人教版高中数学等差数列知识点归纳-等差数列知识点归纳

巡山小妖精
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2020年12月31日 05:42
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2020年12月31日发(作者:黎广)




等差数列
一、学习目标:
等差数列的概念、性质及前n项和求法。
n
n
*< br>1.设数列

a
n

的前
n
项和为
S
n
.已知
a
1
5

a
n1
S
n
3

nN
.设
b
n
S
n
3

求数列

b
n

的通项公式;
nn
解:依题意,
S
n1
S
n
a
n 1
S
n
3
,即
S
n1
2S
n< br>3

由此得
S
n1
3
n1
2( S
n
3
n
)

nn
因此,所求通项公式为b
n
S
n
-32

2.设数列
{an
}
是递增等差数列,前三项的和为
12
,前三项的积为
48< br>,则它的首项为 2 .
3.已知等差数列
{a
n
}
的公差
d0
,且
a
1
,a
3
,a
9
成 等比数列,则
a
1
a
3
a
9
13
< br>.
a
2
a
4
a
10
16
【考点梳理】
1.在解决等差数列问题时,如已知,a
1
,a
n
,d,
S
n
,n中任意三个,可求其余两个。
2.补充的一条性质
1)项数为奇数
2n1
的等差数列有:
s

n
s

s

a
n
a


s
2n1
 (2n1)a
n


s

n1
s
奇< br>a
2)项数为偶数
2n
的等差数列有:

n

s

s

nd

s
2n
n(a
n
a
n1
)

s

a
n1

a
n1
a
n
d(定义)

2a
n1
a
n
a
n2< br>3.等差数列的判定:{
a
n
}为等差数列


< br>

a
n
AnB(关于n的“一次函数”)

S An
2
Bn(缺常数项的“二次函数”)

n
即:
{a
n
}a
n1
a
n
d(d为常数)2a
n
a
n1
a
n1
(n2,nN*)

a
n
knbs
n
An
2
Bn
4.三个数成等差可设:
a

a

d

a+2
d

a

d

a

a< br>+
d

四个数成等差可设:
a
-3
d

a

d

a

d

a
+3
d
.
5.等差数列与函数:1)等差数列通项公式与一次函数的关系:从函数的 角度考查等差数列
的通项公式:a
n
= a
1
+(n-1)d=d·n+ a
1
-d, a
n
是关于 n的一次式;从图像上看,表示等差数
列的各点(n,
a
n
)均匀排列在一条 直线上,由两点确定一条直线的性质,不难得出,任两
aa
m
a
n
a
1
,d=
n
,由此联想点列(n,a
n
)所在直线的< br>nm
n1
2
斜率.2)点
(n,S
n
)
在没有常数项的二次函数
S
n
pnqn
上。其中,公差不为0.
6.等差数列前n项和最值的求法(结合二次函数的图象与性质理解)
1)若等差数列

a
n

的首项
a
1
0
,公差
d0
,则前
n
项和
S
n
有最大值。
项可以确 定一个等差数列.k=d=

a
n
0
(ⅰ)若已知通项
a
n
,则
S
n
最大



a0

n1
q
2
(ⅱ)若已知
S
n
pn qn
,则当
n
取最靠近

的非零自然数时
S
n最大;
2p
2)若等差数列

a
n

的首项
a
1
0
,公差
d0
,则前
n
项和S
n
有最小值

a
n
0
(ⅰ)若已知通项
a
n
,则
S
n
最小



a0

n1
第1页 共4页




2
(ⅱ)若已知
S
n
pnqn
,则当
n
取最靠近

q
的非零自然数时
S
n
最小。
2p
7.等差数列的定义、通项公式、求和公式、性质等
等 差 数 列
定义 {a
n
}为等差数列

a
n+1
-a
n
=d(常数),n∈N
+

2a
n
=a
n-1
+a
n+1
(n≥2,n∈N
+


1)
a
n
=
a
1
+(n-1)d=
a
k
+( n-k)d;
a
n
=
dn
+
a
1
-dknb


2)推广:a
n
=a
m
+(n-m)d.
通项公式 aa
m
aa
1
3)变式:a
1
=a
n-(n-1)d,d=
n
,d=
n
,由此联想点列(n,
n1
nm
a
n
)所在直线的斜率.



求和公式
1)
S
n

n(a
1
an
)
n(n1)dd
na
1
dn
2
 (a
1
)nAn
2
Bn

2222
a< br>1
a
n
S
n
a
1
a
2
a
n
d
===
a
1
+(
n
-1 )·=
a
n
+(
n
-1)·(-
nn
22
2)变式:
d
).
2

等差中项












1)等差中项:若
a

b

c
成等差 数列,则
b

a

c
的等差中项,且
b
=
a

b

c
成等差数列是2
b
=
a
+
c
的充要条件.2)推广:2
a
n
=
a
nm
1
2
3

4
ac

2
a
nm

mnlkam
a
n
a
l
a
k
(反之不一定成立); 特别地,当
mn2p
时,有
a
m
a
n
2a
p
;特例:a
1
+a
n
=a
2
+a
n-1
=a
3
+a
n-2
=…。
下标成等差数列且公差 为
m
的项
a
k

a
k
+
m

a
k
+2
m
,…组成的数列仍为等差数
列,公差为md
.
s
n
,s
2n
s
n
,s< br>3n
s
2n
成等差数列。
5


d0

a
n

为常数列


d0

a
n

为递减数列
< br>a
n
a
1
a
m
a
n
(mn )

n1mn
d0

a
n

为递 增数列

d
其 1 a
n
=a
m
+(n-m)d.

2 若数列{
a
n
}是公差为
d
的等差数列,则数列{λ
a
n
+< br>b
}(λ、
b
为常数)是

公差为λ
d
的 等差数列;若{
b
n
}也是公差为
d
的等差数列,则{λ
1
a
n

2
b
n
}

(λ
1
、λ
2
为常数)也是等差数列且公差为λ
1
d
2
d
.

3 a
n
=an+b,即a
n
是n的一次型函数,系数a为等差数列的公差;
2

S
n
=an+bn,即S
n
是n的不含常数项的二次函数;

三、合作探究:
题型1 等差数列的基本运算
例1 在等差数列{a
n
}中,
(1)已知a
15
=10,a
4 5
=90,求a
60

(2)已知S
12
=84,S20
=460,求S
28

(3)已知a
6
=10, S
5
=5,求a
8
和S
8

第2页 共4页




82

a
1

< br>
aa14d10

3
∴a=a+59d=130. 解:(1)方法一:

151


601
aa44d 908

451

d

3

aaa a
8
8
方法2
d
nm

4515
< br>,a
n
=a
m
+(n-m)d

a
60=a
45
+(60-45)d=90+15×=130.
nm45153< br>3
2


A2

12A12B84


(2)不妨设S
n
=An+Bn, ∴

2

B17

20A20B460


2
∴S
n
=2n-17n ∴S
28
=2×28-17×28=1092
(3)∵S
6
=S
5
+a
6
=5+10=15,
6(a
1
a
6
)
6(a
1
10)aa
6(a10)

∴15=
1
即a
1
= -5 而d=
61
3

22261
8(aa)
∴a
8
=a
6
+2 d=16 S
8

18
44

2
22
又S
6

变式训练1 设{
a
n
}为等差数列,
S
n
为数列{
a
n
}的前
n
项和,已知
S
7
=7,
S
15
=75,
T
n
为数列{
的前
n
项和,求
T
n
. < br>解:设等差数列{
a
n
}的公差为
d
,则
S
n
=
na
1
+
S
n
}
n
1
n

n
-1)
d
. ∵
S
7
=7,
S
15
=75,
2
7a
1
21d7,

a
1
3d1,




解得
a
1
=-2,
d
=1.
15a105d75,a 7d5.

1

1
S
n
11
n5< br>=
a
1
+(
n
-1)
d
=-2+(
n
-1)=.
n22
2
SSS
11

n1
n
=. ∴数列{
n
}是等差数列,其首项为-2,公差为.
n1n2n2
12
9

T
n
=
n

n
. < br>44
小结与拓展:基本量的思想:常设首项、公差及首项,公比为基本量,借助于消元思想及解< br>方程组思想等。等差数列中,已知五个元素
a
1

a
n

n

d

S
n
中的任意三个,便可求出其余< br>两个.
题型2 等差数列的判定与证明
*
例2 已知数列{
a
n
}满足2
a
n
+1

a
n

a
n
+2
(
n
∈N),它的前
n
项和为
S
n
,且
a
3
=5,
S
6
=36 .
求数列{
a
n
}的通项公式;
解:∵2
a
n
+1

a
n

a
n
+2
,∴{< br>a
n
}是等差数列,设{
a
n
}的首项为
a
1
,公差为
d



a
1
+2
d
=5

a
3
=5,
S
6
=36得

,解得
a
1
=1,
d
=2. ∴
a
n
=2
n
-1.

6
a
1
+15
d
=36


a
n
n
变式训练2 在数列{
a
n
}中,
a
1
=1,
a
n
+1
=2
a
n
+2.设
b
n

n
-1
,证明:数列{
b
n
}是等差数列;
2
n
a
n+1
2a
n
+2a
n
n
证明:由已知a
n+1
=2a
n
+2得 b
n+1

n
==
n-1
+1=b
n
+1 .
n
222
又b
1
=a
1
=1, 因此{b
n
}是首项为1,公差为1的等差数列.
小结与拓展:证明数列{
a
n
}是等差数列的两种基本方法是:1)利用定义,证明
a
n
-< br>a
n
-1

n
≥2)为常数;2)利用等差中项,即证明2< br>a
n
=
a
n
-1
+
a
n
+ 1

n
≥2).
题型3 等差数列的性质
例3 设等差 数列

a
n

的首项及公差均是正整数,前
n
项和 为
S
n
,且
a
1
1

a
46



S
3
12
,则
a
2010
=_ _ _.答案:4020
变式训练3 在等差数列{
a
n
}中,已知log< br>2
(
a
5

a
9
)=3,则等差数列{a
n
}的前13项的和
第3页 共4页




S
13
=________.答案:52
3
解:∵lo g
2
(
a
5

a
9
)=3,∴
a
5

a
9
=2=8.
13×(
a
1< br>+
a
13
)13×(
a
5

a
9< br>)13×8

S
13
====52.
222
小结与拓展:解决等差(比)数列的问题时,通常考虑两类方法:①基本量法,即运用条件
转化成关于< br>a
1

d

q
)的方程;②巧妙运用等差(比)数列 的性质(如下标和的性质、子
数列的性质、和的性质).一般地,运用数列的性质,可化繁为简.
题型4 等差数列的前
n
项和及最值问题
例4 设等差数列{a
n
}的前
n
项和为
S
n
,已知
a< br>3
=12,
S
12
>0,
S
13
<0.
(1)求公差
d
的取值范围;
(2)指出
S
1

S
2

S
3
,…,
S
12
中哪一 个最大,并说明理由.
解:(1)
a
3
=12,∴
a
1< br>=12-2
d
,解得
a
12
=12+9
d

a
13
=12+10
d
.由
S
12
>0,
S
13
<0,即
>0,且
12(a
1
a
12
)
2
13(a
1
a
13
)
24<0,解之得-<
d
<-3.
2
7
(2)易知
a7
<0,
a
6
>0,故
S
6
最大.
变式训练4设等差数列

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( A )
A.6 B.7 C.8 D.9
【解析】设该数 列的公差为
d
,则
a
4
a
6
2a
1< br>8d2(11)8d6
,解得
d2

所以
S
n
11n
n(n1)
2n
2
12n(n 6)
2
36
,所以当
n6
时,
S
n
取最小值。
2
d
2
d
n(a
1
)n

22
小结与拓展:等差数列的前
n
项和为
S
n
, 在
d0
时,有最大值. 如何确定使
S
n
取最大值时
的< br>n
值,有两种方法:一是求使
a
n
0,a
n1

0
,成立的
n
值;二是由
S
n

用二次函 数的性质求
n
的值.
2.等差数列{
a
n
}中,当
a
1
<0,
d
>0时,数列{
a
n
}为递增数列 ,
S
n
有最小值;当
a
1
>0,
d
<0时 ,数列{
a
n
}为递减数列,
S
n
有最大值;当
d
=0时,{
a
n
}为常数列.
3.注意方程思想、整体思想、分类讨论思想、数形结合思想的运用.
五、检测巩固: 1.有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,且第一个数与第四个数的
和是16
,第二个数与第三个书的和是
12
,求这四个数.

(a d)
2
(ad)
16

ad
解:设这四个数为:
ad,a,ad,
,则


a
a

2 ad12


a4

a9
解得:



,所以所求的四个数为:
4,4,12,36
;或
15,9 ,3,1


d8

d6
2.由正数组成的等比数 列
{a
n
}
,若前
2n
项之和等于它前
2n
项中的偶数项之和的11倍,
第3项与第4项之和为第2项与第4项之积的11倍,求数列
{ a
n
}
的通项公式.
2
第4页 共4页

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