高考数学难点突破——等差数列、等比数列的性质...
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难点12 等差数列、等比数列的性质运用等差、等比数列的性质是等差、等比数列的概念,通项公式,前n 项和公式的引申.应用等差等比数列的性质解题,往往可以回避求其首项和公差或公比,使问题得到整体地解决,能够在运算时达到运算灵活,方便快捷的目的,故一直受到重视.高考中也一直重点考查这部分内容.●难点磁场(★★★★★)等差数列{a n }的前n 项的和为30,前2m 项的和为100,求它的前3m 项的和为_________.●案例探究[例1]已知函数f (x )=412-x (x <-2).(1)求f (x )的反函数f --1(x ); (2)设a 1=1,11+n a =-f--1(a n )(n ∈N *),求a n ;(3)设S n =a 12+a 22+…+a n 2,b n =S n +1-S n 是否存在最小正整数m ,使得对任意n ∈N *,有b n <25m 成立?若存在,求出m 的值;若不存在,说明理由.命题意图:本题是一道与函数、数列有关的综合性题目,着重考查学生的逻辑分析能力,属★★★★★级题目.知识依托:本题融合了反函数,数列递推公式,等差数列基本问题、数列的和、函数单调性等知识于一炉,结构巧妙,形式新颖,是一道精致的综合题.错解分析:本题首问考查反函数,反函数的定义域是原函数的值域,这是一个易错点,(2)问以数列{21na }为桥梁求a n ,不易突破.技巧与方法:(2)问由式子41121+=+nn a a 得22111nn a a -+=4,构造等差数列{21na },从而求得a n ,即“借鸡生蛋”是求数列通项的常用技巧;(3)问运用了函数的思想.解:(1)设y =412-x ,∵x <-2,∴x =-214y+, 即y =f--1(x )=-214y +(x >0) (2)∵411,14122121=-∴+=++nn nn a a a a ,∴{21na }是公差为4的等差数列,∵a 1=1,21na =211a +4(n -1)=4n -3,∵a n >0,∴a n =341-n .(3)b n =S n +1-S n =a n +12=141+n ,由b n <25m ,得m >1425+n , 设g (n )= 1425+n ,∵g (n )= 1425+n 在n ∈N *上是减函数,∴g (n )的最大值是g (1)=5,∴m >5,存在最小正整数m =6,使对任意n ∈N *有b n <25m成立. [例2]设等比数列{a n }的各项均为正数,项数是偶数,它的所有项的和等于偶数项和的4倍,且第二项与第四项的积是第3项与第4项和的9倍,问数列{lg a n }的前多少项和最大?(lg2=0.3,lg3=0.4)命题意图:本题主要考查等比数列的基本性质与对数运算法则,等差数列与等比数列之间的联系以及运算、分析能力.属★★★★★级题目.知识依托:本题须利用等比数列通项公式、前n 项和公式合理转化条件,求出a n ;进而利用对数的运算性质明确数列{lg a n }为等差数列,分析该数列项的分布规律从而得解.错解分析:题设条件中既有和的关系,又有项的关系,条件的正确转化是关键,计算易出错;而对数的运算性质也是易混淆的地方.技巧与方法:突破本题的关键在于明确等比数列各项的对数构成等差数列,而等差数列中前n 项和有最大值,一定是该数列中前面是正数,后面是负数,当然各正数之和最大;另外,等差数列S n 是n 的二次函数,也可由函数解析式求最值.解法一:设公比为q ,项数为2m ,m ∈N *,依题意有⎪⎩⎪⎨⎧+=⋅--⋅=--⋅)(9)()(1)1(1)1(312131122121q a q a q a q a q q q a q q a m m 化简得⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎩⎪⎨⎧+==+10831 ),1(9114121a q q q a q q 解得.设数列{lg a n }前n 项和为S n ,则S n =lg a 1+lg a 1q 2+…+lg a 1q n -1=lg a 1n ·q 1+2+…+(n -1)=n lg a 1+21n (n -1)·lg q =n (2lg2+lg3)-21n (n -1)lg3 =(-23lg )·n 2+(2lg2+27lg3)·n可见,当n =3lg 3lg 272lg 2+时,S n 最大. 而4.024.073.043lg 3lg 272lg 2⨯⨯+⨯=+=5,故{lg a n }的前5项和最大.解法二:接前,⎪⎩⎪⎨⎧==311081q a ,于是lg a n =lg [108(31)n -1]=lg108+(n -1)lg 31,∴数列{lg a n }是以lg108为首项,以lg 31为公差的等差数列,令lg a n ≥0,得2lg2-(n -4)lg3≥0,∴n ≤4.04.043.023lg 3lg 42lg 2⨯+⨯=+=5.5. 由于n ∈N *,可见数列{lg a n }的前5项和最大. ●锦囊妙计1.等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题的既快捷又方便的工具,应有意识去应用.2.在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.3.“巧用性质、减少运算量”在等差、等比数列的计算中非常重要,但用“基本量法”并树立“目标意识”,“需要什么,就求什么”,既要充分合理地运用条件,又要时刻注意题的目标,往往能取得与“巧用性质”解题相同的效果.●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若3231510=S S ,则lim ∞→n S n 等于( )32B. 32A.-C.2D.-2 二、填空题2.(★★★★)已知a ,b ,a +b 成等差数列,a ,b ,ab 成等比数列,且0<log m (ab )<1,则m 的取值范围是_________.3.(★★★★)等差数列{a n }共有2n +1项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为_________.4.(★★★★)已知a 、b 、c 成等比数列,如果a 、x 、b 和b 、y 、c 都成等差数列,则ycx a +=_________. 三、解答题5.(★★★★★)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=12,S 12>0,S 13<0. (1)求公差d 的取值范围;(2)指出S 1、S 2、…、S 12中哪一个值最大,并说明理由.6.(★★★★★)已知数列{a n }为等差数列,公差d ≠0,由{a n }中的部分项组成的数列a 1b ,a 2b ,…,a n b ,…为等比数列,其中b 1=1,b 2=5,b 3=17.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)记T n =C 1n b 1+C 2n b 2+C 3n b 3+…+C nn b n ,求nn nn bT +∞→4lim. 7.(★★★★)设{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,a 1=b 1=1,a 2+a 4=b 3,b 2·b 4=a 3,分别求出{a n }及{b n }的前n 项和S 10及T 10.8.(★★★★★){a n }为等差数列,公差d ≠0,a n ≠0,(n ∈N *),且a k x 2+2a k +1x +a k +2=0(k ∈N *) (1)求证:当k 取不同自然数时,此方程有公共根; (2)若方程不同的根依次为x 1,x 2,…,x n ,…,求证:数列11,,11,1121+++n x x x 为等差数列. 参考答案难点磁场解法一:将S m =30,S 2m =100代入S n =na 1+2)1(-n n d ,得: ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=-+1002)12(22302)1(11d m m ma d m m ma 2102)13(33,2010,4013212=-+=∴+==d m m ma S m m a md m 解得解法二:由]2)13([32)13(33113dm a m d m m ma S m -+=-+=知,要求S 3m 只需求m[a 1+2)13(d m -],将②-①得ma 1+ 2)13(-m m d =70,∴S 3m =210.解法三:由等差数列{a n }的前n 项和公式知,S n 是关于n 的二次函数,即S n =An 2+Bn (A 、B 是常数).将S m =30,S 2m =100代入,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=⋅+=+m B m A m B m A Bm Am 1020 1002)2(30222,∴S 3m =A ·(3m )2+B ·3m =210 解法四:S 3m =S 2m +a 2m +1+a 2m +2+…+a 3m =S 2m +(a 1+2md )+…+(a m +2md )=S 2m +(a 1+…+a m )+m ·2md =S 2m +S m +2m 2d .由解法一知d =240m,代入得S 3m =210.解法五:根据等差数列性质知:S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列,从而有:2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m )∴S 3m =3(S 2m -S m )=210解法六:∵S n =na 1+2)1(-n n d ,∴n S n =a 1+2)1(-n n d∴点(n , n S n )是直线y =2)1(dx -+a 1上的一串点,由三点(m ,m S m ),(2m , mS m 22),(3m , m S m 33)共线,易得S 3m =3(S 2m -S m )=210.解法七:令m =1得S 1=30,S 2=100,得a 1=30,a 1+a 2=100,∴a 1=30,a 2=70 ∴a 3=70+(70-30)=110 ∴S 3=a 1+a 2+a 3=210 答案:210 歼灭难点训练① ②一、1.解析:利用等比数列和的性质.依题意,3231510=S S ,而a 1=-1,故q ≠1, ∴3213232315510-=-=-S S S ,根据等比数列性质知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10,…,也成等比数列,且它的公比为q 5,∴q 5=-321,即q =-21.∴.321lim 1-=-=∞→q a S n n 答案:B二、2.解析:解出a 、b ,解对数不等式即可. 答案:(-∞,8)3.解析:利用S 奇/S 偶=nn 1+得解. 答案:第11项a 11=29 4.解法一:赋值法. 解法二:b =aq ,c =aq 2,x =21(a +b )=21a (1+q ),y =21(b +c )=21aq (1+q ),y c x a + =)1(41)1(21)1(2122222q q a q q a q q a xy cx ay ++++=+=2.答案:2三、5.(1)解:依题意有:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<⨯+=>⨯+==+=0212131302111212,12211311213d a S d a S d a a 解之得公差d 的取值范围为-724<d <-3. (2)解法一:由d <0可知a 1>a 2>a 3>…>a 12>a 13,因此,在S 1,S 2,…,S 12中S k 为最大值的条件为:a k ≥0且a k +1<0,即⎩⎨⎧<-+≥-+0)2(0)3(33d k a d k a∵a 3=12,∴⎩⎨⎧-<-≥122123d kd d kd ,∵d <0,∴2-d 12<k ≤3-d 12∵-724<d <-3,∴27<-d12<4,得5.5<k <7.因为k 是正整数,所以k =6,即在S 1,S 2,…,S 12中,S 6最大.解法二:由d <0得a 1>a 2>…>a 12>a 13,因此,若在1≤k ≤12中有自然数k ,使得a k ≥0,且a k +1<0,则S k 是S 1,S 2,…,S 12中的最大值.由等差数列性质得,当m 、n 、p 、q ∈N *,且m +n =p +q 时,a m +a n =a p +a q .所以有:2a 7=a 1+a 13=132S 13<0,∴a 7<0,a 7+a 6=a 1+a 12=61S 12>0,∴a 6≥-a 7>0,故在S 1,S 2,…,S 12中S 6最大.解法三:依题意得:)(2)212()1(221n n dd n d n n na S n -+-=-+= 222)]245(21[,0,)245(8)]245(21[2dn d d d d n d --∴<----= 最小时,S n 最大; ∵-724<d <-3,∴6<21(5-d 24)<6.5.从而,在正整数中,当n =6时,[n -21 (5-d24)]2最小,所以S 6最大. 点评:该题的第(1)问通过建立不等式组求解属基本要求,难度不高,入手容易.第(2)问难度较高,为求{S n }中的最大值S k ,1≤k ≤12,思路之一是知道S k 为最大值的充要条件是a k ≥0且a k +1<0,思路之三是可视S n 为n 的二次函数,借助配方法可求解.它考查了等价转化的数学思想、逻辑思维能力和计算能力,较好地体现了高考试题注重能力考查的特点.而思路之二则是通过等差数列的性质等和性探寻数列的分布规律,找出“分水岭”,从而得解.6.解:(1)由题意知a 52=a 1·a 17,即(a 1+4d )2=a 1(a 1+16d )⇒a 1d =2d 2,∵d ≠0,∴a 1=2d ,数列{n b a }的公比q =11154a da a a +==3, ∴n b a =a 1·3n -1① 又n b a =a 1+(b n -1)d =121a b n +②由①②得a 1·3n -1=21+n b ·a 1.∵a 1=2d ≠0,∴b n =2·3n -1-1.(2)T n =C 1n b 1+C 2n b 2+…+C n n b n =C 1n (2·30-1)+C 2n ·(2·31-1)+…+C n n (2·3n -1-1)=32(C 1n +C 2n ·32+…+C n n ·3n )-(C 1n +C 2n +…+C n n )=32[(1+3)n -1]-(2n -1)= 32·4n -2n +31, .32)41()43(211)41(31)21(32lim 1324312432lim 4lim 11=-⋅++-=-⋅++-⋅=+∴-∞→-∞→∞→n n nn n n n n n n n n n n b T 7.解:∵{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,∴a 2+a 4=2a 3,b 2·b 4=b 32,已知a 2+a 4=b 3,b 2·b 4=a 3,∴b 3=2a 3,a 3=b 32, 得b 3=2b 32,∵b 3≠0,∴b 3=21,a 3=41. 由a 1=1,a 3=41,知{a n }的公差d =-83, ∴S 10=10a 1+2910⨯d =-855.由b 1=1,b 3=21,知{b n }的公比q =22或q =-22,).22(32311)1(,22);22(32311)1(,221011010110-=--=-=+=--==q q b T q q q b T q 时当时当8.证明:(1)∵{a n }是等差数列,∴2a k +1=a k +a k +2,故方程a k x 2+2a k +1x +a k +2=0可变为(a k x +a k +2)(x +1)=0,∴当k 取不同自然数时,原方程有一个公共根-1.(2)原方程不同的根为x k =kk k k k a da d a a a 2122--=+-=-+ .21}11{)(2122)2(21111,211111为公差的等差数列是以常数-+∴-=-=-=---=+-+-=+∴+++k k k k k k k k k x d d d a a d a d a x x d a xVon Neumann说过:In mathematics you don't understand things .You just get used to them.掌握了课本,一般的数学题就都可以做了。
高考数学难点突破:数列通项公式推导技巧在高考数学中,数列一直是重点和难点内容,而数列通项公式的推导更是重中之重。
掌握了数列通项公式的推导技巧,就相当于握住了解决数列问题的关键钥匙。
接下来,让我们一起深入探讨数列通项公式的推导技巧。
一、等差数列通项公式的推导等差数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的数列。
这个常数称为等差数列的公差,通常用字母 d 表示。
假设等差数列的首项为\(a_1\),公差为 d,那么第二项就是\(a_2 = a_1 + d\),第三项\(a_3 = a_2 + d = a_1 + 2d\),第四项\(a_4 = a_3 + d = a_1 + 3d\)……以此类推,我们可以发现第 n 项\(a_n = a_1 +(n 1)d\)。
通过这种逐步推导的方式,我们很容易理解等差数列通项公式的由来。
二、等比数列通项公式的推导等比数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的比值等于同一个常数的数列。
这个常数称为等比数列的公比,通常用字母 q 表示。
设等比数列的首项为\(a_1\),公比为 q,那么第二项\(a_2 =a_1q\),第三项\(a_3 = a_2q = a_1q^2\),第四项\(a_4 = a_3q =a_1q^3\)……依此类推,第 n 项\(a_n = a_1q^{n 1}\)。
理解这个推导过程,对于掌握等比数列的通项公式至关重要。
三、累加法推导通项公式对于形如\(a_{n + 1} a_n = f(n)\)的递推关系式,我们可以使用累加法来推导通项公式。
例如,已知\(a_{n + 1} a_n = 2n\),且\(a_1 = 1\)。
那么\(a_2 a_1 = 2×1\),\(a_3 a_2 = 2×2\),\(a_4 a_3 = 2×3\),……,\(a_n a_{n 1} = 2(n 1)\)。
将上述式子相加:\\begin{align}a_n a_1&= 2×1 + 2×2 + 2×3 +\cdots + 2(n 1)\\&= 2×(1 + 2 + 3 +\cdots +(n 1))\\&= 2×\frac{(n 1)n}{2}\\&= n(n 1)\end{align}\因为\(a_1 = 1\),所以\(a_n = n(n 1) + 1\)。
等差数列与等比数列的性质在数学的世界里,数列就像是一串有序的数字精灵,按照一定的规律排列着。
其中,等差数列和等比数列是两个非常重要的家族。
它们各自有着独特的性质,就像是家族成员的独特特征一样,让我们能够更好地理解和把握这些数列的规律。
先来聊聊等差数列。
等差数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列。
这个常数被称为公差,通常用字母 d 表示。
比如说,数列2,5,8,11,14……就是一个公差为3 的等差数列。
在这个数列中,每一项都比前一项大 3。
等差数列有很多有趣的性质。
首先,它的通项公式为 an = a1 +(n 1)d ,其中 a1 是首项,n 是项数。
这个公式能让我们快速求出数列中任意一项的值。
假设首项 a1 = 2 ,公差 d = 3 ,要求第 10 项的值。
那么根据通项公式,a10 = 2 +(10 1)×3 = 2 + 27 = 29 。
其次,如果在等差数列中有 m 、n 、p 、q 这四项,且 m + n = p+ q ,那么 am + an = ap + aq 。
比如在等差数列 1,3,5,7,9 中,因为 1 + 5 = 3 + 3 ,所以 a1 + a5 = a3 + a3 ,即 1 + 5 = 3 + 3 = 6 。
另外,等差数列的前 n 项和公式也很重要。
Sn = n(a1 + an) / 2 。
如果还是以上面的数列为例,要求前 5 项的和。
先求出 a5 = 1 +(5 1)×2 = 9 ,然后 S5 = 5×(1 + 9) / 2 = 25 。
说完等差数列,再看看等比数列。
等比数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的比值等于同一个常数的数列。
这个常数被称为公比,通常用字母 q 表示。
例如,数列 2,4,8,16,32……就是一个公比为 2 的等比数列。
等比数列的通项公式为 an = a1 × q^(n 1) 。
高中数学教学等差数列和等比数列的性质高中数学教学:等差数列和等比数列的性质等差数列和等比数列是高中数学中常见的数列类型,它们有着各自独特的性质和应用。
本文将探讨等差数列和等比数列的性质以及它们在高中数学教学中的重要性。
一、等差数列的性质等差数列是一种数学序列,其中每一项与前一项之差都相等。
等差数列的一般形式为an = a1 + (n - 1)d,其中a1为首项,d为公差,n为项数。
1. 公差的概念公差d是等差数列中相邻两项之间的差值。
等差数列中的任意两项之间的差值都等于公差d。
公差可以为正数、负数或零。
2. 常见等差数列的性质等差数列有以下一些重要性质:- 求和公式:等差数列的前n项和Sn可表示为Sn = (n/2)(2a1 + (n - 1)d),其中n为项数。
- 通项公式:等差数列的第n项可表示为an = a1 + (n - 1)d。
- 任意三项关系:等差数列中,已知任意三项,可以通过关系式解出公差d。
- 对称性质:等差数列中,如果一项等于首项与末项的和,那么它的位置是中间项。
- 逆序数列:等差数列的逆序数列也是等差数列,其公差与原序列相等。
二、等比数列的性质等比数列是一种数学序列,其中每一项与前一项之比都相等。
等比数列的一般形式为an = a1 * r^(n - 1),其中a1为首项,r为公比,n为项数。
1. 公比的概念公比r是等比数列中相邻两项之间的比值。
等比数列中的任意两项之间的比值都等于公比r。
公比可以为正数、负数或零。
2. 常见等比数列的性质等比数列有以下一些重要性质:- 求和公式:等比数列的前n项和Sn可表示为Sn = a1 * (1 - r^n) / (1 - r),其中n为项数,且公比r不等于1。
- 通项公式:等比数列的第n项可表示为an = a1 * r^(n - 1)。
- 任意三项关系:等比数列中,已知任意三项,可以通过关系式解出公比r。
- 正比例关系:等比数列中,任意两项的比值都等于公比r。
高考数学难点突破_难点12__等差数列等比数列的性质运用等差数列和等比数列是高考数学中经常出现的重要题型,它们的性质运用是高考数学中的难点之一、本文将详细介绍等差数列和等比数列的性质,并针对其常见的应用题进行解析,为大家突破这一难点提供一定的帮助。
1.等差数列的性质及应用(1)首项与公差:设等差数列的首项为a₁,公差为d,则第n项为:an = a₁ + (n-1)·d(2)前n项和:设等差数列的前n项和为Sn,那么有以下公式:Sn = n/2·(a₁ + an) = n/2·(2a₁ + (n-1)·d)(3)性质应用1:已知等差数列的前n项和Sn,求首项a₁:将Sn的公式代入,整理得到:Sn=n/2·(2a₁+(n-1)·d)=n/2·(2a₁+n·d-d)化简得到:(2a₁+n·d-d)=(2Sn)/n进一步整理得到:a₁=(2Sn)/n-d(4)性质应用2:已知等差数列的前n项和Sn,求公差d:将Sn的公式代入,整理得到:Sn=n/2·(2a₁+(n-1)·d)=n/2·(2a₁+n·d-d)化简得到:(2a₁+n·d-d)=(2Sn)/n进一步整理得到:d=[2Sn-n·(2a₁+n·d)]/(n-1)2.等比数列的性质及应用(1)首项与公比:设等比数列的首项为a₁,公比为r,则第n项为:an = a₁ · r^(n-1)(2)前n项和:设等比数列的前n项和为Sn,那么有以下公式:Sn=a₁·(r^n-1)/(r-1)(3)性质应用1:已知等比数列的前n项和Sn,求首项a₁:将Sn的公式代入,整理得到:Sn=a₁·(r^n-1)/(r-1)化简得到:a₁=Sn·(r-1)/(r^n-1)(4)性质应用2:已知等比数列的前n项和Sn,求公比r:将Sn的公式代入,整理得到:Sn=a₁·(r^n-1)/(r-1)化简得到:r=(Sn·(r-1))^(1/n)在解答等差数列和等比数列的应用题时,需要根据题目所给条件进行计算,灵活运用上述性质及公式。
等差数列与等比数列等差数列等比数列的性质与应用数学中,等差数列与等比数列是两个重要的概念。
它们的性质和应用很广泛,尤其在数学及其他学科中都得到了广泛的应用。
本文将详细介绍等差数列和等比数列方面的知识,并着重讨论其性质和应用。
一、等差数列的性质与应用1.等差数列的定义等差数列是指数列中每一项与它的前一项的差相等的数列。
即:a2-a1=a3-a2=a(n+1)-an其中a1为首项,d为公差,n为项数。
通项公式为an=a1+(n-1)d2.等差数列的性质(1)公差d可以为负数,当d<0时,数列是单调递减的;当d>0时,数列是单调递增的;当d=0时,数列是常数数列。
(2)等差数列前n项和Sn=na1+n(n-1)d/2(3)若已知等差数列的首项a1,末项a(n),和项数n,则公差d=[a(n)-a1]/(n-1)3.等差数列的应用等差数列在数学中有广泛的应用。
在实际生活与工作中,等差数列也有许多应用,例如:(1)数列求和在统计学中,对于某一样本的分析,常常需要对等差数列进行求和。
等差数列的和可用于计算公司业绩增长、资产负债变化等方面。
(2)财务预测在财务预测中,等差数列被广泛使用。
通过计算等差数列中的趋势,可以对公司的未来做出合理合理的预测,并做相应的决策。
(3)科技领域在科技领域中,等差数列的应用更加普及。
如数码相机中的闪光灯灯强度级别、台风每小时移动的距离等等,这些数据都是等差数列。
二、等比数列的性质与应用1.等比数列的定义等比数列是指数列中每一项与它的前一项的比等于同一个常数q的数列。
即:a2/a1=a3/a2=an/an-1=q其中a1为首项,q为公比,n为项数。
通项公式为an=a1*q^(n-1)2.等比数列的性质(1)公比q可以为负数,当q<0时,数列中的项与项之间的正负性不确定;当q>0时,数列整体是单调递增或递减的。
当q=1或q=-1时,数列是常数数列。
(2)等比数列前n项和Sn=a1(1-q^n)/(1-q)(3)若已知等比数列的首项a1,末项a(n),和项数n,则公比q=(a(n)/a1)^(1/(n-1))3.等比数列的应用等比数列的应用十分广泛。
等差数列与等比数列的性质与求和等差数列与等比数列是数学中常见的两种数列类型。
它们在数学和实际应用中有着广泛的应用。
本文将分别介绍等差数列与等比数列的性质以及它们求和的方法。
一、等差数列的性质与求和等差数列是指数列中每一项与其前一项之差都相等的数列。
如果一个数列满足这个条件,那么这个数列就是等差数列。
等差数列的通项公式为:an = a1 + (n-1)d其中,an表示数列中的第n项,a1表示数列的首项,d表示公差,n表示项数。
等差数列的性质如下:1. 任意项与对应项之差相等。
等差数列的每一项与其前一项之差都相等,即an - an-1 = d。
2. 等差数列的前n项和为n倍首项与公差之和的一半。
等差数列的前n项和Sn可以表示为:Sn = (a1 + an) * n / 2 = (2a1 + (n-1)d) * n / 2。
二、等比数列的性质与求和等比数列是指数列中每一项与其前一项的比都相等的数列。
如果一个数列满足这个条件,那么这个数列就是等比数列。
等比数列的通项公式为:an = a1 * r^(n-1)其中,an表示数列中的第n项,a1表示数列的首项,r表示公比,n 表示项数。
等比数列的性质如下:1. 任意项与对应项之比相等。
等比数列的每一项与其前一项的比都相等,即an / an-1 = r。
2. 等比数列的前n项和为首项与公比的n次幂减一的商与公比减一的商。
等比数列的前n项和Sn可以表示为:Sn = (a1 * (r^n - 1)) / (r - 1)。
三、等差数列与等比数列的应用等差数列和等比数列在数学和实际应用中都有着广泛的应用。
等差数列的应用包括:1. 数学中常见的算术运算中,如加减、乘除等。
2. 财务、经济学中的计算和推导。
3. 物理学中时间、距离等方面的推导。
等比数列的应用包括:1. 数学中常见的指数运算,如乘方、开方等。
2. 经济学、金融学中的计算和推导。
3. 生物学、物理学中比例关系的研究。
等差数列等比数列知识点归纳总结等差数列和等比数列是高中数学中非常重要的概念,它们在解决各种数学问题中都起着重要的作用。
本文将对等差数列和等比数列的基本概念、性质、求和公式以及应用进行归纳总结。
一、等差数列等差数列是指一个数列中的每一项与前一项之间的差都相等。
这个相等的差值被称为等差数列的公差,通常用字母d表示。
1. 基本概念一个等差数列可以以通项公式的形式表示为:an = a1 + (n - 1) * d,其中an表示数列的第n项,a1表示第一项,d表示公差。
2. 性质(1)公差:等差数列的公差d是等差数列中相邻两项的差,公差可以是正数、负数或零。
(2)公式:等差数列的通项公式为an = a1 + (n - 1) * d,其中n表示项数。
(3)前n项和:等差数列的前n项和可以通过求和公式Sn = n * (a1 + an) / 2来计算。
3. 应用等差数列广泛应用于数学和物理等领域,常见的应用包括:(1)数学题目中的差额、间隔、递推关系等。
(2)物理问题中的匀速直线运动、连续等差分布等。
(3)经济学中的利润、销售额等。
二、等比数列等比数列是指一个数列中的每一项与前一项之间的比都相等。
这个相等的比值被称为等比数列的公比,通常用字母r表示。
1. 基本概念一个等比数列可以以通项公式的形式表示为:an = a1 * r^(n-1),其中an表示数列的第n项,a1表示第一项,r表示公比。
2. 性质(1)公比:等比数列的公比r是等比数列中相邻两项的比值,公比可以是正数、负数或零。
(2)公式:等比数列的通项公式为an = a1 * r^(n-1),其中n表示项数。
(3)前n项和:等比数列的前n项和可以通过求和公式Sn = a1 * (1 - r^n) / (1 - r)来计算。
3. 应用等比数列也广泛应用于数学和物理等领域,常见的应用包括:(1)数学题目中的倍数关系、增长衰减等。
(2)物理问题中的连续等比分布、指数增长等。
等差数列与等比数列的性质数列在数学中起着重要的作用,它们是由一系列按照一定规律排列的数所组成的。
其中,等差数列和等比数列是最常见的两种数列类型,它们都有着自身特定的性质和规律。
本文将介绍等差数列和等比数列的性质以及它们在数学中的应用。
一、等差数列的性质等差数列是指数列中相邻两项之差固定的数列。
设数列的首项为a₁,公差为d,则它的一般项可表示为aₙ = a₁ + (n-1)d,其中n为项数。
1.1 等差数列的通项公式等差数列的通项公式可以通过首项和公差来表示。
假设首项为a₁,公差为d,则等差数列的通项公式为aₙ = a₁ + (n-1)d。
1.2 等差数列的前n项和等差数列的前n项和可以通过项数和首项、末项之和的一半再乘以项数来表示。
设前n项和为Sₙ,则Sₙ = n * (a₁ + aₙ) / 2。
1.3 等差数列的性质等差数列具有以下性质:(1)相邻两项之差相等;(2)任意三项成等差数列;(3)n个连续的自然数之和为n²;(4)若等差数列的和等于某项的积,则这些项必为等差数列。
二、等比数列的性质等比数列是指数列中相邻两项之比固定的数列。
设数列的首项为a₁,公比为q,则它的一般项可表示为aₙ = a₁ * q^(n-1),其中n为项数。
2.1 等比数列的通项公式等比数列的通项公式可以通过首项和公比来表示。
假设首项为a₁,公比为q,则等比数列的通项公式为aₙ = a₁ * q^(n-1)。
2.2 等比数列的前n项和等比数列的前n项和可以通过项数和首项、末项之差再除以公比再加1来表示。
设前n项和为Sₙ,则Sₙ = (a₁ * (q^n - 1)) / (q - 1)。
2.3 等比数列的性质等比数列具有以下性质:(1)相邻两项之比相等;(2)任意三项成等比数列;(3)若等比数列的前n项和存在,则当n趋向无穷时,和趋向于无穷;(4)若等比数列的各项均为正数,且和存在,则公比q必定在0到1之间。
三、等差数列与等比数列的应用等差数列与等比数列在数学中有着广泛的应用。
数列中的等比数列与等差数列——数列知识要点数列是数学中的一个重要概念,广泛应用于各个领域。
其中,等差数列和等比数列是数列中的两种常见类型。
本文将重点介绍数列中的等差数列和等比数列的基本概念、性质以及应用。
一、等差数列等差数列是指数列中相邻两项之差保持恒定的数列。
设数列为{an},其中a1为首项,d为公差,则有以下关系式:an = a1 + (n-1)d等差数列的性质如下:1. 公差d:等差数列中相邻两项之差保持恒定,这个差值称为公差。
2. 通项公式:等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1)d,可以通过该公式计算数列中任意一项的值。
3. 首项和末项:等差数列的首项为a1,末项为an。
4. 数列元素之和:等差数列的前n项和Sn可以通过以下公式计算:Sn = (n/2)(a1 + an)等差数列在实际问题中的应用非常广泛,例如计算机算法中的循环结构、金融领域中的利息计算等都可以归纳为等差数列的应用。
二、等比数列等比数列是指数列中相邻两项之比保持恒定的数列。
设数列为{an},其中a1为首项,r为公比,则有以下关系式:an = a1 * r^(n-1)等比数列的性质如下:1. 公比r:等比数列中相邻两项之比保持恒定,这个比值称为公比。
2. 通项公式:等比数列的通项公式为an = a1 * r^(n-1),可以通过该公式计算数列中任意一项的值。
3. 首项和末项:等比数列的首项为a1,末项为an。
4. 数列元素之和:等比数列的前n项和Sn可以通过以下公式计算(当r≠1时):Sn = a1 * (1 - r^n) / (1 - r)等比数列也有广泛的应用,例如在科学领域中的指数增长问题、经济领域中的复利计算等都可以归纳为等比数列的应用。
三、等差数列与等比数列的联系与区别等差数列和等比数列都是数列中常见的类型,它们之间有一些联系和区别。
联系:1. 通项公式:等差数列和等比数列都有通项公式,可以通过该公式计算数列中任意一项的值。
难点12 等差数列、等比数列的性质运用等差、等比数列的性质是等差、等比数列的概念,通项公式,前n 项和公式的引申.应用等差等比数列的性质解题,往往可以回避求其首项和公差或公比,使问题得到整体地解决,能够在运算时达到运算灵活,方便快捷的目的,故一直受到重视.高考中也一直重点考查这部分内容.●难点磁场(★★★★★)等差数列{a n }的前n 项的和为30,前2m 项的和为100,求它的前3m 项的和为_________.●案例探究[例1]已知函数f (x )=412-x (x <-2).(1)求f (x )的反函数f --1(x ); (2)设a 1=1,11+n a =-f --1(a n )(n ∈N *),求a n ;(3)设S n =a 12+a 22+…+a n 2,b n =S n +1-S n 是否存在最小正整数m ,使得对任意n ∈N *,有b n <25m 成立?若存在,求出m 的值;若不存在,说明理由.命题意图:本题是一道与函数、数列有关的综合性题目,着重考查学生的逻辑分析能力,属★★★★★级题目.知识依托:本题融合了反函数,数列递推公式,等差数列基本问题、数列的和、函数单调性等知识于一炉,结构巧妙,形式新颖,是一道精致的综合题.错解分析:本题首问考查反函数,反函数的定义域是原函数的值域,这是一个易错点,(2)问以数列{21na }为桥梁求a n ,不易突破.技巧与方法:(2)问由式子41121+=+nn a a 得22111nn a a -+=4,构造等差数列{21na },从而求得a n ,即“借鸡生蛋”是求数列通项的常用技巧;(3)问运用了函数的思想.解:(1)设y =412-x ,∵x <-2,∴x =-214y +,即y =f --1(x )=-214y +(x >0)(2)∵411,14122121=-∴+=++nn nn a a a a ,∴{21na }是公差为4的等差数列,∵a 1=1, 21na =211a +4(n -1)=4n -3,∵a n >0,∴a n =341-n .(3)b n =S n +1-S n =a n +12=141+n ,由b n <25m ,得m >1425+n , 设g (n )= 1425+n ,∵g (n )= 1425+n 在n ∈N *上是减函数,∴g (n )的最大值是g (1)=5,∴m >5,存在最小正整数m =6,使对任意n ∈N *有b n <25m 成立.[例2]设等比数列{a n }的各项均为正数,项数是偶数,它的所有项的和等于偶数项和的4倍,且第二项与第四项的积是第3项与第4项和的9倍,问数列{lg a n }的前多少项和最大?(lg2=0.3,lg3=0.4)命题意图:本题主要考查等比数列的基本性质与对数运算法则,等差数列与等比数列之间的联系以及运算、分析能力.属★★★★★级题目.知识依托:本题须利用等比数列通项公式、前n 项和公式合理转化条件,求出a n ;进而利用对数的运算性质明确数列{lg a n }为等差数列,分析该数列项的分布规律从而得解.错解分析:题设条件中既有和的关系,又有项的关系,条件的正确转化是关键,计算易出错;而对数的运算性质也是易混淆的地方.技巧与方法:突破本题的关键在于明确等比数列各项的对数构成等差数列,而等差数列中前n 项和有最大值,一定是该数列中前面是正数,后面是负数,当然各正数之和最大;另外,等差数列S n 是n 的二次函数,也可由函数解析式求最值.解法一:设公比为q ,项数为2m ,m ∈N *,依题意有⎪⎩⎪⎨⎧+=⋅--⋅=--⋅)(9)()(1)1(1)1(312131122121q a q a q a q a q q q a q q a m m 化简得⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎩⎪⎨⎧+==+10831 ),1(9114121a q q q a q q 解得.设数列{lg a n }前n 项和为S n ,则S n =lg a 1+lg a 1q 2+…+lg a 1q n -1=lg a 1n ·q 1+2+…+(n -1) =n lg a 1+21n (n -1)·lg q =n (2lg2+lg3)-21n (n -1)lg3=(-23lg )·n 2+(2lg2+27lg3)·n可见,当n =3lg 3lg 272lg 2+时,S n 最大.而4.024.073.043lg 3lg 272lg 2⨯⨯+⨯=+=5,故{lg a n }的前5项和最大.解法二:接前,⎪⎩⎪⎨⎧==311081q a ,于是lg a n =lg [108(31)n -1]=lg108+(n -1)lg 31, ∴数列{lg a n }是以lg108为首项,以lg 31为公差的等差数列,令lg a n ≥0,得2lg2-(n -4)lg3≥0,∴n ≤4.04.043.023lg 3lg 42lg 2⨯+⨯=+=5.5. 由于n ∈N *,可见数列{lg a n }的前5项和最大. ●锦囊妙计1.等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题的既快捷又方便的工具,应有意识去应用.2.在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.3.“巧用性质、减少运算量”在等差、等比数列的计算中非常重要,但用“基本量法”并树立“目标意识”,“需要什么,就求什么”,既要充分合理地运用条件,又要时刻注意题的目标,往往能取得与“巧用性质”解题相同的效果.●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若3231510=S S ,则lim ∞→n S n 等于( )32B. 32A.-C.2D.-2二、填空题2.(★★★★)已知a ,b ,a +b 成等差数列,a ,b ,ab 成等比数列,且0<log m (ab )<1,则m 的取值范围是_________.3.(★★★★)等差数列{a n }共有2n +1项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为_________.4.(★★★★)已知a 、b 、c 成等比数列,如果a 、x 、b 和b 、y 、c 都成等差数列,则ycx a +=_________.三、解答题5.(★★★★★)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=12,S 12>0,S 13<0.(1)求公差d 的取值范围;(2)指出S 1、S 2、…、S 12中哪一个值最大,并说明理由. 6.(★★★★★)已知数列{a n }为等差数列,公差d ≠0,由{a n }中的部分项组成的数列a 1b ,a 2b ,…,a nb ,…为等比数列,其中b 1=1,b 2=5,b 3=17.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)记T n =C 1n b 1+C 2n b 2+C 3n b 3+…+C nn b n ,求nn nn bT +∞→4lim.7.(★★★★)设{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,a 1=b 1=1,a 2+a 4=b 3,b 2·b 4=a 3,分别求出{a n }及{b n }的前n 项和S 10及T 10.8.(★★★★★){a n }为等差数列,公差d ≠0,a n ≠0,(n ∈N *),且a k x 2+2a k +1x +a k +2=0(k ∈N *)(1)求证:当k 取不同自然数时,此方程有公共根;(2)若方程不同的根依次为x 1,x 2,…,x n ,…,求证:数列11,,11,1121+++n x x x 为等差数列.参考答案难点磁场解法一:将S m =30,S 2m =100代入S n =na 1+2)1(-n n d ,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=-+1002)12(22302)1(11d m m ma d m m ma 2102)13(33,2010,4013212=-+=∴+==d m m ma S m m a md m 解得解法二:由]2)13([32)13(33113d m a m d m m ma S m -+=-+=知,要求S 3m 只需求m [a 1+2)13(d m -],将②-①得ma 1+ 2)13(-m m d =70,∴S 3m =210.解法三:由等差数列{a n }的前n 项和公式知,S n 是关于n 的二次函数,即S n =An 2+Bn (A 、B 是常数).将S m =30,S 2m =100代入,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=⋅+=+m B m A m B m A Bm Am 1020 1002)2(30222,∴S 3m =A ·(3m )2+B ·3m =210解法四:S 3m =S 2m +a 2m +1+a 2m +2+…+a 3m =S 2m +(a 1+2md )+…+(a m +2md )=S 2m +(a 1+…+a m )+m ·2md =S 2m +S m +2m 2d .由解法一知d =240m ,代入得S 3m =210.解法五:根据等差数列性质知:S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列,从而有:2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m )∴S 3m =3(S 2m -S m )=210 解法六:∵S n =na 1+2)1(-n n d ,∴nS n =a 1+2)1(-n n d∴点(n , nS n )是直线y =2)1(d x -+a 1上的一串点,由三点(m ,mS m ),(2m ,①②。