高考要求
等差、等比數列的性質是等差、等比數列的概念,通項公式,前n項和公式的引申 應用等差、等比數列的性質解題,往往可以回避求其首項和公差或公比,使問題得到整體地解決,能夠在運算時達到運算靈活,方便快捷的目的,故一直受到重視 高考中也一直重點考查這部分内容
重難點歸納
1 等差、等比數列的性質是兩種數列基本規律的深刻體現,是解決等差、等比數列問題的既快捷又方便的工具,應有意識去應用
2 在應用性質時要注意性質的前提條件,有時需要進行适當變形
3 “巧用性質、減少運算量”在等差、等比數列的計算中非常重要,但用“基本量法”并樹立“目标意識”,“需要什麼,就求什麼”,既要充分合理地運用條件,又要時刻注意題的目标,往往能取得與“巧用性質”解題相同的效果
典型題例示範講解
例1已知函數f(x)= (x<-2) (1)求f(x)的反函數f--1(x);
(2)設a1=1, =-f--1(an)(n∈N*),求an;
(3)設Sn=a12 a22 … an2,bn=Sn 1-Sn是否存在最小正整數m,使得對任意n∈N*,有bn<成立?若存在,求出m的值;若不存在,說明理由
命題意圖 本題是一道與函數、數列有關的綜合性題目,考查學生的邏輯分析能力
知識依托 本題融合了反函數,數列遞推公式,等差數列基本問題、數列的和、函數單調性等知識于一爐,結構巧妙,形式新穎,是一道精緻的綜合題
錯解分析 本題首問考查反函數,反函數的定義域是原函數的值域,這是一個易錯點,(2)問以數列{}為橋梁求an,不易突破
技巧與方法 (2)問由式子得=4,構造等差數列{},從而求得an,即“借雞生蛋”是求數列通項的常用技巧;(3)問運用了函數的思想
解 (1)設y=,∵x<-2,∴x=-,即y=f--1(x)=- (x>0)
(2)∵,∴{}是公差為4的等差數列,
∵a1=1, = 4(n-1)=4n-3,∵an>0,∴an=
(3)bn=Sn 1-Sn=an 12=,由bn<,得m>,
設g(n)= ,∵g(n)= 在n∈N*上是減函數,∴g(n)的最大值是g(1)=5,
∴m>5,存在最小正整數m=6,使對任意n∈N*有bn<成立
例2設等比數列{an}的各項均為正數,項數是偶數,它的所有項的和等于偶數項和的4倍,且第二項與第四項的積是第3項與第4項和的9倍,問數列{lgan}的前多少項和最大?(lg2=0 3,lg3=0 4)
命題意圖 本題主要考查等比數列的基本性質與對數運算法則,等差數列與等比數列之間的聯系以及運算、分析能力
知識依托 本題須利用等比數列通項公式、前n項和公式合理轉化條件,求出an;進而利用對數的運算性質明确數列{lgan}為等差數列,分析該數列項的分布規律從而得解
錯解分析 題設條件中既有和的關系,又有項的關系,條件的正确轉化是關鍵,計算易出錯;而對數的運算性質也是易混淆的地方
技巧與方法 突破本題的關鍵在于明确等比數列各項的對數構成等差數列,而等差數列中前n項和有最大值,一定是該數列中前面是正數,後面是負數,當然各正數之和最大;另外,等差數列Sn是n的二次函數,也可由函數解析式求最值
解法一 設公比為q,項數為2m,m∈N*,依題意有
化簡得
設數列{lgan}前n項和為Sn,則Sn=lga1 lga1q2 … lga1qn-1=lga1n·q1 2 … (n-1)
=nlga1 n(n-1)·lgq=n(2lg2 lg3)-n(n-1)lg3=(-)·n2 (2lg2 lg3)·n
可見,當n=時,Sn最大 而=5,故{lgan}的前5項和最大
解法二 接前,,于是lgan=lg[108()n-1]=lg108 (n-1)lg,
∴數列{lgan}是以lg108為首項,以lg為公差的等差數列,
令lgan≥0,得2lg2-(n-4)lg3≥0,∴n≤=5 5
由于n∈N*,可見數列{lgan}的前5項和最大
例3 等差數列{an}的前n項的和為30,前2m項的和為100,求它的前3m項的和為_________
解法一由等差數列{an}的前n項和公式知,Sn是關于n的二次函數,即Sn=An2 Bn(A、B是常數)将Sm=30,S2m=100代入,得
,∴S3m=A·(3m)2 B·3m=210
解法二根據等差數列性質知 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差數列,
從而有 2(S2m-Sm)=Sm (S3m-S2m)∴S3m=3(S2m-Sm)=210
解法三 令m=1得S1=30,S2=100,得a1=30,a1 a2=100,∴a1=30,a2=70∴a3=70 (70-30)=110∴S3=a1 a2 a3=210
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