等差数列的定义和通项公式
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等差数列的性质与公式等差数列是数列中相邻两项之间的差值保持恒定的数列。
在数学中,等差数列是一种常见的数学模型,具有许多重要的性质和应用。
本文将介绍等差数列的性质与公式,并探讨其在代数、几何等领域中的应用。
一、等差数列的定义等差数列可以用下列形式表示:a,a + d,a + 2d,a + 3d,...其中,a是首项,d是公差。
首项代表数列中的第一个数,公差代表相邻两项之间的差值。
二、等差数列的性质1. 通项公式等差数列的第n项可以用通项公式表示:an = a + (n-1)d其中,an代表等差数列的第n项,a是首项,d是公差。
2. 求和公式等差数列的前n项和可以用求和公式表示:Sn = (n/2)(a + an)其中,Sn代表等差数列的前n项和,a是首项,an是第n项,n代表项数。
3. 公差与项数的关系对于等差数列,项数与公差的关系可以表示为:n = (an - a)/d + 1其中,n代表项数,a是首项,an是第n项,d是公差。
4. 等差中项等差数列中的中项可以表示为:a + (n-1)(d/2)其中,a是首项,n代表项数,d是公差。
5. 等差数列的性质等差数列具有以下性质:(1) 等差数列的任意三项成等差数列;(2) 等差数列对任意项数取整后仍为等差数列;(3) 等差数列的倒序也为等差数列;(4) 等差数列的前n项和等于后n项和。
三、等差数列的应用等差数列在数学中具有广泛的应用,特别是在代数和几何领域中。
1. 代数应用(1) 等差数列可用于解决各种代数问题,如数列的推导、求和等问题。
(2) 等差数列可用于建立各种代数方程,进而解决实际问题。
2. 几何应用(1) 等差数列可用于几何问题,如等差中项问题、等差数列构成的图形问题等。
(2) 等差数列可用于建立几何方程,求解各种几何问题。
3. 统计应用(1) 等差数列可用于统计学中的各种模型建立与应用。
(2) 等差数列可用于数理统计、经济学等领域的数据分析。
等差数列的通项公式等差数列是数学中的一个基本概念,指的是数列中的每个数与其前一个数之差都相等。
在数学中,我们经常需要求解等差数列的通项公式,即能够表示数列任意一项的公式。
接下来,我们将介绍等差数列的定义、性质以及推导出的通项公式。
1. 等差数列的定义等差数列是指一个数列中的每个数与其前一个数之差都相等的数列。
设等差数列的首项为a_1,公差为d,则数列的通项公式可表示为:a_n = a_1 + (n-1)d其中,a_n表示数列的第n项。
2. 等差数列的性质等差数列具有以下几个重要的性质:- 公差d确定了数列的增长规律,当d>0时,数列递增;当d<0时,数列递减。
当d=0时,数列为常数数列。
- 数列的项数n与首项a_1、公差d之间存在如下关系:a_n = a_1 + (n-1)da_1 = a_n - (n-1)dd = (a_n - a_1) / (n-1)另外,等差数列的和有一个重要的性质,称为等差数列的求和公式:S_n = n/2 * (a_1 + a_n)其中,S_n表示等差数列的前n项和。
3. 推导等差数列的通项公式要推导等差数列的通项公式,我们需要利用等差数列的性质以及数学归纳法。
下面是推导的步骤:步骤一:设等差数列的首项为a_1,公差为d。
步骤二:根据等差数列的性质,可以得到第n项与第n-1项之间的关系为:a_n = a_{n-1} + d。
步骤三:利用数学归纳法,假设a_n = a_1 + (n-1)d对于任意正整数n成立。
步骤四:考虑n+1时,有a_{n+1} = a_n + d。
代入步骤三的假设,可以得到:a_{n+1} = a_1 + (n-1)d + d= a_1 + nd步骤五:通过数学归纳法,我们可以证明等差数列的通项公式成立。
因此,等差数列的通项公式为:a_n = a_1 + (n-1)d4. 应用举例利用等差数列的通项公式,我们可以快速求解等差数列的任意一项。
4.2.1.1等差数列的概念和通项公式要点一 等差数列的概念(1)文字语言:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d_表示. (2)符号语言:a n +1-a n =d (d 为常数,n ∈N *). 【重点概要】(1)“从第2项起”是因为首项没有“前一项”.(2)一个数列从第2项起,每一项与它前一项的差即使等于常数,这个数列也不一定是等差数列,因为当这些常数不同时,该数列不是等差数列,因此定义中强调“同一个常数”,即该常数与n 无关.(3)求公差d 时,可以用d =a n -a n -1来求,也可以用d =a n +1-a n 来求.注意公差是每一项与其前一项的差,且用a n -a n -1求公差时,要求n ≥2,n ∈N *. 要点二 等差中项(1)条件:如果a ,A ,b 成等差数列. (2)结论:那么A 叫做a 与b 的等差中项. (3)满足的关系式是________. 【重点概要】在等差数列{a n }中,任取相邻的三项a n -1,a n ,a n +1(n ≥2,n ∈N *),则a n 是a n -1与a n +1的等差中项. 反之,若a n -1+a n +1=2a n 对任意的n ≥2,n ∈N *均成立,则数列{a n }是等差数列.因此,数列{a n }是等差数列⇔2a n =a n -1+a n +1(n ≥2,n ∈N *).用此结论可判断所给数列是不是等差数列,此方法称为等差中项法.要点三 等差数列的通项公式以a 1为首项,d 为公差的等差数列{a n }的通项公式a n =1(1)a n d +-【重点总结】从函数角度认识等差数列{a n }若数列{a n }是等差数列,首项为a 1,公差为d ,则a n =f(n)=a 1+(n -1)d =nd +(a 1-d). (1)点(n ,a n )落在直线y =dx +(a 1-d)上; (2)这些点的横坐标每增加1,函数值增加d. 【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)若一个数列从第二项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( ) (2)等差数列{a n }的单调性与公差d 有关.( )(3)若三个数a ,b ,c 满足2b =a +c ,则a ,b ,c 一定是等差数列.( )(4)一个无穷等差数列{a n }中取出所有偶数项构成一个新数列,公差仍然与原数列相等.( ) 【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×2.(多选题)下列数列是等差数列的有( ) A .1,1,1,1,1 B .4,7,10,13,16 C.13,23,1,43,53 D .-3,-2,-1,1,2 【答案】ABC3.已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n ,则它的公差d 为( )A .2B .3C .-2D .-3 【答案】C【解析】由等差数列的定义,得d =a 2-a 1=-1-1=-2.故选C. 4.在△ABC 中,三内角A 、B 、C 成等差数列,则B 等于________. 【答案】60°【解析】因为三内角A 、B 、C 成等差数列, 所以2B =A +C ,又因为A +B +C =180°, 所以3B =180°,所以B =60°.题型一 等差数列的通项公式 探究1 基本量的计算【例1】(1)在等差数列{a n }中,已知a 6=12,a 18=36,则a n =________. (2)已知数列{a n }为等差数列,a 3=54,a 7=-74,则a 15=________.【答案】(1)2n (2)-314【解析】(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+5d =12a 1+17d =36,⎩⎪⎨⎪⎧解得d =2,a 1=2,∴a n =2+(n -1)×2=2n .(2)法一:(方程组法)由⎩⎨⎧a 3=54,a 7=-74,得⎩⎨⎧a 1+2d =54,a 1+6d =-74,解得⎩⎨⎧a 1=114,d =-34,∴a 15=a 1+(15-1)d =114+14×⎝⎛⎭⎫-34=-314. 法二:(利用a m =a n +(m -n )d 求解)由a 7=a 3+(7-3)d ,即-74=54+4d ,解得d =-34,∴a 15=a 3+(15-3)d =54+12×⎝⎛⎭⎫-34=-314. 探究2 判断数列中的项【例2】100是不是等差数列2,9,16,…的项?如果是,是第几项?如果不是,说明理由. 【解析】∵a n =2+(n -1)×7=7n -5, 由7n -5=100,得n =15, ∴100是这个数列的第15项.探究3 等差数列中的数学文化 【例3】《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有一道这样的题目:把100个面包分给五个人,使每个人所得成等差数列,最大的三份之和的17是最小的两份之和,则最小的一份的量是( )A.116B.103C.56D.53【答案】D【解析】由题意可得中间的那份为20个面包, 设最小的一份为a 1,公差为d ,由题意可得[20+(a 1+3d )+(a 1+4d )]×17=a 1+(a 1+d ),解得a 1=53,故选D.【方法归纳】(1)已知a n ,a 1,n ,d 中的任意三个量,求出第四个量.(2)应用等差数列的通项公式求a 1和d ,运用了方程的思想.一般地,可由a m =a ,a n =b ,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(m -1)d =aa 1+(n -1)d =b ,求出a 1和d ,从而确定通项公式.(3)若已知等差数列中的任意两项a m ,a n ,求通项公式或其它项时,则运用a m =a n +(m -n )d 较为简捷. 【跟踪训练】(1)等差数列{a n }中,a 1=13,a 2+a 5=4,a n =33,则n 等于( )A .50B .49C .48D .47 【答案】A【解析】由题得2a 1+5d =4,将a 1=13代入得,d =23,则a n =13+23(n -1)=33,故n =50.(2)等差数列{a n }中,已知a 5=10,a 12=31. ①求a 20;②85是不是该数列中的项?若不是,说明原因;若是,是第几项? 【解析】(2)①设数列{a n }的公差为d . 因为a 5=10,a 12=31,由a n =a 1+(n -1)d 得,⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+4d =10,a 1+11d =31,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =3. 即a n =-2+3(n -1)=3n -5,则a 20=3×20-5=55. ②令3n -5=85,得n =30,所以85是该数列{a n }的第30项. 题型二 等差数列的判定与证明【例4】已知数列{a n }满足a 1=4且a n =4-4a n -1(n >1),记b n =1a n -2.(1)求证:数列{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.【解析】(1)证明:∵b n +1-b n =1a n +1-2-1a n -2=1⎝⎛⎭⎫4-4a n -2-1a n -2=a n 2(a n -2)-1a n -2=a n -22(a n -2)=12又b 1=1a 1-2=12∴数列{b n }是首项为12,公差为12的等差数列.(2)由(1)知,b n =12+(n -1)×12=12n ∵b n =1a n -2∴a n =1b n +2=2n+2.要证{b n }是等差数列,只需证b n +1-b n =常数或b n -b n -1=常数(n ≥2).【变式探究1】将本例中的条件“a 1=4,a n =4-4a n -1”改为“a 1=2,a n +1=2a na n +2”,求a n .【解析】∵a n +1=2a na n +2∴取倒数得:1a n +1=a n +22a n =12+1a n ∴1a n +1-1a n =12,又1a 1=12,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为12,公差为12的等差数列, ∴1a n =1a 1+(n -1)×12=12+n 2-12=n 2,∴a n =2n . 【方法归纳】定义法判断或证明数列{a n }是等差数列的步骤: (1)作差a n +1-a n ,将差变形;(2)当a n +1-a n 是一个与n 无关的常数时,数列{a n }是等差数列;当a n +1-a n 不是常数,是与n 有关的代数式时,数列{a n }不是等差数列.【跟踪训练】已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n +2n .(1)设b n =a n2n -1,证明:数列{b n }是等差数列.(2)求数列{a n }的通项公式.【解析】(1)证明:因为a n +1=2a n +2n ,所以a n +12n =2a n +2n 2n =a n2n -1+1,所以a n +12n -a n2n -1=1,n ∈N *.又b n =a n2n -1,所以b n +1-b n =1.所以数列{b n }是等差数列,其首项b 1=a 1=1,公差为1. (2)由(1)知b n =1+(n -1)×1=n ,所以a n =2n -1b n =n ·2n -1,经检验,n =1时a 1=1也满足上式. 题型三 等差中项【例5】已知三个数成等差数列,其和为15,其平方和为83,则这三个数为________. 【答案】3,5,7或7,5,3【解析】设此三个数分别为x -d ,x ,x +d , 则⎩⎪⎨⎪⎧(x -d )+x +(x +d )=15(x -d )2+x 2+(x +d )2=83 解得x =5,d =±2.∴所求三个数分别为3,5,7或7,5,3.【总结】三个数成等差数列可设为x -d,x,x+d【变式探究2】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. 【解析】法一:(设四个变量)设这四个数分别为a ,b ,c ,d ,根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧b -a =c -b =d -c ,a +b +c +d =26,bc =40,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =5,c =8,d =11或⎩⎪⎨⎪⎧a =11,b =8,c =5,d =2,∴这四个数分别为2,5,8,11或11,8,5,2.法二:(设首项与公差)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,∴这四个数分别为2,5,8,11或11,8,5,2.法三:(灵活设元)设这四个数分别为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ (a -3d )+(a -d )+(a +d )+(a +3d )=26,(a -d )(a +d )=40,化简,得⎩⎪⎨⎪⎧4a =26,a 2-d 2=40,解得⎩⎨⎧a =132,d =±32.∴这四个数分别为2,5,8,11或11,8,5,2.【小结】四个数成等差数列可设为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d【变式探究3】已知五个数成等差数列,它们的和为5,平方和为859,求这5个数.【解析】设第三个数为a ,公差为d ,则这5个数分别为a -2d ,a -d ,a ,a +d ,a +2d .由已知有 ⎩⎪⎨⎪⎧(a -2d )+(a -d )+a +(a +d )+(a +2d )=5,(a -2d )2+(a -d )2+a 2+(a +d )2+(a +2d )2=859, 整理得⎩⎪⎨⎪⎧ 5a =5,5a 2+10d 2=859.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,d =±23. 当d =23时,这5个分数分别是-13,13,1,53,73.当d =-23时,这5个数分别是73,53,1,13,-13.综上,这5个数分别是-13,13,1,53,73或73,53,1,13,-13.【方法归纳】当等差数列{a n }的项数n 为奇数时,可设中间的一项为a ,再以d 为公差向两边分别设项,即设为…,a -2d ,a -d ,a ,a +d ,a +2d ,…;当等差数列的项数n 为偶数时,可设中间两项分别为a -d ,a +d ,再以2d 为公差向两边分别设项,即设为…,a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,….【易错辨析】忽视等差数列中的隐含条件致误【例6】已知{a n }为等差数列,首项为125,它从第10项开始比1大,那么公差d 的取值范围是( )A .d >875B .d <325C.875<d <325D.875<d ≤325 【答案】D【解析】由题意可得a 1=125,且⎩⎪⎨⎪⎧a 10>1a 9≤1即⎩⎨⎧125+9d >1125+8d ≤1解得875<d ≤325,故选D.【易错警示】1. 出错原因(1)错选A ,只看到了a 10>1而忽视了a 9≤1,是审题不仔细而致误; (2)错选C ,误认为a 9<1,是由不会读题,马虎造成错误. 2. 纠错心得认真审题,充分挖掘题目中的隐含条件.一、单选题1.等差数列{}n a 的公差为3,若2a ,4a ,8a 成等比数列,则{}n a 的前2n 项2n S =( ). A .3(21)n n - B .3(21)n n + C .3(1)2n n + D .3(1)2n n - 【答案】B 【分析】根据等差数列与等比数列的性质可得数列的通项公式,进而可得2n S . 【解析】等差数列{}n a 的公差为3,且2a ,4a ,8a 成等比数列,2428a a a ∴=,()()2222618a a a ∴+=+,解得26a =,1233a a ∴=-=,{}∴n a 的前2n 项, 22(21)2332n n n S n -=⋅+⨯ 3(21)n n =+.故选:B .2.已知数列{}n a 满足()()11220n n n n a a a a ++--+=,下列结论正确的是( ) A .当11a =时,10a 的最大值258 B .当11a =时,9a 的最小值384- C .当101a =时,1a 的最小值17- D .当91a =时,1a 的最大值132【答案】C【分析】根据题干中的条件可得:12n n a a +-=或120n n a a ++=,即{}n a 是等差数列或等比数列,A 选项分别把两种情况下的10a 算出来,比较大小,求出10a 的最大值,同样的道理,其他选项也可以判断出来,进而选出正确的选项 【解析】()()11220n n n n a a a a ++--+=则120n n aa +--=或120n n a a ++=A 选项,当120n n a a +--=时,{}n a 是等差数列,公差为2,当11a =时,101911819a a d =+=+= 当120n n a a ++=时,12n na a +=-,{}n a 是等比数列,公比为-2,当11a =时,()9102512a =-=-,10a 的最大值为19,故A 选项错误;B 选项,当120n n a a +--=时,{}n a 是等差数列,公差为2,当11a =时,91811617a a d =+=+=当120n n a a ++=时,12n na a +=-,{}n a 是等比数列,公比为-2,当11a =时,()892256a =-=,9a 的最小值为17,故B 选项错误;C 选项,当120n n a a +--=时,{}n a 是等差数列,公差为2,当101a =时,即1192a +⨯=,解得:117a =- 当120n n a a ++=时,12n n a a +=-,{}n a 是等比数列,公比为-2,当101a =时,即()9112a -=,解得:11512a =-,117512<--,故1a 的最小值为17-,故选项C 正确 D 选项,当120n n a a +--=时,{}n a 是等差数列,公差为2,当91a =时,1161a += ,解得:115a =- 当120n n a a ++=时,12n n a a +=-,{}n a 是等比数列,公比为-2,当91a =时,即()8112a -=,解得:11256a =,此时1a 的最大值为1256,D 选项错误 故选:C3.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若235a a +=,728S =,则数列{}n a 的公差为( ) A .1- B .2-C .1D .2【答案】C 【分析】由等差数列性质,747S a =求得44a =,根据项与项之间的关系代入条件求得公差. 【解析】由题知,74728S a ==,则44a =,设数列公差为d ,则234424435a a a d a d d +=-+-=+-=, 解得1d =, 故选:C4.在等差数列{}n a 中,前9项和918S =,266a a +=,则3n a =( ) A .33-n B .35n + C .73n - D .213n -【答案】C 【分析】根据918S =,266a a +=,可求得公差,再利用等差数列的通项公式即可得解. 【解析】 解:()199599182a a S a ===+,52a ∴=,又26426a a a +==,43a ∴=,∴公差541d a a =-=-,()447n a a n d n =+-⋅=-,373n a n ∴=-.故选:C.5.在ABC ∆中,“π3B =”是“角A ,B ,C 成等差数列”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C 【分析】若π3B =,则2π23AC B +==,若A ,B ,C 成等差数列,则π3B =,得到答案. 【解析】在ABC ∆中,若π3B =,则2ππ23A CB B +=-==,所以A ,B ,C 成等差数列,充分性成立. 反之,若A ,B ,C 成等差数列,则2B A C =+,因为3πA B C B ++==,所以π3B =,必要性成立.所以“π3B =”是“角A ,B ,C 成等差数列”的充要条件. 故选:C.6.已知数列{}n a 的前n 项和n S ,且{}n a 满足122n n n a a a ++=+,532a a -=,若424S S =,则9a =( ) A .9 B .172C .10D .192【答案】B 【分析】根据122n n n a a a ++=+判断出{}n a 是等差数列,然后将条件化为基本量,进而解出答案. 【解析】由122n n n a a a ++=+可知,{}n a 是等差数列,设公差为d ,所以53221a a d d -==⇒=, 由()1421114642241S S a a a ⇒+=⨯+⇒==,所以9117822a =+=. 故选:B.7.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若3724a a +=,840S =,则29a a +等于( ) A .44- B .14C .24D .38【答案】D 【分析】根据条件,列出方程组,求出首项和公差即可求解. 【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,由3724a a +=,840S =得112824,82840,a d a d +=⎧⎨+=⎩ 解得144,14,a d =-⎧⎨=⎩则2912938a a a d +=+= 故选:D8.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,43a =,1224S =,若i 0j a a +=(i ,j N *∈,且1i j ≤<),则i 的取值集合是( )A .{}1,2,3B .{}1,2,3,4,5C .{}6,7,8D .{}6,7,8,9,10【答案】B 【分析】设公差为d ,结合等差数列的通项公式和求和公式即可求出首项和公差,即可写出数列中的项,从而可选出正确答案. 【解析】设公差为d ,由4133a a d =+=-及121121112242S a d ⨯=+=,解得19a =-,2d =, 所以数列为9-,7-,5-,3-,1-,1,3,5,7,9,11,…,故i 取值的集合为{}1,2,3,4,5. 故选:B .二、多选题9.将2n 个数排成n 行n 列的一个数阵,如下图: 1112131n a a a a ⋯⋯ 2122232n a a a a ⋯⋯ 3132333n a a a a ⋯⋯ ……123n n n nn a a a a ⋯⋯ 该数阵第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中0m >).已知1113612,1a a a ==+,记这2n 个数的和为S .下列结论正确的有( ) A .3m =B .767173a =⨯C .1()313j ij a i -=⨯-D . (13)131(4)n S n n =-+ 【答案】ACD 【分析】根据题意,利用等差数列和等比数列的通项公式以及求和公式,对各选项进行判断,即可得到结果. 【解析】由11136121a a a ==+,,可得22131161112525a a m m a a m m ===+=+,,所以22251m m =++,解得3m =或12m =- (舍去),所以选项A 是正确的; 又由6666761(253)3173a a m ==+⨯⨯=⨯,所以选项B 不正确;又由1111111[()][2]11333()(3)1j j j j ij i a a m a i m m i i ----==+-⋅⋅=+-⨯⨯=-⨯,所以选项C 是正确的;又由这2n 个数的和为S ,则111212122212()()()n n n n nn S a a a a a a a a a =++⋯++++⋯++⋯+++⋯+()()()11211131313...131313n n n n a a a ---=+++--- ()()()()23111 313131224n n n n n n +-=-⨯=+-,所以选项D 是正确的; 故选:ACD.10.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若S 3=0,a 4=8,则( )A .S n =2n 2-6nB .S n =n 2-3nC .a n =4n -8D .a n =2n【答案】AC【分析】根据已知条件求得1,a d ,由此求得,n n a S ,从而确定正确选项,【解析】 依题意3408S a =⎧⎨=⎩, 1113304,438a d a d a d +=⎧⇒=-=⎨+=⎩, 所以2148,262n n n a a a n S n n n +=-=⋅=-. 故选:AC11.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【答案】BCD【分析】由已知得2021=3+(n -1)d ,即有n =2018d +1,因为d ∈N *,所以d 是2 018的约数,故d 不可能是3,4和5.由此可得选项.【解析】解:由2021是该数列的一项,即2021=3+(n -1)d ,所以n =2018d+1,因为d ∈N *,所以d 是2 018的约数,故d 不可能是3,4和5.故选:BCD.第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题12.设n S 为正项数列{n a }的前n 14n a +,则通项公式n a =___________ 【答案】21()4n n N +-∈ 【分析】当1n =时,求得114a =;当2n ≥时,可得21()4n n S a =+,则2111()4n n S a --=+, 两式相减得到112n n a a --=,结合等差数列的定义,即可求解其通项公式. 【解析】由n S 为正项数列{n a }的前n 14n a =+,当1n =114a =+,可得2111()4a a =+,解得114a =, 当2n ≥时,可得21()4n n S a =+,则2111()4n n S a --=+, 两式相减,可得1-11()()02n n n n a a a a -+--=, 因为0n a >,所以112n n a a --=, 所以数列{n a }是以12为公差,以14为首项的等差数列, 所以1121(1)424n n a n -=+-=. 故答案为:21()4n n N +-∈. 13.在等差数列{a n }中,a 3=0.如果a k 是a 6与a k +6的等比中项,那么k =________.【答案】9【分析】根据等比数列的性质以及等差数列的通项公式求解即可.【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得a 3=a 1+2d =0,∈a 1=-2d .又∈a k 是a 6与a k +6的等比中项,266k k a a a +∴=,即[a 1+(k -1)d ]2=(a 1+5d )·[a 1+(k +5)d ],[(k -3)d ]2=3d ·(k +3)d ,解得k =9或k =0(舍去). 故答案为:914.在等差数列{a n }中,a 1+a 5=2,a 3+a 7=8,则a 11+a 15=________.【答案】32【分析】由a 1+a 5=2,a 3+a 7=8,两式相减求得公差即可.【解析】因为a 1+a 5=2,a 3+a 7=8,所以(a 3+a 7)-(a 1+a 5)=4d =6,解得d =32, 所以a 11+a 15=(a 1+a 5)+20d =2+20×32=32. 故答案为:32四、解答题15.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且28S =,9411S a =. (1)求n a ;(2)若3n n S a =+2 ,求n .【答案】(1)21n a n =+(2)4n =【分析】(1)设公差为d ,根据28S =,9411S a =,列出方程组,求得首项跟公差,即可得出答案; (2)利用等差数列前n 项和的公式求得n S ,再根据3n n S a =+2 ,即可的解. (1)解:设公差为d ,由已知294811S S a =⎧⎨=⎩, 得:()11128936113a d a d a d +=⎧⎨+=+⎩,解得:132a d =⎧⎨=⎩, 所以21n a n =+;(2)解:()232122n n n S n n ++==+, 因为3n n S a =+2 ,即()223212n n n +=++,得2450n n --=,解得4n =,或1n =-(舍去), 所以4n =.16.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,1646,2a a a +==. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)求n S 的最大值及相应的n 的值.【答案】(1)102n a n =-(2)当4n =或5n =时,n S 有最大值是20【分析】(1)用等差数列的通项公式即可. (2)用等差数列的求和公式即可. (1)在等差数列{}n a 中,∈1646,2a a a +==, ∈1125632a d a d +=⎧⎨+=⎩, 解得182a d =⎧⎨=-⎩, ∈1(1)102n a n d a n ==--+;(2)∈18,2a d ==-,1(1)2n n n S na d -=+ ∈1(1)(1)8(2)22n n n n n S na d n --=+=+-29n n =-+ , ∈当4n =或5n =时,n S 有最大值是20。
等差数列通项求和及其性质1.等差数列概念及通项公式1) 等差数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示。
2) 等差数列的判定方法:(1)定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1(常数),则数列{}n a 是等差数列。
(2)等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ,则数列{}n a 是等差数列。
3) 等差数列的通项公式:如果等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则等差数列的通项为d n a a n )1(1-+=。
说明:该公式整理后是关于n 的一次函数。
通项公式的变形:a n =a m +(n -m )d ,m ,n ∈N *. 2.等差数列性质2.1等差中项:如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,且A =a +b2.2.2已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和.(1)有穷等差数列中与首末两项等距离的两项的和相等,即a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2=…=a k +a n -k +1=…. (2)等差数列{a n }中,当m +n =p +q 时,a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *). 特别地,若m +n =2p ,则2a p =a m +a n (m ,n ,p ∈N *).(3)相隔等距离的项组成的数列是等差数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等差数列,公差为md (k ,m ∈N *). (4)若数列{a n },{b n }是公差分别为d 1,d 2的等差数列,则数列{pa n },{a n +p },{pa n +qb n }都是等差数列(p ,q 都是常数),且公差分别为pd 1,d 1,pd 1+qd 2.2.3等差数列的单调性当d >0时,数列{a n }为递增数列; 当d <0时,数列{a n }为递减数列; 当d =0时,数列{a n }为常数列. 3.等差数列求和(倒序相加法) 等差数列的前n 项和:① 2)(1n n a a n S +=②d n n na S n 2)1(1-+= 说明:对于公式②整理后是关于n 的没有常数项的二次函数。
(完整版)等差数列知识点总结1. 等差数列的定义等差数列是指一个数列中,从第二项开始,每一项与它的前一项之差都相等的数列。
2. 等差数列的通项公式设等差数列的首项为 a1,公差为 d,则第 n 项的通项公式为 an = a1 + (n - 1) * d。
3. 等差数列的前 n 项和公式设等差数列的首项为 a1,末项为 an,项数为 n,公差为 d,则前 n 项的和公式为 Sn = n * (a1 + an) / 2。
4. 判断数列是否为等差数列- 检查数列中连续两项的差是否相等,即是否满足等差数列的定义。
- 可以通过计算数列的前 n 项和是否满足 Sn = n * (a1 + an) / 2 来判断。
5. 求等差数列的公差设等差数列的首项为 a1,第二项为 a2,则公差可以通过计算差值 d = a2 - a1 获得。
6. 求等差数列的项数设等差数列的首项为 a1,末项为 an,公差为 d,则项数可以通过以下公式计算:n = (an - a1 + d) / d。
7. 求等差数列的首项设等差数列的第一项为 a1,公差为 d,已知项数为 n,末项为an,则首项可以通过以下公式计算:a1 = an - (n - 1) * d。
8. 求等差数列的末项设等差数列的首项为 a1,公差为 d,已知项数为 n,末项可以通过以下公式计算:an = a1 + (n - 1) * d。
9. 等差数列的性质- 等差数列的任意三项成等差数列。
- 等差数列中的取任意几项可以组成一个等差数列。
- 等差数列的平均数等于首项与末项的平均数。
10. 应用场景等差数列的应用非常广泛,常见的应用场景包括:- 数学题中的数列问题,如求和、推导等。
- 统计学中的数据分析,如平均数、标准差等。
- 金融学中的投资计算,如等额本息还款、定期存款等。
- 工程学中的时间序列分析,如温度变化、电压波动等。
以上是等差数列的一些重要知识点总结,希望能对你有所帮助!。
等差数列的通项公式等差数列是指数列中的每一个元素间的差都是相等的。
其通项公式可以用于求出数列中任意一个元素的值,也可以用于表示数列的全体元素。
本文将详细介绍等差数列的通项公式,希望对学习数学的读者有所帮助。
一、等差数列的定义和性质等差数列是数列中的每一项都与前一项之差相等的数列。
具体来说,若数列 ${\\left[a_{n}\\right]}_{n\\ge 1}$ 满足 $a_{n+1}-a_{n}=d\\ (n\\ge1)$,则称其为公差为 $d$ 的等差数列。
1. 等差数列的前 $n$ 项和公式等差数列的前 $n$ 项和可以用以下公式表示:$$S_n=\\frac{n}{2}\\left(a_{1}+a_{n}\\right)$$其中,$S_n$ 表示等差数列前 $n$ 项的和,$a_{1}$ 表示数列的首项,$a_{n}$ 表示数列的第 $n$ 项。
2. 等差数列的通项公式等差数列的通项公式是指能够求出数列中任一项 $a_{n}$ 的公式。
假设等差数列的公差为 $d$,首项为 $a_1$,则其通项公式为:$$a_{n}=a_{1}+(n-1) d\\qquad (n \\geqslant 1)$$这个公式表示了等差数列中第 $n$ 项与首项之间的差距。
更一般地,我们可以将通项公式表示为:$$a_{n}=a_{m}+(n-m) d\\qquad (m,n \\in Z)$$其中,$m$ 表示已知数列中的任意一项,而 $n$ 则表示需要求解的数列中的项数。
根据这个公式,我们可以轻松地求出等差数列中的任意一项。
3. 等差数列的性质等差数列还具有以下性质:(1)等差数列的公差决定了每一项之间的差距。
(2)等差数列的前 $n$ 项和与项数 $n$ 的关系是二次函数。
(3)等差数列经常被用于解决数学中的各种问题,如运用数列的差等于比的方法。
二、等差数列的求解在使用通项公式求解等差数列时,需要知道数列中的至少两个数。
等差数列的通项公式与求和公式等差数列是指数列中相邻两项之差都相等的数列。
它在数学和实际问题中具有重要的应用。
本文将详细介绍等差数列的通项公式与求和公式,帮助读者更好地理解和应用等差数列。
一、等差数列的通项公式等差数列的通项公式是指可以通过已知的数列项数、首项和公差,来确定数列中任意一项的公式。
通项公式对于解决等差数列相关问题非常有用。
假设等差数列的首项为a₁,公差为d,第n项为aₙ。
通项公式可以表示为:aₙ = a₁ + (n-1)d其中,aₙ表示第n项的值,a₁表示首项的值,d表示公差。
通过这个公式,我们可以快速计算出等差数列中的任意一项的值,而无需逐项计算。
举例来说,假设等差数列的首项为3,公差为4,我们要求该数列的第10项的值。
根据通项公式,我们有:a₁ = 3d = 4n = 10代入通项公式得到:a₁₀ = 3 + (10-1)×4 = 3 + 9×4 = 3 + 36 = 39因此,该数列的第10项的值为39。
二、等差数列的求和公式除了求解等差数列中任意一项的值外,我们还常常需要计算等差数列前n项的和。
这时候就需要用到等差数列的求和公式。
假设等差数列的首项为a₁,公差为d,前n项的和为Sₙ。
求和公式可以表示为:Sₙ = n/2 × (a₁ + aₙ)其中,Sₙ表示前n项的和,n表示项数,a₁表示首项,aₙ表示第n 项。
通过这个公式,我们可以快速计算出等差数列前n项的和,并且无需逐项相加。
举例来说,假设等差数列的首项为2,公差为3,我们要求该数列的前6项的和。
根据求和公式,我们有:a₁ = 2d = 3n = 6代入求和公式得到:S₆ = 6/2 × (2 + a₆)根据通项公式,a₆ = 2 + (6-1)×3 = 2 + 5×3 = 2 + 15 = 17代入求和公式得到:S₆ = 6/2 × (2 + 17) = 3 × 19 = 57因此,该数列的前6项的和为57。
数列的运算方法(一)等差数列的通项公式与前n 项和公式及性质一、等差数列:定义:从第二项开始,每一项与前一项之差为常数符号形式:111(-+--=-=-n n n n n n a a a a )d a a 或常数 公式:d n n na a a n S dn a a n n n 2)1()(2)1(111-+=+=-+= 常用技巧:(1)若q p n m a a a a q p n m +=++=+则,(2)n n a n S )12(12-=-(3)若p n m a a a p n m 2,2=+=+则(等差中项)(4)已知nm a a d q a p a n m n m --=⇒==,,(直线的斜率) 其中*,,,N q p n m ∈说明:1、定义主要用于判断和证明;2、通项公式对应一次函数,但图像是一些离散的点;3、前n 项和公式,前半部分比较灵巧,后半部分对应二次函数,图像也是一些离散的点;4、常见题型:求值、单调性、大小比较、求最值、求和最重要的数学思想方法:方程思想、函数思想、整体思想、配方法、数形结合。
例习题:(一)基本公式的应用1、(1)已知数列{}n a 是等差数列,且.12,23211=++=a a a a则数列{}n a 的通项公式 ;(2)已知等差数列{}n a 的前三项为32,1,1++-a a a ,则此数列的通项为A 、52-nB 、12+nC 、32-nD 、12-n(3)设数列{}n a 是单调递增的等差数列,前三项和为12,前三项的积为48,则它的首项是A 、1B 、2C 、4D 、8(4)在a 和b 两数之间插入n 个数,使它们与b a ,组成等差数列,则该数列的公差为2、等差数列{}d a a a d a a n 成等比数列,则若公差中,5211,,,0,1≠=为 ( )(A) 3 (B) 2 (C) 2- (D) 2或2-3、在首项为81,公差为-7的等差数列{a n }中,最接近零的是第 ( )A .11项B .12项C .13项D .14项4、设{}n a 是一个公差为)0(≠d d 的等差数列,它的前10项和11010=S 且1a ,2a ,4a 成等比数列。
等差数列通项求和及其性质1.等差数列概念及通项公式1) 等差数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示。
2) 等差数列的判定方法:(1)定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1(常数),则数列{}n a 是等差数列。
(2)等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ,则数列{}n a 是等差数列。
3) 等差数列的通项公式:如果等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则等差数列的通项为d n a a n )1(1-+=。
说明:该公式整理后是关于n 的一次函数。
通项公式的变形:a n =a m +(n -m )d ,m ,n ∈N *. 2.等差数列性质2.1等差中项:如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,且A =a +b2.2.2已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和.(1)有穷等差数列中与首末两项等距离的两项的和相等,即a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2=…=a k +a n -k +1=….(2)等差数列{a n }中,当m +n =p +q 时,a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *). 特别地,若m +n =2p ,则2a p =a m +a n (m ,n ,p ∈N *).(3)相隔等距离的项组成的数列是等差数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等差数列,公差为md (k ,m ∈N *). (4)若数列{a n },{b n }是公差分别为d 1,d 2的等差数列,则数列{pa n },{a n +p },{pa n +qb n }都是等差数列(p ,q 都是常数),且公差分别为pd 1,d 1,pd 1+qd 2. 2.3等差数列的单调性当d >0时,数列{a n }为递增数列; 当d <0时,数列{a n }为递减数列; 当d =0时,数列{a n }为常数列. 3.等差数列求和(倒序相加法) 等差数列的前n 项和:① 2)(1n n a a n S +=②d n n na S n 2)1(1-+= 说明:对于公式②整理后是关于n 的没有常数项的二次函数。
等差数列与等比数列的通项公式数列是数学中非常重要的概念,它是按照一定的规律排列的一列数。
在数列中,等差数列和等比数列是最为常见的两种类型。
今天我们将探讨等差数列和等比数列的通项公式。
一、等差数列的通项公式等差数列是指数列中每个数与它的前一个数之差保持恒定的数列。
我们可以用一个公式来表示等差数列的通项公式。
设等差数列的首项为a₁,公差为d,第n项为aₙ。
根据等差数列的定义,可以得到以下关系式:a₂ = a₁ + da₃ = a₂ + d = a₁ + 2da₄ = a₃ + d = a₁ + 3d......aₙ = aₙ₋₁ + d = a₁ + (n - 1)d因此,等差数列的通项公式可以表示为:aₙ = a₁ + (n - 1)d通过等差数列的通项公式,我们可以轻松计算出数列中的任意一项,无需逐个相加或者列出整个数列。
二、等比数列的通项公式等比数列是指数列中每个数与它的前一个数之比保持恒定的数列。
同样,我们也可以用一个公式来表示等比数列的通项公式。
设等比数列的首项为a₁,公比为r,第n项为aₙ。
根据等比数列的定义,可以得到以下关系式:a₂ = a₁ × ra₃ = a₂ × r = a₁ × r²a₄ = a₃ × r = a₁ × r³......可以发现,等比数列的通项公式中,每一项都是前一项乘以公比的结果。
因此,等比数列的通项公式可以表示为:aₙ = a₁ × r^(n - 1)借助等比数列的通项公式,我们同样可以轻松计算出数列中的任意一项。
三、总结与应用通过上述的讨论,我们可以得出等差数列和等比数列的通项公式。
这些公式可以帮助我们更加便捷地计算数列中的任意一项,无需进行繁琐的逐个相加或者列出整个数列。
此外,等差数列和等比数列在实际问题中的应用也非常广泛。
例如,金融领域中的利息计算、成长模型中的人口增长等都可以使用数列来描述,并借助通项公式进行计算和预测。
等差数列的概念及通项公式等差数列是数学中非常重要的一种数列,它是指一个数列中的每一项与它的前一项之差都相等的数列。
这个差值称为等差数列的公差,用d来表示。
等差数列可以用一般形式的公式表示为:an=a1+(n-1)d,其中an表示等差数列中的第n项,a1表示等差数列的首项,n表示等差数列的项数。
由等差数列的定义可知,等差数列的相邻两项之间的差值是固定不变的。
这个差值可以是正数、零或者负数。
如果差值为正数,那么数列逐渐增大;如果差值为零,那么数列各项都相等;如果差值为负数,那么数列逐渐减小。
不管差值的正负与大小如何,等差数列都具有相同的通项公式。
等差数列的通项公式是指通过已知条件求解等差数列中任意一项的公式。
等差数列的通项公式有很多不同的形式,最常用的是:an=a1+(n-1)d,其中an表示等差数列的第n项,a1表示等差数列的首项,d表示等差数列的公差,n表示等差数列的项数。
通过这个通项公式,我们可以很方便地求解等差数列中任意一项的值。
例如,如果我们知道一个等差数列的首项是3,公差是2,我们想要知道它的第10项的值,那么我们只需要将a1=3,d=2,n=10代入通项公式中,即可得到a10=3+(10-1)×2=3+18=21、因此,这个等差数列的第10项的值是21另外,由等差数列的通项公式还可以得到等差数列的公式和等差数列的前n项和的公式。
等差数列的公式是指将等差数列中的每一项按照一定的规律列出来。
例如,对于一个等差数列的首项是2,公差是3,如果我们想知道它的前5项的值,那么我们可以用通项公式计算得到a1=2,a2=2+3×1=5,a3=2+3×2=8,a4=2+3×3=11,a5=2+3×4=14、因此,这个等差数列的前5项的值是2,5,8,11,14而等差数列的前n项和的公式是指等差数列前n项的总和。
可以通过通项公式将等差数列的前n项求和转化为求一等差数列的前n项和的问题。
4.2.1&4.2.2 等差数列的概念与等差数列的通项公式一、等差数列的定义1、文字语言:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示.2、符号语言:若()12n n a a d n --=≥,则数列{}n a 为等差数列(通常可称为AP 数列) 【注意】(1)“从第2项起”是指第1项前面没有项,无法与后续条件中“与前一项的差”相吻合. (2)“每一项与它的前一项的差”这一运算要求是指“相邻且后项减去前项”,强调了:①作差的顺序; ②这两项必须相邻.(3)定义中的“同一常数”是指全部的后项减去前一项都等于同一个常数,否则这个数列不能称为等差数列.二、等差数列的通项公式与等差中项 1、等差数列的通项公式已知等差数列{}n a 的首项为a 1,公差为d ,则通项公式为:()()11n a a n d n N *=+-∈等差数列通项公式的推导过程:如果等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,根据等差数列的定义得到:21a a d -=,32a a d -=,43a a d -=,…所以21a a d =+,32112a a d a d d a d =+=++=+, 431123a a d a d d a d =+=++=+, ……由此归纳出等差数列的通项公式为()11n a a n d =+-. 2、等差中项如果三个数a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项. 这三个数满足的关系式是A =a +b2. 三、判断或证明一个数列是等差数列的方法1、定义法:1n n a a d +-=(常数)()n N *∈⇒{}n a 是等差数列;2、中项法:122n n n a a a ++=+()n N *∈⇒{}n a 是等差数列;3、通项公式法:n a kn b =+(k ,b 为常数){}n a ⇒是等差数列。
1.等差数列的定义:d a a n n =--1(d 为常数)(2≥n );【例1】设S n 是数列{a n }的前n 项和,且S n =2n 2-5n ,证明数列{a n }是等差数列。
2.等差数列通项公式:*11(1)()n a a n d dn a d n N =+-=+-∈,首项为1a ,公差为d ,末项为n a 推广:d m n a a m n )(-+=,从而mn a a d mn --=;总结:等差数列的通项公式11(1)n a a n d dn a d =+-=+-是关于n 的一次函数,且斜率为公差d ; 说明:等差数列的单调性:d 0>为递增数列,0d =为常数列,0d < 为递减数列。
【例1】等差数列{a n }中,已知a 1=13,a 2+a 5=4,a n =33,则n 为( )A .48B .49C .50D .51【例2】首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差的取值范围是______ 【例3】设{a n }是公差为正数的等差数列,若a 1+a 2+a 3=15,a 1a 2a 3=80,则a 11+a 12+a 13等于( )A.120B.105C.90D.75【例4】若数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n(n =1,2,3,…),则此数列的通项公式为_______________;数列{na n }中数值最小的项是第_______项。
3.等差中项(1)如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项.即:2ba A +=或b a A +=2 (2)等差中项及其延展【例1】如果等差数列{}n a 中,34512712,___.a a a a a a ++=+++=那么【例2】已知1,a ,b 成等差数列,3,a +2,b +5成等比数列,则等差数列的公差为( )A .3或-3B .3或-1C .3D .-3【例3】在等差数列{}n a 中,1910a a +=,则5a 的值为( )A 、5B 、6C 、8D 、10【例4】已知{a n }为等差数列,若a 1+a 5+a 9=π,则cos(a 2+a 8)的值为______.【例5】等差数列{}n a 的前三项为1,1,23x x x -++,则这个数列的通项公式为( )A .21n a n =+B .21n a n =-C .23n a n =-D .25n a n =-4.等差数列的前n 项和公式:1()2n n n a a S +=1(1)2n n na d -=+211()22d n a d n =+-2An Bn =+(其中A 、B 是常数,所以当d≠0时,S n 是关于n 的二次式且常数项为0)特别地,当项数为奇数21n +时,1n a +是项数为2n+1的等差数列的中间项:()()()12121121212n n n n a a S n a +++++==+(项数为奇数的等差数列的各项和等于项数乘以中间项)【例1】)设{n a }为等差数列,公差d = -2,n S 为其前n 项和.若1011S S =,则1a =( )A.18B.20C.22D.24【例2】设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,若363,24S S ==,则9__.a = 【例3】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若924972,___.S a a a =++=则【例4】设{}n a 是公差为-2的等差数列,如果a 1+a 4+….. + a 97 =50,那么a 3+a 6+ a 9+….. + a 99 =( )A.-182B.-78C.-148D.-82【例5】(1)已知等差数列{}n a 的前5项之和为25,第8项等于15,求第21项。
1.等差数列基本公式:末项=首项+(项数-1)×公差项数=(末项-首项)÷公差+1首项=末项-(项数-1)×公差和=(首项+末项)×项数÷22.通项公式:等差数列的通项公式为:a n=a1+(n-1)d (1)前n项和公式前n项和公式为:S n=na1+n(n-1)d/2或S n=n(a1+a n)/2 (2) 以上n均属于正整数.3.推论:1.从(1)式可以看出,a n是n的一次函数(d≠0)或常数函数(d=0),(n,a n)排在一条直线上,由(2)式知,S n是n的二次函数(d≠0)或一次函数(d=0,a1≠0),且常数项为0.2.从等差数列的定义、通项公式,前n项和公式还可推出:a1+a n=a2+a n-1=a3+a n-2=…=a k+a n-k+1,k∈{1,2,…,n}3.若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a m+a n=a p+a q,S2n-1=(2n-1)a n,S2n+1=(2n+1)a n+1,S k,S2k-S k,S3k-S2k,…,S nk-S(n-1)k…4.若m+n=2p,则a m+a n=2a p4.其他推论:和=(首项+末项)×项数÷2项数=(末项-首项)÷公差+1首项=2倍和÷项数-末项末项=2倍和÷项数-首项末项=首项+(项数-1)×公差推论3:证明:若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a m+a n=a p+a q如a m+a n=a1+(m-1)d+a1+(n-1)d=2a1+(m+n-2)d同理得,a p+a q=2a1+(p+q-2)d又因为m+n=p+q ;a1,d均为常数所以若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a m+a n=a p+a q注:1.常数列不一定成立2.m,p,q,n大于等于自然数等差中项在等差数列中,等差中项:一般设为Ar,A m+A n=2A r,所以A r为A m,A n的等差中项,且为数列的平均数.且任意两项a m,a n的关系为:a n=a m+(n-m)d它可以看作等差数列广义的通项公式.。
等差数列的定义和通项公式
一、等差数列的定义和通项公式
1、等差数列的定义
一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那
么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,常用字母$d$表示。
2、等差数列的通项公式
等差数列的通项公式为$a_n=a_1+(n-1)d$,其中$a_1$为首项,$d$为公差。
注:已知等差数列$\{a_n\}$中的任意两项$a_n$,$a_m(n,m∈\mathbf{N}^*,m≠n)$,则$\begin{cases}a_n=a_1+(n-1)d,\\a_m=a_1+(m-1)d\end{cases}\Rightarrow$$a_n-
a_m=$$(n-m)d\Rightarrow$$\begin{cases}d=\frac{a_n-a_m}{n-m},\\a_n=a_m+(n-m)d。
\end{cases}$
即已知等差数列中的任意两项,可求得其公差,进而求得其通项公式。
3、等差中项
由三个数$a$,$A$,$b$组成的等差数列可以看成最简单的等差数列。
这时,$A$叫做$a$与$b$的等差中项。
此时,$2A=a+b$,$A=\frac{a+b}{2}$。
若数列中相邻三项之间存在如下关系:$2a_n=a_{n+1}+a_{n-1}(n\geqslant2)$,则
该数列是等差数列。
4、等差数列与函数的关系
将等差数列的通项公式$a_n=a_1+(n-1)d$变形,整理得$a_n=nd+(a_1-d)$。
则从函数
的角度来看$a_n=a_1+(n-1)d$是关于$n$的一次函数($d≠0$时)或常函数($d=0$时)。
它的图象是一条射线上的一系列横坐标为正整数的孤立的点,公差$d$是该射线所在直线
的斜率。
(1)当$d>0$时,数列$\{a_n\}$是递增数列;
(2)当$d=0$时,数列$\{a_n\}$是常数列;
(3)当$d<0$时,数列$\{a_n\}$是递减数列;
5、等差数列的性质
若数列$\{a_n\}$是首项为$a_1$,公差为$d$的等差数列,则它具有以下性质
(1)若$m+n=p+q(m,n,p,q∈\mathbf{N}^*)$,则$a_m+a_n=a_p+a_q$。
(2)若$\frac{m+n}{2}=k$,则$a_m+a_n=2a_k(m,n,k∈\mathbf{N}^*)$。
(3)在等差数列$\{a_n\}$中,若$a_n=m$,$a_m=n$,$(m≠n)$,则有$a_{m+n}=0$。
(4)若$\{a_n\}$是有穷等差数列,则$a_1+a_n=a_2+a_{n-
1}=$$\cdots=$$a_i+a_{n+1-i}=\cdots$。
(5)数列$λa_n+b$($λ$,$b$是常数)是公差为$λd$的等差数列。
(6)下标成等差数列且公差为$m$的项$a_k$,$a_{k+m}$,$a_{k+2m}$,
$\cdots(k,m∈\mathbf{N}^*)$,组成公差为$md$的等差数列。
(7)若数列$\{b_n\}$是等差数列,则数列$\{a_n±b_n\}$,
$\{ka_n±b_n\}$($k$为非零常数)也是等差数列。
二、等差数列的相关例题
若数列$\{a_n\}$满足$3a_{n+1}=3a_n +1$,则数列$\{a_n\}$是___
A.公差为1的等差数列
B.公差为$\frac{1}{3}$的等差数列
C.公差为$-\frac{1}{3}$的等差数列
D.不是等差数列
答案:B
解析:$3a_{n+1}=3a_n +1$,$∴a_{n+1}-a_n=\frac{1}{3}$,所以数列$\{a_n\}$是
等差数列,公差为$\frac{1}{3}$。
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