内容正文:
课时2 等差数列的通项与求和公式
一、课标要求
1.理解等差数列的概念.
2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式.
3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题.
4.了解等差数列与一次函数的关系.
二、知识梳理
1.等差数列的有关概念
(1)定义:
①文字语言:从 起,每一项与它的前一项的 都等于 常数.
②符号语言: (n∈N*,d为常数).
(2)等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是A=,其中 叫作a,b的等差中项.
2.等差数列的有关公式
(1)通项公式:an= .
(2)前n项和公式:Sn= = .
3.等差数列的性质
已知数列{an}是等差数列,Sn是{an}的前n项和.
(1)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则有am+an=ap+aq.
(2)等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是 数列;当d<0时,{an}是 数列;当d=0时,{an}是 .
【拓展知识】
1.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.
2.数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
3.S2n-1=(2n-1)an.
4.若n为偶数,则S偶-S奇=;若n为奇数,则S奇-S偶=a中(中间项).
5.等差数列的前n项和公式与函数的关系:Sn=n2+n.则数列{an}是等差数列⇔Sn=An2+Bn(A,B为常数).
6.等差数列的前n项和的最值:在等差数列{an}中,a1>0,d<0,则Sn存在最 值;若a1<0,d>0,则Sn存在最 值.
三、基础回顾
1.判断正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都是常数,则该数列是等差数列. ( )
(2)已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(p,q为实数),则数列{an}一定是等差数列. ( )
(3)等差数列{an}的单调性是由公差d决定的. ( )
(4)等差数列{an}前n项和公式是常数项为0的二次函数. ( )
2.已知数列{an}是等差数列.若a1-a9+a17=7,则a3+a15=( )
A.10 B.14 C.21 D.24
3、(多选题) 记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S4=0,a5=5,则下列选项正确的有( )
A.a2+a3=0 B.an=2n-5
C.Sn=n(n-4) D.d=-2
4、(2025秋·上海高考)已知等差数列的首项,公差,则该数列的前6项和为 .
四、考点扫描
考点一 用等差数列的基本量运算
例1 (1)在等差数列{an} 中,已知a4+a8=20,a7=12,则a10=( )
A.18 B.16
C.20 D.17
(2)(2025·新高考Ⅱ卷)记为等差数列的前n项和,若则( )
A. B. C. D.
规律方法:
对点训练
(1)(2025·北京高考)已知是公差不为0的等差数列,,若成等比数列,则( )
A. B. C.16 D.18
(2)(2025·天津滨海区模拟)已知数列为各项不为零的等差数列,为数列的前项和,且,则的值为( )
A.4 B.8 C.12 D.16
考点二 等差数列的判定与证明
例2 (2025·新高考Ⅰ卷)设数列满足,.
(1)证明:为等差数列;
(2)设,求.
规律方法:
对点训练 (1)数列的前项和满足.证明:是等差数列.
(2)已知数列满足.证明:数列是等差数列;
考点三 等差数列的性质及最值
例3 (1)(2025·河南郑州市模拟)已知等差数列的前项的和为,且,,则正整数的值为 .
(2)已知等差数列的前项和为,且,,则 .
(3) (多选题) 若数列{an}为等差数列,Sn为其前n项和,且S5<S6,S6=S7,S7>S8,则下列说法正确的有( )
A.公差d<0
B.S12>0
C.S9>S5
D.使得Sn<0成立的最小正整数n=14
规律方法:
对点训练 (1)(2025·河南洛阳市模拟)已知等差数列的前项和为,且,则 .
(2)(2025·北京海淀区模拟)已知数列{an},{bn}均为等差数列,且a1=25,b1=75,a2+b2=120,则a37+b37=( )
A.760 B.820
C.780 D.860
(3)(2025·贵州铜仁市期末)设为等差数列的前n项和,且,都有.若,则( )
A.的最小值是 B.的最小值是
C.的最大值是 D.的最大值是
课时2 等差数列的通项与求和公式参考答案
二、知识梳理
1.(1)①第2项 差 同一个 ② an+1-an=d (2)A
2.(1)a1+(n-1)d (2) na1+d
3.(2)递增 递减 常数列
【拓展知识】
6.大 小
三、基础回顾
1.(1)×
(2)√
(3)√
(4)×
2.B 【解析】 因为a1-a9+a17=(a1+a17)-a9=2a9-a9=a9=7,所以a3+a15=2a9=2×7=14.故选B.
3、ABC【解析】 S4==0,所以a1+a4=a2+a3=0,故A正确;
a5=a1+4d=5①,
a1+a4=a1+a1+3d=0②,
联立①②得所以an=-3+(n-1)×2=2n-5,故B正确,D错误;
Sn=-3n+×2=n2-4n,故C正确.故选ABC.
4.12【解析】因为等差数列的首项,公差,所以.
四、考点扫描
例1(1)A【解析】因为a4+a8=2a6=20,所以a6=10 .又a7=12,所以d=2,所以a10=a7+3d=12+6=18.故选A.
(2)B【解析】设等差数列的公差为d,则由题可得 ,
所以.故选B.
对点训练
(1) C【解析】设等差数列的公差为.因为成等比数列且,所以,即,解得或(舍去),所以.故选C.
(2)D【解析】设等差数列公差为,∵,所以当时,,解得,
所以,当时,,所以,所以.故选D.
例2 (1)【证明】因为,所以,即.因为,所以数列是首项为3,公差为1的等差数列.
(2)【解】由(1)知,,因为,所以,所以
①,
②.
①②得
,所以,.
对点训练(1)【解】由题意,(*),
两边同加项,得:.由(*)式可得
,所以,
得,即成立,当时,,得.
综上,恒成立,所以是以2为公差的等差数列.
(2)【证明】令,又,则有.又,所以,所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
例3 (1)【解析】在等差数列中,由,得.因为成立,由对称性知,,则,所以,
所以,所以,即,解得.
(2) 16【解析】因为等差数列的前项和为,所以,,,成等差数列,
所以,即,解得,所以,所以,解得.
(3) ABD【解析】由题意得,S5<S6,则S6-S5=a6>0;S6=S7,则S7-S6=a7=0;S7>S8,则S8-S7=a8<0.由a6>a7,得d<0,故A正确.
S12==6(a6+a7)=6a6>0,故B正确.
S9-S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=2a8<0,故S9<S5,故C错误.
S14==7(a7+a8)=7a8<0,S13==14a7=0,故D正确.故选ABD.
对点训练(1)【解析】由,得,
则.
(2)B【解析】 因为数列{an},{bn}均为等差数列,所以数列{an+bn}为等差数列,设其公差为d.因为a1+b1=100,a2+b2=120,所以d=120-100=20,所以a37+b37=100+20×36=820.故选B.
(3)A【解析】由得,即,所以数列为递增的等差数列.,,,所以当且时,;当且时,.
有最小值,最小值为.故选A.
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