(完整版)等差数列专题

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2020年12月31日 05:16
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幼儿园食品安全应急预案-甫子寸

2020年12月31日发(作者:柯象寅)


等差数列专题
一、等差数列知识点回顾与技巧点拨
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

示.
2.等差数列的通项公式
若等差数列{
a
n
} 的首项是
a
1
,公差是
d
,则其通项公式为
a
n< br>=
a
1
+(
n
-1)
d
=(
n
m
)
d

p
.
3.等差中项
如 果三个数
x

A

y
组成等差数列,那么
A
叫做
x

y
的等差中项,如果
A

x

x

y
y
的等差中项,则
A
=.
2
4.等差数列的常用性质
*
(1)通项公式的推广:
a
n

a
m
+(
n

m
)
d
(
n

m
∈N).
(2)若{
a
n
} 为等差数列,且
m

n

p

q
*

a
m

a
n

a
p
a
q
(
m

n

p
q
∈N).
*
(3)若{
a
n
}是等差数列,公差为
d
,则
a
k

a
k

m

a
k
+2
m
,…(
k

m
∈N )是公差为
md
的等
差数列.
(4)数列
S
m

S
2
m

S
m

S
3
m

S
2
m
,…也是等差数列.
(5)
S
2
n
-1
=(2
n
-1)
a
n
.
(6)若
n
为偶数,则
S


S

=;
2

n
为奇数,则
S


S
偶< br>=
a

(中间项).
5.等差数列的前
n
项和公式
na
1

a
n
若已知首项
a
1
和 末项
a
n
,则
S
n
=,或等差数列{
a
n
}的首项是
a
1
,公差是
d

2
nn-1
则其前
n
项和公式为
S
n

na
1

d
.
2
6.等差数列的前
n
项和公式与函数的关系
2

2

7.最值问题
在等差数列{
a
n
}中,
a
1
>0,
d
<0,则
S
n存在最大值,若
a
1
<0,
d
>0,则
S
n< br>存在最
小值.
一个推导
利用倒序相加法推导等差数列的前
n
项和公式:
S
n
=< br>a
1

a
2

a
3
+…+
a
n
,①
S
n

a
n

an
-1
+…+
a
1
,②
na
1
+< br>a
n
①+②得:
S
n
=.
2
两个技巧
已知三个或四个数组成等差数列的一类问题,要善于设元.
(1)若奇数个数成等差数列且和 为定值时,可设为…,
a
-2
d

a

d

a

a

d

a
+2
d
,….
(2)若偶数个数成等差数列且和为定值时,可设为…,
a
-3
d

a

d

a

d

a
+3
d
,…,
其余各项再依据等差数列的定义进行对称设元.
四种方法
等差数列的判断方法
(1)定义法:对于
n
≥2的任意 自然数,验证
a
n

a
n
-1
为同一常数; nd
d

d

S
n

n
2< br>+

a
1


n
,数列{
a
n
}是等差数列的充要条件是
S
n

An
2
+< br>Bn
(
A

B
为常数).


(2)等 差中项法:验证2
a
n
-1

a
n

a< br>n
-2
(
n
≥3,
n
∈N)都成立;
(3 )通项公式法:验证
a
n

pn

q

2
(4)前
n
项和公式法:验证
S
n

An

Bn
.
注: 后两种方法只能用来判断是否为等差数列,而不能用来证明等差数列.
*

回顾:
1.已知等差数列{a
n
}中,a
3
=9,a
9
= 3,则公差d的值为( )

A.

B. 1 C.

D. ﹣1
2.已知数列{a
n
}的通项公式是a
n
=2n+5,则此数列是( )
A. 以7为首项,公差为2的等差数列 B. 以7为首项,公差为5的等差数列
C. 以5为首项,公差为2的等差数列 D. 不是等差数列
3.在等差数列{a
n}中,a
1
=13,a
3
=12,若a
n
=2,则n等 于( )
A. 23 B. 24 C. 25 D. 26
4.两个数1与5的等差中项是( )
A. 1 B. 3 C. 2 D.

5.(2005•黑龙江)如果数列{a
n
}是等差数列,则( )
A. B. C. D.
a

1
a
8
=a
4
a
5

a
1
+a
8
>a
4
+a
5
a
1
+a
8
<a
4
+a
5

a
1
+a
8
=a
4
+a
5


考点1:等差数列的通项与前n项和
题型1:已知等差数列的某些项,求某项
【解题思路】给项求项问题,先考虑利用等差数列的性质,再考虑基本量法
【例1】已知
a
n

为等差数列,
a
15
8,a
60
20
,则
a
75




a
15
a
1
14d8
644
a ,d


1
1515

a
60
a< br>1
59d20
解:
方法1:

644
74 24

1515
aa
15
2084
方法2:

d
60


60154515
4

a
75
a
60
(7560)d201524
15

a
75
a
1
74d
方法3:令< br>a
n
anb
,则


15ab8
1 68
a,b

453

60ab20
168
24

45 3

a
75
75ab75
方法4:

< br>a
n

为等差数列,

a
15
,a
30
,a
45
,a
60
,a
75
也成等差数列, 设其公差为
d
1
,则
a
15
为首项,
a
6 0


为第4项.

a
60
a
15
3d
1
2083dd
1
4


a75
a
60
d
1
20424

方法 5:


a
n

为等差数列,

(15, a
15
),(60,a
60
),(75,a
75
)
三点共线

a
60
a
15
a
75
a
60
208
a
75
20
 a
75
24
601575604515

对应练习:1、已知



2、已知

a
n

为等差数列,
a
m
p,a
n
q

m,n,k
互不相等),求
a
k
.

5
个 数成等差数列,它们的和为
5
,平方和为
165
,求这
5
个 数.




题型2:已知前
n
项和
S
n
及其某项,求项数.
【解题思路】

利用等差数列的通项公式
求项数
a
n
a< br>1
(n1)d
求出
a
1

d
,代入S
n

n


⑵利用等差数列的前4项和及后4项和 求出
【例2】已知
a
1
a
n
,代入
S
n
可求项数
n
.
S
n
为等差数列

an

的前
n
项和,
a
4
9,a
9< br>6,S
n
63
,求
n

解:设等差数列的首项 为
a
1
,公差为
d
,则


a
1
3d9
a
1
18,d3


a
1
8d6

S
n
18n
这个数列的项数




4.已知
3
n(n1)63n
1
6,n
2
7

2
对应练习:3、若一个等差数列的前4 项和为36,后4项和为124,且所有项的和为780,求
n
.
S
n为等差数列

a
n

的前
n
项和,
a
1
1,a
4
7,S
n
100
,则
n 
.
题型3:求等差数列的前n项和
【解题思路】(1)利用S
n
求出
a
n
,把绝对值符号去掉转化为等差数列的求和问题.


(2)含绝对值符号的数列求和问题,要注意分类讨论.
【例3】已知
S
n
为等差数列

a
n

的前
n
项和,
S
n
12nn
2
.
(1)
⑵求
⑶求
解:

a
1
a
2a
3

a
1
a
2
a
3< br>a
10
a
1
a
2
a
3
 a
n
S
n
12nn
2


.


n1
时,
a
1
S
1
1 2111


n2
时,
a
n
S
n
S
n1
(12nn
2
)12(n1)(n1)< br>2
132n



时,
n1
时,< br>132111a
1


a
n
132n
.
a
n
132 n0
,得
n
13



1n6
时 ,
a
n
0
;当
n7
2
a
n
 0
.
(1)

a
1
a
2
a
3
a
1
a
2
a
3
S
3
 1233
2
27

a
1
a
2
 a
3
a
10
a
1
a
2
a3
a
6
(a
7
a
8
a
9
a
10
)


2S
6
S
10
2(1266
2
)(1210 10
2
)52

3)(
1n6
时,
a< br>1
a
2
a
3
a
n
a
1
a
2
a
3
a
n
12nn
2


n7
时,
a
1
a
2
a
3
a
n
a
1
a
2
a
3
a
6
(a
7a
8
a
n
)


2S
6
S
n
2(1266
2
)(12 nn
2
)n
2
12n72.

对应练习:5、已知




S
n
为等差 数列

a
n

的前
n
项和,
S
1 0
100,S
100
10
,求
S
110
.





考点2 :证明数列是等差数列

【名师指引】判断或证明数列是等差数列的方法有:
1、定义法:
列;
2、中项法:
a
n1
a
n
d

nN


d
是常数)


a
n

是 等差数
2a
n1
a
n
a
n2
(
n N

)


a
n

是等差数列; a
n
knb

k,b
是常数)


a
n

是等差数列;
S
n
An
2
 Bn

A,B
是常数,
A0



a< br>n

3、通项公式法:
4、项和公式法:
是等差数列.
【例 4】已知
S
n
为等差数列

a
n

的前< br>n
项和,
b
n

S
n
(nN
< br>)
.
n
求证:数列

b
n

是等差数列.
解 :方法1:设等差数列

a
n

的公差为
d
S
n
na
1

1
n(n1)d

2

b
n

S
n
1
a
1(n1)d

n2
11d

b
n1
b
n
a
1
nda
1
(n1)d
222< br>
数列

b
n

是等差数列.
(常数)
方法2:

b
n


b
n1

S
n
1
a
1
(n1)d

n2< br>1
1
a
1
nd

b
n2
a
1
(n1)d

22
b
n2
b
n
a
1

11
(n1)da
1
(n1)d 2a
1
nd2b
n1

22

数列

b
n

是等差数列. 对应练习:6、设
S
n
为数列

a
n

的前
n
项和,
S
n
pna
n
(nN

)

a
1
a
2
.

(1) 常数
p
的值;
(2) 证:数列

a
n

是等差数列.










考点3 :等差数列的性质
【解题思路】利用等差数列的有关性质求解.
【例5】1、已知
2、知
S
n
为等差数列

a
n

的前n
项和,
a
6
100
,则
S
11


为等差数列
S
n

a
n

的前
n
项和,
S
n
m,S
m
n(nm)
,则
S
mn

.
解:1、
S
11

11(a
1
a
11
)
112a
6
11a
6
1100

22
S
n
An
2
Bn
,则 2、方法1:令< br>
An
2
Bnm
A(n
2
m
2)B(nm)mn
.

2

AmBmn

nm


A(nm)B1


S< br>mn
A(mn)
2
B(mn)(mn)

方法2:不妨设
mn

S
m
S
n
 a
n1
a
n2
a
n3
a
m1< br>a
m

.
(mn)(a
n1
a
m
)
nm
2

a
1
a
mn
a
n1
a
m
2


S
mn

方法3:

(mn)(a
1
a
mn
)
(mn)

2

n

S
n< br>

a
n

是等差数列,



为等差数列
S
mn

S
m

, m,,mn,

三点共线.
mn

m
 

S


n,
n

n

< br>S
mn
nmn


mn

mnmS
mn
(mn)
.
mnn
对应练习:7、含2n1
个项的等差数列其奇数项的和与偶数项的和之比为( )
2n1
n1n1n1

B.

C.

D.

A.
nn
n2n
8. 设
S
n

T
n
分别是等差数列

a
n



a
n

的前
n
项和,
S
n
T
n

7n2
n3
,则
a
5

.
b
5

考点4: 等差数列与其它知识的综合

a
n

S
n
的关系式及等差数列的通项公式可求;
T
n
后,判断
T
n
的单调性.
【解题思路】1、 利用
2、求出
【例6】已知
S
n
为数列

a
n

的前
n
项和,
S
n

,其前
1
2
11

nn
;数列

b
n

满足:
b
3
11

22
b
n2< br>2b
n1
b
n
⑴ 数列
9
项和为
153.


a
n



b
n

的通项公式;
为数列 ⑵设
T
n

c
n

的前
n
项和,
c
n

6
(2a
n
11)(2b
n1)
,求使不等式
k

nN

都成立的最大正整 数
k
的值.
57
1
2
11
解:⑴
S
n
nn

22
T
n


n1
时,
a
1
S
1
6


a
n
S
n
S
n1
n2
111111
n
2
n(n1)
2
(n1)n5

2222
n1
时,
15 6a
1


a
n
n5

b
n
b
n2
2


时,


b
n2
2b
n1
b
n
b< br>n1


b
n

是等差数列,设其公差为
d
.



b
1
2d11
b1
5,d3


9b
1
36d153



b
n
53(n1)3n2
.


c
n

66


(2a
n11)(2b
n
1)

2(n5)11

2 (3n2)1



211


(2n1)(2n1)2n12n1
11111111

T
n
(1)()()(

)1
335572n12 n12n1

nN



T
n
是单 调递增数列.


n1
时,

T
n

min
T
1
1

T
n

1 2


33
kk2k

nN

都成立


T
n

min
k38

5757357

所求最大正整数
k
的值为
37
.
对应练习:9.已知
S
n
为数列

a
n

的前
n
项和,
a
1
3

S
n< br>S
n1
2a
n
(n2)
.
⑴ 数列
⑵数列

a
n

的通项公式;
a
k1
对任意不小于
k
的正整数都

a
n

中是否存在正整数
k
,使得不等式
a
k
成立?若存在,求最小的正 整数
k
,若不存在,说明理由.




课后练习:
1.(2010广雅中学)设数列
项和,则
A.
且< br>a
2
8

a
15
5

Sn
是数列

a
n

的前
n

a
n

是等差数列,
S
10
S
11
B.
S
10
S
11
C.
S
9
S
10
D.
S
9
S
10

2.在等差数列
3.数列
a
n

中,
a
5
120
,则a
2
a
4
a
6
a
8

.
a
n
2n49
,当数列

a
n

中,

a
n

的前
n
项和
Sn
取得最小值时,
n
.
4.已知等差数列
是 .
5.设数列

a
n

共有
10
项 ,其奇数项之和为
10
,偶数项之和为
30
,则其公差

a
n

中,
a
1
2,a
n1
a
n
n1
,则通项
a
n

.
6.从正整数数列
1,2,3,4,5,
中删去所有的平方数,得到一个新数列,则这个新数 列的第


1964
项是 .
答案与解析:
对应练习:< br>1、【解析】
a
m
a
n
a
k
a
n
pq
a
k
q
p(kn)q(mk)
a
k

mnknmnknmn

2、【解析】设这
5
个数分别为
a2d,ad,a,ad,a2d.


( a2d)(ad)a(ad)(a2d)5

a1



2

222222
(a2d)(ad)a(ad) (a2d)1655a10d165

a1,d4

a1,d4
时,这
5
个数分别为:
7,3,1,5,9


a1,d4
时,这
5
个数分别为:
9,5,1 ,3,7.

解得
3、【解析】

a
1
a< br>2
a
3
a
4
36,a
n
a
n1
a
n2
a
n3
124

a
1
a
n
a
2
a
n1
a
3a
n2
a
4
a
n3


4 (a
1
a
n
)160a
1
a
n
 40

S
n


n(a
1
a
n
)
78020n780n39

2
aa
171
4、【解析】设等差数列的公差为
d
,则
d
4
2

413
1
S
n
nn(n1)2100 n10
.
2
11

a

1
< br>10a
1
45d100
50



5、 【解析】方法1:设等差数列的公差为
d
,则


100a
1
4950d10

d
1099
100

1

S
110
110a
1
110109d110

2
90(a
11
a
100
)
方法2 :

S
100
S
10
90a
11
a
100
2

2
110(a
1
a
110
)110(a
11
a
100
)
S
110
110

22
6、【解析】⑴

S
npna
n

a
1
a
2


a
1
pa
1
p1

⑵由⑴知:

S
n
na
n

n2< br>时,
a
n
S
n
S
n1
na
n
(n1)a
n1
(n1)(a
n
a
n1< br>)0


a
n
a
n1
0(n2 )


数列

a
n

是等差数列. 7、【解析】(本两小题有多种解法)


S

a
1
a
3
a
5
a
2n1

( n1)(a
1
a
2n1
)

2
n(a
2
a
2n
)

a
1
a
2n1a
2
a
2n
2
S

a
2
a
4
a
6
a
2n


S
n1
.

选B.

S

n8、【解析】
a
n
S
2n1
7(2n1)214n5< br>a
145565

5




b
n
T
2n1
(2n1)32n2b
5
2 5212
65
.
12
9、【解析】⑴当
n2
时,< br>S
n
S
n1
2a
n
S
n
S< br>n1
2(S
n
S
n1
)

111< br>
S
n
S
n1
2
,且

11
1




a
n

是以

为公差的等差数列,
S
1
3
2
其首项为
1
.
3

11153n6
(n1)S
n
< br>S
n
S
1
2653n



n 2
时,
a
n

118
S
n
S
n 1

2(3n8)(3n5)


3(n1)
181 8

18
a
1




n 1
时,
(n2)

(38)(35)10


(3n8)(3n5)
a
k
a
k1

18
25
8
0< br>,得
k

k

(3k8)(3k5)(3k2)
333



k3
时,
a
k
a
k1
恒成立, 所求最小的正整数
k3.

a
2
a
16
a2
a
15
d(ad)a
15
,S
10

2
S
9
S
10

222
5( 8)1369
a
2
8

a
15
5
, 得
d

a
1
a
2
d

15877
课后练习:1、
【解析】C.
S
9

另法:由
计算知
S
9
S
10

2、
【解析】
480

a
2
a
4
a
6
a
8
4a
5
480.

3、
【解析】
24

a
n
2n49

a
n

是等差数列,
a
n
0n25.


n24.

4、【解析】
4
已知两式相减,得
5、【解析】
法.
6、【解析】
5d20d4.

1
,也可以用归纳—猜想—证明的方
n(n1)1
利用迭加法(或迭代法)
2
2008

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