2.1 第2课时等差数列的性质及应用(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(北师大版2019)

2025-02-27
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第二册
年级 高二
章节 2.1 等差数列的概念及其通项公式
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 974 KB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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来源 学科网

内容正文:

# # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # [错解]  a10 = a1 + 9d = - 24 + 9d > 0,解得 d > 83 .故选A. [误区警示]  该等差数列的首项为负数, 从第10项起开始为正数,说明公差为正数,且 第9项为非正数,第10项为正数,解决此类问 题时容易忽视第9项的要求.     [正解                 ] 6789%:;< 1.数列{an}的通项公式an = 2n + 5,则此数列 (A ) A.是公差为2的等差数列 B.是公差为5的等差数列 C.是首项为5的等差数列 D.是公差为n的等差数列 2.等差数列- 3,1,5,…的第15项的值是 (B ) A. 40 B. 53 C. 63 D. 76 3.等差数列1,- 1,- 3,- 5,…,- 89,它的项数 为 (C ) A 92 B 47 C 46 D 45 4.已知等差数列{an}中,a1 + a2 = a4,a10 = 11, 则a12 = 13  . 请同学们认真完成练案[3                ] 第2课时  等差数列的性质及应用 !"#$%&'( 学习目标 1.了解等差数列通项与一次函数的关系,理解公差d的几何意义. 2.掌握等差数列的性质及应用. 3.掌握等差中项的概念及应用. 核心素养 1.通过对等差中项概念及公差d的几何意义的学习,培养数学抽象素养. 2.借助等差数列性质的应用,培养数学运算素养. )*+,%-.+ 等差数列的单调性与图象     (1)等差数列的图象 由an = dn +(a1 - d),可知其图象是直线y = dx +(a1 - d)上的一些等间隔的点  ,其中 公差d  是该直线的斜率. (2)从函数角度研究等差数列的性质与 图象 由an = f(n)= a1 +(n - 1)d = dn +(a1 - d),可知其图象是直线y = dx +(a1 - d)         上的一 !"! ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 些等间隔的点  ,这些点的横坐标是正整数,其 中公差d是该直线的斜率  ,即自变量每增加 1,函数值增加d. 当d > 0时,{an}为递增数列    ;当d < 0 时,{an}为递减数列    ;当d = 0时,{an}为 常数列  . [提醒]  等差数列通项公式的变形及推广 ①an = dn +(a1 - d)(n∈N), ②an = am +(n - m)d(m,n∈N), ③d = an - am n - m (m,n∈N ,且m≠n). 其中①的几何意义是点(n,an)均在直线y = dx +(a1 - d)上. ②可以利用任意项及公差直接得到通项公 式,不必求a1 . ③即斜率公式k = y2 - y1x2 - x1,可用来由等差数 列任两项求公差. 想一想: 已知等差数列{an}的两项am,an,如何用 am,an表示公差d?并解释公差d的几何意义. 练一练: 1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画 “×”) (1)若A = a + b2 ,则a,A,b成等差数列. (√ ) (2)若{an}是等差数列,则an = am +(n - m)d. (√ ) (3)等差数列{an}的单调性是由公差d决 定的. (√ ) 2.在等差数列{an}中,a3 = 5,a7 = 1,则数列 {an}的公差d = - 1  . 等差数列的性质     (1)等差中项 如果在a与b之间插入一个数A,使a,A,b 成等差数列  ,那么A叫作a与b的等差中项, A =         . (2)如果{an}是等差数列,正整数m,n,p, q,t满足m + n = p + q = 2t,则有am + an = ap + aq = 2at . [提醒]  在一个等差数列中,从第2项起, 每一项an(有穷数列的末项除外)都是它的前一 项an -1与后一项an +1的等差中项,即2an = an -1 + an +1(n≥2). 练一练: 1.若等差数列{an}的公差为d,则{3an +2}是 (C ) A.公差为d的等差数列 B.公差为2d的等差数列 C.公差为3d的等差数列 D.非等差数列 2.在等差数列{an}中,若a3 = 2,a5 = 7,则a7 = 12                                                                      . !"" # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # /012%345 题型探究 题型一等差数列通项公式的推广an = am +(n -m)d的应用 1.若{an}为等差数列,a15 = 8,a60 = 20, 求a75 .     [尝试作答       ]     [规律方法]  若{an}是等差数列,则公差 d = ap - aq p - q ,p,q∈N ;an = ap + ap - aqp - q (n - p),p, q,n∈N . 对点训练? 等差数列{an}中,a2 = 3, a8 = 6,则a10 = 7    . 题型二用性质am + an = ap + aq(m,n,p, q∈N +,且m + n = p + q)解题 2.(1)在等差数列{an}中,已知a5 = 3,a9 = 6,则a13 = (A ) A. 9 B. 12 C. 15 D. 18 (2)设数列{an},{bn}都是等差数列,若a1 + b1 = 7,a3 + b3 = 21,则a5 + b5 = 35  ; (3)在等差数列{an}中,若a3 + a4 + a5 + a6 + a7 = 750,则a2 + a8 = (D ) A. 150 B. 160 C. 200 D. 300 [分析]  (1)根据等差数列的性质得出 2a9 = a5 + a13,然后将值代入即可求出结果. (2)方法一:求a5 + b5各设出公差利用 通项公式; 方法二:求a5 + b5{an},{bn}都是等差数 列{an + bn}也构成等差数列. (3)求a2 + a8的值a3 + a7 = a4 + a6 = 2a5 a5a2 + a8 = 2a5 . [规律方法]  等差数列运算的两条常用 思路 (1)根据已知条件,列出关于a1,d的方程 (组),确定a1,d,然后求其他量. (2)利用性质巧解,观察等差数列中的项的 序号,若满足m + n = p + q = 2r(m,n,p,q,r∈ N),则am + an = ap + aq = 2ar. 特别提醒:递增等差数列d > 0,递减等差数 列d < 0,解题时要注意数列的单调性对d取值 的限制. 对点训练? (1)在等差数列{an}中,a1 + a4 + a7 =58,a2 + a5 + a8 =44,则a3 + a6 + a9的值 为 (A ) A. 30 B. 27 C. 24 D. 21 (2)已知等差数列{an}中,a1 + 3a8 + a15 = 120,则2a9 - a10 = 24    . 题型三 等差数列中的对称设项 3.成等差数列的四个数之和为26,第二个 数和第三个数之积为40,求这四个数. [分析]  已知四个数成等差数列,有多种 设法,但如果四个数的和已知,常常设为a - 3d, a - d,a + d,a + 3d更简单.再通过联立方程组 求解.     [尝试作答                                                                              ] !"# ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # #     [规律方法]  三个数或四个数成等差数列 时,设未知量的技巧如下: (1)当等差数列{an}的项数n为奇数时,可 设中间一项为a,再用公差为d向两边分别设 项:…,a - 2d,a - d,a,a + d,a + 2d,…. (2)当等差数列{an}的项数n为偶数时,可 设中间两项为a - d,a + d,再以公差为2d向两 边分别设项:…,a - 3d,a - d,a + d,a + 3d,…, 这样可减少计算量. 对点训练? 设三个数成单调递减的等 差数列,三个数的和为12,三个数的积为48,求 这三个数. 易错警示     对等差数列的定义理解不透彻而致误 4.已知数列{an}是无穷数列,则“2a2 = a1 + a3”是“数列{an}为等差数列”的 (B ) 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 [错解]  C [误区警示]  应用定义法判断或证明一个 数列是等差数列时,必须要判定或证明an +1 - an或an - an -1(n≥2)等于一个常数,不能只对 数列的部分项进行说明,对部分项说明不能保 证数列中的每一项都满足等差的要求.     [正解                                                 ] 6789%:;< 1.在等差数列{an}中,a3,a10是方程x2 - 3x - 5 = 0的两个实根,则a5 + a8 = (A ) A. 3 B. 5 C. - 3 D. - 5 2.在等差数列{an}中,a2 + a3 = 4,a5 + a6 = 8,则 a4 = (C ) A. 4 B. 72 C. 3 D. 2 3.(多选)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 ) A. - 2,4,10,16 B. 16,10,4,- 2 C. 2,5,8,11 D. 11,8,5,2 4.数列{an},{bn}都是等差数列,且a1 = 15,b1 = 35,a2 + b2 = 70,则a3 + b3 = 90    . 5.已知b是a,c的等差中项,且lg(a + 1),lg(b - 1),lg(c - 1)成等差数列,同时a + b + c = 15,求a,b,c的值. 请同学们认真完成练案[4                        ] !"$ 2. A  由题意,得a2 = a1a1 = 14 ,a3 = a1·a2 = 1 8 ,则a5 = a3·a2 = 132 . 3. an = 1 n (n∈N +)  数列{an}对应的点列为(n,an),即有an = 1 n (n∈N +). 4.(- 2,1)  ∵数列:2a - 1,a - 3,3a - 5为递减数列, ∴ 2a - 1 > a - 3, a - 3 > 3a - 5{ ,解得- 2 < a < 1. ∴ a的取值范围为(- 2,1). § 2  等差数列 2. 1  等差数列的概念及其通项公式 第1课时  等差数列 必备知识·探新知     知识点1 2  差  同一个常数  an - an - 1 = d(n≥2) 想一想: 一个数列从第2项起,每一项与它前一项的差都等于常数, 若这些常数相等,则这个数列是等差数列;若这些常数不相等, 则这个数列不是等差数列. 练一练: AC  根据等差数列的定义可知A,C中的数列是等差数列, 而B,D中,从第2项起,后一项与前一项的差不是同一个常数. 知识点2 a1 +(n - 1)d 练一练: 1. B  由已知等差数列{an},a1 = 2,a3 = 5可得等差数列 {an}的公差d = a3 - a13 - 1 = 5 - 2 2 = 3 2 . 2. D  由an = a1 +(n - 1)d得2 023 = 3 + 4(n - 1),解得n = 506. 关键能力·攻重难     例1:(1)设等差数列{an}的公差为d,则2a1 + 4d = 10,即2 + 4d = 10,解得d = 2,所以an = 2n - 1. (2)设数列{an}的公差为d, 由a5 = 11,a8 = 5,得a1 +(5 - 1)d = 11,a1 +(8 - 1)d = 5{ , 即a1 + 4d = 11, a1 + 7d = 5{ ,解得a1 = 19,d = - 2, 所以数列{an}的通项公式an = 19 +(n - 1)×(- 2)= 21 - 2n.     对点训练1:(1)C  设公差为d,首项为a1, 则a1 + d = 2, a1 + 4d = 8{ ,解得 a1 = 0, d = 2{ . ∴ a9 = a1 + 8d = 16. (2)①由a3 = a1 +(3 - 1)d,得a1 = a3 - 2d = - 8, an = - 8 +(n - 1)× 3 = 3n - 11. ②an = a1 +(n - 1)d, 所以a5 = a1 + 4d, 所以11 = a1 - 4 × 2,所以a1 = 19, 所以an = 19 +(n - 1)×(- 2) = - 2n + 21, 令- 2n + 21 = 1,得n = 10.     例2:(1)①an + 1 - an = 3(n + 1)+ 2 -(3n + 2)= 3(常数),n 为任意正整数,所以此数列为等差数列. ②因为an + 1 - an =(n + 1)2 +(n + 1)-(n2 + n)= 2n + 2 (不是常数),所以此数列不是等差数列. (2)证明:方法一:因为1an + 1 = 1 + 3an an , 所以1an + 1 = 1 an + 3,所以1an + 1 - 1 an = 3, 又因为bn = 1an(n∈N ),所以bn + 1 - bn = 3(n∈N),且b1 = 1a1 = 12 .所以数列{bn}是等差数列,首项为 1 2 ,公差为3. 方法二:因为bn = 1an,且an + 1 = an 1 + 3an , 所以bn + 1 = 1an + 1 = 1 + 3an an = 1an + 3 = bn + 3, 所以bn + 1 - bn = 3(n∈N),b1 = 1a1 = 1 2 . 所以数列{bn}是等差数列,首项为12 ,公差为3.     对点训练2:(1)证明:当n≥2时,1xn = xn - 1 + 3 3xn - 1 = 13 + 1 xn - 1 , ∴ 1xn - 1xn - 1 = 13 , ∴ 1x{ }n 是等差数列,公差为13 . (2)由(1)知,1xn = 2 + 1 3 (n - 1), ∴ 1x100 = 2 + 13 ×(100 - 1)= 35, ∴ x100 = 1 35 .     例3:根据题意,当该市出租车的行程大于或等于4 km时, 每增加1 km,乘客需要支付1. 2元. 所以,可以建立一个等差数列{an}来计算车费. 令a1 = 11. 2,表示4 km处的车费,公差d = 1. 2, 那么当出租车行至14 km处时,n = 11, 此时需要支付车费a11 = 11. 2 +(11 - 1)× 1. 2 = 23. 2(元). 即需要支付车费23. 2元.     对点训练3:11  设经过n次考试后该学生的成绩为an, 则an = 5n + 69,由5n + 69≥120,得n≥515 = 10 1 5 ,所以至 少要经过11次考试.     例4:D  由题意知- 24 + 9d > 0, - 24 + 8d≤0{ ,解得83 < d≤3,故选D. 课堂检测·固双基 1. A  ∵ an = 2n + 5,∴ an - 1 = 2n + 3(n≥2), ∴ an - an - 1 = 2n + 5 - 2n - 3 = 2(n≥2), ∴数列{an}是公差为2的等差数列. 2. B  设这个等差数列为{an}, 其中a1 = - 3,d = 4,∴ a15 = a1 + 14d = - 3 + 4 × 14 = 53. 3. C  a1 = 1,d = - 1 - 1 = - 2,∴ an = 1 +(n - 1)·(- 2)= - 2n + 3, 由- 89 = - 2n + 3,得n = 46. 4. 13  设公差为d,由题意得2a1 + d = a1 +3d, a1 +9d =11{ , 解得a1 = 2, d = 1{ . ∴ an = a1 +(n - 1)d,∴ a12 = 2 + 11 = 13. 第2课时  等差数列的性质及应用 必备知识·探新知     知识点1 (1)等间隔的点  公差d  (2)等间隔的点  斜率  递增数 列  递减数列                                                                        常数列 —127— 想一想: d = am - an m - n . d是直线y = dx +(a1 - d)的斜率. 练一练: 1.(1)√  (2)√  (3)√ 2. - 1  因为a3 = 5,a7 = 1,故d = a7 - a37 - 3 = - 1. 知识点2 (1)等差数列  a + b2 练一练: 1. C  设bn = 3an + 2,则bn + 1 - bn = 3an + 1 + 2 - 3an - 2 = 3(an + 1 - an)= 3d. 2. 12  由等差数列的性质得a7 + a3 = 2a5,则a7 + 2 = 2 × 7, 得a7 = 12. 关键能力·攻重难     例1:方法一:设等差数列{an}的公差为d, ∵ a15 = a1 + 14d,a60 = a1 + 59d, ∴ a1 + 14d = 8, a1 + 59d = 20{ ,解得 a1 = 64 15, d = 415 { . ∴ a75 = a1 + 74d = 64 15 + 74 × 4 15 = 24. 方法二:∵ {an}为等差数列, ∴ a15,a30,a45,a60,a75也为等差数列. 设其公差为d,则a15为首项,a60为第4项, ∴ a60 = a15 + 3d,即20 = 8 + 3d,解得d = 4. ∴ a75 = a60 + d = 20 + 4 = 24. 方法三:∵ a60 = a15 +(60 - 15)d, ∴ d = a60 - a15 60 - 15 = 4 15 . ∴ a75 = a60 +(75 - 60)d = 20 + 15 × 415 = 24.     对点训练1:7  方法一:设等差数列{an}的公差为d, 由题意,得a1 + d = 3, a1 + 7d = 6{ . ∴ a1 = 5 2 , d = 12 { . ∴ a10 = a1 + 9d = 5 2 + 9 2 = 7. 方法二:设等差数列{an}的公差为d, ∴ a8 - a2 = 6d = 3,∴ d = 12 . ∴ a10 = a8 + 2d = 6 + 2 × 1 2 = 7.     例2:(1)A  ∵ {an}是等差数列,∴ 2a9 = a5 + a13,故a13 = 2 × 6 - 3 = 9. (2)35  方法一:设数列{an},{bn}的公差分别为d1,d2,因 为a3 + b3 =(a1 + 2d1)+(b1 + 2d2)=(a1 + b1)+ 2(d1 + d2)= 7 + 2(d1 + d2)= 21, 所以d1 + d2 = 7,所以a5 + b5 =(a3 + b3)+ 2(d1 + d2)= 21 + 2 × 7 = 35. 方法二:因为数列{an},{bn}都是等差数列. 所以数列{an + bn}也构成等差数列,所以2(a3 + b3)=(a1 + b1)+(a5 + b5),所以2 × 21 = 7 + a5 + b5,所以a5 + b5 = 35. (3)D  方法一:∵ a3 + a4 + a5 + a6 + a7 = 750, ∴ 5a5 = 750, ∴ a5 = 150,∴ a2 + a8 = 2a5 = 300. 方法二:∵ a3 + a4 + a5 + a6 + a7 = 750, ∴ a1 + 2d + a1 + 3d + a1 + 4d + a1 + 5d + a1 + 6d = 750, ∴ a1 + 4d = 150,∴ a2 + a8 = a1 + d + a1 + 7d = 2(a1 + 4d) = 300.     对点训练2:(1)A   (a1 + a4 + a7)+ (a3 + a6 + a9)= 2(a2 + a5 + a8), 即58 +(a3 + a6 + a9)= 88, 所以a3 + a6 + a9 = 30. (2)24  方法一:∵ a1 + 3a8 + a15 = 120,∴ 5a8 = 120, ∴ a8 = 24,∴ 2a9 - a10 =(a8 + a10)- a10 = a8 = 24. 方法二:∵ a1 + 3a8 + a15 = 120,∴ a1 + 3(a1 + 7d)+(a1 + 14d)= 120, ∴ a1 + 7d = 24, ∴ 2a9 - a10 = a1 + 7d = 24.     例3:设四个数分别为a - 3d,a - d,a + d,a + 3d, 则:(a -3d)+(a - d)+(a + d)+(a +3d)=26  ①(a - d)(a + d)=40{ ② 由①,得a = 132 .代入②,得d = ± 3 2 . ∴四个数为2,5,8,11 或11,8,5,2.     对点训练3:设这三个数为a + d,a,a - d(d > 0), 则3a = 12,(a + d)·a·(a - d)= 48{ ,解得a = 4,d = 2{ .所以这三个数 是6,4,2.     例4:B 课堂检测·固双基 1. A  a5 + a8 = a3 + a10 = 3. 2. C  因为(a2 + a3)+(a5 + a6)=(a2 + a6)+(a3 + a5)= 4a4 = 12,所以a4 = 3. 3. AB  设这四个数分别为a - 3d,a - d,a + d,a + 3d,则 a - 3d + a - d + a + d + a + 3d = 28, (a - d)(a + d)= 40{ , 解得a = 7,d{ = 3 或a = 7,d = - 3{ , 所以这四个数依次为- 2,4,10,16或16,10,4,- 2. 4. 90  因为数列{an},{bn}都是等差数列,所以{an + bn}也构成 了等差数列,所以(a2 + b2)-(a1 + b1)=(a3 + b3)-(a2 + b2),所以a3 + b3 = 90. 5.因为2b = a + c,a + b + c = 15,所以3b = 15,b = 5.设等差数列 a,b,c的公差为d,则a = 5 - d,c = 5 + d.由2lg(b - 1)= lg(a + 1)+ lg(c - 1)知: 2lg 4 = lg(6 -d)+ lg(4 +d). 从而16 =(6 - d)(4 + d),即d2 - 2d - 8 = 0. 所以d = 4或d = - 2. 所以a,b,c三个数分别为1,5,9或7,5,3. 2. 2  等差数列的前n项和 第1课时  等差数列的前n项和 必备知识·探新知     知识点 n(a1 + an) 2   na1 + n(n - 1) 2 d 想一想: 求等差数列的前n项和时,若已知首项、末项和项数,则选 用公式Sn = n(a1 + an)2 ;若已知首项、公差和项数,则选用公式 Sn = na1 + n(n - 1) 2 d. 练一练: 1. D  设公差为d,由a1 + 2d = 15, a1 + 6d = 35{ ,解得a1 = d = 5                                                                      , —128—

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2.1 第2课时等差数列的性质及应用(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(北师大版2019)
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2.1 第2课时等差数列的性质及应用(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(北师大版2019)
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