1、数列 数列概念 1.数列的定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列,数列中的每个数称为该数列的项. 2.通项公式:如果数列 na 的第n项与序号之间可以用一个式子表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式,即 )(nfan = . 3.递推公式:如果已知数列 na 的第一项(或前几项),且任何一项 na 与它的前一项 1na(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即 )( 1= nn afa 或 ),( 21 = nnn aafa ,那么这个式子叫做数列 na 的递推公式. 如数列 na 中, 12,11 += nn aaa ,其中 12 += nn aa是数列 na 的递推公式. 4. 数列的
2、前n 项和与通项的公式 nn aaaS += L21 ; = )2()1(11nSSnSannn . 5. 数列的表示方法:解析法、图像法、列举法、递推法. 6. 数列的分类:有穷数列,无穷数列;递增数列,递减数列,摆动数列,常数数列;有界数列,无界数列. 递增数列:对于任何 + Nn ,均有 nn aa +1 . 递减数列:对于任何 + Nn ,均有 nn aa . 等差数列 1.等差数列的概念 如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数d ,这个数列叫做等差数列,常数d 称为等差数列的公差. 2.通项公式与前n项和公式 通项公式 dnaan )1(1 += , 1a 为首项
3、,d 为公差. 前n项和公式 2 )( 1 nn aanS += 或 dnnnaSn )1(211 += . 3.等差中项 如果 bAa , 成等差数列,那么A叫做a与b的等差中项. 即:A是a与b的等差中项 baA +=2 a,A,b成等差数列. 4.等差数列的判定方法 定义法: daa nn =+1 ( + Nn ,d 是常数) na 是等差数列; 中项法: 212 + += nnn aaa ( + Nn ) na 是等差数列. 5.等差数列的常用性质 2 数列 na 是等差数列,则数列 pan + 、 npa (p是常数)都是等差数列; 在等差数列 na 中,等距离取出若干项也构成一个等
4、差数列,即 L, 32 knknknn aaaa +为等差数列,公差为kd . dmnaa mn )( += ; banan += ( a ,b是常数); bnanSn += 2 (a , b是常数,0a ) 若 ),( +=+ Nqpnmqpnm ,则 qpnm aaaa +=+ ; 若等差数列 na 的前n项和 nS ,则nSn 是等差数列; 当项数为 )(2 + Nnn ,则nnaaSSndSS 1, +=奇偶奇偶 ; 当项数为 )(12 + Nnn ,则 nnSSaSS n 1, =奇偶偶奇 . 若等差数列 na 的前n项和 nS ,则 kS 、 kk SS 2 、 kk SS 23
5、、 kk SS 34 是等差数列. 等比数列 1.等比数列的概念 如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数 )0( qq ,这个数列叫做等比数列,常数q称为等比数列的公比. 2.通项公式与前n项和公式 通项公式: 11 = nn qaa , 1a 为首项,q为公比 . 前n项和公式:当 1=q 时, 1naSn = 当 1q 时, q qaaqqaS nnn =11)1( 11 . 3.等比中项 如果 bGa , 成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项. 即:G是a与b的等差中项 a,A,b成等差数列 baG =2 . 4.等比数列的判定方法 定义法: qaann =+1 (
6、+ Nn , 0q 是常数) na 是等比数列; 中项法: 221 + = nnn aaa ( + Nn )且 0na na 是等比数列. 5.等比数列的常用性质 数列 na 是等比数列,则数列 npa 、 npa ( 0q 是常数)都是等比数列; 在等比数列 na 中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即 L, 32 knknknn aaaa +为等比数列,公比为 kq . ),( + = Nmnqaa mnmn 若 ),( +=+ Nqpnmqpnm ,则 qpnm aaaa = ; 3 若等比数列 na 的前n项和 nS ,则 kS 、 kk SS 2 、 kk SS 23 、 kk
7、SS 34 是等比数列. 二、典型例题 A、求值类的计算题(多关于等差等比数列) 1)根据基本量求解(方程的思想) 1、已知 nS 为等差数列 na 的前n项和, 63,6,9 94 = nSaa ,求n; 2、等差数列 na 中, 4 10a = 且 3610aaa, 成等比数列,求数列 na 前20项的和 20S 3、设 na 是公比为正数的等比数列,若 16,1 51 = aa ,求数列 na 前7项的和. 4、已知四个实数,前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,首末两数之和为37,中间两数之和为36,求这四个数. 2)根据数列的性质求解(整体思想) 1、已知 nS 为等差数列 na
8、的前n项和, 1006 =a ,则 =11S ; 2、设 nS 、 nT 分别是等差数列 na 、 na 的前n项和, 327 += nnTSnn ,则 =55ba . 3、设 nS 是等差数列 na 的前n项和,若 =5935 ,95SSaa 则 ( ) 4、等差数列na ,nb 的前n项和分别为 nS , nT ,若 231nnS nTn= + ,则nnab =( ) 5、已知 nS 为等差数列 na 的前n项和, )(, mnnSmS mn = ,则 =+nmS . 6、在正项等比数列 na 中, 153537225a aaaa+=,则 35aa+=_。 7、已知数列 na 是等差数列,
9、若 4710 17aaa+=, 456121314 77aaaaaa+=L 且 13ka = ,则k =_。 8、已知 nS 为等比数列 na 前n项和, 54=nS , 602 =nS ,则 =nS3 . 9、在等差数列 na 中,若 4,1 84 = SS ,则 20191817 aaaa + 的值为( ) 10、在等比数列中,已知 910 (0)aaaa+=, 1920aab+=,则 9 100aa+= . 11、已知 na 为等差数列, 20,8 6015 = aa ,则 =75a 12、等差数列 na 中,已知 848161 ,.3SSSS= 求 B、求数列通项公式 1) 给出前几项
10、,求通项公式 1,0,1,0,21,15,10,6,3,1 L3,-33,333,-3333,33333 2)给出前n项和求通项公式 1、 nnSn 32 2 += ; 13 += nnS . 2、设数列 na 满足 2*1233 ()3n naaaanN+=n-1+3 ,求数列 na 的通项公式 3)给出递推公式求通项公式 a、已知关系式 )(1 nfaa nn +=+ ,可利用迭加法或迭代法;4 11232211 )()()()( aaaaaaaaaa nnnnnnn += L 例:已知数列 na 中, )2(12,2 11 += nnaaa nn ,求数列 na 的通项公式; b、已知关
11、系式 )(1 nfaa nn =+ ,可利用迭乘法. 1122332211aaaaaaaaaaaannnnnnn =L例、已知数列 na 满足: 111(2),21nna n naan=+ ,求求数列 na 的通项公式; c、构造新数列 1递推关系形如“ qpaa nn +=+1 ”,利用待定系数法求解 例、已知数列 na 中, 32,1 11 += + nn aaa ,求数列 na 的通项公式. 2递推关系形如“,两边同除 1np + 或待定系数法求解 例、nnn aaa 32,1 11 += + ,求数列 na 的通项公式. 3递推已知数列 na 中,关系形如“ nnn aqapa +=
12、+ 12 ”,利用待定系数法求解 例、已知数列 na 中, nnn aaaaa 23,2,1 1221 = + ,求数列 na 的通项公式. 4递推关系形如“ 11nnnnapaqaa=(p,q0),两边同除以 1nnaa 例1、已知数列 na 中, 1122nnnnaaaa=1(n2),a ,求数列 na 的通项公式. 例2、数列 na 中, )(42,2 11 + += Nnaaaannn ,求数列 na 的通项公式. d、给出关于 nS 和 ma 的关系 例1、设数列 na 的前n项和为 nS ,已知 )(3, 11 + += NnSaaa nnn ,设 nnn Sb 3= , 求数列
13、nb 的通项公式 例2、设 nS 是数列 na 的前n项和, 11 =a , )2(212 = nSaSnnn . 求 na 的通项; 设 12 += nSb nn ,求数列 nb 的前n项和 nT . C、证明数列是等差或等比数列 1)证明数列等差 例1、已知 nS 为等差数列 na 的前n项和, )( += NnnSb nn .求证:数列 nb 是等差数列. 例2、已知数列an的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn1=0(n2), a 1 = 21 . 求证:nS1 是等差数列; 2)证明数列等比 例1、设an是等差数列,bnna 21 ,求证:数列bn是等比数列; 例2、数列an的前n
14、项和为Sn,数列bn中,若an+Sn=n.设cn=an1,求证:数列cn是等比数列; 5 例3、已知 nS 为数列 na 的前n项和, 11 =a , 24 += nn aS . 设数列 nb 中, nnn aab 21 = + ,求证: nb 是等比数列; 设数列 nc 中, nnn ac 2= ,求证: nc 是等差数列;求数列 na 的通项公式及前n项和. 例4、设 nS 为数列 na 的前n项和,已知 ( )21nnnbabS= 证明:当 2b = 时, 12nnan 是等比数列; 求 na 的通项公式 例5、已知数列 na 满足 *12211,3,32().nnnaaaaanN+=
15、证明:数列 1nnaa+ 是等比数列; 求数列 na 的通项公式; 若数列 nb 满足 12 111 *44.4(1)(),nnbbbb nanN =+证明 nb 是等差数列. D、求数列的前n项和 基本方法: 1)公式法, 2)拆解求和法. 例1、求数列 n223n+的前n项和 nS . 例2、求数列 LL , )21(813412211 nn + 的前n项和 nS . 例3、求和:25+36+47+n(n+3) 2)裂项相消法,数列的常见拆项有: 1111()()nnkknnk=+; nnnn +=+ 111 ; 例1、求和:S=1+ n+ LL 321 1321 121 1 例2、求和:
16、 nn + 1134 123 1121 L . 3)倒序相加法, 例、设 221)( xxxf+= ,求: )4()3()2()()()( 213141 ffffff + ; ).2010()2009()2()()()()( 21312009120101 fffffff + LL 4)错位相减法, 例、若数列 na 的通项 nn na 3)12( = ,求此数列的前n项和 nS . 5)对于数列等差和等比混合数列分组求和 例、已知数列an的前n项和Sn=12nn2,求数列|an|的前n项和Tn. E、数列单调性最值问题 例1、数列 na 中, 492 = nan ,当数列 na 的前n项和 n
17、S 取得最小值时, =n . 例2、已知 nS 为等差数列 na 的前n项和, .16,25 41 = aa 当n为何值时, nS 取得最大值; 6 例3、数列 na 中, 1283 2 += nnan ,求 na 取最小值时n的值. 例4、数列 na 中, 22 += nnan ,求数列 na 的最大项和最小项. 例5、设数列 na 的前n项和为 nS 已知 1aa= , 1 3nnnaS+=+, *n N ()设 3nnnbS=,求数列 nb 的通项公式; ()若 1nnaa+ , *n N ,求a的取值范围 例6、已知 nS 为数列 na 的前n项和, 31 =a , )2(21 = n
18、aSS nnn . 求数列 na 的通项公式; 数列 na 中是否存在正整数k,使得不等式 1+ kk aa 对任意不小于k的正整数都成立?若存在,求最小的正整数k,若不存在,说明理由. 例7、非等比数列na 中,前n项和 21 (1)4nnSa=, (1)求数列na 的通项公式; (2)设 1(3)nnb na= (*)nN , 12nnTbbb=+L ,是否存在最大的整数m,使得对任意的n均有 32n mT 总成立?若存在,求出m;若不存在,请说明理由。 F、有关数列的实际问题 例1、用砖砌墙,第一层(底层)用去了全部砖块的一半多一块,第二层用去了剩下的一半多一块, 依次类推,每一层都用去了上次剩下的砖块的一半多一块,到第十层恰好把砖块用完,问共用了多少块? 例2、2002年底某县的绿化面积占全县总面积的40,从2003年开始,计划每年将非绿化面积的 8绿化,由于修路和盖房等用地,原有绿化面积的2被非绿化. 设该县的总面积为1,2002年底绿化面积为 1041 =a ,经过n年后绿化的面积为 1+na ,试用 na表示 1+na ; 求数列 na 的第 1+n 项 1+na ; 至少需要多少年的努力,才能使绿化率超过60%(参考数据: 4771.03lg,3010.02lg = )