北师大版 (2019)选择性必修 第二册1.2 数列的函数特性完美版ppt课件
展开1.了解数列是自变量为正整数的一种特殊函数.2.了解数列的几种表示方法.3.能从函数的观点研究数列.
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三、数列的最大(小)项
问题1 已知函数f(x)=x2-1,当x=1,2,3时对应的函数值分别是什么?它们能构成一个数列吗?请作出数列的图象.
提示 对应的函数值分别为0,3,8,能构成一个数列.图象如图.
数列与函数的关系可以把一个数列视作定义在 (或其子集)上的函数,因此可以用图象(平面直角坐标系内的一串点)来表示数列,图象中每一个点的坐标为 ,这个图象也称为数列的图象.
(k,ak),k=1,2,3,…
注意点:(1)数列可以看作是一个定义域为N+(或其子集)的函数,是当自变量由小到大的顺序依次取值时所对应的一列函数值,数列的通项公式an=f(n)是数列的第n项an与自变量n之间的函数解析式,数列的图象是横坐标为正整数的一系列离散的点.(2)图象法的优点:能够直观地表示出随着项数的变化,相应项的变化趋势.(3)数列的表示方法有通项公式法、图象法、列表法.
例1 在数列{an}中,an=n2-8n,n∈N+,画出{an}的图象.
描点:在平面直角坐标系中描出下列各点即得数列{an}的图象:(1,-7),(2,-12),(3,-15),(4,-16),(5,-15),(6,-12),(7,-7),(8,0),(9,9),…,图象如图所示.
反思感悟 数列是一个特殊的函数,因此也可以用图象来表示,以位置序号n为横坐标,相应的项为纵坐标,即坐标为(n,an)描点画图,就可以得到数列的图象,因为它的定义域是正整数集N+(或它的有限子集{1,2,3,…,n}),所以其图象是一群孤立的点,这些点的个数可以是有限的,也可以是无限的.
跟踪训练1 根据数列的通项公式,写出数列的前5项,并用图象表示出来.(1)an=(-1)n+2;
解 a1=1,a2=3,a3=1,a4=3,a5=1.图象如图1.
问题2 观察下面两个数列,你能说出每个数列中项的变化规律吗?(1)1,2,3,4,5,6;
(2)-1,-2,-3,-4,-5,-6.
注意点:(1)可以用函数的观点、方法研究数列的增减性.(2)一个数列{an},如果从第2项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它的前一项,这样的数列叫作摆动数列.
角度1 数列增减性的判断例2 已知数列{an}的通项公式是an= ,则该数列是A.递增数列 B.递减数列C.摆动数列 D.常数列
解析 对任意n∈N+,
∴数列{an}是递减数列.
延伸探究 本例若把数列{an}的通项公式改为an= (k>0,且k为常数),试判断数列{an}的增减性.
∵k>0,n∈N+,∴an>0,∴an+1
例3 已知数列{an}是递减数列,且an=(m2-2m)(n3-2n),则实数m的取值范围为______.
解析 ∵数列为递减数列,∴an+1
跟踪训练2 已知递增数列{an}的通项公式为an=2kn+1,则实数k的取值范围是__________.
解析 ∵{an}是递增数列,∴an+1-an=[2k(n+1)+1]-(2kn+1)=2k>0,∴k>0.
例4 已知数列{an}的通项公式为an=n2-5n+4.(1)数列中有多少项是负数?
解 由n2-5n+4<0,解得1
又∵n∈N+,故当n=2或n=3时,an有最小值,且a2=a3,其最小值为22-5×2+4=-2.
解得2≤n≤3,∴n=2,3,∴a2=a3且最小,∴a2=a3=22-5×2+4=-2.
反思感悟 求数列{an}的最大项和最小项的方法(1)数列或函数的单调性法.
跟踪训练3 已知数列{an}的通项公式为an=2n×0.9n,求数列{an}中的最大项.
解 设an是数列{an}中的最大项,
所以当n=9或n=10时,an最大,最大项为a9=a10=2×10×0.910=20×0.910.
1.知识清单:(1)数列的表示方法.(2)数列的增减性的判断及应用.(3)求数列的最大(小)项.2.方法归纳:图象法、转化与化归思想.3.常见误区:求数列的最大(小)项时,忽略数列是定义域为N+(或其子集)的特殊函数而出错.
解析 ∵an=3n-2,n∈N+,∴数列{an}的图象是一群孤立的点.
1.已知an=3n-2,则数列{an}的图象是A.一条直线 B.一条抛物线C.一个圆 D.一群孤立的点
2.在递减数列{an}中,an=kn(k为常数),则实数k的取值范围是A.R B.(0,+∞)C.(-∞,0) D.(-∞,0]
解析 ∵{an}是递减数列,∴an+1-an=k(n+1)-kn=k<0.
3.已知数列{an}的通项公式是an= ,则这个数列是A.递增数列 B.递减数列C.常数列 D.摆动数列
解析 数列{an}的通项公式是
故这个数列为递减数列.
4.数列{an}的通项公式为an=n2-6n,则它的最小值是_____.
解析 an=n2-6n=(n-3)2-9,所以当n=3时,an取得最小值-9.
1.已知an+1=an+3,则数列{an}是A.递增数列 B.递减数列C.常数列 D.摆动数列
解析 ∵an+1-an=3>0,∴数列{an}是递增数列.
2.(多选)若数列{an}为递减数列,则{an}的通项公式可能为A.an=-2n+1B.an=-n2+3n+1C.an=D.an=(-1)n
解析 可以通过画数列的图象一一判断.B中数列有增有减,D中数列是摆动数列.
A.1 B.2 C.4 D.5
3.函数f(x)定义如表,数列{xn}满足x1=2,且对任意的自然数均有xn+1=f(xn),则x2 021等于
解析 根据定义,可得x2=f(x1)=1,x3=f(x2)=5,x4=f(x3)=2,x5=f(x4)=1,x6=f(x5)=5,…,所以周期为3,故x2 021=x2=1.
4.已知数列{an}满足a1>0,且an+1= ,则数列{an}的最大项是A.a1 B.a9 C.a10 D.不存在
∴an+1
故数列{an}有6项是正数项,有无限个负数项.当n=3时,数列{an}取到最大值,而当x=3.25时,函数f(x)取到最大值.
即-70是该数列的第10项.
解析 ∵an+1>an,∴an+1-an>0.又an=n2+kn+2,∴(n+1)2+k(n+1)+2-(n2+kn+2)>0.∴k>-2n-1.又-2n-1(n∈N+)的最大值为-3,∴k>-3.
6.已知数列{an}的通项公式an=n2+kn+2,若对于n∈N+,都有an+1>an成立,则实数k的取值范围是A.k>0 B.k>-1 C.k>-2 D.k>-3
7.数列{-2n2+9n+3}的最大项是第____项,最大项为_____.
2 13
又n∈N+,故当n=2时,an取到最大值13.
又n∈N+,∴2n+1<2(n+1),∴an+1-an>0,∴数列{an}是递增数列.
9.根据数列的通项公式,写出数列的前5项,并用图象表示出来.
(2)an=n2-9n.
解 a1=-8,a2=-14,a3=-18,a4=-20,a5=-20.图象如图所示.
10.已知数列{an}的通项公式an= (n∈N+),试判断该数列的增减性,并说明理由.
解 数列{an}为递减数列,理由如下:
∴当n≥1时,f(n)≤f(1)=-1<0.又(n+1)2+1>0,n2+1>0,∴an+1-an<0,
11.对任意的a1∈(0,1),由关系式an+1=f(an)得到的数列满足an+1>an(n∈N+),则函数y=f(x)的图象是
解析 根据题意知,由关系式an+1=f(an)得到的数列{an},满足an+1>an,即该函数y=f(x)的图象上任一点(x,y)都满足y>x,结合图象,只有A满足,故选A.
12.已知p>0,n∈N+,则数列{lg0.5pn}是A.递增数列B.递减数列C.增减性与p的取值有关D.常数列
解析 令an=lg0.5pn.当p>1时,pn+1>pn,∴lg0.5pn+1
解析 结合函数的单调性,要使数列{an}是递增数列,
14.某少数民族的刺绣有着悠久的历史,图(1),(2),(3),(4)为最简单的四个图案,这些图案都由小正方形构成,小正方形数越多刺绣越漂亮.现按同样的规律刺绣(小正方形的摆放规律相同),设第n个图形包含f(n)个小正方形,则f(6)=_____.
解析 f(1)=1=2×1×0+1,f(2)=1+3+1=2×2×1+1,f(3)=1+3+5+3+1=2×3×2+1,f(4)=1+3+5+7+5+3+1=2×4×3+1,故f(n)=2n(n-1)+1.当n=6时,f(6)=2×6×5+1=61.
15.已知an= (n∈N+),则数列{an}的最大项的值为______.
∴当n≤7时,an+1-an>0;
当n=8时,an+1-an=0;
当n≥9时,an+1-an<0.
∴a1
故数列{an}存在最大项,
16.已知函数f(x)=2x-2-x,数列{an}满足f(lg2an)=-2n.(1)求数列{an}的通项公式;
解 ∵f(x)=2x-2-x,f(lg2an)=-2n,∴ =-2n,
(2)证明:数列{an}是递减数列.
又an>0,∴an+1
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