数列考试总结(精选5篇)
一、线性趋势——>分析线性趋势的增幅:
1、等差:增幅/减幅一般的做加减
2、等比: 增幅较大做乘除
3、幂数列: 增幅很大做乘除
二、没有线性趋势或线性趋势不明显
1、长数列:项数在6项以上。基本解题思路是分组或隔项
2、摇摆数列:数值忽大忽小,呈摇摆状。基本解题思路是隔项
3、双括号:一定是隔项成规律
4、分式:
(1):整数和分数混搭,提示做乘除。
(2):全分数。解题思路为:能约分的先约分;能划一的先划一;突破口在于不宜变化的分数,称作基准数;分子或分母跟项数必有关系。
5、正负交叠。基本思路是做商。
第二步
思路A:分析趋势
1,增幅(包括减幅)一般做加减。
基本方法是做差,但如果做差超过三级仍找不到规律,立即转换思路,因为公考没有考过三级以上的等差数列及其变式。
例1:-8,15,39,65,94,128,170,()
A.180 B.210 C.225 D 256
解:观察呈线性规律,数值逐渐增大,且增幅一般,考虑做差,得出差23,24,26,29,34,42,再度形成一个增幅很小的线性数列,再做差得出1,2,3,5,8,很明显的一个和递推数列,下一项是5+8=13,因而二级差数列的下一项是42+13=55,因此一级数列的下一项是170+55=225,选C。
总结:做差不会超过三级;一些典型的数列要熟记在心
2,增幅较大做乘除 例2:0.25,0.25,0.5,2,16,()
A.32 B.64 C.128 D.256
解:观察呈线性规律,从0.25增到16,增幅较大考虑做乘除,后项除以前项得出1,2,4,8,典型的等比数列,二级数列下一项是8*2=16,因此原数列下一项是16*16=256 总结:做商也不会超过三级
3,增幅很大考虑幂次数列
例3:2,5,28,257,()
A.2006 B。1342 C。3503 D。3126
解:观察呈线性规律,增幅很大,考虑幂次数列,最大数规律较明显是该题的突破口,注意到257附近有幂次数256,同理28附近有27、25,5附近有4、8,2附近有1、4。而数列的每一项必与其项数有关,所以与原数列相关的幂次数列应是1,4,27,256(原数列各项加1所得)即1^1,2^2,3^3,4^4,下一项应该是5^5,即3125,所以选D 总结:对幂次数要熟悉
第二步思路B:寻找视觉冲击点
注:视觉冲击点是指数列中存在着的相对特殊、与众不同的现象,这些现象往往是解题思路的导引
视觉冲击点1:
长数列,项数在6项以上。基本解题思路是分组或隔项。
例4:1,2,7,13,49,24,343,()
A.35 B。69 C。114 D。238
解:观察前6项相对较小,第七项突然变大,不成线性规律,考虑思路B。长数列考虑分组或隔项,尝试隔项得两个数列1,7,49,343;2,13,24,()。明显各成规律,第一个支数列是等比数列,第二个支数列是公差为11的等差数列,很快得出答案A。
总结:将等差和等比数列隔项杂糅是常见的考法。
视觉冲击点2:
摇摆数列,数值忽大忽小,呈摇摆状。基本解题思路是隔项。5
例5:64,24,44,34,39,()
A.20 B。32 C 36.5 D。19
解:观察数值忽小忽大,马上隔项观察,做差如上,发现差成为一个等比数列,下一项差应为5/2=2.5,易得出答案为36.5
总结:隔项取数不一定各成规律,也有可能如此题一样综合形成规律。
视觉冲击点3:
双括号。一定是隔项成规律!
例6:1,3,3,5,7,9,13,15,(),()
A.19,21 B。19,23 C。21,23 D。27,30 解:看见双括号直接隔项找规律,有1,3,7,13,();3,5,9,15,(),很明显都是公差为2的二级等差数列,易得答案21,23,选C
例7:0,9,5,29,8,67,17,(),()
A.125,3 B。129,24 C。84,24 D。172,83
解:注意到是摇摆数列且有双括号,义无反顾地隔项找规律!有0,5,8,17,();9,29,67,()。支数列二数值较大,规律较易显现,注意到增幅较大,考虑乘除或幂次数列,脑中闪过8,27,64,发现支数列二是2^3+1,3^3+2,4^3+3的变式,下一项应是5^3+4=129。直接选B。回头再看会发现支数列一可以还原成1-1,4+1,9-1,16+1,25-1.总结:双括号隔项找规律一般只确定支数列其一即可,为节省时间,另一支数列可以忽略不计
视觉冲击点4:
分式。
类型(1):整数和分数混搭,提示做乘除。
例8:1200,200,40,(),10/3 A.10 B。20 C。30 D。5
解:整数和分数混搭,马上联想做商,很易得出答案为10
类型(2):全分数。解题思路为:能约分的先约分;能划一的先划一;突破口在于不宜变化的分数,称作基准数;分子或分母跟项数必有关系。
例9:3/15,1/3,3/7,1/2,()
A.5/8 B。4/9 C。15/27 D。-3
解:能约分的先约分3/15=1/5;分母的公倍数比较大,不适合划一;突破口为3/7,因为分母较大,不宜再做乘积,因此以其作为基准数,其他分数围绕它变化;再找项数的关系3/7的分子正好是它的项数,1/5的分子也正好它的项数,于是很快发现分数列可以转化为1/5,2/6,3/7,4/8,下一项是5/9,即15/27
例10:-4/9,10/9,4/3,7/9,1/9 A.7/3 B 10/9 C-5/18 D-2
解:没有可约分的;但是分母可以划一,取出分子数列有-4,10,12,7,1,后项减前项得
14,2,-5,-6,(-3.5),(-0.5)与分子数列比较可知下一项应是7/(-2)=-3.5,所以分子数列下一项是1+(-3.5)=-2.5。因此(-2.5)/9=-5/18
视觉冲击点5:正负交叠。基本思路是做商。
例11:8/9,-2/3, 1/2,-3/8,()
A 9/32 B 5/72 C 8/32 D 9/23
解:正负交叠,立马做商,发现是一个等比数列,易得出A
视觉冲击点6:根式。
类型(1)数列中出现根数和整数混搭,基本思路是将整数化为根数,将根号外数字移进根号内 例12:0 3 1 6 √2 12()()2 48
A.√3 24 B.√3 36 C.2 24 D.2 36 解:双括号先隔项有0,1,√2,(),2;3,6,12,(),48.支数列一即是根数和整数混搭类型,以√2为基准数,其他数围绕它变形,将整数划一为根数有√0 √1 √2()√4,易知应填入√3;支数列二是明显的公比为2的等比数列,因此答案为A
类型(2)根数的加减式,基本思路是运用平方差公式:a^2-b^2=(a+b)(a-b)例13:√2-1,1/(√3+1),1/3,()A(√5-1)/4 B 2 C 1/(√5-1)D √3 解:形式划一:√2-1=(√2-1)(√2+1)/(√2+1)=(2-1)/(√2+1)=1/(√2+1),这是根式加减式的基本变形形式,要考就这么考。同时,1/3=1/(1+2)=1/(1+√4),因此,易知下一项是1/(√5+1)=(√5-1)/[(√5)^2-1]=(√5-1)/4.视觉冲击点7:首一项或首两项较小且接近,第二项或第三项突然数值变大。基本思路是分组递推,用首一项或首两项进行五则运算(包括乘方)得到下一个数。
例14:2,3,13,175,()
A.30625 B。30651 C。30759 D。30952 解:观察,2,3很接近,13突然变大,考虑用2,3计算得出13有2*5+3=3,也有3^2+2*2=13等等,为使3,13,175也成规律,显然为13^2+3*2=175,所以下一项是175^2+13*2=30651 总结:有时递推运算规则很难找,但不要动摇,一般这类题目的规律就是如此。
视觉冲击点8:纯小数数列,即数列各项都是小数。基本思路是将整数部分和小数部分分开考虑,或者各成单独的数列或者共同成规律。
例15:1.01,1.02,2.03,3.05,5.08,()
A.8.13 B。8.013 C。7.12 D 7.012
解:将整数部分抽取出来有1,1,2,3,5,(),是一个明显的和递推数列,下一项是8,排除C、D;将小数部分抽取出来有1,2,3,5,8,()又是一个和递推数列,下一项是13,所以选A。
总结:该题属于整数、小数部分各成独立规律
例16:0.1,1.2,3.5,8.13,()A 21.34 B 21.17 C 11.34 D 11.17
解:仍然是将整数部分与小数部分拆分开来考虑,但在观察数列整体特征的时候,发现数字非常像一个典型的和递推数列,于是考虑将整数和小树部分综合起来考虑,发现有新数列0,1,1,2,3,5,8,13,(),(),显然下两个数是8+13=21,13+21=34,选A 总结:该题属于整数和小数部分共同成规律
视觉冲击点9:很像连续自然数列而又不连贯的数列,考虑质数或合数列。
例17:1,5,11,19,28,(),50 A.29 B。38 C。47 D。49
解:观察数值逐渐增大呈线性,且增幅一般,考虑作差得4,6,8,9,„„,很像连续自然数列而又缺少5、7,联想和数列,接下来应该是10、12,代入求证28+10=38,38+12=50,正好契合,说明思路正确,答案为38.视觉冲击点10:大自然数,数列中出现3位以上的自然数。因为数列题运算强度不大,不太可能用大自然数做运算,因而这类题目一般都是考察微观数字结构。
例18:763951,59367,7695,967,()
A.5936 B。69 C。769 D。76
解:发现出现大自然数,进行运算不太现实,微观地考察数字结构,发现后项分别比前项都少一位数,且少的是1,3,5,下一个缺省的数应该是7;另外缺省一位数后,数字顺序也进行颠倒,所以967去除7以后再颠倒应该是69,选B。
例19:1807,2716,3625,()
A.5149 B。4534 C。4231 D。5847
解:四位大自然数,直接微观地看各数字关系,发现每个四位数的首两位和为9,后两位和为7,观察选项,很快得出选B。
第三步:另辟蹊径。
一般来说完成了上两步,大多数类型的题目都能找到思路了,可是也不排除有些规律不容易直接找出来,此时若把原数列稍微变化一下形式,可能更易看出规律。
变形一:约去公因数。数列各项数值较大,且有公约数,可先约去公约数,转化成一个新数列,找到规律后再还原回去。
例20:0,6,24,60,120,()
A.186 B。210 C。220 D。226
解:该数列因各项数值较大,因而拿不准增幅是大是小,但发现有公约数6,约去后得0,1,4,10,20,易发现增幅一般,考虑做加减,很容易发现是一个二级等差数列,下一项应是20+10+5=35,还原乘以6得210。
变形二:因式分解法。数列各项并没有共同的约数,但相邻项有共同的约数,此时将原数列各数因式分解,可帮助找到规律。
例21:2,12,36,80,()
A.100 B。125 C 150 D。175 解:因式分解各项有1*2,2*2*3,2*2*3*3,2*2*2*2*5,稍加变化把形式统一一下易得1*1*2,2*2*3,3*3*4,4*4*5,下一项应该是5*5*6=150,选C。
变形三:通分法。适用于分数列各项的分母有不大的最小公倍数。
例22:1/6,2/3,3/2,8/3,()A.10/3 B.25/6 C.5 D.35/6
解:发现分母通分简单,马上通分去掉分母得到一个单独的分子数列1,4,9,16,()。增幅一般,先做差的3,5,7,下一项应该是16+9=25。还原成分母为6的分数即为B。
第四步:蒙猜法,不是办法的办法。
有些题目就是百思不得其解,有的时候就剩那么一两分钟,那么是不是放弃呢?当然不能!一分万金啊,有的放矢地蒙猜往往可以救急,正确率也不低。下面介绍几种我自己琢磨的蒙猜法。
第一蒙:选项里有整数也有小数,小数多半是答案。见例5:64,24,44,34,39,()
A.20 B。32 C 36.5 D。19 直接猜C!
例23:2,2,6,12,27,()
A.42 B 50 C 58.5 D 63.5
猜:发现选项有整数有小数,直接在C、D里选择,出现“.5”的小数说明运算中可能有乘除关系,观察数列中后项除以前项不超过3倍,猜C 正解:做差得0,4,6,15。(0+4)*1.5=6(2+6)*1.5=12(4+6)*1.5=15(6+15)*1.5=31.5,所以原数列下一项是27+31.5=58.5
第二蒙:数列中出现负数,选项中又出现负数,负数多半是答案。
例24:-4/9,10/9,4/3,7/9,1/9,()A.7/3 B.10/9 C-5/18 D.-2
猜:数列中出现负数,选项中也出现负数,在C/D两个里面猜,而观察原数列,分母应该与9有关,猜C。
第三蒙:猜最接近值。有时候貌似找到点规律,算出来的答案却不在选项中,但又跟某一选项很接近,别再浪费时间另找规律了,直接猜那个最接近的项,八九不离十!
例25:1,2,6,16,44,()
A.66 B。84 C。88 D。120
猜:增幅一般,下意识地做了差有1,4,10,28。再做差3,6,18,下一项或许是(6+18)*2=42,或许是6*18=108,不论是哪个,原数列的下一项都大于100,直接猜D。
例26:0.,0,1,5,23,()
A.119 B。79 C 63 D 47
猜:首两项一样,明显是一个递推数列,而从1,5递推到25必然要用乘法,而5*23=115,猜最接近的选项119
第四蒙:利用选项之间的关系蒙。
例27:0,9,5,29,8,67,17,(),()
A.125,3 B129,24 C 84,24 D172 83
猜:首先注意到B,C选项中有共同的数值24,立马会心一笑,知道这是阴险的出题人故意设置的障碍,而又恰恰是给我们的线索,第二个括号一定是24!而根据之前总结的规律,双括号一定是隔项成规律,我们发现偶数项9,29,67,()后项都是前项的两倍左右,所以猜129,选B
例28:0,3,1,6,√2,12,(),(),2,48 A.√3,24 B。√3,36 C 2,24 D√2,36
猜:同上题理,第一个括号肯定是√3!而双括号隔项成规律,3,6,12,易知第二个括号是24,很快选出A 华图接下来的班次和课程,大家可以看看。(联系人:颜同学 tel:*** QQ:32431121)
南通市二模考试前几天落下帷幕,整份试卷质量相当高,其中第二十题为一道考察数列通项问题综合题,难度颇高,很值得探究.笔者参加了市二模考试的阅卷工作,担任第二十题的阅卷组长,所以对该数列题作了仔细的研究,接触到该题的多种解答,很有感想,写下来和各位读者一起分享.
例题:(2012年南通市二模考试第20题)已知α,β是方程x2-x-1=0的两个根,且α<β.数列{an},{bn}满足a1=1,a2=β,
an+2=an+1+an,bn=an+1-αan(n∈N*).
(1)求b2-a2的值;
(2)证明:数列{bn}是等比数列;
(3)设c1=1,c2= -1,cn+2+cn+1=cn(n∈N*),证明:当n≥3时,an=(-1)n??-1(αcn-2+βcn).
标准答案:因为α,β是方程x2-x-1=0的两个根,所以α+β=1,α?β=-1,β2=β+1.
(1)由b2= a3-αa2= a1+a2-αa2=1+ a2-αβ=2+ a2,得b2-a2=2.
(2)因为bn+1bn= an+2-αan+1 an+1-αan= an+1+an-αan+1 an+1?-αan
= (1-α)an+1+an an+1-αan = βan+1+an an+1-αan = βan+1-αβan an+1-αan=β,
又b1= a2-αa1=β-α≠0,所以{bn}是首项为β-α,公比为β的等比数列.
(3)由(2)可知 an+1-αan=(β-α)βn??-1. ①
同理, an+1-βan=α(an-βan-1).又a2-βa1=0,于是an+1-βan=0. ②
由①②,得 an=β n??-1.
下面我们只要证明:n≥3时, (-1) n??-1(αcn-2+βcn)= β n??-1.
因为(-1)n(αcn-1+βcn+1) (-1)n-1(αcn-2+βcn)=-αcn-1-βcn+βcn-1 αcn-2+βcn =-cn-1-βcn αcn-2+βcn=-cn-2-cn-βcn αcn-2+βcn
=-cn-2-(1+β)cn αcn-2+βcn=--αβcn-2-β2cn αcn-2+βcn =β.
又c1=1,c2=-1,c3=2,则当n=3时,(-1)2(αc1+βc3)= (α+2β)=1+β=β2,
所以{(-1) n??-1 (αcn-2+βcn)}是以β2为首项,β为公比的等比数列.
(-1) n??-1 (αcn-2+βcn)是它的第n-2项,
所以(-1) n??-1 (αcn-2+βcn)= β2?βn??-3=βn??-1= an.
2.本题标准解法的改进或者另解,以及学生的常见错误
2.1关于本题第一问
我们在实际阅卷过程中发现,能与标准答案一样使用韦达定理求解的学生不到一半,多数学生选择求出 , ,然后在根据 , ,然后得到 .本身这种解法没有利用韦达定理所以计算相对而言较为复杂,所以大约有十分之一的同学竟然出现了 的简单运算错误.究其原因不外乎两点:1.全卷运算量较大,学生算至此处已然头昏脑涨.2.由于是全卷最后一题,时间非常紧迫,经了解多数学生是在还剩七八分钟时才开始做二十题,所以非常慌,由此可见稳定的计算心态对于“抢分”而言相当重要
2.2关于本题第二问
证明等比数列一般有两种证明方法:1.定义法 2.中项法.
标准答案中给出的是定义法.有两点个人以为需要补充.1.首先应当说明 再来说明 (非零常数)2.当得到 时,标准答案中用 来进行代换,笔者感觉学生不易想到,可以做如下改动,由于 ,所以 代人,即 这样对学生来说应该更容易接受.
当然此问还可以通过中项法来解决.具体解法如下.
评注:这两种解法都含减元思想,都有将 , 用 , 进行代换,并利用关于 的等式 进行减元.两种解法思路都容易想到,但是学生在具体解题时均出现了些小问题,定义法中学生答案较多,如 等等,给阅卷造成了很大的不便,有可能产生误判,而且中项法中存在假证或者跳去关键减元步骤的现象.
2.3关于本题第三问
标准答案给出的是求出 的通项公式,从而证明目标等式成立的做法,其中“同理, an+1-βan=α(an-βan-1).”这步对于不了解“特征方程法求数列通项”的学生确实有一定难度.笔者另外给出两种解法,供各位读者研究.
另解1:数学归纳法——相对而言比较简单的证法
当 时, ,又 成立.类似的,当 时,也成立.
当 时,设 以及 时成立
当 时,下面证明 成立
评注:这种做法相当简洁,思维也非常清楚,但是学生要得出证明,需突破两个难点.一、这是已知前两项推出后一项的数学归纳法,与学生熟知的前项推后项的数学归纳法有区别.二、强烈的目标意识,如提取 ,利用 的递推关系将 , 转换为 ,要清晰的知道证明的目标,并对比已有条件等式和目标等式的关系,才能作出正确的化简.
另解2.1:特征方程法——本题的最本质的解法
目标求出 ,代入目标等式,证明成立.
的特征方程 两根为 ,
的特征方程 的两根为 , ,由韦达定理可得 ,两个特征方程根之间存在这样的关系 , 的通项求法标准答案已经给出,下面仿照求 通项的方法,类似地求出 的通项.令 [1],则
.因为 ,所以
即 ,又因为 ,因此 …③,同理可得令 可得 ,又因为 因此 …④, 由③④可得, ,所以 ,至此我们求出了 和 的通项,只要将其代入目标等式证明成立即可.(有些繁琐,从略)
评注:根据 的二阶递推关系,得到相应的特征方程,并据特征根构造两个新的一阶递推数列,用类似于标准答案上给出的方法,得出了 的通项公式,又据两个特征方程根之间的关系( ),用α,β表示出了 ,可以看出命题者精心构造了两个关系密切的特征方程.如果 与 之间无等量关系,则无法证明 之间存在等量关系.
另解2.2:特征方程法的简化
其实我们还可以将目标等式进行化简,再来证明.由 ,由④式我们可以得到, ,即证 ,显然成立
评注:本解法与另解2.1相对比观察到 的直接关系,只需求出 的通项即可,另外此种解法还需利用④式.
另解2.3利用特征根待定系数求
由于 的特征方程 的两根为 , ,所以设 [2],由c1=1,c2= -1,求出 ,得到 的通项公式,以下不再赘述.
评注:要能用此种解法来做,必须彻底理解特征方程法求数列通项,并利用其中结论,此法简便易行,但是需要知识基础.
3.问题的本质揭示
本题的命题思路应该是以数列的二阶递推关系为背景,本质上是由数列的递推关系求数列的通项,前几年这种背景的题型在各省的高考题中经常出现.现将几种常用的利用特征方程求通项的方法展示一下.
1.一次特征方程:已知 以及 , ,其特征方程 ,根为 ,则 .这种做法即我们平时说的待定系数法求通项.
2.二次特征方程:已知 , 以及 , ,其特征方程
两根为 .①当 时, , 由 确定.②当 时, , 由 确定.经笔者研究发现当 时,如果要由二阶递推关系 构造等比数列,会有两种做法① ,
② ,而例题中的二三两问的命题思路,均可以从其中发现. 由于特征方程x2-x-1=0的两个根α,β不是整数,所以本题显得比较难以理解,我们不妨将例题改为:数列{an},{bn}满足a1=1,a2=2,an+2=2an+1+3an,bn=an+1-3an(n∈N*),证明{ bn }为等比数列.这样由于特征根为3,-1,所以整个例题便较为简单明了.当然我们还可以将线性递推数列推广至分式情形和高次情形,但由于高中数学使用不多,所以这边不再列举。
基本概念:首项:等差数列的第一个数,一般用a1表示;
项数:等差数列的所有数的`个数,一般用n表示;
公差:数列中任意相邻两个数的差,一般用d表示;
通项:表示数列中每一个数的公式,一般用an表示;
数列的和:这一数列全部数字的和,一般用Sn表示.
基本思路:等差数列中涉及五个量:a1,an,d,n,sn,,通项公式中涉及四个量,如果己知其中三个,就可求出第四个;求和公
式中涉及四个量,如果己知其中三个,就可以求这第四个。
基本公式:通项公式:an=a1+(n-1)d;
通项=首项+(项数一1)公差;
数列和公式:sn,=(a1+an)n2;
数列和=(首项+末项)项数2;
项数公式:n=(an+a1)d+1;
项数=(末项-首项)公差+1;
公差公式:d=(an-a1))(n-1);
公差=(末项-首项)(项数-1);
数学科学学院数学与应用数学
11级电子 张玉龙 陈进进指导教师 鲁大勇
摘 要 数列极限的求法一直是数列中一个比较重要的问题,本文通过归纳和总结,从不同 的方面罗列了它的几种求法。
关键词 数列极限、定义、泰勒公式、无穷小量 极限一直是数学分析中的一个重点内容,而对数列极限的求法可谓是多种多 样,通过归纳和总结,我们罗列出一些常用的求法。求数列极限的最基本的方法 还是利用数列极限的定义,也要注意运用两个重要极限,其中,可以利用等量代 换,展开、约分,三角代换等方法化成比较好求的数列,也可以利用数列极限的 四则运算法则计算。夹逼性定理和单调有界原理是很重要的定理,在求的时候要 重点注意运用。泰勒公式、洛必达法则、黎曼引理是针对某些特殊的数列而言的。还有一些比较常用的方法,在本文中都一一列举了
1.定义法 利用数列极限的定义求出数列的极限.设{Xn}是一个数列,a 是实数,如果对 任意给定的 ε 〉0,总存在一个正整数 N,当 n〉N 时,都有 Xn ? a < ε ,我们就称 a 是数列{Xn}的极限.记为 lim Xn = a.n→∞ 例 1: 按定义证明 lim 1 = 0.n → ∞ n!解:1/n!=1/n(n-1)(n-2)…1≤1/n 1 令 1/n< ε ,则让 n> 即可, ε 存在 N=[ 立, 1 ε ],当 n>N 时,不等式:1/n!=1/n(n-1)(n-2)…1≤1/n< ε 成 1 = 0.n → ∞ n!
2.利用极限四则运算法则 对和、差、积、商形式的函数求极限,自然会想到极限四则运算法则.1+ a + a2 + L+ an 例 2: 求 lim ,其中 a < 1, b < 1.n →∞ 1 + b + b 2 + L + b n 解: 分子分母均为无穷多项的和,应分别求和,再用四则运算法则求极限 1 ? a n +1 1 ? b n +1 1+ a + a2 +L + an = ,1 + b + b 2 + L + b n = , 1? a 1? b 1 ? a n+1 1 lim 1? b n →∞ 1 ? a 1? a 原式= = , n +1 = 1 1? b 1? a lim n →∞ 1 ? b 1? b 所以 lim
3.利用夹逼性定理求极限若 存 在 正 整 数 N, 当 n>N 时 , 有 Xn ≤ Yn ≤ Zn, 且 lim Xn = lim Zn = a , 则 有 n →∞ n →∞ lim Yn = a.n →∞ 例 3:求{ 解: 1+ n }的极限.n2 对任意正整数 n,显然有 1 1 + n 2n 2 < 2 ≤ 2 = , n n n n 1 2 而 → 0 , → 0 ,由夹逼性定理得 n n 1+ n lim 2 = 0.n →∞ n
4.换元法 通过换元将复杂的极限化为简单.an ?1 例 4.求极限lim n,此时 n →∞ a + 2 有,令 解:若 5.单调有界原理
4.例 5.证明数列 证: 令 我们用归纳法证明 若 ≤2 则 则 有极限,并求其极限。,易知{ }递增,且 ≤2.显然。中两 故由单调有界原理{ }收敛,设 →,则在 边取极限得 即 解之得 =2 或 =-1 明显不合要求,舍去,从而
5.6.6.先用数学归纳法,再求极限.1 ? 3 ? 5 ? L ?(2n ? 1)例 6:求极限 lim n →∞ 2 ? 4 ? 6 ? L ? 2n 1 3 5 2n ? 1 1 解: 0 < ? ? ? L ? < 2 4 6 2n 2n + 1 1 3 5 2n ? 1 S= ? ? ? L ? 2 4 6 2n 2 4 2n 设 S * = ? ?L? 则有 S< S * 3 5 2n + 1 1 S2=S*S
7.7.利用两个重要极限 lim = 1 , lim(1 +)x = e.x →0 x → +∞ x x 2 例 7:求 lim(1 +)x x → +∞ x x x 2 1 解: 原式= lim(1 +)2 ?(1 +)2 = e ? e = e 2 x → +∞ x x
8.8.利用等价无穷小来求极限 将数列化成自己熟悉的等价无穷小的形式然后求极限., lim 例 8:求 lim x→+ 而0 < S < 1 1 1 + x sin x ? 1 ex ?1 2 解:当 x → 0 的时候, x sin x → 0 , 1 + x sin x ? 1 ~ 而此时, e x ? 1 ~ x 2 ,所以 x sin x 1 原式= lim = x →0 2 x 2 2 0 ∞
9.9.用洛必达法则求极限.适用于 和 型 0 ∞ 1 ? cos x 例 9:求 lim x →0 x2 0 解: 是 待定型.0 1 ? cos x sin x 1 = lim lim = 2 x →0 x →0 2 x 2 x
10.10.积分的定义及性质 1p + 2 p + 3 p + L + n p 例 10:求 lim(p > 0)n → +∞ n p +1 1p + 2 p + 3 p + L +n p 1 n i 解: lim(p > 0)= lim ∑()p n → +∞ n → +∞ n n p +1 i =1 n p 设 f(x)= x ,则 f(x)在[0,1]内连续, 1 i i ?1 i ?x i = , 取 ξ i = ∈ [ , ] n n n n i 所以, f(ξ i)=()p n 1 1 所以原式= ∫ x p dx = 0 p +1
11.11.级数收敛的必要条件.2 x sin x.2 设 ∑ u n 等于所求极限的表达式 , 再证∑ u n 是收敛的, 据必要条件知所求表达式的 n =1 n =1 ∞ ∞ 极限为 0.例 11:求 lim n → +∞ n!nn ∞ u 1 1 n!= <1 ,则 lim n +1 = lim n n → +∞ u n → +∞ 1 e n n =1 n(1 +)n n n!所以该级数收敛,所以 lim n =0 n → +∞ n
12.12.对表达式进行展开、合并、约分和因式分解以及分子分母有理化,三角函数 的恒等变形。sin 5 x ? sin 3 x 例 12.求 lim x →0 sin 2 x 解: ? sin 5 x 2 x 5 sin 3 x 2 x 3 ? 5 3 法一:原式= lim ? ? ? ? ? ? = ? =1 x →0 3 x sin 2 x 2 ? 2 2 ? 5 x sin 2 x 2 ? 5 x + 3x 5 x ? 3x 2 cos sin 2 cos 4 x sin x 2 cos 4 x 2 2 法二:原式= lim = lim = lim =1 x →0 x → 0 2sin x cos x x → 0 2 cos x sin 2 x
13.13.奇数列和偶数列的极限相同,则数列的极限就是这个极限。(?1)x 例 13:求 lim x 的值 x→∞ 2 ?1 解:奇数列为 lim x =0 x→∞ 2 1 偶数列为 lim x =0 x→∞ 2(?1)x 所以 lim x =0 x→∞ 2
14.14.利于泰勒展开式求极限。解:设 ∑ u n = 例 14.求 lim(5 x 5 + x 4 ? 5 x 5 ? x 4)1 1 ? 1 1 1 ? 解:原式= lim x ?(1 +)5 ?(1 ?)5 ?(令 t=)x → +∞ x x x ? ? 1 ? 1 ? 1 + t + o(t)? ?1 ? t + o(t)? 1 1 ? 1? 5 ? 5 ?=2 = lim ?(1 + t)5 ?(1 ? t)5 ? = t → +0 t t 5 ? ?
15.15.利于无穷小量的性质和无穷小量和无穷大量之间的关系求极限。利用无穷小量与有界变量的乘积仍为无穷小量,无穷小量与无穷大量互为倒数 的关系,以及有限个无穷小的和仍是无穷小等等。1 例 15:求 lim 2 sin x 的值 x →∞ x 1 是无穷小量,而 lim sin x 是有界变量,所以 x →∞ x 2 x →∞ 1 lim 2 sin x 还是无穷小量,即 x →∞ x 1 lim 2 sin x =0 x →∞ x
16.16.利用数列的几何、算术平均值求极限。数列{ an }有极限,则它的几何平均值和算术平均值的极限与与原极限相同。解:因为 lim 例 16:求 lim n an 的值 n →∞ 解: lim n an = lim n n →∞ n →∞ an a a a a a ? 2 ? 1 ? a0 = lim n n ? 2 ? 1 ? lim n a0 n →∞ an ?1 a1 a0 an ?1 a1 a0 n →∞ 设 bn = an,因为知 lim n an =1 n →∞ an?1 an an ?1 所以,所求原式的极限就等于{ bn }的极限 即原式= lim bn = lim n →∞ n →∞
解:由an+1=2Sn+1
得an=2Sn-1+1(n≥2)
两式相减,得an+1-an=2an
∴an+1=3an (n≥2)
∵a2=2Sn+1=3
∴a2=3a1
∴{an}是以1为首项,3为公比的等比数列
∴an=3n-1
(3)an+1=an+f(n),用叠加法
思路:令n=1,2,3,……,n-1
得a2=a1+f(1)
a3=a2+f(2)
a4=a3+f(3)
……
+)an=an——1+f(n-1)
an=a1+f(1)+f(2)+…+f(n-1)
例5、若数列{an}满足a1=2,an+1=an+2n
则{an}的通项公式=( )
解:∵an+1=an+2n
∴a2 =a1+2×1
a3=a2+2×2
a4=a3+2×3
……
+)an=an——1+2(n-1)
an=a1+2(1+2+3+…+n-1)
=2+2×(1+n-1)(n-1)
=n2-n+2
(4)an+1=f(n)an,用累积法
思路:令n=1,2,3,……,n-1
得a2 =f(1)a1 a3=f(2)a2 a4=f(3)a3
……
×)an=f(n-1)an-1
an=a1·f(1)·f(2)·f(3)……f(n-1)
例6、若数列{an}满足a1=1,an+1=2n+an,则an=( )
解:∵an+1=2nan ∴a2 =21a1
a3=22a2 a4=23a3
……
×) an=2n——1·an——1
an=2·22·23·……·2n-1a1=2n(n-1)/2
(5)an=pan——1+q, an=pan——1+f(n)
an+1=an+p·qn(pq≠0),
an=p(an——1)q, an+1=ran/pan+q=(pr≠0,q≠r)
(p、q、r为常数)
这些类型均可用构造法或迭代法。
①an=pan——1+q (p、q为常数)
构造法:将原数列的各项均加上一个常数,构成一个等比数列,然后,求出该等比数列的通项公式,再还原为所求数列的通项公式。
将关系式两边都加上x
得an+x=Pan——1+q+x
=P(an——1 + q+x/p)
令x=q+x/p,得x=q/p-1
∴an+q/p-1=P(an——1+q/p-1)
∴{an+q/p-1}是以a1+q/p-1为首项,P为公比的等比数列。
∴an+q/p-1=(a1+q/p-1)Pn-1
∴an=(a1+q/p-1)Pn-1-q/p-1
迭代法:an=p(an——1+q)=p(pan-2+q)+q
=p2((pan-3+q)+pq+q……
例7、数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an-n(n∈N+)求an
解析:由Sn=2an-n 得Sn-1=2an-1-(n-1) (n≥2,n∈N+)
两式相减得an=2an-1+1
两边加1得an+1=2(an-1+1) (n≥2,n∈N+)
构造成以2为公比的等比数列{an+1}
②an=Pan-1+f(n)
例8、数列{an}中,a1为常数,且an=-2an-1+3n-1(≥2,n∈N)
证明:an=(-2)n-1a1+3n+(-1)n·3·2n-1/5
分析:这道题是证明题,最简单的方法当然是数学归纳法,现用构造法和迭代法来证明。
方法一:构造公比为-2的等比数列{an+λ·3n}
用比较系数法可求得λ=-1/5
方法二:构造等差型数列{an/(-2)n}。由已知两边同以(-2)n,得an/(-2)n=an-1/(-2)n=1/3·(-3/2)n,用叠加法处理。
方法三:迭代法。
an=-2an-1+3n-1=-2(-2an-2+3n-2)+3n-1
=(-2)2an-2+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)2(-2an-3+3n-3)+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)3an-3+(-2)·3n-3+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)n-1a1+(-2)n-1·3+(-2)n-3·+32+……+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)n-1a1+3n+(-1)n-2·3·2n-1/5
③an+1=λan+p·qn(pq≠0)
(ⅰ)当λ=qn+1时,等式两边同除以,就可构造出一个等差数列{an/qn}。
例9、在数列{an}中,a1=4,an+1+2n+1,求an。
分析:在an+1=2an+2n+1两边同除以2n+1,得an+1/2n+1=an/2n+1
∴{an/2n}是以a1/2=2为首项,1为公差的等差数列。
(ⅱ)当λ≠q时,等式两边同除以qn+1,令bn=an/qn,得bn+1=λ/qbn+p,再构造成等比数列求bn,从而求出an。
例10、已知a1=1,an=3an-1+2n-1,求an
分析:从an=3an-1+2n-1两边都除以2n,
得an/2n=3/2 an-1/2n-1+1/2
令an/2n=bn
则bn=3/2bn-1+1/2
④an=p(an——1)q(p、q为常数)
例11、已知an=1/a an——12,首项a1,求an。
方法一:将已知两边取对数
得lgan=2lgan——1-lga
令bn=lgan
得bn=2bn-1-lga,再构造成等比数列求bn,从而求出an。
方法二:迭代法
an=1/a a2n——1=1/a (1/a a2n——2)2=1/a3 a4n——2
=1/a3 (1/a a2n——3)4=1/a7·an——38=a·(an——3/a)23
=……=a·(a1/a)2n——1
⑤an+1=ran/pan+q(p、q、r为常数,pr≠0,q≠r)
将等式两边取倒数,得1/an+1=q/r·1/an+p/r,再构造成等比数列求an。
例12、在{an}中,a1=1,an+1=an/an+2,求an
解:∵an+1=an/an+2
∴1/an+1=2·1/an+1
两边加上1,得1/an+1+1=2(1/an+1)
∴{1/an+1}是以1/an+1=2为首项,2为公比的等比数列
∴ 1/an+1=2×2n-1=2n
∴an=1/2n-1
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