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第四章 数列
4.2 等差数列 4.2.2 等差数列的前n项和公式
第1课时 等差数列的前n项和
[学习任务]
1.了解等差数列前n项和公式的推导过程,掌握等差数列五个量a1,n,d,an,Sn之间的关系.(重点)
2.掌握等差数列前n项和公式、性质及其应用.(重点、难点)
第1课时 等差数列的前n项和
[对应学生用书第13页]
1.等差数列的前n项和公式
已知量 首项、末项与项数 首项、公差与项数
选用公式 Sn= Sn=na1+ d
na1+d
第1课时 等差数列的前n项和
2.等差数列前n项和的性质
(1)若数列{an}是公差为d的等差数列,则数列也是等差数列,且公差为.
(2)若Sm,S2m,S3m分别为等差数列{an}的前m项,前2m项,前3m项的和,则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差数列,公差为m2d.
(3)设两个等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,则=.
第1课时 等差数列的前n项和
(4)若等差数列的项数为2n,则S2n=n(an+an+1),
S偶-S奇=nd,=(S奇≠0).
(5)若等差数列的项数为2n+1,则S2n+1=(2n+1)an+1(an+1是数列的中间项),S偶-S奇=-an+1,=(S奇≠0).
第1课时 等差数列的前n项和
[对应学生用书第14页]
探究一 等差数列前n项和的有关计算
[例1] 在等差数列{an}中:
(1)已知a6=10,S5=5,求a8;
第1课时 等差数列的前n项和
[解] (1)方法一:∵a6=10,S5=5,
解得∴a8=a6+2d=16.
方法二:∵S6=S5+a6=15,
∴15=,即3(a1+10)=15.
∴a1=-5,d==3.∴a8=a6+2d=16.
第1课时 等差数列的前n项和
[解] (2)方法一:a2+a4=a1+d+a1+3d=,
所以a1+2d=.
所以S5=5a1+×5×(5-1)d=5a1+2×5d
=5(a1+2d)=5×=24.
(2)已知a2+a4=,求S5.
第1课时 等差数列的前n项和
方法二:a2+a4=a1+a5,所以a1+a5=.
因为Sn=,
所以S5==×=24.
第1课时 等差数列的前n项和
(1)本题解答中,第(1)小题方法一运用了方程的思想,属基本运算,通性通法;方法二使用了Sn=Sn-1+an.第(2)小题因为条件只有一个,所以运用整体代换的思想.
(2)由于Sn=,故计算时考虑一下“a1+an”这个小团体是否可以借助等差数列的性质求解.
(3)等差数列的通项公式和前n项和公式共涉及“a1,an,d,n及Sn”五个量,反映了“知三求二”的方程思想.
第1课时 等差数列的前n项和
1.已知等差数列{an}.
(1)a1=,a15=-,Sn=-5,求d和n;
解 (1)∵a15=+(15-1)d=-,∴d=-.
又Sn=na1+d=-5,
解得n=15或n=-4(舍).
第1课时 等差数列的前n项和
(2)a1=4,S8=172,求a8和d.
解 (2)由已知,得S8===172,
解得a8=39,
又∵a8=4+(8-1)d=39,∴d=5.
第1课时 等差数列的前n项和
探究二 等差数列前n项和性质的应用
[例2] (1)等差数列{an}的前m项和为30,前2m项和为100,求数列{an}的前3m项的和S3m;
[解] (1)方法一:在等差数列中,
∵Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,
∴30,70,S3m-100成等差数列.
∴2×70=30+(S3m-100),∴S3m=210.
第1课时 等差数列的前n项和
方法二:在等差数列中,,,成等差数列,
∴=+.
即S3m=3(S2m-Sm)=3×(100-30)=210.
第1课时 等差数列的前n项和
(2)两个等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,已知=,求的值.
[解] (2)=====.
第1课时 等差数列的前n项和
等差数列前n项和运算的几种思维方法
(1)整体思路:利用公式Sn=,设法求出整体a1+an,再代入求解.
(2)待定系数法:利用当公差d≠0时Sn是关于n的二次函数,设Sn=An2+Bn(A≠0),列出方程组求出A,B即可,或利用是关于n的一次函数,设=an+b(a≠0)进行计算.
(3)利用Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等差数列进行求解.
第1课时 等差数列的前n项和
2.(1)等差数列{an}的前n项和为Sn,若S3=-6,S18-S15=18,则S18等于 ( )
A.36 B.18
C.72 D.9
第1课时 等差数列的前n项和
(2)已知等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Sn