《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復(fù)習 第六章 數(shù)列 第五節(jié) 數(shù)列的綜合應(yīng)用講義(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復(fù)習 第六章 數(shù)列 第五節(jié) 數(shù)列的綜合應(yīng)用講義(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復(fù)習 第六章 數(shù)列 第五節(jié) 數(shù)列的綜合應(yīng)用講義(含解析)
[典例] (1)中國古代數(shù)學著作《算法統(tǒng)宗》中有這樣一個問題:“三百七十八里關(guān),初行健步不為難,次日腳痛減一半,六朝才得到其關(guān),要見次日行里數(shù),請公仔細算相還.”其大意為:“有一個人走了378里路,第一天健步行走,從第二天起因腳痛每天走的路程為前一天的一半,走了6天后到達目的地.”則此人第4天和第5天共走了( )
A.60里 B.48里
C.36里 D.24里
(2)(2019·北京東城區(qū)模擬)為了觀看2022年的冬奧會,小明打算從2018年起,每年的1月1日到銀行存入a
2、元 的一年期定期儲蓄,若年利率為p,且保持不變,并約定每年到期存款本息均自動轉(zhuǎn)為新一年的定期.到2022年的1月1日不再存錢而是將所有的存款和利息全部取出,則可取回________元.
[解析] (1)由題意知,此人每天走的里數(shù)構(gòu)成公比為的等比數(shù)列{an},
設(shè)等比數(shù)列的首項為a1,則=378,
解得a1=192,所以a4=192×=24,a5=24×=12,
則a4+a5=24+12=36,即此人第4天和第5天共走了36里.
(2)2022年1月1日可取出錢的總數(shù)為
a(1+p)4+a(1+p)3+a(1+p)2+a(1+p)
=a·
=[(1+p)5-(1+p)]
=[(
3、1+p)5-1-p].
[答案] (1)C (2)[(1+p)5-1-p]
[方法技巧]
1.數(shù)列與數(shù)學文化解題3步驟
讀懂題意
會脫去數(shù)學文化的背景,讀懂題意
構(gòu)建模型
由題意,構(gòu)建等差數(shù)列或等比數(shù)列或遞推關(guān)系式的模型
求解模型
利用所學知識求解數(shù)列的相關(guān)信息,如求指定項、通項公式或前n項和的公式
2.解答數(shù)列應(yīng)用題需過好“四關(guān)”
審題關(guān)
仔細閱讀材料,認真理解題意
建模關(guān)
將已知條件翻譯成數(shù)學語言,將實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)列問題,并分清數(shù)列是等差數(shù)列還是等比數(shù)列
求解關(guān)
求解該數(shù)列問題
還原關(guān)
將所求的結(jié)果還原到實際問題中
[針對訓練]
1.在我國古代著名
4、的數(shù)學名著《九章算術(shù)》里有一段敘述:今有良馬與駑馬發(fā)長安至齊,齊去長安一千一百二十五里,良馬初日行一百零三里,日增十三里;駑馬初日行九十七里,日減半里;良馬先至齊,復(fù)還迎駑馬,二馬相逢.問:幾日相逢?( )
A.9日 B.8日
C.16日 D.12日
解析:選A 由題意知,良馬每日行的距離成等差數(shù)列,記為{an},其中a1=103,d=13;駑馬每日行的距離成等差數(shù)列,記為{bn},其中b1=97,d=-0.5.設(shè)第m天相逢,則a1+a2+…+am+b1+b2+…+bm=103m++97m+=2×1 125,解得m1=9或m2=-40(舍去),故選A.
2.(2018·江西金溪一
5、中月考)據(jù)統(tǒng)計測量,已知某養(yǎng)魚場,第一年魚的質(zhì)量增長率為200%,以后每年的增長率為前一年的一半.若飼養(yǎng)5年后,魚的質(zhì)量預(yù)計為原來的t倍.下列選項中,與t值最接近的是( )
A.11 B.13
C.15 D.17
解析:選B 設(shè)魚原來的質(zhì)量為a,飼養(yǎng)n年后魚的質(zhì)量為an,q=200%=2,則a1=a(1+q),a2=a1=a(1+q),…,a5=a(1+2)×(1+1)×××=a≈12.7a,即5年后,魚的質(zhì)量預(yù)計為原來的12.7倍,故選B.
題型二 數(shù)列中的新定義問題
[典例] 若數(shù)列{an}滿足-=d(n∈N*,d為常數(shù)),則稱數(shù)列{an}為“調(diào)和數(shù)列”,已知正項數(shù)列為“調(diào)
6、和數(shù)列”,且b1+b2+…+b2 019=20 190,則b2b2 018的最大值是________.
[解析] 因為數(shù)列是“調(diào)和數(shù)列”,
所以bn+1-bn=d,即數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,
所以b1+b2+…+b2 019===20 190,
所以b2+b2 018=20.
又>0,所以b2>0,b2 018>0,
所以b2+b2 018=20≥2,
即b2b2 018≤100(當且僅當b2=b2 018時等號成立),
因此b2b2 018的最大值為100.
[答案] 100
[方法技巧]
新定義數(shù)列問題的特點及解題思路
新定義數(shù)列題的特點是:通過給出一個新的數(shù)列的概
7、論,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設(shè)全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學的知識和方法,實現(xiàn)信息的遷移,達到靈活解題的目的.遇到新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質(zhì),按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、運算、驗證,使問題得以解決.
[針對訓練]
1.定義一種運算“※”,對于任意n∈N*均滿足以下運算性質(zhì):(1)2※2 019=1;(2)(2n+2)※2 019=(2n)※2 019+3,則2 018※2 019=________.
解析:設(shè)an=(2n)※2 019,則由運算性質(zhì)(1)知a1=1,
由運算性質(zhì)(2)
8、知an+1=an+3,即an+1-an=3.
所以數(shù)列{an}是首項為1,公差為3的等差數(shù)列,
故2 018※2 019=(2×1 009)※2 019=a1 009=1+1 008×3=3 025.
答案:3 025
2.定義各項為正數(shù)的數(shù)列{pn}的“美數(shù)”為(n∈N*).若各項為正數(shù)的數(shù)列{an}的“美數(shù)”為,且bn=,則++…+=________.
解析:因為各項為正數(shù)的數(shù)列{an}的“美數(shù)”為,
所以=.
設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則Sn=n(2n+1),
Sn-1=(n-1)[2(n-1)+1]=2n2-3n+1(n≥2),
所以an=Sn-Sn-1=4n-
9、1(n≥2).
又=,所以a1=3,滿足式子an=4n-1,
所以an=4n-1(n∈N*).
又bn=,所以bn=n,
所以++…+=++…+=1-+-+…+-=1-=.
答案:
題型三 數(shù)列與函數(shù)的綜合問題
[典例] (1)(2019·重慶模擬)已知f(x)=x2+aln x在點(1,f(1))處的切線方程為4x-y-3=0,an=f′(n)-n(n≥1,n∈N*),{an}的前n項和為Sn,則下列選項正確的是( )
A.S2 018-1ln 2 018+1
C.ln 2 018S2
10、 017
(2)(2019·昆明模擬)已知定義在R上的函數(shù)f(x)是奇函數(shù),且滿足f(3-x)=f(x),f(-1)=3,數(shù)列{an}滿足a1=1且an=n(an+1-an)(n∈N*),則f(a36)+f(a37)=________.
[解析] (1)由題意得f′(x)=2x+,∴f′(1)=2+a=4,解得a=2.∴an=f′(n)-n=-n=(n≥1,n∈N*).設(shè)g(x)=ln(x+1)-x,則當x∈(0,1)時,g′(x)=-1=<0,∴g(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,∴g(x)
11、+++…+,故ln(n+1)0,∴h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增, ∴h(x)>h(1)=0,即ln x>1-,x∈(1,+∞).令x=1+,則ln=ln >,∴l(xiāng)n +ln +ln +…+ln >++…++,故ln(n+1)>Sn+1-1.故選A.
(2)因為函數(shù)f(x)是奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x),又因為f(3-x)=f(x),所以f(3+x)=f(-x)=-f(x)=-f(3-x)=f(x-3),即f(x+6)=f(x),所以f(x)是以6為周期的周期函數(shù).由an=n(an+1-an)可得
12、=,則an=···…··a1=····…·×1=n,即an=n,所以a36=36,a37=37,又因為f(-1)=3,f(0)=0,所以f(a36)+f(a37)=f(0)+f(1)=f(1)=-f(-1)=-3.
[答案] (1)A (2)-3
[方法技巧]
數(shù)列與函數(shù)綜合問題的類型及注意點
類型
(1)已知函數(shù)條件,解決數(shù)列問題,此類問題一般是利用函數(shù)的性質(zhì)、圖象研究數(shù)列問題
(2)已知數(shù)列條件,解決函數(shù)問題,解決此類問題一般要充分利用數(shù)列的范圍、公式、求和方法對式子化簡變形;
注意點
解題時要注意數(shù)列與函數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系,靈活運用函數(shù)的思想方法求解,在問題的求解過程中往往會遇
13、到遞推數(shù)列,因此掌握遞推數(shù)列的常用解法有助于該類問題的解決
[針對訓練]
1.(2019·玉溪模擬)函數(shù)y=x2(x>0)的圖象在點(ak,a)處的切線與x軸交點的橫坐標為ak+1,k為正整數(shù),a1=16,則a1+a3+a5=( )
A.18 B.21
C.24 D.30
解析:選B ∵函數(shù)y=x2(x>0)的導(dǎo)函數(shù)為y′=2x,∴函數(shù)y=x2(x>0)的圖象在點(ak,a)處的切線方程為y-a=2ak(x-ak).令y=0,可得x=ak,即ak+1=ak,∴數(shù)列{an}為等比數(shù)列,an=16×n-1,∴a1+a3+a5=16+4+1=21.故選B.
2.已知數(shù)列{an}的前
14、n項和為Sn,點(n,Sn+3)(n∈N*)在函數(shù)y=3×2x的圖象上,等比數(shù)列{bn}滿足bn+bn+1=an(n∈N*),其前n項和為Tn,則下列結(jié)論正確的是( )
A.Sn=2Tn B.Tn=2bn+1
C.Tn>an D.Tn
15、2,
所以數(shù)列{bn}的通項公式為bn=2n-1.
由等比數(shù)列前n項和公式可得Tn=2n-1.
綜合選項可知,只有D正確.
3.(2019·撫順模擬)已知函數(shù)f(x)=ax2+bx的圖象經(jīng)過(-1,0)點,且在x=-1處的切線斜率為-1.設(shè)數(shù)列{an}的前n項和Sn=f(n)(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)求數(shù)列前n項的和Tn.
解:(1)函數(shù)f(x)=ax2+bx的圖象經(jīng)過(-1,0)點,
則a-b=0,即a=b.①
因為f′(x)=2ax+b,函數(shù)f(x)=ax2+bx在x=-1處的切線斜率為-1,
所以-2a+b=-1.②
由①②得a=1,b
16、=1,
所以數(shù)列{an}的前n項和Sn=f(n)=n2+n.
當n≥2時,Sn-1=(n-1)2+(n-1),
所以an=Sn-Sn-1=2n.
當n=1時,a1=2符合上式,則an=2n.
(2)由于an=2n,
則==,
則Tn===.
題型四 數(shù)列與不等式的綜合問題
[典例] (2019·福州八校聯(lián)考)數(shù)列{an}中,a1=3,an+1=2an+2(n∈N*).
(1)求證:{an+2}是等比數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=,Sn=b1+b2+b3+…+bn,證明:對任意n∈N*,都有≤Sn<.
[證明] (1)∵an+1=2an+2,∴an+1
17、+2=2(an+2).∵{an+2}是以a1+2=5為首項,公比q=2的等比數(shù)列,∴an=5×2n-1-2.
(2)由(1)可得bn=,
∴Sn=,①
Sn=,②
①-②可得Sn===<.
∴Sn<,又∵Sn+1-Sn=bn+1=>0,
∴數(shù)列{Sn}單調(diào)遞增,Sn≥S1=,
∴對任意n∈N*,都有≤Sn<.
[方法技巧]
數(shù)列中不等式證明問題的解題策略
數(shù)列型不等式的證明常用到“放縮法”,一是在求和中將通項“放縮”為“可求和數(shù)列”;二是求和后再“放縮”.
放縮法常見的放縮技巧有:
(1)<=.
(2)-<<-.
(3)2(-)<<2(-).
[針對訓練]
18、(2019·廣安模擬)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,且Sn+1=Sn+an+n+1(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)數(shù)列的前n項和為Tn,求滿足不等式Tn≥的最小正整數(shù)n.
解:(1)由Sn+1=Sn+an+n+1(n∈N*),得an+1-an=n+1,又a1=1,
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=n+(n-1)+…+2+1=.
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=.
(2)由(1)知==2,
所以Tn=2++…+=2=.
令≥,解得n≥19,
所以滿足不等式Tn≥的最小正整數(shù)n為19.