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1、2022年高考數(shù)學重點難點講解 等差數(shù)列及等比數(shù)列的運用教案 舊人教版
等差、等比數(shù)列的性質是等差、等比數(shù)列的概念,通項公式,前n項和公式的引申.應用等差等比數(shù)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內容.
●難點磁場
(★★★★★)等差數(shù)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_________.
●案例探究
[例1]已知函數(shù)f(x)= (x<-2).
(1)求f(x)的反函數(shù)f--1(x);
(2)設a1=1, =-f--1(an)
2、(n∈N*),求an;
(3)設Sn=a12+a22+…+an2,bn=Sn+1-Sn是否存在最小正整數(shù)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(shù)、數(shù)列有關的綜合性題目,著重考查學生的邏輯分析能力,屬★★★★★級題目.
知識依托:本題融合了反函數(shù),數(shù)列遞推公式,等差數(shù)列基本問題、數(shù)列的和、函數(shù)單調性等知識于一爐,結構巧妙,形式新穎,是一道精致的綜合題.
錯解分析:本題首問考查反函數(shù),反函數(shù)的定義域是原函數(shù)的值域,這是一個易錯點,(2)問以數(shù)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(shù)列{}
3、,從而求得an,即“借雞生蛋”是求數(shù)列通項的常用技巧;(3)問運用了函數(shù)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(shù)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(shù),
∴g(n)的最大值是g(1)=5,∴m>5,存在最小正整數(shù)m=6,使對任意n∈N*有bn<成立.
[例2]設等比數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),項數(shù)是偶數(shù),它的所有項的和等于偶數(shù)項和的4倍,且第二項與
4、第四項的積是第3項與第4項和的9倍,問數(shù)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(shù)列的基本性質與對數(shù)運算法則,等差數(shù)列與等比數(shù)列之間的聯(lián)系以及運算、分析能力.屬★★★★★級題目.
知識依托:本題須利用等比數(shù)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(shù)的運算性質明確數(shù)列{lgan}為等差數(shù)列,分析該數(shù)列項的分布規(guī)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,條件的正確轉化是關鍵,計算易出錯;而對數(shù)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確等比數(shù)列各項的對數(shù)構成等差數(shù)列,而等差數(shù)列
5、中前n項和有最大值,一定是該數(shù)列中前面是正數(shù),后面是負數(shù),當然各正數(shù)之和最大;另外,等差數(shù)列Sn是n的二次函數(shù),也可由函數(shù)解析式求最值.
解法一:設公比為q,項數(shù)為2m,m∈N*,依題意有
化簡得.
設數(shù)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]=l
6、g108+(n-1)lg,
∴數(shù)列{lgan}是以lg108為首項,以lg為公差的等差數(shù)列,令lgan≥0,得2lg2-(n-4)lg3≥0,∴n≤=5.5.
由于n∈N*,可見數(shù)列{lgan}的前5項和最大.
●錦囊妙計
1.等差、等比數(shù)列的性質是兩種數(shù)列基本規(guī)律的深刻體現(xiàn),是解決等差、等比數(shù)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,有時需要進行適當變形.
3.“巧用性質、減少運算量”在等差、等比數(shù)列的計算中非常重要,但用“基本量法”并樹立“目標意識”,“需要什么,就求什么”,既要充分合理地運用條件,又要時刻注意題的目標,往往能取得與“
7、巧用性質”解題相同的效果.
●殲滅難點訓練
一、選擇題
1.(★★★★)等比數(shù)列{an}的首項a1=-1,前n項和為Sn,若,則Sn等于( )
C.2 D.-2
二、填空題
2.(★★★★)已知a,b,a+b成等差數(shù)列,a,b,ab成等比數(shù)列,且0
8、
5.(★★★★★)設等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0.
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S1、S2、…、S12中哪一個值最大,并說明理由.
6.(★★★★★)已知數(shù)列{an}為等差數(shù)列,公差d≠0,由{an}中的部分項組成的數(shù)列
a,a,…,a,…為等比數(shù)列,其中b1=1,b2=5,b3=17.
(1)求數(shù)列{bn}的通項公式;
(2)記Tn=Cb1+Cb2+Cb3+…+Cbn,求.
7.(★★★★)設{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,a1=b1=1,a2+a4=b3,b2·b4=a3,分別求出{an}及{bn}的前n項和S
9、10及T10.
8.(★★★★★){an}為等差數(shù)列,公差d≠0,an≠0,(n∈N*),且akx2+2ak+1x+ak+2=0(k∈N*)
(1)求證:當k取不同自然數(shù)時,此方程有公共根;
(2)若方程不同的根依次為x1,x2,…,xn,…,求證:數(shù)列為等差數(shù)列.
參考答案
難點磁場
①
②
解法一:將Sm=30,S2m=100代入Sn=na1+d,得:
解法二:由知,要求S3m只需求m[a1+],將②-①得ma1+ d=7
10、0,∴S3m=210.
解法三:由等差數(shù)列{an}的前n項和公式知,Sn是關于n的二次函數(shù),即Sn=An2+Bn(A、B是常數(shù)).將Sm=30,S2m=100代入,得
,∴S3m=A·(3m)2+B·3m=20
解法四:S3m=S2m+a2m+1+a2m+2+…+a3m=S2m+(a1+2md)+…+(am+2md)=S2m+(a1+…+am)+m·2md=S2m+Sm+2m2d.
由解法一知d=,代入得S3m=210.
解法五:根據等差數(shù)列性質知:Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差數(shù)列,從而有:2(S2m-Sm)=Sm+(S3m-S2m)
∴S3m=3(S2m-Sm)=2
11、10
解法六:∵Sn=na1+d,
∴=a1+d
∴點(n, )是直線y=+a1上的一串點,由三點(m,),(2m, ),(3m, )共線,易得S3m=3(S2m-Sm)=210.
解法七: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
答案:210
殲滅難點訓練
一、1.解析:利用等比數(shù)列和的性質.依題意,,而a1=-1,故q≠1,
∴,根據等比數(shù)列性質知S5,S10-S5,S15-S10,…,也成等比數(shù)列,且它的公比為q5,∴q5=-,即q=-.
∴
12、
答案:B
二、2.解析:解出a、b,解對數(shù)不等式即可.
答案:(-∞,8)
3.解析:利用S奇/S偶=得解.
答案:第11項a11=29
4.解法一:賦值法.
解法二:
b=aq,c=aq2,x=(a+b)=a(1+q),y=(b+c)=aq(1+q),
==2.
答案:2
三、5.(1)解:依題意有:
解之得公差d的取值范圍為-<d<-3.
(2)解法一:由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,因此,在S1,S2,…,S12中Sk為最大值的條件為:ak≥0且ak+1<0,即
∵a3=12,∴,∵d<0,∴2-<k≤3-
∵-<d<-3,∴<-<4,
13、得5.5<k<7.
因為k是正整數(shù),所以k=6,即在S1,S2,…,S12中,S6最大.
解法二:由d<0得a1>a2>…>a12>a13,因此,若在1≤k≤12中有自然數(shù)k,使得ak≥0,且ak+1<0,則Sk是S1,S2,…,S12中的最大值.由等差數(shù)列性質得,當m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q時,am+an=ap+aq.所以有:2a7=a1+a13=S13<0,∴a7<0,a7+a6=a1+a12=S12>0,∴a6≥-a7>0,故在S1,S2,…,S12中S6最大.
解法三:依題意得:
最小時,Sn最大;
∵-<d<-3,∴6<(5-)<6.5.從而,在正整數(shù)中,當n=
14、6時,[n- (5-)]2最小,所以S6最大.
點評:該題的第(1)問通過建立不等式組求解屬基本要求,難度不高,入手容易.第(2)問難度較高,為求{Sn}中的最大值Sk,1≤k≤12,思路之一是知道Sk為最大值的充要條件是ak≥0且ak+1<0,思路之三是可視Sn為n的二次函數(shù),借助配方法可求解.它考查了等價轉化的數(shù)學思想、邏輯思維能力和計算能力,較好地體現(xiàn)了高考試題注重能力考查的特點.而思路之二則是通過等差數(shù)列的性質等和性探尋數(shù)列的分布規(guī)律,找出“分水嶺”,從而得解.
6.解:(1)由題意知a52=a1·a17,即(a1+4d)2=a1(a1+16d)a1d=2d2,
∵d≠0,∴a1
15、=2d,數(shù)列{}的公比q==3,
∴=a1·3n-1 ①
又=a1+(bn-1)d= ②
由①②得a1·3n-1=·a1.∵a1=2d≠0,∴bn=2·3n-1-1.
(2)Tn=Cb1+Cb2+…+Cbn=C (2·30-1)+C·(2·31-1)+…+C(2·3n-1-1)=(C+C·32+…+C·3n)-(C+C+…+C)=[(1+3)n-1]-(2n-1)= ·4n-2n+,
7.解:∵{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,∴a2+a4=2a3,b2·b4=b32,
已知a2+a4=b3,b2·b4=a3,∴b3=2a3,a3=b32,
得b3=2b32,∵b3≠0,∴b3=,a3=.
由a1=1,a3=,知{an}的公差d=-,
∴S10=10a1+d=-.
由b1=1,b3=,知{bn}的公比q=或q=-,
8.證明:(1)∵{an}是等差數(shù)列,∴2ak+1=ak+ak+2,故方程akx2+2ak+1x+ak+2=0可變?yōu)?akx+ak+2)(x+1)=0,
∴當k取不同自然數(shù)時,原方程有一個公共根-1.
(2)原方程不同的根為xk=