内容正文:
5.2.1等差数列(一)
得到数列:6 000,6 500,7 000,7 500,8 000,8 500,9 000.
你发现这个数列有什么特点?请进入本节的学习!
1. 理解等差数列的定义,掌握并会推导等差数列的通项公式;(重点)
2. 能运用等差数列的通项公式解决一些简单问题;(难点)
3. 理解等差数列通项公式与一次函数的关系.
问题1:观察下列现实生活中的数列,你能写出它们的递推公式吗?
(1)我国有用十二生肖纪年的习惯,例如.2017年是鸡年,从2017年开始,鸡年的年份为2017 ,2029, 2041,2053,2065 ,2077,… ①
(2)我国确定鞋号的脚长使用毫米来表示,常用确定鞋号脚长值按从大到小的顺序可排列为275,270,265,260,255,250,… ②
(3)2019年1月中,每个星期日的日期为6,13 ,20, 27 . ③
探究点1:等差数列的定义
(1)2017 ,2029, 2041,2053,2065 ,2077,… ①
(2)275,270,265,260,255,250,…; ②
(3)6,13 ,20, 27 . ③
【提示】将数列①②③分别记作,,,则
问题2:观察这几个数列的递推公式有什么共同特征?
【提示】它们后一项与前一项的差都为同一个常数.
等差数列
一般地,如果数列{}从第2项起,每一项与它的前一项之差都等于同一个常数,即
恒成立,则称{}为等差数列,其中称为等差数列的公差.
等差数列的概念
例如:数列① 2017 ,2029, 2041,2053,2065 ,2077,…的公差是12;
数列② 275,270,265,260,255,250,…的公差是-5;
数列③ 6,13 ,20, 27 .的公差是7.
例1.判断以下数列是否是等差数列?如果是,指出公差;如果不是,说明理由.
(1)7,13,19,25,31;(2)2,4,7,11;
(3)-1,-3,-5,-7.
【解析】(1)因为
所以是等差数列,且公差为6.
(2)因为,,即
所以不是等差数列.
(3)因为
所以是等差数列,且公差为.
思考1:当公差时,是什么数列?
提示:是常数列,仍是等差数列.
思考2:如果说“一个数列从第2项起,相邻两项的差是同一个常数”,那么这个数列是等差数列吗?
提示:这个数列不一定是等差数列,等差数列中的“差”是有顺序的,必须是“从第2项起,每一项与前一项的差”.而“相邻两项的差”,这里的“相邻”可能是后一项减去前一项,也可能是前一项减去后一项,如数列2,1,2,3,4,5相邻两项的差是同一个常数1,但此数列不是等差数列.
探究点2:等差数列的通项公式
问题1:你能根据等差数列的特征写出探究1中数列①②③的通项公式吗?
2017 ,2029, 2041,2053,2065 ,2077,… ①
【提示】设数列①为,因为是等差数列,公差为12,则
……
即
(2)275,270,265,260,255,250,…; ②
(3)6,13 ,20, 27 . ③
类似地,数列②的通项公式为:
同理,数列③的通项公式为:
问题2:如果等差数列的首项为,公差为,那么它的通项公式是怎样的?
【提示】一般地,如果等差数列的首项为公差为那么根据等差数列的定义有
即,从而
……
由此可归纳出等差数列的通项公式为
归纳法
另外,由等差数列的定义可得
= ,
= ,
……
= ,
= ,
将这个式子两边分别相加,则有
即等差数列的通项公式为
累加法
,
等差数列的通项公式
一般地,若等差数列{}的首项为,公差为,则通项公式为:
()
等差数列通项公式的关注点
(1)已知等差数列的首项和公差可以求得这个数列的任何一项.
(2)在等差数列中,已知四个量(,
)中的三个可以求得另一个.
例 2.已知等差数列10,7,4,…,
(1)求这个数列的第10项;
(2) -56是不是这个数列中的项?-40呢?如果是,求出是第几项;如果不是,说明理由.
【解析】(1)记数列,则由题意知,
,,
因此数列的通项公式为
当时,有
因此第10项为.
(2)设-56是数列中的第 项,
解得,