等差数列与通项公式
玩游戏的台式电脑配置-六一节的由来
环球雅思学科教师辅导学案
辅导科目:数学
年级:高一 学科教师: 课 时 数: 3
授课类型
教学目的
等差数列与通项公式
掌握等差数列的通项公式与前n项和公式.
教学内容
1、等差数列的定义
如果一个数列从第二项起,每一项与前一项的差都等于同一个常数
d
,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数
d
就
叫做这个数列
的公差。即
a
n
a
n1
d(n2,nN)
2、等差中项
若
a,A,b
成等差数列,那么
A
叫做a,b
的等差中项。两个实数
a,b
的等差中项只有一个,就是这两个数的算术平
均数
ab
。
2
3、等差数列的性质
①等差数列的通项公式a
n
a
1
(n1)da
m
(nm)d(n
N
*
)
,
d
a
n
a
m
。
nm
a
n
dn(a
1
d)
当
d
0
时,它是一个一次函数。
②等差数列的前
n
项和公式
s
n
n(a
1
a
n
)
n(n1)
na
1
d
.
22
n(n1)dd
S
n
na
1
dn
2
(a
1
)nAn
2<
br>Bn
,当
d0
时,它是一个二次函数,由于其常数项为零,所
22
2
以其图像过原点。
③等差数列
a
n
中,如
果
mnpq
,则
a
m
a
n
a
p
a
q
,特殊地,
2mpq
时,则
2a
ma
p
a
q
,
a
m
是
a
p
、a
q
的等差中项。
④等差数列被均匀分段求和后,得到的数列仍是等差数
列,即
S
n
,S
2n
S
n
,S
3nS
2n
成等差数列。
⑤若{a
n
}是等差数列,公差为d,
则a
k
,a
k
+
m
,a
k
+
2m
,…(k,m∈N
*
)是公差为md的等差数列.
⑥S
2n
-
1
=(2n-1)a
n
.
n
⑦若n为偶数,则S
偶
-S
奇
=
2
d,若n为奇数
,则S
奇
-S
偶
=a
中
(中间项).
a
m
S
⑧若{a
n
}与{b
n
}为等差数列,
且前n项和分别为S
n
与S
n
′,则
b
=
'
2n1
m
S
2n1
5、知三求二
等差
数列有5个基本量,
a
1
,d,n,a
n
,S
n
,
求解它们,多利用方程组的思想,知三求二。注意要弄准它们的值。
6、特殊设法
三个数成等差数列,一般设为
ad,a,ad
;
四个数成等差数列,一般设为
a3d,ad,ad,a3d
。
同步讲解
1、等差数列的判断方法
:定义法
a
n1
a
n
d(d
为常数
)
或
a
n
1
a
n
a
n
a
n1
(n2)
。
1、设S
n
是数列{a
n
}的前n项和,且S
n
=n
2
,则{a
n
}是( )
A.等比数列,但不是等差数列 B.等差数列,但不是等比数列
C.等差数列,而且也是等比数列 D.既非等比数列又非等差数列
设
{a
n
}是等差数列,求证:以b
n
=
a
1
a
2
a
n
nN*
为通项公式的数列
{b
n
}
为等差数列。
n
3、
等差数列的通项
:
a
n
a
1
(n1)d
或
a
n
a
m
(nm)d
。
4、
等差数列的前
n
和
:
S
n
2、等差数列{a
n
}的前n项和记为S
n
,若a
2
+a
4
+a
15
的值是一个确定的常数,则数列{a
n
}
中也为常数的项是( )
A.S
7
C.S
13
B.S
8
D.S
15
n(a
1
a
n
)n(n
1)
,
S
n
na
1
d
。
22
1
3、等差数列{a
n
}中,已知a
1
=
3
,a
2
+a
5
=4,a
n
=33,则n为( )
A.48 B.49 C.50 D.51
(1)等差数列
{a
n
}
中,
a
10
30
,
a
20
50
,则通项
a
n
;
(2)首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差的取值范围是______ ;
4、设S
n
是等差数列{a
n
}的
前n项和,a
12
=-8,S
9
=-9,则S
16
=___
_____.
a
11
5、已知数列{a
n
}为等差数列
,若
a
<-1,且它们的前n项和S
n
有最大值,则使S
n
>0的n的最大值为( )
10
A.11 B.19
C.20 D.21
3
15
1
(n2,nN
*
)
,a
n
,前n项和
S
n
,则
a<
br>1
=_,
n
= ;
2
2
2
2
(2)已知数列
{a
n
}的前n项和
S
n
12nn
,求数列
{|a
n
|}
的前
n
项和
T
n
.
(1)数列
{a
n
}
中,
a
n
a
n1
5、等差中项:若
a,A,b
成等差
数列,则A叫做
a
与
b
的等差中项,且
A
ab
。
2
提醒:(1)等差数列的通项公式及前
n
和公式中,涉及到5个元素:
a
1
、
d
、
n
、
a
n
及
S
n
,其中
a
1
、
d
称作为
基本
元素。只要已知这5个元素中的任意3个,便可求出其余2个,即知3求2。
(2)为减少运算量,要
注意设元的技巧,如奇数个数成等差,可设为…,
a2d,ad,a,ad,a2d
…
(公差
为
d
);偶数个数成等差,可设为…,
a3d,ad,ad,a
3d
,…(公差为2
d
)
6.等差数列的性质:
(1)当公差
d0
时,等差数列的通项公式
a
n
a
1
(n
1)ddna
1
d
是关于
n
的一次函数,且斜率为公差d
;前
n
n(n1)dd
dn
2
(a
1
)n
是关于
n
的二次函数且常数项为0.
222
(2)
若公差
d0
,则为递增等差数列,若公差
d0
,则为递减等差数列,若公
差
d0
,则为常数列。
(3)当
mnpq
时,则有
a
m
a
n
a
p
a
q
,特别地,当
mn2p
时,则有
a
m
a
n
2a
p
.
和
S
n
na
1
*
(4
)若
{a
n
}
、
{b
n
}
是等差数列,则
{ka
n
}
、
{ka
n
pb
n
}
(
k
、
p
是非零常数)、
{a
pnq
}(p,qN)
、
S
n
,S
2n
S
n
,S
3n
S
2n
,…也成等差数列,而
{a
a
n
}
成等比数列;若
{a
n
}
是等比数列,且
a
n
0
,则
{lga
n
}
是等差数
列.
等差数列的前n项和为25,前2n项和为100,则它的前3n和为 。
(5)在等差数列
{a
n
}中,当项数为偶数
2n
时,
S
偶
-S
奇
nd
;项数为奇数
2n1
时,
S
奇
S
偶
a
中
,
S
2n1
(2n1)a
中
(这里<
br>a
中
即
a
n
);
S
奇
:S
偶
(k1):k
。
项数为奇数的等差数列
{a<
br>n
}
中,奇数项和为80,偶数项和为75,求此数列的中间项与项数.
(6)若等差数列
{an
}
、
{b
n
}
的前
n
和分别为A
n
、
B
n
,且
设{
a
n
}与{
b
n
}是两个等差数列,它们的前
n
项和
分别为
S
n
和
T
n
,若
A<
br>n
a(2n1)a
n
A
2n1
f(n)
,则<
br>n
f(2n1)
.
B
n
b
n
(2
n1)b
n
B
2n1
a
S
n
3n1
,那么
n
___________;
T
n
4n3
b
n
(7)“首正”的递减等差数列中,前
n
项和的最大值是所有非
负项之和;“首负”的递增等差数列中,前
n
项和的最小值
a
n
0
a
n
0
确定出前多少项为非负(或非正)
是所有非正项之和。法一:由不等式组
;法二:因等差数列前
或
a
n1
0
<
br>
a
n1
0
n
项是关于
n
的
二次函数,故可转化为求二次函数的最值,但要注意数列的特殊性
nN
*
。上述两种
方法是运用了哪
种数学思想(函数思想),由此你能求一般数列中的最大或最小项吗
等差数列
{a
n
}
中,
a
1
25
,
S
9
S
17
,问此数列前多少项和最大并求此最大
值;
6、(1)设{a
n
}(n∈N
*
)是
等差数列,S
n
是其前n项的和,且S
5
<S
6
,S
6
=S
7
>S
8
,则下列结论错误的是( )
..
<0 =0
>S
5
与S
7
均为S
n
的最大值
(2)等
差数列{a
n
}的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为( )
各种数列问题在很多情形下,就是对数列通项公式的求解。特别是在一些综合性比较强的数列问题中,数
列通项
公式的求解问题往往是解决数列难题的瓶颈。
类型1
a
n1
a
n
f(n)
例1.
已知数列
a
n
满足
a
1
解法:把原递推公式转化为
a
n1
a
n
f(n)
,利用累加法(逐差相加法)求解。
类型2
a
n1
f(n)a
n
1
1
,<
br>a
n1
a
n
2
,求
a
n。
2
nn
例1:已知数列
a
n
满足
a
1
解法:把原递推公式转化为
例2:已知
a
1
3
,
a
n1
2
n
,
a
n1<
br>a
n
,求
a
n
。
3
n1
a<
br>n1
f(n)
,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
a
n
3n1
a
n
(n1)
,求
a
n
。
3n2
类型3 a
n1
pa
n
q
(其中p,q均为常数,
(pq
(p1)0)
)。
例:已知数列
a
n
中
,
a
1
1
,
a
n1
2a
n
3
,求
a
n
.
<
br>解法(待定系数法):把原递推公式转化为:
a
n1
tp(a
n
t)
,其中
t
在数列
a
n
中,若
a
1
1,a
n1
2a
n
3(n1)
,则该数列的通项
a
n
_______
________
q
,再利用换元法转化为等比数列求解。
1p
n
n
类型4
a
n1
pa
nq
(其中p,q均为常数,
(pq(p1)(q1)0)
)。
(或
a
n1
pa
n
rq
,其中p,q,
r
均为常数) 。
例:已知数列
a
n
中,<
br>a
1
解法:一般地,
要先在原递推公式两边同除以
q
n1
5
11
n1
,a
n1
a
n
()
,求
a
n
。
6
32
,得:
a
n1
p
a
n
1
a
n
b
•b
引入辅助数列(其中),得:
n
n
n1nn
q
q
q
qq
b
n1<
br>
p1
b
n
再待定系数法解决。
qq
类型5 递推公式为
a
n2
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。
(待定系数法):先把原递推公式转化为
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n<
br>)
其中s,t满足
stp
stq
解法一(待定系数——迭加法):
数列
a
n
:
3a
n2
5a
n1
2a<
br>n
0(n0,nN)
,
a
1
a,a
2b
,求数列
a
n
的通项公式。
例:已
知数列
a
n
中,
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2
21
a
n1
a
n
,求
a
n
。
33
*
1.已知数列
a
n
满足
a
1<
br>1,a
2
3,a
n2
3a
n1
2an
(nN).
(I)证明:数列
a
n1
a
n
是等比数列;(II)求数列
a
n
的通项公式;
(III)若数列
b
n
满足<
br>4
1
4
b
1b
2
1
...4
b
n
1
(a
n<
br>1)
b
n
(nN
*
),
证明
b
n
是等差数列
类型6 递推公式为
S
n
与
a
n
的关系式。(或
S
n
f(a
n
)<
br>)
例:已知数列
a
n
前n项和
S
n
4a
n
1
2
n2
. (1)求
a
n1
与
a
n
的关系;(2)求通项公式<
br>a
n
.
解法:这种类
型一般利用
a
n
S
1
(n1)
与
a
n
S
n
S
n1
f(a
n
)f(a
n1
)
消去
S<
br>n
(n2)
或与
SS(n2)
n1
n
S
n
f(S
n
S
n1
)
(n2)
消去
a
n
进行求解。
、
0
,a
0)
类型7
a
n1
p
a
n
anb
(p1
例:设数列
a
n
:
a
1
4,a
n
3a
n1
2
n1,(n2)
,求
a
n
.
解法:这种类型一般利用待定系数法构造等
比数列,即令
a
n1
x(n1)yp(a
n
xny)
,与已知递推式比较,
解出
x,y
,从而转化为
a
n
xny
是公比为
p
的等比数列。
r
(p0,a
n
0)
类型8
a
n1pa
n
例:已知数列{
a
n
}中,
a
11,a
n1
1
2
的通项公式.
a
n
(a0)
,
求数列
a
n
a
解法:这种类型一般是等式两边取对数后
转化为
a
n1
pa
n
q
,再利用待定系数法求解。
类型9
a
n1
f(n)a
n
<
br>g(n)a
n
h(n)
例:已知数列{a
n
}满足:
a
n
a
n1
,a
1
1
,求数列{a
n
}的通项公式。
3a
n
1
1
解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为
a
n1
pa
n
q
。
类型10
a
n1
pa
n
q
ra
n
h
a
n
4
,
且
a
1
3,<
br>求
{a
n
}
的通项公式.
2a
n
3
例:已知数列
{a
n
}
满足性质:对于
nN,a
n1
例:已知数列
{a
n
}
满足:对于
nN,
都有
a
n1
13a
n
25
.
a
n
3
(1)若
a
1
5,
求
a
n
;
(2)若
a
1
3,
求
a
n
;
(3)若
a
1
6,
求
a
n
;
(4)当
a
1
取
哪些值时,无穷数列
{a
n
}
不存在
解法:如果数列
{a
n
}
满足下列条件:已知
a
1
的值且对于
nN
,都有
a
n1
p
a
n
q
(其中p
、
q
、
r
、
h
均为常数,
ra
n
h
且
phqr,r0,a
1
1
pxq
h
),那么,可作特征方程
x
,当特征方程有且仅有一根
x
0
时,则
是等差数<
br>rxh
r
a
n
x
0
a
n
x
1
是等比数列。
a
n
x
2
列;当特征方程有两个相异的根
x
1<
br>、
x
2
时,则
n
类型11
a
n
1
a
n
pnq
或
a
n1
a
n
pq
n
例:(I)在数列
{a
n
}
中
,
a
1
1,a
n1
6na
n
,求
a
n
(II)在数列
{a
n
}
中,
a
1
1,a
n
a
n1
3
,求
a
n
解法:这种类型一般可转化为
<
br>a
2n1
与
a
2n
是等差
或等比数列求解。
类型12 归纳猜想法
解法:数学归纳法
变式:(2006,全国II,理,22,本小题满分12分)
设数列{a
n
}的前n项和为S
n
,且方程x
2
-a
n
x-a
n
=0有一根为S
n
-1,n=1,2,3,…
(Ⅰ)求a
1
,a
2
;
(Ⅱ){a
n
}的通项公式
类型13双数列型
解法:根据所给两个数列递推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。
例:已知
数列
a
n
中,
a
1
1
;数
列
b
n
中,
b
1
0
。当<
br>n2
时,
a
n
类型14周期型
11
求
a
n
,
b
n
.
(2a<
br>n1
b
n1
)
,
b
n
(a
n1
2b
n1
)
,
33
例:若数列
a
n
满足
a
n1
1
2a,(0
a)
nn
6
2
,若
a
1
,则
a
20
的值为___________。
7
2a1,(
1
a1)
nn
2
解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。
方法回顾
一、选择题:
1.有穷数列1,
2
3
, 2
6
, 2
9
, …,2
3n
A.3n+7
+
6
的项数是
D.n+2
(
)
B.3n+6 C.n+3
2.已知数列
a
n
的首项
a
1
1
,且
a
n
2a
n1
1
n2
,则
a
5
为
A.7 B.15
C.30 D.31
( )
3.某数列第一项为1,并且对
所有n≥2,n∈N
*
,数列的前n项之积n
2
,则这个数列的通项公式是
( )
A.a
n
=2n-1
B.a
n
=n
2
n
2
C.a
n
=
2
(n1)
(n1)
2
D.a
n
=
n
2
( ) 4.若{a
n
}是等差数列,且a
1<
br>+a
4
+a
7
=45,a
2
+a
5
+a
8
=39,则a
3
+a
6
+a
9
的值
是
A.39 B.20 C. D.33
5.若等差数列{a
n
}的前三
项为x-1,x+1,2x+3,则这数列的通项公式为
A.a
n
=2n-5 B.
a
n
=2n-3 C. a
n
=2n-1 D.a
n
=2n+1
( )
6.首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差的取值范围是
A.d>
( )
8
3
B.d<3
C.
8
≤d<3
3
D.
8
<d≤3
3
( ) 7.等差数列{a
n
}的前n项和S
n
=
2n
2
+n,那么它的通项公式是
A.a
n
=2n-1
B.a
n
=2n+1 C.a
n
=4n-1 D.a
n
=4n+1
( )
2
8.
a
n
中
a
n
n9n100
,则值最小的项是
A.第4项
C.第6项
9.已知
a
n
B.第5项
D.第4项或第5项
( )
1
nN
*
,则
a
1
a
2
La
10
的值为
n1n
B.
111
C.
121
D.
2
A.
101
10.在等差数列{a
n
}中,若a<
br>3
+a
9
+a
15
+a
21
=8,则a12
等于
A.1 B.-1 C.2
D.-2
D.152
( )
11.在等差数列{a
n
}中,a3
+a
7
-a
10
=8,a
1
-a
4
=4,则S
13
等于
A.168 B.156 C.78
(
)
12.数列{a
n
}的通项a
n
=2n+1,
则由b
n
=
a
1
a
2
a
n
(n∈N
*
),所确定的数列{b
n
}的前n项和是
n
C.
( )
A.n(n+1)
二、填空题:
B.
n(n1)
2
n(n5)
2
D.
n(n7)
2
13.数列1,0,-1,0,1,0,-1,0,…
的通项公式的为a
n
= .
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_
______.
15.数列{ a
n
}为等差数列,a
2
与a<
br>6
的等差中项为5,a
3
与a
7
的等差中项为7,则数列的通
项a
n
等于__
16、数列{a
n}为等差数列,S
100
=145,d=
三、解答题:
17.已知关于
x的方程x
2
-3x+a=0和x
2
-3x+b=0(a≠b)的四个根组成
首项为
18
.在数列{a
n
}中,a
1
=2,a
17
=66,通项公式
是项数n的一次函数.
(1)求数列{a
n
}的通项公式;
(2)88是否是数列{a
n
}中的项.
19.数列{a
n
}是首项为23,公差为整数的等差数列,且第六项为正,第七项为负.
(1)求数列的公差;
(2)求前n项和S
n
的最大值;
(3)当S
n
>0时,求n的最大值.
1
,则a1
+a
3
+a
5
+…+a
99
的值为___
__.
2
3
的等差数列,求a+b的值.
4
20.设函数
f(x)log
2
xlog
x
4(0x1)
,数列
a
n
的通项
a
n
满足
f(2
a
n
)
2n(nN
*
)
.
(1)求数列
a
n
的通项公式;
(2)判定数列{a
n
}的单调性.
21.已知数列{a
n}满足a
1
=4,a
n
=4-
4
a
n1 (n≥2),令b
n
=
1
.
a
n
2
(1)求证数列{b
n
}是等差数列;
(2)求数列{a
n
}的通项公式.
22.某公司决定给员工增加工资,提出了两个方案,让每
位员工自由选择其中一种.甲方案是:公司在每年年末给每位
员工增资1000元;乙方案是每半年末给
每位员工增资300元.某员工分别依两种方案计算增资总额后得到下表:
工作年限
1
2
≥3
方案甲
1000
2000
方案乙
600
1200
最终选择
方案甲
方案乙
方案甲
(说明:①方案的选择应以让自己获得更多增资为准.
②假定员工工作年限均为整数.)
(1)他这样计算增资总额,结果对吗如果让你选择,你会怎样选择增资方案说明你的理由;
(2)若保持方案甲不变,而方案乙中每半年末的增资数改为a元,问:a为何值时,方案乙总比方案甲多增资
每一天都是全新的一天,每一天都是进步的一天。
从今天起步,在明天收获!
参考答案
一、选择题: CDCDB
DCDBC BC
1
n
二、填空题: 或a
n
=<
br>(1)
2
2
n1
2
[1(1)
n
]
.,3,5.-3.16、60.
三、解答题:
17.解析:由方程x
2
-3x+a=0和x
2
-3x+b=0(a≠b)可设两方程的根分别为x
1
,x
2
和x
3
,x
4
,
由x
1
+x
2
=3和x
3
+x
4
=3
<
br>所以,x
1
,x
3
,x
4
,x
2
(
或x
3
,x
1
,x
2
,x
4
)组成等差数
列,由首项x
1
=
所以四项为:
31
,x
1
+x<
br>3
+x
4
+x
2
=6,可求公差d=,
42
3579395731
,,,
,∴a+b=
.
444444448
18.解析: (1)设a
n
=An+B,由a
1
=2,a
17
=66,得
∴a
n
=4n-2
(2)令a
n
=88,即4n-2=88得n=
AB2
A4
,解得
17AB66
B2
45
N*
2
∴88不是数列{a
n
}中的项.
19.解析: (1)由已知
a
6
=a
1
+5d=23+5d>0,a
7
=a
1
+6d=23+6d<0,
解得:-
2323
<d<-,又d∈Z,∴d=-4
56
65
(-4)=78
2
(2)∵d<0,∴{a
n
}是递减数列,又a
6
>0,a
7
<0
∴当n=6时,
S
n
取得最大值,S
6
=6×23+
(3)S
n
=
23n+
n(n1)
(-4)>0,整理得:n(50-4n)>0
2
25
∴0<n<
,又n∈N*,
2
所求n的最大值为12.
a
*
20.解析:⑴∵
f(x
)log
2
xlog
x
4(0x1)
,又
f(2<
br>n
)2n(nN)
,
∴
f(2
n
)log<
br>2
2
n
log
2
a
n
42n(02<
br>令
log
2
2
a
n
aaa
n
1,
即a
n
0)
t
,则
t
a
n
2
2n
,∴
t
2
2nt20
,
tn
n
2
2
t
n
注意到
log
2
2
t
,因此
log
2
2
a
=
nn2
2
,
2
a
n
2
nn
2
2
,
a
n
nn
2
20
, ∴
a
n
nn
2
2
nN
*
即为数列
a
n
的通项公式;
另解:由已知得
log
2
2
n
k
1
log
2
2
n
k
2n,a
n
1
2
2
2n
,a
n
na
n
0,解得a
n
nn
2
1
a
n
0x1,即02
n
k
1a
n
0,a
n
nn
2
1(1,2,3)
a
n1
(n1)(n1)
2
1
nn
2
1
(2)1,而a0(n1,2,3,)
22
a
n
nn1(n1)(n1)1
a
n1
a
n,可知数列
a
n
是递增数列.
注:数列是一类特
殊的函数,判定数列的单调性与判定函数的单调性的方法是相同的,只需比较a
n
+
1
与a
n
的大小.
21.(1)证明: a
n
+
1
-2=2-
4
2(a
n
2)
a
n
a
n
∴
1
a
n1
21
a
n1
2
a
n
11
(n≥1)
2(a
n
2)2a
n
2
11
1
(n≥1),即b
n
+
1
-b
n
=
(n≥1)
a
n
22
2
故
∴数列{b
n
}是等差数列.
(2)解析: ∵{
1
}是等差数列
an
2
∴
111n
2
(n1)
,
∴a
n
=2+
a
n
2a
1
222
n
∴数列{a
n
}的通项公式a
n
=2+
2
n
22.解析:
(1)设根据甲方案第n次的增资额为a
n
,则a
n
=1000n
第n年末的增资总额为T
n
=500n(n+1)
根据乙方案,第n次的增资额为b
n
,则b
n
=300n
第n年末的增资总额为S
2n
=300n(2n+1)
∴T
1=1000,S
2
=900,T
1
>S
2
只工作一年选
择甲方案T
2
=3000,S
4
=3000,T
2
=S4
当n≥3时,T
n
<S
2n
,因此工作两年或两年以上选择乙方案.
(2)要使T
n
=500n(n+1),S
2n
=an(2n+1)
S
2n
>T
n
对一切n∈N*都成立即a>500·
可知{
500
n1
2n1
n1
}为递减数列,当n=1时取到最大值.
2n1
2
10001000
则a>500·=
(元),即当a>时,方案乙总比方案甲多增资.
3
33