2024届高考数学一轮复习(新教材人教A版强基版)第六章数列6.2等差数列课件
展开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、二次函数的关系.
1.等差数列的有关概念(1)等差数列的定义一般地,如果一个数列从第 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,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母 表示,定义表达式为_______________________ .(2)等差中项由三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有2A= .
an-an-1=d(常数)(n≥2,
2.等差数列的有关公式(1)通项公式:an= .
(2)前n项和公式:Sn= 或Sn= .
3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:an=am+ (n,m∈N*).(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则 .(3)若{an}是等差数列,公差为d,则ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为 的等差数列.(4)数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.(5)S2n-1=(2n-1)an.
ak+al=am+an
1.已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(其中p,q为常数),则数列{an}一定是等差数列,且公差为p.2.在等差数列{an}中,a1>0,d<0,则Sn存在最大值;若a1<0,d>0,则Sn存在最小值.3.等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是递增数列;当d<0时,{an}是递减数列;当d=0时,{an}是常数列.4.数列{an}是等差数列⇔Sn=An2+Bn(A,B为常数).这里公差d=2A.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(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,则这个数列是等差数列.( )(2)数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N*,都有2an+1=an+an+2.( )(3)在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+q.( )(4)若无穷等差数列{an}的公差d>0,则其前n项和Sn不存在最大值.( )
1.在等差数列{an}中,已知a5=11,a8=5,则a10等于A.-2 B.-1 C.1 D.2
∴an=-2n+21.∴a10=-2×10+21=1.
2.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4=8,S8=20,则a9+a10+a11+a12等于A.12 B.8 C.20 D.16
等差数列{an}中,S4,S8-S4,S12-S8仍为等差数列,即8,20-8,a9+a10+a11+a12为等差数列,所以a9+a10+a11+a12=16.
3.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___.
由a1=10,S4=4a1+6d=28,解得d=-2,
当n=5或6时,Sn最大,最大值为30.
例1 (1)等差数列{an}的前n项和为Sn,且a8-a5=9,S8-S5=66,则a33等于A.82 B.97 C.100 D.115
设等差数列{an}的公差为d,又a8-a5=9,∴3d=9,∴d=3,
∴a1=4,∴a33=a1+32d=4+32×3=100.
(2)(2020·全国Ⅱ)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层.上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块.下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)A.3 699块 B.3 474块C.3 402块 D.3 339块
设每一层有n环,由题意可知从内到外每环之间构成d=9,a1=9的等差数列.由等差数列的性质知Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等差数列,且(S3n-S2n)-(S2n-Sn)=n2d,则9n2=729,得n=9,
(1)等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,n,d,an,Sn,知道其中三个就能求出另外两个(简称“知三求二”).(2)确定等差数列的关键是求出两个最基本的量,即首项a1和公差d.
跟踪训练1 (1)《周髀算经》有这样一个问题:从冬至日起,依次为小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种十二个节气日影长减等寸,冬至、立春、春分日影长之和为三丈一尺五寸,前九个节气日影长之和为八丈五尺五寸,问芒种日影长为(一丈=十尺=一百寸)A.一尺五寸 B.二尺五寸C.三尺五寸 D.四尺五寸
由题意知,从冬至日起,依次为小寒、大寒等十二个节气日影长构成一个等差数列{an},设公差为d,∵冬至、立春、春分日影长之和为三丈一尺五寸,前九个节气日影长之和为八丈五尺五寸,
∴芒种日影长为a12=a1+11d=135-11×10=25(寸)=2尺5寸.
(2)(2022·岳阳模拟)已知等差数列{an}满足a2=4,a3+a5=4(a4-1),则数列{an}的前5项和为A.10 B.15 C.20 D.30
因为等差数列{an}中,a2=4,a3+a5=2a4=4(a4-1),则a4=2,设等差数列{an}的公差为d,
则数列{an}的前5项和为5+4+3+2+1=15.
例2 (2021·全国甲卷)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{an}是等差数列;②数列{ }是等差数列;③a2=3a1.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
①③⇒②.已知{an}是等差数列,a2=3a1.设数列{an}的公差为d,则a2=3a1=a1+d,得d=2a1,
因为数列{an}的各项均为正数,
设数列{an}的公差为d,
所以S1=a1,S2=a1+a2=4a1.
所以Sn=n2d2,所以an=Sn-Sn-1=n2d2-(n-1)2d2=2d2n-d2(n≥2),是关于n的一次函数,且a1=d2满足上式,所以数列{an}是等差数列.
判断数列{an}是等差数列的常用方法(1)定义法.(2)等差中项法.(3)通项公式法.(4)前n项和公式法.
跟踪训练2 已知数列{an}的各项都是正数,n∈N*.(1)若{an}是等差数列,公差为d,且bn是an和an+1的等比中项,设cn= - ,n∈N*,求证:数列{cn}是等差数列;
因此cn+1-cn=2d(an+2-an+1)=2d2(常数),∴{cn}是等差数列.
∵an+an-1>0,∴an-an-1=1,∴数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列,可得an=n.
例3 (1)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a2+a5+a8=9,则S9等于A.21 B.27 C.30 D.36
因为等差数列{an}的前n项和为Sn,且a2+a5+a8=9=3a5,所以a5=3,
命题点1 等差数列项的性质
(2)已知数列{an},{bn}都是等差数列,且a1=2,b1=-3,a7-b7=17,则a2 024-b2 024的值为________.
令cn=an-bn,因为{an},{bn}都是等差数列,所以{cn}也是等差数列.设数列{cn}的公差为d,由已知,得c1=a1-b1=5,c7=17,则5+6d=17,解得d=2.故a2 024-b2 024=c2 024=5+2 023×2=4 051.
等差数列项的性质的关注点(1)在等差数列题目中,只要出现项的和问题,一般先考虑应用项的性质.
跟踪训练3 (1)若等差数列{an}的前15项和S15=30,则2a5-a6-a10+a14等于A.2 B.3 C.4 D.5
∴a1+a15=4,∴2a8=4,∴a8=2.∴2a5-a6-a10+a14=a4+a6-a6-a10+a14=a4-a10+a14=a10+a8-a10=a8=2.
所以a6=0,a3+a9=2a6=0,因为a5≠0,a6=0,
命题点2 等差数列前n项和的性质
因为等差数列中,S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12成等差数列,
所以x,2x,S12-3x,S16-S12成等差数列,
(2)已知等差数列{an}共有(2n+1)项,其中奇数项之和为290,偶数项之和为261,则an+1的值为A.30 B.29 C.28 D.27
∴(n+1)an+1=290.
∴an+1=290-261=29.
等差数列前n项和的常用的性质是:在等差数列{an}中,数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列,且有S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);S2n-1=(2n-1)an.
跟踪训练4 (1)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
在等差数列{an}中,S5,S10-S5,S15-S10成等差数列,即7,14,S15-21成等差数列,所以7+(S15-21)=2×14,解得S15=42.
A.2 023 B.-2 023C.4 046 D.-4 046
∴S2 023=2 023×2=4 046,故选C.
1.首项为-21的等差数列从第8项起为正数,则公差d的取值范围是
an=-21+(n-1)d,因为从第8项起为正数,所以a7=-21+6d≤0,a8=-21+7d>0,
2.(2023·江门模拟)已知等差数列{an}满足a5+a7+a9=6,则a7等于A.3 B.2 C. D.-2
根据题意,由{an}是等差数列,得a5+a7+a9=3a7=6,得a7=2.
3.一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则该数列的公差d为A.10 B.5 C.4 D.8
设等差数列的前12项中奇数项的和为S奇,偶数项的和为S偶,等差数列的公差为d.
4.中国古代数学名著《张邱建算经》中有如下问题:今有十等人,每等一人,宫赐金以等次差降之(等差数列),上三人先入,得金四斤,持出;下四人后入,得金三斤,持出;中间三人未到者,亦依等次更给.则第一等人(得金最多者)得金斤数是
由题设知在等差数列{an}中,a1+a2+a3=4,a7+a8+a9+a10=3.
5.等差数列{an}中,已知|a6|=|a11|,且公差d>0,则其前n项和取最小值时的n的值为A.6 B.7 C.8 D.9
∵|a6|=|a11|且公差d>0,∴a6=-a11.∴a6+a11=a8+a9=0,且a8<0,a9>0,∴a1
这些数列都不一定是等差数列,除非a=b=c,但题目中未说明△ABC是等边三角形.
7.(2022·全国乙卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=______.
由2S3=3S2+6,可得2(a1+a2+a3)=3(a1+a2)+6,化简得2a3=a1+a2+6,即2(a1+2d)=2a1+d+6,解得d=2.
8.设Sn是等差数列{an}的前n项和,S10=16,S100-S90=24,则S100=_____.
依题意,S10,S20-S10,S30-S20,…,S100-S90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d.又S10=16,S100-S90=24,因此S100-S90=24=16+(10-1)d=16+9d,
9.已知{an}是公差为d的等差数列,其前n项和为Sn,且a5=1,________.若存在正整数n,使得Sn有最小值.从①a3=-1,②d=2,③d=-2这三个条件中选择符合题意的一个条件,补充在上面的问题中并作答.注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.(1)求{an}的通项公式;
选择①作为补充条件:因为a5=1,a3=-1,所以d=1,所以an=1+(n-5)×1=n-4(n∈N*).
选择②作为补充条件:因为a5=1,d=2,所以an=1+(n-5)×2=2n-9(n∈N*).
不可以选择③作为补充条件.
(2)求Sn的最小值.
选择①作为补充条件:由(1)可知a1=-3,
因为n∈N*,所以当n=3或4时,Sn取得最小值,且最小值为-6.故存在正整数n=3或4,使得Sn有最小值,且最小值为-6.
选择②作为补充条件:由(1)可知a1=-7,
所以当n=4时,Sn取得最小值,且最小值为-16.故存在正整数n=4,使得Sn有最小值,最小值为-16.不可以选择③作为补充条件.
10.在数列{an}中,a1=8,a4=2,且满足an+2-2an+1+an=0(n∈N*).(1)求数列{an}的通项公式;
∵an+2-2an+1+an=0,∴an+2-an+1=an+1-an,∴数列{an}是等差数列,设其公差为d,∵a1=8,a4=2,
∴an=a1+(n-1)d=10-2n,n∈N*.
(2)设Tn=|a1|+|a2|+…+|an|,求Tn.
设数列{an}的前n项和为Sn,则由(1)可得,
由(1)知an=10-2n,令an=0,得n=5,∴当n>5时,an<0,则Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+a5-(a6+a7+…+an)=S5-(Sn-S5)=2S5-Sn=2×(9×5-25)-(9n-n2)=n2-9n+40;
当n≤5时,an≥0,则Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an=9n-n2,
11.(多选)已知数列{an}是公差不为0的等差数列,前n项和为Sn,满足a1+5a3=S8,下列选项正确的有A.a10=0 B.S10最小C.S7=S12 D.S20=0
根据题意,数列{an}是等差数列,若a1+5a3=S8,即a1+5a1+10d=8a1+28d,变形可得a1=-9d.又由an=a1+(n-1)d=(n-10)d,得a10=0,故A正确;不能确定a1和d的符号,不能确定S10最小,故B不正确;
得S7=S12,故C正确;
因为d≠0,所以S20≠0,故D不正确.
13.将数列{2n-1}与{3n-2}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为________.
将数列{2n-1}与{3n-2}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}是以1为首项,以6为公差的等差数列,
14.(2023·开封模拟)在等差数列{an}中, <-1,且它的前n项和Sn有最小值,则当Sn<0时,n的最大值为______.
因为等差数列{an}的前n项和Sn有最小值,则d>0,
所以当Sn<0时,n的最大值为13.
15.将正奇数排成一个三角形阵,按照如图排列的规律,则第15行第3个数为A.213 B.215 C.217 D.219
则第15行第3个数是数阵的第108个数,即所求数字是首项为1,公差为2的等差数列的第108项,则a108=1+(108-1)×2=215.
16.在等差数列{an}中,a1=-9,a5=-1.记Tn=a1a2…an(n=1,2,…),则数列{Tn}A.有最大项,有最小项 B.有最大项,无最小项C.无最大项,有最小项 D.无最大项,无最小项
设等差数列{an}的公差为d,
∴an=-9+2(n-1)=2n-11.
可知数列{an}是单调递增数列,且前5项为负值,自第6项开始为正值.
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