一. 教學內(nèi)容:
數(shù)列的應用問題、數(shù)列的極限和歸納法
二. 教學要求:
1. 了解數(shù)列的一般應用問題,理解“復制”的概念及相關(guān)的應用問題,能建立較典型問題的數(shù)學模型。
2. 了解數(shù)列極限的概念,掌握極限的四則運算法則,會求某些數(shù)列的極限。
3. 理解數(shù)學歸納法的原理,能用數(shù)學歸納法證明一些簡單的數(shù)學命題。
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)列極限的運算法則:
5. 無窮遞縮等比數(shù)列的各項和
{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)學歸納法
數(shù)學歸納法是一種證明與自然數(shù)n有關(guān)的數(shù)學命題的證明方法。
(1)數(shù)學歸納法的步驟:(分三步)
①驗證n取第一個值n0時命題f(n0)正確。(是遞推基礎(chǔ));
②假設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)學歸納法證明命題f(n)時,難點在第二步。即假設n=k,f(k)成立,推出n=k+1時f(k+1)也成立,在推導中必須用到“歸納假設”,而此步驟證明的是“結(jié)構(gòu)相同”。
如:用數(shù)學歸納法證明
∴等式成立。
則n=k+1時
(與k時的結(jié)構(gòu)相同)
∴當n=k+1時,等式也成立。
解:由遞推公式算出前幾項
再用數(shù)學歸納法證明:…
【典型例題】
例1. 零存整取和按揭貸款問題
(1)利息計算:
①單利:每期都按初始本金計算利息,當期利息不計入下期本金。
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:按單利計算,每期的本利和組成等差數(shù)列,按復利計算,每期的本利和組成等比數(shù)列。
(2)零存整取儲蓄(單利)本利和計算模型,若每期存入本金P元,每期利率為r,當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每年按復利計算利息。在當年年初借入,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項和Sn;
解:<0" style='width:225.75pt; >
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例7. 用數(shù)學歸納法證明不等式
顯然,左端>右端;所以n=1時,原不等式成立。
②假設當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}的通項公式是 ( )
A. C.
5. 數(shù)列 ,則 ( )
A. 1 B. 0 C. 2 D.
(二)填空題
6. 設等比數(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: 的交點為P1(x1,y1),且對于n≥2的自然數(shù),兩點(0,b),( )的連線與直線y= x交于點 。
(1)求P1,P2的坐標;
(2)猜想Pn的坐標公式,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:
即
5. A
解析:∵
∴
7.
解析:
兩邊相加:
8.
10. 解:設第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
即
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)兩點的直線方程為 。
(2)猜想 ,下面用數(shù)學歸納法證明:
①n=2時,結(jié)論已被證;
②假設n=k(k≥2)時,
,過(0,b),(
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