内容正文:
考点40:等差数列
一、复习目标
1.知识目标:理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项和公式。
2.能力目标:了能在具体的情境问题中识别数列的等差关系,并解决相应的问题。
3.素养目标:数学运算、逻辑推理、数学抽象.
二、知识梳理
1.等差数列的有关概念
(1)定义: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__________,那么这个数列就叫做等差数列.
数学语言表达式:an+1-an=d(n∈N*,d为常数).
(2)等差中项: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,__叫做a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A=______.
2.等差数列的有关公式
(1)通项公式:an=__________________.
(2)前n项和公式:Sn=na1+d或Sn=.
3.等差数列与函数的关系
(1)通项公式:当公差d≠0时,等差数列{an}的第n项an=a1+(n-1)d=dn+a1-d是一次函数f (x)=dx+a1-d当x=n时的函数值,一次项系数为公差d.若公差d>0,则{an}为递增数列;若公差d<0,则{an}为递减数列.
(2)前n项和:当公差d≠0时,Sn=na1+d=n2+n可以看成二次函数f (x)=x2+x当x=n时的函数值,常数项为0.
[常用结论]
等差数列的常用性质
(1)若{an}为等差数列,且m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*).
(2)若{an}是等差数列,公差为d,则ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为md的等差数列.
(3)等差数列{an}的前n项和Sn满足:数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(m∈N*)也是等差数列,且公差为m2d.
(4)若{an}是等差数列,Sn是其前n项和,则也是等差数列,其首项与{an}的首项相同,公差是{an}的公差的.
(5)若等差数列{an}的项数为偶数2n,则
①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);
②S偶-S奇=nd,=.
(6)若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
①S2n+1=(2n+1)an+1;②=.
(7)若{an},{bn}均为等差数列且其前n项和分别为Sn,Tn,则=.
三、通法演练
考点一 等差数列基本量的运算
[典例1] (1) (1)(2024·北京通州区调研)在等差数列{an}中,a2+a6=8,a3+a4=3,则an=( )
A.5n-16 B.5n-11
C.3n-8 D.3n-5
(2024·新高考Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=________.
跟进训练1:(1)已知等差数列{an}中,a5=10,a9=20,则a1=( )
A.-1 B.0 C.2 D.5
(2)(2023·甲卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a2+a6=10,a4a8=45,则S5=( )
A.25 B.22 C.20 D.15
考点二 等差数列的判定与证明
[典例2] (2025·台州模拟)已知数列{an}满足a1=2,an+1=.
(1)求证:数列是等差数列;(2)求数列{an}的通项公式.
跟进训练2:已知数列{an}满足a1=1,且nan+1-(n+1)an=2n2+2n.
(1)求a2,a3;(2)证明:数列是等差数列,并求{an}的通项公式.
考点三 等差数列性质的应用
等差数列项的性质
[典例3] (1)在等差数列{an}中,a3+a11=8,则a6+a7+a8的值是________.
(2)(2024·全国甲卷)等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=( )
A.-2 B. C.1 D.
跟进训练3:(1)已知等差数列满足a3+a6+a8+a11=12,则a4-3a6的值为( )
A.-6 B.6 C.-12 D.12
(2)(2024年1月九省联考卷)记等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a7=6,a12=17,则S16=( )
A.120 B.140 C.160 D.180
等差数列前n项和的性质
[典例4] (1)(2023·广东深圳二模)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=20,S20=10,则S30=( )
A.0 B.-10 C.-30 D.-40
(2)有两个等差数列,其前n项和分别为Sn,Tn.
①若 = ,则=________;②若 = ,则=________.
跟进训练4:(1)(2025·济南市济钢中学模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=10,S20=60,则S40=( )
A.110 B.150 C.210 D.280
(2)已知数列{an},{bn}均为等差数列,且前n项和分别为Sn和Tn,若 =,则=( )
A. B. C. D.
(3)已知数列{an},{bn}均为等差数列,且前n项和分别为Sn和Tn,若=,则=________.
考点四 等差数列的前n项和及其最值
[典例5] 在等差数列{an}中,已知a1=20,前n项和为Sn,且S10=S15.求当n取何值时,Sn取得最大值,并求出它的最大值.
跟进训练5:(1)(2024·南平市建阳区一模)已知Sn为等差数列{an}的前n项和,a1=-21,S7=S15,则Sn的最小值为( )
A.-99 B.-100 C.-110 D.-121
(2)(2025·佛山市南海区模拟)在数列{an}中,a1=20,对任意正整数n,an+1=an-3,则数列{an}的前n项和Sn的最大值为( )
A.77 B.76 C.75 D.74
四、巩固诊断
A组 基础达标
1.(人教A版选择性必修第二册P15练习T4改编)等差数列{an}中,a4+a8=10,a10=6,则公差d等于( )
A. B. C.2 D.-
2.(人教A版选择性必修第二册P23练习T3改编)已知等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=7,S10=21,则S15等于( )
A.35 B.42 C.49 D.63
3.(2024·沈阳市浑南区期末)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a7=4,则S13=( )
A.44 B.48 C.52 D.56
4.某剧场有20排座位,后一排比前一排多2个座位,最后一排有60个座位,则剧场总共的座位数为________.
B组 能力提升
5.(人教A版选择性必修第二册P23例9改编)设等差数列{an}的前n项和为Sn.若a1=10,S4=28,则Sn的最大值为________.
6.(人教A版选择性必修第二册P23练习T5改编)已知等差数列{an}的项数为奇数,其中所有奇数项之和为319,所有偶数项之和为290,则该数列的中间项为________.
7.已知等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,且 = ,则 =________.
8.(2025·深圳模拟)记Sn为数列{an}的前n项和.
(1)若{an}为等差数列,满足3S5=5S3+15,求公差d;
(2)已知an>0,a2=3a1,且数列{}是等差数列,证明:{an}是等差数列.
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