内容正文:
4.2.1等差数列的性质及应用
人教A版(2019)
选择性必修第二册
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1 等差数列的概念
提示:
文字语言 如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,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,公差通常用字母d表示.
符号语言
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2 等差中项
复习
提示:
(1)条件:如果 a,A,b 成等差数列
(2)结论:A 叫做 a 与 b 的等差中项
(3)满足的关系式是 2A=a+b
3 等差数列的通项公式和递推公式
已知等差数列{}的首项为,公差为d
递推公式 通项公式
an-an-1=d (n≥2) an=a1+(n-1)d (n∈N*)
新知讲解
例3 某公司购置了一台价值为220万元的设备,随着设备在使用过程中老化,其价值会逐年减少.经验表明,每经过一年其价值就会减少d(d为正常数)万元. 已知这台设备的使用年限为10年,超过10年,它的价值将低于购进价值的5%,设备将报废. 请确定d的取值范围.
分析:
这台设备使用n年后的价值构成一个数列{}.由题意可知,10年之内(含10年),这台设备的价值应不小于(2205%=)11万元;而10年后,这台设备的价值应小于11万元. 可以利用{}的通项公式列不等式求解.
新知讲解
解:
设使用n年后,这台设备的价值为万元,则可得数列{}. 由已知条件,得
.
由于d是与n无关的常数,所以数列{}是一个公差为-d的等差数列.
因为购进设备的价值为220万元,所以,
于是
.
根据题意,得
即
解这个不等式组,得
所以,d 的取值范围为
新知讲解
例4 已知等差数列{}的首项 ,公差d=8,在{}中每组相邻两项之间都插入3个数,使它们和原数列的数一起构成一个新的等差数列{} .
(1)求数列{}的通项公式.
(2)是不是数列{}的项?若是,它是{}的第几项?若不是,说明理由.
分析:
(1){}是一个确定的数列,只要把,表示为{}中的项,就可以利用等差数列的定义得出{}的通项公式;
(2)设{}中的第n项是{}中的第 项,根据条件可以求出n与 的关系式,由此即可判断 是否为 {}的项.
合作探究
解:
(1)设数列{}的公差为 .
由题意可知,,,
于是
.
因为,
所以 ,
所以 .
所以
.
所以,数列{}的通项公式是 .
(2)数列{}的各项依次是数列{}的第1,5,9,13,…项,
这些下标构成一个首项为1,公差为4的等差数列{},
则 .
令 ,
解得
所以, 是数列 {}的第8项.
合作探究
思考:
如果插入的是个数,那么的公差是多少?
提示:
设数列 {} 的公差为 .
由题意可知,,,
于是 .
因为,
所以 ,
所以
合作探究
例 5 已知数列{}是等差数列,
且
求证:
分析:
只要根据等差数列的定义写出,再利用已知条件即可得证.
证明:
设数列{}的公差为d ,则
,
,
,
.
所以
因为
所以
合作探究
拓展
等差数列的常用性质
(1)通项公式的推广: ( )
(2) 若{}是等差数列,,且 . 则
① 特别地,当 时,
② 对有穷等差数列,与首末两项“等距离”的两项之和等于首末两项的和,
即 .
(3)若是公差为d的等差数列,则
① (c为任意常数) 是公差为d的等差数列
② (c为任意常数) 是公差为cd的等差数列
③ 是公差为md的等差数列.
(4)若分别是公差为的等差数列,
则数列是公差为 的等差数列.
课堂练习
1已知数列{}是等差数列,且 ,求的值.
解:
∵ 等差数列中,若 . 则
∴,
由条件等式得
∴
课堂练习
2 (多选题)下列命题正确的是( )
A 给出数列的有限项就可以唯一确定这个数列的通项公式
B 若等差数列的过程,则是递增数列
C 若 a,b,c成等差数列,则 ,可能成等差数列
D 若数列是等差数列,则数列不一定是等差数列
答案: BC
课堂练习
3 灵活设元求解等差数列
(1)三个数成等差数列,首末两数之积比中间数的平方小16,则公差是多少?
(2)四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.
解:
(1)设这三个数依次为a-d,a,a+d,
又“首末两数之积比中间数的平方小16”
解得
故公差是
课堂练习
3 灵活设元求解等差数列
(2)四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.
解法1:
设这四个数为a-3d,a-d,a+