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数列(2)——等差数列
一、 基础知识
(一)等差数列的定义
1、等差数列的判定通常有两种方法: 第一种是利用定义,an?an?1?d(常数n?2)
第二种是利用等差中项,即2an?an?1?an?1(an?2)。 2、解选择题、填空题时,亦可用通项或前n项和直接判断。
(1)通项法:若数列{an}{的通项公式为n的一次函数,即an?An?B则是等差数列;
(2)前n项和法:若数列{an}的前n项和Sn是Sn?An2?Bn的形式(A,B是常数),则{an}是等差数列。
(二)等差数列的通项公式与求和公式
1、通项公式: ;
2、:求和公式: ; ; ; (三)等差数列的性质 1、等差数列的单调性:
等差数列公差为d,若d>0,则数列递增;若d
2、等差数列的简单性质:
已知数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和。
(1)若m+n=p+q,则am?an?ap?aq,特别:若m+n=2p,则。am?an?2ap (2)am,am?k,am?2k,am?3k....仍是等差数列,公差为kd; (3)数列Sm,S2m?Sm,S3m?S2m...也是等差数列; (4)Sn?1?(2n?1)an; (5)若n为偶数,则S偶-S奇?nd;若n为奇数,则S偶-S奇?S中(中间项); 2(6)数列{can},{an?c},{pan?qbn}也是等差数列,其中c,p,q均为常数,是{bn}等差数列。
1
二、题型分类
(一)等差数列的判定与证明 1、等差数列的判定通常有两种方法:
第一种是利用定义,an?an?1?d(常数)(n?2),第二种是利用等差中项,即2an?an?1?an?1(n?2)。 2、解选择题、填空题时,亦可用通项或前n项和直接判断。
(1)通项法:若数列{an}的通项公式为n的一次函数,即an=An+B,则{an}是等差数列;
(2)前n项和法:若数列{an}的前n项和Sn是Sn?An2?Bn的形式(A,B是常数),则{an}是等差数列。
注:若判断一个数列不是等差数列,则只需说明任意连续三项不是等差数列即可。
例题1、若Sn是数列?an?的前n项和,Sn?n2,则?an?是 ( C ). A.等比数列,但不是等差数列 C.等差数列,而且也是等比数列
B.等差数列,但不是等比数列 D.既非等比数列又非等差数列
例题2.已知数列{an}的通项公式是an=2n+5,则此数列是 ( A ) A.以7为首项,公差为2的等差数列 以5为首项,公差为2的等差数列 C.B. 以7为首项,公差为5的等差数列 D. 不是等差数列 例题3、已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn?Sn?1?2Sn?Sn?1?0(n?2),a1?(1)求证:{
1 21}是等差数列; (2)求an的表达式。 Sn1111111-+2=0,即-=2(n≥2).∴{}是以==2为首项,
Sn?1SnSnSn?1SnS1a1解(1)等式两边同除以Sn?Sn?1得以2为公差的等差数列。
(2)由(1)知
1111=+(n-1)d=2+(n-1)×2=2n,∴Sn=,当n≥2时,an=Sn-Sn?1=-。
2n2n(n?1)SnS11?(n?2)12n(n?1)又∵a1?,不适合上式,故an?{。
21(n?1)2针对性练习一 1、已知数列?an?中,
2
a1?1,1an?1?113?n?N?,则a50=
52an3??a22、已知数列?an?满足a1?2a,an?2a??n?2?,其中a是不为零的常数,令bn?1
an?aan?1(1) 求证:数列?bn?是等差数列 (2)求数列?an?的通项公式 解析:(1)bn?1?an?aan?1an?1111?,则 b?b???nn?12aa(an?1a)a(an?1?a)an?1?aa2a??aan?1 所以,数列?bn?是等差数列 (2) 由(1)知:b1?所以,bn?111n,则bn??(n?1)? aaaaan1,an??a ?naan?a3、 已知数列{an}的前n项和为Sn?n2?C(C为常数),求数列?an?的通项公式,并判断{an}是不是等差数
列。
解答.当n=1时,a1=S1=1+c当n?2时,an=Sn-Sn-1=(n+c)-[(n+c)]-[(n-1)+C]=2n-1。
2
2
2
∴an=?n?1?c?1 ,当C=0时,是等差数列,否则不是
?2n?1n?2(二)等差数列的基本运算
1、等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d及前n项和公式Sn?n(a1?an)n(n?1)?na1?d,共涉及五22个量a1,an,d,n, Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题;
2、数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法。
注:因为
SndSdd?n?a1??a1?(n?1),故数列{n}是等差数列。 n222n例题4(通项公式、求和公式的直接运用)
(1)已知Sn为等差数列{an}的前n项的和,a2+a5=4,S7=21,则a7的值为 ( D )
A、6 B、7、 C、 8 D、9
(2)已知数列{an}为等差数列,a1+a3+a5=15,a4=7,则s6的值为 ( C )
A、30 B、35 C、36 D、24 (3)等差数列{an}的公差d<0,且
,则数列{an}的前n项和Sn取得最大值时的项数n是 ( C )
A、5 B、6 C、5或6 D、6或7
(4)在等差数列{an}中,已知a4+a8=16,则该数列前11项和S11= ( B )
3
A、58 B、88 C、143 D、176 例5、在等差数列?an?中,前n项和记为Sn,已知a10?30,a20?50 (1)求通项an;(2)若Sn?242,求n 答案:(1)an?2n?10,(2)n?11 例6、在等差数列?an?中,
(1)a1?0,S4?S9,求Sn取最大值时,n的值; (2)a1?15,S4?S12,求Sn的最大值。 答案:(1)n?6或n?7,(2)Sn的最大值是S8?64
针对性练习二
1、等差数列?an?中,已知a1?1,a2?a5?4,an?33,则n为 50 3
2.在等差数列{an}中,a1=13,a3=12,若an=2,则n等于 ( A )
A、23 B、24 C、25 D26
3.等差数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=6,a4=8,则公差d= ( C )
A、-1 B、2 C、3 D、-2
4.两个数1与5的等差中项是( B )
A、1 B、3 C、2 D、
5.一个首项为23,公差为整数的等差数列,如果前六项均为正数,第七项起为负数,则它的公差是( C )
A、—2 B、—3 C、—4 D、—5
6.等差数列{an}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{an}的公差为 ( B )
A、1 B、2 C、3 D、4
7.数列?an?的首项为3,{bn}为等差数列且bn=an+1-an,若b3=-2,b10=12,
则a8= ( C ) A、0 B、8 C、3 D、11
8.已知两个等差数列5,8,11,…和3,7,11,…都有100项,则它们的公共项的个数为 ( A )
4
A、25 B、24 C、20 D、19
9、已知{an}是一个公差大于0的等差数列,且满足a3a6=55,a2+a7=16. (1)求数列{an}的通项公式:
(2)若数列{an}和数列{bn}满足等式:an==
(n为正整数),求数列{bn}的前n项和Sn.
解答:解 (1)解:设等差数列{an} 的公差为d,则依题设d>0 由a2+a7=16.得2a1+7d=16 ①由a3?a6=55,得(a1+2d)(a1+5d)=55 ② 由①得2a1=16﹣7d 将其代入②得(16﹣3d)(16+3d)=220. 即256﹣9d2=220∴d2=4,又d>0, ∴d=2,代入①得a1=1 ∴an=1+(n﹣1)?2=2n﹣1 所以an=2n﹣1 (2)令cn=,则有an=c1+c2+…+cn,an+1=c1+c2+…+cn﹣1 两式相减得an+1﹣an=cn+1, 由(1)得a1=1,an+1﹣an=2 ∴cn+1=2,cn=2(n≥2), 即当n≥2时,bn=2n+1又当n=1时,b1=2a1=2 ∴bn=<BR> 于是Sn=b1+b2+b3…+bn=2+23+24+…+2n+1=2+22+23+24+…+2n+1﹣4=﹣6,即Sn=2n+2﹣6
(三)等差数列的性质
例题7.等差数列?an?中, 若Sn?25,S2n?100,则S3n?=________;225
例题8.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S7?14,则a3?a5的值为 ( B )
A.2
B.4
C.7
D.8
例题9、设等差数列?an?的前n项和为Sn,若S9?72,则a2?a4?a9= 24
例题10、在项数为2n+1的等差数列中,若所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n等于(
(A)9 (B)10 (C)11 (D)12
例题11、等差数列{an} 的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为( C )
B ) 5
(A)130 (B)170 (C)210 (D)160 例题12、等差数列{an}的公差为
1,且S100=145,则奇数项的和a1+a3+a5+……+ a99=( A ) 2(A)60 (B)80 (C)72.5 (D)其它的值 例题13.若两个等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为An 、Bn,且满足
An4n?2a?a13,则5的值为( D ) ?Bn5n?5b5?b13(A)
79 (B)87 (C)19720 (D)8
例题14.在-1,7之间插入三个数,使它们顺次成等差数列,则这三个数分别是_ 1,3,5 ______.例题15、若两个等差数列?aSn?和?bn?的前n项和分别为Sn和Tn,且满足n7n?T?3, nn?3则a8? 6 .
b8例题16、在等差数列?an?中,Sn为前n项和: (1)若a1?a9?a12?a20?20,求S20;
(2)若S4?1,S8?4,求a17?a18?a19?a20的值;
(3)若已知首项a1?13,且S3?S11,问此数列前多少项的和最大? 答案:(1)100, (2)9,(3)前7项
针对性练习三
1、等差数列
?an?的前n项和为sn,若a4?18?a5,则s8等于 72 2、在等差数列?an?中,am?n,an?m (m,n∈N+
),则am?n? 0
3、若?a2n?为等差数列,a2,a10是方程x?3x?5?0的两根,则a5?a7?______3______。
4、在等差数列中,a1与a11是方程2x2?x?7?0的两根,则a6为 1/4 5、等差数列?an?中,a2?a5?19,S5?40,则a1= 2 6、等差数列?an?的前m项和为30,前2m项和为100,则前3m项和为 210 7、等差数列
?an?中,a3?a7?a10?8,a11?a4?4,记Sn?a1?a2???an,则S13等于 156
8、已知等差数列
?an?的前n项和为Sn,且S10?100,S100?10,则S110= -110 。
(四)等差数列的最值:
若{an}是等差数列,求前n项和的最值时,
(1)若a1>0,d>0,且满足??an?0,前n项和S?an最大; n?1?0 6