内容正文:
专题5.2 等差数列
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 3
考点一:等差数列的概念及其通项公式 3
考点二:等差中项 4
考点三:等差数列的前n项和公式 4
考点四:等差数列性质及其运用 5
考点五:等差数列的实际应用 5
【考纲要求】
1. 掌握等差数列和等差中项的概念,掌握等差数列的通项公式及其前n项和公式;
2. 掌握等差数列的相关性质,并会熟练运用;
3. 能运用等差数列的知识解决实际问题.
【考向预测】
1.等差数列的概念及其通项公式
2.等差中项
3.等差数列的前n项和公式
4.等差数列性质及其运用
5.等差数列的实际应用
【知识导图】
【知识清单】
1.等差数列的概念
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等于同一常数,那么这个数列就叫作等差数列,这个常数叫作等差数列的公差,通常用字母d表示,定义表达式为(常数)()或(常数)().
特别提醒:当公差时,数列为常数列.
2.等差数列的通项公式
(1)若等差数列的首项为,公差为d,则其通项公式为.
(2)推广公式:.
特别提醒:令等差数列为一次函数.
3.等差中项
(1)若三个数成等差数列,则A叫作a与b的等差中项,且有.
(2)等差数列一般规律:若,则.
特别提醒:三个数的设法(对称设法)
4.等差数列的前n项和公式
.
等差数列的前n项和公式可化简为,可看出是无常数项的二次函数.
5.等差数列的性质
已知数列是等差数列,是其前n项和.
(1)或.
(2)若,则,
特别地,,则.
(3)也成等差数列,公差为.
(4)若数列也成等差数列,则,,(k,b为非零常数)也是等差数列.
(5)在等差数列中,共有2n项,公差为d,则.
6.等差数列的应用
(1)年利率与月利率的关系:月利率=年利率÷12
(2)等差数列应用题的解法一般是根据题设条件,建立目标函数关系(即等差数列模型),然后确认公差、首项、项数是什么,分清与,然后选用适当的方法求解,最后回归实际.
【考点分类剖析】
考点一:等差数列的概念及其通项公式
例1.已知数列中,,,则等于( )
A.-12 B.12 C.-16 D.16
【方法指引】在等差数列中,首项与公差d是两个最基本的元素,有关等差数列的问题,如果条件与结论间的联系不明显,则均可化成有关,d的关系列方程组求解,但是要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.
【变式探究】1.数列为等差数列,若,,则( )
A. B. C. D.
2.等差数列满足,,则( )
A.4 B.3 C. D.2
考点二:等差中项
例2.等差数列中,,则等于( )
A.3 B.6 C.12 D.18
【变式探究】在等差数列中,,则( )
A. B. C. D.
考点三:等差数列的前n项和公式
例3.已知等差数列的前项和为,且,,则( )
A. B. C. D.
【方法指引】在等差数列中,,d,n,,是基本量,如果条件与结论间的联系不明显,结合等差数列的前n项和公式和等差数列的通项公式,化成有关,d的关系列方程组求解,但要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.
【变式探究】已知等差数列的前项和为,若与是方程的两个实根,则( )
A.46 B.44 C.66 D.40
例4.已知数列的前项和为,且,则当取得最小值时,的值是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【方法指引】等差数列求前n项和取最值有:
法一:若,前n项和有最大值,利用 求出n;
若,前n项和有最小值,利用 求出n .
法二:利用二次函数求最值时n取正整数.
【变式探究】1.在等差数列中,,公差为,前项和为,当且仅当时取最大值,则的取值范围 .
2.已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,则当为何值时取得最大,并求出此最大值.
考点四:等差数列性质及其运用
例5.已知数列满足,则等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【误区指引】注意下标的计算.
【变式探究】在等差数列中,若,则 .
考点五:等差数列的实际应用
例6.小方是一名文学爱好者,他想利用业余时间阅读《红楼梦》和《三国演义》,假设他读完这两本书共需40个小时,第1天他读了10分钟,从第2天起,他阅读的时间比前一天增加10分钟,恰好阅读完这两本书的时间为( )
A.第20天 B.第21天 C.第22天 D.第23天
【变式探究】已知某企业今年(2024年)第一季度的营业额为1.1亿元,以后每个季度的营业额比上个季度增加0.05亿元,该企业第一季度的利润为0.16亿,以后每季度比前一季度增长4%.
(1)求2024年起前20季度营业额的总和;
(2)请问哪一季度的利润首次超过该季度营业额的18%?
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专题5.2 等差数列
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 1
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 3
考点一:等差数列的概念及其通项公式 3
考点二:等差中项 4
考点三:等差数列的前n项和公式 5
考点四:等差数列性质及其运用 7
考点五:等差数列的实际应用 8
【考纲要求】
1. 掌握等差数列和等差中项的概念,掌握等差数列的通项公式及其前n项和公式;
2. 掌握等差数列的相关性质,并会熟练运用;
3. 能运用等差数列的知识解决实际问题.
【考向预测】
1.等差数列的概念及其通项公式
2.等差中项
3.等差数列的前n项和公式
4.等差数列性质及其运用
5.等差数列的实际应用
【知识导图】
【知识清单】
1.等差数列的概念
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等于同一常数,那么这个数列就叫作等差数列,这个常数叫作等差数列的公差,通常用字母d表示,定义表达式为(常数)()或(常数)().
特别提醒:当公差时,数列为常数列.
2.等差数列的通项公式
(1)若等差数列的首项为,公差为d,则其通项公式为.
(2)推广公式:.
特别提醒:令等差数列为一次函数.
3.等差中项
(1)若三个数成等差数列,则A叫作a与b的等差中项,且有.
(2)等差数列一般规律:若,则.
特别提醒:三个数的设法(对称设法)
4.等差数列的前n项和公式
.
等差数列的前n项和公式可化简为,可看出是无常数项的二次函数.
5.等差数列的性质
已知数列是等差数列,是其前n项和.
(1)或.
(2)若,则,
特别地,,则.
(3)也成等差数列,公差为.
(4)若数列也成等差数列,则,,(k,b为非零常数)也是等差数列.
(5)在等差数列中,共有2n项,公差为d,则.
6.等差数列的应用
(1)年利率与月利率的关系:月利率=年利率÷12
(2)等差数列应用题的解法一般是根据题设条件,建立目标函数关系(即等差数列模型),然后确认公差、首项、项数是什么,分清与,然后选用适当的方法求解,最后回归实际.
【考点分类剖析】
考点一:等差数列的概念及其通项公式
例1.已知数列中,,,则等于( )
A.-12 B.12 C.-16 D.16
【答案】A
【分析】利用等差数列的定义和通项公式即可得出答案.
【详解】解:数列中,,,即,
所以数列为等差数列,公差为,
所以,
所以.
故选:A.
【方法指引】在等差数列中,首项与公差d是两个最基本的元素,有关等差数列的问题,如果条件与结论间的联系不明显,则均可化成有关,d的关系列方程组求解,但是要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.
【变式探究】1.数列为等差数列,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由等差数列的性质可求得公差,根据通项公式运算得解.
【详解】设等差数列的公差为,由,
所以.
故选:B.
2.等差数列满足,,则( )
A.4 B.3 C. D.2
【答案】B
【分析】设等差数列的公差为,先根据条件列方程求出和,再利用等差数列的通项公式求即可.
【详解】设等差数列的公差为,
由已知可得,
解得,
所以.
故选:B.
考点二:等差中项
例2.等差数列中,,则等于( )
A.3 B.6 C.12 D.18
【答案】A
【分析】根据等差中项的关系即可求解.
【详解】解:根据等差数列的性质可得
故
故选:A
【变式探究】在等差数列中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用等差中项即可求解.
【详解】由可得,
故,
故选:D
考点三:等差数列的前n项和公式
例3.已知等差数列的前项和为,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设等差数列的公差为,根据题设条件可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,再利用等差数列的求和公式可求得的值.
【详解】设等差数列的公差为,则,
,
所以,,解得,
所以,,
故选:B.
【方法指引】在等差数列中,,d,n,,是基本量,如果条件与结论间的联系不明显,结合等差数列的前n项和公式和等差数列的通项公式,化成有关,d的关系列方程组求解,但要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.
【变式探究】已知等差数列的前项和为,若与是方程的两个实根,则( )
A.46 B.44 C.66 D.40
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质和求和公式,结合韦达定理求解即可.
【详解】因为与是方程的两个实根,
所以,
又因为数列是等差数列,
所以,
故选:C
例4.已知数列的前项和为,且,则当取得最小值时,的值是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【分析】先判断是等差数列,由题设条件求出首项和公差,代入的表达式,配方化简,即可求出取得最小值时的值.
【详解】由可知,数列是等差数列,公差,
由,解得.
则
故当取得最小值时,的值是6.
故选:A.
【方法指引】等差数列求前n项和取最值有:
法一:若,前n项和有最大值,利用 求出n;
若,前n项和有最小值,利用 求出n .
法二:利用二次函数求最值时n取正整数.
【变式探究】1.在等差数列中,,公差为,前项和为,当且仅当时取最大值,则的取值范围 .
【答案】
【分析】由题意列出不等式组求解即可.
【详解】由题意得:,所以,解得,
故答案为:.
2.已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,则当为何值时取得最大,并求出此最大值.
【答案】(1);
(2)时取得最大值为.
【分析】(1)根据已知及等差数列通项公式求基本量,进而写出通项公式;
(2)写出等差数列前n项和,应用其二次函数性质求最大值和对应n.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,
故,
所以.
(2)由,且,
所以,
故时取得最大,最大值为.
考点四:等差数列性质及其运用
例5.已知数列满足,则等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【分析】先判断数列为等差数列,结合等差数列的性质可求结果.
【详解】∵,∴是等差数列.
由等差数列的性质可得,,
∴,,
∴.
故选:B
【误区指引】注意下标的计算.
【变式探究】在等差数列中,若,则 .
【答案】
【分析】根据等差数列的性质即可求解.
【详解】由可得,故,
,
故答案为:
考点五:等差数列的实际应用
例6.小方是一名文学爱好者,他想利用业余时间阅读《红楼梦》和《三国演义》,假设他读完这两本书共需40个小时,第1天他读了10分钟,从第2天起,他阅读的时间比前一天增加10分钟,恰好阅读完这两本书的时间为( )
A.第20天 B.第21天 C.第22天 D.第23天
【答案】C
【分析】利用等差数列定义及前n项和公式得前n天阅读总时间为,再列不等式求恰好阅读完这两本书的时间.
【详解】由题设,每天阅读时间是首项、公差都为10的等差数列,
所以前n天阅读总时间为分钟,
令,则,,
又开口向上且对称轴为,即上递增,
,,,
所以恰好阅读完这两本书的时间为第22天.
故选:C
【变式探究】已知某企业今年(2024年)第一季度的营业额为1.1亿元,以后每个季度的营业额比上个季度增加0.05亿元,该企业第一季度的利润为0.16亿,以后每季度比前一季度增长4%.
(1)求2024年起前20季度营业额的总和;
(2)请问哪一季度的利润首次超过该季度营业额的18%?
【答案】(1)31.5
(2)今年起第26个季度
【分析】(1)前20季度营业额构成首项为1.1,公差为0.05的等差数列,则总和为,计算即可.
(2)因为第n季度的营业额为:,第n季度的利润为:,解不等式即可.
【详解】(1)依题意:营业额是首项为1.1,公差为0.05的等差数列,
前20季度营业额之和为:(亿).
(2)设2024年起第n季度()满足条件,依题意,
第n季度的营业额为:,
第n季度的利润为:,
依题意:,解得:.
即今年起第26个季度的利润首次超过该季度营业额的18%.
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