比数列上,考查创新推理论证能力和运算求解能力,对归纳推理、数学归纳法、分类讨论等重要数学思想方法进行了全面检测. 第1问的突破口是由特殊到一般进行归纳推理,处理过程是“多写项→找规律→再证明”. 第2问的突破口是依据数列的单调性求最大(小)项,既可以构造函数,凭借导数知识判断函数的单调性,从而得出数列的单调性,由此求最值,也可以从数列的单调性定义判断,遵循“作差→化简→判断正负→得结论”的解答过程.
   经典答案 (1)因为a2n-1,a2n,a2n+1成等差数列,所以2a2n=a2n-1+a2n+1.
   因为a1=1,a2=2,所以a3=3. 因为a2n,a2n+1,a2n+2成等比数列,所以a=a2n×a2n+2. 因为a3=3,a2=2,所以a4=.
   同理,可求得a5=6,a6=8,a7=10,a8=,所以猜想a2n-1=,a2n=,n∈N,用数学归纳法证明,如下.
   ①当n=1时,a2×1-1=a1=1,a2×1==2,猜想成立.
   ②假设n=k(k≥1,k∈N)时,猜想成立,即a2k-1=,a2k=,
  那么a2(k+1)-1=a2k+1=2a2k-a2k-1=2×-=,a2(k+1)=a2k+2==÷==,所以n=k+1时,猜想也成立.
   由①②知,根据数学归纳法原理,对任意的n∈N,猜想成立.
   所以当n为奇数时,
   an==;
   当n为偶数时,an==.
   (注:通项公式也可以写成an=n2+n+)
   (2)法1:构造函数法. 因为bn===n++1.
   引入函数f(x)=x++1(x>0),则bn=f(n)(n∈N).
   因为f ′(x)=-=,所以y=f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,所以f(1)>f(2)>…>f(63), f(64)b2>…>b63,b64b63,
   所以数列{bn}所有项中的最小项是第63项,b63=.
   法2:单调性法. 因为bn===n++1,所以bn+1-bn=+-==. 当n≤62时,bn+1-bn0,即bn+1>bn,所以b1>b2>…>b63,b63bn成立.
   破解思路 我们可以将着眼点放在等式a+a+a+…+a=S上,合理利用这个等式,不难得到数列{an}的通项公式,一旦获得通项公式an,接下来的问题就迎刃而解了.
   经典答案 (1)法1(数学归纳法):因为对任意n∈N,都有a+a+a+…+a=S,且数列{an}的各项都是正数,所以当n=1时,有a=S,解得a1=1,同理,当n=2时,解得a2=2,当n=3时,解得a3=3.
   假设当n=k时,ak=k成立,则当n=k+1时,因为a+a+a+…+a=S,a+a+a+…+a=S,两式相减得S+a=S,即S+a=(Sk+ak+1)2 ①.
   又由ak=k知Sk= ②,联立①②解得ak+1=k+1,所以an=n.
   法2(递推整理法):因为a+a+a+…+a=S,所以a+a+a+…++a+a=S,两式相减得a=S-S,整理得a=(Sn+1+Sn)(Sn+1-Sn),即a=Sn+1+Sn.
   同理,a=Sn+Sn-1(n≥2),两式相减得:a-a=an+an+1(n≥2),所以an+1-an=1(n≥2).
   又当n=1时,a2-a1=1,所以{an}是首项为1、公差为1的等差数列,显然an=n.
   (2)根据bn+1>bn得,3n+1+(-1)n•λ2n+1>3n+(-1)n-1λ2n ().
   ①当n为奇数时,()式即为3n+1-λ2n+1>3n+λ2n,整理得λ3n-λ2n,整理得λ>-,为使此式恒成立,只要当n=2时成立即可,即λ>-.
   综①②得-

标签:数列 复习 突破