内容正文:
第二节 等差数列及其前n项和
[高考要求] 1.理解等差数列的概念.2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式.3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用等差数列的有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数的关系.
[对应学生用书P110]
知识点一 等差数列的有关概念
1.等差数列的定义
一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,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,定义表达式为an-an-1=d(常数)(n≥2,n∈N*)或an+1-an=d(常数)(n∈N*).
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=.
知识点二 等差数列的有关公式
1.通项公式:an=a1+(n-1)d.
2.前n项和公式:Sn=na1+d或Sn=.
知识点三 等差数列的常用性质
1.通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N*).
2.若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak+al=am+an.
3.若{an}是等差数列,公差为d,则ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为md的等差数列.
4.数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
5.S2n-1=(2n-1)an.
6.等差数列{an}的前n项和为Sn,为等差数列.
关于等差数列奇数项与偶数项的性质
(1)若项数为2n,则S偶-S奇=nd,=.
(2)若项数为2n-1,则S偶=(n-1)an,S奇=nan,
S奇-S偶=an,=.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)等差数列{an}的单调性是由公差d决定的.( )
(2)若一个数列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.( )
(3)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.( )
(4)已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(其中p,q为常数),则数列{an}一定是等差数列.( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.(教材改编)已知在等差数列{an}中,a2=-3,a3=-5,则a9=________.
解析 d=a3-a2=-2,∴a9=a3+6d=-5+6×(-2)=-17.
答案 -17
3.已知{an}是等差数列,其前n项和为Sn,若a3=2,且S6=30,则S9=________.
解析 由已知可得解得
∴S9=9a1+d=-90+36×6=126.
答案 126
4.(易错)在等差数列{an}中,|a3|=|a9|,公差d<0,则使数列{an}的前n项和Sn取最大值的正整数n的值是________.
解析 ∵|a3|=|a9|,∴|a1+2d|=|a1+8d|,
可得a1=-5d,∴a6=a1+5d=0,
且a1>0,∴a5>0,故Sn取最大值时n的值为5或6.
答案 5或6
5.(用结论)(2022·枣庄质检)已知等差数列{an}的项数为奇数,其中所有奇数项之和为319,所有偶数项之和为290,则该数列的中间项为________.
解析 设项数为奇数2n-1,S奇-S偶=an=319-290=29.
答案 29
[对应学生用书P111]
考点一 等差数列基本量的计算(师生共研)
已知数列{an}是等差数列,
(1)若a2+a5=19,S5=40,求a10;
(2)若a1=2,an=-26,Sn=-84,求公差d;
(3)已知正项等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1+a5=a,S7=63.求数列{an}的通项公式.
[解析] (1)法一 由已知可得
解得所以a10=a1+9d=29.
法二 由S5=5a3=40,得a3=8.
所以a2+a5=a3-d+a3+2d=2a3+d=16+d=19,
得d=3.
所以a10=a3+7d=8+3×7=29.
(2)
由①得(n-1)d=-28,代入②式,得
-84=2n+·(-28),得n=7.∴d=-.
(3)法一 设正项等差数列{an}的公差为d,
则由题意,得
即
又因为an>0,所以a3=a1+2d>0,所以所以
所以an=3+(n-1)×2=2n+1.
法二 设正项等差数列{an}的公差为d.
因为{an}是等差数列,且a1+a5=a,
所以2a3=a,又an>0,所以a3=7.
因为S7==7a4=63,所以a4=9.
所以d=a4-a3=2,
所以an=a3+(n-3)d=2n+1.
[方法策略]
等差数列基本量的求法
(1)等差数列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想.
(2)数列的通项公式和前n项和公式在解