等差数列求和公式的.docx
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1、第 1 1页共 7575页等差数列求和公式的等差数列求和公式的等差数列学案2 等差数列?第 1 课时等差数列的概念及通项公式知能目标解读 1.通过实例,理解等差数列的概念,并会用等差数列的概念推断一个数列是否为等差数列.2.探究并驾驭等差数列的通项公式的求法.3.体会等差数列与一次函数的关系,能用函数的观点解决等差数列问题.4.驾驭等差中项的定义,并能运用它们解决问题.5.能用等差数列的学问解决一些实际应用问题.重点难点点拨重点:等差数列的概念.难点:等差数列的通项公式及其运用.学习方法指导 1.等差数列的定义(1)关于等差数列定义的理解,关键留意以下几个方面:假如一个数列,不是从第 2 项起
2、,而是从第 3 项起或第 4 项起,每一项与它的前一项的差是同一个常数,那么这个数列不是等差数列.一个数列从第 2 项起,每一项与其前一项的差尽管等于常数,这个数列也不肯定是等差数列,因为这些常数不肯定相同,当这些常数不同时,此数列不是等差数列.求公差时,要留意相邻两项相减的依次.d=an+1-an(nN+)或者 d=an-an-1(nN+且 n2).(2)如何证明一个数列是等差数列?要证明一个数列是等差数列,依据等差数列的定义,只需证明第 2 2页共 7575页对随意正整数 n,an+1-an 是同一个常数(或 an-an-1(n1)是同一个常数).这里所说的常数是指一个与 n 无关的常数.
3、留意:推断一个数列是等差数列的定义式:an+1-an=d(d 为常数).若证明一个数列不是等差数列,可举一个特例进行否定,也可以证明 an+1-an或 an-an-1(n1)不是常数,而是一个与 n 有关的变数即可.2.等差数列的通项公式(1)通项公式的推导常用方法:方法一(叠加法):an是等差数列,an-an-1=d,an-1-an-2=d,an-2-an-3=d,a3-a2=d,a2-a1=d.将以上各式相加得:an-a1=(n-1)d,an=a1+(n-1)d.方法二(迭代法):an是等差数列,an=an-1+d=an-2+d+d=an-2+2d=an-3+3d=a1+(n-1)d.即a
4、n=a1+(n-1)d.方法三(逐差法):an是等差数列,则有an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+(a2-a1)+a1=a1+(n-1)d.留意:等差数列通项公式的推导方法是以后解决数列题的常用方法,应留意体会并应用.(2)通项公式的变形公式在等差数列an中,若 m,nN+,则 an=am+(n-m)d.推导如下:对随意的 m,nN+,在等差数列中,有 am=a1+(m-1)dan=a1+(n-1)d由-得 an-am=(n-m)d,an=am+(n-m)d.留意:将等差数列的通项公式 an=a1+(n-1)d 变形整理可得 an=dn+a1-d,从函数角
5、度来看,an=dn+(a1-d)是关于 n 的一次函数(d0 时)或常数函数(d=0 时),其图像是一条射线上一些间距相等的点,其中公差 d第 3 3页共 7575页是该射线所在直线的斜率,从上面的变形公式可以知道,d=(nm).(3)通项公式的应用利用通项公式可以求出首项与公差;可以由首项与公差求出等差数列中的随意一项;若某数为等差数列中的一项,可以利用通项公式求出项数.3.从函数角度探讨等差数列的性质与图像由 an=f(n)=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),可知其图像是直线 y=dx+(a1-d)上的一些等间隔的点,这些点的横坐标是些正整数,其中公差 d 是该直线的斜率,即自变量每
6、增加 1,函数值增加 d.当 d0 时,an为递增数列,如图(甲)所示.当 d0时,an为递减数列,如图(乙)所示.当 d=0 时,an为常数列,如图(丙)所示.4.等差中项假如在数 a 与 b 之间插入一个数 A,使a,A,b 成等差数列,那么 A 叫做数 a 与 b 的等差中项.留意:(1)等差中项 A=a,A,b 成等差数列;(2)若 a,b,c 成等差数列,那么b=,2b=a+c,b-a=c-b,a-b=b-c 都是等价的;(3)用递推关系an+1=(an+an+2)给出的数列是等差数列,an+1 是它的前一项 an与后一项 an+2 的等差中项.知能自主梳理 1.等差数列一般地,假如
7、一个数列从第 2 项起,每一项与前一项的是,我们称这样的数列为等差数列.2.等差中项假如在 a 与 b 中间插入一个数 A,使a,A,b 成等差数列,那么 A 叫做.3.等差数列的推断方法(1)要证明数列an是等差数列,只要证明:当 n2 时,.(2)假如an+1=对随意的正整数 n 都成立,那么数列an是.(3)若 a,A,b成等差数列,则 A.4.等差数列的通项公式等差数列的通项公式第 4 4页共 7575页为,它的推广通项公式为.5.等差数列的单调性当 d0 时,an是数列;当 d=0 时,an是数列;当 d0 时,an是数列.答案1.差同一个常数 2.a 与 b 的等差中项 3.(1)
8、an-an-1=d(常数)(2)等差数列(3)4.an=a1+(n-1)dan=am+(n-m)d5.递增常递减思路方法技巧命题方向等差数列的定义及应用例 1推断下列数列是否为等差数列.(1)an=3n+2;(2)an=n2+n.分析利用等差数列 定 义,看 an+1-an 是 否 为 常 数 即 可.解 析(1)an+1-an=3(n+1)+2-(3n+2)=3(nN+).由 n 的随意性知,这个数列为等差数列.(2)an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2,不是常数,所以这个数列不是等差数列.说明利用定义法推断等差数列的关键是看an+1-an得到的结论是否是一个与n
9、无关的常数,若是,即为等差数列,若不是,则不是等差数列.至于它究竟是一个什么样的数列,这些不再是我们探讨的范畴.1n=1 变式应用 1试推断数列cn,cn=是否为等差数列.?2n-5n2解析c2-c1=-1-1=-2,cn+1-cn=2(n+1)-5-2n+5=2(n2).cn+1-cn(n1)不等于同一个常数,不符合等差数列定义.cn不是等差数列.命题方向等差数列通项公式的应用例 2已知数列an为等差数列,且 a5=11,a8=5,求 a11.分析利用通项公式先求出a1 和 d,再求 a11,也可以利用通项公式的变形形式 an=am+(n-m)d求解.解析解法一:设数列an的首项为 a1,公
10、差为 d,由等差 数 列 的 通 项 公 式 及 已 知,得 a1+4d=11a1=19 解第 5 5页共 7575页得.a1+7d=5d=-2a11=19+(11-1)(-2)=-1.解法二:a8=a5+(8-5)d,d=-2.a11=a8+(11-8)d=5+3(-2)=-1.说明(1)对于解法一,依据方程的思想,应用等差数列的通项公式先求出 a1 和 d,确定通项,此法也称为基本量法.(2)对于解法二,依据通项公式的变形公式为:am=an+(m-n)d,m,nN+,进一步变形为 d=,应留意驾驭对它的敏捷应用.变式应用 2 已知等差数列an中,a10=29,a21=62,试推断 91 是
11、否为此数列中的项.a10=a1+9d=29解析设等差数列的公差为 d,则有,a21=a1+20d=62 解得 a1=2,d=3.an=2+(n-1)33n-1.令 an3n-1=91,得 n=N+.91 不是此数列中的项.命题方向等差中项的应用 例3 已知a,b,c成等差数列,那么a2(b+c),b2(c+a),c2(a+b)是否成等差数列?分析已知 a,b,c 成等差数列,由等差中项的 定 义,可 知a+c=2b,然 后 要 证 其 他 三 项a2(b+c),b2(c+a),c2(a+b)是否成等差数列,同样考虑等差中项.当然需用到已知条件 a+c=2b.解析因为 a,b,c 成等差数列,所
12、以a+c=2b,又a2(b+c)+c2(a+b)-2b2(c+a)=a2c+c2a+ab(a-2b)+bc(c-2b)=a2c+c2a-2abc=ac(a+c-2b)=0,所以 a2(b+c)+c2(a+b)=2b2(c+a),所以a2(a+c),b2(c+a),c2(a+b)成等差数列.说明本题主要考查等差中项的应用,假如 a,b,c 成等差数列,则有 a+c=2b;反之,若a+c=2b,则 a,b,c 成等差数列.变式应用 3 已知数列xn的首项第 6 6页共 7575页x1=3,通项 xn=2np+nq(nN,p,q 为常数),且 x1、x4、x5 成等差数列.求:p,q 的值.分析由
13、x1、x4、x5 成等差数列得出一个关于 p,q 的等式,结合 x1=3 推出 2p+q=3,从而得到 p,q.解析由 x1=3,得 2p+q=3,又 x4=24p+4q,x5=25p+5q,且 x1+x5=2x4,得325p+5q=25p+8q,由得 q=1,p=1.说明若三数 a,b,c成等差数列,则 a+c=2b,即 b 为 a,c 的等差中项,这个结论在已知等差数列的题中常常用到.探究延拓创新命题方向等差数列的实际应用例 4某公司经销一种数码产品,第 1 年获利 200 万元,从第 2 年起由于市场竞争等方面的缘由,利润每年比上一年削减 20 万元,根据这一规律假如公司不开发新产品,也
14、不调整经营策略,从哪一年起,该公司经销这一产品将亏损?解析由题 意 可 知,设 第 1 年 获 利 为 a1,第 n 年 获 利 为 an,则an-an-1=-20,(n2,nN),每年获利构成等差数列an,且首项a1=200,公差d=-20,所以an=a1+(n-1)d=200+(n-1)(-20)=-20n+220.若 an0,则该公司经销这一产品将亏损,由an-20n2200,解得n11,即从第12年起,该公司经销这一产品将亏损.说明关于数列的应用题,首先要建立数列模型将实际问题数列化.变式应用 42022 年将在伦敦举办奥运会,伦敦将会有许多的体育场,为了实际效果,体育场的看台一般呈“
15、辐射状”.例如,某体育场一角的看台座位是这样排列的:第一排有 150 个座位,从其次排起每一排都比前一排多 20第 7 7页共 7575页个座位,你能用 an 表示第 n 排的座位数吗?第 10排可坐多少人?分析分析题意知,看台上的每一排的座位数组成了一个等差数列.解析 由题意知,每排的座位数组成了一个首项为 a1=150,公差为d=20的等差数列,an=a1+(n-1)d=150+(n-1)20=20n+130,则 a10=330,即第 10 排可 坐 330 人.名 师 辨 误 做 答 例 5 已 知 数 列an,a1=a2=1,an=an-1+2(n3).(1)推断数列an是否为等差数列
16、?说明理由;(2)求an的通项公式.误会(1)an=an-1+2,an-an-1=2(为常数),an是等差数列.(2)由上述可知,an=1+2(n-1)=2n-1.辨析忽视首项与全部项之间的整体关系,而推断特别数列的类型是初学者易犯的错误.事实上,数列an从第 2 项起,以后各项组成等差数列,而an不是等差数列,an=f(n)应当表示为“分段函数”型.正解(1)当n3 时,an=an-1+2,即 an-an-1=2.当 n=2 时,a2-a1=0 不满意上式.an不是等差数列.(2)a2=1,an=an-1+2(n3),a3=a2+2=3.a3-a2=2.当n3时,an-an-1=2.an=a
17、2+(n-2)d=1+2(n-2)=2n-3,又 a1=1 不 满 意 此式.1(n=1)an=.2n-3(n2)课堂巩固训练一、选择题 1.(2022重 庆 文,1)在 等 差 数 列 an 中,a2=2,a3=4,则 a10=()A.12B.14C.16D.18答案D?解析该题考查等差数列的通项公 式,由 其 两 项 求 公 差d.由a2=2,a3=4知第 8 8页共 7575页d=2.?a10=a2+8d=2+82=18.2.已知等差数列an的通项公式an=3-2n,则它的公差为()A.2B.3C.2D.3?答案C?解析an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),公 差 为 2,故 选
18、 C.3.方 程x2-6x+1=0 的两根的等差中项为()A.1B.2C.3D.4?答案C解析设方程 x2-6x+1=0 的两根为 x1、x2,则 x1+x2=6.其等差中项为=3.二、填空题 4.在等差数列an中,a2=3,a4=a2+8,则 a6=.?答 案 19?解 析 a2=3,a4=a2+8,?a1+d=3a1=-1,解得.a1+3d=a1+d+8d=4a6=a1+5d=-1+20=19.5.已知 a、b、c 成等差数列,那么二次函数 y=ax2+2bx+c(a0)的图像与 x 轴的交点有个.答案1 或 2?解析a、b、c 成等差数列,2b=a+c,?又=4b2-4ac=(a+c)2
19、-4ac=(a-c)20.三、解答题 6.在等差数列an中,已知 a5=10,a12=31,求通项公式 an.?a1+4d=10a1=2解析 由题意得,解得.a1+11d=31d=3an=-2+(n-1)33n-5.课后强化作业一、选择题 1.等差数列 1,-1,-3,-5,-89,它的项数为()A.92B.47C.46D.45?答案C解析a1=1,d=-1-1=-2,an=1+(n-1)(-2)=-2n+3,由-89=-2n+3,得 n=46.2.假如数列an是等差数列,则()A.a1+a8a4+a5B.a1+a8=a4+a5C.a1+a8a4+a5D.a1a8=a4a5?答案B?解析设公差
20、为d,则a1+a8-a4-a5=a1+a1+7d-a1-3d-a1-4d=0,a1+a8=a4+a5.3.已 知数列 3,9,15,3(2n-1),那么 81 是它的第()?A.12 项 B.13第 9 9页共 7575页项 C.14 项 D.15 项 答案 C?解析 由 3(2n-1)=81,解得 n=14.4.在 等 差 数 列 an 中,a2=-5,a6=a4+6,则 a1 等 于()A.-9B.-8C.-7D.-4答案Ba1+d=-5解析由题意,得,a1+5d=a1+3d+6 解得 a1=-8.5.数列an中,a1=2,2an+1=2an+1,则 a101 的值是()A.49B.50C
21、.51D.52答案D解析由2an+1=2an+1 得 an+1-an=,an是等差数列,首项 a1=2,公差d=,an=2+(n-1)=,?a101=52.6.已知 a=,b=,则 a,b 的等差中项为()A.B.C.D.答案A解析=.7.设数列an是递增等差数列,前三项和为 12,前三项积为 48,则它的首项为()?A.1B.2C.4D.3答案Ba1+a2+a3=12a1+a3=8解析由题设,,a2=4,a1a2a3=48a1a3=12a1,a3 是 一 元 二 次 方 程x2-8x+12=0 的两根,又 a3a1,a1=2.8.an是首项为 a1=4,公差 d=2 的 等 差 数 列,假
22、如 an=2022,则 序 号 n 等 于()A.1003B.1004C.1005D.1006答案C解析a1=4,d=2,an=a1+(n-1)d=4+2(n-1)=2n+2,?2n+2=2022,?n=1005.二、填空题 9.三个数 lg(-),x,lg(+)成等差数列,则 x=.答案0解析由等差中项的运算式得 x=0.10.一个等差数 列 的 第 5 项 a2=10,且 a1+a2+a3=3,则 a1=,d=.答 案-2,3a5=a1+4d=10a1+4d=10a1=-2 解 析 由 题 意 得,即,.a1+a1+d+a1+2d=3a1+d=1d=311.等差数列an的前三项依次为x,2
23、x+1,4x+2,则 它 的 第 5 项 为.答 案 4 解 析 第 1010页共 7575页2(2x+1)=x+(4x+2),x=0,则a1=0,a2=1,d=a2-a1=1,a5=a1+4d=4.12.在数列an中,a1=3,且对于随意大于 1 的正整数 n,点(,)在直线 x-y-=0 上,则 an=.?答案3n2解析由题意得-=,?数列是首项为,公差为的等差数列,=n,an=3n2.三、解答题 13.在等差数列an中:(1)已 知 a5=-1,a8=2,求 a1 与 d;(2)已 知 a1+a6=12,a4=7,求a9.?a1+(5-1)d=-1a1=-5 解 析 (1)由 题 意 知
24、,解得.a1+(8-1)d=2d=1a1+a1+(6-1)d=12a1=1(2)由题意知,解得,a1+(4-1)d=7,d=2a9=a1+(9-1)d=1+82=17.14.已知函数 f(x)=,数列xn的通项由 xn=f(xn-1)(n2,且 nN+)确定.(1)求证:是等差数列;(2)当 x1=时,求 x100.解析(1)xn=f(xn-1)=(n2,nN+),所以=+,-=(n2,nN+).所以是等差数列;(2)由(1)知的公差为.又因为 x1=,即2.所以=2+(n-1),=2+(100-1)=35.所以 x100=.15.已知等差数列an中,a5+a6+a7=15,a5a6a7=45
25、,求数列an的通项公式.分析明显 a6 是 a5 和 a7 的等差中项,可利用等差中项的定义求解 a5 和 a7,进而求 an.解析设a5=a6-d,a7=a6+d,?则由a5+a6+a7=15,得3a6=15,a6=5.a5+a7=10a5=1a5 9 由 已 知 可 得,解 得 或a5a7=9a7=9a7=1当a5=1时,d=4,?从而a1=-15,?an=-15+(n-1)4=4n-19.?当 a5=9 时,d=-4,从 而第 1111页共 7575页a1=25.an=25+(n-1)(-4)4n+29.所以数列an的通项公式为 an=4n19 或 an=-4n+29.16.第一届现代奥
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