内容正文:
第二节 等差数列
【课标标准】 1.理解等差数列的概念和通项公式的意义.2.掌握等差数列的前n项和公式,理解等差数列的通项公式与前n项和公式的关系.3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题.4.体会等差数列与一元一次函数的关系.
知识梳理
1.等差数列的有关概念
(1)定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的_______都等于__________,那么这个数列就叫做等差数列.这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d表示.数学表达式为_______________________.
(2)等差中项
若三个数a,A,b成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有A=______.
差
同一个常数
an-an-1=d(n≥2,d为常数)
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
(1)通项公式:an=___________.
(2)前n项和公式:Sn=________=___________.
a1+(n-1)d
na1+d
3.等差数列的性质
(1)通项公式的推广公式:an=am+(n-m)d(n,m∈N*)⇔d=(n≠m).
(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则_____________.
(3)等差数列的前n项和为Sn,数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(m∈N*)也是等差数列.
(4)S2n-1=(2n-1)an.
(5)n为奇数时,Sn=na中,S奇=________a中,S偶=________a中,S奇-S偶=________.
(6)n为偶数时,S偶-S奇=.
(7)为等差数列.
ak+al=am+an
a中
[常用结论]
1.已知数列的通项公式是an=pn+q(其中p,q为常数),则数列一定是等差数列,且公差为p.
2.在等差数列中,a1>0,d<0,则Sn存在最大值;若a1<0,d>0,则Sn存在最小值.
3.等差数列的单调性:当d>0时,是递增数列;当d<0时,是递减数列;当d=0时,是常数列.
4.数列是等差数列⇔Sn=An2+Bn(A,B为常数),这里公差d=2A.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( )
(2)数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N*,都有2an+1=an+an+2.( )
(3)数列{an}为等差数列的充要条件是其通项公式为n的一次函数.( )
(4)等差数列的前n项和公式是常数项为0的二次函数.( )
×
√
×
×
2.(教材改编)记Sn为等差数列的前n项和,已知S5=5,a6=10,则a8=( )
A.15 B.16
C.19 D.20
答案:B
解析:设等差数列的公差为d,所以,解得,
∴a8=-5+3×7=16.故选B.
3.(教材改编)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一.书中有一道这样的题目,请给出答案:把100个面包分给5个人,使每人所得面包个数成等差数列,且使较大的三份之和的是较小的两份之和,则最小的一份为________.
解析:设五个人所分得的面包为a-2d,a-d,a,a+d,a+2d(d>0),
则(a-2d)+(a-d)+a+(a+d)+(a+2d)=5a=100,
∴a=20.
又由题意知(a+a+d+a+2d)=a-2d+a-d,
即24d=11a,
∴d=×20=.
∴最小的一份为a-2d=20-×2=.
4.(易错)一个等差数列的首项为,从第10项起开始比1大,则这个等差数列的公差d的取值范围是( )
A.d> B.d<
C.<d< D.<d≤
答案:D
解析:由题意可得
即
所以<d≤.故选D.
5.(易错)已知在等差数列中,=,公差d<0,则使数列的前n项和Sn取最大值的正整数n的值是________.
5
解析:∵d<0,=,∴a3=-a9,
∴a1+2d=-a1-8d,
∴a1+5d=0,∴a6=0,
∴an>0(1≤n≤5),
∴Sn取得最大值时的自然数n是5或6.
题型一 等差数列基本量的运算
例1 (1)[2023·山东威海模拟]等差数列的前n项和为Sn,若a3=4,S9=18,则公差d=( )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
答案:B
解析:由题可知⇒.故选B.
(2)已知等差数列的前n项和为Sn,若a4=10,S8=92,则a2 023=________.
6 067
解析:设等差数列的首项为a1,公差为d,
则
解得
所以a2 023=a1+2 022d=1+2 022×3=6 067.
(3)[2023·江西南昌模拟]已知等差数列的前n项和为Sn,且