对性地解决问题.在由递推公式求通项公式时,首项是否可以被吸收是易错点.同时,还应注意到题目设问的层层深入,前一问常为解决后一问的关键环节,为求解下一问指明方向.
n?n?例13数列?an?满足a1?0,a2?2,an?2?(1?cos2)an?4sin2,n?1,2,3,L,(I)求
22a3,a4,并求数列?an?的通项公式;(II)设Sk?a1?a3?L?a2k?1,Tk?a2?a4?L?a2k,
Wk?2Sk(k?N?),求使Wk?1的所有k的值,并说明理由.(湖南卷第20题) 2?Tk略解:(I)
a3?(1?cos2?2)a1?4sin2?2?a1?4?4,a4?(1?cos2?)a2?4sin2??2a2?4,一般地,当
n=2k?1(k?N?)时,
a2k?1?[1?cos2(2k?1)?(2k?1)?]a2k?1?4sin2?a2k?1?4,即a2k?1?a2k?1?4. 22所以数列?a2k?1?是首项为0、公差为4的等差数列,因此a2k?1?4(k?1).当n=2k(k?N?)时,a2k?2?(1?cos22k?2k?)a2k?4sin2?2a2k,所以数列?a2k?是首项为2、公比为2的等比22?2(n?1),n?2k?1(k?N?),?数列,因此a2k?2k.故数列?an?的通项公式为an??n
?2??2,n?2k(k?N).(II)由(I)知,
Sk?a1?a3?L?a2k?1=0?4?L?4(k?1)?2k(k?1),Tk?a2?a4?L?a2k2?22?L2k?2k?1?2,Wk?2Skk(k?1)?. k?12?Tk233515于是,W1?0,W2?1,W3?,W4?,W5?,W6?.
22416下面证明:当k?6时,Wk?1.事实上,当k?6时,
Wk?1?Wk?(k?1)kk(k?1)k(3?k)?k?1??0,即Wk?1?Wk.又W6?1,所以当k?6时,Wk?1.故满2k22k足Wk?1的所有k的值为3,4,5.
数列知识点回顾
第一部分:数列的基本概念
1.理解数列定义的四个要点
⑴数列中的数是按一定“次序”排列的,在这里,只强调有“次序”,而不强调有“规律”.因此,如果组成两个数列的数相同而次序不同,那么它们就是不同的数列.
⑵在数列中同一个数可以重复出现.
⑶项an与项数n是两个根本不同的概念.
⑷数列可以看作一个定义域为正整数集(或它的有限子集)的函数当自变量从小到大依次取值时对应的一列函数值,但函数不一定是数列.
2.数列的通项公式
一个数列{an}的第n项an与项数n之间的函数关系,如果用一个公式an=f(n)来表示,就把这个公式叫做数列{an}的通项公式。若给出数列{an}的通项公式,则这个数列是已知
n?1?S1,的。若数列{an}的前n项和记为Sn,则Sn与an的关系是:an=?。
S?S.n?2n?1?n第二部分:等差数列
1.等差数列定义的几个特点:
⑴公差是从第一项起,每一项减去它前一项的差(同一常数),即d=an-an?1(n≥2)或d=an?1-an(n?N?).
⑵要证明一个数列是等差数列,必须对任意n?N?,an-an?1=d(n≥2)或d=an?1-an都成立.一般采用的形式为:
① 当n≥2时,有an-an?1=d(d为常数). ②当n?N?时,有an?1-an=d(d为常数). ③当n≥2时,有an?1-an=an-an?1成立.
若判断数列{an}不是等差数列,只需有a3-a2≠a2-a1即可. 2.等差中项
若a、A、b成等差数列,即A=b成等差数列,故A=
a?ba?b,则A是a与b的等差中项;若A=,则a、A、22a?an?1a?b是a、A、b成等差数列,的充要条件。由于an=n?1,所以,
22等差数列的每一项都是它前一项与后一项的等差中项。
3.等差数列的基本性质
⑴公差为d的等差数列,各项同加一数所得数列仍是等差数列,其公差仍为d. ⑵公差为d的等差数列,各项同乘以常数k所得数列仍是等差数列,其公差为kd.
⑶若{an}、{bn}为等差数列,则{an±bn}与{kan+b}(k、b为非零常数)也是等差数列. ⑷对任何m、n?N?,在等差数列{an}中有:an=am+(n-m)d,特别地,当m=1时,便得等差数列的通项公式,此式较等差数列的通项公式更具有一般性.
⑸、一般地,如果l,k,p,…,m,n,r,…皆为自然数,且l+k+p+…=m+n+r+…(两边的自然数个数相等),那么当{an}为等差数列时,有:al+ak+ap+…=am+an+ap+….
⑹公差为d的等差数列,从中取出等距离的项,构成一个新数列,此数列仍是等差数列,其公差为kd(k为取出项数之差).
⑺如果{an}是等差数列,公差为d,那么,an,an?1,…,a2、a1也是等差数列,其公差为-d;在等差数列{an}中,am?l-al=am?k-ak=md.(其中m、k、l?N?)
⑻在等差数列中,从第一项起,每一项(有穷数列末项除外)都是它前后两项的等差中项. ⑼当公差d>0时,等差数列中的数随项数的增大而增大;当d<0时,等差数列中的数随项数的减少而减小;d=0时,等差数列中的数等于一个常数.
⑽设al,am,an为等差数列中的三项,且al与am,am与an的项距差之比
l?m
=?(?m?n
≠-1),则am=
al??an. 1??n(a1?an)n(n?1)d的比较 与Sn=na1+
224.等差数列前n项和公式Sn=
前n项和公式 Sn=n(a1?an) 2Sn=na1+n(n?1)d 2公式适用范围 相同点 用于已知等差数列的首项和末项 都是等差数列的前n项和公式 用于已知等差数列的首项和公差 5.等差数列前n项和公式Sn的基本性质
⑴数列{an}为等差数列的充要条件是:数列{an}的前n项和Sn可以写成Sn=an2+bn的形式(其中a、b为常数).
⑵在等差数列{an}中,当项数为2n(n?N*)时,S偶-S奇=nd,S奇S偶=
an;当项数为(2nan?1-1)(n?N?)时,S偶-S奇=an,
S奇S偶=
n. n?1⑶若数列{an}为等差数列,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍然成等差数列,公差为n2d.
⑷若两个等差数列{an}、{bn}的前n项和分别是Sn、Tn(n为奇数),则
n?m(a-b). n?mSn=2. Tnbn?12an?1⑸在等差数列{an}中,Sn=a,Sm=b(n>m),则Sm?n=
⑹等差数列{an}中,上.
SnSdd是n的一次函数,且点(n,n)均在直线y=x+(a1-)nn22⑺记等差数列{an}的前n项和为Sn.①若a1>0,公差d<0,则当an≥0且an?1≤0时,Sn最大;②若a1<0,公差d>0,则当an≤0且an?1≥0时,Sn最小.
第三部分:等比数列
1.正确理解等比数列的含义
⑴q是指从第2项起每一项与前一项的比,顺序不要错,即q=
an?1an(n?N?)或q=
an(nan?1≥2).
⑵由定义可知,等比数列的任意一项都不为0,因而公比q也不为0.
⑶要证明一个数列是等比数列,必须对任意n?N?,
an?1an=q;或
an=q(n≥2)都成立. an?12.等比中项与等差中项的主要区别
Gb如果G是a与b的等比中项,那么=,即G2=ab,G=±ab.所以,只要两个同号..aG的数才有等比中项,而且等比中项有两个,它们互为相反数;如果A是a与b的等差中项,
a?b那么等差中项A唯一地表示为A=,其中,a与b没有同号的限制.在这里,等差中项..2与等比中项既有数量上的差异,又有限制条件的不同.
3.等比数列的基本性质 ⑴公比为q的等比数列,从中取出等距离的项,构成一个新数列,此数列仍是等比数列,其公比为qm(m为等距离的项数之差).
⑵对任何m、n?N?,在等比数列{an}中有:an=am·qn?m,特别地,当m=1时,便得等比数列的通项公式,此式较等比数列的通项公式更具有普遍性.
⑶一般地,如果t,k,p,…,m,n,r,…皆为自然数,且t+k,p,…,m+…=m+n+r+…(两边的自然数个数相等),那么当{an}为等比数列时,有:at.ak.ap.…=am.an.ap.…..
⑷若{an}是公比为q的等比数列,则{|an|}、{a2n}、{kan}、{
1}. q1}也是等比数列,其an公比分别为|q|}、{q2}、{q}、{
⑸如果{an}是等比数列,公比为q,那么,a1,a3,a5,…,a2n?1,…是以q2为公比的等比数列.