MBA老呂數(shù)學(xué)-4-數(shù)列

MBA老呂數(shù)學(xué)-4-數(shù)列

@(MBA備考)
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第四章 數(shù)列

1 數(shù)列的概念和性質(zhì)

S_n=a_1+a_2+....+a_n
a_n=S_n - S_{n-1} (當(dāng)n\ge2時)
數(shù)列按單調(diào)性分:遞增數(shù)列吊说、遞減數(shù)列、擺動數(shù)列磷仰、常數(shù)列

單調(diào)性判別:

  • 比差法 a_{n+1}-a_n \ ?>0 \ ?<0
  • 比商法 \frac{a_{n+1}}{a_n} \ ?>1 \ ?<1

2 等差數(shù)列

等差數(shù)列通項(xiàng)公式:a_n=a_1+(n-1)d
整理為:a_n=nd+(a_1-d)袍嬉,d是直線的斜率。

求和公式

前n項(xiàng)和:
①類似梯形公式
S_n=\frac{n(a_1+a_n)}{2}
②類似三角形公式
S_n=na_1+\frac{n(n-1)}{2}\cdot d

image.png

③整理后類似拋物線公式
S_n=\frac2qbwlj7{2}n^2+(a_1-\frac7fuyyz3{2})n=An^2+Bn
對稱軸=\frac{1}{2}-\frac{a_1}gvujulp灶平,最值取在最靠近對稱軸的整數(shù)處伺通。
首項(xiàng)=A+Bd=2\cdot A

當(dāng)a_1>0逢享,d<0即初始值為正罐监,等差為負(fù),S_n有極大值瞒爬,求解a_n=a_1+(n-1)d\ge 0弓柱,可得S_n極大值時的n$
反之有極小值,亦然侧但。

\frac{a_n-a_m}{n-m}=d

中項(xiàng)公式

2a_{n+1}=a_n+a_{n+2}

下標(biāo)和定理

等差數(shù)列中矢空,若m+n=p+q,則a_m+a_n=a_p+a_q(適用于更多項(xiàng)相加)

連續(xù)等長片段和定理

若等差數(shù)列{a_n}禀横,公差為d屁药,則S_m,S_{2m}-S_m柏锄,S_{3m}-S_{2m}酿箭,...也成等差數(shù)列复亏,新公差為m^2d

image.png

3 等比數(shù)列

等比數(shù)列不能出現(xiàn)0。形如{0,0,0,0......}的數(shù)列不叫等比數(shù)列缭嫡,可以稱為常數(shù)列或等差數(shù)列缔御。
通項(xiàng)公式:\frac{a_{n+1}}{a_n}=q(n∈N^*,q\neq 0)

當(dāng)q= 1時,S_n=nq,當(dāng)q\neq 1時
S_n=\frac{a_1(1-q^n)}{1-q}=\frac{a_1(q^n-1)}{q-1}=\frac{a_1}{q-1}(q^n-1)
當(dāng)n→∞械巡,且|q|<1時刹淌,S=\lim_{n \to ∞}\frac{a_1(1-q^n)}{1-q}=\frac{a_1}{1-q}
求和式推導(dǎo):數(shù)列n=4,\{a_1,a_1q,a_1q^2,a_1q^3\},則S_4=a_1+a_1q+a_1q^2+a_1q^3
S_4\cdot (1-q)=a_1(1+q+q^2+q^3)(1-q)=a_1(1-q^4)=a_1(1-q^n)
S_4=\frac{a_1(1-q^n)}{1-q}
\frac{a_1}{q-1}是常數(shù)項(xiàng),S_n的值取決于q^n-1的指數(shù)函數(shù)讥耗。

形如k(q^n-1)的函數(shù)都是等比數(shù)列的和式有勾。

易錯:使用等比數(shù)列的求和公式,應(yīng)分q=1 與 q\neq 1兩種情況討論

等比中項(xiàng)

a_{n+1}^2=a_n\cdot a_{n+2}

下標(biāo)和定理

若m+n=p+q古程,則a_m\cdot a_n=a_p\cdot a_q(可推廣到更多項(xiàng))

若等比數(shù)列的總項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)蔼卡,則:
a_1a_n=a_2a_{n-1}=a_3a_{n-2}=...=a_{\frac{1+n}{2}^2}
若p<0,則所有奇數(shù)項(xiàng)同號挣磨,偶數(shù)項(xiàng)同號

連續(xù)等長片段和定理

若等比數(shù)列{a_n}雇逞,公比為q,則S_m茁裙,S_{2m}-S_m塘砸,S_{3m}-S_{2m},...也成等比數(shù)列晤锥,新公比為q^m

其他

1掉蔬、求等差數(shù)列S_n的最值

  • 一元二次函數(shù)法: 對稱軸n=\frac{1}{2}-\frac{a_1}knvunbg,最值取在最靠近對稱軸的整數(shù)處矾瘾。
  • a_n=0法:S_n的最值出現(xiàn)在變號的時候女轿,另a_n=0,若n為整數(shù),則前一個數(shù)的S_n也是最值壕翩。若n帶小數(shù)蛉迹,則更靠近其的整數(shù)為最值。

2放妈、奇數(shù)項(xiàng)偶數(shù)項(xiàng)問題

  • 等差數(shù)列有2n項(xiàng)北救,則S_奇-S_偶=-nd,\frac{S_奇}{S_偶}=\frac{a_n}{a_n+1}
  • 等差數(shù)列有2n+1項(xiàng)芜抒,則S_奇-S_偶=a_{n+1}(即a_中)扭倾,\frac{S_奇}{S_偶}=\frac{n+1}{n}

3、兩個等差數(shù)列S_n之比

等差數(shù)列{a_n}挽绩、{b_n}的前2k-1項(xiàng)和分別用S_{2k-1}、T_{2k-1}表示驾中,則\frac{a_k}{b_k}=\frac{S_{2k-1}}{T_{2k-1}}

4唉堪、等差數(shù)列的判定

  • 特值法:令n=1模聋、2、3看是否等差
  • 通項(xiàng)公式特征是否形如一個一元一次函數(shù):a_n=A\cdot n+B
  • 前n項(xiàng)和S_n是否形如:S_n=An^2+Bn
  • 遞推法:
    • a_{n+1}-a_n=d \Leftrightarrow \{a_n\}是等差
    • 滿足中項(xiàng)公式2a_{n+1}=a_n+a_{n+2}是等差

5唠亚、等比數(shù)列判定

  • 特值法:令n=1链方、2、3看是否等比
  • 通項(xiàng)公式是否形如:a_n=A\cdot q^n灶搜,A祟蚀、q不為0
  • 前n項(xiàng)和公式是否形如:S_n=\frac{a_1}{q-1}q^n-\frac{a_1}{q-1}=k\cdot q^n-k,k不為0.
  • 遞推法:
    • 滿足\frac{a_{n+1}}{a_n}=q割卖,q≠0前酿,是等比數(shù)列
    • 滿足等比中項(xiàng)公式:a_{n+1}^2=a_n\cdot a_{n+2},是等比數(shù)列
  • \{a_n\}是等比數(shù)列鹏溯,則\{a_n^m\}罢维、\{a_n^2\}、 \{a_{2n}\}丙挽、\{\frac{1}{a_n}\}肺孵、\{|a_n|\}也是等比數(shù)列
6、特殊數(shù)列求和
  • 特殊等差(就是\frac{n(頭項(xiàng)+尾項(xiàng))}{2}
    • 1+2+3+4+...+n = \frac{n(n+1)}{2}
    • 1+3+5+7+...+(2n-1) = n^2
    • 2+4+6+8+...+ 2n = n^2+n
  • 其他數(shù)列
    • 1^2+2^2+3^2+...+n^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}
    • 1^3+2^3+3^3+...+n^3 = \big[ \frac{n(n+1)}{2}\big]^2
    • b_n=\frac{1}{n(n+1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1},數(shù)列和S_n=\frac{n}{n+1}

解題思路

易錯點(diǎn)
  • 非零常數(shù)列即是等差又是等比颜阐,零常數(shù)列只是等差
    • a_1=a_2=a_3≠0平窘,時即是等差又是等比
    • a_1=a_2=a_3=0,時 是等差凳怨,不是等比
求解等差數(shù)列規(guī)律
  • 有m瑰艘、n的用特值代入,如令m=1猿棉,n=2等
  • 找下標(biāo)規(guī)律磅叛。下標(biāo)和相等么?【下標(biāo)和定理】萨赁。能用中項(xiàng)定理么弊琴?能用等長片段?
  • 最后才是硬解
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