等差数列的证明和最值
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第 1 页 共 10 页 等差数列
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 前一项的都等于同一个 ,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的 ,通常用字母d表示,即
=d(n∈N+,且n≥2)或 =d(n∈N+).
2.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____________.
3.等差数列的通项公式
若{an}是等差数列,则其通项公式an= .
①{an}成等差数列⇔ an=pn+q,其中p= ,q= ,点(n,an)是直线 上一群孤立的点.
②单调性:d>0时,{an}为 数列;d<0时,{an}为 数列;d=0时,{an}为 .
4.等差数列的前n项和公式
(1)等差数列前n项和公式Sn= = .其推导方法是 .
(2){an}成等差数列,求Sn的最值:
若a1>0,d<0,且满足
1nna,a时,Sn最大;
若a1<0,d>0,且满足
1nna,a时,Sn最小;
或利用二次函数求最值;或利用导数求最值.
5.等差数列的判定方法
(1)定义法:an+1-an=d(常数)(n∈N*)⇔{an}是等差数列;
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2(n∈N*)⇔{an}是等差数列;
(3)通项公式法:an=kn+b(k,b是常数)(n∈N*)⇔{an}是等差数列;
(4)前n项和公式法:Sn=An2+Bn(A,B是常数)(n∈N*)⇔{an}是等差数列.
6.等差数列的性质
(1)am-an= d,即d=am-anm-n.
等差数列常见结论
1, 判断给定的数列{}na是等差数列的方法
(1) 定义法:1nnaad是常数*()nN数列{}na是等差数列;
(2) 通项公式法:(,)naknbkb是常数数列{}na是等差数列;
(3) 前n项和法:数列{}na的前n项和
222(,0)nAnBnABBS是常数,A数列{}na是等差数列;
(4) 等差中项法:*212()nnnnNaaa数列{}na是等差数列;
2, 等差数列的通项公式的推广和公差的公式:
*()(,)nmaanmdnmN*(,,)nmaadnmNnmnm;
3, 若A是a与b的等差中项2Aab
4, 若数列{}na,{}nb都是等差数列且项数相同,则{},{},{},{}nnnnnnnkbababpaqb都是等差数列;
5, 等差数列{}na中,若项数成等差数列,则对应的项也成等差数列;
6, 等差数列{}na中,隔相同的项抽出一项所得到的数列仍为等差数列;
7, 若数列{}na是等差数列,且项数*,,,(,,,)mnpqmnpqN满足mnpq,则mnpqaaaa,反之也成立;当pq时,2mnpaaa,即pmnaaa是和的等差中项;
8, 若数列{}na是等差数列的充要条件是前n项和公式()nSfn,是n的二次函数或一次函数且不含常数项,即222(,0)nAnBnABBS是常数,A;
9, 若数列{}na的前n项和2(,)nAnBnCABs是常数,C0,则数列{}na从第二项起是等差数列;
10, 若数列{}na是等差数列,前n项和为nS,则{}nSn也是等差数列,其首项和{}na的首项相同,公差是{}na公差的12;
11, 若数列{}na,{}nb都是等差数列,其前n项和分别为,nnST,则2121nnnnaSbT;
12, 若三个数成等差数列,则通常可设这三个数分别为,,xdxxd;若四个数成等差数列,则通常可设这四个数分别为3,,,3xdxdxdxd;
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等差数列及其前n项和
【考纲说明】
1、理解等差数列的概念,学习等差数列的基本性质 .
2、 探索并掌握等差数列的通项公式与前 n项和公式.
3、体会等差数列与一次函数的关系 .
4、本部分在高考中占 5-10分左右.
【趣味链接】
高斯7岁那年,父亲送他进了耶卡捷林宁国民小学, 读书不久,高斯在数学上就显露出
了常人难以比较的天赋,最能证明这一点的是高斯十岁那年, 教师彪特耐尔布置了一道很繁
杂的计算题,要求学生把 1到100的所有整数加起来,教师刚叙述完题目,高斯即刻把写 着答案的小石板交了上去。彪特耐尔起初并不在意这一举动, 心想这个小家伙又在捣乱,但
当他发现全班唯一正确的答案属于高斯时, 才大吃一惊。而更使人吃惊的是高斯的算法, 他
发现:第一个数加最后一个数是 101,第二个数加倒数第二个数的和也是 101,……共有50
对这样的数,用101乘以50得到5050。这种算法是教师未曾教过的计算等级数的方法,高 斯的才华使彪特耐尔十分激动, 下课后特地向校长汇报, 并声称自己已经没有什么可教高斯
的了。
【知识梳理】
一、等差数列的相关概念
1、等差数列的概念
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, 则这个数列称为等
差数列,这个常数称为等差数列的公差.通常用字母 d表示。
2、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.即:或2A=a,b
2
推广:2耳=an-1 ' an 1(n - 2)= 2an 1 =久'an 2
3、等差数列通项公式
若等差数列、a n』的首项是印,公差是d,则an = ◎ ■ n -1 d .
a — a
推广:an =am (n - m)d ,从而 d n m。
n — m
4、等差数列的前n项和公式 2 / 8
n 3i Qi n n T
等差数列的前n项和的公式:① Sn :②Sn = na d . 2 2
第二节等差数列及其前n项和
1.等差数列的有关概念
(1)定义: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,通常用字母d表示.
(2)等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是A=a+b2,其中A叫做a,b的等差中项.
2.等差数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1+(n-1)d.
(2)前n项和公式:Sn=na1+nn-12d=na1+an2.
3.等差数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N*).
(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak+al=am+an.
(3)若{an}是等差数列,公差为d,则{a2n}也是等差数列,公差为2d.
(4)若{an},{bn}是等差数列,则{pan+qbn}也是等差数列.
(5)若{an}是等差数列,公差为d,则ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为md的等差数列.
[小题体验]
1.在等差数列{an}中,若a3+a4+a5+a6+a7=25,则a2+a8=________.
答案:10
2.(2018·温州模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a3=5,a5=3,则an=________;S7=________.
答案:-n+8 28
3.(2018·温州十校联考)在等差数列{an}中,若a3+a4+a5=12,则S7=______.
答案:28
1.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列.
2.求等差数列的前n项和Sn的最值时,需要注意“自变量n为正整数”这一隐含条件.
[小题纠偏]
1.首项为24的等差数列,从第10项开始为负数,则公差d的取值范围是( )
A.(-3,+∞) B.-∞,-83