例8.在直角坐标平面上有一点列P对一切正整数n,1(x1,y1),P2(x2,y2)?,Pn(xn,yn)?,点Pn位于函数y?3x?数列?xn?。
135的图象上,且Pn的横坐标构成以?为首项,?1为公差的等差42⑴求点Pn的坐标;
⑵设抛物线列c1,c2,c3,?,cn,?中的每一条的对称轴都垂直于x轴,第n条抛物线cn的顶点为Pn,且过点Dn(0,n2?1),记与抛物线cn相切于Dn的直线的斜率为kn,求:
111。 ????k1k2k2k3kn?1kn⑶设S??x|x?2xn,n?N,n?1?,T??y|y?4yn,n?1?,等差数列?an?的任一项an?S?T,其中a1是S?T中的最大数,?265?a10??125,求?an?的通项公式。
53解:(1)xn???(n?1)?(?1)??n?
2213535?yn?3?xn???3n?,?Pn(?n?,?3n?)
4424(2)?cn的对称轴垂直于x轴,且顶点为Pn.?设cn的方程为:
2n?3212n?5y?a(x?)?,
2422把Dn(0,n2?1)代入上式,得a?1,?cn的方程为:y?x?(2n?3)x?n?1。
11111??(?) kn?y'|x?0?2n?3,?kn?1kn(2n?1)(2n?3)22n?12n?31111111111?[(?)?(?)???(?)] ?????792n?12n?3k1k2k2k3kn?1kn25711111(?)?? 252n?3104n?6(3)S?{x|x??(2n?3),n?N,n?1},
T?{y|y??(12n?5),n?N,n?1}?{y|y??2(6n?1)?3,n?N,n?1} ?S?T?T,T中最大数a1??17.
设{an}公差为d,则a10??17?9d?(?265,?125),由此得
=
248?d??12,又?an?T?d??12m(m?N*), 9?d??24,?an?7?24n(n?N*).?说明:本例为数列与解析几何的综合题,难度较大(1)、(2)两问运用几何知识算出kn,
解决(3)的关键在于算出S?T及求数列?an?的公差。
例9.数列?an?中,a1?8,a4?2且满足an?2?2an?1?ann?N
*⑴求数列?an?的通项公式;
⑵设Sn?|a1|?|a2|???|an|,求Sn;
1(n?N*),Tn?b1?b2???bn(n?N*),是否存在最大的整数
n(12?an)m成立?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理m,使得对任意n?N*,均有Tn?32⑶设bn=
由。 解:(1)由题意,an?2?an?1?an?1?an,?{an}为等差数列,设公差为d, 由题意得2?8?3d?d??2,?an?8?2(n?1)?10?2n. (2)若10?2n?0则n?5,n?5时,Sn?|a1|?|a2|???|an|
8?10?2n?n?9n?n2, 2n?6时,Sn?a1?a2???a5?a6?a7??an ?a1?a2???an??S5?(Sn?S5)?2S5?Sn?n2?9n?40
n?9n?40n?611111(3)?bn???(?)
n(12?an)2n(n?1)2nn?11111111111n?)?(?)]?. ?Tn?[(1?)?(?)?(?)???(222334n?1nnn?12(n?1)mnm**?若Tn?对任意n?N成立,即对任意n?N成立,
32n?116n1m1?(n?N*)的最小值是,??,?m的最大整数值是7。 n?12162m*. 即存在最大整数m?7,使对任意n?N,均有Tn?322故Sn?9n?n2n?5
说明:本例复习数列通项,数列求和以及有关数列与不等式的综合问题。
例10.如图,在y轴的正半轴上依次有点A1,A2,?,An,?其中点
A1(0,1),A2(0,10),且|An?1An|?3|AnAn?1|(n?2,3,4,?),在射线y?x(x?0)上依次
有点B1,B2,?,Bn,?点B1的坐标为(3,3),且|OBn|?|OBn?1|?22(n?2,3,4,?) ⑴用含n的式子表示|AnAn?1|; ⑵用含n的式子表示An,Bn的坐标; ⑶求四边形AnAn?1Bn?1Bn面积的最大值。
|AnAn?1|1?,且|A1A2|?10?1?9,
|An?1An|3111?|AnAn?1|?|A1A2|()n?1?9()n?1?()n?3
333解:(1)?(2)由(1)得|A1A2|?|A2A3|???|An?1An|?9?3?1???()13n?4?2711n?4?() 2232711n?4?()),?|OBn|?|OBn?1|?22且|OB1|?32 223?{|OBn|}是以32为首项,22为公差的等差数列
?点An的坐标(0,?|OBn|?32?(n?1)22?(2n?1)2?Bn的坐标为(2n?1,2n?1)(3)连接AnBn?1,设四边形AnAn?1Bn?1Bn的面积为Sn,则
111292712 Sn?S?AnAn?1Bn?1?S?BnBn?1An?[()n?3]?(2n?3)??22?[?()n?1]2322232299n3?6n??n?1,?Sn?1?Sn?n?1?0,即Sn?1?Sn,?{Sn}单调递减. 2332947?9?. ?Sn的最大值为S1?22说明:本例为数列与几何的综合题。由题意知{|AnAn?1|}为等比,{|OBn|}为等差,(3)
利用函数单调性求最值。
例11.设正数数列{an}为一等比数列,且a2=4,a4=16.
说明:这是2000年全国高考上海试题,涉及对数、数列、极限的综合题,主要考查等比数列的定义及通项公式,等差数列前n项和公式,对数计算,求数列极限等基础知识,以及综合运用数学知识的能力.
例12.已知抛物线x2?4y,过原点作斜率1的直线交抛物线于第一象限内一点P1,又过
11的直线交抛物线于点P,再过作斜率为的直线交抛物线于点P?,P223,241如此继续,一般地,过点P作斜率为的直线交抛物线于点Pn?1,设点Pn(xn,yn). nn2(Ⅰ)令bn?x2n?1?x2n?1,求证:数列{bn}是等比数列.
31(Ⅱ)设数列{bn}的前n项和为Sn,试比较Sn?1与的大小.
43n?1022解:(1)因为P、在抛物线上,故①(x,y)P(x,y)x?4y,xnnnn?1n?1n?1nnn?1?4yn?1②,又因为
点P1作斜率为
直线PnPn?1的斜率为
12n,即
yn?1?yn1?,①②代入可得
xn?1?xn21x2n?1?x2n11?n?xn?1?xn?n?24xn?1?xn22?bn?x2n?1?x2n?1?(x2n?1?x2n)?(x2n?x2n?1)
b11111?2n?2?2n?3??2n?2,故n?1??{bn}是以为公比的等比数列;
4222bn44131n(2)Sn??(1?n)?Sn?1?n,故只要比较4与3n?10的大小.
3444n(n?1)2nn1223?1?3n?9?3n?10(n?3), 方法(一)4?(1?3)?1?Cn?3?Cn?3???1?3n?23131当n?1时,Sn?1?; 当n?2时Sn?1?;
43n?1043n?1031*当n?3,n?N时,Sn?1?.
43n?10k方法(二)用数学归纳法证明,其中假设n?k(k?3,k?N)时有4?3k?10,
k?1则当n?k?1时,4?4?4k?4(3k?10)?[3(k?1)?10]?9k?27?3(k?1)?10.
an),?
是公差为-1的等差数列,又2a2-a1,2a3-a2,?,2an?1-an,?
(1)求数列{an}的通项公式; (2)计算
(a1+a2+?+an).
分析:由于题设中的等差数列和等比数列均由数列{an}的相关项构成,分别求出它们的
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