内容正文:
5.2 等差数列
5.2.1 等差数列
第1课时 等差数列的定义
学习任务目标
1.理解等差数列的概念.(数学抽象)
2.掌握等差数列的通项公式.(数学运算)
3.掌握等差数列的判定方法.(逻辑推理)
(1)已知函数f (x)=3x-1,则f (1)=2,f (2)=5,f (3)=8,f (4)=11.
(2)按规律填空:
①2,5,8,11,14,…;
②11,21,31,41,51,61,….
知识点一 等差数列的概念
文字
语言
如果数列{an}从第2项起,每一项与它的前一项之差都等于同一个常数d,即an+1-an=d恒成立,则称{an}为等差数列,其中d称为等差数列的公差
符号语言
an+1-an=d(d为常数,n∈N+)
[微训练]
判断(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)如果一个数列的每一项与它的前一项的差是一个常数,那么这个数列是等差数列. (×)
(2)数列0,0,0,0,…不是等差数列. (×)
知识点二 等差数列的通项公式
一般地,如果等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则通项公式为an=a1+(n-1)d.
知识点三 等差数列的函数特性
(1)an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),所以,当d≠0时,等差数列{an}的第n项an是一次函数f (x)=dx+(a1-d)(x∈R)当 x=n时的函数值,即an=f (n).
(2)任给一次函数f (x)=kx+b(k,b为常数),则f (1)=k+b,f (2)=2k+b,…,f (n)=nk+b,…构成一个等差数列{nk+b},其首项为(k+b),公差为k.
[微训练]
1.(多选)已知数列{an}的通项公式为an=2n+5,则此数列( )
A.是公差为2的递增等差数列
B.是公差为2的递减等差数列
C.是首项为7的递减等差数列
D.是首项为7的递增等差数列
AD 解析:因为a1=7,an-an-1=2n+5-(2n+3)=2>0,所以{an}是首项为7,公差为2的递增等差数列.
2.在等差数列{an}中,首项a1=5,公差d=3,则当an=2 021时,n等于( )
A.671 B.672 C.673 D.674
C 解析:因为a1=5,d=3,所以an=5+(n-1)×3=3n+2.令3n+2=2 021,得n=673.
等差数列的概念
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.若a-b=b-c,则a,b,c成等差数列
B.若an-an-1=n(n∈N*且n>1),则{an}是等差数列
C.等差数列是相邻两项中的后项与前项之差都等于同一个常数的数列
D.等差数列的公差是该数列中任意两项的差
AC 解析:对于A,由a-b=b-c,可得a+c=2b,因此a,b,c成等差数列,A正确;对于B,n不是固定常数,该数列不是等差数列,B错误;对于C,根据等差数列的定义可知,C正确;对于D,应为相邻两项.
2.(多选)下列命题中正确的是( )
A.数列6,4,2,0是公差为2的等差数列
B.数列a,a-1,a-2,a-3是公差为-1的等差数列
C.等差数列的通项公式一定能写成an=kn+b的形式(k,b为常数)
D.数列{2n+1}是等差数列
BCD 解析:对于选项A,由等差数列定义,所给数列是公差为-2的等差数列,故A错误;
对于选项B,由等差数列定义,所给数列是公差为-1的等差数列,故B正确;对于选项C,由an=kn+b,得an+1-an=k(n+1)+b-(kn+b)=k(k为常数),故数列{an}是等差数列,所以C正确;对于选项D,设an=2n+1,则an+1-an=2(n+1)+1-(2n+1)=2,故数列{2n+1}是等差数列,故D正确.
3.若数列{an}是等差数列,且an=an2+n,则实数a=________.
0 解析:因为{an}是等差数列,所以an+1-an为常数,所以[a(n+1)2+(n+1)]-(an2+n)=2an+a+1为常数,所以2a=0,所以a=0.
等差数列的通项公式
我国天文学和数学著作《周髀算经》中记载:一年有二十四个节气,每个节气的晷长损益相同(晷是按照日影测定时刻的仪器,晷长即为所测量影子的长度).二十四节气及晷长变化如图所示,相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,周而复始.每年冬至的晷长为一丈三尺五寸,夏至的晷长为一尺五寸(一丈等于十尺,一尺等于十寸),以冬至的晷长为首项,夏至的晷长为最后一项按图中顺时针方向,由每个节气的晷长构成的数列为{an}.
探究1:数列{an}是等差数列吗?
提示:因为相邻两个节气晷长减少的量相同,所以数列{an}是等差数列.
探究2:相邻两个节气晷长减少的量是多少?
提示:由题意知,等差数列{an},公差为d,则a1=135,a13=15,解