高考理科導(dǎo)學(xué)案【第六章】數(shù)列 學(xué)案32

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1、▼▼▼2019屆高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)資料▼▼▼ 學(xué)案32 數(shù)列的綜合應(yīng)用 導(dǎo)學(xué)目標(biāo): 1.通過(guò)構(gòu)造等差、等比數(shù)列模型,運(yùn)用數(shù)列的公式、性質(zhì)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.2.對(duì)數(shù)列與其他知識(shí)綜合性的考查也高于考試說(shuō)明的要求,另外還要注重?cái)?shù)列在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用. 自主梳理 1.?dāng)?shù)列的綜合應(yīng)用 數(shù)列的綜合應(yīng)用一是指綜合運(yùn)用數(shù)列的各種知識(shí)和方法求解問(wèn)題,二是數(shù)列與其他數(shù)學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系的綜合問(wèn)題.解決此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意數(shù)學(xué)思想及方法的運(yùn)用與體會(huì). (1)數(shù)列是一種特殊的函數(shù),解數(shù)列題要注意運(yùn)用方程與函數(shù)的思想與方法. (2)轉(zhuǎn)化與化歸思想是解數(shù)列有關(guān)問(wèn)題的基本思想方法,復(fù)雜的數(shù)列問(wèn)題經(jīng)常轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列

2、或常見(jiàn)的特殊數(shù)列問(wèn)題. (3)由特殊到一般及由一般到特殊的思想是解決數(shù)列問(wèn)題的重要思想.已知數(shù)列的前若干項(xiàng)求通項(xiàng),由有限的特殊事例推測(cè)出一般性的結(jié)論,都是利用此法實(shí)現(xiàn)的. (4)分類(lèi)討論思想在數(shù)列問(wèn)題中常會(huì)遇到,如等比數(shù)列中,經(jīng)常要對(duì)公比進(jìn)行討論;由Sn求an時(shí),要對(duì)______________進(jìn)行分類(lèi)討論. 2.?dāng)?shù)列的實(shí)際應(yīng)用 數(shù)列的應(yīng)用問(wèn)題是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與研究的一個(gè)重要內(nèi)容,解答應(yīng)用問(wèn)題的核心是建立數(shù)學(xué)模型. (1)建立數(shù)學(xué)模型時(shí),應(yīng)明確是等差數(shù)列模型、等比數(shù)列模型,還是遞推數(shù)列模型,是求an還是求Sn. (2)分期付款中的有關(guān)規(guī)定 ①在分期付款中,每月的利息均按復(fù)利計(jì)算;

3、 ②在分期付款中規(guī)定每期所付款額相同; ③在分期付款時(shí),商品售價(jià)和每期所付款額在貸款全部付清前會(huì)隨時(shí)間的推移而不斷增值; ④各期付款連同在最后一次付款時(shí)所生的利息之和,等于商品售價(jià)及從購(gòu)買(mǎi)時(shí)到最后一次付款的利息之和. 自我檢測(cè) 1.(原創(chuàng)題)若Sn是等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且S8-S3=10,則S11的值為 (  ) A.12 B.18 C.22 D.44 2.(2011·汕頭模擬)在等比數(shù)列{an}中,an>an+1,且a7·a11=6,a4+a14=5,則等于 (  ) A. B. C.- D

4、.- 3.若{an}是首項(xiàng)為1,公比為3的等比數(shù)列,把{an}的每一項(xiàng)都減去2后,得到一個(gè)新數(shù)列{bn},設(shè){bn}的前n項(xiàng)和為Sn,對(duì)于任意的n∈N*,下列結(jié)論正確的是 (  ) A.bn+1=3bn,且Sn=(3n-1) B.bn+1=3bn-2,且Sn=(3n-1) C.bn+1=3bn+4,且Sn=(3n-1)-2n D.bn+1=3bn-4,且Sn=(3n-1)-2n 4.“嫦娥奔月,舉國(guó)歡慶”,據(jù)科學(xué)計(jì)算,運(yùn)載“神六”的“長(zhǎng)征二號(hào)”系列火箭,在點(diǎn)火第一秒鐘通過(guò)的路程為2 km,以后每秒鐘通過(guò)的路程都增加2 km,在達(dá)到離地面240 km的高度時(shí),火箭

5、與飛船分離,則這一過(guò)程需要的時(shí)間大約是 (  ) A.10秒鐘 B.13秒鐘 C.15秒鐘 D.20秒鐘 5.(2011·臺(tái)州月考)已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=,則數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為 (  ) A.第7項(xiàng) B.第8項(xiàng) C.第7項(xiàng)或第8項(xiàng) D.不存在 6.(2011·南京模擬)設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是正項(xiàng)等比數(shù)列,Sn,Tn分別為數(shù)列{lg an}與{lg bn}的前n項(xiàng)和,且=,則logb5a5=________. 探究點(diǎn)一 等差、等比數(shù)列的綜合問(wèn)題 例1 設(shè){an}是

6、公比大于1的等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列. (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng); (2)令bn=ln a3n+1,n=1,2,…,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn. 變式遷移1 假設(shè)a1,a2,a3,a4是一個(gè)等差數(shù)列,且滿足04;③b4>32;④b2b4=256.其中正確命題的個(gè)數(shù)是 (  ) A.1 B.2 C.3 D.4 探究點(diǎn)二 數(shù)列與方程、函數(shù)、不等式的綜合問(wèn)題 例2

7、 (2011·溫州月考)已知函數(shù)f(x)=,數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=f,n∈N*, (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)令Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1,求Tn; (3)令bn= (n≥2),b1=3,Sn=b1+b2+…+bn,若Sn<對(duì)一切n∈N*成立,求最小正整數(shù)m. 變式遷移2 已知單調(diào)遞增的等比數(shù)列{an}滿足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中項(xiàng). (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)若bn=anlogan,Sn=b1+b2+…+bn,對(duì)任意正整數(shù)n,Sn+(n+m)an+1<0

8、恒成立,試求m的取值范圍. 探究點(diǎn)三 數(shù)列在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用 例3 (2011·福州模擬)有一個(gè)下崗職工,1月份向銀行貸款10 000元,作為啟動(dòng)資金開(kāi)店,每月月底獲得的利潤(rùn)是該月月初投入資金的20%,每月月底需繳納所得稅為該月月利潤(rùn)的10%,每月的生活費(fèi)為300元,余款作為資金全部投入下個(gè)月的經(jīng)營(yíng),如此繼續(xù),問(wèn)到這年年底這個(gè)職工有多少資金?若貸款年利息為25%,問(wèn)這個(gè)職工還清銀行貸款后純收入多少元? 變式遷移3 假設(shè)某市2011年新建住房400萬(wàn)平方米,其中有250萬(wàn)平方米是中低價(jià)房,預(yù)計(jì)在今后的若干年內(nèi),該市每年新建住房面積平均比上一年增長(zhǎng)8%.另外,

9、每年新建住房中,中低價(jià)房的面積均比上一年增加50萬(wàn)平方米.那么,到哪一年底, (1)該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積(以2011年為累計(jì)的第一年)將首次不少于4 750萬(wàn)平方米? (2)當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%?(參考數(shù)據(jù):1.084≈1.36,1.085≈1.47,1.086≈1.59) 1.?dāng)?shù)列實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題:(1)數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題已成為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與研究的一個(gè)重要內(nèi)容,解答數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題的核心是建立數(shù)學(xué)模型,有關(guān)平均增長(zhǎng)率、利率(復(fù)利)以及等值增減等實(shí)際問(wèn)題,需利用數(shù)列知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型.(2)在試題中常用的數(shù)學(xué)模型有①構(gòu)造等差、等比數(shù)

10、列的模型,然 后再去應(yīng)用數(shù)列的通項(xiàng)公式求解;②通過(guò)歸納得到結(jié)論,用數(shù)列知識(shí)求解. 2.解決數(shù)列綜合問(wèn)題應(yīng)體會(huì)以下思想及方法:(1)數(shù)列與函數(shù)方程相結(jié)合時(shí)主要考查函數(shù)的思想及函數(shù)的性質(zhì)(多為單調(diào)性).(2)數(shù)列與不等式結(jié)合時(shí)需注意放縮.(3)數(shù)列與解析幾何結(jié)合時(shí)要注意遞推思想. (滿分:75分) 一、選擇題(每小題5分,共25分) 1.(2010·湖北)已知等比數(shù)列中,各項(xiàng)都是正數(shù),且a1,a3,2a2成等差數(shù)列,則的值為 (  ) A.1+

11、 B.1- C.3+2 D.3-2 2.(2011·漳州模擬)數(shù)列{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,{bn}是等差數(shù)列,且a6=b7,則有 (  ) A.a(chǎn)3+a9≤b4+b10 B.a(chǎn)3+a9≥b4+b10 C.a(chǎn)3+a9≠b4+b10 D.a(chǎn)3+a9與b4+b10的大小不確定 3.有限數(shù)列A:a1,a2,…,an,Sn為其前n項(xiàng)和,定義為A的“凱森和”,若有99

12、項(xiàng)的數(shù)列a1,a2,…,a99的“凱森和”為1 000,則有100項(xiàng)的數(shù)列1,a1,a2,…,a99的“凱森和”為 (  ) A.1 001 B.991 C.999 D.990 4.有一種細(xì)菌和一種病毒,每個(gè)細(xì)菌在每秒鐘末能在殺死一個(gè)病毒的同時(shí)將自身分裂為2個(gè),現(xiàn)在有一個(gè)這樣的細(xì)菌和100個(gè)這樣的病毒,問(wèn)細(xì)菌將病毒全部殺死至少需要 (  ) A.6秒 B.7秒 C.8秒 D.9秒 5.已知數(shù)列{an},{bn}滿足a1=1,且an,an+1是函數(shù)

13、f(x)=x2-bnx+2n的兩個(gè)零點(diǎn),則b10等于 (  ) A.24 B.32 C.48 D.64 題號(hào) 1 2 3 4 5 答案 二、填空題(每小題4分,共12分) 6.(2011·麗水月考)若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=52n-2-4n-1,數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為第x項(xiàng),最小項(xiàng)為第y項(xiàng),則x+y=________. 7.(2010·江蘇)函數(shù)y=x2(x>0)的圖象在點(diǎn)(ak,a)處的切線與x軸的交點(diǎn)

14、的橫坐標(biāo)為ak+1,其中k∈N*,a1=16,則a1+a3+a5=________. 8.把正整數(shù)按一定的規(guī)則排成了如圖所示的三角形數(shù)表.設(shè)aij (i,j∈N*)是位于這個(gè)三角形數(shù)表中從上往下數(shù)第i行、從左往右數(shù)第j個(gè)數(shù),如a42=8.若aij=2 009,則i與j的和為_(kāi)_______. 1 2 4 3 5 7 6 8 10 12 9 11 13 15 17 14 16 18 20 22 24 …………………………………… 三、解答題(共38分) 9.(12分)(2011·湘潭模擬)已知點(diǎn)(1,)是函數(shù)f(x)=ax(a>0,且a≠1)的圖象上一點(diǎn),等比數(shù)列{an}的前

15、n項(xiàng)和為f(n)-c,數(shù)列{bn}(bn>0)的首項(xiàng)為c,且前n項(xiàng)和Sn滿足Sn-Sn-1=+(n≥2). (1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項(xiàng)公式; (2)若數(shù)列{}的前n項(xiàng)和為T(mén)n,問(wèn)滿足Tn>的最小正整數(shù)n是多少? 10.(12分)沿海地區(qū)甲公司響應(yīng)國(guó)家開(kāi)發(fā)西部的號(hào)召,對(duì)西部地區(qū)乙企業(yè)進(jìn)行扶持性技術(shù)改造.乙企業(yè)的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀是:每月收入為45萬(wàn)元,但因設(shè)備老化,從下月開(kāi)始需付設(shè)備維修費(fèi),第一個(gè)月為3萬(wàn)元,以后每月遞增2萬(wàn)元.甲公司決定投資400萬(wàn)元扶持改造乙企業(yè).據(jù)預(yù)測(cè),改造后乙企業(yè)第一個(gè)月收入為16萬(wàn)元,在以后的4個(gè)月中,每月收入都比上個(gè)月增長(zhǎng)50%,而后每個(gè)月收入都

16、穩(wěn)定在第5個(gè)月的水平上.若設(shè)備改造時(shí)間可忽略不計(jì),那么從下個(gè)月開(kāi)始至少經(jīng)過(guò)多少個(gè)月,改造后的乙企業(yè)的累計(jì)總收益多于仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)所帶來(lái)的總收益? 11.(14分)(2011·廣東執(zhí)信中學(xué)模擬)已知函數(shù)f(x)滿足f(x+y)=f(x)·f(y)且f(1)=. (1)當(dāng)n∈N*時(shí),求f(n)的表達(dá)式; (2)設(shè)an=n·f(n),n∈N*,求證:a1+a2+a3+…+an<2; (3)設(shè)bn=(9-n),n∈N*,Sn為{bn}的前n項(xiàng)和,當(dāng)Sn最大時(shí),求n的值. 答案 自主梳理 1.(4)n=1或n≥2 自我檢測(cè) 1.C 2.B 3.C 4.C 5.B

17、 6. 課堂活動(dòng)區(qū) 例1 解題導(dǎo)引 1.等差數(shù)列與等比數(shù)列相結(jié)合的綜合問(wèn)題是高考考查的重點(diǎn),特別是等差、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及等差中項(xiàng)、等比中項(xiàng)問(wèn)題是歷年命題的熱點(diǎn). 2.利用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí)注意公比q的取值.同時(shí)對(duì)兩種數(shù)列的性質(zhì),要熟悉它們的推導(dǎo)過(guò)程,利用好性質(zhì),可降低題目的思維難度,解題時(shí)有時(shí)還需利用條件聯(lián)立方程求解. 解 (1)由已知得 ,解得a2=2. 設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,由a2=2, 可得a1=,a3=2q. 又S3=7,可知+2+2q=7, 即2q2-5q+2=0.解得q1=2,q2=. 由題意得q>1,∴q=2,∴a1=1. 故數(shù)列

18、{an}的通項(xiàng)為an=2n-1. (2)由(1)得a3n+1=23n, ∴bn=ln a3n+1=ln 23n=3nln 2. 又bn+1-bn=3ln 2,∴{bn}是等差數(shù)列, ∴Tn=b1+b2+…+bn ==·ln 2. 故Tn=ln 2. 變式遷移1 D [設(shè)a1,a2,a3,a4的公差為d,則a1+2d=4,又04,故(2)正確;a4=a3+d>5,所以b4=2a4>32,故(3)正確;又a2+a4=2a3=8,所以b2b4=2a2+a4=28=256,

19、故(4)正確.] 例2 解題導(dǎo)引 這是一道數(shù)列、函數(shù)、不等式的綜合題,利用函數(shù)關(guān)系式求通項(xiàng)an,觀察Tn特點(diǎn),求出Tn.由an再求bn從而求Sn,最后利用不等式知識(shí)求出m. 解 (1)∵an+1=f===an+, ∴{an}是以為公差的等差數(shù)列. 又a1=1,∴an=n+. (2)Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1 =a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1) =-(a2+a4+…+a2n)=-· =-(2n2+3n). (3)當(dāng)n≥2時(shí),bn== =, 又b1=3=×, ∴Sn=b1+b2+…+bn

20、=× ==, ∵Sn<對(duì)一切n∈N*成立. 即<, 又∵=遞增, 且<.∴≥, 即m≥2 010.∴最小正整數(shù)m=2 010. 變式遷移2 解 (1)設(shè)等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q. 依題意,有2(a3+2)=a2+a4, 代入a2+a3+a4=28,得a3=8. ∴a2+a4=20.∴ 解之,得或 又{an}單調(diào)遞增,∴ ∴an=2n. (2)bn=2n·log2n=-n·2n, ∴-Sn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n.① ∴-2Sn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)×2n+n×2n+1.② ∴①-②,得Sn=2+22+23+

21、…+2n-n·2n+1 =-n·2n+1=2n+1-n·2n+1-2. 由Sn+(n+m)an+1<0, 即2n+1-n·2n+1-2+n·2n+1+m·2n+1<0對(duì)任意正整數(shù)n恒成立, ∴m·2n+1<2-2n+1對(duì)任意正整數(shù)n,m<-1恒成立. ∵-1>-1,∴m≤-1, 即m的取值范圍是(-∞,-1]. 例3 解 依題意,第1個(gè)月月余款為 a1=10 000(1+20%)-10 000×20%×10%-300 =11 500, 第2個(gè)月月底余款為a2=a1(1+20%)-a1×20%×10%-300, 依此類(lèi)推下去,設(shè)第n個(gè)月月底的余款為an元, 第n+1個(gè)月月

22、底的余款為an+1元,則an+1=an(1+20%)-an×20%×10%-300=1.18an-300. 下面構(gòu)造一等比數(shù)列. 設(shè)=1.18,則an+1+x=1.18an+1.18x, ∴an+1=1.18an+0.18x. ∴0.18x=-300. ∴x=-,即=1.18. ∴數(shù)列{an-}是一個(gè)等比數(shù)列,公比為1.18,首項(xiàng)a1-=11 500-=. ∴an-=×1.18n-1, ∴a12-=×1.1811, ∴a12=+×1.1811≈62 396.6(元), 即到年底該職工共有資金62 396.6元. 純收入有a12-10 000(1+25%) =62 396

23、.6-12 500=49 896.6(元). 變式遷移3 解 (1)設(shè)中低價(jià)房的面積形成的數(shù)列為{an}, 由題意可知{an}是等差數(shù)列,其中a1=250,d=50, 則an=250+(n-1)·50=50n+200, Sn=250n+×50=25n2+225n, 令25n2+225n≥4 750, 即n2+9n-190≥0,而n是正整數(shù),∴n≥10. ∴到2020年底,該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積將首次不少于4 750萬(wàn)平方米. (2)設(shè)新建住房面積形成數(shù)列{bn}, 由題意可知{bn}是等比數(shù)列,其中b1=400,q=1.08, 則bn=400·(1.08)n-1.

24、 由題意可知an>0.85bn, 即50n+200>400·(1.08)n-1·0.85. 當(dāng)n=5時(shí),a5<0.85b5, 當(dāng)n=6時(shí),a6>0.85b6, ∴滿足上述不等式的最小正整數(shù)n為6. ∴到2016年底,當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%. 課后練習(xí)區(qū) 1.C 2.B 3.B 4.B 5.D 6.3 7.21 8.107 9.解 (1)∵f(1)=a=,∴f(x)=x.…………………………………………………(1分) a1=f(1)-c=-c, a2=[f(2)-c]-[f(1)-c]=-, a3=[f(3)-c]-[f(2)-c]

25、=-; 又?jǐn)?shù)列{an}成等比數(shù)列,a1===-=-c, ∴c=1;……………………………………………………………………………………(2分) 公比q==,an=-×n-1=-2×n,n∈N*;………………………………(3分) ∵Sn-Sn-1= =+(n>2),……………………………………………………………………(4分) 又bn>0,>0,∴-=1. 數(shù)列{}構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為1、公差為1的等差數(shù)列, =1+(n-1)×1=n,Sn=n2. 當(dāng)n≥2,bn=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1; 又當(dāng)n=1時(shí),也適合上式, ∴bn=2n-1,n∈N*.………………………

26、……………………………………………(6分) (2)Tn=+++…+ =+++…+ =+++…+ ==.……………………………………………(10分) 由Tn=>,得n>, ∴滿足Tn>的最小正整數(shù)為112.…………………………………………………(12分) 10.解 設(shè)乙企業(yè)仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)至第n個(gè)月所帶來(lái)的總收益為An(萬(wàn)元),技術(shù)改造后生產(chǎn)至第n個(gè)月所帶來(lái)的總收益為Bn(萬(wàn)元).依題意得 An=45n-[3+5+…+(2n+1)] =43n-n2,………………………………………………………………………………(4分) 當(dāng)n≥5時(shí),Bn=+ 164(n-5)-400=81n-59

27、4,…………………………………………………………(8分) ∴當(dāng)n≥5時(shí),Bn-An=n2+38n-594, 令n2+38n-594>0,即(n+19)2>955,解得n≥12, ∴至少經(jīng)過(guò)12個(gè)月,改造后的乙企業(yè)的累計(jì)總收益多于仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)所帶來(lái)的總收益.……………………………………………………………………………………………(12分) 11.解 (1)令x=n,y=1, 得到f(n+1)=f(n)·f(1)=f(n),……………………………………………………………(2分) ∴{f(n)}是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列, 即f(n)=()n.…………………………………………………………

28、……………………(5分) (2)記Sn=a1+a2+a3+…+an, ∵an=n·f(n)=n·()n,……………………………………………………………………(6分) ∴Sn=+2×()2+3×()3+…+n×()n, Sn=()2+2×()3+3×()4+…+(n-1)×()n+n×()n+1, 兩式相減得Sn=+()2+…+()n-n×()n+1, 整理得Sn=2-()n-1-n()n<2.…………………………………………………………(9分) (3)∵f(n)=()n,而bn=(9-n) =(9-n)=.…………………………………………………………………(11分) 當(dāng)n≤8時(shí),bn>0; 當(dāng)n=9時(shí),bn=0; 當(dāng)n>9時(shí),bn<0, ∴n=8或9時(shí),Sn取到最大值.……………………………………………………(14分) 高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)精品 高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)精品

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