五、数列
一、数列定义:
数列是按照一定次序排列的一列数,那么它就必定有开头的数,有相继的第二个数,有第三个数,……,于是数列中的每一个数都对应一个序号;反过来,每一个序号也都对应于数列中的一个数。因此,数列就是定义在正整数集(或它的有限子集)上的函数,当自变量从1开始由小到大依次取正整数时,相对应的一列函数值为; 通常用代替,于是数列的一般形式常记为或简记为,其中表示数列的通项。
注意:(1)与是不同的概念,表示数列,而表示的是数列的第项;
(2)数列的项与它的项数是不同的概念,数列的项是指这个数列中的某一个确定的数,它是一个函数值;而项数是指这个数在数列中的位置序号,它是自变量的值。
(3)和之间的关系:
如:已知的满足,求。
二、等差数列、等比数列的性质:
等差数列
等比数列
定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,这个数列就叫等差数列
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,这个数列就叫做等比数列
公差(比)
,或
;
,或
();
通项公式
=
求和公式
由倒序相加法推得
=
由错项相减法推得
①, =
②,
用函数的思想理解通项公式
若为等差数列,则 , ;
等差数列的图象是直线上的均匀排开的一群孤立的点
若为等比数列,则 , ;
用函数的思想理解求和公式
等差数列,,
则 ; ; ;
若,说明: ;
在二次函数 的图象上,是一群孤立的点。
若为等比数列,,则 ; ; ;
(其中 的系数 与 为互为相反数,这是公式一很重要特点,注意前提条件。)
若,说明: ;
等比数列,,则 ;
增减性
为递增数列 ;
为递减数列 ;
为常数列 。
为递增数列 ;
为递减数列 ;
为常数列 ;
为摆动数列 ;
等差(比)中项
任意两个数有且只有一个等差中项,即为 ;两个数的等差中项就是这两个数的算术平均数。
两个数的等比中项为 ;()
等差(比)数列的性质
若,则_______ _____;
特别当,则 ;
若,则__________ __;
特别当,则 ;
在等差数列中,每隔相同的项抽出来的项按照原来顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列,但剩下的项按原顺序构成的数列不一定是等差数列。
如:;问公差为
在等比数列中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等比数列,剩下的项按原顺序构成的数列也不一定是等比数列。
如:;问公比为
是 数列;公差为 ;
成等差数列。
是 数列;公差为 ;
是 数列;公比为 ;
是 数列;公比为 ;
是 数列;公比为 ;
若数列与均为等差数列,则仍为等差数列,公差为 ;
若数列与均为等差数列,则仍为等比数列,公比为 ;
仍为等比数列,公比为 ;
如:(1)在等差数列中,,则 ;
(2)在等比数列中,,则 ;
另外,等差数列中还有以下性质须注意:
(1)等差数列中,若,则 ;
(2)等差数列中,若,则 ;
(3)等差数列中,若,则 ; ;
(4)若,则 时,最大。
(5)若与均为等差数列,且前n项和分别为与,
则;
(6)项数为偶数的等差数列,有(与为中间的两项)
; ;
项数为奇数的等差数列,有(为中间项)
; ; ;
等比数列中还有以下性质须注意:
(1)若是等比数列,则,也是等比数列,公比分别 ; ;
(2)若是等比数列,则,也是等比数列,公比分别 ; ;
三、判定方法:
(1)等差数列的判定方法:
①定义法:或(为常数)是等差数列
②中项公式法:是等差数列
③通项公式法:(为常数)是等差数列
④前项和公式法:(为常数)是等差数列
注意:①②是用来证明是等差数列的理论依据。
(2)等比数列的判定方法:
①定义法:或(是不为零的常数)是等比数列
②中项公式法:是等差数列
③通项公式法:(是不为零常数)是等差数列
④前项和公式法:(是常数)是等差数列
注意:①②是用来证明是等比数列的理论依据。
四、数列的通项求法:
(1)观察法:如:(1)0.2,0.22,0.222,……(2)21,203,2005,20007,……
(2)化归法:通过对递推公式的变换转化成等差数列或等比数列。
①递推式为及(为常数):直接运用等差(比)数列。
②递推式为:迭加法
如:已知中,,求
③递推式为:迭乘法
如:已知中,,求
④递推式为(为常数):
构造法:Ⅰ、由相减得,则
为等比数列。
Ⅱ、设,得到,,则 为等比数列。
如:已知,求
⑤递推式为(为常数):
两边同时除去得,令,转化为,再用④法解决。
如:已知中,,,求
⑥递推式为(为常数):
将变形为,可得出解出,于是是公比为的等比数列。
如:已知中,,,求
(3)公式法:运用
①已知,求;②已知中, ,求;
③已知中,,求
五、数列的求和法:
(1)公式法:
①等差(比)数列前项和公式:② ;
③;④
(2)倒序相加(乘)法:
如:①求和:;
②已知为不相等的两个正数,若在之间插入个正数,使它们构成以为首项,为末项的等比数列,求插入的这个正数的积;
(3)错位相减法:如:求和:
(4)裂项相消法: ; ;
如:① ;
② ;
③若,则 ;
(5)并项法:如:求
(6)拆项组合法:如:在数列中,,求,
六、数列问题的解题的策略:
(1)分类讨论问题:①在等比数列中,用前项和公式时,要对公比进行讨论;只有 时才能用前项和公式,时
②已知求时,要对进行讨论;最后看满足不满足,若满足中的扩展到,不满足分段写成。
(2)设项的技巧:
①对于连续偶数项的等差数列,可设为,公差为;
对于连续奇数项的等差数列,可设为,公差为;
②对于连续偶数项的等比数列,可设为,公比为;
对于连续奇数项的等比数列,可设为公比为;
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