内容正文:
2026-2027学年高二数学暑假班预修提升讲义【精英班课程】
专题4.1.1 等差数列及其通项公式
知识点01 等差数列的概念
1.定义:一般地,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同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母表示().
2.定义的符号表示:(,为常数).
3.特殊说明:当时,数列为常数列(如2,2,2,…),常数列是特殊的等差数列.
【要点】
(1)忽略“从第2项起”的条件,误将“前几项差为常数”判定为等差数列,如数列1,3,5,8,前3项差为2,但第4项与第3项差为3,不是等差数列.
(2)忽略“同一个常数”的条件,如数列1,3,6,10,差分别为2,3,4,不是同一个常数,不是等差数列.
(3)符号表示中遗漏“”,忽略对所有正整数成立的要求,仅验证前几项满足差为常数不可靠.
知识点02 等差中项
1.定义:如果三个数,,成等差数列,那么叫做与的等差中项.
2.核心公式:(即).
3.延伸性质:在等差数列中,任意连续三项,,都满足,即中间项是前后两项的等差中项.
4.等差中项的两大作用:①快速判断三个数是否成等差数列;②判定一个数列是否为等差数列的辅助方法(任意连续三项满足等差中项关系).
【要点】
(1)不要混淆“等差中项”与“中间项”,认为任意三个数的中间项都是等差中项,忽略“成等差数列”的前提,如1,2,4中,2不是1与4的等差中项().
(2)利用等差中项判定数列时,仅验证部分连续三项满足,未验证对所有成立,导致判定错误.
知识点03 等差数列的通项公式
1.基本形式:(),其中为数列首项,为公差,为项数,为第项.
2.推导过程(累加法):由等差数列定义,,,…,(),将以上个式子左右两边分别相加,得,整理得.
3.推广形式:(、),即等差数列中任意两项的关系,可由基本通项公式推导(,,两式相减得).
【要点】
(1)使用推广形式时,注意与的位置.
(2)通项公式的核心逻辑:将等差数列的“等差”特征转化为“线性表达式”,是关于的一次函数(时)或常函数(时).若数列的通项公式为(、为常数),则是等差数列,且公差,首项;反之,若是等差数列,则其通项公式必为的形式(线性函数形式).
(3)通项公式的四个核心量:(首项)、(公差)、(项数)、(第项),已知其中三个量可求第四个量(“知三求一”).
推广形式的优势:无需知道首项,仅已知任意两项即可求通项或其他项,简化计算.
知识点04 等差数列的单调性与最值
1.单调性判定:由通项公式,结合一次函数性质判定:
当时,是关于的增函数,数列为严格递增等差数列;
当时,是关于的减函数,数列为严格递减等差数列;
当时,(常数),数列为常数列,不增不减.
2.最值求解(针对有穷等差数列):
递增等差数列():最小值为第1项,最大值为末项;
递减等差数列():最大值为第1项,最小值为末项;
常数列():所有项相等,任意项都是最值.
【要点】
(1)等差数列单调性的核心决定因素:公差的符号,与首项无关.
(2)无穷等差数列的最值特征:递增无穷等差数列有最小值,无最大值;递减无穷等差数列有最大值,无最小值;常数列任意项为最值.
(3)有穷等差数列最值的快速判断方法:先看公差符号确定增减性,再结合首项和末项确定最值.
(4)若等差数列满足且(),则第项是数列的最大值;
若等差数列满足且(),则第项是数列的最小值;
若等差数列的通项公式为(),则当时,数列递增,前项中最小;当时,数列递减,前项中最大.
知识点05 等差数列的简单性质
1.下标性质:在等差数列中,对任意正整数、、、,若,则;特别地,当时,(即是与的等差中项).
该性质推广到三项,即,,,,,,.
推广到一般形式,只要两边项数一样,且下标和相等即可.
2.公差计算性质:在等差数列中,公差(),可由通项公式变形推导.
3.子数列性质:若均为等差数列,且公差分别为,则数列,也为等差数列,且公差分别为..
若是等差数列,则从第项起,取间隔相等的项构成的新数列仍是等差数列,如、、、…(为常数),新数列的公差为.
题型01 等差数列的判断
【方法点拨】核心判断方法:共3种常用方法,优先选择定义法,其次为等差中项法或通项公式法.
1.定义法(最核心,适用于所有递推型题目):
2.等差中项法(适用于已知数列前几项或连续三项关系的题目):对任意,是否满足;3.通项公式法(适用于已知或可推导通项公式的题目):
①求出数列的通项公式;②判断是否为关于的一次函数(即,为常数);
【例1】下列数列中,不是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
【答案】C
【分析】根据等差数列的定义,逐项判定,即可求解.
【详解】根据等差数列的定义,可得:
A中,满足(常数),所以是等差数列;
B中,(常数),所以是等差数列;
C中,因为,不满足等差数列的定义,所以不是等差数列;
D中,满足(常数),所以是等差数列.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了等差数列的定义及其应用,其中解答中熟记等差数列的定义是解答的关键,属于基础题.
【例2】若数列{an}的通项公式是an=2(n+1)+3,则此数列( )
A.是公差为2的等差数列 B.是公差为3的等差数列
C.是公差为5的等差数列 D.不是等差数列
解析:选A an+1-an=[2(n+2)+3]-[2(n+1)+3]=2,故{an}是公差为2的等差数列.
【例3】若数列是等差数列,则下列数列中一定为等差数列的有________
(1) (2) (3) (4)
【答案】(1)(3)(4)
【分析】根据等差数列的定义,通过作差法,逐一判断数列是否为等差数列,得出正确结果即可.
【详解】设,
对于选项(1),,可知,数列是以为首项,以为公差的等差数列,所以(1)正确;
对于选项(2),,相邻两项之差不是常数,所以(2)错误;
对于选项(3),,数列是以为首项,以为公差的常数列,所以(3)正确;
对于选项(4),,数列是以为首项,以为公差的等差数列,所以(4)正确;
故填:(1)(3)(4)
【跟踪训练】
1.给出下列数列:
(1)0,0,0,0,…; (2)1,11,111,1 111,…; (3)2,22,23,24,…;
(4)-5,-3,-1,1,3,…; (5)1,2,3,5,8,….
其中是等差数列的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:根据等差数列的定义可知(1)(4)是等差数列,其余不是,所以等差数列有2个.
答案B
2.给出下列命题:
①数列6,4,2,0是公差为2的等差数列;
②数列是公差为的等差数列;
③等差数列的通项公式一定能写成的形式(k,b为常数);
④数列是等差数列.
其中正确命题的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③④ D.③④
【答案】C
【分析】对于①,②,④利用等差数列的定义判断,对于③,对等差数的通项公式化简即可判断
【解析】解:根据等差数列的定义可知,数列6,4,2,0的公差为,①错误;
对于②,由等差数列的定义可知,数列是公差为的等差数列,所以②正确;
对于③,由等差数列的通项公式,得,令,则,所以③正确;
对于④,因为,所以数列是等差数列.,所以④,
故选:C
3. 设甲:数列满足,乙:数列是等差数列,则甲是乙的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据充分条件和必要条件的定义结合等差数列的定义分析判断即可.
【详解】若成立,则,符合等差数列的定义,
所以能够推出数列是等差数列,故充分性成立.
若数列是等差数列,设其公差为,则,.
.
所以,
所以.即必要性成立.
所以甲是乙的充分必要条件.
故选:A.
题型02 等差中项的求解和应用
【方法点拨】1:判断三个数是否成等差数列
2.求等差中项或未知项:若已知和,直接用求等差中项;若已知等差中项和其中一个数,用求另一个数.
在等差数列中,已知和,用求中间项.
3.简化计算(核心技巧):在等差数列中,若下标满足(),则(即是与的等差中项),可快速计算两项之和.
【例4】已知{an}是等差数列,且a3﹣1是a2和a5的等差中项,则{an}的公差为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2
【解题思路】设等差数列{an}的公差为d,由题意可得2(a3﹣1)=a2+a5,把等式两边利用a2与d表示,则d可求.
【解答过程】解:设等差数列{an}的公差为d,
由a3﹣1是a2和a5的等差中项,得2(a3﹣1)=a2+a5,
即2(a2+d﹣1)=a2+a2+3d,解得:d=﹣2.
故选:A.
【例5】已知{an}是等差数列,且a2+1是a1和a4的等差中项,则{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.﹣2 D.﹣1
【解题思路】设等差数列{an}的公差为d,由已知结合等差中项的概念列式求得{an}的公差.
【解答过程】解:设等差数列{an}的公差为d.
由已知条件,得a1+a4=2(a2+1),
即a1+(a1+3d)=2(a1+d+1),解得d=2.
故选:B.
【跟踪训练】
1. 2与8的等差中项是( )
A.﹣5 B.5 C.4 D.±4
【解题思路】设2与8的等差中项是x,则2x=2+8=10,进一步解得x的值即可.
【解答过程】解:设2与8的等差中项是x,则2x=2+8=10,解得x=5.
故选:B.
2.方程的两根的等差中项为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先利用韦达定理求出方程的两根,再根据等差中项的定义即可得解.
【详解】设方程的两根为,则,
所以方程的两根的等差中项为.
故选:D.
3.在等差数列中,,则的值为( )
A.15 B.20 C.30 D.40
【答案】D
【分析】借助等差数列等差中项的性质计算即可得.
【详解】等差数列中,解得,
则.
故选:D.
4.已知数列是等差数列,是方程的两个实数根,则的值为 .
【答案】7
【分析】由韦达定理和等差中项性质得到答案.
【详解】由韦达定理得,
又数列是等差数列,故,所以,解得.
故答案为:7
5.三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,则这三个数为________.
【解析】设这三个数分别为a-d,a,a+d,
则3a=9,所以a=3.所以这三个数分别为3-d,3,3+d.
由题意,得3(3-d)=6(3+d),所以d=-1.
所以这三个数分别为4,3,2.
答案:4,3,2
题型03 求等差数列的通项公式
【例6】已知等差数列的前3项分别为,,,则此数列的通项为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等差中项解得,可得等差数列的首项为,公差为2,进而可得通项公式.
【详解】因为,,为等差数列,
则,解得,
可知等差数列的前3项分别为,1,,即首项为,公差为2,
所以此数列的通项为.
故选:B.
【例7】数列3,5,7,9,…的通项公式( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等差数列的定义求得.
【解析】由于,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以.
故选:C
【例8】若等差数列{an}的前三项依次是a﹣1,a+1,3,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n﹣5 B.an=2n+1 C.an=2n﹣1 D.an=2n﹣3
【解题思路】由已知结合等差数列的性质列式求得a,进一步求出首项与公差,则通项公式可求.
【解答过程】解:由题意,2(a+1)=a﹣1+3,
解得a=0,∴d=2,可得an=﹣1+2(n﹣1)=2n﹣3.
故选:D.
【例9】已知等差数列中,,公差,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】A
【分析】由等差数列通项公式计算即得.
【解析】依题意,等差数列通项,
所以.
故选:A.
【例10】在等差数列{an}中,a1+a5=8,a4=7.
(1)求数列的第10项;
(2)问112是数列{an}的第几项?
(3)在80到110之间有多少项?
解:设数列{an}的公差为d,
则解得
(1)a10=a1+9d=-2+27=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28<n<38,
所以n的取值为29,30,…,38,共10项.
【跟踪训练】
1.等差数列20,17,14,11,…中第一个负数项是( )
A.第7项 B.第8项
C.第9项 D.第10项
解析:选B ∵a1=20,d=-3,
∴an=20+(n-1)×(-3)=23-3n,
∴a7=2>0,a8=-1<0.
故数列中第一个负数项是第8项.
2.已知在等差数列{an}中,a3+a8=22,a6=7,则a5等于( )
A.15 B.22 C.7 D.29
【解析】选A.设{an}的首项为a1,公差为d,
根据题意得
解得a1=47,d=-8.
所以a5=47+(5-1)×(-8)=15.
3.判断-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项,如果是,是第几项?
【解析】设等差数列的首项为a1,公差为d,
(1)由a1=8,d=5-8=-3,n=20,
得a20=8+(20-1)×(-3)=-49.
(2)由a1=-5,d=-9-(-5)=-4,
得这个数列的通项公式为an=-5+(n-1)×(-4)=-4n-1.
由题意,令-401=-4n-1,得n=100,
即-401是这个数列的第100项.
4.已知数列满足:,,则等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】由已知可得数列是公差为2的等差数列,再由等差数列的通项公式即可求得.
【详解】因为,所以数列是公差为2的等差数列,
又,所以.
故选:D.
5.已知数列是等差数列,且,,则数列的通项公式 .
【答案】
【分析】设等差数列的公差为,利用等差数列的性质先求出及,再根据即可求出
【详解】设等差数列的公差为,
由等差数列的性质可知,
由可得,所以公差,
所以数列的通项公式.
故答案为:
6.在数列中,若,则 .
【答案】
【分析】由题设可得,进而得到数列是以3为首项,1为公差的等差数列,进而求解即可.
【详解】由,得,而,
则数列是以3为首项,1为公差的等差数列,
所以,则.
故答案为:.
7.已知数列满足:,则通项 .
【答案】
【分析】取倒数得到数列是等差数列,根据数列的通项公式得到数列的通项公式.
【详解】取倒数后得,即,
所以数列是以为首项,以为公差的等差数列,
所以, 所以,
故答案为:.
题型04 等差数列基本量的求解
【方法点拨】1.明确已知量与未知量:先梳理题目中给出的条件,确定涉及的量(),明确需求解的未知量.
2.选择对应公式:根据已知条件,选择通项公式基本式或推广式.
3.列方程(组)求解:将已知量代入公式,建立关于未知量的一元一次方程(或方程组),求解即可.
【例10】等差数列中,,,则( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【详解】
设数列的公差为,
则,,所以.
故选:C.
【例11】在等差数列中,,则( )
A.10 B.17 C.21 D.35
【答案】B
【详解】
设等差数列的公差为,则,即,解得,
所以.
故选:B.
【例12】在等差数列中,若,,则=( )
A.20 B.25 C.30 D.33
【答案】D
【分析】
将条件转化为基本量并解出,进而解得答案.
【详解】
设数列的公差为d,,则.
故选:D.
【跟踪训练】
1.在等差数列中,若,,则公差( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【详解】
因为,所以.
故选:D.
2.在等差数列中,已知,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由等差数列的性质有,从而即可求解.
【详解】
解:在等差数列中,因为,所以,所以,
故选:A.
3.数列是以1为首项,2为公差的等差数列,则 .
【答案】
【分析】由等差数列通项公式即可求解.
【详解】由题意可得:,
即,
所以,
故答案为:
4.已知等差数列中,,则( )
A.15 B.30 C.45 D.60
【答案】D
【分析】
根据等差数列的性质,可知,从而可求出结果.
【详解】
解:根据题意,可知等差数列中,,
则,
所以.
故选:D.
5.若等差数列的各项非零,且,则的值为 .
【答案】
【分析】根据等差数列的通项公式计算即可.
【详解】设的公差为,则,即.
令,从而.
故答案为:.
6.在7和21中插入3个数,使这5个数成等差数列,则这3个数为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用等差数列的性质列式求解.
【详解】设所求三个数依次为,则成等差数列,
因此,解得,
所以这3个数为.
故答案为:
题型05 利用等差数列的下标性质计算
【方法点拨】1.快速计算两项之和(已知某一项的值)
2.求解含多个项的等式问题:①根据下标关系,利用性质将等式中的多项合并或转化;②结合等差数列的其他性质(如通项公式、公差性质)求解未知量.
【例13】在等差数列中,若,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【分析】根据等差数列的性质即可求解.
【解析】由等差数列的性质可得,则,.
故选:D
【例14】在等差数列中,,,则( )
A.39 B.76 C.78 D.117
【答案】C
【分析】根据等差数列通项的性质转化求解即可.
【解析】在等差数列中,,,
则.
故选:C.
【例15】已知数列{an},对任意的n∈N*,点Pn(n,an)都在直线y=2x+1上,则{an}为( )
A.公差为2的等差数列
B.公差为1的等差数列
C.公差为-2的等差数列
D.非等差数列
【解析】选A.由题意知an=2n+1,所以an+1-an=2.
【跟踪训练】
1.已知等差数列满足,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质即可得到,解出即可.
【详解】由等差中项的性质可得,故,解得.
故选:C.
2.已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,则m为( )
A.12 B.8 C.6 D.4
【答案】B
【解析】由等差数列性质a3+a6+a10+a13=(a3+a13)+(a6+a10)=2a8+2a8=4a8=32,
∴a8=8,又d≠0,∴m=8.故选:B.
3.已知递增数列是等差数列,若,,则( )
A.2024 B.24-25 C.4048 D.4046
【答案】C
【分析】设数列的公差为d(),解法一:根据题意结合等差数列的通项公式求,即可得结果;解法二:根据等差数列的性质并以为中心求,即可得结果.
【解析】解法一:设数列的公差为d(),
因为,,
则,解得,
所以;
解法二:设数列的公差为d(),
由得,
又因为,即,解得,
所以.
故选:C.
4. 等差数列中,,,则( )
A.35 B.40 C.55 D.53
【答案】D
【分析】设公差为d,根据条件,联立求得,代入公式,即可得答案.
【详解】因为为等差数列,设公差为d,
所以,则,
又,联立解得,
所以.
故选:D
题型06 等差数列的证明
【方法点拨】证明一个数列是等差数列的方法:
(1)定义法:-=d(常数)(n){}是等差数列.
(2)递推法(等差中项法):=+(n){}是等差数列.
(3)通项公式法:=pn+q(p,q为常数,n){}是等差数列.
【例18】已知数列满足,().
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)由给定的递推公式两边减去2,再取倒数并利用等差数列定义推理得证.
(2)由(1)求出数列的通项,进而求出数列的通项.
【详解】(1)数列中,由,得,
显然,否则,矛盾,则,
所以数列是等差数列.
(2)由(1)知,等差数列的首项为,公差为,
则,整理得,
所以数列的通项公式为.
【例19】已知首项为4的数列满足.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求数列的通项公式,并求数列的最小项.
【答案】(1)证明见解析
(2);最小项为.
【分析】(1)根据题意化简得到,即,结合等差数列的定义,即可求解;
(2)由(1)求得,根据,得到数列为递增数列,即可求解.
【详解】(1)解:因为数列满足,即,
可得,
又因为,可得,
所以数列表示首项为,公差为的等差数列.
(2)解:数列表示首项为,公差为的等差数列,
可得,所以,
由
,
当时,可得,即,所以数列为递增数列,
所以当时,数列的最小项为,即数列的最小项为.
【跟踪训练】
1. 已知数列中,.
(1)求的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式.
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【分析】(1)根据数列的递推公式,利用赋值法,可求.
(2)利用等差数列的定义,证明数列是等差数列,再求数列的通项公式.
【详解】(1)因为,
所以,
(2)因为,所以,
即,
又因为,
所以数列是首项为1,公差为3的等差数列.
所以,
所以.
2.已知数列{an}满足a1=4,an=4-(n>1),记bn=.求证:数列{bn}是等差数列.
【证明】(定义法)因为bn+1===,
所以bn+1-bn=-==,为常数(n∈N*).
又b1==,
所以数列{bn}是首项为,公差为的等差数列.
(等差中项法)因为bn=,
所以bn+1===.
所以bn+2===.
所以bn+bn+2-2bn+1
=+-2×=0.
所以bn+bn+2=2bn+1(n∈N*),
所以数列{bn}是等差数列.
3.已知数列{an}满足an+1=3an+3n,且a1=1.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
【解析】(1)由an+1=3an+3n,
两边同时除以3n+1,得=+,即-=.
由等差数列的定义知,数列是以=为首项,为公差的等差数列.
(2)由(1)知=+(n-1)×=,
故an=n·3n-1,n∈N*.
4.已知数列{an}满足a1=1,且an=2an-1+2n(n≥2,且n∈N*).
(1)求a2,a3;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)求数列{an}的通项公式an.
【解析】(1)a2=2a1+22=6,a3=2a2+23=20.
(2)因为an=2an-1+2n(n≥2,且n∈N*),
所以=+1(n≥2,且n∈N*),
即-=1(n≥2,且n∈N*),
所以数列是首项为=,公差d=1的等差数列.
(3)由(2),得=+(n-1)×1=n-,
所以an=·2n.
5.数列满足,.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据等差数列的定义即可得证;
(2)根据等差数列的通项求出数列的通项,即可得解.
【详解】(1)由,可得,
数列是以为首项,2为公差的等差数列;
(2)由(1)知,.
题型07 等差数列的单调性
【方法点拨】1.单调性判断:
方法1:利用公差符号判断(最直接):①若,则数列严格递增;②若,则数列严格递减;③若,则数列为常数列(不增不减).
方法2:利用函数性质判断:等差数列通项公式是关于的一次函数(),①当时,函数单调递增,数列单调递增;②当时,函数单调递减,数列单调递减.
【例20】在数列{an}中,若an=1+2020n(n∈N*),则数列{an}是( )
A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.以上都不是
【解题思路】结合数列单调性的定义即可判断.
【解答过程】解:由题意可得,an+1﹣an=1+2020n﹣1﹣2020(n﹣1)=2020>0,
所以数列{an}是递增数列.
故选:A.
【例21】已知等差数列{an}的公差d>0,则下列四个命题:
①数列{an}是递增数列;②数列{nan}是递增数列;
③数列是递增数列;④数列{an+3nd}是递增数列;
其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题思路】对于各个选项中的数列,计算第n+1项与第n项的差,看此差的符号,再根据递增数列的定义得出结论.
【解答过程】解:∵对于公差d>0的等差数列{an},an+1﹣an=d>0,∴数列{an}是递增数列成立,是真命题.
对于数列{nan},第n+1项与第n项的差等于 (n+1)an+1﹣nan=nd+an+1,不一定是正实数,故是假命题.
对于数列,第n+1项与第n项的差等于,不一定是正实数,故是假命题.
对于数列{an+3nd},第n+1项与第n项的差等于 an+1+3(n+1)d﹣an﹣3nd=4d>0,
故数列{an+3nd}是递增数列成立,是真命题.
故选:B.
【跟踪训练】
1.在公差为d的等差数列中,“”是“是递增数列”的
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
【答案】A
【分析】利用充分条件、必要条件的定义判定
【详解】若,则,,所以,是递增数列;
若是递增数列,则,,推不出,
则“”是“是递增数列”的充分不必要条件,
故选:A.
2.若数列{an}是等差数列,则“a1<a2”是“数列{an}为递增数列”( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.不充分也不必要条件
【解题思路】根据等差数列的性质,分别证明充分性和必要性,从而得到答案.
【解答过程】解:若“a1<a2”,则公差d>0,数列{an}为递增数列,是充分条件,
若数列{an}为递增数列,则公差d>0,推出“a1<a2”,是必要条件,
故选:C.
3.已知等差数列单调递增且满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设出公差,根据单调递增,得到,结合等差数列的性质得到,变形为,解不等式求出答案.
【详解】因为为等差数列,设公差为,
因为数列单调递增,所以,
所以,
则,解得:,
故选:C
4.已知等差数列{an}单调递增且满足a1+a10=4,则a8的取值范围是( )
A.(2,4) B.(﹣∞,2) C.(2,+∞) D.(4,+∞)
【解题思路】利用a1+a10=4,可得a1=2,表示出a8,即可求a8的取值范围.
【解答过程】解:设公差为d,则
∵a1+a10=4,
∴2a1+9d=4,
∴a1=2,
∴a8=a1+7d=2d,
∵d>0,
∴a8=2d>2.
故选:C.
题型08 等差数列的最值
【方法点拨】最值求解:
1、无穷等差数列:①递增数列():有最小值,无最大值;②递减数列():有最大值,无最小值;③常数列:所有项均为最值.
2、有穷等差数列:①递增数列:最小值为,最大值为末项;②递减数列:最大值为,最小值为末项;3、非单调数列(特殊含参数数列):通过解不等式组(求最大值)或(求最小值)确定最值项的项数,再代入通项求最值.
【例22】已知等差数列{an}的首项a1=11,公差,当|an|最小时,n= .
【答案】16
【分析】根据题意求通项公式,由通项公式得的单调性,进而根据单调性判断最值.
【详解】由题意, ,
令,得,解得,
所以当时,,此时单调递减;
当时,,此时单调递增;
又,,则,
因此当最小时,,
故答案为:
【跟踪训练】
1.已知数列为等差数列,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先求得数列的公差,进而求得其通项公式,从而求得,利用二次函数的知识求得最小值.
【详解】设数列的公差为,则,
故,
故,
根据二次函数的性质可知:当或4时,取得最小值.
故答案为:
2.已知无穷等差数列的各项均为正整数,且,则的最小值是 .
【答案】8
【分析】根据给定条件,判断数列的单调性,再利用等差数列通项公式建立函数关系求解即得.
【详解】若等差数列的各项均为正整数,
则数列是严格递增数列,
于是公差,
因此为正整数,
因为关于单调递减,而,
则当时,取得最小值为.
故答案为:
3.已知数列为等差数列,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先求得数列的公差,进而求得其通项公式,从而求得,利用二次函数的知识求得最小值.
【详解】设数列的公差为,则,
故,
故,
根据二次函数的性质可知:当或4时,取得最小值.
故答案为:
题型09:等差数列的实际应用
【方法点拨】特征:以生活场景(存款利息、设备折旧、行程问题等)为背景,建立等差数列模型.
方法:1.提取关键量:确定首项(初始量)、公差(变化量);2.列通项公式:根据题意写出;
3.求解目标量:如求第项或相关衍生量.
【例23】2024年春节前夕,某商城针对顾客举办了一次“购物送春联”的促销活动,活动规则如下:将一天内购物不少于800元的顾客按购物顺序从1开始依次编号,编号能被3除余1,也能被4除余1的顾客可以获得春联1对,否则不能获得春联.若某天符合条件的顾客共有2000人,则恰好获得1对春联的人数为 .
【答案】167
【分析】将能被3除余1且被4除余1的正整数按从小到大排列所得的数列记为,依题可知是首项为0,公差为12的等差数列,根据,解不等式即可.
【详解】将能被3除余1且被4除余1的正整数按从小到大排列所得的数列记为,
则既是3的倍数,也是4的倍数,
故为12的倍数,所以是首项为0,公差为12的等差数列,
所以,
令,即,且,解得,
且,又,所以恰好获得1对春联的人数为167.
故答案为:167
【跟踪训练】
1. 2024央视春晚魔术表演的背景是约瑟夫问题,这是一个经典的数学问题,用数学语言可描述为:将数字 顺时针排列在圆周上,首先取走数字2,然后按照顺时针方向,每隔一个数字就取走一个数字,……直到圆周上只剩下一个数字,将这个数字记为 . 例如 时,操作可知 ,则 .
【答案】65
【分析】探索,,,,的关系,确定的值.
【详解】由题意,圆周上顺时针排列时,可得,就是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以 ,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以.
故答案为:
2.2024央视春晚魔术表演的背景是约瑟夫问题,这是一个经典的数学问题,用数学语言可描述为:将数字 顺时针排列在圆周上,首先取走数字2,然后按照顺时针方向,每隔一个数字就取走一个数字,……直到圆周上只剩下一个数字,将这个数字记为 . 例如 时,操作可知 ,则 .
【答案】65
【分析】探索,,,,的关系,确定的值.
【详解】由题意,圆周上顺时针排列时,可得,就是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以 ,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以,是这个数中的第个;
当圆周上顺时针排列时,第一轮操作将划去所有偶数,留下共个数,它们的第个数是,所以.
故答案为:
3.百善孝为先,孝敬父母是中华民族的传统美德.因父母年事已高,大张与小张兄弟俩约定:如果两人在同一天休息就一起回家陪伴父母,并把这一天记为“家庭日”.由于工作的特殊性,大张每工作三天休息一天,小张每周星期一与星期五休息,除此之外,他们没有其它休息日.已知2021年共有365天,2021年1月1日(星期五)是他们约定的首个“家庭日”,则2021年全年他们约定的“家庭日”是星期五的天数为 ;2021年全年他们约定的“家庭日”共有 个.
【答案】 ; .
【分析】根据等差数列的性质进行求解即可.
【详解】设大张的休息日构成的等差数列为,显然大张在2021年第天放假,
所以有,
若小张每周星期五休息,小张休息日构成等差数列为,则有,
此时两数列的公共项为:,首项为,公差为,末项为,
设共有项,所以有;
若小张每周星期一休息,小张休息日构成等差数列为,则有,
此时两数列的公共项为:,首项为,公差为,末项为,
设共有项,所以有,
所以2021年全年他们约定的“家庭日”共有天,
故答案为:;
3.元代数学家朱世杰编著的《算法启蒙》中记载了有关数列的计算问题:“今有竹七节,下两节容米四升,上两节容米二升,各节欲均容,问逐节各容几升?”其大意为:现有一根七节的竹子,最下面两节可装米四升,最上面两节可装米二升,如果竹子装米量逐节等量减少,问竹子各节各装米多少升?以此计算,这根竹子中间一节的装米量为 升.
【答案】/
【分析】根据给定条件,利用等差数列中项性质即可求解.
【详解】由题意竹子自下而上的各节装米量构成等差数列,
且只有,,,,,,共项,
因为,,
所以,又因为,解得.
故答案为:.
题型10:综合提升
【例24】已知数列满足:,.
(1)数列是否为等差数列?请说明理由;
(2)求;
(3)判断是不是数列中的项,若是数列中的项是第几项,若不是说明理由.
【答案】(1)数列是等差数列,理由见解析.
(2)
(3)是数列中的项,是第5项,理由见解析.
【分析】(1)将原等式进行变形,根据等差数列的定义判断即可.
(2)根据(1)中的数列是等差数列先求出其通项公式,进而可求得结果.
(3)若是数列中的项,则是数列中的项,然后代入数列的通项公式中求出即可.
【详解】(1)数列是等差数列,理由:
因为数列满足:,,所以.
所以,所以数列是等差数列.
(2)由(1)知数列是等差数列,首项为,公差为3,
所以,所以.
所以.
(3)若是数列中的项,则是数列中的项,
令,则,解得.
所以是数列中的第5项.
【跟踪训练】
1.已知等差数列:3,7,11,15,….
(1)求的通项公式.
(2)135,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
(3)若,是数列中的项,那么,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
【答案】(1);(2)135是数列中的项,是第34项,是数列中的项,是第项;(3)是数列中的项,是第项.
【分析】(1)由已知求得等差数列的公差为和首项,根据等差数列的通项公式可求得答案;
(2)令,,且,由此可结论;
(3)由已知得,,又由可得结论.
【详解】解:(1)设数列的公差为.依题意,有,,
∴.
(2)令,得,∴135是数列中的项,是第34项.
∵,且,
∴是数列中的项,是第项.
(3)∵,是数列中的项,∴,,
∴.
∵,∴是数列中的项,是第项.
2.已知数列{}满足,,且.
(1)若,求,,.
(2)证明:数列为等差数列;
(3)设数列的通项公式为.若数列{}为等差数列,求.
【答案】(1).
(2)证明见解析.
(3).
【分析】(1)由,并结合,,求,同理可求;
(2)由条件,结合诱导公式可得或,结合条件,证明,结合等差数列定义证明结论;
(3)由(2)知,数列是公差为等差数列,得 ,又因为,即.由数列为等差数列,则,再使用余弦的和差化积公式即可求解.
【详解】(1)依题意,当时,则,
又,故,所以.
又,所以符合题意.
同理,,
又,得或,
又,所以符合题意.
由,
因为,得,
又,所以符合题意.
(2)因为,所以,或(不合题设,舍),
所以或,
即或,
因为,
所以, ,
所以,
所以或或,
又,
所以,
则,
所以,
所以数列是公差为的等差数列.
(3)由(2)知,数列是公差为的等差数列.
所以,
又因为,
所以.
又因为数列为等差数列,
所以,
所以,
即,
又因为,
所以,即.
【点睛】关键点点睛:由 ,由诱导公式可得 ,可得或,由条件,即可得到,再利用等差数列的概念即可.
一、填空题
1.(2024上海市控江中学高二期末)在等差数列中,,公差,则_________.
【答案】15
【分析】由等差数列通项公式直接可得.
【详解】.
故答案为:15
2.(24-25宝山高级中学期中)8,2的等差中项是______
【解题思路】根据等差中项的性质即可求出.
【解答过程】解:根据等差中项的性质,可得8,2的等差中项是5,
3.(24-25复兴高级中学高二期末)在等差数列中,,则的值为______
【解析】在等差数列中,,
所以,所以,.
4.(24-25上·上海·高二校考期中)已知2,a,成等差数列,则a的值为 .
【答案】3
【分析】用等差中项的性质求出即可.
【解析】因为2,a,成等差数列,
所以,
故答案为:3
5(24-25上·上海闵行·高二校考期中)已知,,是和的等差中项,则的值等于 .
【答案】
【分析】利用等差中项的定义,建立方程,解出即可.
【解析】因为是和的等差中项,
故
则,
故答案为:
6.(24-25嘉定区第一中学校考期中)在等差数列中,,则数列的前10项的和等于 .
【答案】
【分析】联立方程求得等差数列的公差,然后代入等差数列求和公式直接求解即可.
【解析】设等差数列的公差为,由题意,解得,
所以.
7.(24-25闵行外国语中学高二期中)已知等差数列中,,则数列的通项公式是___________.
【答案】##
【分析】
设公差为d,由基本量代换列方程组,解出,即可得到通项公式.
【详解】
设等差数列的公差为d,由题意可得:,
解得:,
所以.
故答案为:.
8.若lga1、lga2、lga3是公差为1的等差数列,则 .
【解题思路】由题意得,1+lga1=lga2、1+lga2=lga3,然后结合对数的运算性质可求.
【解答过程】解:因为lga1、lga2、lga3是公差为1的等差数列,
所以1+lga1=lga2、1+lga2=lga3,
所以a2=10a1,a3=10a2=100a1,
则100.
故答案为:100.
9.在等差数列{an}中,a1+a4+a7=58,a2+a5+a8=44,则a3+a6+a9的值为_______.
【解析】设b1=a1+a4+a7=58,b2=a2+a5+a8=44,b3=a3+a6+a9.
因为{an}是等差数列,所以b1,b2,b3也是等差数列,得b1+b3=2b2,
所以b3=2b2-b1=2×44-58=30,即a3+a6+a9=30.故选:A
10.各项均为正数的等差数列{an}的满足a2=3a1,则________.
【解题思路】由题意利用等差数列的定义和性质,求得所给式子的值.
【解答过程】解:∵各项均为正数的等差数列{an}的满足a2=3a1,∴公差为d=a2﹣a1=2a1,
∴a5=a1+4d=9a1,a4=a1+3d=7a1,a3=a1+2d=5a1,
则,
故选:C.
11.(2024上海市控江中学高二期末)己知数列满足,则其通项公式________.
【答案】
【分析】
利用累加法即可求出数列的通项公式.
【详解】
因为,所以,
所以,,,…,,
把以上个式子相加,得,
即,所以.
故答案为:.
12.(24-25上海市大同中学高三月考)已知数列{an}满足a1=1,,则{an}的前20项和等于___________.
【标准答案】300
【思路指引】
由数列的通项公式可求得,推出数列的通项公式可得数列的奇数项和偶数项分别为等差数列,求解即可.
【详解详析】
因为
所以,
由题意可得,
其中,
可得,
则,
当时,也适合上式,
所以,
所以数列的奇数项和偶数项分别为等差数列,
则的前20项和为
故答案为:300.
二、选择题
13.在等差数列{an}中,a1=2,a3=8,则98是{an}的( )
A.第31项 B.第32项 C.第33项 D.第34项
【解题思路】由题意利用等差数列的定义和通项公式,得出结论.
【解答过程】解:∵在等差数列{an}中,a1=2,a3=8,
∴公差d3,an=2+(n﹣1)×3=3n﹣1,
令3n﹣1=98,求得n=33,
则98是{an}第33项,
故选:C.
14.已知数列{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,a2+a3+a4+a5+a6=25,则S7等于( )
A.5 B.15 C.30 D.35
【解题思路】由已知结合等差数列的性质可先求出a4,然后结合等差数列的求和公式可求.
【解答过程】解:因为数列{an}为等差数列,a2+a3+a4+a5+a6=5a4=25,
所以a4=5,
则S77a4=35.
故选:D.
15.(2025杨浦高级中学高二期中)已知等差数列共有10项,其中奇数项之和15,偶数项之和为30,则其公差是
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【解析】,故选C.
16.首项为﹣21的等差数列从第8项起开始为正数,则公差d的取值范围是( )
A.d>3 B.d C.3≤d D.3<d
(3)an=﹣21+(n﹣1)d.
∵从第8项起开始为正数,∴a7=﹣21+6d≤0,a8=﹣21+7d>0,解得3<d.故选:D.
三、解答题
17.等差数列中,
(1)已知,,求的值;
(2)若,,,求的值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1),,且,
(2),,,,
18.已知等差数列:3,7,11,15,….
(1)求的通项公式.
(2)135,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
(3)若,是数列中的项,那么,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
【答案】(1);
(2)135是数列中的项,是第34项,是数列中的项,是第项;
(3)是数列中的项,是第项.
【解析】(1)设数列的公差为.依题意,有,,
∴.
(2)令,得,∴135是数列中的项,是第34项.
∵,且,
∴是数列中的项,是第项.
(3)∵,是数列中的项,∴,,
∴.
∵,∴是数列中的项,是第项.
19.(24-25春•浦东新区校级期末)无穷数列{an}满足:an+1an+3an+1+an+4=0且a1≠﹣2.
(1)求证:{}为等差数列;
(2)若a2021为数列{an}中的最小项,求a1的取值范围.
【解题思路】(1)通过计算的值即可得到解答;
(2)由(1)的结论可得:,再根据的增减性可以得到结果.
【解答过程】(1)证明:由已知可得:,
∴
,
∴{}是公差为1的等差数列;
(2)解:由(1)可得,
∴an=﹣2,
结合图象易知函数在n﹣a<0,n+1﹣a>0时取到最小值,
∴由a2021为数列{an}中的最小项,有,
解得:,
∴a1的取值范围是:.
20.各项不为0的数列{an}满足(n≥2,n∈N*),且a2=﹣1.
(1)求证:数列{}为等差数列;
(2)若λ对任意n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围.
【解题思路】(1)各项不为0的数列{an}满足(n≥2,n∈N*),变为:an,两边取倒数即可证明结论》
(2)由(1)可得:an,代入λ对任意n∈N*恒成立,利用数列的单调性即可得出实数λ的取值范围.
【解答过程】(1)证明:各项不为0的数列{an}满足(n≥2,n∈N*),变为:an,
两边取倒数:可得:3,即3,
由a2=﹣1,∴3,解得a1.
∴数列{}为等差数列,公差为3,首项为﹣4.
(2)解:由(1)可得:4+3(n﹣1)=3n﹣7,
∴an,
由λ对任意n∈N*恒成立,∴λ的最小值.
令f(n)1,
n=1时,f(1)=4;n=2时,f(2);n≥3时,f(n)单调递增,n→+∞时,f(n)→1.
∴λ,
∴实数λ的取值范围是(﹣∞,].
21.(24-25上海市建平中学高二期末)无穷数列满足:且.
(1)求证:为等差数列;
(2)若为数列中的最小项,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【分析】
(1)利用递推公式证得,根据等差数列的定义即可得出结论;
(2)由于数列是以1为公差的等差数列,所以若,则数列是递增数列,所以数列无最大项,因此中无最小项,故,然后结合题意即可得到,解不等式组即可求出结果.
【详解】
(1)因为,则
所以
,
故数列是以1为公差的等差数列;
(2)若,则数列是递增数列,所以数列无最大项,因此中无最小项,故,又数列是递增数列,且为数列中的最小项,所以是数列中的最大负项,从而有,而,则,解得,
故的取值范围为.
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2026-2027学年高二数学暑假班预修提升讲义【精英班课程】
专题4.1.1 等差数列及其通项公式
知识点01 等差数列的概念
1.定义:一般地,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同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母表示().
2.定义的符号表示:(,为常数).
3.特殊说明:当时,数列为常数列(如2,2,2,…),常数列是特殊的等差数列.
【要点】
(1)忽略“从第2项起”的条件,误将“前几项差为常数”判定为等差数列,如数列1,3,5,8,前3项差为2,但第4项与第3项差为3,不是等差数列.
(2)忽略“同一个常数”的条件,如数列1,3,6,10,差分别为2,3,4,不是同一个常数,不是等差数列.
(3)符号表示中遗漏“”,忽略对所有正整数成立的要求,仅验证前几项满足差为常数不可靠.
知识点02 等差中项
1.定义:如果三个数,,成等差数列,那么叫做与的等差中项.
2.核心公式:(即).
3.延伸性质:在等差数列中,任意连续三项,,都满足,即中间项是前后两项的等差中项.
4.等差中项的两大作用:①快速判断三个数是否成等差数列;②判定一个数列是否为等差数列的辅助方法(任意连续三项满足等差中项关系).
【要点】
(1)不要混淆“等差中项”与“中间项”,认为任意三个数的中间项都是等差中项,忽略“成等差数列”的前提,如1,2,4中,2不是1与4的等差中项().
(2)利用等差中项判定数列时,仅验证部分连续三项满足,未验证对所有成立,导致判定错误.
知识点03 等差数列的通项公式
1.基本形式:(),其中为数列首项,为公差,为项数,为第项.
2.推导过程(累加法):由等差数列定义,,,…,(),将以上个式子左右两边分别相加,得,整理得.
3.推广形式:(、),即等差数列中任意两项的关系,可由基本通项公式推导(,,两式相减得).
【要点】
(1)使用推广形式时,注意与的位置.
(2)通项公式的核心逻辑:将等差数列的“等差”特征转化为“线性表达式”,是关于的一次函数(时)或常函数(时).若数列的通项公式为(、为常数),则是等差数列,且公差,首项;反之,若是等差数列,则其通项公式必为的形式(线性函数形式).
(3)通项公式的四个核心量:(首项)、(公差)、(项数)、(第项),已知其中三个量可求第四个量(“知三求一”).
推广形式的优势:无需知道首项,仅已知任意两项即可求通项或其他项,简化计算.
知识点04 等差数列的单调性与最值
1.单调性判定:由通项公式,结合一次函数性质判定:
当时,是关于的增函数,数列为严格递增等差数列;
当时,是关于的减函数,数列为严格递减等差数列;
当时,(常数),数列为常数列,不增不减.
2.最值求解(针对有穷等差数列):
递增等差数列():最小值为第1项,最大值为末项;
递减等差数列():最大值为第1项,最小值为末项;
常数列():所有项相等,任意项都是最值.
【要点】
(1)等差数列单调性的核心决定因素:公差的符号,与首项无关.
(2)无穷等差数列的最值特征:递增无穷等差数列有最小值,无最大值;递减无穷等差数列有最大值,无最小值;常数列任意项为最值.
(3)有穷等差数列最值的快速判断方法:先看公差符号确定增减性,再结合首项和末项确定最值.
(4)若等差数列满足且(),则第项是数列的最大值;
若等差数列满足且(),则第项是数列的最小值;
若等差数列的通项公式为(),则当时,数列递增,前项中最小;当时,数列递减,前项中最大.
知识点05 等差数列的简单性质
1.下标性质:在等差数列中,对任意正整数、、、,若,则;特别地,当时,(即是与的等差中项).
该性质推广到三项,即,,,,,,.
推广到一般形式,只要两边项数一样,且下标和相等即可.
2.公差计算性质:在等差数列中,公差(),可由通项公式变形推导.
3.子数列性质:若均为等差数列,且公差分别为,则数列,也为等差数列,且公差分别为..
若是等差数列,则从第项起,取间隔相等的项构成的新数列仍是等差数列,如、、、…(为常数),新数列的公差为.
题型01 等差数列的判断
【方法点拨】核心判断方法:共3种常用方法,优先选择定义法,其次为等差中项法或通项公式法.
1.定义法(最核心,适用于所有递推型题目):
2.等差中项法(适用于已知数列前几项或连续三项关系的题目):对任意,是否满足;3.通项公式法(适用于已知或可推导通项公式的题目):
①求出数列的通项公式;②判断是否为关于的一次函数(即,为常数);
【例1】下列数列中,不是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
【例2】若数列{an}的通项公式是an=2(n+1)+3,则此数列( )
A.是公差为2的等差数列 B.是公差为3的等差数列
C.是公差为5的等差数列 D.不是等差数列
【例3】若数列是等差数列,则下列数列中一定为等差数列的有________
(1) (2) (3) (4)
【跟踪训练】
1.给出下列数列:
(1)0,0,0,0,…; (2)1,11,111,1 111,…; (3)2,22,23,24,…;
(4)-5,-3,-1,1,3,…; (5)1,2,3,5,8,….
其中是等差数列的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.给出下列命题:
①数列6,4,2,0是公差为2的等差数列;
②数列是公差为的等差数列;
③等差数列的通项公式一定能写成的形式(k,b为常数);
④数列是等差数列.
其中正确命题的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③④ D.③④
3. 设甲:数列满足,乙:数列是等差数列,则甲是乙的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
题型02 等差中项的求解和应用
【方法点拨】1:判断三个数是否成等差数列
2.求等差中项或未知项:若已知和,直接用求等差中项;若已知等差中项和其中一个数,用求另一个数.
在等差数列中,已知和,用求中间项.
3.简化计算(核心技巧):在等差数列中,若下标满足(),则(即是与的等差中项),可快速计算两项之和.
【例4】已知{an}是等差数列,且a3﹣1是a2和a5的等差中项,则{an}的公差为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2
【例5】已知{an}是等差数列,且a2+1是a1和a4的等差中项,则{an}的公差为( )
A.1 B.2 C.﹣2 D.﹣1
【跟踪训练】
1. 2与8的等差中项是( )
A.﹣5 B.5 C.4 D.±4
2.方程的两根的等差中项为( )
A. B. C. D.
3.在等差数列中,,则的值为( )
A.15 B.20 C.30 D.40
4.已知数列是等差数列,是方程的两个实数根,则的值为 .
5.三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,则这三个数为________.
题型03 求等差数列的通项公式
【例6】已知等差数列的前3项分别为,,,则此数列的通项为( )
A. B. C. D.
【例7】数列3,5,7,9,…的通项公式( )
A. B. C. D.
【例8】若等差数列{an}的前三项依次是a﹣1,a+1,3,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n﹣5 B.an=2n+1 C.an=2n﹣1 D.an=2n﹣3
【例9】已知等差数列中,,公差,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【例10】在等差数列{an}中,a1+a5=8,a4=7.
(1)求数列的第10项;
(2)问112是数列{an}的第几项?
(3)在80到110之间有多少项?
【跟踪训练】
1.等差数列20,17,14,11,…中第一个负数项是( )
A.第7项 B.第8项
C.第9项 D.第10项
2.已知在等差数列{an}中,a3+a8=22,a6=7,则a5等于( )
A.15 B.22 C.7 D.29
3.判断-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项,如果是,是第几项?
4.已知数列满足:,,则等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.已知数列是等差数列,且,,则数列的通项公式 .
6.在数列中,若,则 .
7.已知数列满足:,则通项 .
题型04 等差数列基本量的求解
【方法点拨】1.明确已知量与未知量:先梳理题目中给出的条件,确定涉及的量(),明确需求解的未知量.
2.选择对应公式:根据已知条件,选择通项公式基本式或推广式.
3.列方程(组)求解:将已知量代入公式,建立关于未知量的一元一次方程(或方程组),求解即可.
【例10】等差数列中,,,则( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【例11】在等差数列中,,则( )
A.10 B.17 C.21 D.35
【例12】在等差数列中,若,,则=( )
A.20 B.25 C.30 D.33
【跟踪训练】
1.在等差数列中,若,,则公差( )
A.1 B.2 C. D.
2.在等差数列中,已知,则等于( )
A. B. C. D.
3.数列是以1为首项,2为公差的等差数列,则 .
4.已知等差数列中,,则( )
A.15 B.30 C.45 D.60
5.若等差数列的各项非零,且,则的值为 .
6.在7和21中插入3个数,使这5个数成等差数列,则这3个数为 .
题型05 利用等差数列的下标性质计算
【方法点拨】1.快速计算两项之和(已知某一项的值)
2.求解含多个项的等式问题:①根据下标关系,利用性质将等式中的多项合并或转化;②结合等差数列的其他性质(如通项公式、公差性质)求解未知量.
【例13】在等差数列中,若,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【例14】在等差数列中,,,则( )
A.39 B.76 C.78 D.117
【例15】已知数列{an},对任意的n∈N*,点Pn(n,an)都在直线y=2x+1上,则{an}为( )
A.公差为2的等差数列 B.公差为1的等差数列
C.公差为-2的等差数列 D.非等差数列
【跟踪训练】
1.已知等差数列满足,则( )
A.7 B.8 C.9 D.10
2.已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,则m为( )
A.12 B.8 C.6 D.4
3.已知递增数列是等差数列,若,,则( )
A.2024 B.24-25 C.4048 D.4046
4. 等差数列中,,,则( )
A.35 B.40 C.55 D.53
题型06 等差数列的证明
【方法点拨】证明一个数列是等差数列的方法:
(1)定义法:-=d(常数)(n){}是等差数列.
(2)递推法(等差中项法):=+(n){}是等差数列.
(3)通项公式法:=pn+q(p,q为常数,n){}是等差数列.
【例18】已知数列满足,().
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
【例19】已知首项为4的数列满足.
(1)证明:数列是等差数列.
(2)求数列的通项公式,并求数列的最小项.
【跟踪训练】
1. 已知数列中,.
(1)求的值;
(2)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式.
2.已知数列{an}满足a1=4,an=4-(n>1),记bn=.求证:数列{bn}是等差数列.
3.已知数列{an}满足an+1=3an+3n,且a1=1.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
4.已知数列{an}满足a1=1,且an=2an-1+2n(n≥2,且n∈N*).
(1)求a2,a3;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)求数列{an}的通项公式an.
5.数列满足,.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列的通项公式.
题型07 等差数列的单调性
【方法点拨】1.单调性判断:
方法1:利用公差符号判断(最直接):①若,则数列严格递增;②若,则数列严格递减;③若,则数列为常数列(不增不减).
方法2:利用函数性质判断:等差数列通项公式是关于的一次函数(),①当时,函数单调递增,数列单调递增;②当时,函数单调递减,数列单调递减.
【例20】在数列{an}中,若an=1+2020n(n∈N*),则数列{an}是( )
A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.以上都不是
【例21】已知等差数列{an}的公差d>0,则下列四个命题:
①数列{an}是递增数列;②数列{nan}是递增数列;
③数列是递增数列;④数列{an+3nd}是递增数列;
其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【跟踪训练】
1.在公差为d的等差数列中,“”是“是递增数列”的
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
2.若数列{an}是等差数列,则“a1<a2”是“数列{an}为递增数列”( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.不充分也不必要条件
3.已知等差数列单调递增且满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知等差数列{an}单调递增且满足a1+a10=4,则a8的取值范围是( )
A.(2,4) B.(﹣∞,2) C.(2,+∞) D.(4,+∞)
题型08 等差数列的最值
【方法点拨】最值求解:
1、无穷等差数列:①递增数列():有最小值,无最大值;②递减数列():有最大值,无最小值;③常数列:所有项均为最值.
2、有穷等差数列:①递增数列:最小值为,最大值为末项;②递减数列:最大值为,最小值为末项;3、非单调数列(特殊含参数数列):通过解不等式组(求最大值)或(求最小值)确定最值项的项数,再代入通项求最值.
【例22】已知等差数列{an}的首项a1=11,公差,当|an|最小时,n= .
【跟踪训练】
1.已知数列为等差数列,且,则的最小值为 .
2.已知无穷等差数列的各项均为正整数,且,则的最小值是 .
3.已知数列为等差数列,且,则的最小值为 .
题型09:等差数列的实际应用
【方法点拨】特征:以生活场景(存款利息、设备折旧、行程问题等)为背景,建立等差数列模型.
方法:1.提取关键量:确定首项(初始量)、公差(变化量);2.列通项公式:根据题意写出;
3.求解目标量:如求第项或相关衍生量.
【例23】2024年春节前夕,某商城针对顾客举办了一次“购物送春联”的促销活动,活动规则如下:将一天内购物不少于800元的顾客按购物顺序从1开始依次编号,编号能被3除余1,也能被4除余1的顾客可以获得春联1对,否则不能获得春联.若某天符合条件的顾客共有2000人,则恰好获得1对春联的人数为 .
【跟踪训练】
1. 2024央视春晚魔术表演的背景是约瑟夫问题,这是一个经典的数学问题,用数学语言可描述为:将数字 顺时针排列在圆周上,首先取走数字2,然后按照顺时针方向,每隔一个数字就取走一个数字,……直到圆周上只剩下一个数字,将这个数字记为 . 例如 时,操作可知 ,则 .
2.2024央视春晚魔术表演的背景是约瑟夫问题,这是一个经典的数学问题,用数学语言可描述为:将数字 顺时针排列在圆周上,首先取走数字2,然后按照顺时针方向,每隔一个数字就取走一个数字,……直到圆周上只剩下一个数字,将这个数字记为 . 例如 时,操作可知 ,则 .
3.百善孝为先,孝敬父母是中华民族的传统美德.因父母年事已高,大张与小张兄弟俩约定:如果两人在同一天休息就一起回家陪伴父母,并把这一天记为“家庭日”.由于工作的特殊性,大张每工作三天休息一天,小张每周星期一与星期五休息,除此之外,他们没有其它休息日.已知2021年共有365天,2021年1月1日(星期五)是他们约定的首个“家庭日”,则2021年全年他们约定的“家庭日”是星期五的天数为 ;2021年全年他们约定的“家庭日”共有 个.
3.元代数学家朱世杰编著的《算法启蒙》中记载了有关数列的计算问题:“今有竹七节,下两节容米四升,上两节容米二升,各节欲均容,问逐节各容几升?”其大意为:现有一根七节的竹子,最下面两节可装米四升,最上面两节可装米二升,如果竹子装米量逐节等量减少,问竹子各节各装米多少升?以此计算,这根竹子中间一节的装米量为 升.
题型10:综合提升
【例24】已知数列满足:,.
(1)数列是否为等差数列?请说明理由;
(2)求;
(3)判断是不是数列中的项,若是数列中的项是第几项,若不是说明理由.
【跟踪训练】
1.已知等差数列:3,7,11,15,….
(1)求的通项公式.
(2)135,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
(3)若,是数列中的项,那么,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
2.已知数列{}满足,,且.
(1)若,求,,.
(2)证明:数列为等差数列;
(3)设数列的通项公式为.若数列{}为等差数列,求.
一、填空题
1.(2024上海市控江中学高二期末)在等差数列中,,公差,则_________.
2.(24-25宝山高级中学期中)8,2的等差中项是________
3.(24-25复兴高级中学高二期末)在等差数列中,,则的值为______
4.(24-25上·上海·高二校考期中)已知2,a,成等差数列,则a的值为 .
5(24-25上·上海闵行·高二校考期中)已知,,是和的等差中项,则的值等于 .
6.(24-25嘉定区第一中学校考期中)在等差数列中,,则数列的前10项的和等于 .
7.(24-25闵行外国语中学高二期中)已知等差数列中,,则数列的通项公式是___________.
8.若lga1、lga2、lga3是公差为1的等差数列,则 .
9.在等差数列{an}中,a1+a4+a7=58,a2+a5+a8=44,则a3+a6+a9的值为_____
10.各项均为正数的等差数列{an}的满足a2=3a1,则_____
11.(2024上海市控江中学高二期末)己知数列满足,则其通项公式________.
12.(24-25上海市大同中学高三月考)已知数列{an}满足a1=1,,则{an}的前20项和等于___________.
二、选择题
13.在等差数列{an}中,a1=2,a3=8,则98是{an}的( )
A.第31项 B.第32项 C.第33项 D.第34项
14.已知数列{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,a2+a3+a4+a5+a6=25,则S7等于( )
A.5 B.15 C.30 D.35
15.(2025杨浦高级中学高二期中)已知等差数列共有10项,其中奇数项之和15,偶数项之和为30,则其公差是
A.5 B.4 C.3 D.2
16.首项为﹣21的等差数列从第8项起开始为正数,则公差d的取值范围是( )
A.d>3 B.d C.3≤d D.3<d
三、解答题
17.等差数列中,
(1)已知,,求的值;
(2)若,,,求的值.
18.已知等差数列:3,7,11,15,….
(1)求的通项公式.
(2)135,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
(3)若,是数列中的项,那么,是数列中的项吗?如果是,是第几项?
19.(24-25春•浦东新区校级期末)无穷数列{an}满足:an+1an+3an+1+an+4=0且a1≠﹣2.
(1)求证:{}为等差数列;
(2)若a2021为数列{an}中的最小项,求a1的取值范围.
20.各项不为0的数列{an}满足(n≥2,n∈N*),且a2=﹣1.
(1)求证:数列{}为等差数列;
(2)若λ对任意n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围.
21.(24-25上海市建平中学高二期末)无穷数列满足:且.
(1)求证:为等差数列;
(2)若为数列中的最小项,求的取值范围.
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