2.(2003年北京)若数列{an}的通项公式是an=,n=1,2,…,则 (a1+a2+…+an)等于
A. B. C. D.
解析:an=
即an=
∴a1+a2+…+an=(2-1+2-3+2-5+…)+(3-2+3-4+3-6+…).
∴(a1+a2+…+an)=+=
答案:C
1.已知a、b、c是实常数,且=2, =3,则的值是
A.2 B.3 C. D.6
解析:由=2,得a=2b.
由=3,得b=3c,∴c=b.
∴=6.
∴== =6.
答案:D
2. [n(1-)(1-)(1-)…(1-)]等于
A.0 B.1 C.2 D.3
解析: [n(1-)(1-)(1-)…(1-)]
=[n××××…×]
==2.
答案:C
●典例剖析
[例1] 求下列极限:
(1);(2) (-n);
(3)(++…+).
剖析:(1)因为分子分母都无极限,故不能直接运用商的极限运算法则,可通过变形分子分母同除以n2后再求极限;(2)因与n都没有极限,可先分子有理化再求极限;(3)因为极限的运算法则只适用于有限个数列,需先求和再求极限.
解:(1)==.
(2) (-n)= ==.
(3)原式===(1+)=1.
评述:对于(1)要避免下面两种错误:①原式===1,②∵(2n 2+n+7), (5n2+7)不存在,∴原式无极限.对于(2)要避免出现下面两种错误: ①(-n)= -n=∞-∞=0;②原式=-n=∞-∞不存在.对于(3)要避免出现原式=++…+=0+0+…+0=0这样的错误.
[例2] 已知数列{an}是由正数构成的数列,a1=3,且满足lgan=lgan-1+lgc,其中n是大于1的整数,c是正数.
(1)求数列{an}的通项公式及前n和Sn;
(2)求的值.
解:(1)由已知得an=c·an-1,
∴{an}是以a1=3,公比为c的等比数列,则an=3·cn-1.
∴Sn=
(2) =.
①当c=2时,原式=-;
②当c>2时,原式==-;
③当0<c<2时,原式==.
评述:求数列极限时要注意分类讨论思想的应用.
[例3] 已知直线l:x-ny=0(n∈N *),圆M:(x+1)2+(y+1)2=1,抛物线:y=(x-1)2,又l与M交于点A、B,l与交于点C、D,求.
剖析:要求的值,必须先求它与n的关系.
解:设圆心M(-1,-1)到直线l的距离为d,则d2=.
又r=1,∴|AB|2=4(1-d2)=.
设点C(x1,y1), D(x2,y2),
由nx2-(2n+1)x+n=0,
∴x1+x2=, x1·x2=1.
∵(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=,(y1-y2)2=(-)2=,
∴|CD|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=(4n+1)(n2+1).
∴===2.
评述:本题属于解析几何与数列极限的综合题.要求极限,需先求,这就要求掌握求弦长的方法.
[例4] 若数列{an}的首项为a1=1,且对任意n∈N*,an与an+1恰为方程x2-bnx+cn=0的两根,其中0<|c|<1,当 (b1+b2+…+bn)≤3,求c的取值范围.
解:首先,由题意对任意n∈N*,an·an+1=cn恒成立.
∴===c.又a1·a2=a2=c.
∴a1,a3,a5,…,a2n-1,…是首项为1,公比为c的等比数列,a2,a4,a6,…,a2n,…是首项为c,公比为c的等比数列.其次,由于对任意n∈N*,an+an+1=bn恒成立.
∴==c.又b1=a1+a2=1+c,b2=a2+a3=2c,
∴b1,b3,b5,…,b2n-1,…是首项为1+c,公比为c的等比数列,b2,b4,b6,…,b2n,…是首项为2c,公比为c的等比数列,
∴ (b1+b2+b3+…+bn)= (b1+b3+b5+…)+ (b2+b4+…)=+≤3.
解得c≤或c>1.∵0<|c|<1,∴0<c≤或-1<c<0.
故c的取值范围是(-1,0)∪(0,].
评述:本题的关键在于将题设中的极限不等式转化为关于c的不等式,即将{bn}的各项和表示为关于c的解析式,显然“桥梁”应是一元二次方程根与系数的关系,故以根与系数的关系为突破口.
●闯关训练
夯实基础
1.下列极限正确的个数是
①=0(α>0) ②qn=0
③=-1 ④C=C(C为常数)
A.2 B.3
C.4 D.都不正确
解析:①③④正确.
答案:B
3.数列极限的四则运算法则:设数列{an}、{bn},
当an=a, bn=b时, (an±bn)=a±b;
(an·bn)=a·b; =(b≠0).
●点击双基
2.几个常用的极限:①C=C(C为常数);②=0;③qn=0(|q|<1).
1.数列极限的定义:一般地,如果当项数n无限增大时,无穷数列{an}的项an无限地趋近于某个常数a(即|an-a|无限地接近于0),那么就说数列{an}以a为极限.
注:a不一定是{an}中的项.
小结 :有限个函数的和(或积)的极限等于这些函数的和(或积);两个(或几个)函数的极限至少有一个不存在时,他们的和、差、积、商的极限不一定不存在. 在求几个函数的和(或积)的极限时,一般要化简,再求极限 .求函数的极限要掌握几种基本的方法.①代入法;②因式分解法;③分子、分母同除x的最高次幂;④有理化法
3.几个重要极限:
(1) (2)(C是常数)
(3)无穷等比数列()的极限是0,即
例1.求下列各极限
解:(1)原式=
(2)原式=
(3)因为,而,,所以不存在。
(4)原式==
(5),但时,→+∞。可知时,不存在。
[思维点拨]①解此类问题常用的手段是“消因子”与“因式有理化”。
②第(5)小题易与数列极限相混,数列极限中特指,而函数极限中的包括了与。
例2 求下列极限:
;
解:(1)
(2)
解:(1) f (x)= (2x+b)=b,f(x)= (1+2x)=2,
当且仅当b=2时, f (x)= f (x),
故b=2时,原极限存在.
(2)由于f(x)是多项式,且=1,
∴可设f (x)=4x3+x2+ax+b(a、b为待定系数).
又∵=5,
即(4x2+x+a+)=5,
∴a=5,b=0,即f (x)=4x3+x2+5x.
评述:(1)函数在某点处有极限,与其在该点处是否连续不同.
(2)初等函数在其定义域内每点的极限值就等于这一点的函数值,也就是对初等函数而言,求极限就是求函数值,使极限运算大大简化.
练习:设 ,问a,b为何值时,存在。
解:,。当b=2时有,与a无关。故当b=2,a为任何实数时,存在。
[思维点拨]存在
部析:应先求出f (x)的解析式,再判断连续性.
解:当0≤x<1时,f (x)= x=x;
当x>1时,f (x)= ·x=·x=-x;
当x=1时,f (x)=0.
∴f (x)=[i]
∵f(x)=(-x)=-1,f(x)= x=1,
∴f(x)不存在.
∴f (x)在x=1处不连续,f (x)在定义域内的其余点都连续.
图象如下图所示.
评述:分段函数讨论连续性,一定要讨论在“分界点”的左、右极限,进而判断连续性.
例5:已知求
解法一:为方程的一根,得,
代人可得
解法二:=
,代人可得
例6:为多项式,且,求。
解:∵是多项式,且,∴,为待定系数,即,又,即,∴,
即。
[思维点拨]待定系数法是求函数解析式的常用方法。
2、重点难点:对函数极限的定义的理解及求简单函数的极限的重点。思维方法:直接从常用的重要极限出发,运用函数极限的运算法则解题。
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