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考点例析
1. 对等差、等比数列基本概念及运算的考查
本部分内容在高考中大都以填空题的形式出现,题目难度不大,属于中、低档题,主要涉及到数列的基本概念及基本的公式运算问题。
【例1】 设等比数列{an}的公比q=2,前n项和为Sn,则S4a2= .
解析 解法一:利用公式S4=a1(1-q4)1-q,a2=a1q,则S4a2=a1(1-q4)1-qa1q=1-24-2=152.
解法二:由题意,知S4=a1+a2+a3+a4=a22+a2+2a2+4a2,得S4a2=152.
点拨
本题在解法一中直接选择公式,求解S4较繁琐,而解法二中从定义出发,围绕a2 展开,可顺利解决此题,方法简捷方便。
2. 等差、等比数列基本性质的考查
本部分是高考的必考内容,主要以填空题的形式出现,一般为中、低档题,有时也在难度较大的解答题中出现性质的应用。
【例2】 已知{an}是等比数列,a2=2,a5=14,则a1a2+a2a3+…+anan+1= .
解析 本题主要考查等比数列通项的性质,由a5=14=a2•q3=2•q3,解得q=12.
数列anan+1仍是等比数列:其首项是a1a2=8,公比为14.
∴a1a2+a2a3+…+anan+1=81-14n1-14=323(1-4-n).
点拨
对于数列问题化归到基本量a1,d(q)是通法,但有时运算量较大,熟练运用性质能大幅度简化运算。
3. 等差、等比数列的综合应用
本内容往往出现在解答题的压轴题中,具有较高难度。
【例3】 将数列{an}中的所有项按每一行比上一行多一项的规则排成如下数表:
a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10……
记表中的第一列数a1,a2,a4,a7,…构成的数列为{bn},b1=a1=1.Sn为数列{bn}的前n项和,且满足2bnbnSn-S2n=1(n≥2).
(1) 证明数列1Sn成等差数列,并求数列{bn}的通项公式;
(2) 上表中,若从第三行起,第一行中的数按从左到右的顺序均构成等比数列,且公比为同一个正数.当a81=-491时,求上表中第k(k≥3)行所有项的和.
解析 (1) 证明:由已知,当n≥2时,2bnbnSn-S2n=1,又Sn=b1+b2+…+bn,
∴2(Sn-Sn-1)(Sn-Sn-1)Sn-S2n=12(Sn-Sn-1)-Sn-1Sn=11Sn-1Sn-1=12,
又S1=b1=a1=1.所以数列1Sn是首项为1,公差为12的等差数列.
由上可知1Sn=1+12(n-1)=n+12Sn=2n+1.
∴当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=2n+1-2n=-2n(n+1).
因此bn=1,n=1,-2n(n+1),n≥2.
(2) 设上表中从第三行起,每行的公比都为q,且q>0.
因为1+2+…+12=12×132=78,
∴表中第1行至第12行共含有数列{an}的前78项,故a81在表中第13行第三列,
因此a81=b13•q2=-491.又b13=-213×14,所以q=2.
记表中第k(k≥3)行所有项的和为S,
则S=bk(1-qk)1-q=-2k(k+1)•(1-2k)1-2=2k(k+1)(1-2k)(k≥3).
点拨
本题中已知an,Sn的等量关系,根据目标,统一到Sn上,用定义判断1Sn为等差数列,先确定Sn,由Sn求bn时,要紧扣定义,不要忽视验证n=1时是否满足通项公式,故本题用分段函数表示。
牛刀小试
1. 记等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=12,S4=20,则S6= .
2. 数列{an}是等差数列,公差d≠0,且a2 046+a1 978-a22 012=0,{bn}是等比数列,且b2 012=a2 012,则b2 010•b2 014= .
3. 已知数列{an}和{bn}满足:①a1<0,b1>0;②当ak-1+bk-12≥0时ak=ak-1,bk=ak-1+bk-12;当ak-1+bk-12<0时,ak=ak-1+bk-12,bk=bk-1(k≥2,k∈N*).
(1) 如果a1=-3,b1=7,试求a2,b2,a3,b3;
(2) 证明:数列{bn-an}是一个等比数列;
(3) 设n(n≥2)是满足b1>b2>b3>…>bn的最大整数,证明:n>log2a1-b1a1.
【参考答案】
1. 48.
2. 4.
3. (1) 因为a1+b12=2>0,所以a2=a1=-3,b2=a1+b12=2.
因为a2+b22=-12<0,所以a3=a2+b22=-12,b3=b2=2.
(2) 当ak-1+bk-12≥0时,bk-ak=ak-1+bk-12-ak-1=bk-1-ak-12;
当ak-1+bk-12<0时,bk-ak=bk-1-ak-1+bk-12=bk-1-ak-12.
因此不管哪种情况,都有bk-ak=bk-1-ak-12,所以数列{bn-an}是首项为b1-a1,
公比为12的等比数列.
(3) 由(2)可得bn-an=(b1-a1)12n-1 ,
因为b1>b2>b3>…>bn(n≥2),所以bk≠bk-1(2≤k≤n),
所以ak-1+bk-12<0不成立,所以ak-1+bk-12≥0.
此时对于2≤k≤n,都有ak=ak-1,bk=ak-1+bk-12,
于是a1=a2=…=an,所以bn=a1+(b1-a1)12n-1.
若an+bn2≥0,则bn+1=an+bn2,bn+1=a1+(b1-a1)12n,
所以bn+1-bn=a1+(b1-a1)12n-a1+(b1-a1)12n-1=-(b1-a1)•12n<0,
所以bn>bn+1,这与n是满足b1>b2>b3>…>bn(n≥2)的最大整数相矛盾,
因此n是满足an+bn2<0的最小整数.
an+bn2<0a1+(b1-a1)12n<0b1-a1-a1<2nlog2a1-b1a1
(作者:王文彬,江苏省太仓高级中学)
1. 对等差、等比数列基本概念及运算的考查
本部分内容在高考中大都以填空题的形式出现,题目难度不大,属于中、低档题,主要涉及到数列的基本概念及基本的公式运算问题。
【例1】 设等比数列{an}的公比q=2,前n项和为Sn,则S4a2= .
解析 解法一:利用公式S4=a1(1-q4)1-q,a2=a1q,则S4a2=a1(1-q4)1-qa1q=1-24-2=152.
解法二:由题意,知S4=a1+a2+a3+a4=a22+a2+2a2+4a2,得S4a2=152.
点拨
本题在解法一中直接选择公式,求解S4较繁琐,而解法二中从定义出发,围绕a2 展开,可顺利解决此题,方法简捷方便。
2. 等差、等比数列基本性质的考查
本部分是高考的必考内容,主要以填空题的形式出现,一般为中、低档题,有时也在难度较大的解答题中出现性质的应用。
【例2】 已知{an}是等比数列,a2=2,a5=14,则a1a2+a2a3+…+anan+1= .
解析 本题主要考查等比数列通项的性质,由a5=14=a2•q3=2•q3,解得q=12.
数列anan+1仍是等比数列:其首项是a1a2=8,公比为14.
∴a1a2+a2a3+…+anan+1=81-14n1-14=323(1-4-n).
点拨
对于数列问题化归到基本量a1,d(q)是通法,但有时运算量较大,熟练运用性质能大幅度简化运算。
3. 等差、等比数列的综合应用
本内容往往出现在解答题的压轴题中,具有较高难度。
【例3】 将数列{an}中的所有项按每一行比上一行多一项的规则排成如下数表:
a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10……
记表中的第一列数a1,a2,a4,a7,…构成的数列为{bn},b1=a1=1.Sn为数列{bn}的前n项和,且满足2bnbnSn-S2n=1(n≥2).
(1) 证明数列1Sn成等差数列,并求数列{bn}的通项公式;
(2) 上表中,若从第三行起,第一行中的数按从左到右的顺序均构成等比数列,且公比为同一个正数.当a81=-491时,求上表中第k(k≥3)行所有项的和.
解析 (1) 证明:由已知,当n≥2时,2bnbnSn-S2n=1,又Sn=b1+b2+…+bn,
∴2(Sn-Sn-1)(Sn-Sn-1)Sn-S2n=12(Sn-Sn-1)-Sn-1Sn=11Sn-1Sn-1=12,
又S1=b1=a1=1.所以数列1Sn是首项为1,公差为12的等差数列.
由上可知1Sn=1+12(n-1)=n+12Sn=2n+1.
∴当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=2n+1-2n=-2n(n+1).
因此bn=1,n=1,-2n(n+1),n≥2.
(2) 设上表中从第三行起,每行的公比都为q,且q>0.
因为1+2+…+12=12×132=78,
∴表中第1行至第12行共含有数列{an}的前78项,故a81在表中第13行第三列,
因此a81=b13•q2=-491.又b13=-213×14,所以q=2.
记表中第k(k≥3)行所有项的和为S,
则S=bk(1-qk)1-q=-2k(k+1)•(1-2k)1-2=2k(k+1)(1-2k)(k≥3).
点拨
本题中已知an,Sn的等量关系,根据目标,统一到Sn上,用定义判断1Sn为等差数列,先确定Sn,由Sn求bn时,要紧扣定义,不要忽视验证n=1时是否满足通项公式,故本题用分段函数表示。
牛刀小试
1. 记等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=12,S4=20,则S6= .
2. 数列{an}是等差数列,公差d≠0,且a2 046+a1 978-a22 012=0,{bn}是等比数列,且b2 012=a2 012,则b2 010•b2 014= .
3. 已知数列{an}和{bn}满足:①a1<0,b1>0;②当ak-1+bk-12≥0时ak=ak-1,bk=ak-1+bk-12;当ak-1+bk-12<0时,ak=ak-1+bk-12,bk=bk-1(k≥2,k∈N*).
(1) 如果a1=-3,b1=7,试求a2,b2,a3,b3;
(2) 证明:数列{bn-an}是一个等比数列;
(3) 设n(n≥2)是满足b1>b2>b3>…>bn的最大整数,证明:n>log2a1-b1a1.
【参考答案】
1. 48.
2. 4.
3. (1) 因为a1+b12=2>0,所以a2=a1=-3,b2=a1+b12=2.
因为a2+b22=-12<0,所以a3=a2+b22=-12,b3=b2=2.
(2) 当ak-1+bk-12≥0时,bk-ak=ak-1+bk-12-ak-1=bk-1-ak-12;
当ak-1+bk-12<0时,bk-ak=bk-1-ak-1+bk-12=bk-1-ak-12.
因此不管哪种情况,都有bk-ak=bk-1-ak-12,所以数列{bn-an}是首项为b1-a1,
公比为12的等比数列.
(3) 由(2)可得bn-an=(b1-a1)12n-1 ,
因为b1>b2>b3>…>bn(n≥2),所以bk≠bk-1(2≤k≤n),
所以ak-1+bk-12<0不成立,所以ak-1+bk-12≥0.
此时对于2≤k≤n,都有ak=ak-1,bk=ak-1+bk-12,
于是a1=a2=…=an,所以bn=a1+(b1-a1)12n-1.
若an+bn2≥0,则bn+1=an+bn2,bn+1=a1+(b1-a1)12n,
所以bn+1-bn=a1+(b1-a1)12n-a1+(b1-a1)12n-1=-(b1-a1)•12n<0,
所以bn>bn+1,这与n是满足b1>b2>b3>…>bn(n≥2)的最大整数相矛盾,
因此n是满足an+bn2<0的最小整数.
an+bn2<0a1+(b1-a1)12n<0b1-a1-a1<2nlog2a1-b1a1
(作者:王文彬,江苏省太仓高级中学)