数列的综合应用15083.pdf
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1、第十六节 数列的综合应用 自我反馈 1已知正项等差数列an满足:an1an1a2n(n2),等比数列bn满足:bn1bn12bn(n2),则 log2(a2b2)()A1 或 2 B0 或 2 C2 D1 解析:选 C 由题意可知,an1an12ana2n,解得an2(n2)(由于数列an每项都是正数),又bn1bn1b2n2bn(n2),所以bn2(n2),log2(a2b2)log242.2已知数列an满足:a1m(m为正整数),an1 an2,当an为偶数时,3an1,当an为奇数时.若a61,则m所有可能的取值为()A4,5 B4,32 C4,5,32 D5,32 解析:选 C an1
2、 an2,当an为偶数时,3an1,当an为奇数时,注意递推的条件是an(而不是n)为偶数或奇数由a61 一直往前面推导可得a14 或 5 或 32.3在等差数列an中,a12,a36,若将a1,a4,a5都加上同一个数,所得的三个数依次成等比数列,则所加的这个数为_ 解析:由题意知等差数列an的公差da3a122,则a48,a510,设所加的数为x,依题意有(8x)2(2x)(10 x),解得x11.答案:11 4某住宅小区计划植树不少于 100 棵,若第一天植 2 棵,以后每天植树的棵数是前一天的 2 倍,则需要的最少天数n(nN*)等于_ 解析:设每天植树的棵数组成的数列为an,由题意可
3、知它是等比数列,且首项为 2,公比为 2,所以由题意可得212n12100,即 2n51,而 2532,2664,nN*,所以n6.答案:6 5已知数列an的前n项和为Sn,且Snn2,数列bn为等比数列,且首项b11,b48.(1)求数列an,bn的通项公式;(2)若数列满足abn,求数列的前n项和Tn.解:(1)数列an的前n项和为Sn,且Snn2,当n2 时,anSnSn1n2(n1)22n1.当n1 时,a1S11 亦满足上式,故an2n1(nN*)又数列bn为等比数列,设公比为q,b11,b4b1q38,q2.bn2n1(nN*)(2)abn2bn12n1.Tnc1c2c3(211)
4、(221)(2n1)(21222n)n212n12n.所以Tn2n12n.考向一 等差数列与等比数列的综合问题【典例1】(2016 XX模拟)已知an是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列bn满足b1=4,b4=20,且bn-an是等比数列.(1)求数列an和bn的通项公式.(2)求数列bn的前 n 项和.【母题变式】1.若本例题条件“bn-an是等比数列”变为“bn-an是等差数列”,其他条件不变,求数列bn的通项公式.2.若本例题条件“b1=4,b4=20,且bn-an是等比数列”变为“an+2an-1=nb1”,求数列bn的通项公式.【规律方法】等差数列、等比数列综合问题的解题策略(
5、1)分析已知条件和求解目标,确定为最终解决问题需要首先求解的中间问题,如为求和需要先求出通项、为求出通项需要先求出首项和公差(公比)等,确定解题的顺序.(2)注意细节.在等差数列与等比数列综合问题中,如果 等比数列的公比不能确定,则要看其是否有等于 1 的可 能,在数列的通项问题中第一项和后面的项能否用同一 个公式表示等,这些细节对解题的影响也是巨大的.提醒:在不能使用同一公式进行计算的情况下要注意分 类讨论,分类解决问题后还要注意结论的整合.【变式训练】(2016XX 模拟)已知等差数列an的 公差和首项都不等于 0,且 a2,a4,a8成等比数列,则 15923aaaaa =()A.2 B
6、.3 C.5 D.6 【加固训练】1.等比数列an的公比为 q,前 n 项和为 Sn,若 Sn+1,Sn,Sn+2成等差数列,则公比 q 为()A.-2 B.1 C.-2 或 1 D.2 或-1 2.(2016XX 模拟)已知数列an是公差大于零的等 差数列,数列bn为等比数列,且 a1=1,b1=2,b2-a2=1,a3+b3=13.(1)求数列an和bn的通项公式.(2)设=anan+1,求数列 n1c 的前 n 项和 Tn.因为 d0,所以 d=2,q=2,an=1+2(n-1)=2n-1,bn=2 2n-1=2n,即 an=2n-1(nN*),bn=2n(nN*).考向二 数列中的图表
7、问题【典例 2】(1)(2016XX 模拟)将全体正整数排成一个三角形数阵:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 按照以上排列的规律,第 n 行(n3)从左向右的第 3 个数为_.(2)(2016XX 模拟)下表是一个由正数组成的数表,数表中各行依次成等差数列,各列依次成等比数列,且公比都相等,已知 a1,1=1,a2,3=6,a3,2=8.a1,1 a1,2 a1,3 a1,4 a2,1 a2,2 a2,3 a2,4 a3,1 a3,2 a3,3 a3,4 a4,1 a4,2 a4,3 a4,4 求数列an,2的通项公式.【解题导引】(1)求出第 n 行(n3)从左向右的第 3 个数为原
8、数列的第几项,再求解.(2)构造方程组求出等差数列的公差与等比数列的公比.(2)设第一行组成的等差数列的公差是 d,各列依次组成的等比数列的公比是 q(q0),则 a2,3=qa1,3=q(1+2d)q(1+2d)=6,a3,2=q2a1,2=q2(1+d)q2(1+d)=8,解得 d=1,q=2.a1,2=2an,2=22n-1=2n.【规律方法】数列中常见的图表问题及解题关键(1)分组型:数列的通项公式已知,将其按照一定的规则排列而成.解决这类问题的关键是找出图表或数阵中的项在原数列中的位置.(2)混排型:图表或数阵中的行与列分别对应不同的数列.解决这类问题的关键是找出各个数列,将所求问题
9、所在行或列的基本量求出.(3)递推公式型:图表或数阵是按某种递推关系得到的,解决这类问题的关键是求出递推公式,再由递推公式求出通项公式.【变式训练】(2016XX 模拟)下面给出了一个三角形数阵,已知每一列的数成等差数列,从第 3 行起,每一行的数成等比数列,每一行的公比都相等.记第 i 行第 j 列数为 aij(i,jN*),则a43=_.141 12 43 3 34 8 16,【加固训练】1.(2016模拟)已知 an=(13)n,把数列an的各项 排列成如下的三角形形状.a1 a2a3a4 a5a6a7a8a9 记 A(m,n)表示第 m 行的第 n 个数,则 A(10,12)=()93
10、929411211A.()B.()3311C.()D.()33 2.(2016XX 模拟)正整数按下列方法分组:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,记第 n 组中各数之和为 An;由自然数的立方构成下列数组:03,13,13,23,23,33,33,43,记第 n 组中后一个数 与前一个数的差为 Bn,则 An+Bn=_.【解析】由题意知,前 n 组共有 1+3+5+(2n-1)=n2个数,所以第 n-1 组的最后一个数为(n-1)2,第 n 组的第一个数为(n-1)2+1,第 n 组共有 2n-1 个数,所以根据等差数列的前 n 项和公式可得 3.(
11、2016XX 模拟)将数列an中的所有项按每一行比上一行多一项的规则排成如下数表:a1 a2a3 a4a5a6 a7a8a9a10 记表中的第一列数 a1,a2,a4,a7,构成的数列为bn,b1=a1=1.Sn为数列bn的前 n 项和,且满足n2nnn2bb SS=1(n2).(1)证明数列 n1S 成等差数列,并求数列bn的通项公 式.(2)上表中,若从第三行起,每一行中的数按从左到右的 顺序均构成等比数列,且公比为同一个正数.当 a81=491 时,求上表中第 k(k3)行所有项的和.考向三 数列的实际应用问题【典例 3】(2016日照模拟)某大学 X 教授年初向银行贷款 2 万元用于购
12、车,银行贷款的年利息为10%,按复利计算(即本年的利息计入次年的本金生息).若这笔款要分10 年等额还清,每年年初还一次,并且以贷款后次年年初开始归还,问每年应还多少元?【规 X 解答】设每年还款 x 元,需 10 年还清,那么各年还款利息情况如下:第 10 年付款 x 元,这次还款后欠款全部还清;第 9 年付款 x 元,过 1 年欠款全部还清时,所付款连同利息之和为 x(1+10%)元;第 8 年付款 x 元,过 2 年欠款全部还清时,所付款连同利息之和为 x(1+10%)2元;第 1 年付款 x 元,过 9 年欠款全部还清时,所付款连同利息之和为 x(1+10%)9元.10 年后应还款总数
13、为 20000(1+10%)10.【一题多解】第 1 次还款 x 元之后欠银行 20000(1+10%)-x=200001.1-x,第 2 次还款 x 元后欠银行 20000(1+10%)-x(1+10%)-x=200001.12-1.1x-x,【规律方法】解答数列实际应用问题的步骤(1)确定模型类型:理解题意,看是哪类数列模型,一般有等差数列模型、等比数列模型、简单的递推数列模型.基本特征见下表:(2)准确解决模型:解模就是根据数列的知识,求数列的通项、数列的和、解方程(组)或者不等式(组)等,在解模时要注意运算准确.(3)给出问题的回答:实际应用问题最后要把求解的数学结果化为对实际问题的答
14、案,在解题中不要忽视了这点.易错提醒:解决数列应用问题,要明确问题属于哪一种类型,即明确是等差数列问题还是等比数列问题,是求 an还是 Sn,特别是要弄清项数.【变式训练】某市 2015 年新建住房 400 万平方米,其中有 250 万平方米是中低价房,预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长 8%.另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加 50 万平方米.那么,到哪一年底,(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以 2015 年为累 计的第一年)将首次不少于 4750 万平方米?(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的 比例首次大于 85%?(参考数据:1
15、.0841.36,1.085 1.47,1.0861.59)数列模型 基本特征 等差数列 均匀增加或者减少 等比数列 指数增长,常见的是增产率问题、存款复利问题 简单递推 数列 指数增长的同时又均匀减少.如年收入增长率为 20%,每年年底要拿出 a(常数)作为下年度的开销,即数列an满足 an+1=1.2an-a 答:到 2024 年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于 4750 万平方米.(2)设新建住房的面积构成数列bn,由题意可知,bn 是等比数列,其中 b1=400,q=1.08,则 bn=4001.08n-1.由题意可知 an0.85bn,有 250+(n-1)504001
16、.08n-10.85.当 n=5 时,a50.85b6,即满足上述不等式的最小正整数 n 为 6.答:到 2020 年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于 85%.【加固训练】1.(2016XX 模拟)X 丘建算经卷上第 22 题为:今 有女善织,日益功疾,且从第 2 天起,每天比前一天多织 相同量的布,若第 1 天织 5 尺布,现在一月(按 30 天计)共 织 390 尺布,则每天比前一天多织_尺布.()181616A.B.C.D.2152931 2.某工业城市按照“十二五”(2011 年至 2015 年)期间本地区主要污染物排放总量控制要求,进行减排治污.现以降低
17、SO2的年排放量为例,原计划“十二五”期间每年的排放量都比上一年减少 0.3 万吨,已知该城市 2011 年 SO2的年排放量约为 9.3 万吨.(1)按原计划,“十二五”期间该城市共排放 SO2约多少万吨?(2)该城市为响应“十八大”提出的建设“美丽中国”的号召,决定加大减排力度.在 2012 年刚好按原计划完成减排任务的条件下,自2013年起,SO2的年排放量每年比上一年减少的百分率为 p,为使 2020 年这一年 SO2的年排放量控制在 6 万吨以内,求 p 的取值 X 围.9822(0.950 60.955 9)33参考数据:,答:按原计划,“十二五”期间该城市共排放 SO2约为 43
18、.5 万吨.答:SO2的年排放量每年减少的百分率 p 的取值 X 围为(4.94%,1).考向四 数列与函数、不等式的综合问题【考情快递】【考题例析】命题方向 1:数列与函数的综合问题【典例 4】(2014XX 高考)设 fn(x)=x+x2+xn-1,nN,n2.命题方向 2:数列与不等式的综合问题【典例 5】(2014全国卷)已知数列an满足 a1=1,an+1=3an+1.(1)证明 n1a2 是等比数列,并求an的通项公式.(2)证明:12n1113.aaa2 【技法感悟】1.解决函数与数列的综合问题的基本思路(1)数列是一类特殊的函数,它的图象是一群孤立的点;因此可考虑借助数形结合的
19、思想思考数列问题.(2)可将数列问题转化为函数问题,借助函数的知识,如单调性、最值来解决.2.数列中不等式的处理方法(1)函数方法:即构造函数,通过函数的单调性、极值等得出关于正实数的不等式,通过对关于正实数的不等式特殊赋值得出数列中的不等式.(2)放缩方法:数列中不等式可以通过对中间过程或者最后的结果放缩得到.(3)比较方法:作差或者作商比较.【题组通关】1.(2016XX 模拟)已知等比数列an的首项 a1=2014,公比为 q=12,记 bn=a1a2a3an,则 bn达到最大值时,n 的值 为()A.10 B.11 C.12 D.不存在 2.(2016XX 模拟)已知函数 f(x)=x
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