高中安全第一課教案
發(fā)表時間:2020-09-223.1等差數(shù)列(第一課時)。
3.1等差數(shù)列(第一課時)
教學(xué)目的:
1.明確等差數(shù)列的定義,掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式;2.會解決知道中的三個,求另外一個的問題教學(xué)重點(diǎn):等差數(shù)列的概念,等差數(shù)列的通項(xiàng)公式教學(xué)難點(diǎn):等差數(shù)列的性質(zhì)教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:(課件第一頁)
二、講解新課:
1.等差數(shù)列:一般地,如果一個數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的差等于同一個常數(shù),這個數(shù)列就叫做等差數(shù)列,這個常數(shù)就叫做等差數(shù)列的公差(常用字母“d”表示)。(課件第二頁)⑴.公差d一定是由后項(xiàng)減前項(xiàng)所得,而不能用前項(xiàng)減后項(xiàng)來求;⑵.對于數(shù)列{},若-=d(與n無關(guān)的數(shù)或字母),n≥2,n∈N,則此數(shù)列是等差數(shù)列,d為公差。2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:【或】
等差數(shù)列定義是由一數(shù)列相鄰兩項(xiàng)之間關(guān)系而得。若一等差數(shù)列的首項(xiàng)是,公差是d,則據(jù)其定義可得:即:即:即:……由此歸納等差數(shù)列的通項(xiàng)公式可得:(課件第二頁)第二通項(xiàng)公式(課件第二頁)三、例題講解例1⑴求等差數(shù)列8,5,2…的第20項(xiàng)(課本P111)⑵-401是不是等差數(shù)列-5,-9,-13…的項(xiàng)?如果是,是第幾項(xiàng)?例2在等差數(shù)列中,已知,,求,,例3將一個等差數(shù)列的通項(xiàng)公式輸入計(jì)算器數(shù)列中,設(shè)數(shù)列的第s項(xiàng)和第t項(xiàng)分別為和,計(jì)算的值,你能發(fā)現(xiàn)什么結(jié)論?并證明你的結(jié)論。小結(jié):①這就是第二通項(xiàng)公式的變形,②幾何特征,直線的斜率例4梯子最高一級寬33cm,最低一級寬為110cm,中間還有10級,各級的寬度成等差數(shù)列,計(jì)算中間各級的寬度。(課本P112例3)例5已知數(shù)列{}的通項(xiàng)公式,其中、是常數(shù),那么這個數(shù)列是否一定是等差數(shù)列?若是,首項(xiàng)與公差分別是什么?(課本P113例4)分析:由等差數(shù)列的定義,要判定是不是等差數(shù)列,只要看(n≥2)是不是一個與n無關(guān)的常數(shù)。注:①若p=0,則{}是公差為0的等差數(shù)列,即為常數(shù)列q,q,q,…②若p≠0,則{}是關(guān)于n的一次式,從圖象上看,表示數(shù)列的各點(diǎn)均在一次函數(shù)y=px+q的圖象上,一次項(xiàng)的系數(shù)是公差,直線在y軸上的截距為q.③數(shù)列{}為等差數(shù)列的充要條件是其通項(xiàng)=pn+q(p、q是常數(shù))。稱其為第3通項(xiàng)公式
④判斷數(shù)列是否是等差數(shù)列的方法是否滿足3個通項(xiàng)公式中的一個。例6.成等差數(shù)列的四個數(shù)的和為26,第二項(xiàng)與第三項(xiàng)之積為40,求這四個數(shù).
四、練習(xí):1.(1)求等差數(shù)列3,7,11,……的第4項(xiàng)與第10項(xiàng).(2)求等差數(shù)列10,8,6,……的第20項(xiàng).(3)100是不是等差數(shù)列2,9,16,……的項(xiàng)?如果是,是第幾項(xiàng)?如果不是,說明理由.(4)-20是不是等差數(shù)列0,-3,-7,……的項(xiàng)?如果是,是第幾項(xiàng)?如果不是,說明理由.2.在等差數(shù)列{}中,(1)已知=10,=19,求與d;五、課后作業(yè):習(xí)題3.21(2),(4)2.(2),3,4,5,6.8.9.
精選閱讀
3.3等差數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時)
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的3.3等差數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時),僅供參考,歡迎大家閱讀。
3.3等差數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時)
教學(xué)目的:
1.掌握等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式及其獲取思路.2.會用等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決一些簡單的與前n項(xiàng)和有關(guān)的問題教學(xué)重點(diǎn):等差數(shù)列n項(xiàng)和公式的理解、推導(dǎo)及應(yīng)教學(xué)難點(diǎn):靈活應(yīng)用等差數(shù)列前n項(xiàng)公式解決一些簡單的有關(guān)問題教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:
首先回憶一下前幾節(jié)課所學(xué)主要內(nèi)容:
1.等差數(shù)列的定義:-=d,(n≥2,n∈N+)2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:
(或=pn+q(p、q是常數(shù)))3.幾種計(jì)算公差d的方法:
①d=-②d=③d=
4.等差中項(xiàng):成等差數(shù)列5.等差數(shù)列的性質(zhì):m+n=p+q(m,n,p,q∈N)
6.偉大的數(shù)學(xué)家,天文學(xué)家,高斯十歲時計(jì)算1+2+…100的小故事,
小高斯的計(jì)算方法啟發(fā)我們下面要研究的求等差數(shù)列前n項(xiàng)和的一種很重要的思想方法,—“倒序相加”法。
二、講解新課:
1.數(shù)列的前n項(xiàng)和的定義:
數(shù)列中,稱為數(shù)列的前n項(xiàng)和,記為.
2.等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式1:
證明:①
②
①+②:
∵
∴由此得:1
3.等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式2:
把代入公式1即得:2
4.等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式的函數(shù)解析式特征:
公式2又可化成式子:,當(dāng)d≠0,是一個常數(shù)項(xiàng)為零的二次式。5.用方程思想理解等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式:
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式反映了等差數(shù)列的五個基本元素:a1,d,n,an,sn之間的關(guān)系,從方程的角度看,它們可以構(gòu)成兩個獨(dú)立方程(前n項(xiàng)和公式1、2是等價的),五元素中“知三求二”,解常規(guī)問題可以通過解方程或解方程組解決.三、例題講解例1某長跑運(yùn)動員7天里每天的訓(xùn)練量(單位:m)是:
7500
8000
8500
9000
9500
10000
1050
這位運(yùn)動員7天共跑了多少米?(課本P116例1)例2等差數(shù)列-10,-6,-2,2,…前多少項(xiàng)的和是54?(課本P116例2)例3求集合M={m|m=7n,n∈N*,且m<100}中元素的個數(shù),并求這些元素的和.(課本P117例3)例4.已知等差數(shù)列{}中=13且=,那么n取何值時,取最大值.解法1:設(shè)公差為d,由=得:3×13+3×2d/2=11×13+11×10d/2d=-2,=13-2(n-1),=15-2n,由即得:6.5≤n≤7.5,所以n=7時,取最大值.解法2:由解1得d=-2,又a1=13所以=-n+14n=-(n-7)+49∴當(dāng)n=7,取最大值。對等差數(shù)列前項(xiàng)和的最值問題有兩種方法:(1)利用:當(dāng)0,d0,前n項(xiàng)和有最大值??捎伞?,且≤0,求得n的值。當(dāng)0,d0,前n項(xiàng)和有最小值。可由≤0,且≥0,求得n的值。(2)利用:由利用二次函數(shù)配方法求得最值時n的值。四、練習(xí):已知一個等差數(shù)列的前10項(xiàng)的和是310,前20項(xiàng)的和是1220,求其前項(xiàng)和的公式.(課本P117例4)
五、小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容:
1.等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式1:
2.等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式2:
3.,當(dāng)d≠0,是一個常數(shù)項(xiàng)為零的二次式4.對等差數(shù)列前項(xiàng)和的最值問題有兩種方法:
(3)利用:當(dāng)0,d0,前n項(xiàng)和有最大值。可由≥0,且≤0,求得n的值。當(dāng)0,d0,前n項(xiàng)和有最小值??捎伞?,且≥0,求得n的值。(4)利用:二次函數(shù)配方法求得最值時n的值。六、作業(yè):課本P118習(xí)題3.31(2)、(4),2(2)、(4),6(2),7,8.
“等差數(shù)列”一課的
教學(xué)目標(biāo):(1)理解等差數(shù)列的概念,掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式能由a1,d,n,an“知三求一”,了解等差數(shù)列的通項(xiàng)公式的推導(dǎo)過程及思想;
(3)通過作等差數(shù)列的圖像,進(jìn)一步滲透數(shù)形結(jié)合思想、函數(shù)思想;通過等差數(shù)列的通項(xiàng)公式應(yīng)用,滲透方程思想。
教學(xué)重、難點(diǎn):等差數(shù)列的定義及等差數(shù)列的通項(xiàng)公式。
知識結(jié)構(gòu):一般數(shù)列定義通項(xiàng)公式法
遞推公式法
等差數(shù)列表示法應(yīng)用
圖示法
性質(zhì)列舉法
教學(xué)過程:
(一)創(chuàng)設(shè)情境:
1.觀察下列數(shù)列:
1,2,3,4,……;(軍訓(xùn)時某排同學(xué)報(bào)數(shù))
10000,9000,8000,7000,……;(溫州市房價平均每月每平方下跌的價位)
2,2,2,2,……;(坐38路公交車的車費(fèi))
問題:上述三個數(shù)列有什么共同特點(diǎn)?(學(xué)生會發(fā)現(xiàn)很多規(guī)律,如都是整數(shù),再舉幾個非整數(shù)等差數(shù)列例子讓學(xué)生觀察)
規(guī)律:從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的差都等于同一常數(shù)。
引出等差數(shù)列。
(二)新課講解:
1.等差數(shù)列定義:
一般地,如果一個數(shù)列從第項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差等于同一個常數(shù),那么這個數(shù)列就叫等差數(shù)列,這個常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,公差通常用字母表示。
問題:(a)能否用數(shù)學(xué)符號語言描述等差數(shù)列的定義?
用遞推公式表示為或.
(b)例1:觀察下列數(shù)列是否是等差數(shù)列:
(1)1,-1,1,-1,…
(2)1,2,4,6,8,10,…
意在強(qiáng)調(diào)定義中“同一個常數(shù)”
(c)例2:求上述三個數(shù)列的公差;公差d可取哪些值?d0,d=0,d0時,數(shù)列有什么特點(diǎn)
(d有不同的分類,如按整數(shù)分?jǐn)?shù)分類,再舉幾個等差數(shù)列的例子觀察d的分類對數(shù)列的影
響)
說明:等差數(shù)列(通常可稱為數(shù)列)的單調(diào)性:為遞增數(shù)列,為常數(shù)列,為遞減數(shù)列。
例3:求等差數(shù)列13,8,3,-2,…的第5項(xiàng)。第89項(xiàng)呢?
放手讓學(xué)生利用各種方法求a89,從中找出合適的方法,如利用不完全歸納法或累加法,然
后引出求一般等差數(shù)列的通項(xiàng)公式。
2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:已知等差數(shù)列的首項(xiàng)是,公差是,求.
(1)由遞推公式利用用不完全歸納法得出
由等差數(shù)列的定義:,,,……
∴,,,……
所以,該等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:.
(驗(yàn)證n=1時成立)。
這種由特殊到一般的推導(dǎo)方法,不能代替嚴(yán)格證明。要用數(shù)學(xué)歸納法證明的。
(2)累加法求等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
讓學(xué)生體驗(yàn)推導(dǎo)過程。(驗(yàn)證n=1時成立)
3.例題及練習(xí):
應(yīng)用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
追問:(1)-232是否為例3等差數(shù)列中的項(xiàng)?若是,是第幾項(xiàng)?
(2)此數(shù)列中有多少項(xiàng)屬于區(qū)間[-100,0]?
法一:求出a1,d,借助等差數(shù)列的通項(xiàng)公式求a20。
法二:求出d,a20=a5+15d=a12+8d
在例4基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生猜想證明
練習(xí):
梯子的最高一級寬31cm,最低一級寬119cm,中間還有3級,各級的寬度成等差數(shù)列,請計(jì)算中間各級的寬度。
觀察圖像特征。
思考:an是關(guān)于n的一次式,是數(shù)列{an}為等差數(shù)列的什么條件?
課后反思:這節(jié)課的重點(diǎn)是等差數(shù)列定義和通項(xiàng)公式概念的理解,而不是公式的應(yīng)用,有些應(yīng)試教育的味道。有時搶學(xué)生的回答,沒有真正放手讓學(xué)生的思維發(fā)展,學(xué)生活動太少,課堂氛圍不好。學(xué)生對問題的反應(yīng)出乎設(shè)計(jì)的意料時,應(yīng)該順著學(xué)生的思維發(fā)展。
等差數(shù)列
3.1等差數(shù)列(第二課時,等差數(shù)列的性質(zhì))
教學(xué)目的:
1.明確等差中項(xiàng)的概念.
2.進(jìn)一步熟練掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及推導(dǎo)公式.
教學(xué)重點(diǎn):等差數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式、性質(zhì)的理解與應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):靈活應(yīng)用等差數(shù)列的定義及性質(zhì)解決一些相關(guān)問題
一、復(fù)習(xí)引入
1.等差數(shù)列的定義;2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:(1),(2),(3)
3.有幾種方法可以計(jì)算公差d
①d=-②d=③d=
二、講解新課:
問題:如果在與中間插入一個數(shù)A,使,A,成等差數(shù)列數(shù)列,那么A應(yīng)滿足什么條件?
由定義得A-=-A,即:
反之,若,則A-=-A
由此可可得:成等差數(shù)列。
也就是說,A=是a,A,b成等差數(shù)列的充要條件
定義:若,A,成等差數(shù)列,那么A叫做與的等差中項(xiàng)。
不難發(fā)現(xiàn),在一個等差數(shù)列中,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)(有窮數(shù)列的末項(xiàng)除外)都是它的前一項(xiàng)與后一項(xiàng)的等差中項(xiàng)。
如數(shù)列:1,3,5,7,9,11,13…中
5是3和7的等差中項(xiàng),1和9的等差中項(xiàng)。
9是7和11的等差中項(xiàng),5和13的等差中項(xiàng)。
注意到,,……
由此猜測:
性質(zhì):在等差數(shù)列中,若m+n=p+q,則,
即m+n=p+q(m,n,p,q∈N)
(以上結(jié)論由學(xué)生證明)
但通常①由推不出m+n=p+q,②
特例:等差數(shù)列{an}中,與首尾“等距離”的任意兩項(xiàng)和相等.即
三、例題
例1在等差數(shù)列{}中,若+=9,=7,求,.
分析:要求一個數(shù)列的某項(xiàng),通常情況下是先求其通項(xiàng)公式,而要求通項(xiàng)公式,必須知道這個數(shù)列中的至少一項(xiàng)和公差,或者知道這個數(shù)列的任意兩項(xiàng)(知道任意兩項(xiàng)就知道公差),本題中,只已知一項(xiàng),和另一個雙項(xiàng)關(guān)系式,想到從這雙項(xiàng)關(guān)系式+=+=9入手……(答案:=2,=32)
例2等差數(shù)列{}中,++=-12,且=80.求通項(xiàng)
分析:要求通項(xiàng),仍然是先求公差和其中至少一項(xiàng)的問題。而已知兩個條件均是三項(xiàng)復(fù)合關(guān)系式,欲求某項(xiàng)必須消元(項(xiàng))或再構(gòu)造一個等式出來。
(答案:=-10+3(n-1)=3n-13或=2-3(n-1)=-3n+5)
例3在等差數(shù)列{}中,已知++++=450,求+及前9項(xiàng)和(=++++++++).
提示:由雙項(xiàng)關(guān)系式:+=2,+=2及++++=450,得5=450,易得+=2=180.
=(+)+(+)+(+)+(+)+=9=810.
例4已知a、b、c的倒數(shù)成等差數(shù)列,那么,a2(b+c),b2(c+a),c2(a+b)是否成等差數(shù)列。
分析:將a、b、c的成等差數(shù)列轉(zhuǎn)化為a+c=2b,再探索a2(b+c)+b2(c+a)=c2(a+b),即a2(b+c)+b2(c+a)-c2(a+b)=0是否成立.
例5已知兩個等差數(shù)列5,8,11,…和3,7,11…都有100項(xiàng),問它們有多少公共項(xiàng).
分析:兩個等差數(shù)列的相同的項(xiàng)按原來的前后次序組成一個等差數(shù)列,且公差為原來兩個公差的最小公倍數(shù).(答案:25個公共項(xiàng))
四、練習(xí):
1.在等差數(shù)列中,已知,,求首項(xiàng)與公差
2.在等差數(shù)列中,若求
3.在等差數(shù)列中若,,求
五、作業(yè):課本:P114習(xí)題3.27.10,11.《精析精練》P117智能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
等差數(shù)列學(xué)案
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。所以你在寫教案時要注意些什么呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“等差數(shù)列學(xué)案”,僅供參考,大家一起來看看吧。
§2等差數(shù)列?
第1課時等差數(shù)列的概念及通項(xiàng)公式
知能目標(biāo)解讀
1.通過實(shí)例,理解等差數(shù)列的概念,并會用等差數(shù)列的概念判斷一個數(shù)列是否為等差數(shù)列.
2.探索并掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式的求法.
3.體會等差數(shù)列與一次函數(shù)的關(guān)系,能用函數(shù)的觀點(diǎn)解決等差數(shù)列問題.
4.掌握等差中項(xiàng)的定義,并能運(yùn)用它們解決問題.
5.能用等差數(shù)列的知識解決一些實(shí)際應(yīng)用問題.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):等差數(shù)列的概念.
難點(diǎn):等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及其運(yùn)用.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.等差數(shù)列的定義
(1)關(guān)于等差數(shù)列定義的理解,關(guān)鍵注意以下幾個方面:
①如果一個數(shù)列,不是從第2項(xiàng)起,而是從第3項(xiàng)起或第4項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差是同一個常數(shù),那么這個數(shù)列不是等差數(shù)列.
②一個數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與其前一項(xiàng)的差盡管等于常數(shù),這個數(shù)列也不一定是等差數(shù)列,因?yàn)檫@些常數(shù)不一定相同,當(dāng)這些常數(shù)不同時,此數(shù)列不是等差數(shù)列.
③求公差時,要注意相鄰兩項(xiàng)相減的順序.d=an+1-an(n∈N+)或者d=an-an-1(n∈N+且n≥2).
(2)如何證明一個數(shù)列是等差數(shù)列?
要證明一個數(shù)列是等差數(shù)列,根據(jù)等差數(shù)列的定義,只需證明對任意正整數(shù)n,an+1-an是同
一個常數(shù)(或an-an-1(n1)是同一個常數(shù)).這里所說的常數(shù)是指一個與n無關(guān)的常數(shù).
注意:判斷一個數(shù)列是等差數(shù)列的定義式:an+1-an=d(d為常數(shù)).若證明一個數(shù)列不是等差數(shù)列,可舉一個特例進(jìn)行否定,也可以證明an+1-an或an-an-1(n1)不是常數(shù),而是一個與n有關(guān)的變數(shù)即可.
2.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
(1)通項(xiàng)公式的推導(dǎo)常用方法:
方法一(疊加法):∵{an}是等差數(shù)列,
∴an-an-1=d,an-1-an-2=d,
an-2-an-3=d,…,
a3-a2=d,a2-a1=d.
將以上各式相加得:an-a1=(n-1)d,
∴an=a1+(n-1)d.
方法二(迭代法):∵{an}是等差數(shù)列,
∴an=an-1+d=an-2+d+d=an-2+2d=an-3+3d=…=a1+(n-1)d.
即an=a1+(n-1)d.
方法三(逐差法):∵{an}是等差數(shù)列,則有
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1=a1+(n-1)d.
注意:等差數(shù)列通項(xiàng)公式的推導(dǎo)方法是以后解決數(shù)列題的常用方法,應(yīng)注意體會并應(yīng)用.
(2)通項(xiàng)公式的變形公式
在等差數(shù)列{an}中,若m,n∈N+,則an=am+(n-m)d.推導(dǎo)如下:∵對任意的m,n∈N+,在等差數(shù)列中,有
am=a1+(m-1)d①
an=a1+(n-1)d②
由②-①得an-am=(n-m)d,
∴an=am+(n-m)d.
注意:將等差數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1+(n-1)d變形整理可得an=dn+a1-d,從函數(shù)角度來看,an=dn+(a1-d)是關(guān)于n的一次函數(shù)(d≠0時)或常數(shù)函數(shù)(d=0時),其圖像是一條射線上一些間距相等的點(diǎn),其中公差d是該射線所在直線的斜率,從上面的變形公式可以知道,d=(n≠m).
(3)通項(xiàng)公式的應(yīng)用
①利用通項(xiàng)公式可以求出首項(xiàng)與公差;
②可以由首項(xiàng)與公差求出等差數(shù)列中的任意一項(xiàng);
③若某數(shù)為等差數(shù)列中的一項(xiàng),可以利用通項(xiàng)公式求出項(xiàng)數(shù).
3.從函數(shù)角度研究等差數(shù)列的性質(zhì)與圖像
由an=f(n)=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),可知其圖像是直線y=dx+(a1-d)上的一些等間隔的點(diǎn),這些點(diǎn)的橫坐標(biāo)是些正整數(shù),其中公差d是該直線的斜率,即自變量每增加1,函數(shù)值增加d.
當(dāng)d0時,{an}為遞增數(shù)列,如圖(甲)所示.
當(dāng)d0時,{an}為遞減數(shù)列,如圖(乙)所示.
當(dāng)d=0時,{an}為常數(shù)列,如圖(丙)所示.
4.等差中項(xiàng)
如果在數(shù)a與b之間插入一個數(shù)A,使a,A,b成等差數(shù)列,
那么A叫做數(shù)a與b的等差中項(xiàng).
注意:(1)等差中項(xiàng)A=a,A,b成等差數(shù)列;
(2)若a,b,c成等差數(shù)列,那么b=,2b=a+c,b-a=c-b,a-b=b-c都是等價的;
(3)用遞推關(guān)系an+1=(an+an+2)給出的數(shù)列是等差數(shù)列,an+1是它的前一項(xiàng)an與后一項(xiàng)an+2的等差中項(xiàng).
知能自主梳理
1.等差數(shù)列
一般地,如果一個數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的是,我們稱這樣的數(shù)列為等差數(shù)列.
2.等差中項(xiàng)
如果在a與b中間插入一個數(shù)A,使a,A,b成等差數(shù)列,那么A叫做.
3.等差數(shù)列的判斷方法
(1)要證明數(shù)列{an}是等差數(shù)列,只要證明:當(dāng)n≥2時,.
(2)如果an+1=對任意的正整數(shù)n都成立,那么數(shù)列{an}是.
(3)若a,A,b成等差數(shù)列,則A=.
4.等差數(shù)列的通項(xiàng)公式
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式為,它的推廣通項(xiàng)公式為.
5.等差數(shù)列的單調(diào)性
當(dāng)d0時,{an}是數(shù)列;當(dāng)d=0時,{an}是數(shù)列;當(dāng)d0時,{an}是數(shù)列.
[答案]1.差同一個常數(shù)
2.a與b的等差中項(xiàng)
3.(1)an-an-1=d(常數(shù))(2)等差數(shù)列(3)
4.an=a1+(n-1)dan=am+(n-m)d
5.遞增常遞減
思路方法技巧
命題方向等差數(shù)列的定義及應(yīng)用
[例1]判斷下列數(shù)列是否為等差數(shù)列.
(1)an=3n+2;
(2)an=n2+n.
[分析]利用等差數(shù)列定義,看an+1-an是否為常數(shù)即可.
[解析](1)an+1-an=3(n+1)+2-(3n+2)=3(n∈N+).由n的任意性知,這個數(shù)列為等差數(shù)列.
(2)an+1-an=(n+1)2+(n+1)-(n2+n)=2n+2,不是常數(shù),所以這個數(shù)列不是等差數(shù)列.
[說明]利用定義法判斷等差數(shù)列的關(guān)鍵是看an+1-an得到的結(jié)論是否是一個與n無關(guān)的常數(shù),若是,即為等差數(shù)列,若不是,則不是等差數(shù)列.至于它到底是一個什么樣的數(shù)列,這些不再是我們研究的范疇.
1n=1
變式應(yīng)用1試判斷數(shù)列{cn},cn=是否為等差數(shù)列.
?2n-5n≥2
[解析]∵c2-c1=-1-1=-2,
cn+1-cn=2(n+1)-5-2n+5=2(n≥2).
∴cn+1-cn(n≥1)不等于同一個常數(shù),不符合等差數(shù)列定義.
∴{cn}不是等差數(shù)列.
命題方向等差數(shù)列通項(xiàng)公式的應(yīng)用
[例2]已知數(shù)列{an}為等差數(shù)列,且a5=11,a8=5,求a11.
[分析]利用通項(xiàng)公式先求出a1和d,再求a11,也可以利用通項(xiàng)公式的變形形式an=am+(n-m)d求解.
[解析]解法一:設(shè)數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d,由等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及已知,得
a1+4d=11a1=19
解得.
a1+7d=5d=-2
∴a11=19+(11-1)×(-2)=-1.
解法二:∵a8=a5+(8-5)d,
∴d===-2.
∴a11=a8+(11-8)d=5+3×(-2)=-1.
[說明](1)對于解法一,根據(jù)方程的思想,應(yīng)用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式先求出a1和d,確定通項(xiàng),此法也稱為基本量法.
(2)對于解法二,根據(jù)通項(xiàng)公式的變形公式為:am=an+(m-n)d,m,n∈N+,進(jìn)一步變形為d=,應(yīng)注意掌握對它的靈活應(yīng)用.
變式應(yīng)用2已知等差數(shù)列{an}中,a10=29,a21=62,試判斷91是否為此數(shù)列中的項(xiàng).
a10=a1+9d=29
[解析]設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則有,
a21=a1+20d=62
解得a1=2,d=3.
∴an=2+(n-1)×3=3n-1.
令an=3n-1=91,得n=N+.
∴91不是此數(shù)列中的項(xiàng).
命題方向等差中項(xiàng)的應(yīng)用
[例3]已知a,b,c成等差數(shù)列,那么a2(b+c),b2(c+a),c2(a+b)是否成等差數(shù)列?
[分析]已知a,b,c成等差數(shù)列,由等差中項(xiàng)的定義,可知a+c=2b,然后要證其他三項(xiàng)a2(b+c),b2(c+a),c2(a+b)是否成等差數(shù)列,同樣考慮等差中項(xiàng).當(dāng)然需用到已知條件a+c=2b.
[解析]因?yàn)閍,b,c成等差數(shù)列,所以a+c=2b,
又a2(b+c)+c2(a+b)-2b2(c+a)
=a2c+c2a+ab(a-2b)+bc(c-2b)
=a2c+c2a-2abc=ac(a+c-2b)=0,
所以a2(b+c)+c2(a+b)=2b2(c+a),
所以a2(a+c),b2(c+a),c2(a+b)成等差數(shù)列.
[說明]本題主要考查等差中項(xiàng)的應(yīng)用,如果a,b,c成等差數(shù)列,則有a+c=2b;反之,若a+c=2b,則a,b,c成等差數(shù)列.
變式應(yīng)用3已知數(shù)列{xn}的首項(xiàng)x1=3,通項(xiàng)xn=2np+nq(n∈N+,p,q為常數(shù)),且x1、x4、x5成等差數(shù)列.求:p,q的值.
[分析]由x1、x4、x5成等差數(shù)列得出一個關(guān)于p,q的等式,結(jié)合x1=3推出2p+q=3,從而得到p,q.
[解析]由x1=3,得2p+q=3,①
又x4=24p+4q,x5=25p+5q,且x1+x5=2x4,得
3+25p+5q=25p+8q,②
由①②得q=1,∴p=1.
[說明]若三數(shù)a,b,c成等差數(shù)列,則a+c=2b,即b為a,c的等差中項(xiàng),這個結(jié)論在已知等差數(shù)列的題中經(jīng)常用到.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等差數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用
[例4]某公司經(jīng)銷一種數(shù)碼產(chǎn)品,第1年獲利200萬元,從第2年起由于市場競爭等方面的原因,利潤每年比上一年減少20萬元,按照這一規(guī)律如果公司不開發(fā)新產(chǎn)品,也不調(diào)整經(jīng)營策略,從哪一年起,該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損?
[解析]由題意可知,設(shè)第1年獲利為a1,第n年獲利為an,則an-an-1=-20,(n≥2,n∈N+),每年獲利構(gòu)成等差數(shù)列{an},且首項(xiàng)a1=200,公差d=-20,
所以an=a1+(n-1)d
=200+(n-1)×(-20)=-20n+220.
若an0,則該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損,
由an=-20n+2200,解得n11,
即從第12年起,該公司經(jīng)銷這一產(chǎn)品將虧損.
[說明]關(guān)于數(shù)列的應(yīng)用題,首先要建立數(shù)列模型將實(shí)際問題數(shù)列化.
變式應(yīng)用42012年將在倫敦舉辦奧運(yùn)會,倫敦將會有很多的體育場,為了實(shí)際效果,體育場的看臺一般呈“輻射狀”.例如,某體育場一角的看臺座位是這樣排列的:第一排有150個座位,從第二排起每一排都比前一排多20個座位,你能用an表示第n排的座位數(shù)嗎?第10排可坐多少人?
[分析]分析題意知,看臺上的每一排的座位數(shù)組成了一個等差數(shù)列.
[解析]由題意知,每排的座位數(shù)組成了一個首項(xiàng)為a1=150,公差為d=20的等差數(shù)列,
∴an=a1+(n-1)d=150+(n-1)×20=20n+130,
則a10=330,即第10排可坐330人.
名師辨誤做答
[例5]已知數(shù)列{an},a1=a2=1,an=an-1+2(n≥3).
(1)判斷數(shù)列{an}是否為等差數(shù)列?說明理由;
(2)求{an}的通項(xiàng)公式.
[誤解](1)∵an=an-1+2,
∴an-an-1=2(為常數(shù)),
∴{an}是等差數(shù)列.
(2)由上述可知,an=1+2(n-1)=2n-1.
[辨析]忽視首項(xiàng)與所有項(xiàng)之間的整體關(guān)系,而判斷特殊數(shù)列的類型是初學(xué)者易犯的錯誤.事實(shí)上,數(shù)列{an}從第2項(xiàng)起,以后各項(xiàng)組成等差數(shù)列,而{an}不是等差數(shù)列,an=f(n)應(yīng)該表示為“分段函數(shù)”型.
[正解](1)當(dāng)n≥3時,an=an-1+2,
即an-an-1=2.
當(dāng)n=2時,a2-a1=0不滿足上式.
∴{an}不是等差數(shù)列.
(2)∵a2=1,an=an-1+2(n≥3),
∴a3=a2+2=3.
∴a3-a2=2.
當(dāng)n≥3時,an-an-1=2.
∴an=a2+(n-2)d=1+2(n-2)=2n-3,
又a1=1不滿足此式.
1(n=1)
∴an=.
2n-3(n≥2)
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.(2011重慶文,1)在等差數(shù)列{an}中,a2=2,a3=4,則a10=()
A.12B.14C.16D.18
[答案]D?
[解析]該題考查等差數(shù)列的通項(xiàng)公式,由其兩項(xiàng)求公差d.
由a2=2,a3=4知d==2.?
∴a10=a2+8d=2+8×2=18.
2.已知等差數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=3-2n,則它的公差為()
A.2B.3C.-2D.-3?
[答案]C?
[解析]∵an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d),
∴公差為-2,故選C.
3.方程x2-6x+1=0的兩根的等差中項(xiàng)為()
A.1B.2C.3D.4?
[答案]C
[解析]設(shè)方程x2-6x+1=0的兩根為x1、x2,則x1+x2=6.
∴其等差中項(xiàng)為=3.
二、填空題
4.在等差數(shù)列{an}中,a2=3,a4=a2+8,則a6=.?
[答案]19?
[解析]∵a2=3,a4=a2+8,?
a1+d=3a1=-1
∴,解得.
a1+3d=a1+d+8d=4
∴a6=a1+5d=-1+20=19.
5.已知a、b、c成等差數(shù)列,那么二次函數(shù)y=ax2+2bx+c(a≠0)的圖像與x軸的交點(diǎn)有個.[答案]1或2?
[解析]∵a、b、c成等差數(shù)列,∴2b=a+c,?
又Δ=4b2-4ac=(a+c)2-4ac=(a-c)2≥0.
三、解答題
6.在等差數(shù)列{an}中,已知a5=10,a12=31,求通項(xiàng)公式an.?
a1+4d=10a1=-2
[解析]由題意得,解得.
a1+11d=31d=3
∴an=-2+(n-1)×3=3n-5.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.等差數(shù)列1,-1,-3,-5,…,-89,它的項(xiàng)數(shù)為()
A.92B.47C.46D.45?
[答案]C
[解析]∵a1=1,d=-1-1=-2,
∴an=1+(n-1)(-2)=-2n+3,
由-89=-2n+3,得n=46.
2.如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,則()
A.a1+a8a4+a5B.a1+a8=a4+a5C.a1+a8a4+a5D.a1a8=a4a5?
[答案]B?
[解析]設(shè)公差為d,則a1+a8-a4-a5=a1+a1+7d-a1-3d-a1-4d=0,
∴a1+a8=a4+a5.
3.已知數(shù)列3,9,15,…,3(2n-1),…,那么81是它的第()?
A.12項(xiàng)B.13項(xiàng)C.14項(xiàng)D.15項(xiàng)
[答案]C?
[解析]由3(2n-1)=81,解得n=14.
4.在等差數(shù)列{an}中,a2=-5,a6=a4+6,則a1等于()
A.-9B.-8C.-7D.-4
[答案]B
a1+d=-5
[解析]由題意,得,
a1+5d=a1+3d+6
解得a1=-8.
5.數(shù)列{an}中,a1=2,2an+1=2an+1,則a101的值是()
A.49B.50C.51D.52
[答案]D
[解析]由2an+1=2an+1得an+1-an=,
∴{an}是等差數(shù)列,首項(xiàng)a1=2,公差d=,
∴an=2+(n-1)=,?
∴a101==52.
6.已知a=,b=,則a,b的等差中項(xiàng)為()
A.B.C.D.
[答案]A
[解析]===.
7.設(shè)數(shù)列{an}是遞增等差數(shù)列,前三項(xiàng)和為12,前三項(xiàng)積為48,則它的首項(xiàng)為()?
A.1B.2C.4D.3
[答案]B
a1+a2+a3=12a1+a3=8
[解析]由題設(shè),,∴a2=4,∴
a1a2a3=48a1a3=12
∴a1,a3是一元二次方程x2-8x+12=0的兩根,
又a3>a1,∴a1=2.
8.{an}是首項(xiàng)為a1=4,公差d=2的等差數(shù)列,如果an=2012,則序號n等于()
A.1003B.1004C.1005D.1006
[答案]C
[解析]∵a1=4,d=2,
∴an=a1+(n-1)d=4+2(n-1)=2n+2,?
∴2n+2=2012,?
∴n=1005.
二、填空題
9.三個數(shù)lg(-),x,lg(+)成等差數(shù)列,則x=.
[答案]0
[解析]由等差中項(xiàng)的運(yùn)算式得
x===0.
10.一個等差數(shù)列的第5項(xiàng)a2=10,且a1+a2+a3=3,則a1=,d=.
[答案]-2,3
a5=a1+4d=10a1+4d=10a1=-2
[解析]由題意得,即,∴.
a1+a1+d+a1+2d=3a1+d=1d=3
11.等差數(shù)列{an}的前三項(xiàng)依次為x,2x+1,4x+2,則它的第5項(xiàng)為.
[答案]4
[解析]∵2(2x+1)=x+(4x+2),∴x=0,則a1=0,a2=1,d=a2-a1=1,∴a5=a1+4d=4.
12.在數(shù)列{an}中,a1=3,且對于任意大于1的正整數(shù)n,點(diǎn)(,)在直線x-y-=0上,則an=.?
[答案]3n2
[解析]由題意得-=,?
∴數(shù)列{}是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列,
∴=n,∴an=3n2.
三、解答題
13.在等差數(shù)列{an}中:
(1)已知a5=-1,a8=2,求a1與d;
(2)已知a1+a6=12,a4=7,求a9.?
a1+(5-1)d=-1a1=-5
[解析](1)由題意知,解得.
a1+(8-1)d=2d=1
a1+a1+(6-1)d=12a1=1
(2)由題意知,解得,
a1+(4-1)d=7,d=2
∴a9=a1+(9-1)d=1+8×2=17.
14.已知函數(shù)f(x)=,數(shù)列{xn}的通項(xiàng)由xn=f(xn-1)(n≥2,且n∈N+)確定.
(1)求證:{}是等差數(shù)列;
(2)當(dāng)x1=時,求x100.
[解析](1)xn=f(xn-1)=(n≥2,n∈N+),
所以==+,
-=(n≥2,n∈N+).
所以{}是等差數(shù)列;
(2)由(1)知{}的公差為.
又因?yàn)閤1=,即=2.
所以=2+(n-1)×,
=2+(100-1)×=35.
所以x100=.
15.已知等差數(shù)列{an}中,a5+a6+a7=15,a5a6a7=45,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[分析]顯然a6是a5和a7的等差中項(xiàng),可利用等差中項(xiàng)的定義求解a5和a7,進(jìn)而求an.[解析]設(shè)a5=a6-d,a7=a6+d,?
則由a5+a6+a7=15,得3a6=15,
∴a6=5.
a5+a7=10a5=1a5=9
由已知可得,解得或
a5a7=9a7=9a7=1
當(dāng)a5=1時,d=4,?
從而a1=-15,?an=-15+(n-1)×4=4n-19.?
當(dāng)a5=9時,d=-4,從而a1=25.
∴an=25+(n-1)×(-4)=-4n+29.
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=4n-19或an=-4n+29.
16.第一屆現(xiàn)代奧運(yùn)會于1896年在希臘雅典舉行,此后每4年舉行一次,奧運(yùn)會如因故不能舉行,屆數(shù)照算.?
(1)試寫出由舉行奧運(yùn)會的年份構(gòu)成的數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)2008年北京奧運(yùn)會是第幾屆?2050年舉行奧運(yùn)會嗎?
[解析](1)由題意知,舉行奧運(yùn)會的年份構(gòu)成的數(shù)列是一個以1896為首項(xiàng),4為公差的等差數(shù)列,這個數(shù)列的通項(xiàng)公式為
an=1896+4(n-1)=1892+4n(n∈N+).
(2)假設(shè)an=2008,由2008=1892+4n,得n=29.?
假設(shè)an=2050,2050=1892+4n無正整數(shù)解.
所以2008年北京奧運(yùn)會是第29屆,2050年不舉行奧運(yùn)會.
第2課時等差數(shù)列的性質(zhì)
知能目標(biāo)解讀
1.掌握等差數(shù)列的項(xiàng)與序號的性質(zhì).
2.理解等差數(shù)列的項(xiàng)的對稱性.
3.能夠熟練應(yīng)用等差數(shù)列的性質(zhì)解決有關(guān)實(shí)際問題.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):等差數(shù)列的性質(zhì).
難點(diǎn):應(yīng)用等差數(shù)列的性質(zhì)解決一些實(shí)際問題.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.等差數(shù)列的公差與斜率的關(guān)系
(1)一次函數(shù)f(x)=kx+b(k≠0)的圖像是一條直線,斜率k=(x1≠x2).
當(dāng)k=0時,對于常數(shù)函數(shù)f(x)=b,上式仍然成立.
(2)等差數(shù)列{an}的公差本質(zhì)上是相應(yīng)直線的斜率.
特別地,如果已知等差數(shù)列{an}的任意兩項(xiàng)an,am,由an=am+(n-m)d,類比直線方程的斜率公式得d=(m≠n).
2.等差數(shù)列的“子數(shù)列”的性質(zhì)
若數(shù)列{an}是公差為d的等差數(shù)列,則
(1){an}去掉前幾項(xiàng)后余下的項(xiàng)仍組成公差為d的等差數(shù)列;
(2)奇數(shù)項(xiàng)數(shù)列{a2n-1}是公差為2d的等差數(shù)列;偶數(shù)項(xiàng)數(shù)列{a2n}是公差為2d的等差數(shù)列;
(3)若{kn}是等差數(shù)列,則{akn}也是等差數(shù)列.
知能自主梳理
1.等差數(shù)列的項(xiàng)與序號的性質(zhì)
(1)兩項(xiàng)關(guān)系
通項(xiàng)公式的推廣:an=am+(m、n∈N+).
(2)多項(xiàng)關(guān)系
項(xiàng)的運(yùn)算性質(zhì):
若m+n=p+q(m、n、p、q∈N+),則=ap+aq.
特別地,若m+n=2p(m、n、p∈N+),則am+an=.
2.等差數(shù)列的項(xiàng)的對稱性
有窮等差數(shù)列中,與首末兩項(xiàng)“等距離”的兩項(xiàng)之和等于首末兩項(xiàng)的和(若有中間項(xiàng)則等于中間項(xiàng)的2倍),即a1+an=a2+=ak+=2a(其中n為奇數(shù)且n≥3).
3.等差數(shù)列的性質(zhì)
(1)若{an}是公差為d的等差數(shù)列,則下列數(shù)列:
①{c+an}(c為任一常數(shù))是公差為的等差數(shù)列;
②{can}(c為任一常數(shù))是公差為的等差數(shù)列;
③{ank}(k∈N+)是公差為的等差數(shù)列.
(2)若{an}、{bn}分別是公差為d1、d2的等差數(shù)列,則數(shù)列{pan+qbn}(p、q是常數(shù))是公差為的等差數(shù)列.
[答案]1.(n-m)dam+an2ap
2.an-1an-k+1
3.dcdkdpd1+qd2
思路方法技巧
命題方向運(yùn)用等差數(shù)列性質(zhì)an=am+(n-m)d(m、n∈N+)解題
[例1]若數(shù)列{an}為等差數(shù)列,ap=q,aq=p(p≠q),則ap+q為()
A.p+qB.0C.-(p+q)D.
[分析]本題可用通項(xiàng)公式求解.
利用關(guān)系式an=am+(n-m)d求解.
利用一次函數(shù)圖像求解.
[答案]B
[解析]解法一:∵ap=a1+(p-1)d,
aq=a1+(q-1)d,
a1+(p-1)d=q①
∴?
a1+(q-1)d=p②
①-②,得(p-q)d=q-p.∵p≠q,∴d=-1.
代入①,有a1+(p-1)(-1)=q,∴a1=p+q-1.
故ap+q=a1+(p+q-1)d=p+q-1+(p+q-1)(-1)=0.∴應(yīng)選B.
解法二:∵ap=aq+(p-q)d,∴q=p+(p-q)d,即q-p=(p-q)d.
∵p≠q,∴d=-1.
故ap+q=ap+[(p+q-p)]d=q+q(-1)=0.∴應(yīng)選B.
解法三:不妨設(shè)pq,由于等差數(shù)列中,an關(guān)于n的圖像是一條直線上均勻排開的一群孤立的點(diǎn),故三點(diǎn)(p,ap),(q,aq),(p+q,ap+q)共線.設(shè)ap+q=m,由已知,得三點(diǎn)(p,q),(q,p),(p+q,m)共線(如圖).
由△ABE∽△BCF,
得=.
∴=.
∴1=.
得m=0,即ap+q=0.∴應(yīng)選B.
[說明]本題采用了三種方法,第一種方法使用的是方程思想,由已知建立了兩個關(guān)于首項(xiàng)a1和公差d的等式,通過解方程組,達(dá)到解題目的.第二種方法使用的是通項(xiàng)公式的推廣形式an=am+(n-m)d.第三種方法使用的是函數(shù)的思想,通過點(diǎn)(p,ap),(q,aq),(p+q,ap+q)共線求得其解,這也是解決本類問題較簡便的方法.
變式應(yīng)用1已知{an}為等差數(shù)列,a15=8,a60=20,求a75.
[解析]解法一:∵a15=a1+14d,a60=a1+59d,
a1+14d=8?
∴,
a1+59d=20
a1=
解得
d=
∴a75=a1+74d=+74×=24.
解法二:∵a60=a15+45d,
∴45d=a60-a15=20-8=12,
∴d=.
∴a75=a60+15d=20+15×=24.
命題方向運(yùn)用等差數(shù)列性質(zhì)am+an=ap+aq(m、n、p、q∈N+,且m+n=p+q)解題
[例2]在等差數(shù)列{an}中,已知a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
[分析]要求通項(xiàng)公式,需要求出首項(xiàng)a1及公差d,由a2+a5+a8=9和a3a5a7=-21直接求解很困難,這樣促使我們轉(zhuǎn)換思路.如果考慮到等差數(shù)列的性質(zhì),注意到a2+a8=2a5=a3+a7,問題就好解了.
[解析]∵a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,
又∵a2+a8=a3+a7=2a5,
∴a3+a7=2a5=6,即a5=3.①
∴a3a7=-7,②
由①、②解得a3=-1,a7=7,或a3=7,a7=-1,
∴a3=-1,d=2或a3=7,d=-2.
由an=a3+(n-3)d,得an=2n-7或an=-2n+13.
[說明]本題利用等差數(shù)列的性質(zhì)求解,可以使計(jì)算過程變簡單,達(dá)到了事半功倍的效果.
變式應(yīng)用2在等差數(shù)列{an}中,若a3+a5+a7+a9+a11=100,則3a9-a13的值為()
A.20B.30C.40D.50
[答案]C
[解析]∵a3+a5+a7+a9+a11=100,
又∵a3+a11=a5+a9=2a7,
∴5a7=100,∴a7=20,
∴3a9-a13=3(a7+2d)-(a7+6d)
=3a7+6d-a7-6d
=2a7=40.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等差數(shù)列性質(zhì)的應(yīng)用
[例3]已知四個數(shù)成遞增等差數(shù)列,中間兩數(shù)的和為2,首末兩項(xiàng)的積為-8,求這四個數(shù).
[分析]此題常規(guī)方法是利用已知條件,先求出首項(xiàng)和公差,進(jìn)而求出這四個數(shù).其實(shí),因?yàn)檫@里成等差數(shù)列的四個數(shù)之和已知,故可設(shè)此四個數(shù)為a-3d,a-d,a+d,a+3d,這樣求解更為方便,但必須注意這時的公差應(yīng)為2d.
[解析]解法一:設(shè)這四個數(shù)為a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差為2d),
依題意,2a=2,且(a-3d)(a+3d)=-8,
∴a=1,a2-9d2=-8,
∴d2=1,
∴d=1或d=-1.
又知四個數(shù)成遞增等差數(shù)列,
∴d0,
∴d=1,故所求的四個數(shù)為-2,0,2,4.
解法二:若設(shè)這四個數(shù)為a,a+d,a+2d,a+3d(公差為d),
依題意,2a+3d=2,且a(a+3d)=-8,
把a(bǔ)=1-d代入a(a+3d)=-8,
得(1-d)(1+d)=-8,即1-d2=-8,
化簡得d2=4,∴d=2或-2.
又知四個數(shù)成遞增等差數(shù)列,∴d0,∴d=2,a=-2.
故所求的四個數(shù)為-2,0,2,4.
[說明]此題設(shè)法很重要,一般地有如下規(guī)律:(1)若所給等差數(shù)列為2n(n∈N+)項(xiàng),則可設(shè)為:a-(2n-1)d,…,a-3d,a-d,a+d,a+3d,…,a+(2n-1)d,此數(shù)列的公差為2d.(2)若所給等差數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為2n-1(n∈N+)項(xiàng),則這個數(shù)列可設(shè)為:a-(n-1)d,…,a-d,a,a+d,…,a+(n-1)d,這個數(shù)列的公差為d.
變式應(yīng)用3已知5個數(shù)成等差數(shù)列,它們的和為5,平方和為,求這5個數(shù).
[解析]設(shè)這五個數(shù)依次為a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,由題意,得
5a=5
(a-2d)2+(a-d)2+a2+(a+d)2+(a+2d)2=
a=1
解得
?d2=
a=1
∴
?d=±
故這五個數(shù)為-,,1,,或,,1,,-.
名師辨誤做答
[例4]在等差數(shù)列{an}中,已知a1=2,a2+a3=13,則a4+a5+a6=.
[誤解]39
∵a2+a3=13,∴a5=a2+a3=13,
∴a4+a5+a6=3a5=39.
[辨析]誤解過程中,a2+a3=a5是錯誤的,在運(yùn)用等數(shù)列的性質(zhì)“若m+n=p+q(m、n、p、q∈N+),則am+an=ap+aq”的過程中,一定要明確條件“m+n=p+q(m、n、p、q∈N+)”的內(nèi)在含義.
[正解]42
設(shè)公差為d,∵a2+a3=13,
∴2a1+3d=13,又a1=2,∴d=3.
∴a4+a5+a6=3a5=3(a1+4d)=42.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.已知{an}為等差數(shù)列,a2+a8=12,則a5等于()
A.4B.5C.6D.7?
[答案]C?
[解析]∵{an}為等差數(shù)列,∴a2+a8=2a5,
∴2a5=12,∴a5=6.
2.如果等差數(shù)列{an}中,a3+a4+a5=12,那么a1+a2+…+a7=()
A.14B.21C.28D.35
[答案]C?
[解析]∵a3+a4+a5=12,∴3a4=12,
∴a4=4.
∴a1+a2+…+a7=(a1+a7)+(a2+a6)+(a3+a5)+a4=7a4=28.
3.等差數(shù)列{an}中,a4+a5=15,a7=12,則a2=()?
A.3B.-3C.D.-
[答案]A
[解析]∵a4+a5=15,
∴a2+a7=a4+a5=15,
又a7=12.∴a2=3.
二、填空題
4.在等差數(shù)列{an}中,a3=7,a5=a2+6,則a6=.?
[答案]13?
[解析]設(shè)公差為d,∵a5=a2+6,∴a5-a2=3d=6,
∴a6=a3+3d=7+6=13.
5.等差數(shù)列{an}中,若a2+a4022=4,則a2012=.?
[答案]2?
[解析]∵{an}為等差數(shù)列,
∴2a2012=a2+a4022,
∴a2012===2.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.已知等差數(shù)列{an}中,a3=5,a5=9,則a7=()
A.11B.12C.13D.14?
[答案]C?
[解析]設(shè)公差為d,∵a5-a3=2d,∴2d=4,又a7=a5+2d=9+4=13.
2.在等差數(shù)列{an}中,a3+a4+a5+a6+a7=450,則a2+a8=()
A.45B.75C.180D.300
[答案]C
[解析]由a3+a7=a4+a6=2a5,得
a3+a7+a4+a6+a5=5a5=450,∴a5=90.
∴a2+a8=2a5=180.
3.下列命題中正確的是()
A.若a,b,c成等差數(shù)列,則a2,b2,c2成等差數(shù)列
B.若a,b,c成等差數(shù)列,則log2a,log2b,log2c成等差數(shù)列
C.若a,b,c成等差數(shù)列,則a+2,b+2,c+2成等差數(shù)列?
D.若a,b,c成等差數(shù)列,則2a,2b,2c成等差數(shù)列?
[答案]C?
[解析]∵a,b,c成等差數(shù)列,?
∴2b=a+c,?
∴2b+4=a+c+4,?
即2(b+2)=(a+2)+(c+2),
∴a+2,b+2,c+2成等差數(shù)列.
4.已知等差數(shù)列{an}中,a7+a9=16,a4=1,則a12等于()
A.15B.30C.31D.64
[答案]A
[解析]∵a7+a9=2a8=16,故a8=8.?
在等差數(shù)列{an}中,a4,a8,a12成等差數(shù)列,
所以a12=2a8-a4=16-1=15.
5.已知等差數(shù)列{an}滿足a1+a2+a3+…+a101=0,則有()?
A.a1+a1010B.a2+a1000?
C.a3+a100≤0D.a51=0
[答案]D?
[解析]由題設(shè)a1+a2+a3+…+a101=101a51=0,
∴a51=0.
6.等差數(shù)列{an}中,a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,則a3+a6+a9的值為()
A.30B.27C.24D.21
[答案]B?
[解析]解法一:設(shè)b1=a1+a4+a7=39,b2=a2+a5+a8=33,b3=a3+a6+a9,∵{an}成等差數(shù)列,∴b1,b2,b3成等差數(shù)列,∴a3+a6+a9=b3=b2+(b2-b1)=2b2-b1=27.
解法二:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則
a2+a5+a8=a1+a4+a7+3d,∴33=39+3d,?
∴3d=-6,∴a3+a6+a9=a2+a5+a8+3d=33-6=27.
7.設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是等差數(shù)列,且a1=25,b1=75,a2+b2=100,則a37+b37等于()
A.0B.37C.100D.-37?
[答案]C?
[解析]∵a1+b1=100,a2+b2=100,
∴(a2-a1)+(b2-b1)=0,
設(shè)等差數(shù)列{an},{bn}的公差分別為d1,d2,則d1+d2=0.
∴a37+b37=a1+36d1+b1+36d2
=a1+b1+36(d1+d2)=a1+b1=100.
8.在等差數(shù)列{an}中,若a4+a6+a8+a10+a12=120,則a9-a11的值為()
A.14B.15C.16D.17?
[答案]C?
[解析]由題意,得5a8=120,∴a8=24,
∴a9-a11=(a8+d)-(a8+3d)=a8=16.
二、填空題
9.在數(shù)列{an}中,a3,a10是方程x2-3x-5=0的兩根,若{an}是等差數(shù)列,則a5+a8=.
[答案]3?
[解析]由題意,得a3+a10=3,
∴a5+a8=a3+a10=3.
10.等差數(shù)列{an}中,a2+a3+a10+a11=36,則a6+a7=.
[答案]18
[解析]∵{an}為等差數(shù)列,
∴a2+a11=a3+a10=a6+a7,
∴a2+a3+a10+a11=2(a6+a7)=36,
∴a6+a7=18.
11.(2012洛陽模擬)已知{an}為等差數(shù)列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,則a20=.
[答案]1
[解析]∵a1+a3+a5=105,即3a3=105
∴a3=35,同理a4=33,?
∴d=a4-a3=-2
∴a20=a4+(20-4)d=1.
12.等差數(shù)列{an}中,公差為,且a1+a3+a5+…+a99=60,則a2+a4+a6+…+a100=.
[答案]85
[解析]由等差數(shù)列的定義知
a2+a4+a6+…+a100??
=a1+a3+a5+…+a99+50d
=60+25=85.
三、解答題
13.已知數(shù)列{an}中,a2+a6+a10=1,求a3+a9.?
[解析]∵a2+a10=2a6,?
∴3a6=1,a6=.?
∴a3+a9=2a6=.
14.已知等差數(shù)列{an}的公差是正數(shù),且a3a7=-12,a4+a6=-4,求{an}的通項(xiàng)公式.
[解析]∵a3+a7=a4+a6=-4,又a3a7=-12
∴a3、a7是方程x2+4x-12=0的兩根
而d0,∴a3=-6,a7=2.
a1+2d=-6
∴
a1+6d=2
故a1=-10,d=2,∴an=2n-12.
15.已知數(shù)列{an},an=2n-1,bn=a2n-1.
(1)求{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)數(shù)列{bn}是否為等差數(shù)列?說明理由.?
[解析]∵an=2n-1,bn=a2n-1,
∴b1=a1=1,b2=a3=5,b3=a5=9,
bn=a2n-1=2(2n-1)-1=4n-3.
(2)由bn=4n-3知bn-1=4(n-1)-3=4n-7.?
∵bn-bn-1=(4n-3)-(4n-7)=4,?
∴{bn}是首項(xiàng)b1=1,公差為4的等差數(shù)列.
16.有一批影碟機(jī)原銷售價為每臺800元,在甲、乙兩家家電商場均有銷售.甲商場用如下的方法促銷;買一臺單價為780元,買兩臺單價都為760元,依次類推,每多買一臺則所買各臺單價均再減少20元,但每臺最低價不能低于440元;乙商場一律都按原價的75%銷售.某單位購買一批此類影碟機(jī),問去哪家商場買花費(fèi)較少.
[解析]設(shè)單位需購買影碟機(jī)n臺,在甲商場購買每臺售價不低于440元,售價依臺數(shù)n成等差數(shù)列.設(shè)該數(shù)列為{an}.?
an=780+(n-1)(-20)=800-20n,?
解不等式an≥440即800-20n≥440,得n≥18.?
當(dāng)購買臺數(shù)小于18臺時,每臺售價為800-20n,在臺數(shù)大于等于18臺時,每臺售價為440元.
到乙商場購買,每臺售價為800×75%=600元.?
作差:(800-20n)n-600n=20n(10-n),?
當(dāng)n10時,600n(800-20n)n,?
當(dāng)n=10時,600n=(800-20n)n,?
當(dāng)10n≤18時(800-20n)n600n,?
當(dāng)n18時,440n660n.?
答:當(dāng)購買少于10臺時到乙商場花費(fèi)較少,當(dāng)購買10臺時到兩商場購買花費(fèi)相同,當(dāng)購買多于10臺時到甲商場購買花費(fèi)較少.
第3課時等差數(shù)列的前n項(xiàng)和
知能目標(biāo)解讀
1.理解并掌握等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式及其推導(dǎo)過程,能夠應(yīng)用等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決有關(guān)等差數(shù)列的實(shí)際問題.
2.體會等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式與二次函數(shù)的關(guān)系,能用二次函數(shù)的相關(guān)知識解決有關(guān)的數(shù)列問題.
3.熟練掌握等差數(shù)列的五個基本量a1,d,n,an,Sn之間的聯(lián)系,能夠由其中的任意三個求出其余的兩個.
4.進(jìn)一步熟悉由數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn求通項(xiàng)的方法.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):探索等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)方法,掌握前n項(xiàng)和公式,會用公式解決一些實(shí)際問題.體會等差數(shù)列的前n項(xiàng)和與二次函數(shù)之間的聯(lián)系.
難點(diǎn):等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)和應(yīng)用公式解題時公式的選取.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式中涉及五個量a1,d,n,an,Sn,已知其中任意三個就可以列方程組求另外兩個(簡稱“知三求二”),它是方程思想在數(shù)列中的體現(xiàn).
2.等差數(shù)列求和公式的推導(dǎo),用的是倒序相加法,要注意體會這種求和方法的適用對象和操作程序,并能用來解決與之類似的求和問題.注意公式Sn=,Sn=na1+d,Sn=nan-d之間可以相互轉(zhuǎn)化.
3.Sn是n的二次函數(shù),{an}不一定是等差數(shù)列.如果Sn=an2+bn+c,則在c=0時{an}是等差數(shù)列,在c≠0時{an}不是等差數(shù)列;反過來{an}是等差數(shù)列,Sn的表達(dá)式可以寫成Sn=an2+bn的形式,但當(dāng){an}是不為零的常數(shù)列時,Sn=na1是n的一次函數(shù).?
知能自主梳理
1.等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式
若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,首項(xiàng)為a1,公差為d,則前n項(xiàng)和Sn==.
2.等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)
(1)等差數(shù)列{an}的前k項(xiàng)和為Sk,則Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…成公差為的等差數(shù)列.
(2)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則{}也是.
[答案]1.na1+d
2.(1)k2d(2)等差數(shù)列
思路方法技巧
命題方向有關(guān)等差數(shù)列的基本量的運(yùn)算
[例1]已知等差數(shù)列{an}中,
(1)a1=,d=-,Sn=-15,求n和an;
(2)a1=1,an=-512,Sn=-1022,求公差d.
[分析]a1,d,n稱為等差數(shù)列的三個基本量,an和Sn都可以用這三個基本量表示,五個基本量a1,d,n,an,Sn中可“知三求二”.
[解析](1)∵Sn=n+(-)=-15,
整理,得n2-7n-60=0.
解之得n=12或n=-5(舍去).
∴a12=+(12-1)×(-)=-4.
(2)由Sn===-1022,
解之得n=4.
又由an=a1+(n-1)d,即-512=1+(4-1)d,
解之得d=-171.
[說明]等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式中“知三求二”的問題,一般是由通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式聯(lián)立方程(組)求解.這種方法是解決數(shù)列運(yùn)算的基本方法,在具體求解過程中應(yīng)注意已知與未知的聯(lián)系及整體代換思想的運(yùn)用.
變式應(yīng)用1在等差數(shù)列{an}中,
(1)已知a6=10,S5=5,求a8和S8;
(2)已知a3+a15=40,求S17.
[解析](1)∵a6=10,S5=5,
a1+5d=10a1=-5
∴,解得.
?5a1+10d=5d=3
∴a8=a6+2d=16,S8==44.
(2)∵a1+a17=a3+a15,
∴S17====340.
命題方向等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)
[例2]一個等差數(shù)列的前10項(xiàng)之和為100,前100項(xiàng)之和為10,求前110項(xiàng)之和.
[分析]解答本題可利用前n項(xiàng)和公式求出a1和d,即可求出S110,或利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)求解.
[解析]方法一:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,前n項(xiàng)和為Sn,則
Sn=na1+d.
10a1+d=100①
由已知得
?100a1+d=10②
①×10-②,整理得d=-,
代入①,得a1=.
∴S110=110a1+d
=110×+×(-)
=110()=-110.
故此數(shù)列的前110項(xiàng)之和為-110.
方法二:數(shù)列S10,S20-S10,S30-S20,…,S100-S90,S110-S100成等差數(shù)列,設(shè)其公差為D,前10項(xiàng)和10S10+×D=S100=10D=-22,
∴S110-S100=S10+(11-1)D=100+10×(-22)=-120.
∴S110=-120+S100=-110.
方法三:設(shè)Sn=an2+bn.
∵S10=100,S100=10,
102a+10b=100a=-
∴,.
1002a+100b=10b=
∴Sn=-n2+n.
∴S110=-×1102+×110=-110.
方法四:∵S100-S10=a11+a12+…+a100
==.
又S100-S10=10-100=-90,
∴a1+a110=-2.
∴S110==-110.
方法五:在等差數(shù)列中,因?yàn)辄c(diǎn)(n,)共線,
所以(10,),(100,),(110,)三點(diǎn)共線,
故=
即=
∴=10+×(-10)=-1
∴S110=-110.
[說明]比較上述五種解法可以看出,利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)解題,可以大大減少運(yùn)算量.
變式應(yīng)用2已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sm=70,S2m=110,則S3m=.
[答案]120
[解析]∵{an}為等差數(shù)列,
∴Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差數(shù)列,
∴2(S2m-Sm)=Sm+S3m-S2m,
即2(110-70)=70+S3m-110,
∴S3m=120.
命題方向等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值問題
[例3]已知數(shù)列{an}是等差數(shù)列,a1=50,d=-0.6.
(1)從第幾項(xiàng)開始有an0;
(2)求此數(shù)列的前n項(xiàng)和的最大值.
[分析]對于(1)實(shí)質(zhì)上是解一個不等式,但要注意n∈N+;對于(2)實(shí)際上是研究Sn隨n的變化規(guī)律,由于等差數(shù)列中Sn是關(guān)于n的二次函數(shù),所以可以用二次函數(shù)的方法處理,也可以由an的變化推測Sn的變化.
[解析](1)因?yàn)閍1=50,d=-0.6,
所以an=50-0.6(n-1)=-0.6n+50.6.
令-0.6n+50.6≤0,則n≥≈84.3.
由于n∈N+,故當(dāng)n≥85時,an0,即從第85項(xiàng)起以后各項(xiàng)均小于0.
(2)解法一:因?yàn)閐=-0.60,a1=500,
由(1)知a840,a850,所以S1S2…S84,且S84S85S86….
所以當(dāng)n=84時,Sn有最大值,即S84=50×84+×(-0.6)=2108.4.
解法二:Sn=50n+×(-0.6)=-0.3n2+50.3n=-0.3(n-)2+.當(dāng)n取接近于的自然數(shù),即n=84時,Sn達(dá)到最大值S84=2108.4.
[說明]求等差數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn的最值有兩種方法:
方法一:根據(jù)項(xiàng)的正負(fù)來定.
若a10,d0,則數(shù)列的所有正數(shù)項(xiàng)之和最大;
若a10,d0,則數(shù)列的所有負(fù)數(shù)項(xiàng)之和最小.
方法二:Sn=na1+d=n2+(a1-)n
=(n+)2-
=[n-(-)]2-(-)2.
由二次函數(shù)的最大、最小值知識及n∈N+知,當(dāng)n取最接近(-)的正整數(shù)時,Sn取到最大值(或最小值),值得注意的是最接近(-)的正整數(shù)有時有1個,有時有2個.
變式應(yīng)用3在等差數(shù)列{an}中,a1=25,S17=S9,求Sn的最大值.
[解析]解法一:利用前n項(xiàng)和公式和二次函數(shù)性質(zhì),由S17=S9得
25×17+(17-1)d=25×9+(9-1)d,解得d=-2,
∴Sn=25n+(n-1)(-2)=-(n-13)2+169,
∴由二次函數(shù)性質(zhì),當(dāng)n=13時,Sn有最大值169.
解法二:同解法一先求出d=-2.因?yàn)閍1=250,
an=25-2(n-1)≥0n≤13
由,得,
an+1=25-2n≤0n≥12
所以當(dāng)n=13時,Sn有最大值169.
解法三:同解法一先求出d=-2.由S17=S9,得a10+a11+…+a17=0,而a10+a17=a11+a16=a12+a15
=a13+a14,故a13+a14=0.因?yàn)閐=-20,a10,所以a130,a140,故n=13時,Sn有最大值169.
解法四:同解法一先求出d=-2.由d=-2,得Sn的圖像如圖所示(圖像上一些孤立點(diǎn)),由S17=S9知圖像對稱軸為n==13,所以當(dāng)n=13時,Sn取得最大值169.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等差數(shù)列前n項(xiàng)和在實(shí)際問題中的應(yīng)用
[例4]有30根水泥電線桿,要運(yùn)往1000m遠(yuǎn)的地方開始安裝,在1000m處放一根,以后每隔50m放一根,一輛汽車每次只能運(yùn)三根,如果用一輛汽車完成這項(xiàng)任務(wù),這輛汽車的行程共多少?
[分析]這是一道等差數(shù)列求和的應(yīng)用題.對于應(yīng)用題首先是根據(jù)問題給出的已知條件建立數(shù)學(xué)模型,然后解此數(shù)學(xué)問題,最后再回到應(yīng)用問題作出結(jié)論.
[解析]解法1:如圖所示示意圖,假定30根水泥電線桿存放M處.
a1=|MA|=1000(m),a2=|MB|=1050(m),
a3=|MC|=1100(m),a6=a3+50×3=1250(m),
…
a30=a3+150×9(m).
由于一輛汽車每次只能裝3根,故每運(yùn)一次只能到a3,a6,a9,…,a30這些地方,這樣組成公差為150m,首項(xiàng)為1100的等差數(shù)列,令汽車行程為S,則有
S=2(a3+a6+…+a30)
=2(a3+a3+150×1+…+a3+150×9)
=2(10a3+150××9)=2(11000+6750)
=35.5(km).
答:這輛汽車行程共有35.5km.
解法2(略解):根據(jù)題設(shè)和汽車需運(yùn)送十次,可得一等差數(shù)列{an},其a1=100,d=150,n=10,則S10=10a1+d=7750(m).
所以總共行程為7750×2+1000×20=35.5(km).
解法3(略解):根據(jù)題意和汽車每次走的路程可構(gòu)成一個等差數(shù)列,其中
a1=(1000+50×2)×2=2200,a2=(1000+50×5)×2=2500,
…
d=150×2=300,項(xiàng)數(shù)共有10項(xiàng),
∴Sn=10a1+d
=10×2200+5×9×300=35.5(km).
[說明]有關(guān)數(shù)列的應(yīng)用問題,應(yīng)首先通過對實(shí)際問題的研究,建立數(shù)列的數(shù)學(xué)模型,最后求出符合實(shí)際的答案,一般求解步驟如下:
(1)問題中所涉及的數(shù)列{an}有何特征;
(2)是求數(shù)列的通項(xiàng)還是求數(shù)列的前n項(xiàng)和;
(3)列出等式(或方程)求解;
(4)得到問題的答案.
變式應(yīng)用4為了參加5000m長跑比賽,李強(qiáng)給自己制定了10天的訓(xùn)練計(jì)劃:第1天跑5000m,以后每天比前一天多跑400m,李強(qiáng)10天一共要跑多少路程?
[解析]將李強(qiáng)每一天跑的路程記為數(shù)列{an},
則a1=5000m,公差d=400m.
∴S10=10a1+×d
=10×5000+45×400=68000(m)
故李強(qiáng)10天一共要跑的路程為68000m.
名師辨誤做答
[例5]已知兩個等差數(shù)列{an}、{bn}的前n項(xiàng)和分別為Sn、Tn,且=(n∈N+),求.
[誤解]由=,
設(shè)Sn=(7n+1)k,Tn=(4n+27)k,k≠0.
則a11=S11-S10=(7×11+1)k-(7×10+1)k=7k,
b11=T11-T10=(4×11+27)k-(4×10+27)k=4k.
∴==.
[辨析]錯誤的原因是“設(shè)Sn=(7n+1)k,Tn=(4n+27)k,k≠0”.這種設(shè)法雖然可以使=成立,但是相對于變量n來說,k是常數(shù),故Sn=(7n+1)k,Tn=(4n+27)k是n的一次函數(shù),與公差不為零的等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為n的二次函數(shù)不符合.
[正解]由于等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=an2+bn=an(n+),
設(shè)Sn=(7n+1)kn,Tn=(4n+27)kn,
∴a11=S11-S10=(7×11+1)11k-(7×10+1)10k=148k,
b11=T11-T10=(4×11+27)11k-(4×10+27)10k=111k.
∴==.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.在等差數(shù)列{an}中,已知a2=2,a8=10,則前9項(xiàng)和S9=()?
A.45B.52C.108D.54?
[答案]D?
[解析]∵{an}是等差數(shù)列,
∴a2+a8=a1+a9=2+10=12,?
∴S9===54.
2.數(shù)列{an}是等差數(shù)列,a1+a2+a3=-24,a18+a19+a20=78,則此數(shù)列的前20項(xiàng)和等于()
A.160B.180C.200D.220?
[答案]B?
[解析]∵{an}是等差數(shù)列,?
∴a1+a20=a2+a19=a3+a18,
又a1+a2+a3=-24,a18+a19+a20=78,
∴a1+a20+a2+a19+a3+a18=54.?
∴3(a1+a20)=54,?
∴a1+a20=18.?
∴S20==180.
3.記等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn.若a1=,S4=20,則S6=()
A.16B.24C.36D.48
[答案]D
[解析]設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,?
∵a1=,S4=4×+d=2+6d=20,?
∴d=3,故S6=6×+×3=48,故選D.
二、填空題
4.等差數(shù)列{an}中,a1=1,a3+a5=14,其前n項(xiàng)和Sn=100,則n=.?
[答案]10?
[解析]設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,?
a1+2d+a1+4d=14
由題意,得,解得d=2.
a1=1
又Sn=na1+×d,
∴100=n+×2
解得n=10.
5.等差數(shù)列{an}中,S11=2013,則a6=.?
[答案]183?
[解析]∴S11===11a6=2013,
∴a6=183.
三、解答題
6.在等差數(shù)列{an}中:已知S7=42,Sn=510,an-3=45,求n.
[解析]S7==7a4=42,∴a4=6.
∴Sn====510.?
∴n=20.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.已知等差數(shù)列{an}滿足a2+a4=4,a3+a5=10,則它的前10項(xiàng)和S10=()?
A.138B.135C.95D.23?
[答案]C?
[解析]設(shè)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公差為d.?
a2+a4=4①
則
a3+a5=10②
②-①得2d=6,∴d=3.?
a2+a4=a1+d+a1+3d=2a1+4d=2a1+4×3=4,
∴a1=-4,?
S10=10×(-4)+×3=-40+135=95.
故選C.
2.在等差數(shù)列{an}中,a2+4a7+a12=100,則2a3+a15等于()
A.20B.100C.25D.50?
[答案]D?
[解析]∵a2+a12=2a7,?
∴6a7=100,∴3a7=50.?
又2a3+a15=2(a7-4d)+a7+8d
=3a7=50,故選D.
3.已知一個等差數(shù)列的前四項(xiàng)之和為21,末四項(xiàng)之和為67,前n項(xiàng)和為286,則項(xiàng)數(shù)n為
()?
A.24B.26C.25D.28
[答案]B
[解析]設(shè)該等差數(shù)列為{an},?
由題意,得a1+a2+a3+a4=21,
an+an-1+an-2+an-3=67,
又∵a1+an=a2+an-1=a3+an-2=a4+an-3,?
∴4(a1+an)=21+67=88,?
∴a1+an=22.?
∴Sn==11n=286,
∴n=26.
4.(2011江西文,5)設(shè){an}為等差數(shù)列,公差d=-2,Sn為其前n項(xiàng)和,若S10=S11,則a1=()
A.18B.20C.22D.24?
[答案]B
[解析]本題主要考查等差數(shù)列的基本性質(zhì)以及等差數(shù)列通項(xiàng)公式.?
S11-S10=a11=0,a11=a1+10d=a1+10×(-2)=0,所以a1=20.
5.已知等差數(shù)列{an}中,a4=9,a7=3,則數(shù)列{an}前n項(xiàng)和的最大值為()?
A.8B.24C.45D.64?
[答案]D?
[解析]設(shè)等差數(shù)列的公差為d,?
則a7-a4=3d,?
∴3d=-6,d=-2.?
∴a1=a4-3d=9+6=15,?
∴Sn=15n+×(-2)?
=-n2+16n
=-(n-8)2+64,?
∴當(dāng)n=8時,Sn取最大值64.
6.已知某等差數(shù)列共有10項(xiàng),其奇數(shù)項(xiàng)之和為15,偶數(shù)項(xiàng)之和為30,則其公差為()
A.2B.3C.4D.5
[答案]B
[解析]∵S奇=a1+a3+a5+a7+a9=15,
S偶=a2+a4+a6+a8+a10=30,
∴S偶-S奇=5d=15,∴d=3.
7.等差數(shù)列{an}的公差為d,前n項(xiàng)和為Sn,當(dāng)首項(xiàng)a1和d變化時,a2+a8+a11是一個定值,則下列各數(shù)中也為定值的是()
A.S7B.S8C.S13D.S15
[答案]C
[解析]由已知a2+a8+a11=3a1+18d=3(a1+6d)=3a7為定值,則S13==13a7也為定值,故選C.
8.等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知am-1+am+1-am2=0,S2m-1=38,則m=()?
A.38B.20C.10D.9
[答案]C?
[解析]由等差數(shù)列的性質(zhì),得
am-1+am+1=2am,
∴2am=am2,由題意,得am≠0,∴am=2.
又S2m-1===2(2m-1)=38,
∴m=10.
二、填空題
9.在等差數(shù)列{an}中,a1>0,d=,an=3,Sn=,則a1=,n=.
[答案]23
3=a1+(n-1)×
[解析]由題意,得
=na1+n×(n-1)×
a1=2
解得.
n=3
10.(2011廣東理,11)等差數(shù)列{an}前9項(xiàng)的和等于前4項(xiàng)的和.若a1=1,ak+a4=0,則k=.
[答案]10
[解析]本題考查等差數(shù)列通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及基本運(yùn)算能力.
設(shè)等差數(shù)列公差為d,則an=1+(n-1)d,?
∵S4=S9,∴a5+a6+a7+a8+a9=0,
∴a7=0,∴1+6d=0,d=-.?
又a4=1+3×(-)=,ak=1+(k-1)d,?
∴+1+(k-1)d=0,d=-代入,得k=10.
11.數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n-2n2(n∈N+),則an=,此時Sn與nan的大小關(guān)系是.
[答案]-4n+5Sn≥nan
[解析]n=1時,S1=a1=1;?
n≥2時,an=Sn-Sn-1=-4n+5
n=1時,也適合上式,故an=-4n+5.?
Sn-nan=3n-2n2-n(-4n+5)?
=2n2-2n=2n(n-1)≥0,?
故Sn≥nan.
12.設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若a4=1,S5=10,當(dāng)Sn取最大值時,n的值為.?
[答案]4或5
[解析]由a4=a1+3d=1,S5=5a1+10d=10,得
a1=4,d=-1,?
Sn=4n-=?
=-.?
(n-)2+,?
又∵n∈N+,∴當(dāng)n=4或n=5時,Sn最大.
三、解答題
13.設(shè){an}是等差數(shù)列,前n項(xiàng)和記為Sn,已知a10=30,a20=50.
(1)求通項(xiàng)an;?
(2)若Sn=242,求n.?
[解析](1)由an=a1+(n-1)d,a10=30,a20=50,得方程組
a1+9d=30
,解得a1=12,d=2,
a1+19d=50
∴an=2n+10.
(2)由Sn=na1+d,Sn=242,得方程12n+×2=242,
解得n=11或n=-22(舍去).∴n=11.
14.設(shè)Sn是等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,已知S6=36,Sn=324,若Sn-6=144(n6),求數(shù)列的項(xiàng)數(shù)n.
[解析]由題意可知
a1+a2+…+a6=36,①
an+an-1+…+an-5=324-144,②
由①+②,得
(a1+an)+(a2+an-1)+…+(a6+an-5)=216,
∴6(a1+an)=216,∴a1+an=36.
∴Sn==18n=324,∴n=18.
15.甲、乙兩物體分別從相距70m的兩處同時相向運(yùn)動.甲第1分鐘走2m,以后每分鐘比前1分鐘多走1m,乙每分鐘走5m.?
(1)甲、乙開始運(yùn)動后幾分鐘第一次相遇??
(2)如果甲、乙到達(dá)對方起點(diǎn)后立即折返,甲繼續(xù)每分鐘比前1分鐘多走1m,乙繼續(xù)每分鐘走5m,那么開始運(yùn)動后幾分鐘第二次相遇?
[解析](1)設(shè)n分鐘后第一次相遇,依題意得
2n++5n=70,
整理得n2+13n-140=0,解得n=7,n=-20(舍去).?
甲、乙第一次相遇是在開始運(yùn)動后7分鐘.?
(2)設(shè)n分鐘后第二次相遇,依題意,得
2n++5n=3×70,
整理得n2+13n-6×70=0,
解得n=15,n=-28(舍去).?
甲、乙第二次相遇是在開始運(yùn)動后15分鐘.
16.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a3=12,S120,S130.
(1)求公差d的取值范圍;?
(2)指出S1,S2,…,S12中哪一個值最大,并說明理由.
[解析](1)設(shè){an}的首項(xiàng)為a,由已知有
a+2d=12
12a+d0,
13a+d0
24+7d0
將a=12-2d代入兩個不等式,消去a得-d-3.
12+4d0
?S12012a+d0
(2)解法一:由
S13013a+d0
a+d0a+d0
.
a+6d0a70
因?yàn)閐0,a6=a+5da+d0,可知a1a2…a60a7…,所以S1,S2,…,S12中最大的是S6.
[另法:S12=6(a6+a7)0,S13=13a70,得a6+a70,a70.所以a6-a70.所以S6最大.]
解法二:Sn=na+d=n(12-2d)+n(n-1)d=n2+n,二次函數(shù)y=x2+x的對稱軸方程為x=-=-,由于-d-3,有6-6.5,所以當(dāng)n=6時,S6最大.
第4課時等差數(shù)列的綜合應(yīng)用
知能目標(biāo)解讀
1.進(jìn)一步了解等差數(shù)列的定義,通項(xiàng)公式以及前n項(xiàng)和公式.
2.理解等差數(shù)列的性質(zhì),等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的性質(zhì)應(yīng)用.
3.掌握等差數(shù)列的前n項(xiàng)和之比問題,以及實(shí)際應(yīng)用.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):熟練應(yīng)用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式解決一些應(yīng)用問題.
難點(diǎn):會求與等差數(shù)列有關(guān)的一些簡單最值問題.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
an與Sn的關(guān)系
如果已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn的公式,那么這個數(shù)列也隨之確定:a1=S1,a2=S2-S1,a3=S3-S2,…,其通項(xiàng)公式如下:
S1(n=1)
an=,利用這一公式應(yīng)當(dāng)注意:
Sn-Sn-1(n≥2)
檢驗(yàn)n=1時,a1=S1是否符合an=Sn-Sn-1(n≥2)的形式.如果符合,則可將a1=S1合并到an=Sn-Sn-1(n≥2)中;如果不符合,則必須采用分段函數(shù)的形式來表示,不能直接用an=Sn-Sn-1.
注意:
已知數(shù)列的前n項(xiàng)和公式,求數(shù)列的通項(xiàng)公式,其方法是an=Sn-Sn-1(n≥2),這里常常因?yàn)楹雎粤藯l件n≥2而出錯.即由an=Sn-Sn-1求得an時的n是從2開始的自然數(shù),否則會出現(xiàn)當(dāng)n=1時,Sn-1=S0,而與前n項(xiàng)和的定義矛盾.可見由此求得的an不一定就是它的通項(xiàng)公式,必須驗(yàn)證n=1時是否也成立.
知能自主梳理
1.等差數(shù)列前n項(xiàng)和的二次函數(shù)形式
等差數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=na1+d可以改寫成:Sn=n2+(a1-)n.當(dāng)d≠0時,Sn是關(guān)于n的函數(shù),所以可借助函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)來處理等差數(shù)列前n項(xiàng)和Sn的有關(guān)問題.
2.等差數(shù)列前n項(xiàng)和的最值
在等差數(shù)列{an}中,a10,d0.則Sn存在最值;a10,d0,則Sn存在最值.
3.等差數(shù)列奇數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)的性質(zhì)
(1)若項(xiàng)數(shù)為2n,則
S偶-S奇=,=.
(2)若項(xiàng)數(shù)為2n-1,則
S奇-S偶=,=.
[答案]1.二次二次
2.大小
3.(1)nd(2)an
思路方法技巧
命題方向已知Sn求an
[例1]已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=-n2+n,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an.
S1(n=1)
[分析]利用an與Sn的關(guān)系an=,求解.
Sn-Sn-1(n≥2)
[解析]當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1
=(-n2+n)-[-(n-1)2+(n-1)]
=-3n+104.
當(dāng)n=1時,a1=S1=-+=101滿足上式,
∴an=-3n+104(n∈N+).
[說明]由Sn求通項(xiàng)公式an時,要分n=1和n≥2兩種情況,然后驗(yàn)證兩種情況可否用統(tǒng)一解析式表示,若不能,則用分段函數(shù)的形式表示.
變式應(yīng)用1Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,根據(jù)條件求an.
(1)Sn=2n2+3n+2;
(2)Sn=3n-1.
[解析](1)當(dāng)n=1時,a1=S1=7,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(2n2+3n+2)-[2(n-1)2+3(n-1)+2]=4n+1,又a1=7不適合上式,
7(n=1)
∴an=.
4n+1(n≥2)
(2)當(dāng)n=1時,a1=S1=2,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(3n-1)-(3n-1-1)
=2×3n-1,顯然a1適合上式,
∴an=2×3n-1(n∈N+).
命題方向求數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和
[例2]已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=12n-n2,求數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和Tn.
[分析]由Sn=12n-n2知Sn是關(guān)于n的無常數(shù)項(xiàng)的二次函數(shù)且n∈N+,可知{an}是等差數(shù)列,可求出an,然后再判斷哪些項(xiàng)為正,哪些項(xiàng)為負(fù),最后求出Tn.
[解析]當(dāng)n=1時,a1=S1=12-12=11.
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(12n-n2)-[12(n-1)-(n-1)2]=13-2n.
又n=1時適合上式,
∴{an}的通項(xiàng)公式為an=13-2n.
由an=13-2n≥0得n≤,
即當(dāng)1≤n≤6(n∈N+)時,an0,當(dāng)n≥7時,an0.
①當(dāng)1≤n≤6(n∈N+)時,
Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an
=12n-n2.
②當(dāng)n≥7(n∈N+)時,
Tn=|a1|+|a2|+…|an|=(a1+a2+…+a6)-(a7+a8+…+an)=S6-(Sn-S6)=2S6-Sn
=2(12×6-62)-[11n+×(-2)]=n2-12n+72.
12n-n2(1≤n≤6,n∈N+)
∴Tn=.
?n2-12n+72(n≥7,n∈N+)
[說明]對于帶絕對值符號的數(shù)列求和問題,應(yīng)先弄清n取什么值時,an0或an0,然后求解.本題的易錯點(diǎn)是:(1)對n在什么范圍內(nèi)取值時,an0或an0的討論.(2)在求Tn時需對n的范圍進(jìn)行分類討論,不能忽略了當(dāng)1≤n≤6時的情況.
變式應(yīng)用2等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=-5n2+20n,求數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和Sn.
[解析]設(shè)首項(xiàng)為a1,公差為d,則a1=S1=15,
S2=-5×4+40=20.
∴a2=S2-a1=5,
∴d=a2-a1=-10.
∴an=-10n+25.
由an≥0,即-10n+25≥0,得n≤2.5,
又∵n∈N+,∴a1,a2為正,a3,a4,…為負(fù),
∴當(dāng)n≤2時,|an|=an,Sn=-5n2+20n;
當(dāng)n2時,|an|=-an,
∴Sn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2-a3-a4-…-an=-(a1+a2+…+an)+2(a1+a2)=-Sn+2S2=5n2-20n+40.
-5n2+20n(n≤2)
∴Sn=.
5n2-20n+40(n2)
命題方向等差數(shù)列前n項(xiàng)和性質(zhì)
[例3]項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)的等差數(shù)列,奇數(shù)項(xiàng)之和為44,偶數(shù)項(xiàng)之和為33,求這個數(shù)列的中間項(xiàng)及項(xiàng)數(shù).
[分析]設(shè)項(xiàng)數(shù)為2n-1,則奇數(shù)項(xiàng)有n項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)為n-1項(xiàng),由奇數(shù)項(xiàng)之和與偶數(shù)項(xiàng)之和的關(guān)系,列式求解.
[解析]設(shè)等差數(shù)列共2n-1項(xiàng),則奇數(shù)項(xiàng)有n項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)有n-1項(xiàng),中間項(xiàng)是第n項(xiàng),記為an,設(shè)公差為d,
S奇=a1+a3+a5+…+a2n-1=44
則
S偶=a2+a4+a6+…+a2n-2=33
∴S奇-S偶=nan-(n-1)an=an=11
即中間項(xiàng)an=11.
又S2n-1=S奇+S偶=77.
∴==77
∴(2n-1)×11=77,∴2n-1=7.
即數(shù)列的中間項(xiàng)為11,這個數(shù)列共7項(xiàng).
[說明]等差數(shù)列{an}中,公差為d:
①若共有2n項(xiàng),則S2n=n(an+an+1);
S偶-S奇=nd;S偶:S奇=an+1:an.
②若共有2n-1項(xiàng),則S2n-1=(2n-1)an;
S奇-S偶=an;S偶:S奇=(n-1):n.
變式應(yīng)用3在等差數(shù)列{an}中,前12項(xiàng)和為354,前12項(xiàng)中奇數(shù)項(xiàng)的和與偶數(shù)項(xiàng)的和之比為27:32,求公差d.
[解析]解法一:設(shè)這個數(shù)列的首項(xiàng)為a1,公差為d,則12a1+d=354.
=d=5.
S奇+S偶=354,S偶=192,
解法二:
=S奇=162.
又S偶-S奇=6d,∴d=5.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等差數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用
[例4]從5月1日開始,有一新款服裝投入某商場銷售,5月1日該款服裝銷售出10件,第二天銷售出25件,第三天銷售出40件,以后,每天售出的件數(shù)分別遞增15件,直到5月13日銷售量達(dá)到最大,然后,每天銷售的件數(shù)分別遞減10件.
(1)記該款服裝五月份日銷售量與銷售天數(shù)n的關(guān)系為an,求an;
(2)求五月份的總銷售量;
(3)按規(guī)律,當(dāng)該商場銷售此服裝超過1300件時,社會上就流行,而日銷售量連續(xù)下降,且日銷售量低于100件時,則流行消失,問:該款服裝在社會上流行是否超過10天?說明理由.
[分析]由題意可知:從5月1日到5月13日,服裝日銷售量成遞增的等差數(shù)列;從5月14日到5月31日,服裝日銷售量成遞減的等差數(shù)列.解答本題可先確定an與n的關(guān)系,然后用等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決問題.
[解析](1)依題意,數(shù)列a1,a2,…,a13是首項(xiàng)為10,公差為15的等差數(shù)列.
∴an=15n-5(1≤n≤13),
a14,a15,a16,…,a31是首項(xiàng)為a14=a13-10=180,公差為-10的等差數(shù)列.
∴an=180+(n-14)(-10)=-10n+320(14≤n≤31),
15n-5(1≤n≤13,n∈N+)
∴an=.
-10n+320(14≤n≤31,n∈N+)
(2)五月份的總銷售量為+17×180+=3000(件).
(3)5月1日至5月13日銷售總數(shù)為==12001300.
∴5月13日前還沒有流行,由-10n+320100得n22,
∴第22天流行結(jié)束,故該服裝在社會流行沒有超過10天.
[說明]數(shù)列應(yīng)用題的解法一般是根據(jù)題設(shè)條件,建立目標(biāo)函數(shù)關(guān)系(即等差數(shù)列模型),然后確定公差、首項(xiàng)、項(xiàng)數(shù)是什么,分清an與Sn,然后選用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蠼猓詈蠡貧w實(shí)際.
變式應(yīng)用4某單位用分期付款的方式為職工購買40套住房,共需1150萬元,購買當(dāng)天先付150萬元,以后每月這一天都交付50萬元,并加付欠款利息,月利率為1%,若交付150萬元后的第一個月開始算分期付款的第一個月,問分期付款的第10個月應(yīng)付多少錢?全部付清后,買這40套住房實(shí)際花了多少錢?
[解析]因購房時付150萬元,則欠款1000萬元,依題意分20次付款,則每次付款的數(shù)額順次構(gòu)成數(shù)列{an}.
則a1=50+1000×1%=60,
a2=50+(1000-50)×1%=59.5,
a3=50+(1000-50×2)×1%=59,
a4=50+(1000-50×3)×1%=58.5,
∴an=50+[1000-50(n-1)]×1%
=60-(n-1)(1≤n≤20,n∈N).
∴{an}是以60為首項(xiàng),-為公差的等差數(shù)列,
∴a10=60-9×=55.5,
a20=60-19×=50.5.
∴S20=×(a1+a20)×20
=10×(60+50.5)=1105.
∴實(shí)際共付1105+150=1255萬元.
名師辨誤做答
[例5]已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足關(guān)系式lg(Sn+1)=n+1(n=1,2,…),試求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[誤解]由lg(Sn+1)=n+1得Sn=10n+1-1.
∴an=Sn-Sn-1=(10n+1-1)-(10n-1)=910n.
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=910n.
S1,n=1
[辨析]上面解法在運(yùn)用公式an=時漏掉了n=1時的情況,實(shí)際上當(dāng)n=1時,
Sn-Sn-1,n≥2
a1=S1=102-1=99,不適合通項(xiàng)公式an=910n,故應(yīng)分情況討論.
[正解]由lg(Sn+1)=n+1得Sn=10n+1-1,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(10n+1-1)-(10n-1)=910n,
當(dāng)n=1時,a1=S1=102-1=99不滿足上式,
99(n=1)?
∴an=.
910n(n≥2)
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.已知等差數(shù)列{an}中,前15項(xiàng)之和為S15=90,則a8等于()
A.6B.C.12D.
[答案]A
[解析]∵S15=a1+a2+…a15=15a8=90,
∴a8=6.
2.若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2,則()?
A.an=2n-1B.an=2n+1?
C.an=-2n-1D.an=-2n+1?
[答案]A?
[解析]當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2
=n2-n2+2n-1=2n-1,?
當(dāng)n=1時,a1=S1=1滿足上式,?
∴an=2n-1(n∈N+).
3.已知等差數(shù)列共有2n+1項(xiàng),其中奇數(shù)項(xiàng)之和為290,偶數(shù)項(xiàng)之和為261,則an+1等于()
A.30B.29C.28D.27?
[答案]B?
[解析]∵S奇-S偶=an+1,
∴an+1=29.
二、填空題
4.在等差數(shù)列{an}中,a5+a10=58,a4+a9=50,則它的前10項(xiàng)和為.?
[答案]210?
[解析]解法一:a5+a10=2a1+13d=58,?
a4+a9=2a1+11d=50,∴a1=3,d=4,
∴S10=10×3+×4=210.
解法二:a5+a10=(a1+a10)+4d=58,
a4+a9=(a1+a10)+2d=50,∴a1+a10=42,?
∴S10==210.
5.(2011遼寧文,15)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,S2=S6,a4=1,則a5=.
[答案]-1?
[解析]本題考查了對等差數(shù)列前n項(xiàng)和的理解和應(yīng)用,同時還考查了等差數(shù)列的運(yùn)算性質(zhì)及考生靈活處理問題的能力.?
∵S2=S6,∴S6-S2=a3+a4+a5+a6=0
又∵a3+a6=a4+a5?
∴S6-S2=2(a4+a5)=0?
∴a4+a5=0?
又∵a4=1,∴a5=-1.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.四個數(shù)成等差數(shù)列,S4=32,a2:a3=1:3,則公差d等于()
A.8B.16C.4D.0
[答案]A?
[解析]∵a2:a3=1:3,∴=,∴d=-2a1,
又S4=4a1+d=-8a1=32,∴a1=-4,
∴d=8.
2.在等差數(shù)列{an}中,若S12=8S4,且d≠0,則等于()
A.B.C.2D.
[答案]A?
[解析]由題意,得12a1+×12×11×d
=8(4a1+×4×3×d),?
∴10a1=9d,?
∴=.
3.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S3=9,S6=36,則a7+a8+a9等于()?
A.63B.45C.36D.27?
[答案]B?
[解析]解法一:∵{an}是等差數(shù)列,∴S3、S6-S3、S9-S6為等差數(shù)列.
∴2(S6-S3)=S3+(S9-S6),?
∴S9-S6=2S6-3S3=45.?
解法二:∵Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,令bn=,則{bn}成等差數(shù)列.
由題設(shè)b3==3,b6==6,?
∴b9=2b6-b3=9.?
∴a7+a8+a9=S9-S6=9b9-36=45.
4.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若a10,S4=S8,則當(dāng)Sn取得最大值時,n的值為()
A.5B.6C.7D.8?
[答案]B?
[解析]解法一:∵a10,S4=S8,∴d0,且a1=-d,∴an=-d+(n-1)d=nd-d,
an≥0nd-d≥0
由,得,
an+10(n+1)d-d0
∴5n≤6∴n=6,?
解法二:∵a10,S4=S8,?
∴d0且a5+a6+a7+a8=0,?
∴a6+a7=0,∴a60,a70,∴前六項(xiàng)之和S6取最大值.
5.(2011大綱全國理,4)設(shè)Sn為等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若a1=1,公差d=2,Sk+2-Sk=24,則k=()
A.8B.7C.6D.5?
[答案]D
[解析]本小題考查的內(nèi)容是等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式與通項(xiàng)公式.?
方法一:Sk+2-Sk=[(k+2)×1+×2]-[k×1+×2]=4k+4=24,∴k=5.
方法二:Sk+2-Sk=ak+2+ak+1=[1+(k+1)×2]+[1+k×2]
=4k+4=24,∴k=5.
6.設(shè){an}是等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,且S5S6,S6=S7S8,則下列結(jié)論錯誤的是()
A.d0B.a7=0
C.S9S5D.S6與S7均為Sn的最大值.?
[答案]C?
[解析]由S5S6知a60,由S6=S7知a7=0,?
由S7S8知a80,C選項(xiàng)S9S5即a6+a7+a8+a90,∴a7+a80,顯然錯誤.
7.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若=a1+a200,且A、B、C三點(diǎn)共線(該直線不過點(diǎn)O),則S200=()
A.100B.101C.200D.201
[答案]A
[解析]∵=a1+a200,且A、B、C三點(diǎn)共線,
∴a1+a200=1,S200==100.
8.已知兩個等差數(shù)列{an}和{bn}的前n項(xiàng)和分別為An和Bn,且=,則使得為整數(shù)的正整數(shù)n的個數(shù)是()
A.2B.3C.4D.5
[答案]D?
[解析]由等差數(shù)列的性質(zhì)可得
==
====7+.?
∴當(dāng)n取1、2、3、5、11時,符合條件.
二、填空題
9.2012是等差數(shù)列4,6,8,…中的第項(xiàng).?
[答案]1005?
[解析]等差數(shù)列4,6,8,…的第n項(xiàng)?
an=4+2(n-1)=2n+2,?
令2012=2n+2,∴n=1005.
10.已知兩個等差數(shù)列{an}、{bn},它們的前n項(xiàng)和的比為=,則=.
[答案]
[解析]======.
11.設(shè)數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=3n-10(n∈N+),則|a1|+|a2|+…+|a10|=.
[答案]89?
[解析]|a1|+|a2|+…+|a10|=-(a1+a2+a3)+(a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10)
=(1+4+7)+(2+5+8+11+14+17+20)=89.
12.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S9=72,則a2+a4+a9=.?
[答案]24
[解析]∵{an}是等差數(shù)列,?
由S9=72得,S9=9a5,∴a5=8
∴a2+a4+a9=(a2+a9)+a4
=(a5+a6)+a4=3a5=24.
三、解答題
13.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=5n-3,求數(shù)列的通項(xiàng)公式an.?
[解析]∵數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=5n-3,?
∴當(dāng)n=1時,a1=S1=5-3=2,?
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(5n-3)-(5n-1-3)
=45n-1,
∴a1=S1=2不滿足上式.?
2(n=1)
∴數(shù)列的通項(xiàng)公式an=.
?45n-1?(n≥2)
14.數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-7n-8.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求{|an|}的前n項(xiàng)和Tn.
[解析](1)當(dāng)n=1時,a1=S1=-14;?
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n-8,?
-14(n=1)?
故an=.
2n-8(n≥2)
(2)由an=2n-8可知:當(dāng)n≤4時,an≤0,
當(dāng)n≥5時,an0.
∴當(dāng)n≤4時,Tn=-Sn=-n2+7n+8,
當(dāng)n≥5時,Tn=-S4+(Sn-S4)=Sn-2S4=n2-7n-8-2×(-20)=n2-7n+32,
-n2+7n+8(1≤n≤4)
∴Tn=.
n2-7n+32(n≥5)
15.等差數(shù)列{an}中,a10,S9=S12,則該數(shù)列前多少項(xiàng)的和最???
[解析]解法一:設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則由題意得
9a1+×9×8×d=12a1+×12×11×d
即3a1=-30d,∴a1=-10d,?
∵a10,∴d0,?
∴Sn=na1+n(n-1)d=dn2-dn?
=(n-)2-2d.?
∵d0,∴Sn有最小值.
又∵n∈N*,∴n=10或n=11時,Sn取最小值.
解法二:同解法一,由S9=S12,得=-.?
an=a1+(n-1)d≤01-(n-1)≥0
由,得.
an+1=a1+nd≥01-n≤0
解得10≤n≤11.?
∴n取10或11時,Sn取最小值.
解法三:∵S9=S12,∴a10+a11+a12=0,∴3a11=0,
∴a11=0.∵a10,
∴前10項(xiàng)或前11項(xiàng)和最小.
16.已知公差大于零的等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且滿足:a3a4=117,a2+a5=22.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;?
(2)若數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,且bn=,求非零常數(shù)c.
[解析](1){an}為等差數(shù)列,
∵a3+a4=a2+a5=22,?
又a3a4=117,?
∴a3,a4是方程x2-22x+117=0的兩個根.?
又公差d0,∴a3a4,?
∴a3=9,a4=13.
a1+2d=9a1=1
∴,∴,
a1+3d=13d=4,?
∴an=4n-3.
(2)由(1)知,Sn=n1+4=2n2-n,?
∴bn==,?
∴b1=,b2=,b3=,?
∵{bn}是等差數(shù)列,∴2b2=b1+b3,?
∴2c2+c=0,∴c=-(c=0舍去).
§3等比數(shù)列
第1課時等比數(shù)列的概念及通項(xiàng)公式
知能目標(biāo)解讀
1.理解等比數(shù)列的定義,能夠應(yīng)用定義判斷一個數(shù)列是否為等比數(shù)列,并能確定等比數(shù)列的公比.
2.探索并掌握等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,能夠應(yīng)用它解決等比數(shù)列的問題.
3.體會等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.
4.掌握等比中項(xiàng)的定義,能夠應(yīng)用等比中項(xiàng)的定義解決問題.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):等比數(shù)列的定義和通項(xiàng)公式的應(yīng)用.
難點(diǎn):等比數(shù)列與指函數(shù)的關(guān)系.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.等比數(shù)列的定義
要正確理解等比數(shù)列的定義,應(yīng)注意以下幾方面:
①由于等比數(shù)列每一項(xiàng)都可能作分母,故每一項(xiàng)均不為0,因此q也不能為0.
②“從第2項(xiàng)起”是因?yàn)槭醉?xiàng)沒有“前一項(xiàng)”.
③均為同一常數(shù),即比值相等,由此體現(xiàn)了公比的意義,同時還要注意公比是每一項(xiàng)與其前一項(xiàng)之比,防止前后次序顛倒.
④如果一個數(shù)列不是從第2項(xiàng)起而是從第3項(xiàng)或第4項(xiàng)起每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比都是同一個常數(shù),此數(shù)列不是等比數(shù)列.這時可以說此數(shù)列從第2項(xiàng)起或從第3項(xiàng)起是一個等比數(shù)列.
⑤如果一個數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比盡管是一個與n無關(guān)的常數(shù),但卻是不同的常數(shù),這時此數(shù)列不是等比數(shù)列.
⑥常數(shù)列都是等差數(shù)列,但卻不一定是等比數(shù)列.如常數(shù)列是各項(xiàng)都為0的數(shù)列,它就不是等比數(shù)列.當(dāng)常數(shù)列各項(xiàng)不為0時,它是等比數(shù)列,且公比q=1.
注意:
(1)由等比數(shù)列的定義知,要證明一個數(shù)列是等比數(shù)列,只需證明對任意n∈N+,是一個常數(shù)或證明對任意n∈N+且n≥2,是一個常數(shù),這時所說的常數(shù)是指一個與n無關(guān)的常數(shù).
(2)要證明一個數(shù)列不是等比數(shù)列,可證明或(n≥2)不是一個常數(shù),也可以采用舉反例的方法,舉一個反例即可.
2.等比數(shù)列的通項(xiàng)公式
(1)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式:首項(xiàng)為a1,公比為q的等比數(shù)列的通項(xiàng)公式是an=a1qn-1(a1≠0,q≠0).
(2)等比數(shù)列通項(xiàng)公式的推導(dǎo)
教材上是采用的不完全歸納法推導(dǎo)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=a1qn-1.除此之外,還可以用如下方法推導(dǎo).
方法1:累積法:因?yàn)?q,=q,…=q,=q,
將這n-1個式子相乘得=qn-1,所以an=a1qn-1.
方法2:迭代法:根據(jù)等比數(shù)列的定義有an=an-1q=an-2q2=…=a2qn-2=a1qn-1.
(3)通項(xiàng)公式中的基本量:通項(xiàng)公式中涉及的基本量有:a1,q,n,an,知道其中的三個,可以求出第四個量,即“知三求一”問題.
注意:
由等比數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1qn-1可知,要寫出其通項(xiàng),必須知道a1和q,因此要確定通
項(xiàng)公式,需兩個獨(dú)立的條件.
(4)等比數(shù)列通項(xiàng)公式的變形形式:若{an}是公比為q的等比數(shù)列,則對任意的m,n∈N+,有an=amqn-m.
∵an=a1qn-1①
am=a1qm-1②
由①÷②得==qn-m,∴an=amqn-m.
這里的an=amqn-m可以看成是通項(xiàng)公式的另一種形式.
注意:
在已知a1和q的前提下,利用通項(xiàng)公式an=a1qn-1可以求出等比數(shù)列中的任意一項(xiàng);在已知等比數(shù)列任意兩項(xiàng)的前提下,使用an=amqn-m可求等比數(shù)列中任意一項(xiàng).
(5)用函數(shù)的觀點(diǎn)看等比數(shù)列的通項(xiàng)
等比數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=a1qn-1,可以改寫為an=qn.當(dāng)q0,且q≠1時,y=qx是一個指數(shù)函數(shù),而y=qx是一個不為0的常數(shù)與指數(shù)函數(shù)的積,因此等比數(shù)列{an}的圖像是函數(shù)y=qx的圖像上的一群孤立的點(diǎn).
例如,當(dāng)a1=1,q=2時,an=2n,表示這個數(shù)列各項(xiàng)的點(diǎn)就都在函數(shù)y=2x的圖像上,如下圖所示:
3.等比中項(xiàng)
(1)在a,b同號時,a,b的等比中項(xiàng)有兩個,它們互為相反數(shù);在a,b異號時,沒有等比中項(xiàng).
(2)在一個等比數(shù)列中,從第二項(xiàng)起(有窮數(shù)列的末項(xiàng)除外)每一項(xiàng)都是它的前一項(xiàng)與后一項(xiàng)的等比中項(xiàng).
(3)若a,b,c成等比數(shù)列,則b2=ac;反過來,若b2=ac,則a,b,c不一定成等比數(shù)列,如a=b=0.
特別地,若a,b,c均不為零時,則a,b,c成等比數(shù)列b2=ac.
(4)注意a,b,c成等比數(shù)列與b=是不等價的.?
知能自主梳理
1.等比數(shù)列的定義
如果一個數(shù)列從起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比都等于,那么這個數(shù)列叫做等比數(shù)列,這個常數(shù)叫做等比數(shù)列的,公比通常用字母表示.
2.等比數(shù)列的遞推公式與通項(xiàng)公式
已知等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q(q≠0),
填表:
遞推公式通項(xiàng)公式
=q(n≥2)
an=
3.等比中項(xiàng)
(1)如果三個數(shù)x,G,y組成,則G叫做x和y的等比中項(xiàng).
(2)如果G是x和y的等比中項(xiàng),那么,即.
[答案]1.第2項(xiàng)同一個常數(shù)公比q
2.a1qn-1
3.等比數(shù)列G2=xyG=±
思路方法技巧
命題方向等比數(shù)列的判斷
[例1]已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=2an+1,求證:{an}是等比數(shù)列,并求出通項(xiàng)公式.
[分析]要證數(shù)列是等比數(shù)列,關(guān)鍵是看an與an-1之比是否為一個常數(shù),由題設(shè)還須利用an=Sn-Sn-1(n≥2),求得an.
[證明]∵Sn=2an+1,∴Sn+1=2an+1+1.
∴Sn+1-Sn=an+1=(2an+1+1)-(2an+1)=2an+1-2an.
∴an+1=2an.①
又∵S1=a1=2a1+1,∴a1=-1≠0.
由①式可知,an≠0,
∴由=2知{an}是等比數(shù)列,an=-2n-1.
[說明](1)本題證明,關(guān)鍵是用等比數(shù)列的定義,其中說明an≠0是非常重要的.證明中,也可以寫出Sn-1=2an-1+1,從而得到an=2an-1,只能得到n≥2時,{an}是等比數(shù)列,得到n≥2時,an=-2n-1,再將n=1代入,驗(yàn)證a1=-1也滿足通項(xiàng)公式的要求.
(2)判斷一個數(shù)列是否是等比數(shù)列的常用方法是:
①定義法
=q(q為常數(shù)且不為零){an}為等比數(shù)列.
②等比中項(xiàng)法
an+12=anan+2(n∈N+且an≠0){an}為等比數(shù)列.
③通項(xiàng)公式法
an=a1qn-1(a1≠0且q≠0){an}為等比數(shù)列.
變式應(yīng)用1判斷下列數(shù)列是否為等比數(shù)列.
(1)1,3,32,…,3n-1,…;
(2)-1,1,2,4,8,…;
(3)a1,a2,a3,…,an,….
[解析](1)此數(shù)列為等比數(shù)列,且公比為3.
(2)此數(shù)列不是等比數(shù)列.
(3)當(dāng)a=0時,數(shù)列為0,0,0,…,是常數(shù)列,不是等比數(shù)列;當(dāng)a≠0時,數(shù)列為a1,a2,a3,a4,…,an,…,顯然此數(shù)列為等比數(shù)列且公比為a.
命題方向等比數(shù)列的通項(xiàng)公式的應(yīng)用
[例2]在等比數(shù)列{an}中,已知a5-a1=15,a4-a2=6,求an.
[分析]本題可以列關(guān)于a1,q的方程組入手,解出a1與q,然后再求an.
[解析]設(shè)等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q,
a5-a1=a1q4-a1=15①?
因?yàn)?br>
a4-a2=a1q3-a1q=6②
由得q=或q=2.
當(dāng)q=時,a1=-16.
當(dāng)q=2時,a1=1,
∴an=-16×()n-1或an=2n-1.
[說明]首項(xiàng)和公比是等比數(shù)列的基本量,只要求出這兩個基本量,其他量便可迎刃而解.此類問題求解的通法是根據(jù)條件,建立關(guān)于首項(xiàng)和公比的方程組,求出首項(xiàng)和公比.
變式應(yīng)用2已知等比數(shù)列{an}中,a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n.
a1q+a1q4=18a1=32
[解析]解法一:由題意得,解得.
a1q2+a1q5=9q=
∴an=a1qn-1=32()n-1=1,
∴26-n=20,∴n=6.
解法二:∵a3+a6=q(a2+a5),
∴q=,又∵a1q+a1q4=18,
∴a1=32,
∴an=a1qn-1=32×()n-1=1,
解得n=6.
命題方向等比中項(xiàng)的應(yīng)用
[例3]等比數(shù)列{an}的前三項(xiàng)的和為168,a2-a5=42,求a5,a7的等比中項(xiàng).
[分析]設(shè)出首項(xiàng)和公比→由題意列方程組→解方程組求q→求a1→求等比中項(xiàng).
[解析]設(shè)該等比數(shù)列的首項(xiàng)為a1,公比為q,因?yàn)閍2-a5=42,所以q≠1,由已知,得
a1+a1q+a1q2=168a1(1+q+q2)=168
,所以,
a1q-a1q4=42a1q(1-q3)=42
因?yàn)?-q3=(1-q)(1+q+q2),
所以由②除以①,得q(1-q)=.
所以q=.
所以a1==96.
若G是a5,a7的等比中項(xiàng),則應(yīng)有G2=a5a7=a1q4a1q6=a12q10=962×()10=9.
所以a5,a7的等比中項(xiàng)是±3.
[說明]由等比中項(xiàng)的定義可知:=G2=abG=±.這表明:只有同號的兩項(xiàng)才有等比中項(xiàng),并且這兩項(xiàng)的等比中項(xiàng)有兩個,它們互為相反數(shù).異號的兩數(shù)沒有等比中項(xiàng).反之,若G2=ab(ab≠0),則=,即a,G,b成等比數(shù)列.所以a,G,b成等比數(shù)列G2=ab(ab≠0).
變式應(yīng)用3若a,2a+2,3a+3成等比數(shù)列,求實(shí)數(shù)a的值.
[解析]因?yàn)閍,2a+2,3a+3成等比數(shù)列,
所以(2a+2)2=a(3a+3).
解得a=-1或a=-4.
因?yàn)楫?dāng)a=-1時,2a+2,3a+3均為0,故應(yīng)舍去.
故a的值為-4.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等比數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用
[例4]據(jù)《中國青年報(bào)》2004年11月9日報(bào)導(dǎo),衛(wèi)生部艾滋病防治專家徐天民指出:前我國艾滋病的流行趨勢處于世界第14位,在亞洲第2位,而且艾滋病毒感染者每年以40%的速度在遞增,我國已經(jīng)處于艾滋病暴發(fā)流行的前沿,我國政府正在采取有效措施,防止艾滋病蔓延,公元2004年我國艾滋病感染者至少有80萬人,若不采取任何防治措施,則至少
到公元年后,我國艾滋病毒感染者將超過1000萬人.(已知lg2=0.3010,lg3=0.4771,lg7=0.8451)
[答案]2012
[解析]設(shè)x年后我國艾滋病毒感染者人數(shù)將達(dá)到1000萬人,則80(1+40%)x=1000,
即()x=,
∴l(xiāng)g()x=lg,
∴x===
==≈7.51(年).
故8年后,即公元2012年后,我國艾滋病毒感染者人數(shù)將超過1000萬人.
名師辨誤做答
[例5]在等比數(shù)列{an}中,a5、a9是方程7x2-18x+7=0的兩個根,試求a7.
[誤解]∵a5、a9是方程7x2-18x+7=0的兩個根,
a5+a9=
∴
a5a9=1
又∵a7是a5、a9的等比中項(xiàng),∴a72=a5a9=1,即a7=±1.
[辨析]上述解法忽視了對a7的符號的討論,由于a5、a9均為正數(shù)且公比為q=±=±,所以不論q取正還是取負(fù),a7始終與a5和a9的符號相同.
[正解]∵a5、a9是方程7x2-18x+7=0的兩個根,
a5+a9=0
∴,
a5a9=10
∴a50,a90,
又∵a7是a5、a9的等比中項(xiàng),
∴a72=a5a9=1.
又a7與a5、a9的符號相同,
∴a7=1.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.若等比數(shù)列的首項(xiàng)為,末項(xiàng)為,公比為,則這個數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為()
A.3B.4C.5D.6
[答案]B
[解析]∵()n-1=,?∴()n-1==()3,∴n=4.
2.若{an}為等比數(shù)列,且2a4=a6-a5,則公比是()
A.0B.1或-2C.-1或2D.-1或-2
[答案]C
[解析]由2a4=a6-a5,得2a1q3=a1q5-a1q4.
∵a1≠0,q≠0,
∴q2-q-2=0,∴q=-1或2.
3.等比數(shù)列{an}中,a4=4,則a2a6等于()
A.4B.8C.16D.32
[答案]C
[解析]∵a2a6=a42=16,故選C.
二、填空題
4.2+與2-的等比中項(xiàng)為.
[答案]±1
[解析]設(shè)2+與2-的等比中項(xiàng)為G,則G2=(2+)(2-)=1,
∴G=±1.
5.下列各組數(shù)成等比數(shù)列的是.?
①1,-2,4,-8;②-,2,-2,4;③x,x2,x3,x4;④a-1,a-2,a-3,a-4.
[答案]①②④
[解析]由等比數(shù)列的定義進(jìn)行判斷,①組的公比為-2;②組的公比為-;③組中當(dāng)x=0時,不成等比,當(dāng)x≠0時為等比數(shù)列,④組的公比為a-1.
三、解答題
6.已知等比數(shù)列{an}中,a1=,a7=27,求an.
[解析]由a7=a1q6,得27=q6,?
∴q6=272=36,∴q=±3.?
當(dāng)q=3時,an=a1qn-1=×3n-1=3n-4;?
當(dāng)q=-3時,an=a1qn-1=×(-3)n-1=-(-3)-3(-3)n-1=-(-3)n-4.?
故an=3n-4或an=-(-3)n-4.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.已知等比數(shù)列{an}中,a1=32,公比q=-,則a6等于()?
A.1B.-1C.2D.
[答案]B
[解析]a6=a1q5=32×(-)5=-1,故選B.
2.已知等比數(shù)列{an}中,a2011=a2013=-1,則a2012=()?
A.-1B.1C.1或-1D.以上都不對?
[答案]C?
[解析]∵a2011,a2012,a2013成等比數(shù)列,
∴a22012=a2011a2012=1,?
∴a2012=1或-1.
3.已知等比數(shù)列{an}滿足a1+a2=3,a2+a3=6,則a7=()
A.64B.81C.128D.243?
[答案]A
[解析]∵{an}是等比數(shù)列,a1+a2=3,a2+a3=6,?
∴設(shè)等比數(shù)列的公比為q,?
則a2+a3=(a1+a2)q=3q=6,
∴q=2.?
∴a1+a2=a1+a1q=3a1=3,
∴a1=1,?
∴a7=a1q6=26=64.
4.已知a,b,c成等比數(shù)列,則方程ax2+bx+c=0的根的情況為()
A.有兩個不等實(shí)根B.有兩個相等實(shí)根
C.只有一個實(shí)根D.無實(shí)根?
[答案]D?
[解析]∵a,b,c成等比,∴b2=ac,且b≠0.?
∴Δ=b2-4ac=b2-4b2=-3b20,?
故方程ax2+bx+c=0無實(shí)根.
5.在等比數(shù)列{an}中,a5a6a7=3,a6a7a8=24,則a7a8a9的值等于()
A.48B.72C.144D.192
[答案]D
[解析]設(shè)公比為q,則a6a7a8=a5a6a7q3,?
∴q3==8.?
又a7a8a9=a6a7a8q3=24×8=192.
6.已知a,b,c,d成等比數(shù)列,且曲線y=x2-2x+3的頂點(diǎn)是(b,c),則ad等于()?
A.3B.2C.1D.-2
[答案]B?
[解析]∵曲線y=x2-2x+3=(x-1)2+2,?
∴曲線的頂點(diǎn)為(1,2),?
∴b=1,c=2,又∵a,b,c,d成等比數(shù)列,∴ad=bc=2.
7.已知lga,lgb,lgc三數(shù)成等差數(shù)列,則()?
A.a+b=2cB.b=±
C.a+c=2bD.a、b、c成等比數(shù)列
[答案]D
[解析]由題意,知a0,b0,c0,?
且2lgb=lga+lgc,
∴b2=ac,故選D.
8.在等比數(shù)列{an}中,若a2a8=36,a3+a7=15,則公比為()
A.,B.±
C.±D.±,±
[答案]D?
a3a7=a2a8=36a7=12a7=3
[解析]因?yàn)?,所以,?br>
a3+a7=15a3=3a3=12
所以q4=4或q4=,所以q=±,或q=±.
二、填空題
9.在等比數(shù)列{an}中,a2=3,a8=24,則a5=.?
[答案]±6
[解析]∵a2=3,a8=24,且{an}為等比數(shù)列
∴a2a8=a25=3×24=72
∴a5=±6.
10.若a1,a2,a3,a4成等比數(shù)列,公比為2,則的值為.?
[答案]
[解析]由題意,得a2=2a1,a3=4a1,?
a4=8a1,∴==.
11.(2012蘇州高二檢測)在等比數(shù)列{an}中,已知a1=9,q=-,an=,則n=.
[答案]5
[解析]由題意知,an=a1qn-1,?
即=9×(-)n-1,?
∴n=5.
12.已知各項(xiàng)都為正數(shù)的等比數(shù)列的任何一項(xiàng)都等于它后面相鄰兩項(xiàng)的和,則該數(shù)列的公比q=.
[答案]
[解析]設(shè)該正項(xiàng)等比數(shù)列為{an},公比為q,由題意,得
an=an+1+an+2=anq+anq2,?
∴q2+q-1=0,
∵q0,∴q=.
三、解答題
13.在等比數(shù)列{an}中,a2=4,a5=-,求an.?
[解析]由已知,有a2=4,a5=-.
a1q=4,
由,得a1=-8,q=-.
?a1q4=-
∴an=(-8)×(-)n-1,即an=(-1)n.
14.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sn=(an-1)(n∈N+)
(1)求a1,a2;?
(2)求證:數(shù)列{an}是等比數(shù)列.
[解析](1)由S1=(a1-1),得a1=(a1-1),
∴a1=-.
又S2=(a2-1),即
a1+a2=(a2-1),得a2=.?
(2)證明:當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1
=(an-1)-(an-1-1),
得=-,?
所以{an}是首項(xiàng)為-,公比為-的等比數(shù)列.
15.培育水稻新品種,如果第一代得到120粒種子,并且從第一代起,由各代的每一粒種子都可以得到下一代的120粒種子,到第5代大約可以得到這個新品種的種子多少粒(保留兩個有效數(shù)字)?
[解析]由于每代的種子數(shù)是它的前一代種子數(shù)的120倍,逐代的種子數(shù)組成等比數(shù)列,記為{an},其中a1=120,q=120,因此,a5=120×1204≈2.5×1010.
答:到第五代大約可以得到種子2.5×1010粒.
16.三個互不相等的實(shí)數(shù)成等差數(shù)列,如果適當(dāng)排列這三個數(shù),又可成為等比數(shù)列,又這三個數(shù)的和為6,求這三個數(shù).
[解析]由已知,設(shè)這三個數(shù)為a-d,a,a+d,?
∴a-d+a+a+d=6.?
∴a=2,這三個數(shù)為2-d,2,2+d.?
若2-d為等比中項(xiàng),則有(2-d)2=2(2+d),?
解得d=6,或d=0(舍去),此時三數(shù)為-4,2,8.?
若2+d是等比中項(xiàng),則有(2+d)2=2(2-d),?
解得d=-6,或d=0(舍去),此時三個數(shù)為8,2,-4.
若2為等比中項(xiàng),則22=(2+d)(2-d),?
∴d=0(舍去).?
綜上可知,三數(shù)為-4,2,8.