数列的概念(基础)
哨兵之殇符文-爱一个人好难歌词
要点一、数列的概念
数列概念:按照一定顺序排列着的一列数称为数列.
要点诠释:
(1)数列的数
是按一定次序排列的,因此,如果组成两个数列的数相同而排列次序不同,
那么它们是不同的数列;
(2)定义中并没有规定数列中的数必须不同,因此,同一个数在数列中可以重复出现.
数列
的项:数列中的每一个数叫做这个数列的项.各项依次叫做这个数列的第1项,第2
项,…;排在第n
位的数称为这个数列的第
n
项.其中数列的第1项也叫作首项;项在数列
中的位置序号称为项数.
要点诠释:数列的项与项数是两个不同的概念。数列的项是指数列中的某一
个确定的数,而
项数是指这个数在数列中的位置序号.
类比集合中元素的三要素,数列中的项也有相应的三个性质:
(1)确定性:一个数是否数列中的项是确定的;
(2)可重复性:数列中的数可以重复;
(3)有序性:数列中的数的排列是有次序的.
数列的一般形式可以写成:
a
1
,
a
2
,
a
3
,…,
a
n<
br>,…,或简记为
a
n
.其中
a
n
是数列的
第
n
项.
要点诠释:
{a
n
}
与
a
n
的含义完全不同,
{a
n
}
表示一个数列
,
a
n
表示数列的第
n
项.
要点二、数列的分类
根据数列项数的多少分:
有穷数列:项数有限的数列.
无穷数列:项数无限的数列.
根据数列项的大小分:
递增数列:从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列。
递减数列:从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列。
常数数列:各项相等的数列。
摆动数列:从第2项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项的数列.
要点三、数列的通项公式与前n项和
数列的通项公式 :如果数列
an
的第
n
项
a
n
与
n
之间
的关系可以用一个公式
a
n
f(n)
来
表示,那么这个公式就叫做
这个数列的通项公式.
*
如数列:
0
,
1
,
2
3
,…
的通项公式为
a
n
n1
(
n
N
);
数列的概念与简单表示法
1
,
1
,
1
,
1
,…
的通项公式为
a
n
1
(
nN
*
);
1111
1
,,
,,…
的通项公式为
a
n
(
nN
*
)
;
234n
要点诠释:
(1)并不是所有数列都能写出其通项公式;
(2)一个数列的通项公式有时是不唯一的。
如数列:1,0,1,0,1,0,…
1
1(1)
n1
n1
它的通项公式可以是
a
n
,也可以是
a
n
|cos
|
.
2
2
(3)数列的通项公式具有双重身份,它表示了数列的第
n
项,又是这
个数列中所有各项的
一般表示.
数列
{a
n
}
的前
n
项和通常用
S
n
表示,即
S
n
a
1
a
2
…
a
n
;
a
n
与
S
n
的关系:当
n1
时,
a
1
S
1
;
当
n2
时,
a
n
(a
1
a
2
La
n1
a<
br>n
)(a
1
a
2
La
n1
)S
n
S
n1
n1
S
1
,
故
a
n
.
*
SS,n2且n
N
n1
n
要点四、数列的表示方法
通项公式法(解析式法):
数列通项公式反映了一个数列项与项数的函数关系,数列是一种特殊的函数.
列表法
列表法就是通过列出表格来表示项数与项的关系,即
项数
项
1 2 3
…
…
n
…
…
a
1
a
2
a
3
a
n
图象法:
数列是一种特殊的函数,可以用函数图象的画法画数列的图形.
具体方法
:以项数
n
为横坐标,相应的项
a
n
为纵坐标,即以
(n,
a
n
)
为坐标在平面直角坐标
系中做出点;所得的数列的图形是一群孤立的点
。
递推公式法
递推公式:如果已知数列
a
n
的第1项(或前几项),且任一项
a
n
与它的前一项
a
n1(或前
几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式。
递推公式也是给出数列的一种方法。如:
数列:-3,1,5,9,13,…,
可
用递推公式:
a
1
3,a
n
a
n1
4(
n2)
表示。
数列:3,5,8,13,21,34,55,89,…,
可用递推公式:
a
1
3,a
2
5,a
n
a
n1
a
n2
(n3)
表示。
要点五、数列与函数
数列的通项公式实际上就是相应函数的解析式;数列的项是函数值,序号
是自变量,数
列的通项公式就是相应函数的解析式。
(1)数列通项公式反映了一个数列项与项数的函数关系。
2
(2)数列的图象是落在
y
轴右侧的一群孤立的点
(3)跟不是所有的函数都有解析式一样,不是所有的数列都有通项公式.
【典型例题】
类型一:根据数列的前几项写出数列的一个通项公式
例1.写出下列各数列的一个通项公式,使其前四项分别是:
3815
,,,…;
234
35
7
(2) 1, ,,,…;
49
16
(1) 0,
(3) 9, 99,999, 9999,…;
(4) 6, 1, 6,1,….
1
2
1
2
2
1
3
2
1
4
2
1
解:(1)将数列改写为
,,,,…,
24
13
n
2
1
故
a
n
.
n
(2)此数列奇数项为正,偶数项为负,可用
(1)n1
来表示;
其绝对值中分子为奇数数列,分母是自然数的平方数列,
故
a
n
(1)
n1
2n1
.
n
2
1
234
(3)将数列改写为
101
,
101
,
101
,
101
,…,
n
故
a
n
101
.
(4)将数列每一项减去6与1的平均值
75555
得新数列, -,, -,…,
22222
775
n1
5
故
a
n
(
1)
或
a
n
cos(n1)
.
2222
写通项时注意以下常用思路:
①若数列中的项均为分数,则先观察分母的规
律再观察分子的规律,如(1);特别注意
有时分数是约分后的结果,要根据观察还原分数;
②注意
(1)
在系数中的作用是让数列中的项正、负交替出现,如(2).
③(4)可视为周期数列,故想到找一个周期为2的函数为背景。
④归纳猜想的关键是从特殊
中去寻找一般规律,很多情况下是将已写出的项进行适当的
变形,使规律明朗化.
⑤熟练掌握一些基本数列的通项公式,例如:
n
数列-1,1,-1,1,…的通项
公式为
a
n
(1)
;
n
数列1,2,3,4,…的通项公式为
a
n
n
;
3
数列1,3,5,7,…的通项公式为
a
n
2n1
;
数列2,4,6,8,…的通项公式为
a
n
2n
;
2
数列1,4,9,16,…的通项公式为
a
n
n
;
数列1,
1111
,,,…的通项公式为
a
n
。
234n
【变式】根据下面数列的前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)
1, 1, 1, 1,…;
(2) -1, 1, -1, 1, …;
(3) 1, -1, 1, -1, …;
-,,-
, …;
(4)
1,
(5) 2,0,2,0,….
解:
(1)
a
n
1
;
n2
(2)
a
n
(1)
;
n1
(3)
a
n
(1)
;
11
23
1
4
(4)
a
n
(1)
n1
1
;
n
(5)
a
n
1(1)
n1
;
类型二:通项公式的应用
例2.已知数列
{a
n
}
的通项
公式
a
n
3n2
,
试问下列各数是否为数列
{a
n
}
的项,若
是,是第几项?
(1)
94
; (2)
71
.
解:(1)设
943n2
, 解得
n32
.
故94是数列
{a
n
}
的第32项.
(2)设
713n2
,解得
n24N
.
故71不是数列
{a
n
}
的项.
判断某数是不是数列的项
,一般是假设是它的项,去求相应的项数,看是不是正整数.
若是就是它的项,若不是正整数就不它的项
.
1
3
*
1
(n是奇数)
【变式1
】数列
{a
n
}
的通项公式为
a
n
<
br>n
它的前8项依次为
2n1(n是偶数)
4
解:
1,3,,7,,11,,15
【变式2】已知数列
{a
n
}
的通项公式
a
n
(n1)(n2)
,
(1)若
a
n
9900
,试问
a
n是第几项?
(2)56和28是否为数列
{a
n
}
的项?
解:(1)98项;(2)56是,28不是.
类型三:递推公式的应用
例3.
设数列
{a
n
}
满足:
a
1
1
,
a
n
1
1
3
1
5
1
7
1<
br>(n2)
,写出这个数列的前五项。
a
n1
解:据题意可知:<
br>a
1
1
,
a
2
1
故数列的前5项为:
1
,
2
,
11315
8
2
,
a
3
1
,
a
4
1
,
a
5
a
2
2a
3
3
a
1
5
358
,,.
235
递推公式也是给出数列的一种方法,根据数列的递
推公式,可以逐次写出数列的所
有项。
【变式1】已知数列
{a
n
}
满足:
a
1
1
,
a
2
3
,
a
n2
a
n1
2a
n
(n1)
,写出前6
项.
解:
a
1
1
,
a
2<
br>3
,
a
3
5
,
a
4
11,
a
5
21
,
a
6
43
. 【变式2】已知数列
{a
n
}
满足:
a
1
2
,
a
n1
2a
n
,写出前5项,并猜想
an
.
23n
2
解:
a
1
2
,<
br>a
2
222
,
a
3
222
,观
察可得
a
n
2
类型四:前
n
项和公式
S
n
与通项
a
n
的关系
例4.已知数列
{an
}
的前
n
项和公式
S
n
,求通项
a
n
.
2
(1)
S
n
2nn1
,
(2)
S
n
log
2
(n1)
.
22
解: (1) 当
n2
时,
a
n
S
n
S
n1
(2nn1)[2(n1)(n1)1]4n3
,
2
当
n1
时,
a
1
S
1
21112413
,
2,(n1)
∴
a
n
*
4n3,(n2且nN)
(2)当
n2
时,
a
n
S
n
S
n1
log
2
(n1
)log
2
nlog
2
n1
,
n
5
当
n1
时,
a
1
S
1
log
2
(11)1log
2
∴
a
n
log
2
11
,
1
n1
(
nN
)为所求.
n
已知
S
n
求出
a
n
依据的是
S
n
的定
义:
S
n
a
1
a
2
...a
n<
br>,分段求解,然后检验结果
能否统一形式,能就写成一个,否则只能写成分段函数的形式.
【变式1】已知数列
a
n
的前n项和为
S
n
,且
a
n
0(nN)
,又
a
n<
br>a
n1
S
n
,
则
a
3
a1
。
解:因为
a
1
a
2
S
1
a
1
,
解得
a
2
1,
又
a
2
a
3
S
2
a
1
a
2
,
解得
a
3
a
1
1. <
br>【变式2】已知数列
{a
n
}
的前
n
项积
S
n
n2
,求通项
a
n
解:当
n2
时,
a
n
S
n
n2
, <
br>S
n1
n1
当
n1
时,
a
1
S
1
123
12
,
11
3,(
n1)
∴
a
n
n2
.
*
,(n2且nN)
n1
【巩固练习】
一、选择题
1.数列1,2,4,8,16,32,……的一个通项公式是( )
A.
a
n
2n1
B.
a
n
2
n1
C.
a
n
2
n
D.
a
n
2
n1
1234n
2.已知数列
,,,,…
……,则0.96是该数列的( )
2345n1
A.第20项 B.第22项 C.第24项
D.第26项
3n1(n为奇数)
3.已知数列的通项公式:
a
n
则a
2
·a
3
等于( )
2n2(n为偶数)
A.70
C.20
4.已知a
n
=n
2
+n,那么( )
A.0是数列中的项
C.3是数列中的项
B.20是数列中的项
D.930不是数列中的项
B.28
D.8
5.设数列
2,
5
,
22
,
11
,…则
25
是这个
数列的( )
A.第6项
6
B.第7项
C.第8项 D.第9项
二、填空题
6.已知数列
{a
n
}
的前n项和S
n
=3+2,
则a
n
=__________.
n
7.已知数列
{a
n
}
前n项和S
n
=5n-n, 则a
6
+a
7+a
8
+a
9
+a
10
=_________. 2
8.已知数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
a
n1
2
_________.
4
. 那么数列
{a
n
}
的前5项依次为
a
n
2
9.数列{a
n
}的通项公式a
n
=n+n+1;
则273是这个数列的第_______项.
10.写出下列各数列的通项公式,使其前4项分别是:
2
149
16
, -,, -,
L
;
a
n
.
2510
17
24
68
(2) , , ,
,
L
;
a
n
.
315
3563
(1)
(3) 5, 55, 555,
5555,
L
;
a
n
.
(4) 3,5,3,5,
L
.
a
n
.
三、
解答题
11.已知数列{a
n
}的前n项和S
n
满足关系式lg(S
n
-1)=n, 求a
n
.
12.根据各个数列的首项和递推公式,写出它的前五项,并归纳出通项公式
(1)
a
1
=0,
a
n1
=
a
n
+(2n-1)
(
nN
*
);
(2)
a
1
=3,
a
n1
=3
a
n
-2
(
nN
*
).
【答案与解析】
1.答案:B
解析:
容易观察,从第二项开始,每一项都是前一项的2倍,故,
a
n
2
n1<
br>,
故选B.
2.答案:C
解析:易知数列的通项公式
a
n
故n=24
3.
答案: C
解析: a
2
=2×2-2=2
a
3
=3×3+1=10
a
2
·a
3
=20.故选C.
4. 答案:
B
解析:
令n
2
+n=0,得n=0或n=-1,∵n∉N
*
,故A错.
7
9624n
n
,把0.96化为通项的形式
0.96
,
10025n1
n1
令n<
br>2
+n=20,即n
2
+n-20=0,∴n=4或n=-5(舍),
∴a
4
=20.故B正确.
令n
2
+n=3,即n
2
+n-3=0.
∴Δ=1-4×(-3)=13,故无有理根,C错.
令n
2
+n=930,即(n+31)(n-30)=0,
∴n=30或n=-31(舍),∴a
30
=930,故D错.
5. 答案: B
解析:
该数列通项公式为
a
n
3n1
.
令
3n125
,得n=7.
5(n1)
6.答案:
a
n
n1
;
2(n2)
<
br>解析:利用
a
n
S
n
S
n1
(n1
)
可求
a
n
2
n1
,另n=1时,
a
1
5,
∴
a
n
7.答案: 370; <
br>解析:a
6
+a
7
+a
8
+a
9
+
a
10
=S
10
- S
5
,可求a
6
+a
7
+a
8
+a
9
+a
10
=370
8.答案 1,
5(n1)
2(n2)
n1
2121
,,,;
3253
4
42
.
∴
a
2
2
,同理可求其它项.
a
1
23
a
n
2
解析:∵
a
1
1
,
a
n1
2
9. 答案:16.
解析:令
n
2
n1273
;求得
n16
10.答案(1)
a
n
(1)
n1
n
22n
2
; (2)
a
n
;
n1
(2n1)(2n1)
5(10
n
1)
n
(
3)
a
n
; (4) a
n
=4+(-1)
9
11.答案:
a
n
11,(n1)
910,(n2)
n1
解析:
n1时,
a
n
S
n
S
n1
10
n
10<
br>n1
910
n1
11,(n1)
<
br>n1
时,
a
n
S
1
11
,所以
a
n
n1
910,(n2)
12.
解析:
2
(1)
a
1
=0,
a
2
=1,
a
3
=4,
a
4
=9,
a
5
=16, ∴
a
n
(n1)
;
8
2
01
(2)
a
1
3123
,
a
2
7123
,
a
3
19123
,
a
4
55123
3
,
a
5
163123
4
∴
a
n
123
n1
.
9