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1、常見的新定義數(shù)列問題
近年高考中,常常出現(xiàn)新定義數(shù)列的考題.題目常常給出一種新數(shù)列的定義,通過閱讀與理解題意,完成相關(guān)的問題.這是一類創(chuàng)新題型,需要對已經(jīng)學過的數(shù)列知識理解徹透,并學會靈活運用這些知識去解決相關(guān)問題.
一、等和數(shù)列
【例1】 (2020·北京)定義“等和數(shù)列”:在一個數(shù)列中,如果每一項與它的后一項的和都為同一個常數(shù),那么這個數(shù)列叫做等和數(shù)列,這個常數(shù)叫做該數(shù)列的公和.
已知數(shù)列是等和數(shù)列,且,公和為,那么的值為 ,且這個數(shù)列的前項和的值為 .
【分析】 先對等和數(shù)列進行一般性的探討.設(shè)是等和數(shù)列,公和為,則由等和數(shù)列的定義知,數(shù)列
2、的各項依次為即
為奇數(shù);
為偶數(shù).
為奇數(shù);
為偶數(shù).
【解析】 因為,公和為,所以,.
二、等積數(shù)列
【例2】 (2020·保定市高考模擬)在一個數(shù)列中,若每一項與它的后一項的積都為同一個常數(shù)(有限數(shù)列的最后一項除外),則稱該數(shù)列為等積數(shù)列,其中的常數(shù)稱為公積.若數(shù)列是等積數(shù)列,且,公積為,則( )
A. B. C. D.
【分析】 先對等積數(shù)列進行一般性的探討.
設(shè)是等積數(shù)列,公積為,則由等積數(shù)列的定義知,數(shù)列的各項依次為
為奇數(shù);
為偶數(shù).
即
【解析】 由可得:,又因為,公積為,所以,,故選C.
三、等方比數(shù)列
【例3】 (
3、2020·湖北)若數(shù)列滿足,(為正常數(shù),),則稱為“等方比數(shù)列”.
甲:數(shù)列是等方比數(shù)列;乙:數(shù)列是等比數(shù)列,則( )
A.甲是乙的充分條件但不是必要條件
B.甲是乙的必要條件但不是充分條件
C.甲是乙的充要條件
D.甲既不是乙的充分條件也不是乙的必要條件
【解析】 由等比數(shù)列的定義數(shù)列,若乙:是等比數(shù)列,公比為,即,則甲命題成立;反之,若甲:數(shù)列是等方比數(shù)列,即,即數(shù)列公比不一定為,則命題乙不成立,故選B.
四、絕對差數(shù)列
【例4】 (2020·北京)在數(shù)列中,若是正整數(shù),且,,則稱為“絕對差數(shù)列”.
⑴舉出一個前五項不為零的“絕對差數(shù)列”(只要求寫出前項);
⑵若
4、“絕對差數(shù)列”中,,數(shù)列滿足,,分別判斷當時,與的極限是否存在,如果存在,求出其極限值;
⑶證明任何“絕對差數(shù)列”中總含有無窮多個為零的項.
【分析】 關(guān)鍵是讀懂題目中“絕對差數(shù)列”的含義.
【解析】 ⑴,,,,,,,,,.(答案不唯一);
⑵在“絕對差數(shù)列”中,因為,,所以自第項開始,,,,,,…,即每個相鄰的項周期地取值,,,所以當時,的極限不存在,而當時,,所以.
⑶證明 根據(jù)定義,數(shù)列必在有限項后出現(xiàn)零項.證明如下:
假設(shè)中沒有零項,由于,所以對任意的,都有,從而當時,,當時,,即的值要么比至少小,要么比至少?。涣顒t
由于是確定的正整數(shù),這樣減少下去,必然存在,這與矛盾.
5、
所以必有零項.
若第一次出現(xiàn)的零項為第項,記,則自第項開始,第三個相鄰的項周期地取值,,,即,,,.
所以“絕對差數(shù)列”中總含有無窮多個為零的項.
五、對稱數(shù)列
【例5】 (2020·上海)若有窮數(shù)列,,(是正整數(shù)),滿足,,…,,即(是正整數(shù),且),就稱該數(shù)列為“對稱數(shù)列”.
⑴已知數(shù)列是項數(shù)為的對稱數(shù)列,且成等差數(shù)列,,試寫出的每一項;
⑵已知是項數(shù)為的對稱數(shù)列,且構(gòu)成首項為,公差為的等差數(shù)列,數(shù)列的前項和為,則當為何值時,取到最大值?最大值為多少?
⑶對于給定的正整數(shù),試寫出所有項數(shù)不超過的對稱數(shù)列,使得成為數(shù)列中的連續(xù)項;當時,試求其中一個數(shù)列的前項和.
【解析】
6、⑴設(shè)的公差為,則,解得,
所以數(shù)列為.
⑵
,
,
所以當時,取得最大值.
的最大值為.
⑶所有可能的“對稱數(shù)列”是:
①;
②;
③;
④.
對于①,當時,.
當時,
.
對于②,當時,.
當時,.
對于③,當時,.
當時,.
對于④,當時,.
當時,.
六、一階差分數(shù)列
【例6】 (2020·青島質(zhì)檢)對于數(shù)列,定義為數(shù)列的“一階差分數(shù)列”,其中.
⑴若數(shù)列的通項公式,求的通項公式;
⑵若數(shù)列的首項是,且,
①證明數(shù)列為等差數(shù)列;
②求的前項和.
【解析】 ⑴依題意,所以.
⑵①因為,所以,即,
所以,又因為,
所以是以為首項,為公差的等差數(shù)列;
②由①得:.
所以.
所以.
錯位相減得:.
七、周期數(shù)列
【例7】 在數(shù)列中,如果存在非零常數(shù),使得對任意正整數(shù)均成立,那么就稱為“周期數(shù)列”,其中叫做數(shù)列的周期.已知數(shù)列滿足,如果,,當數(shù)列周期為時,則該數(shù)列的前項的和為( )
A. B. C. D.
【解析】 由題知,,,
所以或,
因為,,所以,即得:,即數(shù)列自第項開始,每三個相鄰的項周期地取值,,.
而,
所以,選D.