内容正文:
秋季
第2讲 等差数列(一)
重点摘要
像1、2、3、……、99、100这样按一定次序排列的一列数叫做数列,数列中的每一个数都叫做这个数列的一项,各项依次叫做这个数列的第一项(也叫做首项,如1),第二项,第三项,……,而把最后一个数叫做这个数列的末项(如100)。这串数的个数,叫做项数。
另外,数列1、2、3、……、99、100还有这样一个特点;从2开始,每一个数都与它前面一个数相差1,像这样从第二项起每一项与它前一项的差都等于同一个数,这个数我们把它叫做这个数列的公差;这个数列就叫做等差数列。
在这一讲中,我们需要掌握几个公式:
(1)项数=(末项-首项)÷公差+1;
(2)某一项=首项+公差×(项数-1)。
精讲精练
例题1、下面的数列是否是等差数列?如果是,每一列的公差是几?首项和末项分别是多少?
(1)1,2,3,4,5,…,99,100
(2)1,3,5,7,9,…,97,100
(3)8,15,22,29,…,64,71
解:(1)是首项为1,末项为100,公差为1的等差数列;
(2)是首项为1,末项为99,公差为2的等差数列;
(3)是首项为8,末项为71,公差为7的等差数列。
例题2、数列5,7,9,……39,41共有多少项?
解:求项数。项数=(41-5)÷4+1=10
例题3、(1)一个等差数列共有13项,每一项都比它的前一项大2,并且首项为23,求末项是多少?
(2)一个等差数列共有13项,每一项都比它的前一项小7,并且末项为125,求首项是多少?
解:求末项:(1)23+(13-1)×2=47; (2)125+(13-1)×7=209;
例题4、计算:
(1)2+4+6+8+10+12
(2)5+10+15+20+25+30+35+40
(3)1+5+9+13+17
(4)2+7+12+17+22+27+32+37+42
解:偶数项的等差数列求和,我们可以采用彩虹法,如下:
(1),发现第一项与最后一项搭配,第二项与倒数第二项搭配,……,依次类推,每组两个数,每组的和都相等,均2+12=14,一共有6÷2=3(组),总和为14×3=42。
(2),两个数一组,每组的和为5+40=45,一共有8÷2=4(组),总和为45×40=1800。
奇数项的等差数列求和,采用彩虹法,如下
(3)发现中间数落单,而每组的和相等且是中间数的两倍,因此原式也可表示为,即和为9×5=45。
(4),可转换为,即和为22×9=198。
小结:奇数项等差数列求和公式为:中间项×项数,而中间项=(首项+末项)÷2,故奇数项的等差数列求和公式为=(首项+末项)÷2×项数。不难发现,不论是奇数项还是偶数项的等差数列,它们的求和公式都可经过适当的调整,最后转换成=(首项+末项)×项数÷2。
跟进练习
1、判断下面的数列中,哪些是等差数列?
a:6,10,14,18,22,……;
b:1,2,1,2,3,4,5,……,99,100;
c:1,2,4,8,16,32,64;
d:9,8,7,6,5,4,3,2,1;
e:2011,2011,2011,2011,2011,2011;
f:1,0,1,0,1,0,1,0,1。
解:数列a中,我们可以发现从第二项开始,后一个数减前一个数的差都是4,所以符合等差数列的定义,所以该数列是等差数列,且公差为4。
数列b中,我们可以发现从第二项开始,后一个数减前一个数的差不为同一个常数,所以不符合等差数列的定义,所以该数列不是等差数列。
数列c中,我们可以发现从第二项开始,后一个数减前一个数的差不为同一个常数,所以不符合等差数列的定义,所以该数列不是等差数列。
数列d中,我们可以发现从第二项开始,前一个数减后一个数的差都是1,所以符合等差数列的定义,所以该数列是等差数列,且公差为1。
数列e中,我们可以发现从第二项开始,后一个数减前一个数的差都是0,所以符合等差数列的定义,所以该数列是等差数列,且公差为0。
数列f中,我们可以发现从第二项开始,后一个数减前一个数的差不为同一个常数,所以不符合等差数列的定义,所以该数列不是等差数列。
2、计算下列数列的项数:
(1)5 , 7 , 9 , ……,39 ,41
(2)2 , 6, 10 , ……,86 ,90
解:(1)项数:(41-5)÷2+1=19;
(2)项数:(90-2)÷2+1=45;
3、有一串数是按规律排列的:2、5、8、11、14、…,这串数的第21项是多少?
解:求末项。2+(21-1)×3=62;
4、求下列数列的和:
(1)1+2+3+4+……+99+100 ;
(2)8+9+10+11+12;
(3)2+5+8+11+14+17+20。
解:(1)利用数对求和:原式=1+2+3+4+……+99