内容正文:
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[素养目标] 1.理解等差数列的概念. 2.掌握等差数列的判断方法. 3.会求等差数列的通项公式,会用通项公式解决问题. 4.培养数学抽象、逻辑推理的学科素养.
§2 等差数列
2.1 等差数列的概念及其通项公式
第1课时 等差数列的概念
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合作探究 素养形成
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探究点一 等差数列的定义及应用
[基础梳理]
1.定义:从第2项起,每一项与它的前一项的差都是______________的数列.
2.公差:这个__________叫作公差,通常用字母__________表示.
3.符号语言:an+1-an=d(d为常数,n∈N+).
同一个常数
常数
d
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思考:
(1)等差数列中前项减后项是同一个常数吗?这个常数是等差数列的公差吗?
提示:是同一个常数,不是该数列的公差.
(2)常数列是等差数列吗?如果是,它的公差是多少?
提示:是等差数列,公差为0.
(3)一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于常数,这个数列是等差数列吗?
提示:不一定,只有当每一项与它的前一项的差等于“同一个常数”时才是等差数列.
(4)为什么强调“从第2项起”?
提示:第1项前面没有项,无法与后续条件中“与前一项的差”相吻合.
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[互动探究]
[典例1] 判断下列数列是不是等差数列.
①9,7,5,3,…,-2n+11,…;
②-1,11,23,35,…,12n-13,…;
③1,2,1,2,…;
④1,2,4,6,8,10,…;
⑤a,a,a,a,a,….
解:由等差数列的定义,得①②⑤为等差数列,③④不是等差数列.
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[典例2] 已知数列{an}满足a1=2,an+1=(n∈N+),bn=(n∈N+),
求证:数列{bn}是等差数列,并求出首项和公差.
证明:法一:因为=,
所以=+3,所以-=3,
又因为bn=(n∈N+),所以bn+1-bn=3(n∈N+),且b1==.
所以数列{bn}是等差数列,首项为,公差为3.
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法二:因为bn=,且an+1=,
所以bn+1===+3=bn+3,
所以bn+1-bn=3(n∈N+),b1==.
所以数列{bn}是等差数列,首项为,公差为3.
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1.给出了数列的通项公式,要判断是否为等差数列可以用定义法,也可以直接看通项公式是否为an=kn+b(k,b为常数,n∈N+)的形式,若符合此形式则为等差数列,否则不是.
2.定义是判断一个数列是否为等差数列的重要依据,要证明一个数列为等差数列,可用an+1-an=d(常数)或它的等价命题,但若要说明一个数列不是等差数列,则只需举出反例.
方法·技巧
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[变式训练]
1.已知数列{an}满足an+1-an=2,n∈N+,且a3=3,则a1=________.
解析:因为an+1-an=2,n∈N+,
所以a3-a2=2,a2=1,a2-a1=2,a1=-1.
答案:-1
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2.判断下列数列是不是等差数列,并给出证明.
(1)an=4-2n;
(2)an=n2+n.
解:(1)是等差数列.
∵an+1-an=4-2(n+1)-(4-2n)
=4-2n-2-4+2n=-2(常数).
∴{an}是等差数列,且公差为-2.
(2)不是等差数列.
∵a1=2,a2=6,a3=12.
∴a2-a1≠a3-a2,
∴{an}不是等差数列.
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探究点二 等差数列的通项公式及应用
[基础梳理]
等差数列的通项公式
如果等差数列{an}的首项为a1,公差为d,那么它的通项公式为________________.
思考:
(1)要求等差数列的通项公式,需要求哪些基本量?
提示:首项a1,公差d.
an=a1+(n-1)d
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(2)等差数列的通项公式与一次函数有怎样的关系?
提示:由于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).
反之,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.
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[互动探究]
[典例3] 已知{an}为等差数列,若a2=2a3+1,a4=2a3+7,则a5=( )
A.1 B.2