福建省漳浦縣道周中學2020年高考數(shù)學專題復習 數(shù)列的綜合應用教案 文
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1、福建省漳浦縣道周中學2020年高考數(shù)學專題復習 數(shù)列的綜合應用教案 文 1.數(shù)列常與不等式結(jié)合,如比較大小、不等式恒成立、求參數(shù)范圍等,需熟練應用不等式知識解決數(shù)列中的相關(guān)問題. 2.數(shù)列作為特殊的函數(shù),在實際問題中有著廣泛的應用,如增長率、銀行信貸、分期付款、合理定價等. 3.解答數(shù)列應用題的基本步驟 (1)審題——仔細閱讀材料,認真理解題意. (2)建模——將已知條件翻譯成數(shù)學(數(shù)列)語言,將實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學問題,弄清該數(shù)列的結(jié)構(gòu)和特征. (3)求解——求出該問題的數(shù)學解. (4)還原——將所求結(jié)果還原到原實際問題中. 4.數(shù)列應用題常見模型 (1)等差模型:如
2、果增加(或減少)的量是一個固定量時,該模型是等差模型,增加(或減少)的量就是公差. (2)等比模型:如果后一個量與前一個量的比是一個固定的數(shù)時,該模型是等比模型,這個固定的數(shù)就是公比. (3)分期付款模型:設(shè)貸款總額為a,年利率為r,等額還款數(shù)為b,分n期還完,則b=a. [難點正本 疑點清源] 1.用函數(shù)的觀點理解等差數(shù)列、等比數(shù)列 (1)對于等差數(shù)列,由an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),當d≠0時,an是關(guān)于n的一次函數(shù),對應的點(n,an)是位于直線上的若干個離散的點.當d>0時,函數(shù)是增函數(shù),對應的數(shù)列是遞增數(shù)列;同理,d=0時,函數(shù)是常函數(shù),對應的數(shù)列是常數(shù)列;
3、d<0時,函數(shù)是減函數(shù),對應的數(shù)列是遞減數(shù)列.
若等差數(shù)列的前n項和為Sn,則Sn=pn2+qn (p、q∈R).當p=0時,{an}為常數(shù)列;當p≠0時,可用二次函數(shù)的方法解決等差數(shù)列問題.
(2)對于等比數(shù)列:an=a1qn-1.可用指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)來理解.
①當a1>0,q>1或a1<0,00,0
1時,等比數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.
③當q=1時,是一個常數(shù)列.
④當q<0時,無法判斷數(shù)列的單調(diào)性,它是一個擺動數(shù)列.
2.解答數(shù)列綜合問題的注意事項
(1)要重視審題、精心聯(lián)想、溝通聯(lián)系;
(2)將等差、等比
4、數(shù)列與函數(shù)、不等式、方程、應用性問題等聯(lián)系起來. 題型一 等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合應用 例1 在等比數(shù)列{an} (n∈N*)中,a1>1,公比q>0,設(shè)bn=log2an,且b1+b3+b5=6,b1b3b5=0. (1)求證:數(shù)列{bn}是等差數(shù)列; (2)求{bn}的前n項和Sn及{an}的通項an; (3)試比較an與Sn的大小. 探究提高 在解決等差數(shù)列和等比數(shù)列綜合題時,恰當?shù)剡\用等差數(shù)列和等比數(shù)列的性質(zhì)可以減少運算量,提高解題速度和準確度,如本例中就合理地應用了等差中項. 已知數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,且an+1=(1+q)an-qan-1 (n≥2
5、,q≠0).
(1)設(shè)bn=an+1-an (n∈N*),證明:{bn}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式;
(3)若a3是a6與a9的等差中項,求q的值,并證明:對任意的n∈N*,an是an+3與an+6的等差中項.
題型二 數(shù)列與函數(shù)的綜合應用
例2 已知函數(shù)f(x)=log2x-logx2(0 6、為0,且有f(1+x)=f(1-x),直線g(x)=4(x-1)的圖象被f(x)的圖象截得的弦長為4,數(shù)列{an}滿足a1=2,(an+1-an)g(an)+f(an)=0 (n∈N*).
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式;
(3)設(shè)bn=3f(an)-g(an+1),求數(shù)列{bn}的最值及相應的n.
題型三 數(shù)列與不等式的綜合應用
例3 已知數(shù)列{an},{bn}滿足a1=,an+bn=1,bn+1=.
(1)求b1,b2,b3,b4;
(2)求數(shù)列{bn}的通項公式;
(3)設(shè)Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1,求實數(shù)a為何值時,4aS 7、n 8、+bn,若Sn<對一切n∈N*成立,求最小正整數(shù)m.
題型四 數(shù)列的實際應用
例4 某市2020年新建住房400萬平方米,其中有250萬平方米是中低價房,預計在今后的若干年內(nèi),該市每年新建住房面積平均比上一年增長8%.另外,每年新建住房中,中低價房的面積均比上一年增加50萬平方米.那么,到哪一年底,
(1)該市歷年所建中低價房的累計面積(以2020年為累計的第一年)將首次不少于4 750萬平方米?
(2)當年建造的中低價房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%?(參考數(shù)據(jù):1.084≈1.36,1.085≈1.47,1.086≈1.59)
探究提高 解決此類問題的關(guān)鍵是如何把實 9、際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,通過反復讀題,列出有關(guān)信息,轉(zhuǎn)化為數(shù)列的有關(guān)問題,這恰好是數(shù)學實際應用的具體體現(xiàn).
從社會效益和經(jīng)濟效益出發(fā),某旅游縣區(qū)計劃投入資金進行生態(tài)環(huán)境建設(shè),并以此發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè),根據(jù)規(guī)劃,2020年投入800萬元,以后每年投入將比上年減少,本年度當?shù)芈糜螛I(yè)收入估計為400萬元,由于該項建設(shè)對旅游業(yè)有促進作用,預計今后的旅游業(yè)收入每年會比上年增加.
(1)設(shè)n年內(nèi)(2020年為第一年)總投入為an萬元,旅游業(yè)總收入為bn萬元,寫出an,bn的表達式;
(2)至少經(jīng)過幾年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入?
(參考數(shù)據(jù):lg 2=0.301 0)
15 10、.用構(gòu)造新數(shù)列的思想解題
試題:(12分)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且滿足a1=,an=-2Sn·Sn-1 (n≥2).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式an;
(2)求證:S+S+…+S≤-.
審題視角 (1)從求證內(nèi)容來看,首先要求出Sn.(2)從Sn與Sn-1的遞推關(guān)系看,可考慮構(gòu)造新數(shù)列.(3)可考慮用放縮法證明.
規(guī)范解答
(1)解 ∵an=-2Sn·Sn-1 (n≥2),
∴Sn-Sn-1=-2Sn·Sn-1.
兩邊同除以Sn·Sn-1,得-=2 (n≥2), [2分]
∴數(shù)列是以==2為首項,以d=2為公差的等差數(shù)列, [3分]
∴ 11、=+(n-1)·d=2+2(n-1)=2n,
∴Sn=. [5分]
將Sn=代入an=-2Sn·Sn-1,
得an= [6分]
(2)證明 ∵S=<= (n≥2),S=,
∴當n≥2時,S+S+…+S
=++…+
<++…+
=-; [10分]
當n=1時,S==-.
綜上,S+S+…+S≤-.[12分]
批閱筆記 (1)在數(shù)列的解題過程中,常常要構(gòu)造新數(shù)列,使新數(shù)列成為等差或等比數(shù)列.構(gòu)造新數(shù)列可以使題目變得簡單,而構(gòu)造新數(shù)列要抓住題目信息,不能亂變形.
(2)本題首先要構(gòu)造新數(shù)列,其次應用放縮 12、法,并且發(fā)現(xiàn)只有應用放縮法才能用裂項相消法求和,從而把問題解決.事實上:<,也可以看成一個新構(gòu)造:bn=.
(3)易錯分析:構(gòu)造不出新數(shù)列,從而使思維受阻.不會作不等式的放縮.
方法與技巧
1.深刻理解等差(比)數(shù)列的性質(zhì),熟悉它們的推導過程是解題的關(guān)鍵.兩類數(shù)列性質(zhì)既有相似之處,又有區(qū)別,要在應用中加強記憶.同時,用好性質(zhì)也會降低解題的運算量,從而減少差錯.
2.在等差數(shù)列與等比數(shù)列中,經(jīng)常要根據(jù)條件列方程(組)求解,在解方程組時,仔細體會兩種情形中解方程組的方法的不同之處.
3.數(shù)列的滲透力很強,它和函數(shù)、方程、三角形、不等式等知識相互聯(lián)系,優(yōu)化組合,無形中加大了綜合的力度. 13、解決此類題目,必須對蘊藏在數(shù)列概念和方法中的數(shù)學思想有所了解,深刻領(lǐng)悟它在解題中的重大作用,常用的數(shù)學思想方法有:“函數(shù)與方程”、“數(shù)形結(jié)合”、“分類討論”、“等價轉(zhuǎn)換”等.
4.在現(xiàn)實生活中,人口的增長、產(chǎn)量的增加、成本的降低、存貸款利息的計算、分期付款問題等,都可以利用數(shù)列來解決,因此要會在實際問題中抽象出數(shù)學模型,并用它解決實際問題.
失誤與防范
1.等比數(shù)列的前n項和公式要分兩種情況:公比等于1和公比不等于1.最容易忽視公比等于1的情況,要注意這方面的練習.
2.數(shù)列的應用還包括實際問題,要學會建模,對應哪一類數(shù)列,進而求解.
專題四 數(shù)列的綜合應用
(時間:60分鐘)
14、A組 專項基礎(chǔ)訓練題組
一、選擇題
1.(2020·安徽)若數(shù)列{an}的通項公式是an=(-1)n·(3n-2),則a1+a2+…+a10等于( )
A.15 B.12 C.-12 D.-15
2.(2020·福建)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,若a1=-11,a4+a6=-6,則當Sn取最小值時,n等于 ( )
A.6 B.7 C.8 D.9
3.設(shè)函數(shù)f(x)=xm+ax的導函數(shù)f′(x)=2x+1,則數(shù)列 (n∈N*)的前n項和是( )
A. B.
C. 15、D.
二、填空題
4.(2020·江蘇)設(shè)1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比為q的等比數(shù)列,a2,a4,a6成公差為1的等差數(shù)列,則q的最小值是________.
5.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=-2,an+2=-,則該數(shù)列前26項的和為_____________.
6.在等差數(shù)列{an}中,滿足3a4=7a7,且a1>0,Sn是數(shù)列{an}前n項的和,若Sn取得最大值,則n=________.
三、解答題
7.已知單調(diào)遞增的等比數(shù)列{an}滿足a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中項.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若 16、bn=anlogan,Sn=b1+b2+…+bn,求使Sn+n·2n+1>50成立的最小正整數(shù)n的值.
8.某人有人民幣1萬元,若存入銀行,年利率為6%;若購買某種股票,年分紅利為24%,每年儲蓄的利息和買股票所分的紅利都存入銀行.
(1)問買股票多少年后,所得紅利才能和原來的投資款相等?
(2)經(jīng)過多少年,買股票所得的紅利與儲蓄所擁有的人民幣相等?(精確到整年)
(參考數(shù)據(jù):lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1,lg 1.06≈0.025 3)
B組 專項能力提升題組
一、選擇題
1.{an}是等差數(shù)列,a2=8,S10=185,從{an}中依次取出第3項,第 17、9項,第27項,…,第3n項,按原來的順序排成一個新數(shù)列{bn},則bn等于 ( )
A.3n+1+2 B.3n+1-2
C.3n+2 D.3n-2
2.已知數(shù)列{an}的通項公式為an=log2 (n∈N*),設(shè)其前n項和為Sn,則使Sn<-5成立的自然數(shù)n ( )
A.有最小值63 B.有最大值63
C.有最小值31 D.有最大值31
3.已知數(shù)列{an}滿足3an+1+an=4 (n∈N*)且a1=9,其前n項和為Sn,則滿足不等式|Sn-n-6|<的最小正整數(shù)n是 18、 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
二、填空題
4.(2020·陜西)植樹節(jié)某班20名同學在一段直線公路一側(cè)植樹,每人植一棵,相鄰兩棵樹相距10米,開始時需將樹苗集中放置在某一樹坑旁邊,使每位同學從各自樹坑出發(fā)前來領(lǐng)取樹苗往返所走的路程總和最小,這個最小值為________米.
5.將全體正整數(shù)排成一個三角形數(shù)陣:
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
………………
按照以上排列的規(guī)律,第n行(n≥3)從左向右的第3個數(shù)為__________.
6.對正整數(shù)n,若曲線y=xn (1-x)在x=2處的切線與y軸交點的縱坐標為an,則數(shù)列 19、的前n項和為____________.
三、解答題
7.已知數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1=an-.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=nan·2n,求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
8.已知等差數(shù)列{an}的首項a1=1,公差d>0,且第二項、第五項、第十四項分別是一個等比數(shù)列的第二項、第三項、第四項.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn= (n∈N*),Sn=b1+b2+…+bn,是否存在最大的整數(shù)t,使得對任意的n均有Sn>總成立?若存在,求出t;若不存在,請說明理由.
答案
題型分類·深度剖析
例1 (1)證明 ∵bn=log2an,
20、∴bn+1-bn=log2=log2q為常數(shù),
∴數(shù)列{bn}為等差數(shù)列且公差d=log2q.
(2)Sn= an=25-n (n∈N*)
(3)解 顯然an=25-n>0,
當n≥9時,Sn=≤0,
∴n≥9時,an>Sn.
∵a1=16,a2=8,a3=4,a4=2,a5=1,a6=,a7=,a8=,
S1=4,S2=7,S3=9,S4=10,S5=10,S6=9,S7=7,S8=4,
∴當n=3,4,5,6,7,8時,an 21、=q(an-an-1),
即bn=qbn-1,n≥2.由b1=a2-a1=1,q≠0,
所以{bn}是首項為1,公比為q的等比數(shù)列.
(2)an=
(3)解 由(2),當q=1時,顯然a3不是a6與a9的等差中項,故q≠1.
由a3-a6=a9-a3可得q5-q2=q2-q8,
由q≠0得q3-1=1-q6, ①
整理得(q3)2+q3-2=0,解得q3=-2或q3=1(舍去).于是q=-.
另一方面,
an-an+3==(q3-1),
an+6-an==(1-q6).
由①可得an-an+3=an+6-an,
即2an=an+3+an+6,n∈N 22、*.
所以對任意的n∈N*,an是an+3與an+6的等差中項.
例2 解 (1)由已知得log22an-=2n,∴an-=2n,即a-2nan-1=0.
∴an=n±.
∵0 23、,
當n=1時,bn有最大值是0.
例3 (1)b1=,b2=,b3=,b4=
(2)bn=
(3)解 an=1-bn=,
∴Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1
=++…+
=++…+=-=.
∴4aSn-bn=-
=.
由條件可知(a-1)n2+(3a-6)n-8<0在[1,+∞)上恒成立即可滿足條件.
設(shè)f(x)=(a-1)x2+3(a-2)x-8,
則a=1時,f(x)=-3x-8<0,恒成立;
a>1時,由二次函數(shù)的性質(zhì)知不可能成立;
a<1時,對稱軸x=-·
=-<0.
f(x)在[1,+∞)上為單調(diào)遞減函數(shù).
f(1)=(a-1)+(3a- 24、6)-8=4a-15<0.
∴a<,∴a<1時,4aSn 25、列,其中b1=400,q=1.08,則bn=400×(1.08)n-1.
由題意可知an>0.85bn,
有250+(n-1)×50>400×(1.08)n-1×0.85.當n=5時,a5<0.85b5,當n=6時,a6>0.85b6,
∴滿足上述不等式的最小正整數(shù)n為6.
∴到2020年底,當年建造的中低價房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%.
變式訓練4 (1)an=4 000×
,bn=1 600×
(2)解 設(shè)經(jīng)過n年,旅游業(yè)的總收入超過總投入,由此bn-an>0,
即1 600×-4 000×>0,
令x=n,代入上式得5x2-7x+2>0,
解此不等式 26、,得x<,或x>1(舍去),
即n<,由此得n≥5.
答 至少經(jīng)過5年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入.
課時規(guī)范訓練
A組
1.A 2.A 3.A 4. 5.-10 6.9
7.解 (1)設(shè)此等比數(shù)列為a1,a1q,a1q2,a1q3,…,其中a1≠0,q≠0.
由題意知:a1q+a1q2+a1q3=28, ①
a1q+a1q3=2(a1q2+2). ②
②×7-①得6a1q3-15a1q2+6a1q=0,
即2q2-5q+2=0,解得q=2或q=.
∵等比數(shù)列{an}單調(diào)遞增,∴a1=2,q=2,
∴an=2n.
(2)由 27、(1)得bn=-n·2n,
∴Sn=b1+b2+…+bn=-(1×2+2×22+…+n·2n).
設(shè)Tn=1×2+2×22+…+n·2n, ③
則2Tn=1×22+2×23+…+n·2n+1. ④
由③-④,得-Tn=1×2+1×22+…+1·2n-n·2n+1
=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)·2n+1-2,
∴-Tn=-(n-1)·2n+1-2.
∴Sn=-(n-1)·2n+1-2.
要使Sn+n·2n+1>50成立,
即-(n-1)·2n+1-2+n·2n+1>50,
即2n>26.
∵24=16<26,25=32>2 28、6,且y=2x是單調(diào)遞增函數(shù),∴滿足條件的n的最小值為5.
8.解 設(shè)該人將1萬元購買股票,x年后所得的總紅利為y萬元,則
y=24%+24%(1+6%)+24%(1+6%)2+…+24%(1+6%)x-1
=24%(1+1.06+1.062+…+1.06x-1)
=4(1.06x-1).
(1)由題意,得4(1.06x-1)=1,
∴1.06x=.兩邊取常用對數(shù),得
xlg 1.06=lg =lg 5-lg 4=1-3lg 2.
∴x=≈≈4.
(2)由題意,得4(1.06x-1)=(1+6%)x,
∴1.06x=.解得x≈5.
答 (1)買股票4年后所得的紅利才能和原 29、來的投資款相等;
(2)經(jīng)過大約5年,買股票所得的紅利與儲蓄所擁有的人民幣相等.
B組
1.A 2.A 3.C 4.2 000
5. 6.2n+1-2
7.(1)an=,n∈N* (2)Sn=n·2n+1
8.解 (1)由題意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2,整理得2a1d=d2.
∵a1=1,解得d=2,d=0(舍).
∴an=2n-1 (n∈N*).
(2)bn==
=,
∴Sn=b1+b2+…+bn
=[++]
==.
假設(shè)存在整數(shù)t滿足Sn>總成立,
又Sn+1-Sn=-
=>0,
∴數(shù)列{Sn}是單調(diào)遞增的.
∴S1=為Sn的最小值,故<,即t<9.
又∵t∈Z,∴適合條件的t的最大值為8.
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