数学中证明等差数列的常用方法

时间:2022-03-25 14:23:06 作者:网友上传 字数:5394字

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第一篇:等差数列证明

设等差数列 an=a1+(n-1)d

最大数加最小数除以二即

[a1+a1+(n-1)d]/2=a1+(n-1)d/2

{an}的平均数为

Sn/n=[na1+n(n-1)d/2]/n=a1+(n-1)d/2

得证

1 三个数abc成等差数列,则c-b=b-a

c^2(a+b)-b^2(c+a)=(c-b)(ac+bc+ab)

b^2(c+a)-a^2(b+c)=(b-a)(ac+bc+ab)

因c-b=b-a,则(c-b)(ac+bc+ab)=(b-a)(ac+bc+ab)

即c^2(a+b)-b^2(c+a)=b^2(c+a)-a^2(b+c)

所以a^2(b+c), b^2(c+a), c^2(a+b) 成等差数列

等差:an-(an-1)=常数 (n≥2)

等比:an/(an-1=常数 (n≥2)

等差:an-(an-1)=d或2an=(an- 1)+(an+1),(n≥2)

等比:an/(an-1)=q或an平方=(an-1)*(an+1)(n≥2).

第二篇:等差数列

我们推测数列{an}的通项公式为an=5n-4

下面用数学规纳法来证明:

1)容易验证a1=5*1-4=4,a2=5*2-4=6,a3=5*3-4=11,推测均成立

2)假设当n≤k时,推测是成立的,即有aj=5(j-1)-4,(j≤k)

则Sk=a1+a2+…ak=5*(1+2+…+k)-4k=5k(k+1)/2-4k=k(5k-3)/2

于是S(k+1)=a(k+1)+Sk

而由题意知:(5k-8)S(k+1)-(5k+2)Sk=-20k-8

即:(5k-8)*[a(k+1)+Sk]-(5k+2)Sk=-20k-8

所以(5k-8)a(k+1)-10Sk=-20k-8

即:(5k-8)a(k+1)=5k(5k-3)-20k-8=25k^2-35k-8=(5k-8)(5k+1)

所以a(k+1)=5k+1=5(k+1)-4

即知n=k+1时,推测仍成立。

在新的数列中

An=S[4n-(4n-4)]

=a(4n-4)+a(4n-3)+a(4n-2)+a(4n-1)+a(4n)

A(n-1)=S[4(n-1)-4(n-2)]

=a(4n-8)+a(4n-7)+a(4n-6)+a(4n-5)+a(4n-4)

An-A(n-1)=a(4n-4)+a(4n-3)+a(4n-2)+a(4n-1)+a(4n)-a(4n-8)+a(4n-7)+a(4n-6)+a(4n-5)+a(4n-4)

=4d+4d+4d+4d+4d

=20d(d为原数列公差)

20d为常数,所以新数列为等差数列上,an=5n-4即为数列的通项公式,故它为一等差数列。

第三篇:等差数列求和公式

设首项为 , 末项为 , 项数为 , 公差为 , 前 项和为 , 则有:

① ;

② ;

③ ;

④ , 其中 ..

当d≠0时,Sn是n的二次函数,(n,Sn)是二次函数 的图象上一群孤立的点。利用其几何意义可求前n项和Sn的最值。

注意:公式一二三事实上是等价的,在公式一中不必要求公差等于一。

求和推导

证明:由题意得:

Sn=a1+a2+a3+。。。+an①

Sn=an+a(n-1)+a(n-2)+。。。+a1②

①+②得:

2Sn=[a1+an]+[a2+a(n-1)]+[a3+a(n-2)]+...+[a1+an](当n为偶数时)

Sn={[a1+an]+[a2+a(n-1)]+[a3+a(n-2)]+...+[a1+an]}/2

Sn=n(A1+An)/2 (a1,an,可以用a1+(n-1)d这种形式表示可以发现括号里面的数都是一个定值,即A1+An)

第四篇:等差数列练习题(文科)(教师版)

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

第五篇:直接证明与间接证明练习题

2、直接证明与间接证明

三种证明方法的定义与步骤:

1. 综合法 是由原因推导到结果的证明方法,它是利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立的证明方法。

2. 分析法 是从要证明的结论出发,逐步寻求推证过程中,使每一步结论成立的充分条件,直到最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定义、公理、定理等)为止的证明方法。

3. 反证法 假设原命题的结论不成立, 经过正确的推理, 最后得出矛盾, 由此说明假设错误, 从而证明了原命题成立, 这样的方法叫反证法;它是一种间接的证明方法.

反证法法证明一个命题的一般步骤: (1) 假设命题的结论不成立; (2) 根据假设进行推理, 直到推理中导出矛盾为止 (3) 断言假设不成立(4) 肯定原命题的结论成立 题型一:用综合法证明数学命题

例1 :对于定义域为[0,1]的函数f (x ) ,如果同时满足以下三条:①对任意的;③若x 1≥0, x 2≥0, x 1+x 2≤,=11都有x ∈[0,1],总有f (x ) ≥0;②f (1)

f (x x ) +1+x 2) ≥f (1f (x ) 为理想函数. f (2成立,则称函数x )

(1) 若函数f (x ) 为理想函数,求f (0)的值;

(2)判断函数g (x ) =2x -1(x ∈[0, 1])是否为理想函数,并予以证明; 解析:(1)取x 1=x 2=0可得f (0) ≥f (0) +f (0) ⇒f (0) ≤0.

又由条件①f (0) ≥0,故f (0) =0.

(2)显然g (x ) =2x -1在[0,1]满足条件①g (x ) ≥0;

也满足条件②g (1) =1.若x 1≥0,x 2≥0,x 1+x 2≤1,则

g (x 1+x 2) -[g (x 1) +g (x 2)]=2

x 1+x 2

-1-[(2-1) +(2-1)]

x 1x 2

=2x 1+x 2-2x 1-2x 2+1=(2x 2-1)(2x 1-1) ≥0 ,即满足条件③,

故g (x ) 理想函数.

注:紧扣定义,证明函数g (x ) =2x -1(x ∈[0, 1])满足三个条件

题型二:用分析法证明数学命题

14+≥9. a 1-a 14

≥9, 证明:∵ 0

a 1-a

去分母后需要证:(1-a )+4a≥9a (1—a ), 移项合并同类项,即需要证:9a 2—6a+1≥0,

例2:已知:0

即要证;(3a -1)≥0…………(1)

而(1)式显然成立, ∴ 原不等式成立。

题型三:用反证法证明数学命题或判断命题的真假 例3 :已知f (x ) =a x +

x -2

(a >1) ,证明方程f (x ) =0没有负数根 x +1

2

解析:假设x 0是f (x ) =0的负数根,则x 0

a

x 0

x 0-2=-

x 0+1

∴0

x 0-2

x 0+12

故方程f (x ) =0没有负数根

注:(1)凡是“至少”、“唯一”或含有否定词的命题从正面突破往往比较困难,适宜用反证法。即 “正难则反”;(2)反证法步骤:假设结论不成立→推出矛

盾→假设不成立。

选择题

1. 用反证法证明命题:若整系数方程ax 2+bx +c =0(a ≠0) 有有理根,那么a , b , c 中至少有一个是偶数,下列假设中正确的是( ).

A 、假设a , b , c 都是偶数

B 、假设a , b , c 都不是偶数

D 、假设a , b , c 中至多有两个偶数

C 、假设a , b , c 中至多有一个偶数

答案;B

2.若三角形能剖分为两个与自己相似的三角形,那么这个三角形一定是( )

A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 不能确定 答案: B

3. 已知a 1>a 2>0a 3>,则使得

1, 都成立的x 取值范围是(-1a i x 2

( B ) A. (0,

1

) a 1

y

B (0,

2) a 1

C.

(0,

1

) a 3

D. (0,

2) a 3

提示;

2

(1-a i x 2)

a i

222

a 1>a 2>a 3>0⇒a 1a 2a 3得出结论。

填空题 4

f (x ) =

44x +2

x

,则

121000f () +f () + +f () [1**********]答案:500

5. 如图,在平面直角坐标系xoy 中,设三角形

ABC 的顶点分别为A (0, a ), B (b , 0), C (c , 0) ,点P (0,p ) 在线段AO 上的一点(异于端点),这里a , b , c , p 均为非零实数,设直线BP , CP 分别与边AC , AB 交于点E , F ,

11⎫⎛11⎫某同学已正确求得直线OE 的方程为⎛,请你完成直线OF 的 -⎪x + -⎪⎪y =0

⎝b

c ⎭

⎝p

a ⎭

方程: ( ) x +

⎛11⎫

-⎪y =0。 ⎪⎝p a ⎭

11

答案:-

c b

6.将全体正整数排成一个三角形数阵:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

………………

按照以上排列的规律,第n 行(n ≥3)从左向右的第3个数为

n 2-n +2

答案:。

2

解答题

7. 若a >b >c >d >0且a +d =b +c ,求证:d +a

设a +d =b +c =t ,则ad -bc =(t -d ) d -(t -c ) c =(c -d )(c +d -t )

∴ad

8. 在锐角三角形ABC 中, 求证:sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C [解析] ∆ABC 为锐角三角形,∴A +B >

π

2

∴A >

π

2

-B ,

y =sin x 在(0, ) 上是增函数,∴sin A >sin(-B ) =cos B

22

ππ

同理可得sin B >cos C ,sin C >cos A

∴sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C

9. 设

, 为非零向量,且, 不平行,求证+,-析

]

不平行

[解

+=λ(-)

,则

(1-λ) +(1+λ) =,

⎧1-λ=0

, 不平行,∴⎨1+λ=0,因方程组无解,故假设不成立,即原命

题成立

10. 已知a 、b 、c 成等差数列且公差d ≠0,求证:列

[解析] a、b 、c 成等差数列,∴2b =a +c

111211

假设、、成等差数列,则=+⇒(a +c ) 2=4ac ⇒(a -c ) 2=0,∴a =c

a b c b a c

111

从而d =0与d ≠0矛盾,∴、、不可能成等差数列

a b c

111

、、不可能成等差数a b c

11. 已知f (x ) =ln x

证明: f (1+x ) ≤x (x >-1)

[解析] 即证:ln(x +1) -x ≤0

1-x

-1=. x +1x +1

当x ∈(-1,0)时,k ′(x )>0,∴k (x ) 为单调递增函数; 当x ∈(0,∞)时,k ′(x )

设k (x ) =ln(x +1) -x , 则k '(x ) =

即ln(x +1) -x ≤0∴f (1+x ) ≤x (x >-1) 12. 已知函数y =|x |+

1,y =y =

11-t (x +) (x >0) 的最小值恰2x

好是方程x 3+ax 2+bx +c =0的三个根,其中0

由f (1)=0,得c =-a -b -1

∴ f (x ) =x 3+ax 2+bx +c =x 3+ax 2+bx -(a +b +1)

=(x -1)[x 2+(a +1) x +(a +b +1)],

故方程x 2+(a +1) x +(a +b +1) =

=-(a +

1) =a +b +1.

2=(a +1) 2,

即2+2(a +b +1) =(a +1) 2 ∴ a 2=2b +3.

改变后

直接证明与间接证明

1. 用反证法证明命题:若整系数方程ax 2+bx +c =0(a ≠0) 有有理根,那么a , b , c 中至少有一个是偶数,下列假设中正确的是( ).

A 、假设a , b , c 都是偶数

B 、假设a , b , c 都不是偶数

D 、假设a , b , c 中至多有两个偶数

C 、假设a , b , c 中至多有一个偶数

2.若三角形能剖分为两个与自己相似的三角形,那么这个三角形一定是( ) A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 不能确定

4x 121000

) +f () + +f () 3.若f (x ) =x ,则f ([1**********]14+2

4 . 若a >b >c >d >0且a +d =b +c ,求证:d +a

5. 在锐角三角形ABC 中, 求证:sin A +sin B +sin C >cos A +cos B +cos C 6. 设

, 为非零向量,且, 不平行,求证+,-不平行

111

7. 已知a 、b 、c 成等差数列且公差d ≠0,求证:、、不可能成等差数列

a b c

8. 对于定义域为[0,1]的函数f (x ) ,如果同时满足以下三条:①对任意的x ∈[0,1],总有

f (x ≥)

2

;0②

f (1=) ;③若x 1≥0, x 2≥0, x 1+x 2≤1,都有

f (1x +

x ) ≥(f

1

+x ) 成立,则称函数f (x ) 为理想函数. (f x )

(1) 若函数f (x ) 为理想函数,求f (0)的值;

(2)判断函数g (x ) =2x -1(x ∈[0, 1])是否为理想函数,并予以证明;

《数学中证明等差数列的常用方法.doc》
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