北师大必修5数学《等差数列的定义和通项公式》习题精选有答案-(高一)MnPwPl
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2.1 等差数列(二)[学习目标] 1.能根据等差数列的定义推出等差数列的重要性质.2.能运用等差数列的性质解决有关问题.知识点一 推广的等差数列的通项公式已知a 1求a n ,则a n =a 1+(n -1)d (n ≥1).已知a m 求a n ,则a n =a m +(n -m )d (m ≤n ).思考 已知等差数列{a n }中的a m 和a n ,如何求d?★答案★ 由{a n }的通项公式得a n =a 1+(n -1)d ,a m =a 1+(m -1)d ,两式相减得a n -a m =(n -m )d ,∴d =a n -a m n -m. 知识点二 等差数列的性质1.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)2.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=a 3+a n -2=…….3.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 .思考 等差数列{a n }中,若a 5=7,a 9=19,则a 2+a 12=________,a 7=________. ★答案★ 26 134.等差数列的“子数列”的性质若数列{a n }是公差为d 的等差数列,则(1)数列{a n }去掉前几项后余下的项仍组成公差为d 的等差数列.(2)奇数项数列{a 2n -1}是公差为2d 的等差数列,偶数项数列{a 2n }是公差为2d 的等差数列.(3)若数列{k n }是等差数列,则数列{ak n }也是等差数列.(4)从等差数列{a n }中等距离抽取项,所得的数列仍为等差数列,当然公差要随之发生变化.题型一 等差数列的性质及应用例1 (1)已知等差数列{a n }中,a 2+a 6+a 10=1,求a 4+a 8.(2)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,求a 11+a 12+a 13的值. 解 (1)方法一 根据等差数列的通项公式,得a 2+a 6+a 10=(a 1+d )+(a 1+5d )+(a 1+9d )=3a 1+15d .由题意知,3a 1+15d =1,即a 1+5d =13. ∴a 4+a 8=2a 1+10d =2(a 1+5d )=23. 方法二 根据等差数列性质a 2+a 10=a 4+a 8=2a 6.由a 2+a 6+a 10=1,得3a 6=1,解得a 6=13, ∴a 4+a 8=2a 6=23. (2){a n }是公差为正数的等差数列,设公差为d (d >0),∵a 1+a 3=2a 2,∴a 1+a 2+a 3=15=3a 2,∴a 2=5,又a 1a 2a 3=80,∴a 1a 3=(5-d )(5+d )=16⇒d =3或d =-3(舍去),∴a 12=a 2+10d =35,a 11+a 12+a 13=3a 12=105.反思与感悟 解决本类问题一般有两种方法:一是运用等差数列{a n }的性质:若m +n =p +q =2w ,则a m +a n =a p +a q =2a w (m ,n ,p ,q ,w 都是正整数);二是利用通项公式转化为数列的首项与公差的结构完成运算,属于通性通法,两种方法都运用了整体代换与方程的思想. 跟踪训练1 在等差数列{a n }中:(1)若a 3=5,则a 1+2a 4=________;(2)a 1+a 2+a 3=-24,a 18+a 19+a 20=78,则此数列a 1+a 20等于________.★答案★ (1)15 (2)18解析 (1)a 1+2a 4=a 1+(a 3+a 5)=(a 1+a 5)+a 3=2a 3+a 3=3a 3=15.(2)由已知可得(a 1+a 2+a 3)+(a 18+a 19+a 20)=-24+78⇒(a 1+a 20)+(a 2+a 19)+(a 3+a 18)=54⇒a 1+a 20=18.题型二 等差数列项的设法及运算例2 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.反思与感悟 三个数或四个数成等差数列的设法.当三个数或四个数成等差数列且和为定值时,可设出首项a 1和公差d 列方程组求解,也可采用对称的设法,三个数时,设a -d ,a ,a +d ;四个数时,设a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,利用和为定值,先求出其中某个未知量.跟踪训练2 已知三个数成等差数列并且数列是递增的,它们的和为18,平方和为116,求这三个数.解 方法一 设这三个数为a ,b ,c ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 2b =a +c ,a +b +c =18,a 2+b 2+c 2=116,解得a =4,b =6,c =8.这三个数为4,6,8.方法二 设这三个数为a -d ,a ,a +d ,由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=18, ①(a -d )2+a 2+(a +d )2=116, ② 由①得a =6,代入②得d =±2,∵该数列是递增的,∴d =-2舍去,∴这三个数为4,6,8.题型三 等差数列的综合问题例3 已知数列{a n }中,a 1=14,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列,并写出{b n }的通项公式;(2)求数列{a n }的通项公式及数列{a n }中的最大项与最小项.解 (1)因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),所以a n -1=a n -1-1a n -1, 所以1a n -1=a n -1-1+1a n -1-1=1+1a n -1-1, 即1a n -1-1a n -1-1=1. 因为b n =1a n -1,所以b n -b n -1=1(n ≥2,n ∈N *). 又a 1=14,b 1=1a 1-1=-43, 所以数列{b n }是以b 1=-43为首项,1为公差的等差数列. 故b n =-43+(n -1)×1=n -73(n ∈N *). (2)由(1)得a n =1n -73+1=1+33n -7,当n ≥3时,数列{a n }是递减数列,且a n >1. 又a 1=14,a 2=-2,a 3=52,所以在数列{a n }中,最大项为a 3=52,最小项为a 2=-2. 反思与感悟 解决数列综合问题的方法策略(1)结合等差数列的性质或利用等差中项.(2)利用通项公式,得到一个以首项a 1和公差d 为未知数的方程(组)或不等式(组).(3)利用函数或不等式的有关方法解决.跟踪训练3 设等差数列{a n }的公差为d .若数列{2a 1a n }为递减数列,则( )A .d <0B .d >0C .a 1d <0D .a 1d >0 ★答案★ C解析 设b n =2a 1a n ,则b n +1=2a 1a n +1,由于{2a 1a n }是递减数列,则b n >b n +1,即2a 1a n >2a 1a n +1.∵y =2x 是单调增函数,∴a 1a n >a 1a n +1,∴a 1a n -a 1(a n +d )>0,∴a 1(a n -a n -d )>0,即a 1(-d )>0,∴a 1d <0.题型四 等差数列的实际应用例4 某公司2009年经销一种数码产品,获利200万元,从2010年起,预计其利润每年比上一年减少20万元,按照这一规律,如果公司不开发新产品,也不调整经营策略,从哪一年起,该公司经销这一产品将亏损?解 记2009年为第一年,由题设可知第1年获利200万元,第2年获利180万元,第3年获利160万元,…,则每年获利构成等差数列{a n },且当a n <0时,该公司经销此产品将亏损. 设第n 年的利润为a n ,因为a 1=200,公差d =-20,所以a n =a 1+(n -1)d =220-20n .由题意知数列{a n }为递减数列,令a n <0,即a n =220-20n <0,得n >11,即从第12年起,也就是从2020年开始,该公司经销此产品将亏损.反思与感悟 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.跟踪训练4 《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 ★答案★ B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=3a 7+a 8+a 9=4,即⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =33a 1+21d =4, 解得⎩⎨⎧ a 1=1322d =766,所以a 5=a 1+4d =6766.审题不仔细致误例5 首项为-24的等差数列,从第10项开始为正数,则公差d 的取值范围为________.错解 方法一 由a 10>0得-24+9d >0,∴d >83. 方法二 由⎩⎨⎧ a 10>0a 9<0得⎩⎪⎨⎪⎧-24+9d >0-24+8d <0,∴83<d <3. 错因分析 解答本题,应注意理解“从第10项开始为正数”的含义,它表明“a 10>0”的同时还表明“a 9≤0”这一条件.正解 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 10>0,a 9≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧-24+9d >0,-24+8d ≤0, ∴83<d ≤3.★答案★ 83<d ≤3 误区警示 解答此类问题,应注意仔细审题,认真挖掘题目中的隐含条件,并注意应用.1.在等差数列{a n }中,a 1=2,a 3+a 5=10,则a 7等于( )A .5B .8C .10D .14★答案★ B解析 方法一 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.方法二 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=8.2.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. 3.已知等差数列{a n }满足a 1+a 2+a 3+…+a 101=0,则有( )A .a 1+a 101>0B .a 2+a 101<0C .a 3+a 99=0D .a 51=51★答案★ C解析 ∵a 1+a 2+…+a 101=0,又∵a 1+a 101=a 2+a 100=a 3+a 99=…=2a 51,∴a 51=0=a 3+a 99.4.下列是关于公差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;其中正确的结论是( )A .p 1,p 2B .p 3,p 4C .p 2,p 3D .p 1,p 4★答案★ D解析 a n =a 1+(n -1)d =dn +a 1-d ,因为d >0,所以p 1正确;a n +3nd =4dn +a 1-d ,因4d >0,所以是递增数列,p 4正确,故选D.5.在等差数列{a n }中,已知a 1+2a 8+a 15=96,则2a 9-a 10=________. ★答案★ 24解析 ∵a 1+2a 8+a 15=4a 8=96,∴a 8=24.∴2a 9-a 10=a 10+a 8-a 10=a 8=24.1.在等差数列{a n }中,当m ≠n 时,d =a m -a n m -n为公差公式,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 .2.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.3.在等差数列{a n }中,首项a 1与公差d 是两个最基本的元素.有关等差数列的问题,如果条件与结论间的联系不明显,则均可化成有关a 1、d 的关系列方程组求解.但是,要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.。
2.1 等差数列第1课时 等差数列的概念和通项公式课时过关·能力提升1.在数列{a n }中,a 1=2,2a n+1-2a n =1,则a 101的值为( ) B.50 C.51 D.52a n+1-a n =12,∴数列{a n }是首项为2,公差为12的等差数列,则a n =2+12(n-1). ∴a 101=2+12×100=52.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的值为( ) B.120 C.90 D.75a 1+a 2+a 3=15,得a 2=5,所以a 1+a 3=10,a 1a 3=16,解得a 1=2,a 3=8或a 1=8,a 3=2. {a n }的公差为正数,所以数列{a n }是递增数列. 所以a 1=2,a 3=8,其公差d=a 2-a 1=5-2=3, a 11+a 12+a 13=(a 1+10d )+(a 2+10d )+(a 3+10d )=(a 1+a 2+a 3)+30d=15+30×3=105.n a 1=7,公差d=5的等差数列,若a n =2 017,则序号n 等于( ) B.401 C.402 D.403a 1=7,d=5,a n =7+5(n-1)=5n+2.5n+2=2 017,解得n=403.{a n }的公差为d ,若数列{2a 1a n }为递减数列,则( )B.d>0C.a 1d<0D.a 1d>0{2a 1a n }为递减数列,且y=2x 是增函数,所以{a 1a n }是递减数列, a 1a n+1-a 1a n =a 1(a n+1-a n )=a 1d<0.32,log 3(2x -1),log 3(2x +11)成等差数列,则x 的值为( ) -3 B.log 37 C.log 27 D.4log 3(2x +11)-log 3(2x -1)=log 3(2x-1)-log 32,∴2x +112x -1=2x -12,即22x -4·2x -21=0,解得2x =7或2x =-3(舍log 27.{a n }中,a 1=70,d=-9,则这个数列中绝对值最小的一项为( )B.a 9C.a 10D.a 11{a n }中,由a 1=70,d=-9,得a n =-9n+79,∴数列{a n }是首项为正数的递减等差数列.令-9n+79≥0,解得n ≤799,且a 8=7,a 9=-2,a 10=-11,a 11=-20,∴这个数列中绝对值最小的一项为a 9.{a n },若a n =10-2n (n ∈N +),且a 1+a 2+…+a m =|a 1|+|a 2|+…+|a m |,则正整数m 的最大值是( )B.5C.6D.7a n =10-2n ,得{a n }为递减数列.a m =10-2m ≥0,m ∈N +,1≤m ≤5.∴m 的最大值为5.{a n }的图像是平行于x 轴的直线上的均匀分布的一群孤立的点,则数列{a n }的公差d 0(填“>”“<”或“=”).{a n }是等差数列,知a n =a 1+(n-1)d=dn+a 1-d.由其图像是平行于x 轴的直线上的孤立的点,可知0,故d=0.9.在数列{a n }中,a 1=1,对任意的n ∈N +,有a n+1=a n1+a n ,则1a 2 017= .a n+1=a n 1+a n ,得1a n+1−1a n =1,故{1a n }是首项为1,公差为1的等差数列,所以1a n =1+(n-1)=n.故1a 2 017=2 017.10.在数列{a n }中,a 3=2,a 7=1,且数列{1a n +1}是等差数列,则a 11= .a 3=2,a 7=1,所以1a 3+1=13,1a 7+1=12.设等差数列{1a n +1}的公差为d ,则1a 7+1=1a 3+1+4d ,即12=13+4d ,解得d=124,所以1a 11+1=1a 7+1+4d=12+16=23,解得a 11=12.求等差数列3,7,11,…的第4项与第10项. 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.由a 1=3,d=7-3=4,得当n=4时,a 4=3+(4-1)×4=15;当n=10时,a 10=3+(10-1)×4=39.(2)是.由a 1=2,d=9-2=7,得这个数列的通项公式为a n =2+(n-1)×7=7n-5. 令7n-5=100,解得n=15∈N +,因此100是这个数列的第15项.★12.在数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N +).(1)求证:数列{b n }是等差数列; {a n }中的最大项和最小项,并说明理由.a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N +),b n =1a n -1,∴当n ≥2时,b n -b n-1=1a n -1−1a n -1-1=1(2-1a n -1)-1−1a n -1-1=a n -1a n -1-1−1a n -1-1=1.又b 1=1a 1-1=-52,∴数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列.(1)知,b n =n-72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设函数f (x )=1+22x -7,易知f (x )在区间(-∞,72)和(72,+∞)上是减少的.故当n=3时,a n 取得最小值-1;当n=4时,a n 取得最大值3.。
北师大版高中数学必修五习题课(1)课时目标 1.熟练掌握等差数列的概念、通项公式、前n 项和公式,并能综合运用这些知识解决一些问题.2.熟练掌握等差数列的性质、等差数列前n 项和的性质,并能综合运用这些性质解决相关问题.1.若S n 是数列{a n }的前n 项和,则S n =a 1+a 2+…+a n ,a n =⎩⎪⎨⎪⎧n =1,n ≥2.2.若数列{a n }为等差数列,则有: (1)通项公式:a n =__________;(2)前n 项和:S n =______________=_________________________________________. 3.等差数列的常用性质(1)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q(m ,n ,p ,q ∈N +),则______________________. (2)若S n 表示等差数列{a n }的前n 项和,则 S k ,S 2k -S k ,____________成等差数列.一、选择题1.在等差数列{a n }中,a 1+3a 8+a 15=120,则2a 9-a 10的值为( ) A .24 B .22 C .20 D .-82.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3+a 7+a 11=6,则S 13等于( ) A .24 B .25 C .26 D .273.设数列{a n }、{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37等于( ) A .0 B .37 C .100 D .-374.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.120 B.105C.90 D.755.若{a n}为等差数列,S n为其前n项和,若a1>0,d<0,S4=S8,则S n>0成立的最大自然数n为( )A.11 B.12C.13 D.146.在等差数列{a n}中,a1=-2 008,其前n项和为S n,若S2 0082 008-S2 0062 006=2,则S2 012等于( )A.-2 012 B.2 012C.6 033 D.6 036二、填空题7.已知数列{a n}的前n项和S n=n2+n+1,则a6+a7+…+a10的值为________.8.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S p=S q(p,q∈N+且p≠q),则S p+q=________. 9.等差数列{a n}中,|a3|=|a9|,公差d<0,则使前n项和S n取得最大值的自然数n是______.10.已知数列{a n}中,a1=20,a n+1=a n+2n-1,n∈N+,则数列{a n}的通项公式a n=________.三、解答题11.甲、乙两物体分别从相距70 m的两处同时相向运动,甲第1分钟走2 m,以后每分钟比前1分钟多走1 m,乙每分钟走5 m.(1)甲、乙开始运动后几分钟相遇?(2)如果甲、乙到达对方起点后立即返回,甲继续每分钟比前1分钟多走1 m,乙继续每分钟走5 m,那么开始运动几分钟后第二次相遇?12.已知公差大于零的等差数列{a n}的前n项和为S n,且满足:a3·a4=117,a2+a5=22.(1)求数列{a n}的通项公式a n;(2)若数列{b n}是等差数列,且b n=S nn+c,求非零常数c.能力提升13.在等差数列{a n}中,a10<0,a11>0,且|a10|<a11,S n为{a n}的前n项的和,则下列结论正确的是( )A.S1,S2,…,S10都小于零,S11,S12,…都大于零B.S1,S2,…,S5都小于零,S6,S7,…都大于零C.S1,S2,…,S20都小于零,S21,S22,…都大于零D.S1,S2,…,S19都小于零,S20,S21,…都大于零14.把自然数1,2,3,4,…按下列方式排成一个数阵.12 34 5 67 8 9 1011 12 13 14 15……………………………根据以上排列规律,数阵中第n (n ≥3)行从左至右的第3个数是______________.1.等差数列是最基本、最常见的数列,等差数列的定义是研究解决等差数列的判定和性质,推导通项公式、前n 项和公式的出发点.2.通项公式与前n 项和公式联系着五个基本量:a 1、d 、n 、a n 、S n .掌握好本部分知识的内在联系、结构,以便灵活运用.3.另外用函数观点和方法揭示等差数列的特征,在分析解决数列的综合题中有重要的意义.习题课(1) 答案知识梳理1.S 1 S n -S n -1 2.(1)a 1+(n -1)d (2)na 1+n(n -1)d 2 n(a 1+a n )2 3.(1)a m +a n =a p+a q (2)S 3k -S 2k 作业设计 1.A2.C [∵a 3+a 7+a 11=6,∴a 7=2,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=26.]3.C [设数列{a n },{b n }的公差分别为d ,d ′,则a 2+b 2=(a 1+d)+(b 1+d ′)=(a 1+b 1)+(d +d ′)=100. 又∵a 1+b 1=100,∴d +d ′=0.∴a 37+b 37=(a 1+36d)+(b 1+36d ′)=(a 1+b 1)+36(d +d ′)=100.] 4.B [∵a 1+a 2+a 3=3a 2=15,∴a 2=5. ∵a 1=5-d ,a 3=5+d ,d>0, ∴a 1a 2a 3=(5-d)·5·(5+d)=80, ∴d =3,a 1=2.∴a 11+a 12+a 13=3a 12=3(a 1+11d)=3a 1+33d =3×2+33×3=105.] 5.A [S 4=S 8⇒a 5+a 6+a 7+a 8=0⇒a 6+a 7=0,又a 1>0,d<0,S 12=(a 1+a 12)·122=0,n<12时,S n >0.]6.D [S n n =a 1+(n -1)d2,∴S 2 0082 008-S 2 0062 006=a 1+2 008-12d -a 1-2 006-12d =d =2. ∴S 2 012=2 012×(-2 008)+2 012×2 0112×2=2 012×3=6 036.] 7.80解析 a 6+a 7+…+a 10=S 10-S 5=111-31=80. 8.0解析 设S n =an 2+bn ,由S p =S q . 知ap 2+bp =aq 2+bq ,∴p +q =-b a.∴S p +q =a(p +q)2+b(p +q)=a(-b a )2+b(-b a )=b 2a -b2a=0.9.5或6解析 d<0,|a 3|=|a 9|,∴a 3>0,a 9<0且a 3+a 9=0, ∴a 6=0,∴a 1>a 2>…>a 5>0,a 6=0,0>a 7>a 8>…. ∴当n =5或6时,S n 取到最大值. 10.n 2-2n +21解析 ∵a n +1-a n =2n -1, ∴a 2-a 1=1,a 3-a 2=3,…, a n -a n -1=2n -3,n ≥2.∴a n -a 1=1+3+5+…+(2n -3). ∴a n =20+(n -1)(2n -2)2=n 2-2n +21.11.解 (1)设n 分钟后第1次相遇,依题意, 有2n +n(n -1)2+5n =70,整理得n 2+13n -140=0. 解之得n =7,n =-20(舍去). 第1次相遇是在开始运动后7分钟. (2)设n 分钟后第2次相遇,依题意,有 2n +n(n -1)2+5n =3×70,整理得n 2+13n -420=0. 解之得n =15,n =-28(舍去). 第2次相遇是在开始运动后15分钟.12.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,且d>0. ∵a 3+a 4=a 2+a 5=22,又a 3·a 4=117, 又公差d>0,∴a 3<a 4,∴a 3=9,a 4=13.∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =9a 1+3d =13,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1d =4,∴a n =4n -3.(2)由(1)知,S n =n ·1+n(n -1)2·4=2n 2-n ,∴b n =S n n +c =2n 2-nn +c .∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c. ∵{b n }是等差数列,∴2b 2=b 1+b 3, ∴2c 2+c =0,∴c =-12 (c =0舍去).13.D [∵S 19=19(a 1+a 19)2=19a 10<0,S 20=20(a 1+a 20)2.而a 1+a 20=a 10+a 11,∵a 10<0,a 11>0且|a 10|<a 11, ∴a 10+a 11>0,∴S 20=20(a 1+a 20)2=10(a 10+a 11)>0.又∵d =a 11-a 10>0. ∴S n >0 (n ≥20).] 14.n 22-n 2+3解析 该数阵的第1行有1个数,第2行有2个数,…,第n 行有n 个数,则第n -1 (n ≥3)行的最后一个数为(n -1)(1+n -1)2=n 22-n 2,则第n 行从左至右的第3个数为n 22-n2+。
2.2 等差数列的前n 项和第1课时 等差数列的前n 项和课时过关·能力提升1.等差数列{a n }的各项都是负数,且a 32+a 82+2a 3a 8=9,则它的前10项和S 10等于( ) B.-9 C.-15 D.-13a 32+a 82+2a 3a 8=9,(a 3+a 8)2=(a 1+a 10)2=9.∵a n <0,∴a 1+a 10<0.∴a 1+a 10=-3,∴S 10=10(a 1+a 10)2=-15.n 为数列{a n }的前n 项和,若满足a n =a n-1+2(n ≥2),且S 3=9,则a 1等于( )B.3C.1D.-1a n =a n-1+2(n ≥2),a n -a n-1=2(n ≥2),∴{a n }是公差为2的等差数列.∵S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2=9,∴a 2=3.a 1=a 2-d=3-2=1.{a n }满足a 5=11,a 12=-3,{a n }的前n 项和S n 的最大值为M ,则lg M 等于( )B .2C .10D .100{a n }中,a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }的前9项和S 9等于( ) B.99 C.144 D.297a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,得3a 4=39,3a 6=27,解得a 4=13,a 6=9,所以S 9=9(a 1+a 9)2=9(a 4+a 6)2=)2=99. 5.在等差数列{a n }中,a 9=12a 12+6,则数列{a n }的前11项和S 11等于( )B.48C.66D.132{a n }的公差为d ,则由a 9=12a 12+6,得a 1+8d=12(a 1+11d )+6,整理得a 1+5d=12,即a 6=12,所以S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6=11×12=132.n ,a 10=33,a 2=1,S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 20-2S 10等于( )A.40B.200D.2020-2S 10=20(a 1+a 20)2-2×10(a 1+a 10)2=10(a 20-a 10)=100d.a 10=a 2+8d ,∴33=1+8d ,∴d=4.S 20-2S 10=400.★7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 15>0,S 16<0,则S 1a 1,S 2a 2,…,S 15a 15中最大的项为( ) A.S 1a 1 B.S 15a 15C.S 8aD.S 9a 9 S 15>0,∴a 1+a 15=2a 8>0,a 8>0.∵S 16<0,∴a 1+a 16<0,∴a 8+a 9<0,∴a 9<0,∴S 8最大.又a 1>a 2>a 3>…>a 8>0>a 9>…,∴S 1a 1,S 2a 2,…,S 15a 15中最大的项为S8a 8.{a n }的前n 项和S n =n 2+n ,则它的通项公式为a n = .n=1时,a 1=S 1=2;n ≥2时,a n =S n -S n-1=(n 2+n )-[(n-1)2+(n-1)]=2n.∵a 1=2也符合上式,a n =2n.n {a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-11,a 4+a 6=-6,则当S n 取最小值时,n 等于 .n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 3=3,S 6=24,则a 9= .{a n }的公差为d ,则S 3=3a 1+3×2d=3a 1+3d=3, 即a 1+d=1. ①S 6=6a 1+6×52d=6a 1+15d=24, 即2a 1+5d=8. ② 联立①②两式,解得a 1=-1,d=2,a 9=a 1+8d=-1+8×2=15.{a n }的前n 项和为S n ,且满足log 2(S n +1)=n+1,求数列{a n }的通项公式.,得S n +1=2n+1,则S n =2n+1-1.所以当n=1时,a 1=S 1=3;当n ≥2时,a n =S n -S n-1=(2n+1-1)-(2n -1)=2n . 又当n=1时,3≠21,故a n ={3,n =1,2n ,n ≥2.★12.甲、乙两物体分别从相距70 m 的两处同时相向运动,甲第1分钟走2 m,以后每分钟比前1分钟多走1 m,乙每分钟走5 m .(1)甲、乙开始运动几分钟后第一次相遇?(2)如果甲、乙到达对方起点后立即折返,甲继续每分钟比前1分钟多走1 m,乙继续每分钟走5 m,那?设甲、乙开始运动n min 后第一次相遇,依题意,有2n+n (n -1)2+5n=70. 整理得n 2+13n-140=0,解得n=7或n=-20(舍去).故甲、乙开始运动7 min 后第一次相遇.(2)设m min 后第二次相遇,依题意有2m+m (m -1)2+5m=3×70, 整理得m 2+13m-420=0.解得m=15或m=-28(舍去).故开始运动15 min 后第二次相遇.。
等差数列的概念及通项公式A 级 基础巩固一、选择题1.在等差数列{a n }中,a 2=2,a 3=4,则a 10=( D ) A .12 B .14 C .16D .18[解析] 该题考查等差数列的通项公式,由其两项求公差d . 由a 2=2,a 3=4知d =4-23-2=2.∴a 10=a 2+8d =2+8×2=18.2.等差数列3,1,-1,-3,…,-97的项为( B ) A .52 B .51 C .49D .50[解析] ∵a 1=3,a 2=1,∴d =1-3=-2, ∴a n =3+(n -1)×(-2)=-2n +5, 由-97=-2n +5,得n =51.3.(2019·威海检测)已知m 和2n 的等差中项是4,2m 和n 的等差中项是5,则m 和n 的等差中项是( B )A .2B .3C .6D .9 [解析] 由题意2m +n =10,2n +m =8,两式相加得3m +3n =18,∴m +n =6,∴m +n2=3.4.在等差数列{a n }中,a 2=-5,a 6=a 4+6,则a 1等于( B ) A .-9 B .-8 C .-7D .-4[解析] 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =-5a 1+5d =a 1+3d +6,解得a 1=-8. 5.已知a =13+2,b =13-2,则a ,b 的等差中项为( A ) A . 3 B . 2 C .33D .22[解析]a +b2=13+2+13-22=3-2+3+22= 3.6.设x 是a 与b 的等差中项,x 2是a 2与-b 2的等差中项,则a ,b 的关系是( C ) A .a =-bB .a =3bC .a =-b 或a =3bD .a =b =0[解析] 由等差中项的定义知:x =a +b2,x 2=a 2-b 22,∴a 2-b 22=(a +b2)2,即a 2-2ab -3b 2=0.故a =-b 或a =3b . 二、填空题7.lg(3+2)与lg(3-2)的等差中项是 0 .[解析] lg(3+2)+lg(3-2)=lg(3-2)=0,所以lg(3+2)与lg(3-2)的等差中项是0.8.《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6766升. [解析] 设此等差数列为{a n },公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3+a 4=3,a 7+a 8+a 9=4,∴⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+6d =3,3a 1+21d =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1322,d =766,∴a 5=a 1+4d =1322+4×766=6766.三、解答题9.在等差数列{a n }中,已知a 5=10,a 15=25,求a 25.[解析] 方法一:设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则根据题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =10,a 1+14d =25.解这个方程组,得a 1=4,d =32.∴这个数列的通项公式为a n =4+32×(n -1),即a n =32n +52.∴a 25=32×25+52=40.方法二:由题意可知:a 15=a 5+10d ,即25=10+10d , ∴10d =15.又∵a 25=a 15+10d ,∴a 25=25+15=40. 10.已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=2a na n +2, (1)数列{1a n}是否为等差数列?说明理由.(2)求a n .[解析] (1)数列{1a n}是等差数列,理由如下:∵a 1=2,a n +1=2a n a n +2,∴1a n +1=a n +22a n =12+1a n, ∴1a n +1-1a n =12,即{1a n }是首项为1a 1=12, 公差为d =12的等差数列.(2)由上述可知1a n =1a 1+(n -1)d =n2,∴a n =2n.(n ∈N +)B 级 素养提升一、选择题1.{a n }是首项为a 1=4,公差d =2的等差数列,如果a n =2 020,则序号n 等于( A ) A .1 009 B .1 012 C .1 008D .1 010[解析] ∵a 1=4,d =2,∴a n =a 1+(n -1)d =4+2(n -1)=2n +2, ∴2n +2=2 020,∴n =1 009.2.数列{a n }中,a 1=2,2a n +1=2a n +1,则a 101的值是( D ) A .49 B .50 C .51D .52 [解析] 由2a n +1=2a n +1得a n +1-a n =12,∴{a n }是等差数列,首项a 1=2,公差d =12,∴a n =2+12(n -1)=n +32,∴a 101=101+32=52.3.在首项为81,公差为-7的等差数列中,值最接近零的项是( C ) A .第11项 B .第12项 C .第13项D .第14项[解析] 由a n =a 1+(n -1)d 得a n =-7n +88, 令a n ≥0,解得n ≤887=1247.而a 12=4,a 13=-3, 故a 13的值最接近零.4.等差数列的首项为125,且从第10项开始为比1大的项,则公差d 的取值范围是( D )A .d >875B .d <325C .875<d <325D .875<d ≤325[解析] 由题意⎩⎪⎨⎪⎧a 10>1a 9≤1,∴⎩⎪⎨⎪⎧125+9d >1125+8d ≤1,∴875<d ≤325. 二、填空题5.在等差数列{a n }中,a 3=7,a 5=a 2+6,则a 6= 13 . [解析] 由a 5=a 2+6得a 5-a 2=6, 故3d =6,d =2.∴a 6=a 3+3d =7+3×2=13.6.若x ≠y ,两个数列:x ,a 1,a 2,a 3,y 和x ,b 1,b 2,b 3,b 4,y 都是等差数列,则a 2-a 1b 3-b 2= 54.[解析] 设这两个等差数列的公差分别为d 1,d 2. 则a 2-a 1b 3-b 2=d 1d 2.由等差数列的性质,是y -x =4d 1=5d 2,∴d 1d 2=54. 三、解答题7.等差数列{a n }中, a 3+a 4=4,a 5+a 7=6. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.[解析] (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意有2a 1+5d =4,a 1+5d =3.解得a 1=1,d =25. 所以{a n }的通项公式为a n =2n +35. (2)由(1)知,b n =[2n +35].当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1;当n =4,5时,2<2n +35<3,b n =2;当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3;当n =9,10时,4<2n +35<5,b n =4.所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2 =24. 8.已知f (x )=2x x +2,在数列{x n }中,x 1=13,x n =f (x n -1)(n ≥2,n ∈N *),试说明数列{1x n}是等差数列,并求x 95的值.[解析] 因为当n ≥2时,x n =f (x n -1), 所以x n =2x n -1x n -1+2(n ≥2),即x n x n -1+2x n =2x n -1(n ≥2), 得2x n -1-2x n x n x n -1=1(n ≥2),即1x n -1x n -1=12(n ≥2).又1x 1=3,所以数列{1x n }是以3为首项,12为公差的等差数列,所以1x n =3+(n -1)×12=n +52,所以x n =2n +5,所以x 95=295+5=150.。
[学业水平训练]1.在等差数列{a n }中,a n >0,且a 1+a 2+…+a 10=30,则a 5+a 6=( )A .3B .6C .9D .36解析:选B.∵数列{a n }是等差数列,且a n >0,∴a 1+a 2+…+a 10=5(a 5+a 6)=30,∴a 5+a 6=6.2.(2014·临清高二检测)已知等差数列{a n }中,a 2+a 4=6,则a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=( )A .30B .15C .5 6D .10 6解析:选B.∵数列{a n }为等差数列.∴a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=52(a 2+a 4)=52×6=15. 3.(2014·东北育才学校质检)在等差数列{a n }中,若a 1,a 2 015为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 008+a 2 014=( )A .10B .15C .20D .40解析:选B.∵a 1,a 2 015为方程x 2-10x +16=0的两个根.∴a 1+a 2 015=2a 1 008=10.∴a 1 008=5,∴a 2+a 1 008+a 2 014=3a 1 008=3×5=15.4.设{a n },{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37=( )A .0B .37C .100D .-37解析:选C.设c n =a n +b n ,由于{a n },{b n }都是等差数列,则{c n }也是等差数列,且c 1=a 1+b 1=25+75=100.c 2=a 2+b 2=100.∴{c n }的公差d =c 2-c 1=0.∴c 37=100.5.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 等于( )A .8B .4C .6D .12解析:选A.因为a 3+a 6+a 10+a 13=4a 8=32,所以a 8=8,即m =8.6.(2014·泰安高二检测)在等差数列{a n }中,a 3,a 10是方程x 2-3x -5=0的根,则a 5+a 8=________.解析:由已知得a 3+a 10=3,又数列{a n }为等差数列,∴a 5+a 8=a 3+a 10=3.答案:37.(2014·河北省石家庄市月考)在等差数列{a n }中,若a 3+a 5+a 7+a 9+a 11=100,则3a 9-a 13的值为________.解析:由等差数列的性质可知,a 3+a 5+a 7+a 9+a 11=(a 3+a 11)+(a 5+a 9)+a 7=5a 7=100,∴a 7=20.又3a 9-a 13=2a 9+a 9-a 13=(a 5+a 13)+a 9-a 13=a 5+a 9=2a 7=40.答案:408.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 =________. 解析:由题设可得a n n -a n +1n +1+1=0, 即a n +1n +1-a n n=1,所以数列{a n n }是以1为公差的等差数列,且首项为1,故通项公式a n n =n ,所以a n =n 2.答案:n 29.在等差数列{a n }中:(1)若a 3+a 9=12,求a 6; (2)若a 2+a 3+a 10+a 11=48,求a 6+a 7.解:在等差数列{a n }中:(1)∵a 3+a 9=2a 6=12,∴a 6=14. (2)∵a 6+a 7=a 3+a 10=a 2+a 11,且a 2+a 3+a 10+a 11=48,∴2(a 6+a 7)=48,∴a 6+a 7=24.10.如果有穷数列a 1,a 2,…,a m (m 为正整数)满足条件:a 1=a m ,a 2=a m -1,…,a m =a 1,那么称其为“对称”数列.例如数列1,2,5,2,1与数列8,4,2,4,8都是“对称”数列.已知在21项的“对称”数列{c n }中,c 11,c 12,…,c 21是以1为首项,2为公差的等差数列,求c 2的值.解:∵c 11,c 12,…,c 21是以1为首项,2为公差的等差数列,∴c 20=c 11+9d =1+9×2=19,又{c n }为21项的对称数列,∴c 2=c 20=19.[高考水平训练]1.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S k +2-S k =24,则k =( )A .8B .7C .6D .5解析:选 D.∵S k +2-S k =a k +1+a k +2=a 1+kd +a 1+(k +1)d =2a 1+(2k +1)d =2×1+(2k +1)×2=4k +4=24,∴k =5.2.(2014·铜陵调研)在等差数列{a n }中,若a 7=m ,a 14=n ,则a 21=________. 解析:∵a 7、a 14、a 21成等差数列,∴a 7+a 21=2a 14,∴a 21=2a 14-a 7=2n -m . 答案:2n -m3.(2014·北京东城区综合练习)已知f (x )是定义在R 上不恒为零的函数,对于任意的x ,y ∈R ,都有f (x ·y )=xf (y )+yf (x )成立.数列{a n }满足a n =f (2n )(n ∈N +)且a 1=2,求数列{a n }的通项公式.解:令x =2,y =2n -1,则f (x ·y )=f (2n )=2f (2n -1)+2n -1f (2),即f (2n )=2f (2n -1)+2n -1a 1,即a n =2a n -1+2n ,a n 2n =a n -12n -1+1,所以数列{a n 2n }为以a 12=1为首项,1为公差的等差数列,所以a n 2n =n .由此可得a n =n ·2n . 4.在数列{a n }中,a 1=1,3a n a n -1+a n -a n -1=0(n ≥2,n ∈N +).(1)求证:数列{1a n}是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式;(3)若λa n +1a n +1≥λ对任意n ≥2的整数恒成立,求实数λ的取值范围. 解:(1)证明:由3a n a n -1+a n -a n -1=0,得1a n -1a n -1=3(n ≥2).又∵a 1=1, ∴数列{1a n}是以1为首项,3为公差的等差数列. (2)由(1)可得1a n =1+3(n -1)=3n -2,∴a n =13n -2. (3)λa n +1a n +1≥λ对任意n ≥2的整数恒成立, 即λ3n -2+3n +1≥λ对n ≥2的整数恒成立. 整理,得λ≤(3n +1)(3n -2)3(n -1), 令c n =(3n +1)(3n -2)3(n -1), c n +1-c n =(3n +4)(3n +1)3n -(3n +1)(3n -2)3(n -1)=(3n +1)(3n -4)3n (n -1). ∵n ≥2,∴c n +1-c n >0,即数列{c n }为单调递增数列,∴c 2最小.又c 2=283,∴λ的取值范围为(-∞,283].。
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第1课时 等差数列的前n 项和课后篇巩固探究A 组1。
设S n 是等差数列{a n}的前n 项和,已知a 2=3,a6=11,则S 7等于( )A.13 B 。
35C 。
49D 。
63解析:S 7==49.答案:C2.设Sn 是等差数列{a n }的前n 项和,S5=10,则a 3的值为ﻩ( ) A 。
B。
1C 。
2D 。
3解析:∵S5==5a3,∴a 3=S5=×10=2。
答案:C3.已知数列{a n}的通项公式为a n=2n-37,则Sn 取最小值时n 的值为( ) A.17 B 。
18C 。
19 D.20解析:由≤n ≤.∵n ∈N +,∴n=18。
∴S 18最小,此时n=18。
答案:B4。
等差数列{a n }的前n 项和为S n (n=1,2,3,…),若当首项a1和公差d 变化时,a 5+a 8+a11是一个定值,则下列选项中为定值的是( ) A .S 17ﻩB.S 18ﻩC 。
S 15ﻩ D.S 14解析:由a 5+a 8+a 11=3a 8是定值,可知a 8是定值,所以S 15==15a 8是定值.答案:C5.若两个等差数列{a n },{bn }的前n 项和分别为A n 与B n,且满足(n ∈N+),则的值是( ) A 。
(新教材)北师大版精品数学资料第一课时基础巩固1下列说法中正确的是( )A .一个数列的每一项与它的前一项的差都等于常数,这个数列就叫等差数列B .一个数列的每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,这个数列就叫等差数列C .一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的和都等于常数,这个数列就叫等差数列D .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,这个数列就叫等差数列2已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n ,则它的公差为( )A .2B .3C .-2D .-33已知等差数列{a n }中,首项a 1=4,公差d =-2,则通项公式a n 等于( )A .4-2nB .2n -4C .6-2nD .2n -64已知{a n }为等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,则a 20等于( )A .-1B .1C .3D .75在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +1,则a 2 009等于( )A .2 007B .2 008C .2 009D .不确定 6已知{a n }为等差数列,且a 7-2a 4=-1,a 3=0,则公差d 等于( )A .-2B .-12 C.12D .2 7已知数列{a n }的通项公式是a n =7n +2,求证:数列{lg a n }是等差数列. 8夏季高山上的温度从山脚起,每升高100米,降低0.7 ℃,已知山顶处的温度是14.8 ℃,山脚处的温度为26 ℃,问此山相对于山脚处的高度是多少米?综合过关9已知关于x 的方程(x 2-2x +m )(x 2-2x +n )=0的四个根组成一个首项为14的等差数列,则|m -n |等于 ( )A .1 B.34 C.12 D.3810有一正四棱台形楼顶,其中一个侧面中最上面一行铺瓦30块,总共需要铺瓦15行,并且下一行比其上一行多铺3块瓦,求该侧面最下面一行铺瓦多少块?11已知函数f (x )=3x x +3,数列{x n }的通项由x n =f (x n -1)(n ≥2且n ∈N +)确定. (1)求证:{1x n}是等差数列; (2)当x 1=12时,求x 100. 12一个等差数列首项为125,公差d >0,从第10项起每一项都比1大,求公差d 的范围.能力提升13某小朋友用手指按如图所示的规则练习数数,数到2 009 时对应的指头是______.(填出指头名称:各指头对应依次为大拇指、食指、中指、无名指、小拇指)14设{a n }为a 1=4的递增数列,且满足a 2n +1+a 2n +16=8(a n +1+a n )+2a n +1a n ,则a n =__________.参考答案1解析:仅有D 是等差数列的定义.答案:D2解析:可得a n +1-a n =-2或a 2-a 1=(3-4)-(3-2)=-2.答案:C3解析:通项公式a n =a 1+(n -1)d =4+(n -1)×(-2)=6-2n .答案:C4解析:设公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1+2d +a 1+4d =105,a 1+d +a 1+3d +a 1+5d =99,解得a 1=39,d =-2,∴a 20=a 1+(20-1)×d =1.答案:B5解析:由于a n +1-a n =1,则数列{a n }是等差数列,则a n =a 1+(n -1)d =n ,∴a 2 009=2 009.答案:C6解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+6d -2(a 1+3d )=-1,a 1+2d =0,解得d =-12. 答案:B7分析:转化为证明lg a n +1-lg a n 是一个与n 无关的常数.证明:设b n =lg a n ,则b n +1-b n =lg a n +1-lg a n =(n +3)lg7-(n +2)lg7=lg7=常数.所以数列{b n }是等差数列,即数列{lg a n }是等差数列.8解:∵每升高100米温度降低0.7 ℃,∴该处温度的变化是一个等差数列问题.山脚温度为首项a 1=26,山顶温度为末项a n =14.8,∴26+(n -1)×(-0.7)=14.8,解之可得n =17,故此山相对于山脚处的高度为(17-1)×100=1 600(米).9解析:设这四个根组成的等差数列为{a n },则a 1=14,设公差为d ,方程x 2-2x +m =0的两根之和为2,方程x 2-2x +n =0的两根之和也为2,则a 1+a 2+a 3+a 4=a 1+a 1+d +a 1+2d +a 1+3d =4a 1+6d =4,则1+6d =4,所以d =12.则这四个根是14,34,54,74.又14+74=2,34+54=2,则m =14×74=716,n =34×54=1516或n =14×74=716,m =34×54=1516,则|m -n |=|716-1516|=12. 答案:C10分析:转化为求等差数列的第15项.解:设从上面开始第n 行铺瓦a n 块,则数列{a n }是首项为30,公差为3的等差数列.则a 15=a 1+14d =30+14×3=72(块),即该侧面最下面一行铺瓦72块.11(1)证明:x n =f (x n -1)=3x n -1x n -1+3(n ≥2且n ∈N +), ∴1x n =x n -1+33x n -1=13+1x n -1, 1x n -1x n -1=13(n ≥2且n ∈N +), ∴{1x n}是等差数列. (2)解:1x n =1x 1+(n -1)×13=2+n -13=n +53. ∴1x 100=100+53=35. ∴x 100=135. 12分析:转化为解不等式组.解:∵d >0,设等差数列为{a n },则a 1<a 2<…<a 9<a 10<a 11…,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ 1<a 10<a 11<…,a 1<a 2<…<a 9≤1,即⎩⎪⎨⎪⎧ a 10>1a 9≤1⇔⎩⎨⎧ 125+(10-1)d >1,125+(9-1)d ≤1,解得875<d ≤325. 13解析:把这些数分成“层”,则第1层有5个数,其他层都是有4个数,奇数层小拇指对应的数最大,偶数层大拇指对应的数最大,则2 009=5+2 004=5+4×501,则2 009在第502层,并且是该层最大的数,所以2 009位于大拇指的位置上.答案:大拇指14解析:a2n+1+a2n+16=8(a n+1+a n)+2a n+1a n ⇔(a n+1+a n)2-8(a n+1+a n)+16=4a n+1a n⇔(a n+1+a n-4)2=4a n+1a n⇔a n+1+a n-4=2a n+1a n(由题意可知取正号) ⇔(a n+1-a n)2=4⇔a n+1-a n=2,因此,{a n}是公差为2的等差数列.则a n=a1+(n-1)×2=2n,从而可得a n=4n2.答案:4n2第二课时基础巩固1a=13+2,b=13-2,则a、b的等差中项为()A.3B.2C.33 D.222等差数列{a n}的公差为d,则数列{ca n}(c为常数,且c≠0)是()A.公差为d的等差数列B.公差为cd的等差数列C.不是等差数列D.以上都不对3在a和b(a≠b)两个数之间插入n个数,使它们与a、b组成等差数列,则该数列的公差为______.4等差数列{a n}中,a5=10,a20=7,则a2+a23=______.5已知a,b,c成等差数列,请问b+c,c+a,a+b是否构成等差数列,为什么?6在-1与7之间顺次插入三个数a,b,c,使这5个数成等差数列,求这5个数.7四个数成等差数列,其四个数的平方和为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.综合过关8已知1a 、1b 、1c成等差数列,并且a +c 、a -c 、a +c -2b 均为正数,试证:lg(a +c ),lg(a -c ),lg(a +c -2b )也成等差数列.9在数列{a n }中,相邻两项a n 和a n +1是相应的二次方程x 2+3nx +b n =0(n ∈N +)的两根.若a 1=2,试求b 100的值.能力提升10在等差数列{a n }中,已知a 1=83,a 4=98,则这个数列有多少项在300到500之间?参考答案1答案:A2解析:设b n =ca n ,则b n +1-b n =ca n +1-ca n =c (a n +1-a n )=cd .答案:B3解析:b =a +(n +2-1)d ,则d =b -a n +1. 答案:b -a n +14答案:175分析:要证明三个数成等差数列,可用等差中项的性质去说明.解:b +c ,c +a ,a +b 构成等差数列.∵a ,b ,c 成等差数列,∴2b =a +c .又∵(b +c )+(a +b )=(a +c )+2b =2(a +c ),∴b +c ,c +a ,a +b 成等差数列.6分析:此题可求出公差后,再逐项求解,也可以利用等差数列的性质求解. 解法一:设这5个数构成的等差数列为{a n },公差是d ,由已知,有a 1=-1,a 5=7,则7=-1+(5-1)d .解得d =2.∴所求数列为-1,1,3,5,7.解法二:∵-1,a ,b ,c,7成等差数列,∴b 是-1与7的等差中项,a 是-1与b 的等差中项,c 是b 与7的等差中项,即b =-1+72=3,a =-1+b 2=1,c =b +72=5. ∴所求数列为-1,1,3,5,7.7解: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,即4a 2+20d 2=94. ①又(a -3d )(a +3d )=(a -d )(a +d )-18,即8d 2=18,∴d =±32. 代入①得a =±72, ∴所求四个数为8,5,2,-1或1,-2,-5,-8或-1,2,5,8或-8,-5,-2,1. 8分析:转化为证明2lg(a -c )=lg(a +c )+lg(a +c -2b ).证明:∵1a 、1b 、1c成等差数列, ∴2b =1a +1c. ∴2b =a +c ac. ∴2ac =ab +bc .∴-2ac =2ac -2b (a +c ).∴-2ac +a 2+c 2=2ac -2b (a +c )+a 2+c 2.∴(a -c )2=(a +c )(a +c -2b ).又a -c ,a +c ,a +c -2b 都是正数,∴2lg(a -c )=lg(a +c )+lg(a +c -2b ).∴lg(a +c ),lg(a -c ),lg(a +c -2b )成等差数列.9分析:依题意有:a n +a n +1=-3n 且a n ·a n +1=b n ,欲求b 100,需求a 100和a 101的值,可由递推或a n +a n +1=-3n ,找到a n 的通项公式,进而求出a 100和a 101.解:依题意得:a n +a n +1=-3n , ① a n ·a n +1=b n (n ∈N +), ② 由②知:b 100=a 100·a 101.∵a n +a n +1=-3n , ① ∴a n +1+a n +2=-3(n +1), ③ ③-①得:a n +2-a n =-3.∴a 1,a 3,a 5,…,a 99,a 101构成公差为-3的等差数列. ∴a 101=a 2×51-1=a 1+(51-1)d =2+50×(-3)=-148, 代入a 100+a 101=-3×100得a 100=-152.∴b 100=a 100·a 101=(-152)×(-148)=22 496.10分析:可先利用a 1=83,a 4=98求出首项和公差,确定通项公式后再求解.解:公差d =a 4-a 13=98-833=5, ∴a n =a 1+(n -1)d =83+5(n -1)=5n +78.令300<a n <500得300<5n +78<500,解得44.4<n <84.4.∴从第45项到第84项,共有40项在300到500之间.。
[学业水平训练]1.等差数列1,-1,-3,…中,-89的项数是( )A .45B .46C .47D .92解析:选B.∵a 1=1,d =-2,∴a n =1+(n -1)×(-2)=-2n +3,令-2n +3=-89,解得n =46.故选B.2.等差数列{a n }的前三项分别是a -1,a +1,a +3,则该数列的通项公式为( )A .a n =2n -5B .a n =2n -1C .a n =a +2n -3D .a n =a +2n -1 解析:选C.公差d =(a +1)-(a -1)=2,首项a 1=a -1,所以a n =a 1+(n -1)d =a -1+2(n -1)=a +2n -3.3.等差数列{a n }中,已知a 1=13,a 2+a 5=4,a n =33,则n 等于( ) A .51B .50C .49D .48 解析:选B.由a 1=13,a 2+a 5=4,可求得公差d =23.所以a n =13+23(n -1)=33,解得n =50.4.一个首项为23,公差为整数的等差数列,如果前6项均为正数,第7项起为负数,则它的公差是( ).A .-2B .-3C .-4D .-6解析:选C.设该数列的公差为d ,∵a n =23+(n -1)d ,且⎩⎪⎨⎪⎧a 6>0,a 7<0,得-435<d <-356,又d ∈Z ,∴d =-4. 5.已知等差数列{a n }的首项a 1=125,第10项是第一个比1大的项,则公差d 的取值范围是( )A .d >825B .d <825 C.875<d <325 D.875<d ≤325解析:选D.设{a n }的通项公式为a n =125+(n -1)d , 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 10>1,a 9≤1,即⎩⎪⎨⎪⎧125+9d >1,125+8d ≤1,解得875<d ≤325. 6.在数列{a n }中,a 1=12,2a n +1=2a n +1,则a 2 014=________. 解析:由已知得a n +1-a n =12,则数列{a n }是首项a 1=12,公差为12的等差数列,∴a 2 014=12+12×2 013=1 007. 答案:1 0077.已知{a n }为等差数列,a 2+a 8=12,则a 5=________.解析:∵a 2+a 8=2a 5=12,∴a 5=6,或由a 2+a 8=2a 1+8d =12,∴a 1+4d=6,∴a 5=a 1+4d =6.答案:68.等差数列{a n }中,a 15=33,a 25=66,则a 35=________.解析:由a 25是a 15与a 35的等差中项,得2a 25=a 15+a 35,∴a 35=2a 25-a 15=2×66-33=99.答案:999.在等差数列{a n }中:(1)已知a 1=8,a 9=-2,求d 与a 14;(2)已知a 3+a 5=18,a 4+a 8=24,求d.解:(1)由a 9=a 1+8d =-2,a 1=8,解得d =-54. ∴a 14=a 1+13d =8+13×(-54)=-334. (2)由(a 4+a 8)-(a 3+a 5)=4d =6,得d =32. 10.第一届现代奥运会于1896年在希腊雅典举行,此后每4年举行一次,奥运会如因故不能举行,届数照算.(1)试写出由举行奥运会的年份构成的数列的通项公式;(2)2012年伦敦奥运会是第几届?2050年举行奥运会吗?解:(1)由题意知,举行奥运会的年份构成的数列是一个以1 896为首项,4为公差的等差数列.这个数列的通项公式为a n =1 896+4(n -1)=1 892+4n(n ∈N +).(2)假设a n =2 012,由2 012=1 892+4n ,得n =30.假设a n =2 050,但2 050=1 892+4n 无正整数解.。
第1课时等差数列的定义和通项公式
课后篇巩固探究
1.若{a n}是等差数列,则下列数列中也成等差数列的是()
A.{}
B.
C.{3a n}
D.{|a n|}
解析:设{a n}的公差为d,则3a n+1-3a n=3(a n+1-a n)=3d是常数,故{3a n}一定成等差数列.
{},,{|a n|}都不一定是等差数列,例如当{a n}为{3,1,-1,-3}时.
答案:C
2.在等差数列{a n}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{a n}的公差为()
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:∵a1+a5=10=a1+a1+4d=2(a1+2d)=2a3,
∴a3=5.故d=a4-a3=7-5=2.
答案:B
3.已知{a n}是首项a1=2,公差为d=3的等差数列,若a n=2 018,则序号n等于()
A.670
B.671
C.672
D.673
解析:∵a1=2,d=3,∴a n=2+3(n-1)=3n-1.
令3n-1=2 018,解得n=673.
答案:D
4.等差数列{a n}中,a1=8,a5=2,如果在每相邻两项间各插入一个数,使之成为新的等差数列,那么新的等差数列的公差是()
A. B.- C.- D.-1
解析:设新数列a1,b1,a2,b2,a3,b3,a4,b4,a5,…,公差为d,则a5=a1+8d,所以d==-=-.故选B.
答案:B
5.已知点(n,a n)(n∈N+)都在直线3x-y-24=0上,则在数列{a n}中有()
A.a7+a9>0
B.a7+a9<0
C.a7+a9=0
D.a7·a9=0
解析:∵(n,a n)在直线3x-y-24=0,∴a n=3n-24.
∴a7=3×7-24=-3,a9=3×9-24=3,
∴a7+a9=0.
答案:C
6.在等差数列{a n}中,若a1=7,a7=1,则a5=.
答案:3
7.在等差数列{a n}中,已知a5=10,a12>31,则公差d的取值范围是.
解析:设此数列的首项为a1,公差为d,
由已知得
②-①,得7d>21,所以d>3.
答案:d>3
8.在数列{a n}中,a1=3,且对任意大于1的正整数n,点()在直线x-y-=0上,则数列{a n}的通项公式为a n=.
解析:由题意知(n≥2),
∴{}是以为首项,以为公差的等差数列,
∴+(n-1)d=(n-1)=n.
∴a n=3n2.
答案:3n2
9.已知数列{a n},{b n}满足是等差数列,且b n=n2,a2=5,a8=8,则a9=.
解析:由题意得,
因为是等差数列,所以可得该等差数列的公差d=-,
所以=-,所以a9=-513.
答案:-513
10.如果在等差数列{3n-1}的每相邻两项之间插入三项后使它们构成一个新的等差数列,那么新数列的第29项是原数列的第项.
解析:设a n=3n-1,公差为d1,新数列为{b n},公差为d2,a1=2,b1=2,d1=a n-a n-1=3,d2=,则b n=2+(n-1)=n+,b29=23,令a n=23,即3n-1=23.故n=8.
答案:8
11.若一个数列{a n}满足a n+a n-1=h,其中h为常数,n≥2且n∈N+,则称数列{a n}为等和数列,h为公和.已知等和数列{a n}中,a1=1,h=-3,则a2 016=.
解析:易知a n=∴a2 016=-4.
答案:-4
12.已知a,b,c成等差数列,且它们的和为33,又lg(a-1),lg(b-5),lg(c-6)也构成等差数列,求a,b,c的值.解由已知,得
∴
解得a=4,b=11,c=18或a=13,b=11,c=9.
13.导学号33194005已知无穷等差数列{a n},首项a1=3,公差d=-5,依次取出项的序号被4除余3的项组成数列{b n}.
(1)求b1和b2;
(2)求{b n}的通项公式;
(3){b n}中的第110项是{a n}的第几项?
解(1)∵a1=3,d=-5,∴a n=3+(n-1)(-5)=8-5n.
∵数列{a n}中项的序号被4除余3的项依次是第3项,第7项,第11项,…,
∴{b n}的首项b1=a3=-7,b2=a7=-27.
(2)设{a n}中的第m项是{b n}的第n项,即b n=a m,
则m=3+4(n-1)=4n-1,
∴b n=a m=a4n-1=8-5(4n-1)=13-20n(n∈N+).∴{b n}的通项公式为b n=13-20n(n∈N+).
(3)b110=13-20×110=-2 187,设它是{a n}中的第m项,则8-5m=-2 187,则m=439.
14.导学号33194006已知数列{a n}满足a1=,且当n>1,n∈N+时,有,设b n=,n∈
N+.
(1)求证:数列{b n}为等差数列.
(2)试问a1a2是否是数列{a n}中的项?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由.
(1)证明当n>1,n∈N+时,-2=2+=4⇔b n-b n-1=4,且
b1==5.
∴{b n}是等差数列,且公差为4,首项为5.
(2)解由(1)知b n=b1+(n-1)d=5+4(n-1)=4n+1.
∴a n=,n∈N+.
∴a1=,a2=,∴a1a2=.
令a n=,∴n=11,即a1a2=a11.
∴a1a2是数列{a n}中的项,是第11项.。