内容正文:
第一章 数列
§2 等差数列
2.1 等差数列的概念及其通项公式
第1课时 等差数列的概念及其通项公式
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目录
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解析:利用等差数列的定义去判断.故选D.
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知识点二 等差数列的通项公式
3.在等差数列{an}中,a2=-5,a6=a4+6,则a1=( )
A.-9 B.-8
C.-7 D.-4
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5.在等差数列{an}中,已知a2=5,a8=17,求数列的公差及通项公式.
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6.在等差数列{an}中,a1+a5=6,a16=55.
(1)求数列{an}的公差及通项公式;
(2)2025是否为数列{an}中的项?若是,则为第几项?若不是,请说明理由.
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一、选择题
1.已知等差数列{an}的通项公式为an=3-2n,则它的公差为( )
A.2 B.3
C.-2 D.-3
解析:因为数列{an}为等差数列,所以公差为an-an-1=3-2n-(3-2n+2)=-2.故选C.
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3.等差数列{an}的公差d<0,且a2a4=12,a2+a4=8,则数列{an}的通项公式是( )
A.an=2n-2 B.an=2n+4
C.an=-2n+12 D.an=-2n+10
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8.等差数列{an}中,首项为33,若第12项为0,则数列的通项公式为___________;若公差为整数,前7项均为正数,第7项以后各项均为负数,则数列的通项公式为____________.
an=36-3n
an=38-5n
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三、解答题
9.在等差数列{an}中,a1+a5=8,a4=7.
(1)求数列{an}的第10项;
(2)112是数列{an}的第几项?
(3)在80到110之间有多少项?
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R
知识点一 等差数列的概念
1.下列数列不是等差数列的是( )
A.6,6,6,…,6,…
B.-2,-1,0,…,n-3,…
C.5,8,11,…,3n+2,…
D.0,1,3,…,eq \f(n2-n,2),…
2.判断下列数列是否为等差数列.
(1)an=6n-4;(2)an=eq \f((-1)n ·(3n+1),2);
(3)an=n2-2n.
解:(1)an+1-an=6(n+1)-4-(6n-4)=6,由n的任意性知,这个数列是等差数列.
(2)a2-a1=eq \f((-1)2×(3×2+1),2)-eq \f((-1)1×(3×1+1),2)=eq \f(11,2),
a3-a2=eq \f((-1)3×(3×3+1),2)-eq \f((-1)2×(3×2+1),2)=-eq \f(17,2).
因为a2-a1≠a3-a2,所以这个数列不是等差数列.
(3)a2-a1=22-2×2-(12-2×1)=1,
a3-a2=32-2×3-(22-2×2)=3.
因为a2-a1≠a3-a2,所以这个数列不是等差数列.
解析:设等差数列{an}的公差为d,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+d=-5,,a1+5d=a1+3d+6,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=-8,,d=3.))故选B.
4.已知{an}为等差数列,且a7-2a4=-1,a3=0,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=1-eq \f(n,2)
B.an=eq \f(3,2)-eq \f(n,2)
C.an=eq \f(3,2)+eq \f(n,2)
D.an=1+eq \f(n,2)
解析:根据题意,得a7-2a4=a1+6d-2(a1+3d)=-1,∴a1=1.又a3=a1+2d=0,∴d=-eq \f(1,2).∴an=a1+(n-1)d=eq \f(3,2)-eq \f(n,2).
解:设等差数列{an}的公差为d,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=a1+d=5,,a8=a1+7d=17,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=3,,d=2.))
所以an=a1+(n-1)d=3+2(n-1)=2n+1.
所以这个数列的公差为2,通项公式为an=2n+1.
解:(1)由题意,设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.
因为a1+a5=6,a16=55,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+a1+4d=6,,a1+15d=55,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=-5,,d=4.))
所以数列{an}的通项公式为an=-5+4(n-1)=4n-9.
(2)令an=4n-9=2025,
解得n=508.5,
又n∈N+,所以2025不是数列{an}中的项.
知识点三 等差数列的证明及应用
7.设正项数列{an}满足a1=1,且naeq \o\al(2,n+1)-(n+1)aeq \o\al(2,n)=n2+n(n∈N+).
(1)证明:数列2,n)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(a,n)))
是等差数列;(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:因为naeq \o\al(2,n+1)-(n+1)aeq \o\al(2,n)=n2+n=n(n+1),
所以2,n+1)eq \f(a,n+1)
-2,n)eq \f(a,n)
=1,又a1=1,故2,1)eq \f(a,1)
=1,
所以数列2,n)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(a,n)))
是首项为1,公差为1的等差数列.
(2)由(1)得2,n)eq \f(a,n)
=1+(n-1)×1=n,则an=±n,
因为数列{an}是正项数列,所以an=n.
8.数列{an}满足a1=1,4anan+1+1=3an+an+1.
(1)求a2,a3;
(2)证明eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,2an-1)))是等差数列,并求{an}的通项公式.
解:(1)由a1=1,4anan+1+1=3an+an+1,
得4a2+1=3+a2,解得a2=eq \f(2,3),
又4a2a3+1=3a2+a3,解得a3=eq \f(3,5).
(2)由已知得,an+1=eq \f(3an-1,4an-1),
∵eq \f(1,2an+1-1)-eq \f(1,2an-1)=eq \f(1,2·\f(3an-1,4an-1)-1)-eq \f(1,2an-1)
=eq \f(4an-1,2(3an-1)-(4an-1))-eq \f(1,2an-1)=eq \f(4an-1,2an-1)-eq \f(1,2an-1)=2,
又eq \f(1,2a1-1)=eq \f(1,2-1)=1,
∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,2an-1)))是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴eq \f(1,2an-1)=2n-1,解得an=eq \f(n,2n-1).
2.等差数列-5,-eq \f(7,2),-2,-eq \f(1,2),…的第23项是( )
A.-38
B.-28
C.28
D.eq \f(59,2)
解析:由a1=-5,d=-eq \f(7,2)-(-5)=eq \f(3,2),得a23=a1+22d=-5+22×eq \f(3,2)=28.
解析:eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2a4=12,,a2+a4=8,,d<0))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=6,,a4=2))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=8,,d=-2,))所以an=8+(n-1)×(-2),即an=-2n+10.
4.等差数列{an}的首项为a,公差为1,数列{bn}满足bn=eq \f(an,an+1).若对任意n∈N+,bn≤b6,则实数a的取值范围是( )
A.(-8,-6)
B.(-7,-6)
C.(-6,-5)
D.(6,7)
解析:∵{an}是首项为a,公差为1的等差数列,∴an=n+a-1.∴bn=eq \f(an,an+1)=1-eq \f(1,n+a).又对任意的n∈N+,都有bn≤b6成立,可知eq \f(1,6+a)≤eq \f(1,n+a),则必有6+a<0且7+a>0,∴-7<a<-6.故选B.
5.[多选]在数列{an}中,若a1=1,a2=eq \f(1,2),eq \f(2,an+1)=eq \f(1,an)+eq \f(1,an+2)(n∈N+),则下列说法正确的是( )
A.数列{an}是等差数列
B.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是等差数列
C.an=eq \f(1,n)
D.an=n
解析:由eq \f(2,an+1)=eq \f(1,an)+eq \f(1,an+2),得eq \f(1,an+1)-eq \f(1,an)=eq \f(1,an+2)-eq \f(1,an+1),所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是首项为eq \f(1,a1)=1,公差为eq \f(1,a2)-eq \f(1,a1)=2-1=1的等差数列,所以eq \f(1,an)=n,即an=eq \f(1,n).故选BC.
二、填空题
6.若m≠n,两个等差数列m,a1,a2,n与m,b1,b2,b3,n的公差分别为d1和d2,则eq \f(d1,d2)的值为_____.
解析:∵n-m=3d1,d1=eq \f(1,3)(n-m).又n-m=4d2,d2=eq \f(1,4)(n-m),
∴eq \f(d1,d2)=eq \f(\f(1,3)(n-m),\f(1,4)(n-m))=eq \f(4,3).
7.等差数列{an}中,已知a1=eq \f(1,3),a2+a5=4,an=33,则n=______.
解析:∵a1=eq \f(1,3),a2+a5=2a1+5d=eq \f(2,3)+5d=4,∴d=eq \f(2,3),又an=a1+(n-1)d=
eq \f(1,3)+eq \f(2,3)(n-1)=33,∴n=50.
解析:由于a1=33,a12=0,则33+11d=0,得d=-3,这时an=33+(n-1)×
(-3)=36-3n.若公差为整数,且前7项均为正数,第7项以后各项均为负数,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a7=a1+6d>0,,a8=a1+7d<0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(33+6d>0,,33+7d<0,))解得-eq \f(11,2)<d<-eq \f(33,7),又d∈Z,∴d=-5,∴an=33+(n-1)×(-5)=38-5n.
解:(1)设{an}的公差为d,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+a1+4d=8,,a1+3d=7,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=-2,,d=3,))
a10=a1+9d=-2+9×3=25.
(2)an=-2+(n-1)×3=3n-5,
由112=3n-5,解得n=39.
所以112是数列{an}的第39项.
(3)由80<3n-5<110,解得28eq \f(1,3)<n<38eq \f(1,3),
因为n∈N+,
所以n的取值为29,30,…,38,共10项.
10.已知数列{an}满足a1=eq \f(1,5),且当n>1,n∈N+时,有eq \f(an-1,an)=eq \f(2an-1+1,1-2an),设bn=eq \f(1,an),n∈N+.
(1)求证:数列{bn}为等差数列;
(2)a1a2是否是数列{an}中的项?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由.
解:(1)证明:当n>1,n∈N+时,
由eq \f(an-1,an)=eq \f(2an-1+1,1-2an)得eq \f(1-2an,an)=eq \f(2an-1+1,an-1),
即eq \f(1,an)-2=2+eq \f(1,an-1),
∴eq \f(1,an)-eq \f(1,an-1)=4,即bn-bn-1=4,且b1=eq \f(1,a1)=5,
∴数列{bn}是首项为5,公差为4的等差数列.
(2)由(1)知bn=b1+(n-1)d=5+4(n-1)=4n+1,
∴an=eq \f(1,bn)=eq \f(1,4n+1),n∈N+,
∴a1=eq \f(1,5),a2=eq \f(1,9),∴a1a2=eq \f(1,45).
令an=eq \f(1,4n+1)=eq \f(1,45),解得n=11,即a1a2=a11,
∴a1a2是数列{an}中的项,是第11项.
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