《等差数列、等比数列的综合应用》教案

绝世美人儿
639次浏览
2021年02月20日 19:29
最佳经验
本文由作者推荐

-

2021年2月20日发(作者:霎时的意思)


《等差数列、等比数列的综合应用》教案



一、教学内容:



必修


5


:等差数列、等比数列的综合应用




二、教学目标


1


、熟练地掌握等差、等比数列的相关知识及其性质,并利用这些知识解决相关数列 的综合


性问题。



2

< br>、利用等差数列、等比数列知识建立实际问题的数学模型。


3


、充分利用方程的数学思想、函数的数学思想、分类讨论的数学思想、等价转化的 数学思


想等解决数列的综合问题。




三、知识要点分析



1


、等差数列、等比数列相关知识的类比与总结



a


n



1



q



1


)等差数列、等 比数列的定义:


a


n



1



a


n


d



d


为常数)


a


n



q



0




n



1


a



a



(


n



1)


d

< p>
a



a


q


n


1


n


1


2



等差数列、


等比数列的通项公式:


(等差数列)



(等


,


比数列)


< p>
2


2


a



a



a


a

n


n



1


n



1



3< /p>


)等差数列、等比数列的中项:



(等差 )



n



a< /p>


n



1



a


n



1

< p>
,


(


n



2


)



4


)等差数列、等比数列的前


n


项 和公式:




(


n



1)



na


1



n


S



a


(1


< /p>


q


)



n


1


n


(


a

< p>
1



a


n


)


1


S


n



na


1



n


(


n



1)


d



1< /p>



q


,(


n



2)



2


2








5


)等差数列与等比数列的性质比较:



(< /p>


a


)数列


{


a< /p>


n


}



{


b


n


}


成等差数列, 则数列


{


pa


n



qb


n


}


成等差数列。数列


{


a


n


},{


b


n


}



等比数列,则数列


{


a< /p>


n


b


n


},{< /p>


a


n


}


成等比数 列



b


n


(< /p>


b


)数列


{


a< /p>


n


}


成等差数列且


m+n=p+q,



a


m

< p>


a


n



a


p



a

q


,数列


{


a

n


}


成等比数列且


m+n=p+q ,



a


m


< /p>


a


n



a


p



a


q

< p>


c



s


n


是等差数列


{


a

< p>
n


}


的前


n


项和,则


s


k


,

< p>
s


2


k



s


k


,


s

3


k



s


2


k



等差数列


,


等比数列也有类似的性质



< /p>



d


)数列


{< /p>


a


n


},{


b< /p>


n


}


分别成等差、等比数列,则数列


{


a


mk



t


},


{


b


mk



t


},


(


m


,


k


,


t



N

< br>)


分别


成等差、等比数列。


< /p>


2


、建立等差等比数列模型解决实际问题(等差、等比数列的应用 )




1


)解 答数列实际问题的基本步骤:审题;建模(建立数列模型


,


分清 是等差还是等比数


列)


;求解;还原。




2


)常见的类型:

< br>(


a


)等差模型:在实际问题中,若增加或减少的是固定 的量,该模型


是等差模型




b


)等比模型:在实际问题中,如果增加或减少的量是固定的百分数,则 该模型是等比


模型




c


)混合模型:在实际问题中,涉及等差等比数列知识的则是数列的混合模型。




d


)递推 模型:由已知找出数列的递推关系,转化为等差、等比求解。




【典型例题】



考点一:等差数列、等比数列的基本知识的综合使用



2


{


a


},{


b


}


a


,


b


,


a


n

< br>


1


成等差


n

< br>n


n


n



1


:设数列


是各项都是正数的数列,且对任意的正整数


n,


都有


数列,


< /p>


2


2


2



2


2


b


< p>
b



2


b


,(


p


,


q

< br>


N


,


p



q


)



b


n


,


a


n



1


,


b


n


p



q


p



1


成等比数列。求证:


p



q



思路分析



要证明的结论与数列

< p>
{


a


n


}


无关,


故可由已知条件推出数列


{

b


n


}


是等差数列,


然后利用等差数列的性质证明。



2




2


b

n



a


n



a


n



1< /p>









(1)



2


2


2

< p>
a



b



b



n


1


n


n



1





< /p>






(2)


,由(


2


)得 :



解:


由等差中项、等比中项的定义 知:


a


n



1



b


n



b


n



1



2


a



b



b


,(


n



2)


a

< br>,


a


2


b



b


n


b


n



1



b


n


b


n



1


,(


n


< p>
2)



n


n


n



1


n

< br>n


n



1


故有



的表达式代入



1



得:



b


p



2


b


n



b


n



1


< /p>


b


n


,即数列


{


b


n


}


是等差 数列。



2


b


p



b


p


< /p>


q



b


p



q


故有:


b


2


p



q

< p>
b


p



q



b


p


q


2


2





b


2


p



q



2


b



b


2


p


2


p


< br>q



b


2


p



q



2



(


b


p



q



b


p



q


2


)



b


2

< br>2


p



q



b


2


p



q



2


2


b


p



q



2


b


p



q


b


p

< br>


q



b


p



q




1


(


b


p



q



b


p



q


)


2



0


2

< br>。故结论成立




2

< p>
:试判断能否构造一个实数等比数列


{


a


n


}


,使其满足下列三个条件

< br>.



1


a


1



a


6



11,











2



a


3



a


4



32

< p>
9







3


)至少 存有一个自然数


m,


使



2


4


2


a

< br>m



1


,


a


m


,


a


m



1



3


9



依次成等差数列,若能,请你写出数列 的通项公式,若不能,请说


明理由。




思路分析】


这是一道探索性的命题,先假设存有满足条件的等 比数列,由(


1



< br>2


)可


确定数列的通项公式,然后利用其验证是否满足条 件(


3





解:


假设存有等比数列


{


a


n


}


满足题设条件,数列 的公比是


q


,首项是


a


1



1


32

< br>



a



a






a


1



a


6



11



1


3



1

< p>
3







32


< br>a



32


a



1


a



a




1< /p>


6


9



6



6


3


< p>
3



根据等比数列的性质:


a


3



a


4



a


1



a


6







解得:



32



1

< p>


a


1





a


1



3


3





1


1< /p>


n



1


1


6



n


< p>


q



2


q



a



2



a




2



n< /p>


n




2


3


3



,即所求数列 的通项公式是



1


1

< br>2


2


1


4


1


4


a


n




2


n



1


a


m




2


m



1


,


a


m

< br>


1





2


m



2


,


a


m



1





2


m



3


3


3


3


3

< br>9


3


9




i


)当


时,


1


2


1


1


4


2(



2


m< /p>



1


)


2





2

< p>
m



2




2


m



2


2


m



7



2


m< /p>



8



0


3


3


3


9

< p>
由条件(


3


)得:


3



1


n



1


a




2


m


m


n

< br>2



8



2




1(


舍去)



m



3


3


解之得:


,故当

< br>时,存有题设要求的


m.


1


a


n




2


6



n


6



m


2


6



m


4


< br>(2


)



11

< br>


2



8



0





3



ii


)< /p>









< p>


11


2



16



8



249



不是完全平方数。即符合条件的


m


不存有。



1

< p>
a


n




2


n



1

3


综合(


i



ii


)能构造出满足条件的等比数列,通项公式是





考点二:等差 、等比数列与函数、不等式、平面向量等知识点综合使用。




3



已知函数


f


(


x


),


g


(


x


)


对任意 实数


x,y


分别满足:



i



f


(

< br>x



1)


3


f


(


x


),



f


(0)



1


3



i i



g



x+ y



=g



x



+2y,



g



6



=1 5, n


为正整数,求数列


{


f


(


n


)},{


g


(


n


)}


的通项公 式,



2


)设


c


n



g


[< /p>


f


(


n


)],< /p>



{


c


n


}


的前


n


项和。




思路分析】


由 条件(


1


)能够证明数列


{

< p>
f


(


n


)}


是等比数列,在条件(


2


)中,给

< br>x,y


赋值,


即令


x=n,y= 1


可证数列


{


g


(


n


)}


是等差数列。


根据



1



求数列


{


c


n


}


的通项公式最后求前


n


项和 。



解:



1


)由已知函数


f


(

x


),


g


(


x


)


对任意的实数


x,y

< p>
成立,故对任意的正整数也成立。



f

< p>
(


x



1)



3


f


(

< br>x


),



f


(


n



1)



3


f


(


n


),(


n



N



)



f



1



=f



1+0



=3f



0



=1



f


(


n



1)



3


f


(


n


)



n


< br>1


故数列


{


f

< br>(


n


)}


是以

< br>1


为首项,


3


为公比的等比数列 ,即


f


(


n


)



3




g



x+y



=g



x



+2y



x=n,y=1

得:


g


(


n



1)



g


(


n


)



2< /p>


,


故数列


{


g< /p>


(


n


)}


是公差 为


2


的等差数列。


< br>


g


(


n


)



g


(6)



(


n



6 )



2



2< /p>


n



3



n



1


c

< p>


g


[


f


(


n


)]


< br>2



3



3



{


c


}


T


n


n


n


设数列


的前


n


项和 是




T


n< /p>



c


1



c


2



< p>


A


(


n


,


a


),


B

< br>(


n


,


b


),


C


(


n



1,0)


(


n



N


)



n


n


n


n



4



已知三个点列


满足


A


n


A


n



1



B


n


C


n


共线,


且点列


B


n


(


n


,


b


n


)


在斜率为


6


的一条直 线上。




c


n



2(3


0



3


1



< /p>


3


n



1


)



3


n

< p>


3


n



3


n



1



1


)试用

a


1


,


b


1



n


表示


a


n




2


)设


a


1



a


,


b


1

< p>



a



12



a


< br>15


求数列


{


a


n


}


中的最小


项。

< p>



思路分析】



1



本题是数列与向量的综合试题,


由点列


B


n


(


n


,


b


n


)


在斜率为


6


的直线上,< /p>


可证明数列


{


b


n


}


是等差数列,


再利用两向量共线找 出数列


{


a


n


}


的递推关系。



2

< br>)



a


n


表示为


关于


n


的二次函数,求出最值 。



解:



1


)由点列


B


n


(


n


,


b


n< /p>


)


在斜率为


6


的 直线上



点列


B


n


(


n


,


b


n


),


B


n< /p>



1


(


n



1


,


b

< p>
n



1


)


在斜率


b


n



1



b


n


6



b


n



1



b< /p>


n



6


(


n



1)



n



6


的直线上,即< /p>


,即数列


{


b


n


}


是公差为


6


的等差数列。




b

< br>n



b


1



(


n



1 )



6



又< /p>


A


n


A


n



1



(1


,


a


n



1



a


n

< br>),


B


n


C

n



(



1


,



b


n< /p>


)


且两向量共线,


1



(



b


n


)



(< /p>



1)(


a


n< /p>



1



a


n


)



0

< p>


故有:


a


n

< p>


1



a


n



b


n


a


n



1



a


n


< /p>


b


n


n



2




< p>
a


n



a


1



(


a

2



a


1


)



(


a


3< /p>



a


2


)




(


a

< p>
n



a


n



1


)


a


1



b


1



b


2


< /p>



b


n



1




a

< p>
1



(


n



1)


b


1

< br>


3(


n


1)(


n



2)

< br>



2


a



a


,


b




a


,


a



3


n



(9



a


)

< p>
n



6



2


a



n

1


1



2


)把


代入上式得:



7


9



a


12

< br>


a



15,

< br>




4,

2


6



n=4

时,


a


n


取得最小值,最小值是< /p>


a


4



18



2


a





1


(


a


1


,


b

< br>1


),


P


2

(


a


2


,


b


2


),



5


:已知点


P


P


n


(


a


n


,< /p>


b


n


),(


n< /p>



N



)


都在函数


y



log


1


x


2


的图像 上




1


)若 数列


{


b


n


}


是等差数列,求证数列


{


a

< p>
n


}


是等比数列。



2


)若数列


{


a< /p>


n


}


的前


n


项和


S


n



1



2


< p>
n





P


n


,


P

n



1




线




坐< /p>


标轴








的面


积为


c


n




使


c


n



t



< br>n



N


)恒成立的实数


t


的范围。




思路分析】



1


)利 用定义证明,



2


)先求


b


n


从而确定直线


P


n


P


n


< p>
1


的直线方程,然后确


定直线与两坐标轴的坐标,


进而用


n


表示三角形的面积。


根据


c


n


< p>
t


恒成立确定


t


的取值范 围。



解:



1


)设等差数列


{


b

< br>n


}


的公差是


d,



b


n


< br>1



b


n



d


(常数)


1


b


n


a


n



1


1


b< /p>


n



1



b


n


1


d

< p>
b



log


a

< p>


a



(


)




(

)



(


)


=


常数(不为零)



由题意:


n


1


n


n


2


a


n


2

< br>2


2


故数列


{

< br>a


n


}


是等比数列。

< p>


1


1


n



2


)当


n=1


时,


a


1



S


1



,当

< br>n



2


时,

a


n



S


n



S


n


< /p>


1



(


)



n=1


时也适合此式。

2


2


1


n


b



log


1


a


n



b


n< /p>



n







< p>


{


a


n


}







a


n



(


)


,< /p>



n


2


2


1


1


1


P

< p>
n


(


n


,


n


),


P


n

< br>


1


(


n



1


,


n



1)


,过这两点的直线方程为:


y



n




2


n



1


(


x



n

< br>)



2


2


2




线















A


n


(


n

< br>


2


,0),


B


n


(0,


n



2)



2


n

< br>


1


(


n



2


)


2


1




c


n



|


OA


n


|



|


OB


n


|



n



2


2


2

< br>要使


c


n


t


恒成立,只要


(


c


n


)


max



t


成立,下面求数列


{


c< /p>


n


}


的最大值:



c


n



c


n



1


(


n



2)


2

< p>
(


n



3)


2


2(


n



2)


2



(

< br>n



3)


2

n


2



2


n



1



< /p>





0



c



c

< p>
n


n



1



2


n


2


2


n



3


2


n



3< /p>


2


n



3


9




8

< p>
即数列


{


c


n

< p>
}


递减,



c

< p>
n



c


n



1


,


9


[


,





)


故所求


t


的取值范围是

< p>
8




考点三:建立等差、等比数列模型解决实际问题




6


:流行性感冒是呼吸道传染病,据资料记载从< /p>


2008


年的


11



1


号起,某市流感感染者



20


人,以后每天新的感染者平均比前一天的感染者增加


50


人,因为该市医疗部门采取紧


急的医疗措施,使 病毒传播得到控制,从某天起每天新的感染者平均比前一天减少


30

人,到


11



30


号为止该市在这


30


天内的感染患者有


8670


人,问


11


月几号感 染的人数最多?并求


这个天的新患者的人数。




思路分析


】根据题意知:本题是等差数列模型,假设


11


月内的第


k


号,感染流感的人


数最多,由


30


天 内流感的总人数是


8670


人,建立关于


k


的方程,求


k


< br>


解:



11

< br>月内第


k


号新增的流感人数最多。



则从


11



1


号到


11



k


号的流感人数


+



11


月(


k+1


)号到


11



30


号流感人 数


=8670



11



1


号到


11



k


号患者的人数构成首项为


20


,公差为


50


的等差数列


{


a


n


}




a


n

< br>


20



(

k



1)



50



50


k



30




故从


11



1


号到


11



k


号患者的总人数是:



b


1

< p>


a


k



30


,公差是-


30


S


1



a


1



a


2




a


k


< br>(50


k



10)


k


2



< br>11


月的第


k+1


号到


11



30


号患者的人 数构成等差数列


{


b


n


}



项数是



30



k



,


首项


b


30



k



b

1



(30


k



1)


d



50


k



60



(29



k


)



(



30)



80


k



30



3 1





11


月第


k+1


号到


11



30


号患者的总人数是:



S


2



b


1



b


2




b

< br>30



k


50


k



60


80


k



30



31


130

< br>k



30


33



(30


< br>k


)




(30



k


)


2


2



故由已知得:


S


1



S

2



8670


< br>(50


k



10)



k


130


k



30



33




(30



k


)



8670

< p>
2


2



2


k



61


k

< br>


588



0

< br>


(


k



12)(


k



49)



0,


k


< br>30,



k


< br>12


,即


11



12



整理得:


新患者的人数 最多,有


a


12


50



12


30


=570


人。



答:


11



12

< p>
号新患者的人数最多,是


570


人。





7

< br>:某汽车销售公司为了促销,在


2009



5



1


号采用了灵活的付款 方式,对购买


10



元一辆的汽车在一 年内将款全部付清的前提下,提供了如下两种分期付款的方案。



方案(一)


:分


3


次付清,购买后第


4


个月的月末第一次付款,再过


4


个月的月末第二次


付款,再过


4

< p>
个月的月末第三次付款



方案(二)


:分


12


次付清,购买后第一个月的月末第一次付款 ,再过一个月的月末第二


次付款,……,购买后第


12


个月的月末付款。



规定:每月付款的数额相同 ,月利率是


8%


,复利计算。




1


)试比较上述两种方案哪一种付款的总额 最少?




2


)若汽车销售公司将收回的售车款实行再投资,可获月增长


2%


的效益,为此,决定


对一次性付清车款的顾客给予降价


p%


的优惠,为保证一次性付款经一年后的本息低于方案


(一)


、方案(二)中较少一种的付款总额,且售车款再投资一年后的本息要高于车价款一年

< p>
后的本息,试确定


p


的取值范围。




思路分析】


对于(


1




2

< p>
)是分期付款的问题,是等比数列的模型,比较两种方案的付


款总额的大小 ,是等比数列求和问题。对于(


2



, 直接根据已知条件建立关于


p


的不等式组。


解:



1


)对方案(一)


,设每次付款


x


元,



则第一次付款


x

万元到结束的本息和是


x


(1


< /p>


8%)



1.008

x


(万元)



4

< br>4


x


(1


8%)



1.008


x

< p>
(万元)



第二次付款


x


万元到结束的本息和是


8


8

-


-


-


-


-


-


-


-