常数列
an+1=an
(3)数列的通项公式:
如果数列{an}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.
2.数列的递推公式
如果已知数列{an}的首项(或前几项),且任一项an与它的前一项an-1(n≥2)(或前几项)间的关系可用一个公式来表示,那么这个公式叫数列的递推公式.
【特别提醒】
1.对数列概念的理解
(1)数列是按一定“顺序”排列的一列数,一个数列不仅与构成它的“数”有关,而且还与这些“数”的排列顺序有关,这有别于集合中元素的无序性.因此,若组成两个数列的数相同而排列次序不同,那么它们就是不同的两个数列.
(2)数列中的数可以重复出现,而集合中的元素不能重复出现,这也是数列与数集的区别.
2.数列的函数特征
数列是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函数,数列的通项公式也就是相应的函数解析式,即f(n)=an(n∈N*).
【高频考点突破】
一、由数列的前几项求数列的通项公式
1.根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,观察出项与n之间的关系、规律,可使用添项、通分、分割等办法,转化为一些常见数列的通项公式来求.对于正负符号变化,可用(-1)n或(-1)n+1来调整.
2.根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想.
例1、下列公式可作为数列{an}:
1,2,1,2,1,2,…的通项公式的是( )
A.an=1 B.an=
C.an=2-
D.an=
【解析】由an=2-
可得a1=1,a2=2,a3=1,a4=2,….
【答案】C
考点二、由an与Sn的关系求通项an
已知数列{an}的前n项和Sn,求数列的通项公式,其求解过程分为三步:
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出当n≥2时an的表达式;
(3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.
例2、已知数列{an}的前n项和Sn,根据下列条件分别求它们的通项an.
(1)Sn=2n2+3n;
(2)Sn=3n+1.
【解析】
(1)由题可知,当n=1时,a1=S1=2×12+3×1=5,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2+3n)-[2(n-1)2+3(n-1)]=4n+1.
当n=1时,4×1+1=5=a1,故an=4n+1.
考点三、数列的性质
1.数列中项的最值的求法
根据数列与函数之间的对应关系,构造相应的函数an=f(n),利用求解函数最值的方法求解,但要注意自变量的取值.
2.前n项和最值的求法
(1)先求出数列的前n项和Sn,根据Sn的表达式求解最值;
(2)根据数列的通项公式,若am≥0,且am+1<0,则Sm最大;若am≤0,且am+1>0,则Sm最小,这样便可直接利用各项的符号确定最值.
例3、已知数列{an}的通项公式为an=n2-21n+20.
(1)n为何值时,an有最小值?
并求出最小值;
(2)n为何值时,该数列的前n项和最小?
【经典考题精析】
1.【2013·安徽卷】如图1-3所示,互不相同的点A1,A2,…,An,…和B1,B2,…,Bn,…分别在角O的两条边上,所有AnBn相互平行,且所有梯形AnBnBn+1An+1的面积均相等,设OAn=an,若a1=1,a2=2,则数列{an}的通项公式是________.
图1-3
2.【2013·辽宁卷】下面是关于公差d>0的等差数列
的四个命题:
p1:
数列
是递增数列;
p2:
数列
是递增数列;
p3:
数列
是递增数列;
p4:
数列
是递增数列.
其中的真命题为( )
A.p1,p2B.p3,p4C.p2,p3D.p1,p4
【答案】D
【解析】因为数列{an}中d>0,所以{an}是递增数列,则p1为真命题.而数列{an+3nd}也是递增数列,所以p4为真命题,故选D.
3.【2013·全国卷】等差数列{an}前n项和为Sn.已知S3=a
,且S1,S2,S4成等比数列,求{an}的通项公式.
4.【2012·重庆卷】设数列{an}的前n项和Sn满足Sn+1=a2Sn+a1,其中a2≠0.
(1)求证:
{an}是首项为1的等比数列;
(2)若a2>-1,求证:
Sn≤
(a1+an),并给出等号成立的充要条件.
假设n=k时,结论成立,即ak=a
,那么
当n=k+1时,ak+1=Sk+1-Sk=(a2Sk+a1)-(a2Sk-1+a1)=a2(Sk-Sk-1)=a2ak=a
,
这就是说,当n=k+1时,结论也成立.
当0<a2<1时,对a2求导得f′(a2)=n[(n-2)a
-(n-1)a
+1]=ng(a2).
5.【2012·上海卷】对于数集X={-1,x1,x2,…,xn},其中0<x1<x2<…<xn,n≥2,定义向量集Y={a|a=(s,t),s∈X,t∈X},若对任意a1∈Y,存在a2∈Y,使得a1·a2=0,则称X具有性质P,例如{-1,1,2}具有性质P.
(1)若x>2,且{-1,1,2,x}具有性质P,求x的值;
(2)若X具有性质P,求证:
1∈X,且当xn>1时,x1=1;
(3)若X具有性质P,且x1=1、x2=q(q为常数),求有穷数列x1,x2,…,xn的通项公式.
(3)设a1=(s1,t1),a2=(s2,t2),则a1·a2=0等价于
=-
,
6.【2012·浙江卷】设Sn是公差为d(d≠0)的无穷等差数列{an}的前n项和,则下列命题错误的是( )
A.若d<0,则数列{Sn}有最大项
B.若数列{Sn}有最大项,则d<0
C.若数列{Sn}是递增数列,则对任意n∈N*,均有Sn>0
D.若对任意n∈N*,均有Sn>0,则数列{Sn}是递增数列
【当堂巩固】
1.在数列{an}中,a1=1,a2=5,an+2=an+1-an(n∈N*),则a100等于( ).
A.1B.-1C.2D.0
2.已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn+Sn+1=an+1(n∈N*),则此数列是( ).
A.递增数列B.递减数列
C.常数列D.摆动数列
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-1(n∈N*),则a5=( ).
A.-16B.16C.31D.32
解析 当n=1时,S1=a1=2a1-1,∴a1=1,
又Sn-1=2an-1-1(n≥2),∴Sn-Sn-1=an=2(an-an-1).
∴
=2.∴an=1×2n-1,∴a5=24=16.
答案 B
4.将石子摆成如图的梯形形状,称数列5,9,14,20,…为梯形数,根据图形的构成,此数列的第2014项与5的差即a2014-5=( ).
A.2020×2012B.2020×2013
C.1010×2012D.1010×2013
解析 结合图形可知,该数列的第n项an=2+3+4+…+(n+2).所以a2014-5=4+5+…+2016=2013×1010.故选D.
答案 D
5.在数列{xn}中,若x1=1,xn+1=
-1,则x2013=( ).
A.-1B.-
C.
D.1
6.定义运算“*”,对任意a,b∈R,满足①a*b=b*a;②a*0=a;(3)(a*b)*c=c*(ab)+(a*c)+(c*b).设数列{an}的通项为an=n*
*0,则数列{an}为( ).
A.等差数列B.等比数列
C.递增数列D.递减数列
7.已知f(x)为偶函数,f(2+x)=f(2-x),当-2≤x≤0时,f(x)=2x,若n∈N*,an=f(n),则a2013=________.
8.设函数f(x)=
数列{an}满足an=f(n),n∈N*,且数列{an}是递增数列,则实数a的取值范围是________.
解析 ∵数列{an}是递增数列,又an=f(n)(n∈N*),
∴
⇒2答案 (2,3)
9.数列{an}的通项公式an=-n2+10n+11,则该数列前________项的和最大.
10.已知数列{an}满足a1=1,且an=n(an+1-an)(n∈N*),则a2=________;an=________.
11.(12分)在数列{an}中,a1=1,
an=
an-1+
(n≥2),求{an}的通项公式.
12.(13分)(2013·西安质检)若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=
.
(1)求证:
成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
(1)证明 当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,
得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,所以
-
=2,
13.设数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=a(a≠3),an+1=Sn+3n,n∈N*.
(1)设bn=Sn-3n,求数列{bn}的通项公式;
(2)若an+1≥an,n∈N*,求a的取值范围.
14.在等差数列{an}中,a3+a4+a5=84,a9=73.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)对任意m∈N*,将数列{an}中落入区间(9m,92m)内的项的个数记为bm,求数
列{bm}的前m项和Sm.