内容正文:
第2节 等差数列
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核心素养
考情聚焦
1.通过实例,理解等差数列的概念.
2.探索并掌握等差数列的通项公式与前n项和的公式.
3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题.
4.体会等差数列与一次函数的关系
1.等差数列的基本运算,达成逻辑推理和数学运算素养.
2.等差数列的判定与证明,发展数学抽象和数学运算素养.
3.等差数列的性质,提升逻辑推理和数学运算素养
等差数列的定义、通项公式及前n项和公式、等差数列的性质是高考的热点,以求a1、d、an、Sn为主要考查内容.高考题型多样,以选择题、填空题的形式考查等差数列的基本运算和性质,难度不大.在解答题中常与等比数列、数列求和等问题综合考查,难度中等
[必备知识]
1.等差数列的概念
(1)一般地,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.
(2)如果x,A,y是等差数列,那么称A为x与y的等差中项,且A=.数列{an}是等差数列⇔2an=an-1+an+1(n≥2,n∈N+)
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
(1)若等差数列{an}的首项是a1,公差是d,则其通项公式为an= a1+(n-1)d .
推广:①an=am+ (n-m)d (m,n∈N+).
②等差数列的通项公式与函数的关系an=dn+(a1-d)是关于n的一次函数.
③数列{an}是等差数列⇔an=pn+q(p,q为常数).
(2)等差数列的前n项和公式
Sn== na1+d (其中n∈N+,a1为首项,d为公差,an为第n项).
推广:①等差数列的前n项和公式与函数的关系:Sn=n2+n ,当d≠0时,Sn是关于n的二次函数,且常数项为0.
②数列{an}是等差数列⇔Sn=An2+Bn(A,B为常数).
3.等差数列的有关性质
已知数列{an}是等差数列,Sn是{an}的前n项和.
(1)当s+t=p+q时,as+at=ap+aq(s,t,p,q∈N+).特别地,如果2s=p+q,则2as=ap+aq,(p,q,s∈N+).
(2)等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是 递增 数列;当d<0时,{an}是 递减 数列;当d=0时,{an}是 常数列 .
(3)若{an}是等差数列,公差为d,则相隔等距离的项组成的数列是等差数列,即ak,ak+m,ak+2m,…,仍是等差数列,公差为 md (k,m∈N+).
(4)数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…,也是等差数列.
4.等差数列的前n项和的最值
在等差数列{an}中,a1>0,d<0,则Sn存在最 大 值;若a1<0,d>0,则Sn存在最 小 值.
已知{an}为等差数列,d为公差,Sn为该数列的前n项和.
1.有穷等差数列中与首末两项等距离的两项的和相等,即a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=ak+an-k+1=….
2.也成等差数列,其首项与{an}首项相同,公差是{an}的公差的.
3.在等差数列{an}中,
(1)若项数为偶数2n,则S2n=n(a1+a2n)=n(an+an+1);S偶-S奇=nd;=.
(2)若项数为奇数2n-1,则S2n-1=(2n-1)an;S奇-S偶=an;=.
4.若数列{an}与{bn}均为等差数列,且前n项和分别是Sn和Tn,则=.
5.若数列{an},{bn}是公差分别为d1,d2的等差数列,则数列{pan},{an+p},{pan+qbn}都是等差数列(p,q都是常数),且公差分别为pd1,d1,pd1+qd2.
6.若am=n,an=m(m≠0),则am+n=0.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,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)等差数列{an}的单调性是由公差d决定的.( )
(4)数列{an}为等差数列的充要条件是其前n项和公式为n的二次函数.( )
(5)数列{an}满足an+1-an=n,则数列{an}是等差数列.( )
(6)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)× (5)× (6)√
◆[小题查验]
1.(2023·荆州市一模)在等差数列{an}中,若a3+a4+a5=3,a8=8,则a12的值是( )
A.15 B.30