第一章 数列
§1 数列的概念及其函数特性
最新课程标准
1.通过日常生活和数学中的实例,了解数列的概念和表示方法(列表、图象、通项公式).
2.了解数列是一种特殊函数.
学科核心素养
1.了解数列的相关概念.(数学抽象)
2.了解数列的函数特性、数列的通项公式.(数学抽象)
3.能根据数列的前几项写出数列的通项公式.(逻辑推理、数学建模)
1.1 数列的概念
[教材要点]
要点一 数列的有关概念及表示方法
1.数列的有关概念
(1)数列:按________排列的一列数叫作数列.
(2)数列的项:数列中的________叫作这个数列的项.
2.数列的表示方法
数列的一般形式可以写成a1,a2,a3,…,an,…或简记为数列{an},其中a1是数列的第1项,也叫数列的________;an是数列的第n项,也叫数列的________.
状元随笔 (1)数列的项是指这个数列中的某一个确定的数,是一个函数值,也就是相当于f(n),而项数是指这个数在数列中的位置序号,它是自变量的值,相当于f(n)中的n.
(2)数列1,2,3,4,5和数列5,3,2,4,1为两个不同的数列,因为二者的元素顺序不同,而集合{1,2,3,4,5}与这两个数列也不相同,一方面形式上不一致,另一方面,集合中的元素具有无序性.
要点二 数列的分类
根据数列的项数可以将数列分为两类:
(1)有穷数列:项数________的数列;
(2)无穷数列:项数________的数列.
状元随笔 有穷数列与无穷数列的表示方法:
(1)有穷数列一般表示为a1,a2,a3,…,am;无穷数列一般表示为a1,a2,a3,…,am,….
(2)对于有穷数列,要把末项(即最后一项)写出来,对于无穷数列,不存在最后一项,要用“…”结尾.
要点三 数列的通项公式
如果数列{an}的第n项________与________之间的函数关系可以用一个式子表示成________,那么这个式子就叫作这个数列的通项公式,数列的通项公式就是相应函数的解析式.
状元随笔 (1)数列的通项公式必须适合数列中的任意一项.
(2)已知通项公式an=f(n),那么只需依次用1,2,3,…代替公式中的n,就可以求出这个数列的各项.
(3)一个数列的通项公式可以有不同的形式,如an=(-1)n可以写成an=(-1)n+2,还可以写成an=−1,n=2k−1,1,n=2k(k∈N*),这些通项公式虽然形式上不同,但都表示同一数列.
(4)并不是所有的数列都有通项公式,就像并不是所有的函数都能用解析式表示一样.
[基础自测]
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1){0,1,2,3,4}是有穷数列.( )
(2)数列1,2,3,4和数列1,2,4,3是同一数列.( )
(3)所有自然数能构成数列.( )
(4)数列1,3,5,7,…,2n+1,…的通项公式是an=2n+1.( )
2.(多选题)数列-1,1,-1,1,…的通项公式可以为( )
A.an=(-1)n-1 B.an=(-1)n
C.an=cos nπ D.an=sin nπ
3.已知数列{an}的通项公式是an=n2+1,则122是该数列的( )
A.第9项 B.第10项
C.第11项 D.第12项
4.数列1,2,7,10,13,…中的第26项为________.
题型一 数列的概念与分类
例1 (多选题)下列说法正确的是( )
A.数列4,7,3,4的首项是4
B.数列{an}中,若a1=3,则从第2项起,各项均不等于3
C.数列1,2,3,…就是数列{n}
D.数列中的项不能是三角形
方法归纳
正确理解数列及相关概念,注意以下几点:
(1)数列与数集不同,数集具有互异性和无序性,而数列中各项可以相同,但与顺序有关;
(2)数列a1,a2,…,an,…可以记为{an},但不能记作{a1,a2,…,an,…}.
跟踪训练1 (多选题)下列说法正确的是( )
A.数列{2n+1}的第5项是10
B.数列1,12,13,…,1n,…可以记为1n
C.数列3,5,7与数列5,7,3是相同的数列
D.数列1,2,3,4,5,…,n,…是无穷数列
题型二 根据数列的前几项写出通项公式
例2 写出数列的一个通项公式,使它的前4项是下列各数:
(1)-1,12,-13,14;
(2)3,3,15,21;
(3)0.9,0.99,0.999,0.999 9;
(4)3,5,3,5.
方法归纳
(1)据所给数列的前几项求其通项公式时,需仔细观察分析,抓住以下几方面的特征:
①分式中分子、分母的特征;
②相邻项的变化特征;
③拆项后的特征;
④各项符号特征等,并对此进行归纳、联想.
(2)观察、分析数列中各项的特点是最重要的,观察出项与序号之间的关系、规律,利用我们熟知的一些基本数列(如自然数列、奇偶数列等)转换而使问题得到解决,对于正负符号变化,可用(-1)n或(-1)n+1来调整.
跟踪训练2 写出下列数列的一个通项公式:
(1)0,3,8,15,24,…;
(2)1,-3,5,-7,9,…;
(3)112,223,334,445,…;
(4)1,11,111,1 111,….
题型三 数列通项公式的简单应用
例3 已知数列{an}的通项公式为an=3n2-28n.
(1)写出此数列的第4项和第6项.
(2)-49是否是该数列的一项?如果是,应是哪一项?68是否是该数列的一项呢?如果是,应是哪一项?
变式探究 本例中,数列{an}中有多少个负数项?
方法归纳
(1)利用数列的通项公式求某项的方法
数列的通项公式给出了第n项an与它的位置序号n之间的关系,只要用序号代替公式中的n,就可以求出数列的相应项.
(2)判断某数值是否为该数列的项的方法
先假定它是数列中的第n项,然后列出关于n的方程.若方程解为正整数则是数列的一项;若方程无解或解不是正整数,则不是该数列的一项.
跟踪训练3 已知数列{an}的通项公式为an=4n2+3n.
(1)写出数列的第4项和第6项.
(2)试问110是该数列的项吗?若是,是第几项?若不是,请说明理由.
易错辨析 忽略了相邻正方形的公共边而致误
例4 图中由火柴棒拼成的一列图形中,第n个图形由n个正方形组成.
通过观察可以发现:第n个图形中,火柴棒的根数为________________________________________________________________________.
解析:因为每两个相邻的正方形均有1条公共边,
所以第二个图形的火柴棒根数为2×3+1.
第三个图形的火柴棒根数为3×3+1.
……
第n个图形的火柴棒根数为3n+1.
答案:3n+1
【易错警示】
出错原因
纠错心得
每相邻的两个正方形都有公共边,第n个图形有n个正方形,火柴棒的根数是3n+1而不是4n.
正确观察图形,看清图形间的内在联系,并找到相关规律,再进行归纳.
[课堂十分钟]
1.数列0,-13,12,-35,23,…的通项公式为( )
A.an=(-1)n·n−2n+1 B.an=(-1)n+1·n−1n+2
C.an=(-1)n-1·n−1n+1 D.an=(-1)n-1·n−2n+2
2.在数列-1,0,19,18,…,n−2n2,…中0.08是它的( )
A.第100项 B.第12项
C.第10项 D.第8项
3.已知数列{an}的通项公式为an=n2-n,则下列结论正确的是( )
A.第2项a2=0 B.0不是数列中的一项
C.21是数列中的一项 D.42是数列中的一项
4.若数列{an}的通项公式是an=3-2n,则a2n=________,a2a3=________.
5.写出数列an=2nn+1的前5项,并用图象表示出来.
第一章 数列
§1 数列的概念及其函数特性
1.1 数列的概念
新知初探·课前预习
要点一
1.(1)一定次序 (2)每一个数
2.首项 通项
要点二
(1)有限 (2)无限
要点三
an n an=f(n)
[基础自测]
1.答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.答案:BC
3.解析:由an=n2+1=122,得n2=121.
∴n=11.故选C.
答案:C
4.解析:因为a1=1=1,a2=2=4,
a3=7,a4=10,a5=13,所以an=3n−2,
所以a26=3×26−2=76=219.
答案:2