内容正文:
第1讲 等差数列与等比数列
★[高考定位] 对等差、等比数列基本量的考查,常以客观题的形式出现,考查利用通项公式、前n项和公式建立方程组求解,属于低档题.对等差、等比数列性质的考查主要以客观题出现,具有“新、巧、活”的特点,考查利用性质解决有关计算问题,属中低档题.对等差、等比数列的判断与证明,主要出现在解答题的第一问,是为求数列的通项公式而准备的,因此是解决问题的关键环节.
考点一 等差、等比数列的基本运算
[知识整合]
1.通项公式
等差数列:an=a1+(n-1)d;
等比数列:an=a1qn-1(q≠0)
2.求和公式
等差数列:Sn==na1+d;
等比数列:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,
Sn==.
[例1] (1)(2021·攀枝花二模)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a5+a6=22,S7=56,则{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
[解析] B [本题可根据S7=56得出7a1+21d=56,然后根据a5+a6=22得出2a1+9d=22,最后两式联立,通过计算即可得出结果.设公差为d,
因为S7=56,所以7a1+×d=7a1+21d=56,
因为a5+a6=22,所以2a1+9d=22,
联立,解得a1=2,d=2,
故选:B.]
(2)(2021·唐山一模)在等比数列{an}中,Sn为其前n项和,a3=4,a2+a4=10,则S5=_________.
解析:由给定条件求出等比数列{an}的首项和公比即可得解.
设等比数列{an}的公比为q,依题意有,
解得,或,
当时,S5==31,
当时,S5===31,
综上S5=31.
答案:31
等比数列基本量运算问题的常见类型及解题策略
(1)求通项,求出等比数列的两个基本量a1和q后,通项便可求出.
(2)求特定项,利用通项公式或者等比数列的性质求解.
(3)求公比.利用等比数列的定义和性质建立方程(组)求解.
(4)求前n项和.直接将基本量代入等比数列的前n项和公式求解或利用等比数列的性质求解.
[跟踪训练]
1.(2021·芜湖5月质检)已知数列{an}是等比数列,其前n项和为Sn,公比q<-1,且a2=-3,S3=7,则a5=( )
A.-27 B.27 C.-81 D.81
解析:D [由S3=a1+a2+a3=+a2+a2q可构造方程求得公比q,由等比数列通项公式可求得结果.
∵S3=a1+a2+a3=+a2+a2q=--3-3q=7,q<-1,∴q=-3,
∴a5=a2q3=-3×(-3)3=81.
故选:D.]
2.(2021·郑州三模)已知等差数列{an}的公差不为零,且a=a1a7,Sn为其前n项和,则=( )
A. B.
C. D.n(n-1)
解析:A [由等差数列通项,结合已知可得a1=2d,再由基本量的关系写出等差数列前n项和,即可求.
设等差数列{an}的公差为d,则由a=a1a7知:(a1+2d)2=a1(a1+6d)且d≠0,
∴a1=2d,而Sn=na1+d=,
∴=.
故选:A.]
考点二 等差、等比数列的判定与证明
[知识整合]
1.证明数列{an}是等差数列的两种基本方法
(1)利用定义证明an+1-an(n∈N*)为一常数;
(2)利用等差中项,即证明2an=an-1+an+1(n≥2).
2.证明数列{an}是等比数列的两种基本方法
(1)利用定义证明(n∈N*)为一常数;
(2)利用等比中项,即证明a=an-1an+1(n≥2).
[例2] (理科)(2021·全国甲卷)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等差数列;②数列{}是等差数列;③a2=3a1,
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
解析:首先确定条件和结论,然后结合等差数列的通项公式和前n项和公式证明结论即可.
选择①③为条件,②结论.
证明过程如下:
由题意可得:a2=a1+d=3a1,∴d=2a1,
数列的前n项和:Sn=na1+d=na1+×2a1=n2a1,
故-=n-(n-1)=,
据此可得数列{}是等差数列.
选择①②为条件,③结论:
设数列{an}的公差为d,则:
=,==,==
数列{}为等差数列,则:+=2,
即:(+)2=(2)2,整理可得:d=2a1,∴a2=a1+d=3a1.
选择③②为条件,①结论:
由题意可得:S2=a1+a2=4a1,∴=2,
则数列{}的公差为d=-=,
通项公式为:=+(n-1)d=n,
据此可得,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2a1-(n-1)2a1=(2n-1)a1,
当n=1时上式也成立,故数列的通项公