天津市2013届高三数学总复习之综合专题:数学归纳法在数列综合题中的应用举例(教师版)
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数列通项公式的求法之特殊方法1、n S 法,即⎩⎨⎧≥-==-)2()1(11n S S n a a n nn 。
思路:如果数列{}na 满足的某种关系是由数列{}na 的前n 项和nS 给出时,则可以构造出n S 式①和1-n S 式②,然后利用公式⎩⎨⎧≥-==-)2()1(11n S S n a a n nn ,将①式和②式做差,使其转化为数列{}na 的递推关系,再根据递推关系的特点,按照构造辅助数列等的方法求出数列{}na 通项公式。
例1:已知数列{}na 的前n 项和n S 满足n a Sn n22+=。
(1)写出数列的前3项321,,a a a ;(2)求数列{}na 的通项公式。
解:(1)由22111+==a S a ,得21-=a 。
由422221+==+a S a a,得62-=a ,由321a a a ++6233+==a S ,得143-=a(2)当2≥n 时,有()2211+-=-=--n n n n na a S S a ,即221-=-n n a a ;令()λλ+=+-12n na a,则λ+=-12n n a a ,与①比较得,2-=λ;{}2-∴n a 是以421-=-a 为首项,以2为公比的等比数列;1122)4(2+--=⋅-=-∴n n n a ,故221+-=+n n a .补充练习:设数列{}na 的前n 项的和14122333n nn Sa +=-⨯+,*N n ∈。
(1)求首项1a 与通项na ;(2)设2n n n T S =,*N n ∈,证明:132ni i T =<∑。
解:(1)21114122333a S a ==-⨯+,解得:12a =;()2111144122333n n n n n n n a S S a a +++++=-=---()11242n nn n a a ++⇒+=+;所以数列{}2n n a +是公比为4的等比数列,所以:()111224n n n a a -+=+⨯;得:42n nn a =-,*N n ∈。
数学归纳法在数列中的应用
潘宏俊
【期刊名称】《中学生数理化(学研版)》
【年(卷),期】2016(000)012
【摘要】数学归纳法是用来证明某些与正整数n有关的数学命题的一种方法。
它的基本步骤是:(1)验证n=n0时,命题成立(归纳奠基);(2)在假设当
n=k(k≥n0,k∈N+)时命题成立的前提下,推出当n=k+1时,命题成立(归纳递推)。
根据(1)(2)可以断定命题对一切大于等于n0的正整数n都成立。
数列问题是与正整数有关的问题,本文就来谈谈数学归纳法在数列中的应用。
【总页数】1页(P9)
【作者】潘宏俊
【作者单位】安徽省临泉一中
【正文语种】中文
【相关文献】
1.在证明数列题中应用数学归纳法的研究
2.数学归纳法在数列问题中的应用
3.函数与方程思想在数学归纳法证明有关数列的不等式中的应用
4.数学归纳法在数列问题中的应用分析
5.数学归纳法在高考数列题中的应用
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高考数学中的数列与数学归纳法题解技巧数列和数学归纳法是高考数学中的重要考点,掌握相关解题技巧对于提高数学成绩至关重要。
本文将介绍高考数学中的数列和数学归纳法题解技巧,帮助考生更好地应对考试。
一、数列的基本概念和性质数列是由一系列按照一定规律排列的数所组成的序列。
在高考数学中,常见的数列有等差数列、等比数列和等差中项数列。
掌握数列的基本概念和性质是解题的基础。
以等差数列为例,设数列的首项为a₁,公差为d,第n项为aₙ,则有公式:aₙ = a₁ + (n - 1)d通过这一公式,我们可以求得数列的任意一项的值。
同时,还需了解等差数列的前n项和公式:Sₙ = (a₁ + aₙ) × n/2此外,还需掌握等比数列的通项公式和前n项和公式,以及等差中项的计算方法等相关性质。
二、数学归纳法的基本原理数学归纳法是解决数列相关问题常用的数学推理方法,也是高考数学中常见的一种解题技巧。
掌握数学归纳法的基本原理对于解题至关重要。
数学归纳法的基本原理分为三步:1. 验证基本情况:证明当n取某个特定值时命题成立。
2. 假设成立:假设当n=k时命题成立,即前k项满足题设条件。
3. 推理步骤:利用假设成立和题设条件推导出n=k+1时,命题也成立。
通过以上步骤,我们可以得出命题对于一切自然数n都成立的结论。
三、数列与数学归纳法的综合应用在高考数学中,数列和数学归纳法常常结合使用,解决一些复杂的问题。
以下是一个综合应用的示例题目:【例】设数列{an}满足an = 2^n - 1,证明aₙ > n,其中n为自然数。
解析:我们通过数学归纳法来解决这道题目。
(1)验证基本情况:当n=1时,a₁ = 2¹ - 1 = 1 > 1,基本条件成立。
(2)假设成立:假设当n=k时命题成立,即aₙ > k。
(3)推理步骤:当n=k+1时,aₙ₊₁ = 2^(k+1) - 1 = 2 × 2^k - 1 = 2 × (2^k - 1) + 1根据假设成立的条件,aₙ > k,我们可以得到aₙ₊₁ > 2k + 1 > k + 1所以,通过数学归纳法可知,数列{an}满足an = 2^n - 1时,aₙ > n,命题成立。
【数学】2013届高考复习专题数学归纳法解题举例归纳是一种有特殊事例导出一般原理的思维方法。
归纳推理分完全归纳推理与不完全归纳推理两种。
不完全归纳推理只根据一类事物中的部分对象具有的共同性质,推断该类事物全体都具有的性质,这种推理方法,在数学推理论证中是不允许的。
完全归纳推理是在考察了一类事物的全部对象后归纳得出结论来。
数学归纳法是用来证明某些与自然数有关的数学命题的一种推理方法,在解数学题中有)时着广泛的应用。
它是一个递推的数学论证方法,论证的第一步是证明命题在n=1(或n成立,这是递推的基础;第二步是假设在n=k时命题成立,再证明n=k+1时命题也成立,这是无限递推下去的理论依据,它判断命题的正确性能否由特殊推广到一般,实际上它使命题的正确性突破了有限,达到无限。
这两个步骤密切相关,缺一不可,完成了这两步,就可且n∈N)结论都正确”。
由这两步可以看出,数学归纳法以断定“对任何自然数(或n≥n是由递推实现归纳的,属于完全归纳。
运用数学归纳法证明问题时,关键是n=k+1时命题成立的推证,此步证明要具有目标意识,注意与最终要达到的解题目标进行分析比较,以此确定和调控解题的方向,使差异逐步减小,最终实现目标完成解题。
运用数学归纳法,可以证明下列问题:与自然数n有关的恒等式、代数不等式、三角不等式、数列问题、几何问题、整除性问题等等。
一、运用数学归纳法证明整除性问题例1.当n∈N,求证:11n+1+122n-1能被133整除。
证明:(1)当n=1时,111+1+1212×1-1=133能被133整除。
命题成立。
(2)假设n=k时,命题成立,即11k+1+122k-1能被133整除,当n=k+1时,根据归纳假设,11k+1+122k-1能被133整除。
又能被133整除。
所以,11(k+1)+122(k+1)-1能被133整除,即n=k+1时,命题成立。
由(1),(2)命题时n∈N都成立。
点评:同数学归纳法证明有关数或式的整除问题时,要充分利用整除的性质,若干个数(或整式)都能被某一个数(或整式)整除,则其和、差、积也能被这个数(或整式)整除。
高考数学中数列与数学归纳法的应用有哪些在高考数学中,数列与数学归纳法是重要的知识点,它们在解决各类问题中有着广泛而深入的应用。
首先,数列在高考中经常以等差数列和等比数列的形式出现。
等差数列的通项公式为\(a_n = a_1 +(n 1)d\),其中\(a_1\)为首项,\(d\)为公差;等比数列的通项公式为\(a_n = a_1 q^{n 1}\),其中\(a_1\)为首项,\(q\)为公比。
通过这些公式,我们可以计算数列中的任意一项,或者根据已知条件求出首项、公差或公比等关键参数。
在实际应用中,数列可以用来解决与经济、生物增长等相关的问题。
例如,某公司的利润每年以固定的增长率增长,就可以构建一个等比数列模型来预测未来几年的利润情况。
数列的求和问题也是高考的重点。
等差数列的前\(n\)项和公式为\(S_n =\frac{n(a_1 + a_n)}{2}\),等比数列的前\(n\)项和公式为当\(q ≠ 1\)时,\(S_n =\frac{a_1(1 q^n)}{1 q}\)。
这些求和公式在解决诸如计算一堆物品的总和、计算一定时间段内的总量等问题时非常有用。
数列还常常与函数相结合。
通过将数列的项看作函数的自变量对应的函数值,我们可以利用函数的性质来研究数列的单调性、最值等问题。
比如,判断一个数列是递增还是递减,可以通过其对应的函数的导数来进行分析。
接下来,我们再看看数学归纳法在高考中的应用。
数学归纳法是一种用于证明与自然数有关的命题的方法。
它的基本步骤通常分为两步。
第一步是基础步骤,需要证明当\(n\)取第一个值\(n_0\)(通常是\(1\))时,命题成立。
第二步是归纳步骤,假设当\(n = k\)(\(k ≥ n_0\))时命题成立,然后证明当\(n = k + 1\)时命题也成立。
数学归纳法在证明一些数列的通项公式、不等式等方面发挥着重要作用。
例如,要证明一个关于自然数\(n\)的不等式成立,我们可以先验证当\(n = 1\)时不等式成立,然后假设当\(n = k\)时不等式成立,在此基础上推导出当\(n = k + 1\)时不等式也成立,从而完成证明。
数学归纳法.....的应用归纳.....数学归纳法是证明与正整数有关的命题的一种常用方法,可用来证明等式、不等式、整除性、几何问题、数列通项及其它与正整数有关的命题。
新课标只要求用数学归纳法证明等式,与数列有关的通项问题等。
下面通过几个典型例题归纳一下常见三种题型的解题方法。
一.证明恒等式例1 已知n +∈N ,求证:111111111234212122n n n n n -+-++-=+++=-++. 证明:(1)当1n =时,等式左边11122=-=,右边12=,等式成立.(2)假设当n k =时,命题成立.即111111234212k k-+-++-- 111122k k k =+++++。
则当1n k =+时,111111112342122(1)12(1)k k k k -+-++-+--+-+ 11111122212(1)k k k k k =++++-++++ 11111232112(1)k k k k k ⎡⎤=++++-⎢⎥+++++⎣⎦1111(1)1(1)22(1)12(1)k k k k =+++++++++-+.∴当1n k =+时,等式成立.综上,由(1)和(2)可知,对于任何n +∈N ,等式成立.方法点拨:(1)本题在证明过程中突出了一个“凑”字,即“凑”结论,关键是明确1n k =+时证明的目标,充分考虑由n k =到1n k =+时,命题形式之间的区别和联系,化异为同.中间的计算过程千万不能省略,无论简单与否,言简意赅写出。
(2)注意“两个步骤一个结论”一个也不能少,同学常常忘记归纳结论。
二.求数列的通项或前n 项和公式例2.对于数列{}n a ,若11(0,a 1)a a a a=+>≠且,n+1a = 11a n a -,求数列{}n a 的通项公式。
解:(1)11111,n na a a a a a +=+=-221214221111111a aa a a a a a a a aa a a a +∴=-=+-=-++++=(+1)同理可以解得6423421(1)a a a a a a a +++=++,864246421(1)a a a a a a a a a ++++=+++ 猜想2222222421(1)n n n n n a a a a a a a a ---++⋅⋅⋅++=++⋅⋅⋅++222221111n n a a a a a +--=-⋅-2221(1)n n a a a +-=- 证明:①当n=1时,右边= 421211(1)a a a a a a-+==-,等式成立。
五、数学归纳法归纳是一种有特殊事例导出一般原理的思维方法。
归纳推理分完全归纳推理与不完全归纳推理两种。
不完全归纳推理只根据一类事物中的部分对象具有的共同性质,推断该类事物全体都具有的性质,这种推理方法,在数学推理论证中是不允许的。
完全归纳推理是在考察了一类事物的全部对象后归纳得出结论来。
数学归纳法是用来证明某些与自然数有关的数学命题的一种推理方法,在解数学题中有着广泛的应用。
它是一个递推的数学论证方法,论证的第一步是证明命题在n =1(或n 0)时成立,这是递推的基础;第二步是假设在n =k 时命题成立,再证明n =k +1时命题也成立,这是无限递推下去的理论依据,它判断命题的正确性能否由特殊推广到一般,实际上它使命题的正确性突破了有限,达到无限。
这两个步骤密切相关,缺一不可,完成了这两步,就可以断定“对任何自然数(或n ≥n 0且n ∈N )结论都正确”。
由这两步可以看出,数学归纳法是由递推实现归纳的,属于完全归纳。
运用数学归纳法证明问题时,关键是n =k +1时命题成立的推证,此步证明要具有目标意识,注意与最终要达到的解题目标进行分析比较,以此确定和调控解题的方向,使差异逐步减小,最终实现目标完成解题。
运用数学归纳法,可以证明下列问题:与自然数n 有关的恒等式、代数不等式、三角不等式、数列问题、几何问题、整除性问题等等。
Ⅰ、再现性题组:1. 用数学归纳法证明(n +1)(n +2)…(n +n)=2n ·1·2…(2n -1) (n ∈N ),从“k 到k +1”,左端需乘的代数式为_____。
A. 2k +1B. 2(2k +1)C.211k k ++ D. 231k k ++ 2. 用数学归纳法证明1+12+13+…+121n -<n (n>1)时,由n =k (k>1)不等式成立,推证n =k +1时,左边应增加的代数式的个数是_____。
A. 2k -1 B. 2k -1 C. 2k D. 2k +13. 某个命题与自然数n 有关,若n =k (k ∈N)时该命题成立,那么可推得n =k +1时该命题也成立。
数列的综合问题知识梳理教学重、难点作业完成情况典题探究例1.设n S 为数列{}n a 的前n 项和,2n S kn n =+,*n N ∈,其中k 是常数.(I ) 求1a 及n a ;(II )若对于任意的*m N ∈,m a ,2m a ,4m a 成等比数列,求k 的值.例2.设数列{}n a 的通项公式为(,0)n a pn q n N P *=+∈>. 数列{}n b 定义如下:对于正整数m ,m b 是使得不等式n a m ≥成立的所有n 中的最小值. (Ⅰ)若11,23p q ==-,求3b ;(Ⅱ)若2,1p q ==-,求数列{}m b 的前2m 项和公式;(Ⅲ)是否存在p 和q ,使得32()m b m m N *=+∈?如果存在,求p 和q 的取值范围;如果不存在,请说明理由.例3.等比数列{n a }的前n 项和为n S , 已知对任意的n N +∈ ,点(,)n n S ,均在函数(0x y b r b =+>且1,,b b r ≠均为常数)的图像上.(1)求r 的值; (11)当b=2时,记 1()4n nn b n N a ++=∈ 求数列{}n b 的前n 项和n T例4.已知等差数列{n a }中,,0,166473=+-=a a a a 求{n a }前n 项和n s .演练方阵A 档(巩固专练)1 .已知等比数列}{n a 的公比为正数,且3a ·9a =225a ,2a =1,则1a = ( ) A. 21B. 22C. 2D.22.公差不为零的等差数列{}n a 的前n 项和为n S .若4a 是37a a 与的等比中项, 832S =,则10S 等于 ( ) (( 9A. 18B. 24C. 60D. 903.设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,已知23a =,611a =,则7S 等于( ) A .13 B .35 C .49 D . 634.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且3S =6,1a =4, 则公差d 等于 ( ) A .1 B53C.- 2 D 3 5.已知{}n a 为等差数列,且7a -24a =-1, 3a =0,则公差d = ( ) A.-2 B.-12 C.12D.2 6.等差数列{n a }的公差不为零,首项1a =1,2a 是1a 和5a 的等比中项,则数列的前10项之和是 ( )A. 90B. 100C. 145D. 1907.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知2110m m m a a a -++-=,2138m S -=,则m =A.38B.20C.10D.98.设{}n a 是公差不为0的等差数列,12a =且136,,a a a 成等比数列,则{}n a 的前n 项和n S =( )A .2744n n +B .2533n n +C .2324n n+ D .2n n +9. 设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若972S =,则249a a a ++= 10.设等比数列{}n a 的公比12q =,前n 项和为n S ,则44S a = .B 档(提升精练)1.若数列{}n a 满足:111,2()n n a a a n N *+==∈,则5a = ;前8项的和8S = .(用数字作答)2.设等比数列{n a }的前n 项和为n s 。
高三数学数列综合应用试题答案及解析1.已知数列{an }的前n项和为Sn,f(x)=,an=log2,则S2 013=________.【答案】log2+1【解析】an =log2f(n+1)-log2f(n),∴S2 013=a1+a2+…+a2 013=[log2f(2)-log2f(1)]+[log2f(3)-log2f(2)]+…+[log2f(2 014)-log2f(2 013)]=log2f(2 014)-log2f(1)=log2-log2=log2+1.2.各项均为正数的数列,满足:,,,那么()A.B.C.D.【答案】C【解析】取,,则,依次得到数列的各项为1,2,5,11,27…,取,,则,依次得到数列的各项为1,2,4,8,16…,由上可知存在,使得,…则由,∴数列为递增数列,由,而,…,累加得:,,即.【考点】1.递推公式;2.数列的单调性.3.已知数列满足:当()时,,是数列的前项和,定义集合是的整数倍,,且,表示集合中元素的个数,则,.【答案】9, 1022【解析】由于()时,,可知数列满足:,其前n项和满足:当时,是奇数,则是的整数倍;所以当时,的奇数项共有9项,故9;所以当时,的奇数项共有1022项,故1022;【考点】1.集合的表示法;2.数列通项与前n项和的关系;3.数学归纳法.4.在数列中,,则 .【答案】-1【解析】由此可知,所以.【考点】递推数列5.设数列满足 ,且对任意,函数满足,若,则数列的前项和为( )A.B.C.D.【答案】C【解析】.因为,所以:,所以是一个等差数列. ,又,,所以 .【考点】1、等差数列等比数列的通项及前项和;2、导数.6.若数列的前项和,则数列的通项公式()A.B.C.D.【答案】D【解析】对任意,有,当时有,解得;当且时,由,可得,两式相减得,整理得,故数列是以为首项,以为公比的等比数列,,故选D.【考点】数列通项的求解7.已知数列的通项公式为,数列的前项和为,且满足.(1)求的通项公式;(2)在中是否存在使得是中的项,若存在,请写出满足题意的其中一项;若不存在,请说明理由.【答案】(1)数列的通项公式为;(2)存在,如,是的第5项.【解析】(1)首先令求出的值,当时,两式相减得:,即:,从而为首项和公比均为的等比数列,最后利用等比数列的通项公式可求得数列的通项公式;(2)先假设存在,即中第项满足题意,亦即,故,因此只要取,就能使得是数列中的第项.试题解析:(1)当时,.(2分)当时,两式相减得:,即:.(6分)故为首项和公比均为的等比数列,.(8分)(2)设中第项满足题意,即,即,所以,取,则(其它形如的数均可).(14分)【考点】1.数列通项公式的求法;2.数列探究型问题的解法.8.已知数列是等差数列,且,;又若是各项为正数的等比数列,且满足,其前项和为,.(1)分别求数列,的通项公式,;(2)设数列的前项和为,求的表达式,并求的最小值.【答案】(1),;(2),.【解析】(1)首先设出公差和公比,根据已知条件及等比数列和等差数列的性质,列方程组解方程组,求得公差和公比,写出各自的通项公式;(2)因为取偶数和奇数时,数列的项数会有变化,所以对分取偶数和奇数两种情况进行讨论,根据等差数列和等比数列的前项和公式,求出的表达式,根据前后两项的变化确定的单调性,求得每种情况下的最小值,比较一下,取两个最小值中的较小者.试题解析:(1)设数列的公差是,的公比为,由已知得,解得,所以; 2分又,解得或(舍去),所以; .4分(2)当为偶数时,,当为奇数时. .10分当为偶数时,,所以先减后增,当时,,所以;当时,,所以;所以当为偶数时,最小值是. 12分当为奇数时,,所以先减后增,当时,,所以,当时,,所以,所以当为奇数时,最小值是.比较一下这两种情况下的的最小值,可知的最小值是. .14分【考点】1、等差数列与等比数列的前项和公式;2、数列与函数单调性的综合应用;3、数列与求函数最值的综合运用;4、数列的函数特性.9.设数列{an }的前n项和为Sn,且,n=1,2,3(1)求a1,a2;(2)求Sn 与Sn﹣1(n≥2)的关系式,并证明数列{}是等差数列;(3)求S1•S2•S3S2011•S2012的值.【答案】(1),;(2)Sn Sn﹣1﹣2S n+1=0;(3).【解析】(1)直接利用与的关系式求的值;(2)当时,把代入已知关系式可得与的关系式,再由此关系式,去凑出和,可得所求数列是等差数列,进而得通项的表达式,从而得的表达式;(3)由(2)中的表达式易求S1•S2•S3S2011•S2012的值.试题解析:(1)解:当n=1时,由已知得,解得,同理,可解得.(4分)(2)证明:由题设,当n≥2时,an =Sn﹣Sn﹣1,代入上式,得S n S n﹣1﹣2S n+1=0,∴,(7分)∴=﹣1+,∴{}是首项为=﹣2,公差为﹣1的等差数列,(10分)∴=﹣2+(n﹣1)•(﹣1)=﹣n﹣1,∴Sn=.(12分)(3)解:S1•S2•S3S2011•S2012=••••=.(14分)【考点】1、等差数列;2、数列的前n项和与通项的综合应用.10.设数列{an }是等差数列,数列{bn}的前n项和Sn满足且(Ⅰ)求数列{an }和{bn}的通项公式:(Ⅱ)设Tn 为数列{Sn}的前n项和,求Tn.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)利用求,再结合条件求;(Ⅱ)利用等比数列的求和公式求解.试题解析:(Ⅰ)由,,,即,又,故.,,公差,. (6分)(Ⅱ),所以数列其前项和,. (12分)【考点】等差数列、等比数列的性质,等比数列的求和公式.11.设等差数列的前项和,且,.(1)求数列的通项公式;(2)若数列满足,求数列的前项和.【答案】(1).(2),.【解析】(1)确定等差数列的通项公式,往往利用已知条件,建立相关元素的方程组,如本题,设等差数列的公差为,结合已知,可建立的方程组,,解得得到.(2)首先应确定。
数学高考数学中的数列与数学归纳解题方法总结数学是高考中最重要的科目之一,其中数列与数学归纳是数学题中常见的解题方法。
在本文中,我们将对数学高考中的数列与数学归纳解题方法进行总结与讨论。
一、数列的基本概念数列是由一系列数按照一定规律排列而成的,通常用数学符号表示为{an}或{a1,a2,a3,...}。
其中,an代表数列中的第n个数。
二、数列的分类数列可以分为等差数列、等比数列和通项公式数列等等。
对于不同类型的数列,解题的方法也有所差异。
1. 等差数列等差数列的特点是每相邻两项之间的差值保持不变,常用的解题方法是找出公差d,然后运用等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d进行计算。
2. 等比数列等比数列的特点是每相邻两项之间的比值保持不变,常用的解题方法是找出公比q,然后运用等比数列的通项公式an=a1*q^(n-1)进行计算。
3. 通项公式数列除了等差数列和等比数列之外,还有一些特殊的数列,它们的通项公式需要通过观察数列的规律来确定。
解题时需要注意观察数列中数字之间的关系,然后推导出通项公式。
三、数学归纳法数学归纳法是一种常用的解题方法,它通过找到数列的规律,然后进行数学归纳来解决问题。
1. 递推关系在用数学归纳法解题时,首先需要找到数列中相邻的两项之间的递推关系。
通过观察数列中数值的变化,可以推测出相邻两项之间的关系式。
2. 归纳假设在数学归纳法中,需要假设前n项成立。
即假设当n=k时,命题成立。
然后通过归纳步骤证明当n=k+1时,命题也成立。
3. 归纳证明归纳证明是通过证明当n=k成立的情况下,当n=k+1时也必然成立,从而证明命题对于所有自然数都成立。
通过以上的步骤,数学归纳法可以帮助我们解决一些复杂的数学问题,特别是那些涉及到数列的题目。
四、数列与数学归纳解题方法的综合应用在高考中,数列与数学归纳解题方法常常结合运用。
解题时,我们需要先确定数列的类型(等差数列、等比数列等),然后找出数列的递推关系和通项公式。
如何用数学归纳法解决数列问题数列是数学中常见的一种数值序列,通过观察规律和运用数学归纳法可以解决许多数列问题。
数学归纳法是一种常用的证明方法,通过推理和归纳,可以得出一个关于自然数的命题在所有情况下都成立的结论。
本文将介绍如何用数学归纳法解决数列问题。
一、数学归纳法的原理数学归纳法是通过两个步骤进行证明的方法:基础步骤和归纳步骤。
1. 基础步骤:首先需要证明当n取某个特定值时结论成立,通常是n=1或n=0。
这个步骤是数学归纳法证明的基础,需要确保命题在某个初始值下成立。
2. 归纳步骤:接下来需要证明当n=k时结论成立可以推出当n=k+1时结论也成立。
这个步骤是数学归纳法的核心,通过已知情况的推理来证明命题在所有情况下都成立。
通过这两个步骤可以得出结论,即对于所有符合条件的自然数,命题都成立。
二、数学归纳法解决数列问题的步骤使用数学归纳法解决数列问题的步骤如下:1. 观察规律:首先需要观察数列的前几项,尝试找出数列中的规律和特点。
通过观察可以推测出数列的通项公式。
2. 基础步骤:根据观察到的规律,我们需要证明当n取某个特定值时,结论成立。
通常可以取n=1或n=0,根据数列的定义去验证。
3. 归纳步骤:假设当n=k时结论成立,即数列的第k项满足规律。
然后证明当n=k+1时结论也成立,即数列的第k+1项也满足规律。
可以通过代入通项公式进行推导和计算。
4. 得出结论:通过归纳步骤的证明,可以得出结论,即数列的通项公式成立。
三、例题分析下面我们通过一个例题来演示如何用数学归纳法解决数列问题。
问题:证明斐波那契数列满足通项公式Fn=Fn-1+Fn-2,其中F0=0,F1=1。
解法:1. 观察规律:我们首先观察斐波那契数列的前几项,可以得到:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, ...2. 基础步骤:当n=2时,根据观察得到F2=F1+F0,即1=1+0。
所以基础步骤成立。
3. 归纳步骤:假设当n=k时,斐波那契数列的第k项满足Fn=Fn-1+Fn-2。
《数列综合应用举例》教案第一章:数列的概念与性质1.1 数列的定义引导学生理解数列的概念,理解数列是一种特殊的函数。
通过实例让学生了解数列的基本形式,如等差数列、等比数列等。
1.2 数列的性质引导学生学习数列的基本性质,如数列的项数、首项、末项、公差、公比等。
通过实例让学生掌握数列的性质,并能够运用性质解决实际问题。
第二章:数列的求和2.1 等差数列的求和引导学生学习等差数列的求和公式,理解公差、首项、末项与求和的关系。
通过实例让学生掌握等差数列的求和方法,并能够运用求和公式解决实际问题。
2.2 等比数列的求和引导学生学习等比数列的求和公式,理解公比、首项、末项与求和的关系。
通过实例让学生掌握等比数列的求和方法,并能够运用求和公式解决实际问题。
第三章:数列的极限3.1 数列极限的概念引导学生理解数列极限的概念,理解数列极限与数列收敛的关系。
通过实例让学生了解数列极限的性质,如保号性、单调性等。
3.2 数列极限的计算引导学生学习数列极限的计算方法,如夹逼定理、单调有界定理等。
通过实例让学生掌握数列极限的计算方法,并能够运用极限的概念解决实际问题。
第四章:数列的应用4.1 数列在数学分析中的应用引导学生学习数列在数学分析中的应用,如级数、积分等。
通过实例让学生了解数列在数学分析中的重要性,并能够运用数列解决实际问题。
4.2 数列在其他学科中的应用引导学生学习数列在其他学科中的应用,如物理学、经济学等。
通过实例让学生了解数列在不同学科中的作用,并能够运用数列解决实际问题。
第五章:数列的综合应用5.1 数列在经济管理中的应用引导学生学习数列在经济管理中的应用,如库存管理、成本分析等。
通过实例让学生了解数列在经济管理中的重要性,并能够运用数列解决实际问题。
5.2 数列在工程科技中的应用引导学生学习数列在工程科技中的应用,如信号处理、结构分析等。
通过实例让学生了解数列在工程科技中的作用,并能够运用数列解决实际问题。
数学归纳法在数列综合题中的应用举例
1、在数列{}n a 和{}n b 中,3,121==a a ,
且1,,+n n n a b a 成等差数列,11,,++n n n b a b 成等比数列,*N n ∈。
(1)求出43,a a 和4321,,,b b b b 的值;
(2)归纳出数列{}n a 和{}n b 的通项公式,并用数学归纳法证明。
全解103P
2、设正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=
n n n a a S 121,*N n ∈,猜想出数列{}n a 的通项公式,并用数学归纳法证明。
全解104P
3、设0a 为常数,且1123---=n n n a a ,*N n ∈。
(1)证明对任意的()[]
()012121351,1a a n n n n n n n ⋅-+⋅-+=≥-; (2)假设对任意的1≥n ,有1->n n a a ,求0a 的取值范围。
全解108P
4、设数列{}n a 满足12
1+-=+n n n na a a ,*N n ∈。
(1)当21=a 时,求432,,a a a ,并由此猜想出n a 的一个通项公式;
(2)当31≥a 时,证明对所有的1≥n ,有
①2+≥n a n ;
②2
1111≤+∑=n i i a 。
全解110P
5、已知{}n a 是由非负整数组成的数列,满足()()22,3,021121++===--+n n n n a a a a a a , 其中*N n ∈且3≥n 。
(1)求3a ;
(2)证明22+=-n n a a ,3≥n ;
(3)求{}n a 的通项公式及其前n 项和n S 。
全解111P。