内容正文:
4.2.2 等差数列的通项公式
等差数列的概念是什么?
复习回顾
等差中项的定义
如果在 a 与 b 中间插入一个数 A ,使a ,A,b成等差数列,那么A叫作 a 与 b的等差中项
等差数列的函数特征
函数图象上所有的点在同一条直线上:
d>0,等差数列单调增;d<0,等差数列单调减;
d=0,等差数列为常函数.
01
等差数列的通项公式及应用
【问题1】请根据等差数列的定义写出它的递推公式,并推导它的通项公式.
方法1:由等差数列的定义可得
不完全
归纳法
【问题1】请根据等差数列的定义写出它的递推公式,并推导它的通项公式.
累加
首项为a1,公差为d的等差数列{ an }的通项公式为
等差数列{ an }的通项公式的推广
累加法
当d ≠ 0时,等差数列{ an }的第n项an是一次函数f(x)=dx+(a1-d)(x∈R)当x=n时的函数值,即an = f(n)。
在平面直角坐标系中画出函数f(x)=dx+(a1-d)的图象,就得到一条斜率为d,截距为a1-d的直线。
事实上,公差d ≠ 0的等差数列{ an }的图象是点(n,an)组成的集合,这些点均匀分布在直线f(x)=dx+(a1-d)上。
(课本例4) 在等差数列{an}中,
(1) 已知a1=3,公差d=-2,求a6;
(课本例4) 在等差数列{an}中,
(2)已知a3=10,a9=28,求an.
设等差数列的公差为d,
那么
解得
所以an=4+(n-1)·3=3n+1.
设等差数列的公差为d,
即
通项设为
那么
解得
所以an=3n+1.
注: 等差数列的基本量a1 , d
通项公式表示:任意一项与首项a1 的关系
任意两项之间关系 an=am+(n-m)d
通性通法
练习1:在等差数列{an}中,
已知a5=19,a8=10,求a1与d;
由题意知解得
课本P146 练习7
练习2:在等差数列{an}中,
已知,=4,求.
由题意知 解得
所以
P147 习题13 已知等差数列{ an }的公差为,求证:
解析:
等差数列{ an }的通项公式的推广:
02
等差数列的判定与证明
例2:已知数列{an}满足a1=2,an+1=.
(1)证明:数列为等差数列;
由题意an≠0,
∵a1=2,an+1=,
∴,
∴,
即,公差d=的等差数列.
解析:
例2:已知数列{an}满足a1=2,an+1=.
(2)求an.
由(1)可知+(n-1)d=,
∴ an=,n∈N*.
解析:
通性通法
【练习】 在数列中,a1=2,a2=1,(n≥2),
则其通项公式为an= .
由(n≥2),
所以由等差中项法可知数列是等差数列,
又因为a1=2,a2=1,
所以=1,
得数列的公差d==1-,
所以(n-1)=,得an=.
解析:
03
等差数列的实际应用
(课本例5)第一届现代奥运会于1896年在希腊雅典举行,此后每4年举行一次.
奥运会如因故不能举行,届数照算.按此规则,问:2050年举行奥运会吗?
由题意知,举行奥运会的年份构成的数列是一个以1 896为首项,4为公差的等差数列,这个数列的通项公式为an=1 896+4(n-1)=1 892+4n(n∈N*).
假设an=2 050,则2 050=1 892+4n,解得n=39.5.
所以an=2 050无正整数解.
答 按此规则,2050年不举行奥运会.
通性通法
课本P146 练习6
延伸探究
P147习题15 已知数列{ an }是等差数列,m + n = p + q,m,n,p,q∈N,
求证:an + am = ap + aq
证明:设数列{ an }的公差为d
练习1:已知数列是等差数列,且,
则
解:∵在等差数列中,若
则,∴
由条件等式,得
∴
方法技巧:
等差数列的性质
1.若,是等差数列,则也是等差数列.
2.若是等差数列,公差为正整数满足,
则.
[注]:第2条性质必须是两项相加等于两项相加,否则不一定成立.例如,
但;,但
变1.已知等差数列中,,则的值为( ).
A.10 B.-10 C.15 D.-15
解:[法一]设等差数列的公差为,则
,即.
故.
变1.已知等差数列中,,则的值为( ).
A.10 B.-10 C.15 D.-15
解:[法二]由等差数列的性质知,则
故.
练习2.设三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,
求这三个数.
解:设这三个数依次为,,,
∴这三个数为
灵活设元
方法技巧:
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
2.三个数成等差数列且知其和,常设这三个数为:,,,公差为.
3.四个数成等差数列且知其和,常设这四个数为:,,,
公差为2.
变2.四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为,
求这四个数.
解:[法一]设这四个数为,(公差为),
又四个数成递增等差数列,∴,
∴故所求的四个数为
变2.四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为,
求这四个数.
解:[法二]设这四个数为,(公差为),
依题意,,
把代入
得即
化简得,∴或.
又四个数成递增数列,∴,∴,
故所求的四个数为
有关等差数列的性质及推论:
(2)若数列{ an }和{ bn }是等差数列,则数列{ an+μbn }也是等差数列
(、μ均为常数)
证明:设数列{ an }的公差为d1,数列{ bn }的公差为d2
所以,数列{ an+μbn }是以首项为a1+μb1,公比为d1+μd2的等差数列。
THANKS
等差数列通项公式的求法与应用技巧
(1)等差数列的通项公式可由首项与公差确定,所以要求等差数列的通项公式,只需求出首项与公差即可;
(2)等差数列{an}的通项公式an=a1+(n-1)d中共含有四个参数,即a1,d,n,an,如果知道了其中的任意三个数,那么就可以由通项公式求出第四个数,这一求未知量的过程,我们通常称之为“知三求一”.
判断一个数列是否为等差数列的方法技巧
(1)等差数列的定义是判断、证明一个数列为等差数列的重要依据,
即an+1-an=d(常数)(n∈N*)⇔{an}是等差数列
(2)等差中项法:2an=an+1+an-1⇔{an}为等差数列;
(3)通项公式法:an=kn+b(k,b是常数)⇔{an}为等差数列.
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.
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.
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