内容正文:
第四章 数列
4.2.1 等差数列的概念与通项公式
1.数列的定义是什么?
一般地,我们把按照确定的顺序排列的一列数叫做数列.
2.数列的通项公式的定义是什么?
如果数列的第项与它的序号之间对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.
3.数列的递推公式的定义是什么?
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做数列的递推公式.
复习旧知
北京天坛圜丘坛的地面由石板铺成,围绕最中间的天心石是9圈扇环形的石板,从内到外各圈的石板数依次为:
9, 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81. ①
情境
小叶比格椰
情境
S,M,L,XL,XXL,XXXL型号的女装上衣对应的尺码分别是:
38, 40, 42, 44, 46, 48. ②
情境
某地从距离地面20 m起每升高100 m处的大气温度(单位:℃)依次为:
25.0, 24.4, 23.8, 23.2, 22.6. ③
小叶比格椰
思考
观察上面数列,你能通过运算发现数列的取值规律吗?
9, 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81. ①
38, 40, 42, 44, 46, 48. ②
25.0, 24.4, 23.8, 23.2, 22.6. ③
对于数列①,发现: 18=9+9, 27=18+9, 36=27+9, ... , 81=72+9.
换一种写法,就是: 18-9=9, 27-18=9, 36-27=9, ... , 81-72=9.
如果用来表示数列①,则:
,,... ,.
小叶比格椰
等差数列的定义
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.
等差数列的符号语言:.
.
判断下列数列是否为等差数列?如果是,写出它的公差?
(1)5,9,13,17,21;
(2)9,7,5,3,1,-1;
(3)6,6,6,6,6,6;
(4)0,1,0,1,0,1.
是,;
是,;
是,
不是,1-0=0,0-1=-1.
等差中项
思考:如果在和之间插入一个数,使成等差数列,那么应满足什么条件?
由等差数列定义,有:,所以即
此时,把叫做的等差中项.
的等差中项是它们的算术平均数.
等差数列的判断与证明
反思与感悟
等差数列的两个判定方法
(1)定义法:证明对任意正整数n都有an+1-an等于同一个常数.
(2)等差中项法:证明对任意正整数n都有2an+1=an+an+2.
问题2 你能根据等差数列的定义推导它的通项公式吗?
由,
有
于是,
,
,
……
归纳可得
当时,上式为. 这就是说,上式当时也成立.
首项为,公差为的等差数列的通项公式为.
等差数列的通项公式
等差数列通项公式的证明:
由,
所以
,
,
,
……
,
将以上个式子进行累加,
得到: ,
即
思考:观察等差数列的通项公式,你认为它与我们熟悉的哪一类函数有关?
由于,
所以时,是常值函数;
当时,是一次函数
当时
的函数值,即.
在这条直线上描出点
就得到了等差数列{}的图象.
事实上,公差的等差数列{}的图象是点(n, )组成的集合,这些点均匀分布在直线
上.
反之,任给一次函数
(k, b为常数),
则
构成一个等差数列
首项为 , 公差为b
等差数列的单调性:
,等差数列单调递增.
,等差数列单调递减.
,等差数列常数列.
等差数列通项公式的应用
例1 已知等差数列的通项公式为,求的公差和首项;
解析 当时,由的通项公式,可得
于是
把代入通项公式,得
所以,的公差为,首项为
小叶比格椰
例2 已知等差数列
(1)求这个等差数列的第项;
(2)判断是不是这个数列的项?如果是,是第几项?
解析 由已知条件,得,
把,代入,得
(1)把代入上式,得
.
所以,这个数列的第项是
小叶比格椰
解析 (2)由通项公式
令
解这个关于 的方程,得
.
所以,是这个数列的项,是第项
例2 已知等差数列
(1)求这个等差数列的第项;
(2)判断是不是这个数列的项?如果是,是第几项?
小叶比格椰
课堂练习
1在等差数列中,
(1)已知
(2)已知
解:
(1)∵
∴
解得
(2) 设数列的公差为d.
由已知得,
解得