内容正文:
§2 等差数列
§2.1 等差数列
第一课时 等差数列的概念及通项公式
[课标解读]
1.理解等差数列的概念.(重点、难点)
2.掌握等差数列的通项公式和等差中项的概念,深化认识并能运用.(重点)
[教材梳理]
1.等差数列的定义
条件
(1)从第2项起.
(2)每一项与它的前一项的差都等于同一个常数.
结论
这个数列就叫作等差数列.
有关概念
这个常数叫作等差数列的公差,通常用字母d表示.
2.等差数列的通项公式
an=a1+(n-1)d(n∈N+).
3.等差中项
若a,A,b成等差数列,则A叫a与b的等差中项,且A=.
[要点探究]
►知识点一 等差数列的定义
观察下列几个实例,探究以下问题:
(1)2,4,6,8,10,12,…
(2)1,1,1,1,1,1,…
(3)1,3,5,7,9,11,…
[探究1] 请观察(1)~(3)中的数列,它们中的每个数列从第二项起每一项与前一项的差具有什么特点?
提示 观察这三个实例可以看出,(1)(3)中的差都是2,(2)中的差是0.
[探究2] 在探究1的基础上,你能用数学符号表示它们之间的关系吗?
提示 可表示为an+1-an=d(d为常数,n∈N+).
[探究3] (2)中的数列是常数列,考虑是否所有的常数列都是等差数列?
提示 是,根据等差数列的特点可知,所有的常数列都是等差数列.
►知识点二 等差数列的通项公式及等差中项
结合等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d,探究下列问题:
[探究1] 如何推导等差数列的通项公式?
提示 通项公式常用的推导方法:
方法一(叠加法):因为{an}是等差数列,
所以an-an-1=d,an-1-an-2=d,an-2-an-3=d,…,
a3-a2=d,a2-a1=d.
将以上各式相加得:an-a1=(n-1)d,
所以an=a1+(n-1)d.
方法二(迭代法):因为{an}是等差数列,
所以an=an-1+d=an-2+d+d=an-2+2d=an-3+3d=…=a1+(n-1)d.
即an=a1+(n-1)d.
方法三(逐差法):因为{an}是等差数列,则有
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1=a1+(n-1)d.
[探究2] 利用数列的通项公式如何建立数列任意两项之间的关系?
提示 在等差数列{an}中,若m,n∈N+,
则an=am+(n-m)d.
推导如下:因为对任意的m,n∈N+,在等差数列中,有am=a1+(m-1)d,①
an=a1+(n-1)d,②
由②-①得an-am=(n-m)d,
所以an=am+(n-m)d.
[探究3] 若A=,则a,A,b是否成等差数列?若一个数列任意相邻的三项都具有这种关系,结果怎样?
提示 若A=,则a+b=2A,A-a=b-A,
则a,A,b成等差数列,反之也成立.
若an+1=(an+an+2),则an+1是它的前一项an与后一项an+2的等差中项,由n的任意性可得,数列{an}是等差数列.
(1)已知数列{an}为等差数列且a5=11,a8=5,求an;
(2)求等差数列10,8,6,…的第20项;
(3)100是不是等差数列2,9,16,…的项?如果是,是第几项?如果不是,说明理由.
【尝试解答】 (1)设数列{an}的公差为d.
由等差数列的通项公式及已知条件可得:
解得
∴an=19+(n-1)×(-2)=-2n+21.
(2)由于a1=10,d=8-10=-2,
∴an=10+(n-1)×(-2)=-2n+12.
∴a20=-2×20+12=-28.
(3)由于a1=2,d=9-2=7,∴an=2+(n-1)×7=7n-5.
由7n-5=100,得n=15.
∴100是这个数列的第15项.
【答案】 (1)an=-2n+21 (2)-28 (3)100是这个数列的第15项
●方法技巧
这类问题是等差数列的最基本问题.在等差数列中,首项a1和公差d是两个基本量,有关等差数列的计算问题,可以利用a1和d作桥梁,建立关于a1和d的方程组求解,这是解决等差数列问题的基本方法.
1.(1)(2018·北京)设{an}是等差数列,且a1=3,a2+a5=36,则{an}的通项公式为________.
(2)已知数列{an}为等差数列,且a3=,a7=-,求a15的值.
解析 (1)设等差数列的公差为d,a2+a5=a1+d+a1+4d=6+5d=36,∴d=6,∴an=3+(n-1)·6=6n-3.(n∈N+)
(2)解法一 由
得
解得a1=,d=-.
∴a15=a1+(15-1)d
=+14×=-.
解法二 由a7=a3+(7-3)d,
即-=+4d,解得d=-.
∴a15=a3+(15-