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考情分析
等差、等比数列是高考的一个基本考查点.选择题、填空题突出“小而巧”,主要考查性质的灵活应用及对概念的理解;解答题突出“大而全”,着重考查函数与方程、等价转化、分类讨论等重要的数学思想.在高考中也可能出现新的命题背景,如定义新数列进而转化为等差、等比数列.从近几年的高考命题来看,对等差、等比数列的考查更加突出其本质特征.
考点示例
1.等差、等比数列基本运算
例1 (2010辽宁卷)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=3,S6=24,则a9=______.
分析:考查等差数列的基本公式的灵活应用.解决本题首先根据公式求得首项与公差,再利用通项公式求得最后结果.
解析:设等差数列的首项为a1,公差为d,则由S3=3,S6=24得3a1+3×22d=36a1+6×52d=24 ,解得a1=-1,d=2,所以a9=a1+8d=15.
点评:等差、等比数列的通项公式与前n项和公式是数列计算问题的基本依据,“基本量法”是常用的方法,有时灵活地运用性质,可使运算简便.
点评:利用等差、等比数列的通项公式和前n项和公式,由五个量a1,d(q),n,an,Sn中的三个量即可求其余两个量,即“知三求二”,体现解方程思想.解答等差、等比数列的有关问题时,“基本量”(等差数列中的首项a1和公差d或等比数列中的首项a1和公比q)法是常用方法.
2.等差、等比数列判定
例2 已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N),
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn(n∈N),证明{bn}是等差数列.
解:(1)证明:因为an+2=3an+1-2an,所以an+2-an+1=2(an-1-an),
所以an+2-an+1an+1-an=2(n∈N),因为a1=1,a2=3,所以{an+1-an}是以a2-a1=2为首项,2为公比的等比数列.
(2)解:由(1)得an+1-an=2n(n∈N),
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1(n∈N).
(3)证明:因为4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn,所以4(b1+b2+…+bn)-n=2nbn,
所以2=nbn……(1)
2=(n+1)bn+1……(2)
(2)-(1)得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nbn,即(n-1)bn+1-nbn+2=0……(3)
所以nbn+2-(n+1)bn+1+2=0……(4),
(4)-(3)得nbn+2-2nbn+1+nbn=0,
即bn+2-2bn+1+bn=0,所以bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N),所以{bn}是等差数列.
点评:判断某个数列是否为等差(或等比)数列,常用方法有两种:一是由定义判断,二是看任意相邻三项是否满足等差中项(或等比中项),注意只要其中的一项不符合,就不能为等差(或等比)数列,而想判断某个数列不是等差(或等比)数列,只需看前三项即可.
3.等差、等比数列的性质
例3 (2010全国卷理科)已知各项均为正数的等比数列{an},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=
A.52B.7
C.6D.42
分析:本题主要考查了等比数列的性质.
解析:解法一:设等比数列{an}的公比为q,∵a4=a1q3,a5=a2q3,a6=a3q3,a7=a4q3,a8=a5q3,a9=a6q3,∴a1a2a3、a4a5a6、a7a8a9成等比数列,∴a4a5a6=a1a2a3×a7a8a9=50=52.
解法二:由等比数列的性质知a1a2a3=(a1a3)•a2=a32=5,a7a8a9=(a7a9)•a8=a38=10,所以a2a8=5013,所以a4a5a6=(a4a6)•a5=a35=(a2a8)3=(5016)3=52.
点评:数列及其前n项的性质是高考考查的热点,希望同学能归纳整理一下.
例4 (2010安徽卷)设{an}是任意等比数列,它的前n项和,前2n项和与前3n项和分别为X,Y,Z,则下列等式中恒成立的是
A.X+Z=2YB.Y(Y-X)=Z(Z-X)
C.Y2=XZD.Y(Y-X)=X(Z-X)
分析:本题考查等比数列的性质.
解析:设数列的公比为q,则a1+a2+a3+…+an=X;
an+1+an+2+an+3+…+a2n=Y-X=Xqn;
a2n+1+a2n+2+a2n+3+…+a3n=Z-Y=Xq2n;
所以Y-XX=Z-YY-X,化简得:Y(Y-X)=X(Z-X).所以D正确.
点评:本题主要根据等比数列的和性质,本题也可以利用数列的和的公式求解,但是相对提供的方法计算难度比较大.其中性质:利用等差数列中,若m+n=p+q,有am+an=ap+aq;等比数列中,若m+n=p+q,有aman=apaq.是常考知识点.
4.数列中的最值
例5 (2010辽宁卷)已知数列{an}满足a1=33,an+1-an=2n,则ann的最小值为______.
分析:考查数列的通项公式的求解以及利用单调性求函数的最值.
解析:观察已知条件,可以利用累加法求数列的通项公式:
a2-a1=2a3-a2=4
a4-a3=6
……
an-an-1=2(n-1)
把以上各式相加即得:
an=n2-n+33,
所以:ann=n+33n-1,
根据通过研究函数y=x+33x性质知;当n=33≈5.7时取得最小值,但是由于n是整数,所以需要验证5.7附近整数的值的大小:故需要验证n=5或6,当n=5时,ann=10.6,当n=6时,ann=10.5,显然当n=6时,ann取得最小值.最小值为:212.
点评:解决本题首先需要明确已知条件满足利用累加法求通项公式,再通过构造函数利用单调性求得最小值.本题极容易在最后直接应用均值定理确定所求数列的最小值为233-1,从而忽略了n的取值必须是正整数.故关于数列问题一定要注意n的取值范围,同时应用均值不等式求解最值问题也要考虑到取等号的条件.
点评:求等差数列的前n项的和最值的方法.(1)转化为二次函数的最值解决:由Sn=na1+n(n-1)d2=d2n2+(a1-12d)n可知,Sn是关于n的二次函数,故可用配方法来解决.
(2)利用数列的性质解决:①若数列首项a1<0,d>0,数列{an}是递增数列,负数项有限,前n项和有最小值,由an≤0an+1≥0 可求n.
②若数列首项a1>0,d>0,数列{an}是递减数列,正数项有限,前n项或有最大值,由an≥0,an+1≤0, 可求n.
5.数列求和
例6 (2010天津卷)设{an}是等比数列,公比q=2,Sn为{an}的前n项和.记Tn=17Sn-S2nan+1,n∈N*.设Tn0为数列{Tn}的最大项,则n0=______.
分析:本题考查等比数列的通项公式和前n项和公式及均值不等式等求函数最值的方法,考查学生的推理及运算能力.
解析:an+1=a1(2)n,Sn=a12)n〗1-2,S2n=a12)2n〗1-2,
故Tn=17Sn-S2nan+1=16-17(2)n+(2)2n(1-2)(2)n=1(1-2)16(2)n+(2)n-17〗
≤11-2(216-17)=-(1+2),(当且仅当(2)n=16(2)n即n=4时取等号).
点评:本题的实质是求Tn取得最大值时的n值,求解时为便于运算可以对(2)n进行换元,分子、分母都有变量的情况下通常可以采用分离变量的方法求解.
备考策略
1.准确理解、熟练掌握数列的有关概念和公式,数列的有关概念和公式是解决数列问题的基础,也是关键.因此必须准确理解并熟练掌握它,如等比数列的前n项和公式就分公比q是否为1两种情况进行讨论.
2.巧用性质、灵活自如.等差、等比数列的有关性质在解决数列问题(特别是客观题)时应用非常广泛,且十分灵活,主动发现题目中隐含的相关性质,往往使运算简捷优美.
3.灵活运用特例与一般的关系.对于那些比较抽象的数列问题(如递推数列问题或综合数列问题),要善于从特例入手,进行个别试验,然后对试验的结果进行分析、归纳、抽象、概括,作出猜想,再证明其正确性,也就是从特例到一般;而对于有些数列(如某些数列应用题),如果从特例入手就使问题的解决过程繁琐,这时从一般入手(如寻求其递推关系或猜想通项公式,或构造辅助数列等)反而使问题得到简捷的解法.
怎样保证考生饮食健康
考生考前饮食调理非常重要,保证其饮食的健康性必须遵循以下四个规则。
规则一:食物酸碱性恰当搭配
一般来说,人体在正常情况下,血液呈碱性,当用脑过度或体力消耗大时,血液则呈酸性,所以,若长期偏好吃酸性食物,会使血液酸性化,大脑和神经功能就易退化,引起记忆力减退。含磷、氯、硫的食物都属于酸性食物,如大米、面粉、鱼、肉、鸭蛋、花生、白糖等,常常食用会使血液酸化;反之,含有钠、钙、镁的食物则属于碱性食物。海带所含碱性最大,所以可以多吃海带。另外,一些干果类,如腰果、胡桃及芽菜类等,都含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素A、E和矿物质钙、磷、铁等,对提高人体的记忆力,都有相当程度的帮助。
规则二:适当吃些脂肪性食物
考试前,应多吃些主食。适当摄取脂肪可增强记忆力,脂肪中含有磷脂和胆固醇,磷脂是三磷酸腺苷的主要成分,三磷酸腺苷又是大脑细胞能量代谢不可缺少的高能物质。胆固醇也是大脑活动的所需物质,学生尤不可缺。所以,适当吃些脂肪性食物对青少年来说是没有坏处的。还可多吃些水果,特别是含葡萄糖较多的浆果,如葡萄、草莓等。若食欲过差,可适当服些多维葡萄糖。要保证足够的蛋白质,对促进身体发育和智力发育都有好处。平时,学生每日需要蛋白质70~80克,复习考试期间可适当增加一些,蛋白质以动物性食品,如奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质为佳。大豆蛋白也是优质蛋白,多吃些豆制品很有必要。
规则三:考前食谱不要大变脸
考生考前饮食不要因高考临近而刻意改变,在临考前的一段时间及考试期间,饮食量都不要比平时增加太多,尤其考试期间饮食不要做太大的变动,应和平时保持一致。
同时,考生的饮食要保证主食的摄入量,以前人们总是认为主食可有可无,只要多吃些鱼类、肉类的食物即可,其实这些食物只能补充人体所需的蛋白质,而大脑思维主要依靠的是葡萄糖,只有主食才能转化为葡萄糖,这就需要每天要摄取一定量的主食。
规则四:勿用饮料代替白开水
考生考前应多喝水,每天要保证1500~2000ml的摄入量,切忌不能以喝饮料代替喝水,最好是白开水,矿泉水和纯净水也可以多喝些。充足的水分可确保血液循环顺畅,这样大脑工作所需的氧才能得到及时供应。一些含糖的饮料在吃饭前最好不要吃,易产生饱腹感,不利进餐时的食量。考生考前可以喝一些茶及咖啡,但一定不能太浓,浓茶及浓咖啡都有兴奋的作用,会适得其反,影响睡眠质量。考试期间一定不要喝咖啡,因为咖啡因的作用会使人产生尿频,影响考生的临场发挥。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
等差、等比数列是高考的一个基本考查点.选择题、填空题突出“小而巧”,主要考查性质的灵活应用及对概念的理解;解答题突出“大而全”,着重考查函数与方程、等价转化、分类讨论等重要的数学思想.在高考中也可能出现新的命题背景,如定义新数列进而转化为等差、等比数列.从近几年的高考命题来看,对等差、等比数列的考查更加突出其本质特征.
考点示例
1.等差、等比数列基本运算
例1 (2010辽宁卷)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=3,S6=24,则a9=______.
分析:考查等差数列的基本公式的灵活应用.解决本题首先根据公式求得首项与公差,再利用通项公式求得最后结果.
解析:设等差数列的首项为a1,公差为d,则由S3=3,S6=24得3a1+3×22d=36a1+6×52d=24 ,解得a1=-1,d=2,所以a9=a1+8d=15.
点评:等差、等比数列的通项公式与前n项和公式是数列计算问题的基本依据,“基本量法”是常用的方法,有时灵活地运用性质,可使运算简便.
点评:利用等差、等比数列的通项公式和前n项和公式,由五个量a1,d(q),n,an,Sn中的三个量即可求其余两个量,即“知三求二”,体现解方程思想.解答等差、等比数列的有关问题时,“基本量”(等差数列中的首项a1和公差d或等比数列中的首项a1和公比q)法是常用方法.
2.等差、等比数列判定
例2 已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N),
(1)证明:数列{an+1-an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn(n∈N),证明{bn}是等差数列.
解:(1)证明:因为an+2=3an+1-2an,所以an+2-an+1=2(an-1-an),
所以an+2-an+1an+1-an=2(n∈N),因为a1=1,a2=3,所以{an+1-an}是以a2-a1=2为首项,2为公比的等比数列.
(2)解:由(1)得an+1-an=2n(n∈N),
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1(n∈N).
(3)证明:因为4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn,所以4(b1+b2+…+bn)-n=2nbn,
所以2=nbn……(1)
2=(n+1)bn+1……(2)
(2)-(1)得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nbn,即(n-1)bn+1-nbn+2=0……(3)
所以nbn+2-(n+1)bn+1+2=0……(4),
(4)-(3)得nbn+2-2nbn+1+nbn=0,
即bn+2-2bn+1+bn=0,所以bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N),所以{bn}是等差数列.
点评:判断某个数列是否为等差(或等比)数列,常用方法有两种:一是由定义判断,二是看任意相邻三项是否满足等差中项(或等比中项),注意只要其中的一项不符合,就不能为等差(或等比)数列,而想判断某个数列不是等差(或等比)数列,只需看前三项即可.
3.等差、等比数列的性质
例3 (2010全国卷理科)已知各项均为正数的等比数列{an},a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=
A.52B.7
C.6D.42
分析:本题主要考查了等比数列的性质.
解析:解法一:设等比数列{an}的公比为q,∵a4=a1q3,a5=a2q3,a6=a3q3,a7=a4q3,a8=a5q3,a9=a6q3,∴a1a2a3、a4a5a6、a7a8a9成等比数列,∴a4a5a6=a1a2a3×a7a8a9=50=52.
解法二:由等比数列的性质知a1a2a3=(a1a3)•a2=a32=5,a7a8a9=(a7a9)•a8=a38=10,所以a2a8=5013,所以a4a5a6=(a4a6)•a5=a35=(a2a8)3=(5016)3=52.
点评:数列及其前n项的性质是高考考查的热点,希望同学能归纳整理一下.
例4 (2010安徽卷)设{an}是任意等比数列,它的前n项和,前2n项和与前3n项和分别为X,Y,Z,则下列等式中恒成立的是
A.X+Z=2YB.Y(Y-X)=Z(Z-X)
C.Y2=XZD.Y(Y-X)=X(Z-X)
分析:本题考查等比数列的性质.
解析:设数列的公比为q,则a1+a2+a3+…+an=X;
an+1+an+2+an+3+…+a2n=Y-X=Xqn;
a2n+1+a2n+2+a2n+3+…+a3n=Z-Y=Xq2n;
所以Y-XX=Z-YY-X,化简得:Y(Y-X)=X(Z-X).所以D正确.
点评:本题主要根据等比数列的和性质,本题也可以利用数列的和的公式求解,但是相对提供的方法计算难度比较大.其中性质:利用等差数列中,若m+n=p+q,有am+an=ap+aq;等比数列中,若m+n=p+q,有aman=apaq.是常考知识点.
4.数列中的最值
例5 (2010辽宁卷)已知数列{an}满足a1=33,an+1-an=2n,则ann的最小值为______.
分析:考查数列的通项公式的求解以及利用单调性求函数的最值.
解析:观察已知条件,可以利用累加法求数列的通项公式:
a2-a1=2a3-a2=4
a4-a3=6
……
an-an-1=2(n-1)
把以上各式相加即得:
an=n2-n+33,
所以:ann=n+33n-1,
根据通过研究函数y=x+33x性质知;当n=33≈5.7时取得最小值,但是由于n是整数,所以需要验证5.7附近整数的值的大小:故需要验证n=5或6,当n=5时,ann=10.6,当n=6时,ann=10.5,显然当n=6时,ann取得最小值.最小值为:212.
点评:解决本题首先需要明确已知条件满足利用累加法求通项公式,再通过构造函数利用单调性求得最小值.本题极容易在最后直接应用均值定理确定所求数列的最小值为233-1,从而忽略了n的取值必须是正整数.故关于数列问题一定要注意n的取值范围,同时应用均值不等式求解最值问题也要考虑到取等号的条件.
点评:求等差数列的前n项的和最值的方法.(1)转化为二次函数的最值解决:由Sn=na1+n(n-1)d2=d2n2+(a1-12d)n可知,Sn是关于n的二次函数,故可用配方法来解决.
(2)利用数列的性质解决:①若数列首项a1<0,d>0,数列{an}是递增数列,负数项有限,前n项和有最小值,由an≤0an+1≥0 可求n.
②若数列首项a1>0,d>0,数列{an}是递减数列,正数项有限,前n项或有最大值,由an≥0,an+1≤0, 可求n.
5.数列求和
例6 (2010天津卷)设{an}是等比数列,公比q=2,Sn为{an}的前n项和.记Tn=17Sn-S2nan+1,n∈N*.设Tn0为数列{Tn}的最大项,则n0=______.
分析:本题考查等比数列的通项公式和前n项和公式及均值不等式等求函数最值的方法,考查学生的推理及运算能力.
解析:an+1=a1(2)n,Sn=a12)n〗1-2,S2n=a12)2n〗1-2,
故Tn=17Sn-S2nan+1=16-17(2)n+(2)2n(1-2)(2)n=1(1-2)16(2)n+(2)n-17〗
≤11-2(216-17)=-(1+2),(当且仅当(2)n=16(2)n即n=4时取等号).
点评:本题的实质是求Tn取得最大值时的n值,求解时为便于运算可以对(2)n进行换元,分子、分母都有变量的情况下通常可以采用分离变量的方法求解.
备考策略
1.准确理解、熟练掌握数列的有关概念和公式,数列的有关概念和公式是解决数列问题的基础,也是关键.因此必须准确理解并熟练掌握它,如等比数列的前n项和公式就分公比q是否为1两种情况进行讨论.
2.巧用性质、灵活自如.等差、等比数列的有关性质在解决数列问题(特别是客观题)时应用非常广泛,且十分灵活,主动发现题目中隐含的相关性质,往往使运算简捷优美.
3.灵活运用特例与一般的关系.对于那些比较抽象的数列问题(如递推数列问题或综合数列问题),要善于从特例入手,进行个别试验,然后对试验的结果进行分析、归纳、抽象、概括,作出猜想,再证明其正确性,也就是从特例到一般;而对于有些数列(如某些数列应用题),如果从特例入手就使问题的解决过程繁琐,这时从一般入手(如寻求其递推关系或猜想通项公式,或构造辅助数列等)反而使问题得到简捷的解法.
怎样保证考生饮食健康
考生考前饮食调理非常重要,保证其饮食的健康性必须遵循以下四个规则。
规则一:食物酸碱性恰当搭配
一般来说,人体在正常情况下,血液呈碱性,当用脑过度或体力消耗大时,血液则呈酸性,所以,若长期偏好吃酸性食物,会使血液酸性化,大脑和神经功能就易退化,引起记忆力减退。含磷、氯、硫的食物都属于酸性食物,如大米、面粉、鱼、肉、鸭蛋、花生、白糖等,常常食用会使血液酸化;反之,含有钠、钙、镁的食物则属于碱性食物。海带所含碱性最大,所以可以多吃海带。另外,一些干果类,如腰果、胡桃及芽菜类等,都含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素A、E和矿物质钙、磷、铁等,对提高人体的记忆力,都有相当程度的帮助。
规则二:适当吃些脂肪性食物
考试前,应多吃些主食。适当摄取脂肪可增强记忆力,脂肪中含有磷脂和胆固醇,磷脂是三磷酸腺苷的主要成分,三磷酸腺苷又是大脑细胞能量代谢不可缺少的高能物质。胆固醇也是大脑活动的所需物质,学生尤不可缺。所以,适当吃些脂肪性食物对青少年来说是没有坏处的。还可多吃些水果,特别是含葡萄糖较多的浆果,如葡萄、草莓等。若食欲过差,可适当服些多维葡萄糖。要保证足够的蛋白质,对促进身体发育和智力发育都有好处。平时,学生每日需要蛋白质70~80克,复习考试期间可适当增加一些,蛋白质以动物性食品,如奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质为佳。大豆蛋白也是优质蛋白,多吃些豆制品很有必要。
规则三:考前食谱不要大变脸
考生考前饮食不要因高考临近而刻意改变,在临考前的一段时间及考试期间,饮食量都不要比平时增加太多,尤其考试期间饮食不要做太大的变动,应和平时保持一致。
同时,考生的饮食要保证主食的摄入量,以前人们总是认为主食可有可无,只要多吃些鱼类、肉类的食物即可,其实这些食物只能补充人体所需的蛋白质,而大脑思维主要依靠的是葡萄糖,只有主食才能转化为葡萄糖,这就需要每天要摄取一定量的主食。
规则四:勿用饮料代替白开水
考生考前应多喝水,每天要保证1500~2000ml的摄入量,切忌不能以喝饮料代替喝水,最好是白开水,矿泉水和纯净水也可以多喝些。充足的水分可确保血液循环顺畅,这样大脑工作所需的氧才能得到及时供应。一些含糖的饮料在吃饭前最好不要吃,易产生饱腹感,不利进餐时的食量。考生考前可以喝一些茶及咖啡,但一定不能太浓,浓茶及浓咖啡都有兴奋的作用,会适得其反,影响睡眠质量。考试期间一定不要喝咖啡,因为咖啡因的作用会使人产生尿频,影响考生的临场发挥。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文