内容正文:
第二节 等差数列及其前n项和
授课提示:对应学生用书第128页
1.等差数列的有关概念
(1)定义:
①文字语言:从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数.
②符号语言:an+1-an=d(n∈N*,d为常数).
(2)等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是A=,其中A叫做a,b的等差中项.
2.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=.
3.等差数列的性质
(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)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
1.两个重要技巧
(1)若奇数个数成等差数列,可设中间三项为a-d,a,a+d.
(2)若偶数个数成等差数列,可设中间两项为a-d,a+d,其余各项再依据等差数列的定义进行对称设元.
2.三个必备结论
(1)若等差数列{an}的项数为偶数2n,则①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);②S偶-S奇=nd,=.
(2)若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
①S2n+1=(2n+1)an+1;②=.
(3)在等差数列{an}中,若a1>0,d<0,则满足的项数m使得Sn取得最大值Sm;若a1<0,d>0,则满足的项数m使得Sn取得最小值Sm.
1.已知数列{an}中,an=3n+4.若an=13,则n等于( )
A.3 B.4
C.5 D.6
答案:A
2.已知等差数列{an}满足:a3=13,a13=33,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:B
3.已知等差数列5,4,3,…,则前n项和Sn=________.
答案:(15n-n2)
4.在等差数列{an}中,若a3+a4+a5+a6+a7=450,则a2+a8=________.
答案:180
5.一物体从1 960 m的高空降落,如果第1秒降落4.90 m,以后每秒比前一秒多降落9.80 m,那么经过________秒落到地面.
答案:20
授课提示:对应学生用书第129页
题型一 等差数列的基本运算
1.已知{an}是公差为1的等差数列,Sn为{an}的前n项和.若S8=4S4,则a10=( )
A. B.
C.10 D.12
答案:B
2.若等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=S18,则S22等于( )
A.0 B.12
C.-1 D.-12
解析:设等差数列的公差为d,由S4=S18得
4a1+d=18a1+d,a1=-d,
所以S22=22a1+d=22×+22×d=0.
答案:A
3.若一个等差数列{an}满足:①每项均为正整数;②首项与公差的积大于该数列的第二项且小于第三项.写出一个满足条件的数列的通项公式an=__________.
解析:设{an}的公差为d,
由题意得,a2<a1d<a3,
所以a1+d<a1d<a1+2d.
又a1,d为正整数,且易得d≠1,
所以<a1<,
即1+<a1<2+.
当d=2时,易得a1=3,an=2n+1.
当d>2时,易得a1=2,an=2+(n-1)d.
所以满足上述两种通项公式的结果均可.
答案:2n+1(答案不唯一)
方法总结
等差数列运算问题的通性通法
(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解.
(2)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,体现了用方程的思想解决问题.
题型二 等差数列的判定与证明
[典例] (1)(2021·全国乙卷)记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知+=2.
①证明:数列{bn}是等差数列;
②求{an}的通项公式.
[解] ①证明:由bn=S1·S2·…·Sn可得,
Sn=
由+=2知,
当n=1时,+=2,即+=2,所以b1=S1=,
当n≥2时,+=2,即2bn=2bn-1+1,即bn-bn-1=,
故数列{bn}是首项为,公差为的等差数列.
②由①知,bn=+(n-1)×=,
故当n≥2时,Sn==,S1也符合该式,
即Sn=(n∈N*),
从而a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=-,a1不符合该式,
所以an=
(2)已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn.若S3,S