第二章 2.2 第2课时 等差数列的性质(优秀经典课时作业练习题及答案详解).
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习题课——等差数列习题课课时过关·能力提升1在等差数列{a n }中,已知a 1=13,a 1+a 6=4,a n =37,则n 等于() A.50B.49C.56D.51d ,因为a 1+a 6=2a 1+5d=4,a 1=13,所以d=23,所以a n =13+(n-1)×23=37,所以n=56.2在数列{a n }中,已知a 1=15,3a n+1=3a n -2,则该数列中相邻两项的乘积为负值的项是() A.a 21和a 22 B.a 22和a 23 C.a 23和a 24D.a 24和a 25a n+1=a n -23,所以数列{a n }是公差为-23的等差数列.所以a n =15+(n-1)×(-23).因为a 23=13,a 24=-13,所以a 23a 24<0.3已知在等差数列{a n }中,|a 3|=|a 9|,公差d<0,则使数列{a n }的前n 项和S n 取得最大值的自然数n 是()A .4或5B .5或6C .6或7D .不存在d<0,∴a 9<a 3,∵|a 3|=|a 9|,∴a 3=-a 9,∴a 3+a 9=0. 又a 3+a 9=2a 6=0,∴a 5>0.即前5项或前6项的和最大.4若数列{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2 003+a 2 004>0,a 2 003·a 2 004<0,则使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是() A.4 005B.4 006C.4 007D.4 008a 1>0,a 2003+a 2004>0,a 2003·a 2004<0,且数列{a n }为等差数列,所以数列{a n }是首项为正数,公差为负数的递减的等差数列,且a 2003是绝对值最小的正数,a 2004是绝对值最小的负数(第一个负数),且|a 2003|>|a 2004|.因为在等差数列{a n }中,a 2003+a 2004=a 1+a 4006>0,所以S 4006=4006(a 1+a 4006)2>0.所以使S n >0成立的最大正整数n 是4006.5已知数列{a n }的通项a n =11-2n ,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 10|=() A.25 B.50 C.52 D.1006已知f (n+1)=f (n )-14(n ∈N +),且f (2)=2,则f (101)=.a n =f (n ),则a n+1-a n =-14,∴数列{a n }为等差数列,且a 2=2.∴a n =a 2-14(n-2)=10-a 4.∴f (101)=a 101=-914. -9147设f (x )+f (1-x )=6,则f (-5)+f (-4)+…+f (0)+f (1)+…+f (6)=.S=f (-5)+f (-4)+…+f (0)+f (1)+…+f (6),①即S=f (6)+f (5)+…+f (1)+f (0)+…+f (-5).②则①+②得2S=[f (-5)+f (6)]+[f (-4)+f (5)]+…+[f (0)+f (1)]+[f (1)+f (0)]+…+[f (6)+f (-5)]=12×6=72.故S=36.8“等和数列”的定义:在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和都等于同一个常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和.已知数列{a n }是等和数列,且a 1=2,公和为5,那么a 18的值为.,可得a n +a n+1=5,所以a n+1+a n+2=5.所以a n+2-a n =0.因为a 1=2,所以a 2=5-a 1=3.所以当n 为偶数时,a n =3;当n 为奇数时,a n =2.所以a 18=3.9在等差数列{a n }中,其前n 项和为100,其后的2n 项和为500,则紧随其后的3n 项和为.,知S n =100,S 3n -S n =500,又S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…成等差数列,且公差为100.故S 6n -S 3n =(S 6n -S 5n )+(S 5n -S 4n )+(S 4n -S 3n )=600+500+400=1500.10在等差数列{a n }中,a 16+a 17+a 18=a 9=-18,其前n 项和为S n , (1)求S n 的最小值,并求出S n 取最小值时n 的值; (2)求T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |.因为a 16+a 17+a 18=a 9=-18,所以a 17=-6.又a 9=-18, 所以d=a 17-a 917-9=32.首项a 1=a 9-8d=-30.所以a n =32n-632. 若前n 项和S n 最小,则{a a ≤0,a a +1≥0,即{3a2-632≤0,32(a +1)-632≥0,所以n=20或n=21.故当n=20或n=21时,S n 取最小值. 最小值为S 20=S 21=-315. (2)由a n =32n-632≤0,得n ≤21.所以当n ≤21时,T n =-S n =34(41n-n 2), 当n>21时,T n =-a 1-a 2-…-a 21+a 22+…+a n=S n -2S 21=34(n 2-41n )+630.★11设数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a n=a aa+2(n-1)(n∈N+).(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)是否存在正整数n,使得a11+a22+…+a aa-(n-1)2=2 015?若存在,求出n的值;若不存在,说明理由.S n=na n-2(n-1)n.n≥2时,a n=S n-S n-1=na n-2(n-1)n-(n-1)·a n-1+2(n-2)(n-1).∴a n-a n-1=4.∴数列{a n}为a1=1,d=4的等差数列.∴a n=1+(n-1)4=4n-3.(2)由(1),得S n=n(4n-3)-2(n-1)n=(2n-1)n.∴a aa=2n-1.故a11+a22+…+a aa=n2,∴n2-(n-1)2=2015,解得n=1008.故存在n=1008满足题意.★12设数列{a n}的前n项和为S n,点(a,a aa)(n∈N+)均在函数y=3x-2的图象上, (1)求证:数列{a n}为等差数列;(2)T n是数列{3a a a a+1}的前n项和,求证:37≤T n<12.由题意得,a aa=3n-2,即S n=3n2-2n,当n≥2时,a n=S n-S n-1=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5;当n=1时,a1=S1=1.所以a n=6n-5(n∈N+).又a n-a n-1=6n-5-[6(n-1)-5]=6,故{a n}是等差数列.(2)由(1)知,设b n=3a a a a+1,则b n=3a a a a+1=3(6a-5)[6(a+1)-5]=1 2(16a-5-16a+1),故T n =12[(1-17)+(17-113)+…+(16a -5-16a +1)]=12(1-16a +1),又n ∈N +,所以0<16a +1≤17,故37≤T n <12.。
[课时作业][A 组 基础巩固]1.解析:由等差数列的性质得a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0,选B.答案:B2.解析:∵数列{a n }是等差数列,∴a n +1-a n =d (常数).对于A ,b n +1-b n =a n -a n +1=-d ,正确;对于B 不一定正确,如a n =n ,则b n =a 2n =n 2,显然不是等差数列;对于C 和D ,a n 及1a n不一定有意义,故选A. 答案:A3.解析:∵2a 4=a 2+a 6=1-1=0,∴a 4=0.答案:C4.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ a 2·a 4=12,a 2+a 4=8,d <0⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a 2=6,a 4=2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,d =-2, ∴a n =a 1+(n -1)d =8+(n -1)·(-2)=-2n +10.答案:D5.解析:由等差数列的性质有a 1+a 8=a 4+a 5,故选B.答案:B6.解析:由a 25是a 15与a 35的等差中项知2a 25=a 15+a 35,∴a 35=2a 25-a 15=2×66-33=99.答案:997.解析:由等差数列的性质可知,a 2+a 8=a 4+a 6=a 3+a 7,∴a 2+a 4+a 6+a 8=37×2=74.答案:748.解析:设数列{a n }的公差为d .法一:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 5=a 1+4d =a ,a 10=a 1+9d =b , 解得⎩⎨⎧ a 1=9a -4b 5,d =b -a 5,∴a 15=a 1+14d =9a -4b 5+14×b -a 5=2b -a . 法二:d =a 10-a 510-5=b -a 5,∴a 15=a 10+5d =b +5×b -a 5=2b -a . 法三:∵a 5,a 10,a 15成等差数列,∴a 5+a 15=2a 10.∴a 15=2a 10-a 5=2b -a .答案:2b -a9.解析:由题意可设最低一级宽度为a 1,梯子的宽度依次成等差数列,设为{a n },依题意a 12=33,由a 12=a 1+(12-1)d ⇒33=110+11d ,∴d =-7,∴a n =110+(n -1)×(-7),∴a 2=103,a 3=96,a 4=89,a 5=82,a 6=75,a 7=68,a 8=61,a 9=54,a 10=47,a 11=40, 故梯子中间各级的宽度依次为103,96,89,82,75,68,61,54,47,40.10.解析:显然a -4<a +2,(1)若a -4,a +2,26-2a 成等差数列,则(a -4)+(26-2a )=2(a +2),∴a =6,相应的等差数列为:2,8,14.(2)若a -4,26-2a ,a +2成等差数列,则(a -4)+(a +2)=2(26-2a ),∴a =9,相应的等差数列为:5,8,11.(3)若26-2a ,a -4,a +2成等差数列,则(26-2a )+(a +2)=2(a -4),∴a =12,相应的等差数列为:2,8,14.[B 组 能力提升]1.解析:由等差数列的性质得a 1+a 7+a 13=3a 7=4π,∴a 7=4π3. ∴tan(a 2+a 12)=tan(2a 7)=tan8π3=tan 2π3=- 3. 答案:D2.解析:由等差数列的性质知a 1+a 2+…+a 10=5(a 5+a 6)=5×4=20,从而log 2(2a 1·2a 2·…·2a 10)=log 2220=20.答案:B3.解析:由题设知a n +m 3n -a n -1+m 3n -1=3a n -1+3n -1+m 3n -a n -1+m 3n -1=3n -1-2m 3n =1-1+2m 3n 为常数,则1+2m =0,故m =-12.答案:-124.解析:n -m =3d 1,d 1=13(n -m ). 又n -m =4d 2,d 2=14(n -m ). ∴d 1d 2=13·(n -m )14·(n -m )=43. 答案:435.解析:设两个数列分别为{a n }与{b k }.则a 1=5,d 1=8-5=3,通项公式a n =5+(n -1)·3=3n +2;b 1=3,d 2=7-3=4,通项公式b k =3+(k -1)·4=4k -1.设数列{a n }的第n 项与{b k }的第k 项相同,即a n =b k ,也就是3n +2=4k -1,∴n =43k -1,而n ∈N *,k ∈N *, ∴k 必须为3的倍数,设k =3r (r ∈N *),得n =4r -1.由条件知⎩⎪⎨⎪⎧1≤3r ≤100,1≤4r -1≤100, 解得12≤r ≤1014. 又r ∈N *,∴1≤r ≤25(r ∈N *).∴共有25个共同的项.6.解析:(1)设数列{a n }是等差数列,则a n +1-a n =[p (n +1)2+q (n +1)]-(pn 2+qn )=2pn +p +q , 若2pn +p +q 是一个与n 无关的常数,则2p =0,即p =0,q ∈R.∴当p =0,q ∈R 时,数列{a n }是等差数列.(2)证明:∵a n +1-a n =2pn +p +q ,∴a n +2-a n +1=2p (n +1)+p +q ,∴(a n +2-a n +1)-(a n +1-a n )=[2p (n +1)+p +q ]-(2pn +p +q )=2p (常数). ∴对任意的实数p 和q ,数列{a n +1-a n }都是等差数列.。
等差数列的性质(30分钟60分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.在等差数列{a n}中,若a2=4,a4=2,则a6= ( )A.-1B.0C.1D.6【解析】选B.由等差数列的性质得a6=2a4-a2=2×2-4=0.2.等差数列{a n}中a2=5,a6=33,则a3+a5= ( )A.35B.38C.45D.48【解析】选B.由等差数列的性质知a3+a5=a2+a6=38.3.在等差数列{a n}中,a2 000=log27,a2 022=log2,则a2 011= ( )A.0B.7C.1D.49【解析】选A.因为数列{a n}是等差数列,所以由等差数列的性质可知2a2 011=a2 000+a2 022=log27+log2=log21=0,故a2 011=0.4.等差数列{a n}中,已知a3=10,a8=-20,则公差d= ( )A.3B.-6C.4D.-3【解析】选B.由等差数列的性质,得a8-a3=(8-3)d=5d,所以d==-6.5.已知等差数列{a n}中,a2+a5+a8=9,那么关于x的方程x2+(a4+a6)x+10=0( ) A.无实根 B.有两个相等实根C.有两个不等实根D.不能确定有无实根【解析】选A.因为a4+a6=a2+a8=2a5,a2+a5+a8=3a5=9,所以a5=3,则方程为x2+6x+10=0,因为Δ=62-4×10=-4<0,所以方程无实根.6.设数列{a n},{b n}都是等差数列.若a1+b1=7,a3+b3=21,则a5+b5= ( )A.15B.25C.35D.45【解析】选 C.方法一:设{a n},{b n}的公差分别为d1,d2,因为a3+b3=(a1+2d1)+(b1+2d2)=(a1+b1)+2(d1+d2)=7+2(d1+d2)=21,所以d1+d2=7,a5+b5=(a3+b3)+2(d1+d2)=21+2×7=35.方法二:因为数列{a n},{b n}都是等差数列,所以{a n+b n}也构成等差数列,所以2(a3+b3)=(a1+b1)+(a5+b5),所以2×21=7+a5+b5,所以a5+b5=35.二、填空题(每小题5分,共10分)7.在等差数列{a n}中,a7+a9=16,a4=1,则a12=________.【解析】因为数列{a n}为等差数列,所以a7+a9=a4+a12,a12=16-1=15.答案:158.(2019·大庆高一检测)在等差数列中,若a2+a8=10.则-2a5=__________.【解析】因为数列为等差数列,a2+a8=a4+a6=2a5=10,所以-2a5=102-10=90.答案:90三、解答题(每小题10分,共20分)9.在等差数列{a n}中,a3+a12=60,a6+a7+a8=75,求a n.【解析】由a6+a7+a8=3a7=75得a7=25,因为得故a n=a1+(n-1)d=-35+10(n-1)=10n-45.10.在等差数列{a n}中,若a1+a2+…+a5=30,a6+a7+…+a10=80,求a11+a12+…+a15.【解析】方法一:由等差数列的性质得a1+a11=2a6,a2+a12=2a7,…,a5+a15=2a10.所以(a1+a2+…+a5)+(a11+a12+…+a15)=2(a6+a7+…+a10).所以a11+a12+…+a15=2(a6+a7+…+a10)-(a1+a2+…+a5)=2×80-30=130.方法二:因为数列{a n}是等差数列,所以a1+a2+…+a5,a6+a7+…+a10,a11+a12+…+a15也成等差数列,即30,80,a11+a12+…+a15成等差数列,所以30+(a11+a12+…+a15)=2×80,a11+a12+…+a15=130.(45分钟75分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.数列{a n}满足3+a n=且a2+a4+a6=9,则log6(a5+a7+a9)的值是( )A.-2B.-C.2D.【解析】选C.因为-a n=3,所以{a n}为等差数列,且d=3.a2+a4+a6=9=3a4,所以a4=3,a5+a7+a9=3a7=3(a4+3d)=3(3+3×3)=36,所以log6(a5+a7+a9)=log636=2.2.(2017·全国卷Ⅱ改编)已知等差数列{a n}满足a4+a5=24,a1+a2+a3+a4+a5+a6=48,则{a n}的公差为( )A.1B.2C.4D.8【解析】选C.因为a1+a2+a3+a4+a5+a6=48,所以3(a3+a4)=48,即a3+a4=16 ①,又因为a4+a5=24 ②,②-①得a5-a3=8,故d==4.3.《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( ) A.1升 B.升 C.升 D.升【解析】选 B.设所构成的等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,则有即解得所以a5=a1+4d=,即第5节的容积为升.4.已知数列{a n}为等差数列且a1+a7+a13=4π,则tan(a2+a12)的值为( )A. B.± C.- D.-【解析】选D.由等差数列性质知a1+a13=2a7,即3a7=4π,所以a7=,所以a2+a12=2a7=, 即tan(a2+a12)=-.【补偿训练】在等差数列{a n}中,a2=3,a3+a4=9,则a1a6的值为()A.14B.18C.21D.27【解析】选A.因为a2=3,a3+a4=9,所以a2+a3+a4=12,即3a3=12,故a3=4,a4=5,所以a n=n+1,所以a1a6=2×7=14.5.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种计量单位).这个问题中,甲所得为( )A.钱B.钱C.钱D.钱【解析】选B.依据题意,设甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱分别为a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,则由题意可知a-2d+a-d=a+a+d+a+2d,即a=-6d.又因为a-2d+a-d+a+a+d+a+2d=5a=5,解得a=1.则a-2d=a-2×=a=,故选B.二、填空题(每小题5分,共20分)6.已知数列{a n}是等差数列,若a4+a7+a10=17,a4+a5+a6+…+a12+a13+a14=77,且a k=13,则k=________.【解析】因为a4+a7+a10=3a7=17,所以a7=.因为a4+…+a14=11a9=77,所以a9=7,d=,所以a k-a9=(k-9)d.即13-7=(k-9)×,解得k=18.答案:187.已知在等差数列{a n}中,a3,a15是方程x2-6x-1=0的两根,则a7+a8+a9+a10+a11= ________. 【解析】由题意知a3+a15=6,即2a9=6,所以a9=3,根据等差数列的性质知a7+a11=a8+a10=2a9,所以a7+a8+a9+a10+a11=5a9=15.答案:15【延伸探究】本题条件不变,则a1+a2+…+a17=________.【解析】a1+a2+…+a17=17a9=17×3=51.答案:518.在等差数列{a n}中,a5+a6=4,则log2(··…·)=________.【解析】在等差数列{a n}中,a5+a6=4,所以a1+a10=a2+a9=a3+a8=a4+a7=a5+a6=4,所以a1+a2+…+a10=(a1+a10)+(a2+a9)+(a3+a8)+(a4+a7)+(a5+a6)=5(a5+a6)=20,则log2(··…·)=log2=a1+a2+…+a10=20.答案:209.已知(x2-2x+m)(x2-2x+n)=0的4个根组成首项为的等差数列,则|m-n|=________.【解析】因为y=x2-2x+m与y=x2-2x+n有相同的对称轴,设四个根分别为x1,x2,x3,x4,不妨设x1,x4为x2-2x+m=0的两根,x2,x3为x2-2x+n=0的两根,则不妨令x1=,所以x4=,x2=,x3=,所以m=,n=,所以|m-n|=.答案:三、解答题(每小题10分,共30分)10.某产品按质量分10个档次,生产最低档次的产品的利润是8元/件,每提高一个档次,利润每件增加2元,同时每提高一个档次,产量减少3件,在相同的时间内,最低档次的产品可生产60件.试问:在相同的时间内,应选择生产第几档次的产品可获得最大利润?(设最低档次为第一档次)【解析】设在相同的时间内,从低到高每档产品的产量分别为a1,a2,…,a10,利润分别为b1,b2,…,b10,则{a n},{b n}均为等差数列,且a1=60,d1=-3,b1=8,d2=2,所以a n=60-3(n-1)=-3n+63,b n=8+2(n-1)=2n+6,所以利润f(n)=a n b n=(-3n+63)(2n+6)=-6n2+108n+378=-6(n-9)2+864.所以当n=9时,f(n)max=f(9)=864.所以在相同的时间内生产第9档次的产品可以获得最大利润.11.四个数成递增等差数列,中间两数的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.【解析】设这四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差为2d),依题意,2a=2,且(a-3d)(a+3d)=-8,即a=1,a2-9d2=-8,所以d2=1,所以d=1或d=-1.又四个数成递增等差数列,所以d>0,所以d=1,故所求的四个数为-2,0,2,4.【补偿训练】已知单调递增等差数列{a n}的前三项之和为21,前三项之积为231,求数列{a n}的通项公式.【解析】方法一: 考虑从a1和d出发来确定a n.由题意可得则解得a1=3,d=4或a1=11,d=-4.注意到数列为单调递增数列,因此舍去a1=11,d=-4.从而等差数列{a n}的通项公式为a n=4n-1.方法二: 由于数列为等差数列,因此可设等差数列前三项为a-d,a,a+d,于是可得即即a=7,d2=16,由于数列为单调递增数列,因此d=4,从而a n=4n-1.12.已知等差数列{a n}中,公差d>0,a2·a3=45,a1+a4=14.(1)求数列{a n}的通项公式.(2)令b n=(n∈N*),是否存在一个非零常数c,使数列{b n}也为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)因为等差数列{a n}中,公差d>0,a2·a3=45,a1+a4=14,所以(a1+d)(a1+2d)=45,a1+a1+3d=14,解得a1=1,d=4,或a1=13,d=-4(舍),所以a n=a1+(n-1)d=1+4(n-1)=4n-3.(2)b n==2n-,因为数列{b n}为等差数列,所以=0,即n(1+2c)=0,所以1+2c=0,所以c=-.。
高中数学第二章数列2.2.2等差数列的性质练习含解析新人教A 版必修5081939知识点一 等差数列的性质的运用1.等差数列{a n }中,a 2+a 5+a 8=9,那么关于x 的方程:x 2+(a 4+a 6)x +10=0( ) A .无实根 B .有两个相等实根C .有两个不等实根D .不能确定有无实根 答案 A解析 由于a 4+a 6=a 2+a 8=2a 5,而3a 5=9,∴a 5=3,方程为x 2+6x +10=0,Δ=62-4×10<0,无实数解.故选A . 2.在等差数列{a n }中,已知a 1=2,a 2+a 3=13,则a 4+a 5+a 6等于( ) A .40 B .42 C .43 D .45 答案 B解析 a 2+a 3=2a 1+3d =13,又a 1=2,∴d =3. ∴a 4+a 5+a 6=3a 5=3(a 1+4d )=3(2+12)=42.3.在等差数列{a n }中,若a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=80,则a 7-12a 8的值为( )A .4B .6C .8D .10 答案 C解析 由a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=5a 6=80,∴a 6=16,∴a 7-12a 8=12(2a 7-a 8)=12(a 6+a 8-a 8)=12a 6=8. 4.下列命题中正确的个数是( )(1)若a ,b ,c 成等差数列,则a 2,b 2,c 2一定成等差数列; (2)若a ,b ,c 成等差数列,则2a ,2b ,2c 可能成等差数列;(3)若a ,b ,c 成等差数列,则ka +2,kb +2,kc +2一定成等差数列; (4)若a ,b ,c 成等差数列,则1a ,1b ,1c可能成等差数列.A .4个B .3个C .2个D .1个 答案 B解析 对于(1)取a =1,b =2,c =3⇒a 2=1,b 2=4,c 2=9,(1)错误;对于(2),a =b =c ⇒2a=2b=2c,(2)正确;对于(3),∵a ,b ,c 成等差数列,∴a +c =2b .∴(ka +2)+(kc +2)=k (a +c )+4=2(kb +2),(3)正确;对于(4),a =b =c ≠0⇒1a =1b=1c,(4)正确,综上选B .5.已知等差数列{a n }中,a 2+a 3+a 10+a 11=36,则a 5+a 8=________. 答案 18解析 a 5+a 8=a 2+a 11=a 3+a 10,又a 2+a 3+a 10+a 11=36,∴a 5+a 8=18.知识点二 等差数列性质的综合运用6.在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=36,则a 6=( ) A .8 B .6 C .4 D .3 答案 D解析 由等差数列的性质可知,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=2×3a 3+3×2a 9=6(a 3+a 9)=6×2a 6=12a 6=36,∴a 6=3.故选D .7.设公差为-2的等差数列{a n },如果a 1+a 4+a 7+…+a 97=50,那么a 3+a 6+a 9+…+a 99等于( )A .-182B .-78C .-148D .-82 答案 D解析 a 3+a 6+a 9+…+a 99=(a 1+2d )+(a 4+2d )+(a 7+2d )+…+(a 97+2d )=(a 1+a 4+…+a 97)+2d ×33=50+2×(-2)×33=-82.8.已知数列{a n }满足a 1=1,若点a n n ,a n +1n +1在直线x -y +1=0上,则a n =________.答案 n 2解析 依题意得a n n -a n +1n +1+1=0,即a n +1n +1-a nn=1,∴数列a nn为等差数列,且公差d =1. 又a 11=1,∴a nn=1+(n -1)×1=n ,a n =n 2.9.已知△ABC 的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC 的面积为________.答案 15 3解析 不妨设∠A =120°,c <b ,则a =b +4,c =b -4,于是cos120°=b 2+b -42-b +422b b -4=-12,解得b =10,所以S =12bc sin120°=153.易错点 忽略等差数列性质的本质10.在等差数列{a n }中,a 2+a 3+a 4+a 5=34,a 2·a 5=52,且a 4>a 2,则a 5=________. 易错分析 等差数列的“下标和”性质:若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q .而学生易错算为a m +a n =a m +n 导致结果算错.答案 13解析 ∵a 2+a 3+a 4+a 5=34,且a 3+a 4=a 2+a 5, ∴2(a 2+a 5)=34,∴a 2+a 5=17.又a 2·a 5=52,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,a 5=13或⎩⎪⎨⎪⎧a 2=13,a 5=4,又a 4>a 2,∴a 4-a 2=2d >0,∴d >0,∴a 5>a 2,∴a 5=13.一、选择题1.若{a n }是等差数列,则下列数列为等差数列的有( ) ①{a n +a n +1};②{a 2n };③{a n +1-a n };④{2a n };⑤{2a n +n }. A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 答案 D解析 设等差数列{a n }的公差为d .对于①,(a n +a n +1)-(a n -1+a n )=(a n -a n -1)+(a n +1-a n )=2d (n ≥2), ∴{a n +a n +1}是以2d 为公差的等差数列;对于②,a 2n +1-a 2n =(a n +1-a n )(a n +a n +1)=d (a n +a n +1)≠常数,∴{a 2n }不是等差数列; 对于③,∵a n +1-a n =d ,∴{a n +1-a n }为常数列; ∴{a n +1-a n }为等差数列;对于④,∵2a n +1-2a n =2d ,∴{2a n }为等差数列; 对于⑤,(2a n +1+n +1)-(2a n +n )=2d +1,∴{2a n +n }为等差数列.故选D .2.在等差数列{a n }中,若a 4+a 6+a 8+a 10+a 12=120,则a 9-13a 11的值为( )A .14B .15C .16D .17 答案 C解析 由题意知5a 8=120,∴a 8=24, ∴a 9-13a 11=(a 8+d )-13(a 8+3d )=23a 8=16.3.在等差数列{a n }中,a 10=30,a 20=50,则a 40=( ) A .40 B .70 C .80 D .90 答案 D解析 在等差数列中,间隔相等的项成等差数列, ∴a 10=30,a 20=50,a 30=70,a 40=90.故选D .4.在3与27之间插入7个数,使这9个数成等差数列,则插入这7个数中的第4个数值为( )A .18B .9C .12D .15 答案 D解析 设这7个数分别为a 1,a 2,…,a 7,易知a 4是3与27的等差中项,∴a 4=3+272=15.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k =( ) A .24 B .23 C .22 D .21 答案 B解析 由3a n +1=3a n -2得a n +1-a n =-23,所以数列{a n }为首项a 1=15,公差d =-23的等差数列,所以a n =15-23(n -1)=-23n +473,则由a k ·a k +1<0得a k >0,a k +1<0,令a n =-23n+473=0得n =472,所以a 23>0,a 24<0,所以k =23.故选B . 二、填空题6.若lg 2,lg (2x -1),lg (2x+3)成等差数列,则x =________. 答案 log 25解析 由题意得2lg (2x -1)=lg 2+lg (2x+3), 所以(2x-1)2=2·(2x +3),即(2x -5)(2x+1)=0, 所以2x =5,即x =log 25.7.中位数为1010的一组数构成等差数列,其末项为2015,则该数列的首项为________.答案 5解析 易判断中位数1010是首项和末项的等差中项,故首项为2×1010-2015=5. 8.若{a n }为等差数列,且a 1+a 5+a 9=π,则cos(a 2+a 8)的值为________. 答案 -12解析 ∵{a n }为等差数列,∴a 1+a 9=2a 5=a 2+a 8.代入a 1+a 5+a 9=π,得32(a 2+a 8)=π,∴a 2+a 8=2π3,从而cos(a 2+a 8)=-12.三、解答题9.已知数列{a n },a n =2n -1,b n =a 2n -1. (1)求{b n }的通项公式;(2)数列{b n }是否为等差数列?说明理由. 解 (1)∵a n =2n -1,b n =a 2n -1, ∴b n =a 2n -1=2(2n -1)-1=4n -3.(2)由b n =4n -3,知b n -1=4(n -1)-3=4n -7. ∵b n -b n -1=(4n -3)-(4n -7)=4, ∴{b n }是首项b 1=1,公差为4的等差数列.10.已知等差数列{a n },设b n =12an ,已知b 1+b 2+b 3=218,b 1b 2b 3=18,求数列{a n }的通项公式.解 ∵b 1+b 2+b 3=218,b n =12an .∴12a 1+12a 2+12a 3=218,∵b 1b 2b 3=18, ∴12a 1·12a 2·12a 3=18, ∴12a 1+a 2+a 3=18,∴a 1+a 2+a 3=3. 又∵a 1,a 2,a 3成等差数列,可设a 1=a 2-d ,a 3=a 2+d ,于是a 2=1. 由121-d +12+121+d =218. ∴1212d +12·12d =178,∴12×2d +12×2-d=178, ∴2d +2-d=174,解得d =2或d =-2.当d =2时,a 1=1-d =-1,∴a n =2n -3; 当d =-2时,a 1=1-d =3, ∴a n =3-2(n -1)=-2n +5, ∴所求通项公式为当a 1=-1,d =2时,a n =2n -3; 当a 1=3,d =-2时,a n =-2n +5.。
学习目标 1。
能根据等差数列的定义推出等差数列的常用性质.2。
能运用等差数列的性质解决有关问题.知识点一 等差数列通项公式的推广思考1 已知等差数列{a n }的首项a 1和公差d 能表示出通项a n =a 1+(n -1)d ,如果已知第m 项a m 和公差d ,又如何表示通项a n ? 答案 设等差数列的首项为a 1,则a m =a 1+(m -1)d ,变形得a 1=a m -(m -1)d ,则a n =a 1+(n -1)d =a m -(m -1)d +(n -1)d=a m +(n -m )d .思考2 由思考1可得d =错误!,d =错误!,你能联系直线的斜率解释一下这两个式子的几何意义吗?答案 等差数列通项公式可变形为a n =dn +(a 1-d ),其图象为一条直线上孤立的一系列点,(1,a 1),(n ,a n ),(m ,a m )都是这条直线上的点.d 为直线的斜率,故两点(1,a 1),(n ,a n )连线的斜率d =a n -a 1n -1.当两点为(n ,a n ),(m ,a m )时,有d =错误!.梳理等差数列{a n}中,若公差为d,则a n=a m+(n-m)d,当n ≠m时,d=错误!。
知识点二等差数列的性质思考还记得高斯怎么计算1+2+3+…+100的吗?推广到一般的等差数列,你有什么猜想?答案利用1+100=2+99=…。
在有穷等差数列中,与首末两项“等距离"的两项之和等于首项与末项的和.即a1+a n=a2+a n-1=a3+a n =…。
-2梳理在等差数列{a n}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则a m+a n=a p+a q。
特别地,若m+n=2p,则a n+a m=2a p。
知识点三由等差数列衍生的新数列思考若{a n}是公差为d的等差数列,那么{a n+a n+2}是等差数列吗?若是,公差是多少?答案∵(a n+1+a n+3)-(a n+a n+2)=(a n+1-a n)+(a n+3-a n+2)=d+d=2d.∴{a n+a n+2}是公差为2d的等差数列.梳理若{a n},{b n}分别是公差为d,d′的等差数列,则有数列结论{c+a n}公差为d的等差数列(c为任一常数){c·a n}公差为cd的等差数列(c为任一常数){a n+a n+k}公差为2d的等差数列(k为常数,k∈N*){pa n +qb n}公差为pd+qd′的等差数列(p,q为常数)类型一等差数列推广通项公式的应用例1 在等差数列{a n}中,已知a2=5,a8=17,求数列的公差及通项公式.解因为a8=a2+(8-2)d,所以17=5+6d,解得d=2.又因为a n=a2+(n-2)d,所以a n=5+(n-2)×2=2n+1。
第2课时 等差数列前n 项和的性质一、选择题1.已知数列{a n }满足a n =26-2n ,则使其前n 项和S n 取最大值的n 的值为( )A .11或12B .12C .13D .12或13答案 D解析 ∵a n =26-2n ,∴a n -a n -1=-2,∴数列{a n }为等差数列.又a 1=24,d =-2,∴S n =24n +n (n -1)2×(-2)=-n 2+25n =-⎝⎛⎭⎫n -2522+6254. ∵n ∈N +,∴当n =12或13时,S n 最大,故选D.2.等差数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=-24,a 18+a 19+a 20=78,那么此数列前20项的和为( )A .160B .180C .200D .220答案 B解析 由a 1+a 2+a 3=3a 2=-24,得a 2=-8,由a 18+a 19+a 20=3a 19=78,得a 19=26,于是S 20=10(a 1+a 20)=10(a 2+a 19)=10×(-8+26)=180.3.数列{a n }为等差数列,它的前n 项和为S n ,若S n =(n +1)2+λ,则λ的值是( )A .-2B .-1C .0D .1答案 B解析 ∵等差数列前n 项和S n 的形式为S n =An 2+Bn ,∴λ=-1.4.在等差数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S 2 011=S 2 016,S k =S 2 008,则正整数k 为( )A .2 017B .2 018C .2 019D .2 020 答案 C解析 因为等差数列的前n 项和S n 是关于n 的二次函数,所以由二次函数的对称性及S 2 011=S 2 016,S k =S 2 008,可得2 011+2 0162=2 008+k 2,解得k =2 019.故选C. 5.若数列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3(n ∈N +),则数列{a n }的前n 项和数值最大时,n 的值为( )A .6B .7C .8D .9答案 B解析 因为a n +1-a n =-3,所以数列{a n }是以19为首项,-3为公差的等差数列,所以a n=19+(n -1)×(-3)=22-3n .设前k 项和最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧ a k ≥0,a k +1≤0,所以⎩⎪⎨⎪⎧22-3k ≥0,22-3(k +1)≤0,即193≤k ≤223. 因为k ∈N +,所以k =7.故满足条件的n 的值为7.6.已知{a n }为项数为2n +1的等差数列,其奇数项的和与偶数项的和之比为( ) A.2n +1n B.n +1n C.n -1n D.n +12n答案 B解析 S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2, ∵a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 奇S 偶=n +1n . 7.已知等差数列{a n }中,a 1 009=4,S 2 018=2 018,则S 2 019等于( )A .-2 019B .2 019C .-4 038D .4 038答案 C解析 因为{a n }是等差数列,所以S 2 018=1 009(a 1+a 2 018)=1 009(a 1 009+a 1 010)=2 018,则a 1 009+a 1 010=2.又a 1 009=4,所以a 1 010=-2,则S 2 019=2 019(a 1+a 2 019)2=2 019a 1 010=-4 038.8.设数列{a n }为等差数列,其前n 项和为S n ,已知a 1+a 4+a 7=99,a 2+a 5+a 8=93,若对任意n ∈N +,都有S n ≤S k 成立,则k 的值为( )A .22B .21C .20D .19答案 C解析 对任意n ∈N +,都有S n ≤S k 成立,即S k 为S n 的最大值.因为a 1+a 4+a 7=99,a 2+a 5+a 8=93,所以a 4=33,a 5=31,故公差d =-2,a n =a 4+(n -4)d =41-2n ,当S n 取得最大值时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,解得1912≤n ≤2012. 即满足对任意n ∈N +,都有S n ≤S k 成立的k 的值为20.二、填空题9.数列{a n }的前n 项和S n =3n 2-2n +1(n ∈N +),则它的通项公式是______________________.答案 a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2,n ∈N + 解析 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n 2-2n +1-[3(n -1)2-2(n -1)+1]=6n -5, 当n =1时,a 1=S 1=3×12-2×1+1=2,不符合上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,6n -5,n ≥2,n ∈N +. 10.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 4=1,S 5=10,则当S n 取得最大值时,n 的值为________.答案 4或5解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=a 1+3d =1,S 5=5a 1+5×42d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-1, ∴a 5=a 1+4d =0,∴S 4=S 5且同时最大.∴n =4或5.11.已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且A n B n =7n +45n +3(n ∈N +),则a 7b 7+a 9b 11=________. 答案 463解析 设A n =kn (7n +45),B n =kn (n +3),则n ≥2,n ∈N +时,a n =A n -A n -1=k (14n +38),b n =k (2n +2),则a 7b 7=k (14×7+38)k (2×7+2)=172,a 9b 11=k (14×9+38)k (2×11+2)=416,所以a 7b 7+a 9b 11=172+416=463. 三、解答题12.设等差数列{a n }满足a 3=5,a 10=-9.(1)求{a n }的通项公式;(2)求{a n }的前n 项和S n 及使得S n 最大的自然数n 的值. 解 (1)由a n =a 1+(n -1)d 及a 3=5,a 10=-9,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+9d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9,d =-2, 所以数列{a n }的通项公式为a n =11-2n ,n ∈N +.(2)由(1)知,S n =na 1+n (n -1)2d =10n -n 2. 因为S n =-(n -5)2+25,所以当n =5时,S n 取得最大值.13.数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2-2a n +1+a n =0 (n ∈N +).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |,求T n . 解 (1)∵a n +2-2a n +1+a n =0, ∴a n +2-a n +1=a n +1-a n ,∴{a n }是等差数列,又∵a 1=8,a 4=2, ∴d =-2,a n =a 1+(n -1)d =10-2n ,n ∈N +.(2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n =8n +n (n -1)2×(-2)=9n -n 2. ∵a n =10-2n ,令a n =0,得n =5. 当n >5时,a n <0;当n =5时,a n =0;当n <5时,a n >0.∴当n >5时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =S 5-(S n -S 5)=2S 5-S n=2×(9×5-25)-9n +n 2=n 2-9n +40, 当n ≤5时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =9n -n 2.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧9n -n 2,n ≤5,n ∈N +,n 2-9n +40,n ≥6,n ∈N +.14.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 4=40,S n =210,S n -4=130,则n 等于( )A .12B .14C .16D .18 答案 B解析 因为S n -S n -4=a n +a n -1+a n -2+a n -3=80,S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=40,所以4(a 1+a n )=120,a 1+a n =30,由S n =n (a 1+a n )2=210,得n =14. 15.已知S n ,T n 分别是等差数列{a n },{b n }的前n 项和,且S n T n =2n +14n -2(n ∈N +),则a 10b 3+b 18+a 11b 6+b 15=________.答案 4178解析 因为b 3+b 18=b 6+b 15=b 10+b 11,所以a 10b 3+b 18+a 11b 6+b 15=a 10+a 11b 10+b 11=10(a 10+a 11)10(b 10+b 11)=S 20T 20=2×20+14×20-2=4178.。
第二课时等差数列的性质及简单应用[选题明细表]基础巩固1.在等差数列{a n}中,a1+a9=10,则a5的值为( A )(A)5 (B)6 (C)8 (D)10解析:由等差数列的性质,得a1+a9=2a5,又因为a1+a9=10,即2a5=10,所以a5=5.故选A.2.已知等差数列{a n}:1,0,-1,-2,…;等差数列{b n}:0,20,40,60,…,则数列{a n+b n}是( D )(A)公差为-1的等差数列(B)公差为20的等差数列(C)公差为-20的等差数列(D)公差为19的等差数列解析:(a2+b2)-(a1+b1)=(a2-a1)+(b2-b1)=-1+20=19.所以由等差数列性质知数列{a n+b n}是公差为19的等差数列.选D.3.(2019·烟台高二检测)等差数列{a n}中,a1+3a8+a15=120,则2a9-a10的值是( C )(A)20 (B)22 (C)24 (D)-8解析:因为a1+3a8+a15=5a8=120,所以a8=24,而2a9-a10=a10+a8-a10=a8=24.故选C.4.(2019·东北三校联考)等差数列{a n}中,a5+a6=4,则log2(··…·)等于( B )(A)10 (B)20(C)40 (D)2+log25解析:由等差数列的性质知a1+a2+…+a10=5(a5+a6)=5×4=20,从而log2(··…·)=log2220=20.故选B.5.(2019·成都高二检测)已知等差数列{a n}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则有( C )(A)a1+a101>0 (B)a2+a101<0(C)a3+a99=0 (D)a51=51解析:根据性质得:a1+a101=a2+a100=…=a50+a52=2a51,由于a1+a2+a3+…+a101=0,所以a51=0,所以a3+a99=2a51=0,故选C.6.一架飞机在起飞时,第一秒滑行了2 m,以后每秒都比前一秒多滑行4 m,又知离地前一秒滑行了58 m,这架飞机起飞所用的时间为.解析:飞机每秒滑行的距离组成等差数列,记为{a n},其中,a1=2,d=4,a n=58,代入等差数列的通项公式a n=a1+(n-1)d,得2+4(n-1)=58,解得n=15(s).答案:15 s7.若x≠y,两个数列x,a1,a2,a3,y和x,b1,b2,b3,b4,y都是等差数列,则= .解析:设两个等差数列的公差分别为d1,d2.则y-x=4d1=5d2,又a2-a1=d1,b4-b3=d2,所以==.答案:8.(2019·洛阳高二检测)在等差数列{a n}中,已知a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,求数列的通项公式.解:因为a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,又a2+a8=a3+a7=2a5,所以3a5=9,所以a5=3,所以a3+a7=2a5=6, ①a3·a7=-7. ②由①②解得a3=-1,a7=7或a3=7,a7=-1,所以a3=-1,d=2或a3=7,d=-2,由a n=a3+(n-3)d,得a n=2n-7或a n=-2n+13.能力提升9.(2019·黑龙江绥化期末)若2,a,b,c,9成等差数列,则c-a的值为( B )(A)2.5 (B)3.5 (C)1.5 (D)3解析:设公差为d,因为2,a,b,c,9成等差数列,所以9-2=4d,所以d=.又因为c-a=2d,所以c-a=2×==3.5.故选B.10.目前农村电子商务发展取得了良好的进展,若某家农村网店从第一个月起利润就成递增等差数列,且第2个月利润为2 500元,第5个月利润为4 000元,第m个月后该网店的利润超过5 000元,则m等于( B )(A)6 (B)7 (C)8 (D)10解析:设该网店从第一个月起每月的利润构成等差数列{a n},则a2=2 500,a5=4 000.由a5=a2+3d,即4 000=2 500+3d,得d=500.由a m=a2+(m-2)×500=5 000,得m=7.故选B.11.《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为.解析:设所构成的等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,则有即解得则a5=a1+4d=,故第5节的容积为升.答案:升12.数列{a n}为等差数列,b n=(),又已知b1+b2+b3=,b1b2b3=,求数列{a n}的通项公式.解:因为b1+b2+b3=()+()+()=,b1b2b3=()=,所以a1+a2+a3=3.因为a1,a2,a3成等差数列,所以a2=1,故可设a1=1-d,a3=1+d,由()1-d++()1+d=,得2d+2-d=,解得d=2或d=-2.当d=2时,a1=1-d=-1,a n=-1+2(n-1)=2n-3,当d=-2时,a1=1-d=3,a n=3-2(n-1)=-2n+5.探究创新13.在下面的数表中,已知每行、每列中的数都成等差数列.那么位于表中的第n行第n+1列的数是.解析:第n行的第一个数是n,第n行的数构成以n为公差的等差数列,其第n+1项为n+n·n=n2+n.所以数表中的第n行第n+1列的数是n2+n.答案:n2+n。
学习资料等差数列的性质[A组学业达标]1.已知{a n}为等差数列,若a1+a5+a9=4π,则cos a5的值为()A.-错误!B.-错误!C.错误!D.错误!解析:因为{a n}为等差数列,a1+a5+a9=4π,所以3a5=4π,解得a5=错误!。
所以cos a5=cos 错误!=-错误!。
答案:A2.在等差数列{a n}中,a3+3a8+a13=120,则a3+a13-a8=()A.24 B.22C.20 D.-8解析:因为数列{a n}为等差数列,所以a3+3a8+a13=5a8=120,所以a8=24,所以a3+a13-a8=a8=24。
答案:A3.设e,f,g,h四个数成递增的等差数列,且公差为d,若eh=13,f+g=14,则d 等于()A.1 B.2C.3 D.4解析:e,f,g,h四个数成递增的等差数列,且eh=13,e+h=f+g=14,解得e=1,h=13或e=13,h=1(不合题意,舍去);所以公差d=错误!(h-e)=错误!×(13-1)=4。
答案:D4.已知等差数列{a n}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若a m=8,则m为()A.12 B.8C.6 D.4解析:由等差数列性质得,a3+a6+a10+a13=(a3+a13)+(a6+a10)=2a8+2a8=4a8=32,∴a8=8,又d≠0,∴m=8。
答案:B5.若等差数列{a n}和{b n}的公差均为d(d≠0),则下列数列中不为等差数列的是()A.{λa n}(λ为常数) B.{a n+b n}C.{a错误!-b错误!}D.{a n·b n}解析:等差数列{a n}和{b n}的公差均为d(d≠0),对于A,由λa n+1-λa n=λ(a n+1-a n)=λd为常数,则该数列为等差数列;+b n+1-a n-b n=(a n+1-a n)+(b n+1-b n)=2d为常数,则该数列为对于B,由a n+1等差数列;对于C,由a2,n-b2,n+1-(a错误!-b错误!)=(a n+1-a n)(a n+1+a n)-(b n+1-b n)+1+b n)(b n+1=d(2a1+(2n-1)d)-d(2b1+(2n-1)d)=2d(a1-b1)为常数,则该数列为等差数列;b n+1-a n b n=(a n+d)(b n+d)-a n b n=d2+d(a n+b n)不为常数,则该数对于D,由a n+1列不为等差数列.答案:D6.在等差数列{a n}中,若a5=a,a10=b,则a15=________.解析:法一:d=错误!=错误!,∴a15=a10+5d=b+5×错误!=2b-a.法二:∵a5,a10,a15成等差数列,∴a5+a15=2a10.∴a15=2a10-a5=2b-a。
第二课时 等差数列的性质及实际应用课标要求素养要求1.能根据等差数列的定义推出等差数列的性质,并能运用这些性质简化运算.2.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题.通过推导等差数列的性质及其应用,提升学生的数学抽象和逻辑推理素养,通过利用等差数列的相关公式解决实际应用问题,提升学生的数学建模和数学运算素养.新知探究请同学们思考以下问题:若等差数列{a n }为1,3,5,7,…,2n -1,则数列{a n +2},{2a n }是等差数列吗? 提示 因为等差数列的通项为a n =2n -1,则a n +2=2n -1+2=2n +1,2a n =2(2n -1)=4n -2,可判断数列{a n +2},{2a n }都是等差数列,一般地,若{a n }为等差数列,则{a n +c },{ca n }也是等差数列,你还知道等差数列的其他性质吗?1.等差数列通项公式的变形及推广 (1)a n =dn +(a 1-d )(n ∈N *), (2)a n =a m +(n -m )d (m ,n ∈N *), (3)d =a n -a m n -m(m ,n ∈N *,且m ≠n ). 2.若{a n },{b n }分别是公差为d ,d ′的等差数列,则有数列 结论{c +a n } 公差为d 的等差数列(c 为任一常数) {c ·a n } 公差为cd 的等差数列(c 为任一常数) {a n +a n +k } 公差为2d 的等差数列(k 为常数,k ∈N *) {pa n +qb n }公差为pd +qd ′的等差数列(p ,q 为常数)3.在有穷等差数列中,与首末两项“等距离”的两项之和等于首项与末项的和,即a 1+a n =a 2+a n-1=a3+a n-2=….4.下标性质在等差数列{a n}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则a m+a n=a p+a q.特别的,若m+n=2p(m,n,p∈N*),则有a m+a n=2a p.拓展深化[微判断]1.等差数列{a n}中,必有a10=a1+a9.(×)提示反例:a n=n-1,a10=9,a1+a9=8,不满足a10=a1+a9.2.若数列a1,a2,a3,a4,…是等差数列,则数列a1,a3,a5,…也是等差数列.(√)3.若数列a1,a3,a5,…和a2,a4,a6…都是公差为d的等差数列,则a1,a2,a3…也是等差数列.(×)提示反例:设两数列为1,3,5,…,4,6,8,…,显然1,4,3,6,5,8,…不是等差数列.4.若数列{a n}为等差数列,则a n+1=a n-1+2d,n>1,且n∈N*.(√)[微训练]1.在等差数列{a n}中,a10=18,a2=2,则公差d=( )A.-1B.2C.4D.6解析由题意知a10-a2=8d,即8d=16,d=2.答案 B2.已知等差数列{a n}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则有( )A.a1+a101>0B.a2+a101<0C.a3+a99=0D.a51=51解析∵a1+a2+…+a101=0,又∵a1+a101=a2+a100=a3+a99=…=2a51,∴101a51=0,∴a51=0,a3+a99=2a51=0.答案 C3.在等差数列{a n}中,若a2+a8=-3,a4=-2,则a6=________.解析由a2+a8=a4+a6得a6=-1.答案-1[微思考]1.在等差数列{a n}中,a k,a k+m,a k+2m,…(k,m∈N*)是等差数列吗?若是,公差是多少?提示是.若{a n}的公差为d,则a k,a k+m,a k+2m,…的公差为md.2.在等差数列{a n}中,若m,n,p,q,…成等差数列,那么a m,a n,a p,a q,…也成等差数列吗?若成等差数列,公差是什么?提示 成等差数列,若{a n }的公差为d ,则a m ,a n ,a p ,a q ,…的公差为(n -m )d .题型一 a n =a m +(n -m )d 的应用【例1】 在等差数列{a n }中,已知a 2=5,a 8=17,求数列的公差及通项公式. 解 因为a 8=a 2+(8-2)d ,所以17=5+6d ,解得d =2. 又因为a n =a 2+(n -2)d ,所以a n =5+(n -2)×2=2n +1,n ∈N *.规律方法 灵活利用等差数列的性质,可以减少运算.令m =1,a n =a m +(n -m )d 即变为a n =a 1+(n -1)d ,可以减少记忆负担.【训练1】 已知{b n }为等差数列,若b 3=-2,b 10=12,则b 8=________. 解析 法一 ∵{b n }为等差数列,∴可设其公差为d , 则d =b 10-b 310-3=12-(-2)7=2,∴b n =b 3+(n -3)d =2n -8. ∴b 8=2×8-8=8. 法二 由b 8-b 38-3=b 10-b 310-3=d ,得b 8=b 10-b 310-3·5+b 3=2×5+(-2)=8. 答案 8题型二 等差数列性质的应用【例2】 已知数列{a n }为等差数列,且公差为d . (1)若a 15=8,a 60=20,求a 105的值;(2)若a 2+a 3+a 4+a 5=34,a 2a 5=52,求公差d . 解 (1)法一 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+14d =8,a 1+59d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=6415,d =415.故a 105=a 1+104d =6415+104×415=32.法二 ∵{a n }为等差数列,∴d =a 60-a 1560-15=415, ∴a 105=a 60+45×415=32.法三 ∵{a n }为等差数列, ∴a 15,a 60,a 105也成等差数列,则2a 60=a 15+a 105, ∴a 105=2×20-8=32.(2)由a 2+a 3+a 4+a 5=34,得2(a 2+a 5)=34, ∴a 2+a 5=17.由⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=17,a 2a 5=52,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,a 5=13或⎩⎪⎨⎪⎧a 2=13,a 5=4. ∴d =a 5-a 25-2=13-43=3或d =a 5-a 25-2=4-133=-3.规律方法 等差数列运算的两条常用思路(1)根据已知条件,列出关于a 1,d 的方程(组),确定a 1,d ,然后求其他量.(2)利用性质巧解,观察等差数列中项的序号,若满足m +n =p +q =2r (m ,n ,p ,q ,r ∈N *),则a m +a n =a p +a q =2a r .【训练2】 (1)在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7=________. (2)已知等差数列{a n }中,a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,则a 3+a 6+a 9=________. 解析 (1)3a 5+a 7=2a 5+(a 5+a 7)=2a 5+2a 6=2(a 3+a 8)=20.(2)法一 由性质可知,数列a 1+a 4+a 7,a 2+a 5+a 8,a 3+a 6+a 9是等差数列,所以2(a 2+a 5+a 8)=(a 1+a 4+a 7)+(a 3+a 6+a 9),则a 3+a 6+a 9=2×33-39=27.法二 设等差数列{a n }的公差为d ,则(a 2+a 5+a 8)-(a 1+a 4+a 7)=(a 2-a 1)+(a 5-a 4)+(a 8-a 7)=3d =-6,解得d =-2,所以a 3+a 6+a 9=a 2+d +a 5+d +a 8+d =27. 答案 (1)20 (2)27题型三 等差数列的设法与求解【例3】 已知四个数依次成等差数列且是递增数列,四个数的平方和为94,首尾两数之积比中间两数之积少18,求此等差数列.解 设四个数为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,则⎩⎪⎨⎪⎧(a -3d )2+(a -d )2+(a +d )2+(a +3d )2=94,(a -3d )(a +3d )+18=(a -d )(a +d ), 又因为是递增数列,所以d >0, 所以解得a =±72,d =32,此等差数列为-1,2,5,8或-8,-5,-2,1.【迁移】 已知单调递增的等差数列{a n }的前三项之和为21,前三项之积为231,求数列{a n }的通项公式.解 法一 根据题意,设等差数列{a n }的前三项分别为a 1,a 1+d ,a 1+2d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+d )+(a 1+2d )=21,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=231, 即⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =21,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=231,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=11,d =-4. 因为数列{a n }为单调递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =4,从而等差数列{a n }的通项公式为a n =4n -1.法二 由于数列{a n }为等差数列,所以可设前三项分别为a -d ,a ,a +d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=21,(a -d )a (a +d )=231,即⎩⎪⎨⎪⎧3a =21,a (a 2-d 2)=231,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =-4.由于数列{a n }为单调递增数列, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =4,从而a n =4n -1.规律方法 等差数列项的常见设法(1)通项法:设数列的通项公式,即设a n =a 1+(n -1)d .(2)对称项设法:当等差数列{a n }的项数为奇数时,可设中间一项为a ,再以公差为d 向两边分别设项:…,a -2d ,a -d ,a ,a +d ,a +2d ,…;当等差数列{a n }的项数为偶数时,可设中间两项分别为a -d ,a +d ,再以公差为2d 向两边分别设项:…,a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,….对称项设法的优点是:若有n 个数构成等差数列,利用对称项设法设出这个数列,则其各项和为na .【训练3】 已知四个数成等差数列,它们的和为26,中间两项的积为40,求这四个数. 解 法一 设此等差数列的首项为a 1,公差为d .根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+d )+(a 1+2d )+(a 1+3d )=26,(a 1+d )(a 1+2d )=40.化简得⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =26,a 21+3a 1d +2d 2=40,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=11,d =-3. 所以这四个数分别为2,5,8,11或11,8,5,2.法二 设这四个数为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(a -3d )+(a -d )+(a +d )+(a +3d )=26,(a -d )(a +d )=40, 即⎩⎪⎨⎪⎧4a =26,a 2-d 2=40,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =132,d =32或⎩⎪⎨⎪⎧a =132,d =-32,所以所求四个数为2,5,8,11或11,8,5,2.题型四 等差数列的实际应用【例4】 中国历法推测遵循以算为主、以测为辅的原则.例如《周髀算经》和《易经》里对二十四节气的晷影长的记录中,冬至和夏至的晷影长是实测得到的,其他节气的晷影长则是按照等差数列的规律计算得出的.下表为《周髀算经》对二十四节气晷影长的记录,其中115.146寸表示115寸146分(1寸=10分).与清明之间的晷影长之差为( ) A.105.6寸 B.48寸 C.57.6寸D.67.2寸解析 设晷影长构成等差数列{a n },公差为d ,则a 1=130.0,a 13=14.8,d =a 13-a 113-1=-9.6,故小寒与清明之间的晷影长之差即为a 2-a 8=-(a 8-a 2)=-6d =57.6. 答案 C规律方法 解决等差数列实际应用问题的步骤及注意点(1)解答数列实际应用问题的基本步骤:①审题,即仔细阅读材料,认真理解题意;②建模,即将已知条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题;③判型,即判断该数列是否为等差数列;④求解,即求出该问题的数学解;⑤还原,即将所求结果还原到实际问题中.(2)在利用数列方法解决实际问题时,一定要弄清首项、项数等关键问题.【训练4】 假设某市2020年新建住房400万平方米,预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积均比上一年增加50万平方米.那么该市在________年新建住房的面积开始大于820万平方米.解析 设n 年后该市新建住房的面积为a n 万平方米.由题意,得{a n }是等差数列,首项a 1=450,公差d =50,所以a n =a 1+(n -1)d =400+50n .令400+50n >820,解得n >425.由于n ∈N *,则n ≥9.所以该市在2 029年新建住房的面积开始大于820万平方米.答案 2 029一、素养落地1.通过学习等差数列的性质解决等差数列问题,培养逻辑推理及数学运算素养,通过利用等差数列解决实际问题,提升数学建模素养.2.在等差数列{a n }中,当m ≠n 时,d =a m -a nm -n,利用这个公式很容易求出公差,还可变形为a m =a n +(m -n )d .3.等差数列{a n }中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.4.等差数列{a n }中,若m +n =p +q ,则a n +a m =a p +a q (n ,m ,p ,q ∈N *),特别地,若m +n =2p ,则a n +a m =2a p . 二、素养训练1.在等差数列{a n }中,已知a 3=10,a 8=-20,则公差d 等于( ) A.3 B.-6 C.4D.-3解析 由等差数列的性质得a 8-a 3=(8-3)d =5d ,所以d =-20-105=-6.答案 B2.在等差数列{a n }中,a 1=2,a 3+a 5=10,则a 7等于( ) A.5 B.8 C.10D.14解析 法一 设等差数列的公差为d ,则a 3+a 5=2a 1+6d =4+6d =10,所以d =1,a 7=a 1+6d =2+6=8.法二 由等差数列的性质可得a 1+a 7=a 3+a 5=10,又a 1=2,所以a 7=8. 答案 B3.在等差数列{a n }中,a 1+a 5=2,a 3+a 7=8,则a 11+a 15=________.解析 (a 3+a 7)-(a 1+a 5)=4d =6,则d =32,则a 11+a 15=(a 1+a 5)+20d =2+20×32=32.答案 324.在等差数列{a n }中,已知5是a 3和a 6的等差中项,则a 1+a 8=________. 解析 由题意知a 3+a 6=10,故a 1+a 8=a 3+a 6=10.答案 105.三个数成等差数列,这三个数的和为6,三个数之积为-24,求这三个数. 解 设这三个数分别为a -d ,a ,a +d .由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=6,(a -d )·a ·(a +d )=-24,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a =2,d =-4.∴所求三个数为-2,2,6或6,2,-2.基础达标一、选择题1.在等差数列{a n }中,若a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=80,则a 7-12a 8的值为( )A.4B.6C.8D.10解析 由a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=5a 6=80,∴a 6=16, ∴a 7-12a 8=12(2a 7-a 8)=12(a 6+a 8-a 8)=12a 6=8.答案 C2.已知等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 为( ) A.12 B.8 C.6D.4解析 由等差数列性质得,a 3+a 6+a 10+a 13=(a 3+a 13)+(a 6+a 10)=2a 8+2a 8=4a 8=32, ∴a 8=8,又d ≠0,∴m =8. 答案 B3.在等差数列{a n }中,a 2 018=log 27,a 2 022=log 217,则a 2 020=( )A.0B.7C.1D.49解析 a 2 020=12(a 2 018+a 2 022)=12(log 27+log 217)=12log 2 1=0.答案 A4.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中《均输章》有如下问题:“今有五人分六钱,令前三人所得与后二人等,各人所得均增,问各得几何?”其意思是:“已知A ,B ,C ,D ,E 五人个分重量为6钱(‘钱’是古代的一种重量单位)的物品,A ,B ,C 三人所得钱数之和与D ,E 二人所得钱数之和相同,且A ,B ,C ,D ,E 每人所得钱数依次成递增等差数列,问五个人各分得多少钱的物品?”在这个问题中,C 分得物品的钱数是( ) A.25 B.45C.65D.75解析 设5个人分得的物品的钱数为等差数列中的项a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,则a 1+a 2+a 3=a 4+a 5,a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=6=5a 3,a 3=65.答案 C5.等差数列{a n }中,a 5+a 6=4,则log 2(2a 1·2a 2·…·2a 10)=( ) A.10B.20C.40D.2+log 25解析 因为2a 1·2a 2·…·2a 10=2a 1+a 2+…+a 10=25(a 5+a 6)=25×4=220,所以原式=log 2220=20. 答案 B 二、填空题6.在等差数列{a n }中,若a 22+2a 2a 8+a 6a 10=16,则a 4a 6=________. 解析 ∵等差数列{a n }中,a 22+2a 2a 8+a 6a 10=16, ∴a 22+a 2(a 6+a 10)+a 6a 10=16,∴(a 2+a 6)(a 2+a 10)=16,∴2a 4·2a 6=16,∴a 4a 6=4. 答案 47.已知数列{a n }是等差数列.若a 4+a 7+a 10=17,a 4+a 5+a 6+…+a 12+a 13+a 14=77,且a k =13,则k =________.解析 设数列{a n }的公差为d ,∵a 4+a 7+a 10=3a 7=17,∴a 7=173.∵a 4+…+a 14=11a 9=77,∴a 9=7,d =23.∴a k -a 9=(k -9)d ,即13-7=(k -9)×23,解得k =18.答案 188.已知等差数列{a n }中,a 1+a 3+a 8=5π4,那么cos(a 3+a 5)=________.解析 在等差数列{a n }中,由a 1+a 3+a 8=5π4,得a 1+(a 1+2d )+(a 1+7d )=5π4,∴3a 1+9d =5π4,即a 1+3d =a 4=5π12,∴a 3+a 5=2a 4=5π6,则cos(a 3+a 5)=cos 5π6=-32.答案 -32三、解答题9.已知三个数成单调递增等差数列,它们的和等于18,它们的平方和等于116,求这三个数.解 设这三个数分别为a -d ,a ,a +d ,且d >0.由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=18,(a -d )2+a 2+(a +d )2=116, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =6,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a =6,d =-2.∵d >0,∴a =6,d =2. ∴这三个数是4,6,8. 10.已知数列{a n }满足a n +1=1+a n 3-a n(n ∈N *),且a 1=0. (1)求a 2,a 3;(2)是否存在一个实常数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -λ为等差数列,请说明理由. 解 (1)因为a 1=0,a n +1=1+a n 3-a n (n ∈N *),所以a 2=1+a 13-a 1=13,a 3=1+a 23-a 2=12.(2)假设存在一个实常数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -λ为等差数列,所以2a 2-λ=1a 1-λ+1a 3-λ,即213-λ=10-λ+112-λ,解得λ=1. 因为1a n +1-1-1a n -1=11+a n 3-a n -1-1a n -1=3-a n 2(a n -1)-1a n -1=1-a n 2(a n -1)=-12,又1a 1-1=-1,所以存在一个实常数λ=1,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -λ是首项为-1,公差为-12的等差数列.能力提升11.下面是关于公差d >0的等差数列{a n }的四个结论:p 1:数列{a n }是递增数列;p 2:数列{na n }是递增数列;p 3:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是递增数列;p 4:数列{a n +3nd }是递增数列. 其中正确的为( )A.p 1,p 2B.p 3,p 4C.p 2,p 3D.p 1,p 4解析 设等差数列首项a 1,d >0,则a n =a 1+(n -1)d =dn +(a 1-d ),∴数列{a n }递增,p 1正确;na n =dn 2+(a 1-d )n ,当n <d -a 12d 时,不递增,p 2错误;a n n =d +a 1-d n,当a 1-d >0时,不递增,p 3错误; [a n +1+3(n +1)d ]-(a n +3nd )=a n +1-a n +3d =4d >0,{a n +3nd }递增,p 4正确,故选D. 答案 D12. 有一批电视机原销售价为每台800元,在甲、乙两家家电商场均有销售.甲商场用如下方法促销:买一台单价为780元,买两台单价为760元,以此类推,每多买一台则所购买各台的单价均减少20元,但每台最少不低于440元;乙商场一律按原价的75%销售.某单位需购买一批此类电视机,则去哪一家商场购买花费较少?解 设某单位需购买电视机n 台.在甲商场购买时,所买电视机的售价构成等差数列{a n },a n =780+(n -1)×(-20)=-20n +800,由a n =-20n +800≥440,得n ≤18,即购买台数不超过18台时,每台售价(800-20n )元;购买台数超过18台时,每台售价440元.到乙商场购买时,每台售价为800×75%=600(元).比较在甲、乙两家家电商场的费用(800-20n )n -600n =20n (10-n ).当n <10时,(800-20n )n >600n ,到乙商场购买花费较少;当n =10时,(800-20n )n =600n ,到甲、乙商场购买花费相同;当10<n ≤18时,(800-20n )n <600n ,到甲商场购买花费较少;当n >18时,440n <600n ,到甲商场购买花费较少.因此,当购买电视机台数少于10台时,到乙商场购买花费较少;当购买电视机10台时,到两家商场购买花费相同;当购买电视机台数多于10台时,到甲商场购买花费较少.创新猜想13.(多选题)已知等差数列{a n }中,a 1=3,公差为d (d ∈N *),若2021是该数列的一项,则公差d 不可能是( )A.2B.3C.4D.5 解析 由2021是该数列的一项,即2021=3+(n -1)d ,所以n =2 018d+1,因为d ∈N *,所以d 是2 018的约数,故d 不可能是3,4和5.答案 BCD14.(多空题)已知两个等差数列{a n }:5,8,11,…与{b n }:3,7,11,…,它们的公共项组成数列{c n },则数列{c n }的通项公式c n =________;若数列{a n }和{b n }的项数均为100,则{c n }的项数是________.解析 由于数列{a n }和{b n }都是等差数列,所以{c n }也是等差数列,且公差为3×4=12,又c 1=11,故c n =11+12(n -1)=12n -1.又a 100=302,b 100=399,由⎩⎪⎨⎪⎧11≤12n -1≤302,11≤12n -1≤399,解得1≤n ≤25.25,故{c n }的项数为25.答案 12n -1 25。
第2课时一、选择题1.等差数列{a n}中,a6+a9=16,a4=1,则a11=( )A.64 B.30C.31 D.15[答案] D[解析] 解法一:∵,∴,∴,∴a11=a1+10d=15.解法二:∵6+9=4+11,∴a4+a11=a6+a9=16,∴a11=15.2.如果等差数列{a n}中,a3+a4+a5=12,那么a1+a2+…+a7=( ) A.14B.21C.28D.35[答案] C[解析] ∵a3+a4+a5=3a4=12,∴a4=4.又a1+a2+…+a7=7a4=28.3.已知等差数列{a n}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则有( )A.a1+a101>0B.a2+a100<0C.a3+a100≤0D.a51=0[答案] D[解析] 由题设a1+a2+a3+…+a101=101a51=0,∴a51=0.4.已知{a n}为等差数列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,则a20等于( ) A.-1B.1C.3D.7[答案] B[解析] ∵{a n}是等差数列,∴a1+a3+a5=3a3=105,∴a3=35,a2+a4+a6=3a4=99,∴a4=33,∴d=a4-a3=-2,a20=a4+16d=33-32=1.5.在a和b之间插入n个数构成一个等差数列,则其公差为( )A. B.C.D.[答案] C[解析] ∵a1=a,a n+2=b,∴公差d==.6.设{a n}是公差为正数的等差数列,若a1+a2+a3=15,a1a2a3=80,则a11+a12+a13等于( )A.120 B.105C.90 D.75[答案] B[解析] ∵a1+a2+a3=3a2=15,∴a2=5,又∵a1a2a3=80,∴a1a3=16,即(a2-d)(a2+d)=16,∵d>0,∴d=3.则a11+a12+a13=3a12=3(a2+10d)=105.二、填空题7.等差数列{a n}中,已知a2+a3+a10+a11=36,则a5+a8=__________.[答案] 18[分析] 利用等差数列的性质求解,或整体考虑问题,求出2a1+11d的值.[解析] 解法1:根据题意,有(a1+d)+(a1+2d)+(a1+9d)+(a1+10d)=36,∴4a1+22d=36,则2a1+11d=18.∴a5+a8=(a1+4d)+(a1+7d)=2a1+11d=18.解法2:根据等差数列性质,可得a5+a8=a3+a10=a2+a11=36÷2=18.8.已知等差数列{a n}中,a3、a15是方程x2-6x-1=0的两根,则a7+a8+a9+a10+a11=__________.[答案] 15[解析] ∵a3+a15=6,又a7+a11=a8+a10=2a9=a3+a15,∴a7+a8+a9+a10+a11=(2+)(a3+a15)=×6=15.三、解答题9.已知等差数列{a n}的公差d>0,且a3a7=-12,a4+a6=-4,求{a n}的通项公式.[解析] 由等差数列的性质,得a3+a7=a4+a6=-4,又∵a3a7=-12,∴a3、a7是方程x2+4x-12=0的两根.又∵d>0,∴a3=-6,a7=2.∴a7-a3=4d=8,∴d=2.∴a n=a3+(n-3)d=-6+2(n-3)=2n-12.10.四个数成等差数列,其平方和为94,第一个数与第四个数的积比第二个数与第三个数的积少18,求此四个数.[解析] 设四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d,据题意得,(a-3d)2+(a-d)2+(a+d)2+(a+3d)2=94⇒2a2+10d2=47.①又(a-3d)(a+3d)=(a-d)(a+d)-18⇒8d2=18⇒d=±代入①得a=±,故所求四数为8,5,2,-1或1,-2,-5,-8或-1,2,5,8或-8,-5,-2,1.一、选择题1.设数列{a n},{b n}都是等差数列,且a1=25,b1=75,a2+b2=100,那么数列{a n+b n}的第37项为( )A.0B.37C.100D.-37[答案] C[解析] ∵数列{a n},{b n}都是等差数列,∴{a n+b n}也是等差数列.又∵a1+b1=100,a2+b2=100,∴{a n+b n}的公差为0,∴数列{a n+b n}的第37项为100.2.数列{a n}中,a2=2,a6=0且数列{}是等差数列,则a4等于( )A. B.C.D.[答案] A[解析] 令b n=,则b2==,b6==1,由条件知{b n}是等差数列,∴b6-b2=(6-2)d=4d=,∴d=,∴b4=b2+2d=+2×=,∵b4=,∴a4=.3.等差数列{a n}中,a2+a5+a8=9,那么关于x的方程:x2+(a4+a6)x+10=0( )A.无实根B.有两个相等实根C.有两个不等实根D.不能确定有无实根[答案] A[解析] ∵a4+a6=a2+a8=2a5,即3a5=9,∴a5=3,方程为x2+6x+10=0,无实数解.4.下列命题中正确的个数是( )(1)若a,b,c成等差数列,则a2,b2,c2一定成等差数列;(2)若a,b,c成等差数列,则2a,2b,2c可能成等差数列;(3)若a,b,c成等差数列,则ka+2,kb+2,kc+2一定成等差数列;(4)若a,b,c成等差数列,则,,可能成等差数列.A.4个B.3个C.2个D.1个[答案] B[解析] 对于(1)取a=1,b=2,c=3⇒a2=1,b2=4,c2=9,(1)错.对于(2),a=b=c⇒2a=2b=2c,(2)正确;对于(3),∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2B.∴(ka+2)+(kc+2)=k(a+c)+4=2(kb+2),(3)正确;对于(4),a=b=c≠0⇒==,(4)正确,综上选B.二、填空题5.若x≠y,两个数列x,a1,a2,a3,y和x,b1,b2,b3,b4,y都是等差数列,则=________.[答案] [解析] 设两个等差数列的公差分别为d1,d2,由已知,得即解得=,即==.6.已知△ABC的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC的面积为________.[答案] 15[解析] 设△ABC的三边长为a-4,a,a+4(a>4),则=-,解得a=10,三边长分别为6,10,14.所以S△ABC=×6×10×=15.三、解答题7.在△ABC中,三边a、b、c成等差数列,、、也成等差数列,求证△ABC为正三角形.[证明] ∵+=2,平方得a+c+2=4b,又∵a+c=2b,∴=b,故(-)2=0,∴a=b=C.故△ABC为正三角形.8.设数列{a n}是等差数列,b n=()a n又b1+b2+b3=,b1b2b3=,求通项a n.[解析] ∵b1b2b3=,又b n=()a n,∴()a1·()a2·()a3=.∴()a1+a2+a3=,∴a1+a2+a3=3,又{a n}成等差数列∴a2=1,a1+a3=2,∴b1b3=,b1+b3=,∴或,即或,∴a n=2n-3或a n=-2n+5.。
[A 组 学业达标]1.已知{a n }为等差数列,若a 1+a 5+a 9=4π,则cos a 5的值为( ) A .-12 B .-32 C.32D.12解析:因为{a n }为等差数列,a 1+a 5+a 9=4π, 所以3a 5=4π,解得a 5=4π3. 所以cos a 5=cos 4π3=-12. 答案:A2.在等差数列{a n }中,a 3+3a 8+a 13=120,则a 3+a 13-a 8=( ) A .24 B .22 C .20D .-8解析:因为数列{a n }为等差数列,所以a 3+3a 8+a 13=5a 8=120,所以a 8=24, 所以a 3+a 13-a 8=a 8=24. 答案:A3.设e ,f ,g ,h 四个数成递增的等差数列,且公差为d ,若eh =13,f +g =14,则d 等于( ) A .1 B .2 C .3D .4 解析:e ,f ,g ,h 四个数成递增的等差数列,且eh =13,e +h =f +g =14, 解得e =1,h =13或e =13,h =1(不合题意,舍去); 所以公差d =13(h -e )=13×(13-1)=4. 答案:D4.已知等差数列{a n}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若a m=8,则m为()A.12 B.8C.6 D.4解析:由等差数列性质得,a3+a6+a10+a13=(a3+a13)+(a6+a10)=2a8+2a8=4a8=32,∴a8=8,又d≠0,∴m=8.答案:B5.若等差数列{a n}和{b n}的公差均为d(d≠0),则下列数列中不为等差数列的是() A.{λa n}(λ为常数) B.{a n+b n}C.{a2n-b2n} D.{a n·b n}解析:等差数列{a n}和{b n}的公差均为d(d≠0),对于A,由λa n+1-λa n=λ(a n+1-a n)=λd为常数,则该数列为等差数列;对于B,由a n+1+b n+1-a n-b n=(a n+1-a n)+(b n+1-b n)=2d为常数,则该数列为等差数列;对于C,由a2n+1-b2n+1-(a2n-b2n)=(a n+1-a n)(a n+1+a n)-(b n+1-b n)(b n+1+b n) =d(2a1+(2n-1)d)-d(2b1+(2n-1)d)=2d(a1-b1)为常数,则该数列为等差数列;对于D,由a n+1b n+1-a n b n=(a n+d)(b n+d)-a n b n=d2+d(a n+b n)不为常数,则该数列不为等差数列.答案:D6.在等差数列{a n}中,若a5=a,a10=b,则a15=________.解析:法一:d=a10-a510-5=b-a5,∴a 15=a 10+5d =b +5×b -a5=2b -a .法二:∵a 5,a 10,a 15成等差数列,∴a 5+a 15=2a 10. ∴a 15=2a 10-a 5=2b -a . 答案:2b -a7.若a ,x 1,x 2,x 3,b 与a ,y 1,y 2,y 3,y 4,y 5,b 均为等差数列,则x 3-x 1y 3-y 1=________.解析:∵a ,x 1,x 2,x 3,b 成等差数列,∴其公差d 1=b -a4.又∵a ,y 1,y 2,y 3,y 4,y 5,b 成等差数列,∴其公差d 2=b -a6. ∴x 3-x 1y 3-y 1=2d 12d 2=d 1d 2=b -a 4×6b -a =32.答案:328.已知等差数列{a n },a 3+a 5=10,a 2a 6=21,则a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,因为等差数列{a n }中,a 3+a 5=10,a 2a 6=21, 所以a 2+a 6=a 3+a 5=10,所以a 2,a 6是方程x 2-10x +21=0的两个根, 解方程x 2-10x +21=0,得a 2=3,a 6=7或a 2=7,a 6=3, 当a 2=3,a 6=7时,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =3,a 1+5d =7,解得a 1=2,d =1,此时a n =2+(n -1)×1=n +1,当a 2=7,a 6=3时,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =7,a 1+5d =3,解得a 1=8,d =-1,此时a n =8+(n -1)×(-1)=-n +9. 综上,a n =n +1或a n =-n +9. 答案:n +1或-n +99.若三个数a -4,a +2,26-2a 适当排列后构成递增等差数列,求a 的值和相应的数列.解析:显然a -4<a +2,(1)若a -4,a +2,26-2a 成等差数列,则(a -4)+(26-2a )=2(a +2), ∴a =6,相应的等差数列为:2,8,14.(2)若a -4,26-2a ,a +2成等差数列,则(a -4)+(a +2)=2(26-2a ), ∴a =9,相应的等差数列为:5,8,11.(3)若26-2a ,a -4,a +2成等差数列,则(26-2a )+(a +2)=2(a -4), ∴a =12,相应的等差数列为:2,8,14.10.在等差数列{a n }中,已知a 1+a 2+a 3=21,a 1a 2a 3=231. (1)求该数列中a 2的值; (2)求该数列的通项公式a n .解析:(1)由等差数列的性质可知,a 1+a 3=2a 2, 所以a 1+a 2+a 3=3a 2=21,则a 2=7. (2)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 3=14,a 1·a 3=33,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=11,a 3=3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,a 3=11,所以公差d =3-113-1=-4或d =11-33-1=4.所以a n =11+(n -1)×(-4)=-4n +15或a n =3+(n -1)×4=4n -1.[B 组 能力提升]11.《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( ) A .1升 B .6766升 C.4744升D.3733升解析:设自上而下9节竹子各节的容积构成等差数列{a n },其首项为a 1,公差为d ,由条件得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 2+a 3+a 4=3,a 7+a 8+a 9=4,即⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =3,3a 1+21d =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1322,d =766,所以a 5=a 1+4d =6766.答案:B12.设公差为-2的等差数列{a n },如果a 1+a 4+a 7+…+a 97=50,那么a 3+a 6+a 9+…+a 99等于( ) A .-182 B .-78 C .-148D .-82解析:a 3+a 6+a 9+…+a 99=(a 1+2d )+(a 4+2d )+(a 7+2d )+…+(a 97+2d ) =(a 1+a 4+…+a 97)+2d ×33 =50+2×(-2)×33=-82.答案:D13.在等差数列{a n }中,若a 22+2a 2a 8+a 6a 10=16,则a 4a 6=________. 解析:因为等差数列{a n }中,a 22+2a 2a 8+a 6a 10=16,所以a 22+a 2(a 6+a 10)+a 6a 10=16, 所以(a 2+a 6)(a 2+a 10)=16, 所以2a 4·2a 6=16,所以a 4a 6=4. 答案:414.已知数列{a n }满足a 1=0,数列{b n }为等差数列,且a n +1=a n +b n ,b 15+b 16=15,则a 31=________.解析:因为数列{a n }满足a 1=0,数列{b n }为等差数列,且a n +1=a n +b n ,b 15+b 16=15,所以a n +1=b 1+b 2+b 3+…+b n , 所以a 31=b 1+b 2+b 3+…+b 30=302(b 1+b 30)=15(b 15+b 16)=15×15=225. 答案:22515.看看我们生活中的挂历:横看、竖看、斜看,都是天然的等差数列.随意框选9个数,如图,可以发现12等于周围8个数之和的八分之一.请用所学数学知识对此给出简要的说明.解析:由题意,在等差数列中,若m +n =2p ,则a m +a n =2a p . 因为12=4+202=5+192=6+182=11+132, 所以12=(4+20)+(5+19)+(6+18)+(11+13)8.16.已知f (x )=x 2-2x -3,等差数列{a n }中,a 1=f (x -1),a 2=-32,a 3=f (x ),求:(1)x 的值;(2)通项a n . 解析:(1)由f (x )=x 2-2x -3,得a 1=f (x -1)=(x -1)2-2(x -1)-3=x 2-4x ,a 3=x 2-2x -3, 又因为{a n }为等差数列, 所以2a 2=a 1+a 3,即-3=x 2-4x +x 2-2x -3, 解得x =0或x =3.(2)当x =0时,a 1=0,d =a 2-a 1=-32, 此时a n =a 1+(n -1)d =-32(n -1); 当x =3时,a 1=-3,d =a 2-a 1=32, 此时a n =a 1+(n -1)d =32(n -3).。