高中數(shù)學(xué)指導(dǎo):數(shù)列的極限和數(shù)學(xué)歸納法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容:

數(shù)列的應(yīng)用問題、數(shù)列的極限和歸納法

二. 教學(xué)要求:

1. 了解數(shù)列的一般應(yīng)用問題,理解“復(fù)制”的概念及相關(guān)的應(yīng)用問題,能建立較典型問題的數(shù)學(xué)模型。

2. 了解數(shù)列極限的概念,掌握極限的四則運(yùn)算法則,會求某些數(shù)列的極限。

3. 理解數(shù)學(xué)歸納法的原理,能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡單的數(shù)學(xué)命題。

三. 串講

1. 零存整取和按揭貸款問題(見例題選講)

2. 數(shù)列極限的概念

3. 常用的極限

4. 數(shù)列極限的運(yùn)算法則:

5. 無窮遞縮等比數(shù)列的各項(xiàng)和

{an}為等比數(shù)列,q<1則稱{an}為無窮遞縮等比數(shù)列。

6. 求數(shù)列極限的常用

①求分子、分母都含有關(guān)于n的代數(shù)式或指數(shù)式的數(shù)列的極限,可將分子分母同除以分母的最高次冪(即無窮小量分出法),再求極限。

②利用有理化因子變形;

③求和式極限時,一般先求和,再求極限;

⑤求含有參數(shù)的式子的極限時,注意對參數(shù)的值進(jìn)行分類討論,分別確定極限是否存在,若存在求出值。

7. 數(shù)學(xué)歸納法

數(shù)學(xué)歸納法是一種證明與自然數(shù)n有關(guān)的數(shù)學(xué)命題的證明方法。

(1)數(shù)學(xué)歸納法的步驟:(分三步)

①驗(yàn)證n取第一個值n0時命題f(n0)正確。(是遞推基礎(chǔ));

②假設(shè)n=k(k∈N,k≥n0)時命題f(k)正確,證明n=k+1時命題f(k+1)也正確。(是遞推的依據(jù));

③由①、②可知對任意n≥n0命題f(n)都正確。(結(jié)論)。

(2)用數(shù)學(xué)歸納法證明命題f(n)時,難點(diǎn)在第二步。即假設(shè)n=k,f(k)成立,推出n=k+1時f(k+1)也成立,在推導(dǎo)中必須用到“歸納假設(shè)”,而此步驟證明的是“結(jié)構(gòu)相同”。

如:用數(shù)學(xué)歸納法證明

∴等式成立。

則n=k+1時

(與k時的結(jié)構(gòu)相同)

∴當(dāng)n=k+1時,等式也成立。

解:由遞推公式算出前幾項(xiàng)

再用數(shù)學(xué)歸納法證明:…

【典型例題】

例1. 零存整取和按揭貸款問題

(1)利息計(jì)算:

①單利:每期都按初始本金計(jì)算利息,當(dāng)期利息不計(jì)入下期本金。

例如:某人存入銀行1萬元現(xiàn)金,年利率5%,三年后一次性取出,本利和為多少?

結(jié)論:按單利計(jì)算,每期的本利和組成等差數(shù)列,按復(fù)利計(jì)算,每期的本利和組成等比數(shù)列。

(2)零存整取儲蓄(單利)本利和計(jì)算模型,若每期存入本金P元,每期利率為r,當(dāng)n期后,本利和為Sn。

P?D貸款 r?D利率 n?D還款期數(shù)

例如:某企業(yè)為籌劃資金A元,以年利率r每年按復(fù)利計(jì)算利息。在當(dāng)年年初借入,前m年這段時間內(nèi)不還款,從第m+1年開始每年末按一定的金額a元償還,并在后繼的n年中還清借款的本利和,試求a的表達(dá)式。

解:從借入之日到償還付清須(m+n)個年份,故A元的本利和是:

A(1+r)m n元 ①

而償還金額的本利和是:

例2. 可化成遞推關(guān)系的問題。

(1)等差型遞推關(guān)系式:

(2)等比型遞推關(guān)系式:

∴該職工第十二個月底有余款700元。

例3. 甲、乙兩企業(yè),2000年的銷售量均為P(設(shè)2000年為第一年),根據(jù)市場分析和

①求甲、乙兩企業(yè)第n年的銷售量的表達(dá)式;

②根據(jù)甲、乙兩企業(yè)所在地的市場規(guī)律,如果某企業(yè)的年銷售量不足另一企業(yè)年銷售量的20%,則該企業(yè)將被另一企業(yè)收購。試判斷,哪一個企業(yè)將被收購?這種情形將在哪一年出現(xiàn)?

解:設(shè)甲企業(yè)前n年的總銷量為Sn,第n年的銷量為an,乙企業(yè)第n年的銷量為bn,則依題意可得:

解:

解:

解:

例5. 在一系列球中,第一個球的半徑為1,第2個球的直徑等于第一個球的半徑,第3個球的直徑等于第二個球的半徑,依次類推,求所有這些球的表面積之和與體積之和。

解:設(shè)由球的半徑組成的數(shù)列為{rn}

因此由這些球的表面積、體積都組成等比數(shù)列,

例6. 已知a>0且a≠1,數(shù)列{an}是首項(xiàng)為a,公比也為a的等比數(shù)列,令bn=anlgan(n∈N)。

①求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn;

解:<0" style='width:225.75pt; >

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例7. 用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式

顯然,左端>右端;所以n=1時,原不等式成立。

②假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N)時不等式正確,即:

證明:

由①、②可知,對一切n∈N*,不等式均成立。

考慮:

解:

公式仍成立

【模擬】

(一)選擇題

1. 某種電子產(chǎn)品面市時單價為a元/只,由于供不應(yīng)求,連續(xù)提價三次,每次提高20%,經(jīng)過一段時間后,市場開始疲軟,廠家又采取了降價措施,若連續(xù)降價三次,每次降低17%,最后的價格為b元/只,則( )

A.

C. 元/m2,二層的價格為 元/m2,第i層(i≥4)的價格為

B.

D.

A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

4. 若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是 ( )

A. C.

5. 數(shù)列 ,則 ( )

A. 1 B. 0 C. 2 D.

(二)填空題

6. 設(shè)等比數(shù)列 的公比為 ,且 ,則a1=_______。

7. 如圖,P1是一塊半徑為1的半圓形紙板,在P1的左下端剪去一個半徑為 的半圓后得到圖形P2,然后依次剪去更小的半圓(其直徑為前一被剪掉半圓的半徑)得圖形P3,P4,…,Pn,…。記紙板Pn的面積為Sn,則 ___________。

8. 用數(shù)學(xué)歸納法證明 第一步要證的不等式是_____________。

9. 在數(shù)列{an}中,已知a1=2,l1:l2: 的交點(diǎn)為P1(x1,y1),且對于n≥2的自然數(shù),兩點(diǎn)(0,b),( )的連線與直線y= x交于點(diǎn) 。

(1)求P1,P2的坐標(biāo);

(2)猜想Pn的坐標(biāo)公式,并證明。

【試題答案】

1. A

解析:

∴a>b

2. B

解析:

3. B

解析:各層房的總價值為

4. C

解析:

5. A

解析:∵

7.

解析:

兩邊相加:

8.

10. 解:設(shè)第n年后欠款為an

則第一年后欠款為20000×1.1-4000=a1

第二年后欠款為

……

第十年后欠款為

而 , ,…,4000分別是第一年后,第二年后,…第十年后各年所還欠款到第十年后的本息,看二者能否抵銷。

11. 解:(1)解方程組

過(0,b),( ,0)兩點(diǎn)的直線方程為 。

(2)猜想 ,下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:

①n=2時,結(jié)論已被證;

②假設(shè)n=k(k≥2)時,

,過(0,b),(


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