内容正文:
2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第二册)
4.2.1等差数列的概念7题型分类
一、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,常用字母d表示.
二、等差中项
1.由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列,这时A叫做a与b的等差中项,则有2A=a+b.
2.若2A=a+b,则a,A,b三个数成等差数列.
三、等差数列的通项公式
1.等差数列的通项公式:=+(n-1)d,其中为首项,d为公差.
2.等差数列通项公式的变形
已知等差数列{}中的任意两项,(n,m,m≠n),则
-=(n-m)d
四、等差数列的性质
设{}为等差数列,公差为d,则
1.若m+n=p+q(m,n,p,q),则+=+.
2.数列{+b}(,b是常数)是公差为d的等差数列.
(一)
等差数列基本量的求解
1、首项为a1,公差为d的等差数列{an}的通项公式an=a1+(n-1)d.
2、根据所给条件,求解等差数列的基本量,即可得解.
题型1:等差数列的概念
1-1.(2024高一下·宁夏石嘴山·期中)下列数列不是等差数列的是( )
A.0,0,0,…,0,…
B.-2,-1,0,…,n-3,…
C.1,3,5,…,2n-1,…
D.0,1,3,…,,…
1-2.(2024高二上·河北唐山·期末)若不全相等的非零实数成等差数列且公差为,那么( )
A.可能是等差数列 B.一定不是等差数列
C.一定是等差数列,且公差为 D.一定是等差数列,且公差为
1-3.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列是等差数列,下面的数列中必为等差数列的个数是( )
① ② ③ ④
A.1 B.2 C.3 D.4
题型2:求等差数列的基本量
2-1.(2024高二上·全国·课后作业)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求d;
(3)已知,,,求n.
2-2.(2024高二·全国·课堂例题)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
2-3.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列是等差数列.
(1)如果,,求公差d和;
(2)如果,,求公差d和.
2-4.(2024高二下·辽宁大连·期末)在等差数列中,,,则的公差为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
2-5.(2024高二上·福建龙岩·阶段练习)已知等差数列中, , ,则首项与公差分别为( )
A. B. C. D.
2-6.(2024高二上·山西朔州·期末)已知数列,则是这个数列的( )
A.第11项 B.第12项 C.第13项 D.第14项
(二)
等差中项的应用
等差中项:
1.由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列,这时A叫做a与b的等差中项,则有2A=a+b.
2.若2A=a+b,则a,A,b三个数成等差数列.
题型3:等差中项的应用
3-1.(2024高二下·湖北孝感·期中)已知为等差数列,,,则( )
A. B. C. D.
3-2.(2024高二下·全国·课后作业)在等差数列中,,则( )
A.36 B.48 C.60 D.72
3-3.(2024高二下·全国·课后作业)已知数列满足,且,则 .
3-4.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.13 B.26 C.39 D.52
3-5.(2024高三上·重庆·期中)记等差数列的公差为,若是与的等差中项,则d的值为( )
A.0 B. C.1 D.2
3-6.(2024高二下·山东日照·期中)已知,,则a,b的等差中项为( )
A. B. C.1 D.
(三)
等差数列的通项公式
1.首项a1、公差d的等差数列{an}的通项公式:an=a1+(n-1)d.
2.设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则
①an=dn+(a1-d)(n∈N*),
②an=am+(n-m)d(m,n∈N*),
③d=(m,n∈N*,且m≠n).
3. 结合所给数列的递推公式,分析数列之间的规律关系,转化求解即可.
4.等差数列中常见的设元技巧
(1)某两个数是等差数列中的连续两个数且知其和,可设这两个数为:,,公差为;
(2)三个数成等差数列且知其和,常设此三数为:,,,公差为;
(3)四个数成等差数列且知其和,常设成,,,,公差为.
题型4:求等差数列的通项公式
4-1.(2024高二·全国·课后作业)在等差数列-5,,-2,,…的每相邻两项中插入一个数,使之成为一个新的等差数列,则新的数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
4-2.(2024高三上·江西吉安·期中)已知五个数成等差数列,这五个数之和为100,其中较大的三个数之和的是较小的两个数之和,则这五个数中最大的数为( )
A. B.20 C. D.
4-3.(2024·宁夏石嘴山·三模)在数列中,,,则 .
4-4.(2024高二上·河南三门峡·期末)若数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
4-5.(2024高二下·河北廊坊·开学考试)已知数列满足,,则 .
4-6.(2024·湖北襄阳·模拟预测)已知等差数列中,,若在数列每相邻两项之间插入三个数,使得新数列也是一个等差数列,则新数列的第43项为 .
4-7.(2024高二下·全国·课后作业)已知五个数成等差数列,它们的和为5,平方和为,求这5个数.
(四)
等差数列的判定与证明
等差数列常用的判定方法:
(1)定义法:-=d (常数)(n){}是等差数列.
(2)等差中项法:=+(n){}是等差数列.
(3)通项公式法:=pn+q(p,q为常数,n){}是等差数列.
题型5:等差数列的判定与证明
5-1.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,证明:为等差数列.
5-2.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列的前项和为,求证:数列是等差数列.
5-3.(2024高二·全国·专题练习)设数列的前n项和为,,,.证明:为等差数列;
5-4.(2024高二上·浙江绍兴·期中)已知数列满足,(),令.
(1)求的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
5-5.(2024高二上·湖北省直辖县级单位·期中)已知满足,且.
(1)求;
(2)证明数列是等差数列,并求的通项公式.
5-6.(2024·湖南岳阳·二模)数列满足,.
(1)求,;
(2)证明是等差数列,并求的通项公式.
(五)
等差数列性质的应用
等差数列的性质:
1.若{an},{bn}分别是公差为d,d′的等差数列,则有
数列
结论
{c+an}
公差为d的等差数列(c为任一常数)
{c·an}
公差为cd的等差数列(c为任一常数)
{an+an+k}
公差为kd的等差数列(k为常数,k∈N*)
{pan+qbn}
公差为pd+qd′的等差数列(p,q为常数)
2.在等差数列中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq.
特别地,若m+n=2p(m,n,p∈N*),则有am+an=2ap.
3.在等差数列中每隔相同的项选出一项,按原来的顺序排成一列,仍然是一个等差数列.
4.等差数列{an}的公差为d,则d>0⇔{an}为递增数列;d<0⇔{an}为递减数列;d=0⇔{an}为常数列.
5.对于等差数列的运算问题,可观察已知项和待求项的序号之间的关系,利用等差数列的性质进行求解,这样可以减少运算量,提高运算速度.
题型6:等差数列性质的应用
6-1.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列是等差数列,且,求.
6-2.(2024高二下·新疆巴音郭楞·期中)在等差数列中,,则的值为( )
A. B. C. D.
6-3.(2024高二下·西藏日喀则·期末)在等差数列中,若,则 .
6-4.(2024·云南·模拟预测)若等差数列的前15项和,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6-5.(2024高三下·海南省直辖县级单位·阶段练习)等差数列中,若,则的值是( )
A.14 B.15 C.16 D.17
6-6.(2024高三上·湖南衡阳·阶段练习)已知等差数列的首项与公差d均为正数,且,,成等差数列,则,,的公差为( )
A. B. C. D.
(六)
等差数列的实际应用
1、解决实际应用问题,首先要认真领会题意,根据题目条件,寻找有用的信息.
若一组数按次序“定量”增加或减少时,则这组数成等差数列.
2、合理地构建等差数列模型是解决这类问题的关键,在解题过程中,一定要分清首项、项数等关键的问题
题型7:等差数列的实际应用
7-1.(2024高三上·重庆沙坪坝·期中)哈雷彗星是唯一能用裸眼直接看见的短周期彗星,其绕太阳公转周期为76年,曾于1606年回到近日点,奥伯斯彗星的绕太阳公转周期为70年,也曾于1606年回到近日点,则哈雷彗星与奥伯斯彗星下次同年回到近日点的年份为( )
A.3916年 B.4190年 C.4266年 D.4570年
7-2.(2024高二上·江苏盐城·阶段练习)中国古代有一个问题为“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升.问中间二节欲均容各多少?”其中“欲均容”的意思是使容量变化均匀,即由下往上均匀变细.该问题中由上往下数的第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为( )
A.升 B.升 C.升 D.升
7-3.(2024高二上·河北保定·期末)2022北京冬奥会开幕式将我国二十四节气融入倒计时,尽显中国人之浪漫.倒计时依次为:大寒、小寒、冬至、大雪、小雪、立冬、霜降、寒露、秋分、白露、处暑、立秋、大暑、小暑、夏至、芒种、小满、立夏、谷雨、清明、春分、惊蛰、雨水、立春,已知从冬至到夏至的日影长等量减少,若冬至、立冬、秋分三个节气的日影长之和为31.5寸,问大雪、寒露的日影长之和为( )
A.21寸 B.20.5寸 C.20寸 D.19.5寸
7-4.(2024高三下·湖北·阶段练习)图是第七届国际数学教育大会的会徽图案,会徽的主体图案是由如图所示的一连串直角三角形演化而成的,其中,如果把图中的直角三角形继续作下去,记,,,的长度构成的数列为,则 ( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(2024高二上·江苏扬州·期末)《张邱建算经》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女不善织,日减功迟,初日织五尺,末日织一尺,今三十织迄……”其大意为:有一女子不善于织布,每天比前一天少织同样多的布,第一天织5尺,最后一天织一尺,三十天织完…….则该女子第11天织布( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
2.(2024高二下·辽宁大连·阶段练习)在数列中,,,则数列是( )
A.公差为的等差数列 B.公差为的等差数列
C.公差为的等差数列 D.不是等差数列
3.(2024高二下·贵州毕节·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.4 B.6 C.8 D.10
4.(2024高二下·黑龙江鹤岗·期中)等差数列中,,公差,则是数列的第( )
A.项 B.项 C.项 D.项
5.(2024高二下·北京海淀·期中)两个数的等差中项是( )
A. B. C.5 D.4
6.(2024高二下·甘肃天水·阶段练习)已知数列满足,则( )
A.9 B. C.11 D.
7.(2024高二·全国·课后作业)设,则当数列{an}的前n项和取得最小值时,n的值为( )
A.4 B.5
C.4或5 D.5或6
8.(2024·广东惠州·一模)设等差数列的公差为d,若,则“”是“()”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知等差数列满足,则( )
A. B. C. D.
10.(2024高二下·广东广州·期末)已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
11.(2024高二下·辽宁锦州·阶段练习)已知等差数列的首项,公差,在中每相邻两项之间都插入4个数,使它们和原数列的数一起构成一个新的等差数列,则( )
A.4043 B.4044 C.4045 D.4046
12.(2024高二下·甘肃天水·期末)在数列中,,,若,则等于( )
A.671 B.673 C.674 D.675
13.(2024高二下·北京·期中)已知数列满足,,则当时,n的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.7
14.(2024高三上·陕西西安·阶段练习)首项为的等差数列,从第项起开始为正数,则公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.(2024高二下·辽宁沈阳·期中)在数列中,,,则( )
A.121 B.100 C.81 D.64
16.(2024高二上·广东·期末)已知等差数列满足,,则值为( )
A.1024 B. C.256 D.
17.(2024高三上·天津和平·阶段练习)《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( )
A.升 B.升 C.升 D.升
18.(2024高二下·重庆北碚·阶段练习)已知等差数列满足,则( )
A.36 B.42 C.48 D.54
19.(2024高二上·河南平顶山·期末)已知等差数列中,,是函数的两个零点,则( )
A.3 B.6 C.8 D.9
20.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.12 B.18 C.6 D.9
21.(2024高二上·山东烟台·期末)数列的通项公式分别为和,设这两个数列的公共项构成集合A,则集合中元素的个数为( )
A.167 B.168 C.169 D.170
22.(2024高二下·陕西安康·期中)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教士伟烈亚利将《孙子算法》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将1至2023这2023个数中,能被5除余1且被7除余1的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列,则此数列的项数为( )
A.56 B.57 C.58 D.59
23.(2024高二下·海南省直辖县级单位·期末)已知公差不为0的等差数列满足(其中),则的最小值为( ).
A.6 B.16 C. D.2
24.(2024高三上·广东佛山·开学考试)已知数列对任意满足,则( )
A.4040 B.4043 C.4046 D.4049
25.(2024高二下·河南周口·阶段练习)已知数列的通项公式分别为,将各项并在一起,相等的项即为一项,从小到大排列成一个新的数列,则( )
A.14155 B.6073 C.4047 D.4045
26.(2024·浙江台州·模拟预测)已知数列满足:,,.若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.2022
27.(2024高二下·湖北孝感·期末)设是数列的前项积,则“”是“是等差数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
二、多选题
28.(2024高二上·福建漳州·阶段练习)已知数列的前项和为,且,,则( )
A.是等差数列B.是等比数列 C.是递增数列 D.是递减数列
29.(2024高三·全国·专题练习)下面是关于公差的等差数列的四个命题,其中的真命题为( ).
A.数列是递增数列
B.数列是递增数列
C.数列是递增数列
D.数列是递增数列
30.(2024高二下·江西新余·期末)已知在数列中,,,则下列结论正确的是( )
A.是等差数列 B.是递增数列
C.是等差数列 D.是递增数列
31.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列的公差,则下列四个命题中真命题为( )
A.数列是递增数列 B.数列是递增数列
C.数列是递增数列 D.数列是递增数列
32.(2024高二·全国·课后作业)已知四个数成等差数列,它们的和为28,中间两项的积为40,则这四个数依次为( )
A.-2,4,10,16 B.16,10,4,-2
C.2,5,8,11 D.11,8,5,2
33.(2024高二上·甘肃定西·阶段练习)《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何.”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位).关于这个问题,下列说法错误的是( )
A.戊得钱是甲得钱的一半
B.乙得钱比丁得钱多钱
C.甲、丙得钱的和是乙得钱的2倍
D.丁、戊得钱的和比甲得钱多钱
34.(2024高二上·吉林延边·期末)设数列的前项和为,则下列能判断数列是等差数列的是( )
A. B. C. D..
三、填空题
35.(2024·陕西咸阳·模拟预测)若等差数列中,,则 .
36.(2024高二下·辽宁·期末)在数列中,,且.则数列的通项公式为 .
37.(2024高二·全国·课后作业)在首项为31,公差为-4的等差数列中,绝对值最小的项是 .
38.(2024·江苏扬州·二模)已知等差数列的首项,而,则 .
39.(2024高三上·内蒙古呼和浩特·开学考试)已知为等差数列,,,则 .
40.(2024高二下·山东日照·期末)已知数列为等差数列,且,则 .
41.(2024高二下·河南许昌·期末)在数列中,对任意总有,且,则 .
42.(2024高二下·上海闵行·期中)已知数列满足,且,,则 .
43.(2024高二下·上海黄浦·期末)《周髀算经》是中国最古老的天文学和数学著作,该书中提到:从冬至之日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影子长次成等差数列,若立春的日影子长是12.5尺,芒种的日影子长为4.5尺,则立夏的日影子为 尺;
四、解答题
44.(2024高一·全国·单元测试)已知数列的通项公式为.
(1)试问10是数列中的项吗?
(2)求数列中的最小项.
45.(2024高二上·全国·课后作业)已知,是等差数列的图象上的两点.
(1)求数列的通项公式;
(2)画出数列的图象;
(3)判断数列的单调性.
46.(2024高二上·全国·课后作业)观察图,写出点数所成数列的一个通项公式.
47.(2024高二·全国·随堂练习)某城市的绿化建设有如下统计数据:
年份
2015
2016
2017
2018
绿化覆盖率/%
17.0
17.8
18.6
19.4
如果以后的几年继续依此速度发展绿化,那么至少到哪一年该城市的绿化覆盖率可超过?
48.(2024高二·全国·随堂练习)某城市环境噪声平均值见下表:
年份
2014
2015
2016
2017
噪声/dB
57.8
57.2
56.6
56.0
如果噪声平均值依此规律逐年减少,那么从2017年起,至少经过多少年,噪声平均值将小于42dB?
49.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求通项.
50.(2024高三·全国·专题练习)已知数列{}中,其中,且当n≥2时,,求通项公式.
51.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列8,5,2,….
(1)求该数列的第20项.
(2)试问是不是该等差数列的项?如果是,指明是第几项;如果不是,试说明理由.
(3)该数列共有多少项位于区间内?
52.(2024高二·全国·课后作业)在数列中,,对任意的正整数,都有恒成立,求实数的取值范围.
53.(2024高二·全国·课堂例题)如图所示,已知某梯子共有5级,从上往下数,第1级的宽为,第5级的宽为,且各级的宽度从小到大构成等差数列,求其余三级的宽度.
54.(2024高二上·全国·课后作业)在等差数列中,,,求的值.
55.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列中,,,求首项与公差d.
56.(2024高二·江苏·课后作业)三个数成等差数列,它们的和是15,它们的平方和等于83,求这三个数.
57.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,且.证明:数列是等差数列,并求的通项公式.
58.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列是等差数列.
59.(2024高二·全国·课堂例题)某公司购置了一台价值为220万元的设备,随着设备在使用过程中老化,其价值会逐年减少.经验表明,每经过一年其价值就会减少d(d为正常数)万元.已知这台设备的使用年限为10年,超过10年,它的价值将低于购进价值的5%,设备将报废.请确定d的取值范围.
60.(2024高二下·宁夏银川·期中)已知函数.
(1)若在数列中,,,计算、、,并由此猜想通项公式;
(2)证明(1)中的猜想.
61.(2024·安徽安庆·三模)已知数列中,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,写出的通项公式;
(2)求数列的通项公式及数列中的最大项与最小项.
62.(2024高二上·浙江宁波·期中)已知等差数列,现在其每相邻两项之间插入一个数,使之成为一个新的等差数列.
(1)求新数列的通项公式;
(2)16是新数列中的项吗?若是,求出是第几项,若不是,说明理由.
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4.2.1等差数列的概念7题型分类
一、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,常用字母d表示.
二、等差中项
1.由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列,这时A叫做a与b的等差中项,则有2A=a+b.
2.若2A=a+b,则a,A,b三个数成等差数列.
三、等差数列的通项公式
1.等差数列的通项公式:=+(n-1)d,其中为首项,d为公差.
2.等差数列通项公式的变形
已知等差数列{}中的任意两项,(n,m,m≠n),则
-=(n-m)d
四、等差数列的性质
设{}为等差数列,公差为d,则
1.若m+n=p+q(m,n,p,q),则+=+.
2.数列{+b}(,b是常数)是公差为d的等差数列.
(一)
等差数列基本量的求解
1、首项为a1,公差为d的等差数列{an}的通项公式an=a1+(n-1)d.
2、根据所给条件,求解等差数列的基本量,即可得解.
题型1:等差数列的概念
1-1.(2024高一下·宁夏石嘴山·期中)下列数列不是等差数列的是( )
A.0,0,0,…,0,…
B.-2,-1,0,…,n-3,…
C.1,3,5,…,2n-1,…
D.0,1,3,…,,…
【答案】D
【分析】根据等差数列的定义判断.
【详解】选项A中,后项减前项所得差均为0,是等差数列;
选项B中,后项减前项所得差都是1,是等差数列;
选项C中,后项减前项所得差都是2,是等差数列;
选项D中,,不是等差数列,
故选:D.
1-2.(2024高二上·河北唐山·期末)若不全相等的非零实数成等差数列且公差为,那么( )
A.可能是等差数列 B.一定不是等差数列
C.一定是等差数列,且公差为 D.一定是等差数列,且公差为
【答案】B
【分析】利用等差中项的概念结合条件可得,进而即得.
【详解】若是等差数列,则,
因为成等差数列,则,
则,整理得,与非零实数不全相等矛盾,
所以一定不是等差数列.
故选:B.
1-3.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列是等差数列,下面的数列中必为等差数列的个数是( )
① ② ③ ④
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据等差数列的定义判断.
【详解】设的公差为,
对于①,,
是等差数列,故①正确;
对于②,,
是等差数列,故②正确;
对于③,,是等差数列,故③正确;
对于④,若,则不是等差数列,故④错误;
故选:C.
题型2:求等差数列的基本量
2-1.(2024高二上·全国·课后作业)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求d;
(3)已知,,,求n.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据等差数列通项公式代入计算即可;
(2)根据等差数列通项公式代入计算即可;
(3)根据等差数列通项公式代入计算即可;
【详解】(1)由知:;
(2)因为,,所以,所以,
解得;
(3)由知:,解得.
2-2.(2024高二·全国·课堂例题)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由等差数列的通项公式求解;
(2)设等差数列的公差为d,由等差数列的通项公式列方程组求解.
【详解】(1)由等差数列的通项公式,得
(2)设等差数列的公差为d,那么,解得.
所以.
2-3.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列是等差数列.
(1)如果,,求公差d和;
(2)如果,,求公差d和.
【答案】(1),;
(2),.
【分析】根据等差数列的定义即可求得公差,即而可求得其它项.
【详解】(1)由等差数列的定义,可知公差,.
(2)由题意知公差,.
2-4.(2024高二下·辽宁大连·期末)在等差数列中,,,则的公差为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B
【分析】设等差数列的公差为,然后根据已知条件列方程组可求出
【详解】设等差数列的公差为,
因为,,所以,
,解得,
故选:B
2-5.(2024高二上·福建龙岩·阶段练习)已知等差数列中, , ,则首项与公差分别为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
由题意列出方程组,即可求得答案.
【详解】设等差数列的公差为,
依题得,解得.
故选:D
2-6.(2024高二上·山西朔州·期末)已知数列,则是这个数列的( )
A.第11项 B.第12项 C.第13项 D.第14项
【答案】B
【分析】根据被开方数的特点求出数列的通项公式,最后利用通项公式进行求解即可.
【详解】数列,即数列,
由数列的前几项观察归纳,知被开方数是以6为首项,4为公差的等差数列,
所以通项公式,
令,解得.
故选:B.
(二)
等差中项的应用
等差中项:
1.由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列,这时A叫做a与b的等差中项,则有2A=a+b.
2.若2A=a+b,则a,A,b三个数成等差数列.
题型3:等差中项的应用
3-1.(2024高二下·湖北孝感·期中)已知为等差数列,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等差数列等差中项的性质可得公差,进而确定通项及.
【详解】由,,
可得,,则,,
所以,解得,
所以,
所以,
故选:C.
3-2.(2024高二下·全国·课后作业)在等差数列中,,则( )
A.36 B.48 C.60 D.72
【答案】C
【分析】利用等差中项的性质求得,再由即可得结果.
【详解】由题设,,则,
所以.
故选:C
3-3.(2024高二下·全国·课后作业)已知数列满足,且,则 .
【答案】21
【分析】根据题中条件,判断数列为等差数列,再计算基本量即可得出结果.
【详解】由知,数列是等差数列,∴成等差数列.
∴,∴.
故答案为:21.
3-4.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.13 B.26 C.39 D.52
【答案】D
【分析】
根据等差数列的性质,得到,求得,再由,即可求解.
【详解】
因为是等差数列,所以,解得,
所以.
故选:D.
3-5.(2024高三上·重庆·期中)记等差数列的公差为,若是与的等差中项,则d的值为( )
A.0 B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用等差数列通项公式及等差中项的意义列式求解即得.
【详解】等差数列的公差为,由是与的等差中项,得,
即,整理得,而,解得,
所以d的值为1.
故选:C
3-6.(2024高二下·山东日照·期中)已知,,则a,b的等差中项为( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【分析】先求解可得,然后根据等差中项的性质,即可得出答案.
【详解】由已知可得,.
设a,b的等差中项为,
根据等差中项的定义,有.
故选:B.
(三)
等差数列的通项公式
1.首项a1、公差d的等差数列{an}的通项公式:an=a1+(n-1)d.
2.设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则
①an=dn+(a1-d)(n∈N*),
②an=am+(n-m)d(m,n∈N*),
③d=(m,n∈N*,且m≠n).
3. 结合所给数列的递推公式,分析数列之间的规律关系,转化求解即可.
4.等差数列中常见的设元技巧
(1)某两个数是等差数列中的连续两个数且知其和,可设这两个数为:,,公差为;
(2)三个数成等差数列且知其和,常设此三数为:,,,公差为;
(3)四个数成等差数列且知其和,常设成,,,,公差为.
题型4:求等差数列的通项公式
4-1.(2024高二·全国·课后作业)在等差数列-5,,-2,,…的每相邻两项中插入一个数,使之成为一个新的等差数列,则新的数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】直接利用公式法求出通项公式即可.
【详解】因为新的等差数列的公差,
所以.
故选A.
4-2.(2024高三上·江西吉安·期中)已知五个数成等差数列,这五个数之和为100,其中较大的三个数之和的是较小的两个数之和,则这五个数中最大的数为( )
A. B.20 C. D.
【答案】C
【分析】
根据题意,设这五个数分别为,根据条件列出方程,代入计算,即可得到结果.
【详解】设这五个数分别为,,
由题意可得,解得,
且,解得,
则最大的数为.
故选:C
4-3.(2024·宁夏石嘴山·三模)在数列中,,,则 .
【答案】
【分析】先求得数列的通项公式,进而求得数列的通项公式.
【详解】依题意,,,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以,所以.
故答案为:
4-4.(2024高二上·河南三门峡·期末)若数列满足,,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等差数列的定义及通项公式求解.
【详解】因为,
所以是以2为首项,1为公差的等差数列,
所以.
故选:D
4-5.(2024高二下·河北廊坊·开学考试)已知数列满足,,则 .
【答案】
【分析】变形得到,利用等差数列求通项公式得到,进而得到答案.
【详解】由变形为,
等式两边同除以得,,
故为公差为的等差数列,
所以,所以.
故答案为:
4-6.(2024·湖北襄阳·模拟预测)已知等差数列中,,若在数列每相邻两项之间插入三个数,使得新数列也是一个等差数列,则新数列的第43项为 .
【答案】
【分析】
先计算出等差数列的公差,进而得到新的等差数列的公差,从而求出的通项公式,求出新数列的第项.
【详解】设等差数列的公差为,则,
所以,
设在数列每相邻两项之间插入三个数所得新数列为,
则新的等差数列的公差为,首项为,
所以新数列的通项公式为,
故.
故答案为:.
4-7.(2024高二下·全国·课后作业)已知五个数成等差数列,它们的和为5,平方和为,求这5个数.
【答案】-,,1,,或,,1,,-
【分析】
可设5个数分别为,根据题设得到关于的方程组,解这个方程组可得所求的5个数.
【详解】
设第三个数为a,公差为d,则这5个数分别为,由已知有
,
整理得,所以.
当时,这5个数分别为-,,1,,;
当时,这5个数分别为,,1,,-.
综上,这5个数分别是-,,1,,或,,1,,-.
(四)
等差数列的判定与证明
等差数列常用的判定方法:
(1)定义法:-=d (常数)(n){}是等差数列.
(2)等差中项法:=+(n){}是等差数列.
(3)通项公式法:=pn+q(p,q为常数,n){}是等差数列.
题型5:等差数列的判定与证明
5-1.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,证明:为等差数列.
【答案】证明见解析
【分析】设,由已知等式变形可得,推导出对任意的,(常数),结合等差数列的定义可证得结论成立.
【详解】证明:设,由可得,
从而可得,,,,,
由上可知,对任意的,(常数),
因此,数列为等差数列.
5-2.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列的前项和为,求证:数列是等差数列.
【答案】证明见解析
【分析】根据与的关系求得通项,再根据等差数列的定义证明即可.
【详解】证明:已知数列的前项和为
当时,
所以
又当时,符合上式,所以
则,所以数列是等差数列
5-3.(2024高二·全国·专题练习)设数列的前n项和为,,,.证明:为等差数列;
【答案】证明见解析
【分析】
根据数列前n项和与第n项的关系,结合等差中项的性质进行证明即可.
【详解】
当时,,
则,
即,,·
因为,·
所以有①,
所以②,
则①②得,
即,·
所以为等差数列.
5-4.(2024高二上·浙江绍兴·期中)已知数列满足,(),令.
(1)求的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【分析】(1)采用迭代法,可求,;
(2)将转化为,即可证明数列是等差数列,算出数列的通项公式后即可计算数列的通项公式.
【详解】(1)因为,且,
当时,,
当时,.
(2)因为,
所以,
两边同时取倒数有:,
令,有,,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,所以.
5-5.(2024高二上·湖北省直辖县级单位·期中)已知满足,且.
(1)求;
(2)证明数列是等差数列,并求的通项公式.
【答案】(1)
(2)证明详见解析,
【分析】
(1)根据递推关系求得正确答案.
(2)根据已知条件进行整理,结合等差数列的定义进行证明,进而求得.
【详解】(1)依题意,,,
所以,,
所以.
(2)依题意,,,
所以,所以是首项为,公差为的等差数列,
所以.
5-6.(2024·湖南岳阳·二模)数列满足,.
(1)求,;
(2)证明是等差数列,并求的通项公式.
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【分析】(1)根据数列的递推式,分别令n=1,n=2,可求得结果;
(2)根据可得,然后证明等于常数,继而求得数列的通项公式.
【详解】(1)由,,
,,
,;
(2)证明:由已知得,
∵
,
又∵,
∴是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴,
解得:
(五)
等差数列性质的应用
等差数列的性质:
1.若{an},{bn}分别是公差为d,d′的等差数列,则有
数列
结论
{c+an}
公差为d的等差数列(c为任一常数)
{c·an}
公差为cd的等差数列(c为任一常数)
{an+an+k}
公差为kd的等差数列(k为常数,k∈N*)
{pan+qbn}
公差为pd+qd′的等差数列(p,q为常数)
2.在等差数列中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq.
特别地,若m+n=2p(m,n,p∈N*),则有am+an=2ap.
3.在等差数列中每隔相同的项选出一项,按原来的顺序排成一列,仍然是一个等差数列.
4.等差数列{an}的公差为d,则d>0⇔{an}为递增数列;d<0⇔{an}为递减数列;d=0⇔{an}为常数列.
5.对于等差数列的运算问题,可观察已知项和待求项的序号之间的关系,利用等差数列的性质进行求解,这样可以减少运算量,提高运算速度.
题型6:等差数列性质的应用
6-1.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列是等差数列,且,求.
【答案】
【分析】根据等差数列下标和性质,结合对数运算法则可求得结果.
【详解】由等差数列性质知:,
,.
6-2.(2024高二下·新疆巴音郭楞·期中)在等差数列中,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由等差中项的性质求出的值,再利用等差数列的基本性质可求得所求代数式的值.
【详解】在等差数列中,,可得,
所以,
.
故选:C.
6-3.(2024高二下·西藏日喀则·期末)在等差数列中,若,则 .
【答案】24
【分析】由等差中项的性质即可求解.
【详解】解:因为在等差数列中,有,
所以由,
得,,
又,
所以.
故答案为:24
6-4.(2024·云南·模拟预测)若等差数列的前15项和,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】由得到,再化简,即得解.
【详解】由题得.
.
故选:
【点睛】本题主要考查等差数列的性质的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于基础题.
6-5.(2024高三下·海南省直辖县级单位·阶段练习)等差数列中,若,则的值是( )
A.14 B.15 C.16 D.17
【答案】C
【分析】先由等差数列的性质得,再用性质求解
【详解】解:依题意,由,得,即
所以
故选C
【点睛】本题主要考查等差数列的性质,根据题意结合等差数列的等差中项进行化简求出结果,较为基础
6-6.(2024高三上·湖南衡阳·阶段练习)已知等差数列的首项与公差d均为正数,且,,成等差数列,则,,的公差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据,,成等差数列直接列式,求出和的关系,进而求出结果.
【详解】因为是公差为的等差数列,所以,
因为成等差数列,所以,
所以,即,所以,
又因为,所以,
则,
故选:C.
(六)
等差数列的实际应用
1、解决实际应用问题,首先要认真领会题意,根据题目条件,寻找有用的信息.
若一组数按次序“定量”增加或减少时,则这组数成等差数列.
2、合理地构建等差数列模型是解决这类问题的关键,在解题过程中,一定要分清首项、项数等关键的问题
题型7:等差数列的实际应用
7-1.(2024高三上·重庆沙坪坝·期中)哈雷彗星是唯一能用裸眼直接看见的短周期彗星,其绕太阳公转周期为76年,曾于1606年回到近日点,奥伯斯彗星的绕太阳公转周期为70年,也曾于1606年回到近日点,则哈雷彗星与奥伯斯彗星下次同年回到近日点的年份为( )
A.3916年 B.4190年 C.4266年 D.4570年
【答案】C
【分析】哈雷彗星与奥伯斯彗星回到近日点的年份分别成等差数列,首项都是,根据间隔求出公共项即可得到结果.
【详解】哈雷彗星回到近日点的年份为,奥伯斯彗星回到近日点的年份为,
则与公共项构成以1606为首项,70与76的最小公倍数为公差的等差数列,又70与 76 的最小公倍数为2660,则哈雷彗星与奥伯斯彗星同年回到近日点的年份为.令,则.
故选:C.
7-2.(2024高二上·江苏盐城·阶段练习)中国古代有一个问题为“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升.问中间二节欲均容各多少?”其中“欲均容”的意思是使容量变化均匀,即由下往上均匀变细.该问题中由上往下数的第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为( )
A.升 B.升 C.升 D.升
【答案】B
【分析】
设自上而下依次设各节竹子的容积分别为升,升,……,升,则数列,,……,为等差数列,再由已知条件列方程组,再根据等差数列的性质可求得结果.
【详解】设自上而下依次设各节竹子的容积分别为升,升,……,升,则数列,,……,为等差数列,
由题意得,
因为,
所以,
所以,
所以第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为升,
故选:B
7-3.(2024高二上·河北保定·期末)2022北京冬奥会开幕式将我国二十四节气融入倒计时,尽显中国人之浪漫.倒计时依次为:大寒、小寒、冬至、大雪、小雪、立冬、霜降、寒露、秋分、白露、处暑、立秋、大暑、小暑、夏至、芒种、小满、立夏、谷雨、清明、春分、惊蛰、雨水、立春,已知从冬至到夏至的日影长等量减少,若冬至、立冬、秋分三个节气的日影长之和为31.5寸,问大雪、寒露的日影长之和为( )
A.21寸 B.20.5寸 C.20寸 D.19.5寸
【答案】A
【分析】
由题意可得日影长可构成等差数列,且可求出,从而可求出大雪、寒露的日影长之和为.
【详解】因为从冬至到夏至的日影长等量减少,
所以日影长可构成等差数列,
因为冬至、立冬、秋分三个节气的日影长之和为31.5,
所以,则,得,
所以大雪、寒露的日影长之和为(寸),
故选:A
7-4.(2024高三下·湖北·阶段练习)图是第七届国际数学教育大会的会徽图案,会徽的主体图案是由如图所示的一连串直角三角形演化而成的,其中,如果把图中的直角三角形继续作下去,记,,,的长度构成的数列为,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可推出,且,从而说明数列是以为首项,为公差的等差数列,求得数列的通项公式,即可求得答案.
【详解】由题意知,,
,,,,都是直角三角形,
,且,故,
数列是以为首项,为公差的等差数列,
.
又,,
数列的通项公式为,
,
故选:C.
一、单选题
1.(2024高二上·江苏扬州·期末)《张邱建算经》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女不善织,日减功迟,初日织五尺,末日织一尺,今三十织迄……”其大意为:有一女子不善于织布,每天比前一天少织同样多的布,第一天织5尺,最后一天织一尺,三十天织完…….则该女子第11天织布( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】B
【解析】女子每天的织布数成等差数列,根据首项和末项以及项数可求公差,从而可得第11天的织布数.
【详解】设女子每天的织布数构成的数列为,由题设可知为等差数列,
且,故公差,
故,
故选:B.
2.(2024高二下·辽宁大连·阶段练习)在数列中,,,则数列是( )
A.公差为的等差数列 B.公差为的等差数列
C.公差为的等差数列 D.不是等差数列
【答案】B
【分析】由已知递推关系式得到,根据等差数列定义可得结果.
【详解】由得:,即,
又,数列是以为首项,为公差的等差数列,ACD错误,B正确.
故选:B.
3.(2024高二下·贵州毕节·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质求得.
【详解】依题意,.
故选:C
4.(2024高二下·黑龙江鹤岗·期中)等差数列中,,公差,则是数列的第( )
A.项 B.项 C.项 D.项
【答案】A
【分析】由题意可得等差数列的通项公式,令,即可求得.
【详解】因为等差数列中,,公差,所以,则,所以,即,解得.
故选:A.
5.(2024高二下·北京海淀·期中)两个数的等差中项是( )
A. B. C.5 D.4
【答案】C
【分析】利用等差中项的定义即可得出结论.
【详解】两个数的等差中项为.
故选:C.
6.(2024高二下·甘肃天水·阶段练习)已知数列满足,则( )
A.9 B. C.11 D.
【答案】B
【分析】根据题意,化简得到,得到数列为等差数列,结合等差数列的通项公式,即可求解.
【详解】由数列满足,可得,即,
因为,可得,所以数列表示首项为,公差为的等差数列,
则,所以.
故选:B.
7.(2024高二·全国·课后作业)设,则当数列{an}的前n项和取得最小值时,n的值为( )
A.4 B.5
C.4或5 D.5或6
【答案】A
【分析】结合等差数列的性质得到,解不等式组即可求出结果.
【详解】由,即,解得,因为,故.
故选:A.
8.(2024·广东惠州·一模)设等差数列的公差为d,若,则“”是“()”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】利用指数函数的单调性、数列增减性的定义以及等差数列的定义,结合充分、必要性定义判断即可.
【详解】充分性:若,则,即,∴,即,所以充分性成立;必要性:若,即,∴,则,必要性成立.因此,“”是“”的充要条件.
故选:C.
9.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知等差数列满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用等差中项求解即可.
【详解】因为数列是等差数列,
所以,即,
所以,
故选:A
10.(2024高二下·广东广州·期末)已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分析可知,数列是首项为,公差为的等差数列,逐项计算可得出所求代数式的值.
【详解】因为,所以,数列是首项为,公差为的等差数列,
则,,,,,
因此,.
故选:A.
11.(2024高二下·辽宁锦州·阶段练习)已知等差数列的首项,公差,在中每相邻两项之间都插入4个数,使它们和原数列的数一起构成一个新的等差数列,则( )
A.4043 B.4044 C.4045 D.4046
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质求出,再代入即可.
【详解】设数列的公差为,由题意可知,,,,
故,故,
则.
故选:C.
12.(2024高二下·甘肃天水·期末)在数列中,,,若,则等于( )
A.671 B.673 C.674 D.675
【答案】C
【分析】由题意可知是以为首项,为公差的等差数列,求得通项公式,从而可求解.
【详解】由,得,即是以为首项,为公差的等差数列,
故,由,解得.
故选:C.
13.(2024高二下·北京·期中)已知数列满足,,则当时,n的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.7
【答案】B
【分析】由递推关系可得数列是等差数列,根据等差数列的通项公式求出,再求解不等式即可.
【详解】因为,,所以,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以.
令,可得,解得.
因为,所以,所以n的最大值为4.
故选:B.
14.(2024高三上·陕西西安·阶段练习)首项为的等差数列,从第项起开始为正数,则公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得,从而求出公差的取值范围.
【详解】因为首项为的等差数列,从第项起开始为正数,
所以,即,解得,
故选:C
15.(2024高二下·辽宁沈阳·期中)在数列中,,,则( )
A.121 B.100 C.81 D.64
【答案】C
【分析】根据题意,由条件可得数列是公差为的等差数列,即可得到结果.
【详解】因为,所以,故数列是公差为的等差数列,
因为,所以,则.
故选:C
16.(2024高二上·广东·期末)已知等差数列满足,,则值为( )
A.1024 B. C.256 D.
【答案】B
【分析】
由对数运算,得出,再计算公差,由等差数列性质求出结果.
【详解】由已知,
因为数列是等差数列,设公差为,由,又,解得.
故有,,
.
故选:B.
17.(2024高三上·天津和平·阶段练习)《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( )
A.升 B.升 C.升 D.升
【答案】C
【分析】设此等差数列为,公差为,由题意列方程求出,进而得解.
【详解】设此等差数列为,公差为,
由题意可得:
则,联立解得
故选:C.
18.(2024高二下·重庆北碚·阶段练习)已知等差数列满足,则( )
A.36 B.42 C.48 D.54
【答案】B
【分析】根据等差数列的性质结合题设求得公差,即可求得,继而根据等差数列的性质求得答案.
【详解】由题意等差数列满足,
故,
则等差数列的公差为,
故,
故选:B
19.(2024高二上·河南平顶山·期末)已知等差数列中,,是函数的两个零点,则( )
A.3 B.6 C.8 D.9
【答案】B
【分析】由等差数列的性质进行计算即可.
【详解】由已知,函数的两个零点,即方程的两根,,
∴,
∵数列为等差数列,
∴,
∴.
故选:B.
20.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)在等差数列中,若,则( )
A.12 B.18 C.6 D.9
【答案】D
【分析】
根据等差数列的性质转化运算即可.
【详解】因为等差数列中,
所以,所以.
故选:D.
21.(2024高二上·山东烟台·期末)数列的通项公式分别为和,设这两个数列的公共项构成集合A,则集合中元素的个数为( )
A.167 B.168 C.169 D.170
【答案】C
【分析】利用列举法可知,将集合中的元素由小到大进行排序,构成的数列记为,可知数列为等差数列,求出数列的通项公式,然后解不等式,即可得出结论.
【详解】由题意可知,数列、、、、、、、、、、,
数列、、、、、、、、、、,
将集合中的元素由小到大进行排序,构成数列、、、,
易知数列是首项为,公差为的等差数列,则,
由,可得,
因此,集合中元素的个数为.
故选:C.
22.(2024高二下·陕西安康·期中)“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教士伟烈亚利将《孙子算法》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将1至2023这2023个数中,能被5除余1且被7除余1的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列,则此数列的项数为( )
A.56 B.57 C.58 D.59
【答案】C
【分析】由题意能被5除余1且被7除余1,即能被35除余1的数,从而可得数列的通项,再结合条件列不等式,即可得到结果.
【详解】因为能被5除余1且被7除余1,即能被35除余1的数,
所以,,,即是以1为首项,35为公差的等差数列,
即.
由题意知且,得,
解得,,所以此数列的项数为58项.
故选:C.
23.(2024高二下·海南省直辖县级单位·期末)已知公差不为0的等差数列满足(其中),则的最小值为( ).
A.6 B.16 C. D.2
【答案】D
【分析】设等差数列的公差为,代入化简可得,则,化简后利用基本不等式可求得其最小值.
【详解】设等差数列的公差为,则由,得
,
则,
因为,所以(),
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为2,
故选:D
24.(2024高三上·广东佛山·开学考试)已知数列对任意满足,则( )
A.4040 B.4043 C.4046 D.4049
【答案】B
【分析】根据数列的递推公式可知相邻的奇数项或者偶数项成等差数列,写出的表达式即可求出结果.
【详解】由可得;
两式相减可得;
即相邻的奇数项或者偶数项成等差数列,且公差为4,
所以可得,即;
当时,,因此.
故选:B
25.(2024高二下·河南周口·阶段练习)已知数列的通项公式分别为,将各项并在一起,相等的项即为一项,从小到大排列成一个新的数列,则( )
A.14155 B.6073 C.4047 D.4045
【答案】D
【分析】首先观察的项特征,把中的项按个一组划分,写出第组的项的格式,从而得解.
【详解】根据题意,得;;
故,把中的项按6个一组划分,
则第组可表示为,,,,,
,,
又,故是第组的第一个数,则.
故选:D.
26.(2024·浙江台州·模拟预测)已知数列满足:,,.若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.2022
【答案】A
【分析】令,则,再根据等差数列的定义即可得到,即可求出答案.
【详解】令,则
故,为常数,
故数列是等差数列
故选:A.
27.(2024高二下·湖北孝感·期末)设是数列的前项积,则“”是“是等差数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由求出的表达式,结合等差数列的定义可判断充分条件;举特例可判断必要条件,综合可得结论.
【详解】若,则;当时,.
所以,对任意的,,则,此时,数列是等差数列,
故“”能得出“是等差数列”;
若“是等差数列”,不妨设,则,
即“是等差数列”不能得出“”.
所以“”是“是等差数列”的充分不必要条件.
故选:A.
二、多选题
28.(2024高二上·福建漳州·阶段练习)已知数列的前项和为,且,,则( )
A.是等差数列B.是等比数列 C.是递增数列 D.是递减数列
【答案】AD
【分析】
依题意可得,即可得到是递减的等差数列;
【详解】解:因为,所以,又,
所以是由为首项,为公差的等差数列,
因为公差小于,所以是递减数列;
故选:AD
29.(2024高三·全国·专题练习)下面是关于公差的等差数列的四个命题,其中的真命题为( ).
A.数列是递增数列
B.数列是递增数列
C.数列是递增数列
D.数列是递增数列
【答案】AD
【分析】根据等差数列的性质,对四个选项逐一判断,即可得正确选项.
【详解】, ,所以是递增数列,故①正确,
,当时,数列不是递增数列,故②不正确,
,当时,不是递增数列,故③不正确,
,因为,所以是递增数列,故④正确,
故选:
【点睛】本题主要考查了等差数列的性质,属于基础题.
30.(2024高二下·江西新余·期末)已知在数列中,,,则下列结论正确的是( )
A.是等差数列 B.是递增数列
C.是等差数列 D.是递增数列
【答案】CD
【分析】根据递推关系可得,进而根据等差数列的性质即可求解.
【详解】由可得,所以是以公差为1的等差数列,故CD正确,
,故不是等差数列,而且为单调递减数列,故AB错误,
故选:CD
31.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列的公差,则下列四个命题中真命题为( )
A.数列是递增数列 B.数列是递增数列
C.数列是递增数列 D.数列是递增数列
【答案】AD
【分析】根据可判断A;举反例可判断B,C;结合函数的单调性可判断D.
【详解】对于A,等差数列的公差,则数列是递增数列,正确;
对于B,不妨取,则不是递增数列,B错误;
对于C,不妨取,则不是递增数列,C错误;
对于D,由于等差数列的公差,随n的增大而增大,随n的增大而增大,
故也随n的增大而增大,即数列是递增数列,D正确,
故选:AD
32.(2024高二·全国·课后作业)已知四个数成等差数列,它们的和为28,中间两项的积为40,则这四个数依次为( )
A.-2,4,10,16 B.16,10,4,-2
C.2,5,8,11 D.11,8,5,2
【答案】AB
【分析】根据等差数列的性质,列出方程求解即可
【详解】设这四个数分别为,,,,
则解得或
所以这四个数依次为-2,4,10,16或16,10,4,-2.
故选:AB
33.(2024高二上·甘肃定西·阶段练习)《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何.”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位).关于这个问题,下列说法错误的是( )
A.戊得钱是甲得钱的一半
B.乙得钱比丁得钱多钱
C.甲、丙得钱的和是乙得钱的2倍
D.丁、戊得钱的和比甲得钱多钱
【答案】BD
【分析】根据题意列方程,得到,,然后判断即可.
【详解】依题意,设甲、乙、丙、丁、戊所得钱分别为,,a,,,
则由题意可知,,即,
又,所以,所以,
所以,,,,
所以甲得钱,乙得钱,丙得1钱,丁得钱,戊得钱,
所以戊得钱是甲得钱的一半,故A正确;
乙得钱比丁得钱多钱,故B错误;
甲、丙得钱的和是乙得钱的倍,故C正确;
丁、戊得钱的和比甲得钱多钱,故D错误.
故选:BD.
34.(2024高二上·吉林延边·期末)设数列的前项和为,则下列能判断数列是等差数列的是( )
A. B. C. D..
【答案】AB
【分析】对各个选项,利用求出数列的通项,再借助通项判断等差数列作答.
【详解】对于A,当时,,而满足上式,
则,数列是常数数列,是等差数列,A是;
对于B,当时,,而满足上式,
则有,数列的通项是n的一次整式,是等差数列,B是;
对于C,当时,,而不满足上式,
则,显然,数列不是等差数列,C不是;
对于D,当时,,而不满足上式,
则,显然,数列的不是等差数列,D不是.
故选:AB
三、填空题
35.(2024·陕西咸阳·模拟预测)若等差数列中,,则 .
【答案】6
【分析】利用等差数列下标和性质可得.
【详解】由等差数列下标和性质可知,,得,
所以.
故答案为:6
36.(2024高二下·辽宁·期末)在数列中,,且.则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】判断是以为首项,以公差的等差数列,从而可得答案.
【详解】因为,所以,
又因为,
所以是以为首项,以公差的等差数列,
所以,
则,
故答案为:.
37.(2024高二·全国·课后作业)在首项为31,公差为-4的等差数列中,绝对值最小的项是 .
【答案】-1
【分析】根据数列是以首项为31,公差为-4的等差数列,得到数列的通项公式求解.
【详解】数列是以首项为31,公差为-4的等差数列,
所以数列的通项公式为an=35-4n.
则当n≤8时an>0;当n≥9时an<0.
又a8=3,a9=-1.
所以绝对值最小的项为a9=-1.
故答案为:-1
38.(2024·江苏扬州·二模)已知等差数列的首项,而,则 .
【答案】0
【分析】由,代入即可化简求值.
【详解】等差数列的首项,,则.
故答案为:0.
39.(2024高三上·内蒙古呼和浩特·开学考试)已知为等差数列,,,则 .
【答案】1
【分析】根据题意求出首项与公差,再根据等差数列的通项即可得解.
【详解】设公差为,
由,,
得,解得,
所以.
故答案为:.
40.(2024高二下·山东日照·期末)已知数列为等差数列,且,则 .
【答案】
【分析】根据等差数列的性质以及已知条件可求,进而可得结果.
【详解】因为数列为等差数列,
所以,即,
所以.
故答案为:.
41.(2024高二下·河南许昌·期末)在数列中,对任意总有,且,则 .
【答案】
【分析】先证明数列是等差数列,再利用等差数列的通项公式求解.
【详解】因为,,
令,则,故,
∴为等差数列,首项和公差均为,
∴,∴,
故答案为:.
42.(2024高二下·上海闵行·期中)已知数列满足,且,,则 .
【答案】
【分析】
根据等差中项法判断数列为等差数列,进而利用等差数列的性质求解.
【详解】因为数列满足,
所以数列为等差数列,
所以,又因为,,
所以,解得,
故答案为:.
43.(2024高二下·上海黄浦·期末)《周髀算经》是中国最古老的天文学和数学著作,该书中提到:从冬至之日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影子长次成等差数列,若立春的日影子长是12.5尺,芒种的日影子长为4.5尺,则立夏的日影子为 尺;
【答案】/
【分析】利用等差数列的通项公式求出首项和公差,从而求出所求项即可.
【详解】因为从冬至之日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影子长依次成等差数列,设其公差为,
则立春的日影子长为第项,芒种的日影子长为第项,立夏的日影子为第项,
所以,解得,
则,
所以立夏的日影子长为尺.
故答案为:.
四、解答题
44.(2024高一·全国·单元测试)已知数列的通项公式为.
(1)试问10是数列中的项吗?
(2)求数列中的最小项.
【答案】(1)8 (2)当或时,取得最小值-20.
【分析】(1)将10代入通项公式,解得,即可得出结论;
(2)根据数列的函数性,结合二次函数的性质与项数的特征,即可得出结论.
【详解】解(1)令,即,
解得(舍去)或,
因此10是数列中的第8项.
(2)由,且知,
当或时,取得最小值-20.
所以数列中的最小项为:
【点睛】本题考查数列的通项公式及其函数性、二次函数的性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
45.(2024高二上·全国·课后作业)已知,是等差数列的图象上的两点.
(1)求数列的通项公式;
(2)画出数列的图象;
(3)判断数列的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)为递减数列.
【分析】(1)根据已知的两点,列出关于数列基本量的方程组,解出首项、公差d;
(2)函数图像是在解析式对应直线方程上的离散的点,再坐标系中描出这些点;
(3)直接根据公差的正负判断数列的单调性.
【详解】(1)设等差数列的首项为,公差为d.
因为,是等差数列的图象上的两点,
所以,,即,解得.
因此,.
(2)等差数列的图象是均匀分布在直线上的一系列离散的点,如下图所示:
(3)因为公差,所以等差数列为递减数列.
46.(2024高二上·全国·课后作业)观察图,写出点数所成数列的一个通项公式.
【答案】
【分析】观察图中点数增加规律是依次增加3,可得求解.
【详解】由图可知,图中点数依次增加3,所以该题满足等差数列,
且首项,公差,
所以.
47.(2024高二·全国·随堂练习)某城市的绿化建设有如下统计数据:
年份
2015
2016
2017
2018
绿化覆盖率/%
17.0
17.8
18.6
19.4
如果以后的几年继续依此速度发展绿化,那么至少到哪一年该城市的绿化覆盖率可超过?
【答案】2024
【分析】得出每年的绿化覆盖率成等差数列,求出通项公式,进而得到不等式,求出答案.
【详解】由表中数据可知,每年的绿化覆盖率成等差数列,设为,
则,公差,
故通项公式为,
令,解得,
,
故至少到2024年该城市的绿化覆盖率可超过.
48.(2024高二·全国·随堂练习)某城市环境噪声平均值见下表:
年份
2014
2015
2016
2017
噪声/dB
57.8
57.2
56.6
56.0
如果噪声平均值依此规律逐年减少,那么从2017年起,至少经过多少年,噪声平均值将小于42dB?
【答案】
【分析】根据每年噪声的平均值的差值为定值,结合等差数列的通项公式进行求解即可.
【详解】从2014年起,每年的年份从1开始记起,
设2014年噪声为,2015年噪声为,2016年噪声为,2017年噪声为,
从表中数据可知:,
所以数列为等差数列,,
由题意可知:,
因此从2014年起,需要年,噪声平均值将小于42dB,
所以从2017年起,需要年,噪声平均值将小于42dB.
49.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足:求通项.
【答案】
【分析】取倒数后得到是等差数列,求出,得到通项公式.
【详解】取倒数:,故是等差数列,首项为,公差为2,
,
∴.
50.(2024高三·全国·专题练习)已知数列{}中,其中,且当n≥2时,,求通项公式.
【答案】
【分析】两边取倒数后得到是一个等差数列,从而求出通项公式.
【详解】将两边取倒数得:,
这说明是一个等差数列,首项是,公差为2,
∴,即,经检验,满足上式,
故通项公式为.
51.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列8,5,2,….
(1)求该数列的第20项.
(2)试问是不是该等差数列的项?如果是,指明是第几项;如果不是,试说明理由.
(3)该数列共有多少项位于区间内?
【答案】(1);
(2)是该等差数列的第44项;
(3)67项.
【分析】根据等差数列已知的前两项,直接得出首项和公差,即可得到数列的通项公式.
(1)直接将代入通项公式即可;
(2)令,如果有正整数解,说明是该等差数列中的项;
(3)解不等式,找出解集内正整数的个数.
【详解】(1)记该等差数列为,公差为d,
由,,得数列的通项公式是.
该数列的第20项.
(2)由第一问,,
如果是这个数列的项,则方程有正整数解.
解这个方程,得,故是该等差数列的第44项.
(3)由第一问,,
解不等式,得.
因此,该数列位于区间内的项从第4项起直至第70项,共有67项.
52.(2024高二·全国·课后作业)在数列中,,对任意的正整数,都有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】由可得任意的正整数恒成立,解出的范围即可
【详解】由题,对任意的正整数,都有恒成立,
,即恒成立,
对任意的正整数恒成立,
,即
【点睛】本题考查数列的增减性,考查数列的函数特性,考查数学转换思想
53.(2024高二·全国·课堂例题)如图所示,已知某梯子共有5级,从上往下数,第1级的宽为,第5级的宽为,且各级的宽度从小到大构成等差数列,求其余三级的宽度.
【答案】.
【分析】解法一:设公差为d,根据题意求得,进而求得的值;
解法二:由等差数列为,结合等差中项公式,即可求解.
【详解】解法一:由题意,可得.
设公差为d,则,解得.
因此,
,
.
因此,其余三级的宽度分别为.
解法二:因为等差数列为,共5项.
又因为,所以,即.
类似地,,
所以.
因此,其余三级的宽度分别为.
54.(2024高二上·全国·课后作业)在等差数列中,,,求的值.
【答案】
【分析】根据等差数列下标和性质计算可得.
【详解】在等差数列中,,,
所以,即,解得.
55.(2024高二上·全国·课后作业)已知等差数列中,,,求首项与公差d.
【答案】
【分析】由题意列出方程组,即可求得答案.
【详解】设等差数列的公差为d,
由,得,
解得.
56.(2024高二·江苏·课后作业)三个数成等差数列,它们的和是15,它们的平方和等于83,求这三个数.
【答案】3,5,7.
【分析】利用等差中项,列方程即可.
【详解】依题意:设三个数为a,b,c,则有,b为等差中项,故,
b=5,,∴,
联立方程解得,,
故答案为:3,5,7.
57.(2024高三·全国·专题练习)已知数列满足,且.证明:数列是等差数列,并求的通项公式.
【答案】证明见解析,
【分析】在等式两边同时除以,结合等差数列的定义可证得数列为等差数列,确定该数列的首项和公差,可求得数列的通项公式.
【详解】证明:在等式两边同时除以,可得,
所以,数列为等差数列,且其首项为,公差为,
因此,,故.
58.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列是等差数列.
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据给定的条件,利用前n项和求出通项作答.
(2)由(1)的结论,结合等差数列定义判断作答.
【详解】(1)由,,得当时,,
于是,
而当时,亦满足上式,
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)知,,当时,,
因此.
所以数列是一个以2为公差的等差数列.
59.(2024高二·全国·课堂例题)某公司购置了一台价值为220万元的设备,随着设备在使用过程中老化,其价值会逐年减少.经验表明,每经过一年其价值就会减少d(d为正常数)万元.已知这台设备的使用年限为10年,超过10年,它的价值将低于购进价值的5%,设备将报废.请确定d的取值范围.
【答案】
【分析】这台设备使用n年后的价值构成一个数列.由题意可知,10年之内(含10年),这台设备的价值应不小于万元;而10年后,这台设备的价值应小于11万元.可以利用的通项公式列不等式求解.
【详解】解:设使用n年后,这台设备的价值为万元,则可得数列.由已知条件,得
.
由于d是与n无关的常数,所以数列是一个公差为的等差数列.
因为购进设备的价值为220万元,所以,
于是.
根据题意,得,
即,
解这个不等式组,得.
所以d的取值范围为.
60.(2024高二下·宁夏银川·期中)已知函数.
(1)若在数列中,,,计算、、,并由此猜想通项公式;
(2)证明(1)中的猜想.
【答案】(1),,,
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可得出,利用递推公式可写出、、的值,进而可猜想出数列的通项公式;
(2)由递推公式变形可得出,可知,数列为等差数列,确定该数列的首项和公差,可求得数列的通项公式,进而可求得数列的通项公式.
【详解】(1)解:因为,在数列中,,,则,
所以,,,,
猜想,对任意的,.
(2)证明:因为,,则,即,
所以,数列是首项为,公差为的等差数列,
所以,,故对任意的,.
61.(2024·安徽安庆·三模)已知数列中,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,写出的通项公式;
(2)求数列的通项公式及数列中的最大项与最小项.
【答案】(1)证明见解析,;
(2),最大项为,最小项为.
【分析】(1)通过已知条件化简变形,凑出这种形式,凑出常数,就可以证明数列是等差数列,并利用等差数列的通项公式求出通项公式;
(2)利用的通项公式求出数列的通项公式,把通项公式看成函数,利用函数图像求最大值和最小值;或利用函数的单调性即得.
【详解】(1)∵,
∴,
∴,
∴,又,
所以,
∴数列是以1为公差的等差数列;
又∵,,
∴是以为首项,为公差的等差数列,
∴,;
(2)∵,
所以,
∴作函数的大致图象,
∴由图知,在数列中,最大项为,最小项为;
另解:因为,
当时,数列是递减数列,且,,
当时,数列是递减数列,且,
所以在数列中,最大项为,最小项为.
62.(2024高二上·浙江宁波·期中)已知等差数列,现在其每相邻两项之间插入一个数,使之成为一个新的等差数列.
(1)求新数列的通项公式;
(2)16是新数列中的项吗?若是,求出是第几项,若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是
【分析】(1)求出原等差数列的通项公式,利用求解;
(2)根据数列的通项公式求解即可.
【详解】(1)设已知的等差数列为,易知, 则,
则,
由题意知:.
(2)令,
故是新数列中的项.
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