内容正文:
4.2.2 等差数列的前n项和公式
课程标准
课标解读
1. 掌握等差数列前n项和公式及求取思路,熟练掌握等差数列的五个量之间的关系并能由三求二,能用通项与和求通项.
2. 会利用等差数列性质简化求和运算,会利用等差数列前n项和的函数特征求最值.
3. 能处理与等差数列相关的综合问题.
通过本节课的学习,要求能掌握等差数列的通项与前n项和的相关计算公式,能熟练处理与等差数列的相关量之间的关系,用函数的思想解决数列的最大(小)项、和的最大(小)值问题,会利用等差数列的性质灵活解决与之相关的问题.
知识点1 等差数列的前n和公式
已知量
首项,末项与项数
首项,公差与项数
求和公式
Sn=
Sn=na1+d
注:(1)等差数列的前n和公式的推导
对于一般的等差数列{an},如何求其前n项和Sn?设其首项为a1,公差为d.(倒序相加法)
⇒
两式相加可得2Sn=n(a1+an),即Sn=,上述过程实际上用到了等差数列性质里面的首末“等距离”的两项的和相等.
(2)等差数列{an}的前n项和公式的函数特征
Sn= Sn=na1+d=n2+n⇒当d≠0时,Sn关于n的表达式是一个常数项为零的二次函数式,即点(n,Sn)在其相应的二次函数的图象上,这就是说等差数列的前n项和公式是关于n的二次函数,它的图象是抛物线y=x2+x上横坐标为正整数的一系列孤立的点.且d>0时图象开口向上,d<0时图象开口向下.
(3)公式一反映了等差数列的性质,任意第k项与倒数第k项的和都等于首末两项之和;
【即学即练1】(2022·江苏·高二课时练习)设等差数列的前n项和为.
(1)已知,,求;
(2)已知,,求;
(3)已知,,求;
(4)已知,,求.
【解析】(1)等差数列中,,,
,
解得,.
.
(2)等差数列中,,,
,即得 ,
解得.
(3)等差数列中,,,
,
解得,,
.
(4)等差数列中,,,
,,成等差数列,
,
即,
解得.
【即学即练2】(2022·江苏·高二课时练习)设等差数列的前n项和为.已知,.
(1)求;
(2)求.
【解析】(1)等差数列中,,.
,
解可得,,且在等差数列中,奇数项仍成等差,公差为,
;
(2)等差数列中,的相邻两项差为
所以.
【即学即练3】(2022·全国·高二单元测试)等差数列中,,(,),求数列的前项和.
【解析】由