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文档介绍
【数学】2019届一轮复习人教A版(文)第五章第二节等差数列及其前n项和学案
第二节等差数列及其前n项和 1.等差数列的有关概念 (1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的都等于同一个常数,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,符号表示为an+1-an=d(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A叫做a,b的等差中项. 2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:an=a1+(n-1)d. (2)前n项和公式:Sn=na1+d=. 3.等差数列的常用性质 (1)通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N*). (2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak+al=am+an. (3)若{an}是等差数列,公差为d,则{a2n}也是等差数列,公差为2d. (4)若{an},{bn}是等差数列,则{pan+qbn}也是等差数列. (5)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. 4.与等差数列各项的和有关的性质 (1)若{an}是等差数列,则也成等差数列,其首项与{an}首项相同,公差是{an}公差的. (2)若{an}是等差数列,Sm,S2m,S3m分别为{an}的前m项,前2m项,前3m项的和,则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列. (3)关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质. ①若项数为2n,则S偶-S奇=nd,=. ②若项数为2n-1,则S偶=(n-1)an,S奇=nan,S奇-S偶=an,=. (4)两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为=. 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若一个数列从第二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)等差数列{an}的单调性是由公差d决定的.( ) (3)等差数列的前n项和公式是常数项为0的二次函数.( ) (4)已知等差数列{an}的通项公式an=3-2n,则它的公差为-2.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ 2.在等差数列中,若a2=4,a4=2,则a6=( ) A.-1 B.0 C.1 D.6 解析:选B ∵为等差数列, ∴2a4=a2+a6,∴a6=2a4-a2=2×2-4=0. 3.(2017·全国卷Ⅲ)等差数列{an}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{an}前6项的和为( ) A.-24 B.-3 C.3 D.8 解析:选A 设等差数列{an}的公差为d, 因为a2,a3,a6成等比数列,所以a2a6=a, 即(a1+d)(a1+5d)=(a1+2d)2. 又a1=1,所以d2+2d=0. 又d≠0,则d=-2, 所以{an}前6项的和S6=6×1+×(-2)=-24. 4.已知数列是等差数列,且a1=1,a4=4,则a10=( ) A.- B.- C. D. 解析:选A 设等差数列的公差为d,由题意可知,=+3d=,解得d=-,所以=+9d=-,所以a10=-. 5.已知等差数列{an}的公差d≠0,且a3+a9=a10-a8,若an=0,则n=________. 解析:因为a3+a9=a10-a8, 所以a1+2d+a1+8d=a1+9d-(a1+7d), 解得a1=-4d, 所以an=-4d+(n-1)d=(n-5)d, 令(n-5)d=0(d≠0),可解得n=5. 答案:5 6.在等差数列{an}中,an>0,a7=a4+4,Sn为数列{an}的前n项和,则S19=________. 解析:设等差数列{an}的公差为d,由a7=a4+4,得a1+6d=(a1+3d)+4,即a1+9d=8,所以a10=8,因此S19==19×a10=19×8=152. 答案:152 [考什么·怎么考] 等差数列的基本运算是高考中的常考内容,多出现在选择题、填空题和解答题的第(1)问中,属于基础题. 1.若等差数列{an}的前5项和S5=25,且a2=3,则a7=( ) A.12 B.13 C.14 D.15 解析:选B 设等差数列{an}的公差为d, 由S5=,得=25,解得a4=7, 所以7=3+2d,解得d=2,所以a7=a4+3d=7+3×2=13. 2.(2017·全国卷Ⅰ)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4+a5=24,S6=48,则{an}的公差为( ) A.1 B.2 C.4 D.8 解析:选C 设等差数列{an}的公差为d, 则由得 即解得d=4. 3.(2018·福州质检)设等差数列{an}的公差d≠0,且a2=-d,若ak是a6与ak+6 的等比中项,则k=( ) A.5 B.6 C.9 D.11 解析:选C 因为ak是a6与ak+6的等比中项, 所以a=a6ak+6. 又等差数列{an}的公差d≠0,且a2=-d, 所以[a2+(k-2)d]2=(a2+4d)[a2+(k+4)d], 所以(k-3)2=3(k+3), 解得k=9,或k=0(舍去),故选C. 4.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a12=-8,S9=-9,则S16=________. 解析:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d, 由已知,得解得 ∴S16=16×3+×(-1)=-72. 答案:-72 [怎样快解·准解] 1.等差数列运算中方程思想的应用 (1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解. (2)等差数列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题. [易错提醒] 在求解数列基本量运算中,要注意公式使用时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意整体代换思想的运用,使运算更加便捷. 2.等差数列前n项和公式的应用方法 根据不同的已知条件选用两个求和公式,若已知首项和公差,则使用公式Sn=na1+d;若已知通项公式,则使用公式Sn=,同时注意与性质“a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…”的结合使用. 等差数列的判定与证明是高考中常见题型,其基本方法是等差数列的定义,即证明an+1-an是一个与n无关的常数,既有选择题、填空题也有解答题,但以解答题为主,难度不大. [典题领悟] (2018·贵州适应性考试)已知数列{an}满足a1=1,且nan+1-(n+1)an=2n2+2n. (1)求a2,a3; (2)证明数列是等差数列,并求{an}的通项公式. [思维路径] (1)要求数列的项,可根据已知首项和递推关系式,令n=1,2可解得. (2)证明是等差数列,其关键应推出-为常数,对所给条件进行必要的变形即可. 解:(1)由已知,得a2-2a1=4, 则a2=2a1+4,又a1=1,所以a2=6. 由2a3-3a2=12, 得2a3=12+3a2,所以a3=15. (2)证明:由已知nan+1-(n+1)an=2n2+2n, 得=2,即-=2, 所以数列是首项=1,公差d=2的等差数列. 则=1+2(n-1)=2n-1,所以an=2n2-n. [解题师说] 等差数列的判定与证明方法 方 法 解 读 适合题型 定义法 对于任意自然数n(n≥2),an-an-1(n≥2,n∈N*)为同一常数⇔{an}是等差数列 解答题中证明问题 等差中项法 2an-1=an+an-2(n≥3,n∈N*)成立⇔{an}是等差数列 通项公式法 an=pn+q(p,q为常数)对任意的正整数n都成立⇔{an}是等差数列 选择、填空题中的判定问题 前n项和公 式法 验证Sn=An2+Bn(A,B是常数)对任意的正整数n都成立⇔{an}是等差数列 [注意] 用定义证明等差数列时,容易漏掉对起始项的检验,从而产生错解.比如,对于满足an-an-1=1(n≥3)的数列{an}而言并不能判定其为等差数列,因为不能确定起始项a2-a1 是否等于1. [冲关演练] 1.(2018·陕西质检)已知数列{an}的前n项和Sn=an2+bn(a,b∈R)且a2=3,a6=11,则S7等于( ) A.13 B.49 C.35 D.63 解析:选B 由Sn=an2+bn(a,b∈R)可知数列{an}是等差数列,所以S7===49. 2.已知数列{an}中,a1=2,an=2-(n≥2,n∈N*),设bn=(n∈N*).求证:数列{bn}是等差数列. 证明:∵an=2-(n≥2), ∴an+1=2-. ∴bn+1-bn=-=-==1, ∴{bn}是首项为b1==1,公差为1的等差数列. 等差数列的性质在高考中也是常考内容.灵活应用由定义推导出的重要性质,在解题过程中可以达到避繁就简的目的.常以选择题、填空题的形式出现.,公差不为零的等差数列,其前n项和的最值在高考中时常出现,题型既有选择题、填空题也有解答题,难度不大. [典题领悟] 1.在等差数列{an}中,a1=29,S10=S20,则数列{an}的前n项和Sn的最大值为( ) A.S15 B.S16 C.S15或S16 D.S17 解析:选A ∵a1=29,S10=S20, ∴10a1+d=20a1+d,解得d=-2, ∴Sn=29n+×(-2)=-n2+30n=-(n-15)2+225. ∴当n=15时,Sn取得最大值. 2.(2018·石家庄一模)已知函数f(x)的图象关于直线x=-1对称,且f(x)在(-1,+∞)上单调,若数列{an}是公差不为0的等差数列,且f(a50)=f(a51),则数列{an}的前100项的和为 ❶ ❷ ( ) A.-200 B.-100 C.-50 D.0 [学审题] ①由函数的对称性及单调性知f(x)在(-∞,-1)上也单调; ②结合函数的性质知a50+a51=-2. 解析:选B 因为函数f(x)的图象关于直线x=-1对称,又函数f(x)在(-1,+∞)上单调,所以f(x)在(-∞,-1)上也单调,且数列{an}是公差不为0的等差数列.又f(a50)=f(a51),所以a50+a51=-2,所以S100==50(a50+a51)=-100. [解题师说] 1.应用等差数列的性质解题的2个注意点 (1)如果{an}为等差数列,m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*).因此,若出现am-n,am,am+n等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与am(或其他项)有关的条件;若求am项,可由am=(am-n+am+n)转化为求am-n,am+n或am+n+am-n的值. (2)要注意等差数列通项公式及前n项和公式的灵活应用,如an=am+(n-m)d,d= ,S2n-1=(2n-1)an,Sn==(n,m∈N*)等. 2.求等差数列前n项和Sn最值的2种方法 (1)函数法:利用等差数列前n项和的函数表达式Sn=an2+bn,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)邻项变号法: ①当a1>0,d<0时,满足的项数m使得Sn取得最大值为Sm; ②当a1<0,d>0时,满足的项数m使得Sn取得最小值为Sm. 3.理清等差数列的前n项和与函数的关系 等差数列的前n项和公式为Sn=na1+d可变形为Sn=n2+n,令A=,B=a1-,则Sn=An2+Bn. 当A≠0,即d≠0时,Sn是关于n的二次函数,(n,Sn)在二次函数y=Ax2+Bx的图象上,即为抛物线y=Ax2+Bx上一群孤立的点.利用此性质可解决前n项和Sn的最值问题. [冲关演练] 1.(2018·岳阳模拟)在等差数列{an}中,如果a1+a2=40,a3+a4=60,那么a7+a8=( ) A.95 B.100 C.135 D.80 解析:选B 由等差数列的性质可知,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8构成新的等差数列,于是a7+a8=(a1+a2)+(4-1)[(a3+a4)-(a1+a2)]=40+3×20=100. 2.设等差数列{an}的前n项和为Sn,且a1>0,a3+a10>0,a6a7<0,则满足Sn>0的最大自然数n的值为( ) A.6 B.7 C.12 D.13 解析:选C 因为a1>0,a6a7<0,所以a6>0,a7<0,等差数列的公差小于零,又a3+a10=a1+a12>0,a1+a13=2a7<0,所以S12>0,S13<0,所以满足Sn>0的最大自然数n的值为12. 3.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知前6项和为36,最后6项的和为180,Sn=324(n>6),则数列{an}的项数为________. 解析:由题意知a1+a2+…+a6=36,① an+an-1+an-2+…+an-5=180,② ①+②得(a1+an)+(a2+an-1)+…+(a6+an-5)=6(a1+an)=216, ∴a1+an=36, 又Sn==324, ∴18n=324,∴n=18. 答案:18 (一)普通高中适用作业 A级——基础小题练熟练快 1.(2018·兰州诊断考试)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,a8+a10=28,则S9=( ) A.36 B.72 C.144 D.288 解析:选B 法一:∵a8+a10=2a1+16d=28,a1=2, ∴d=,∴S9=9×2+×=72. 法二:∵a8+a10=2a9=28,∴a9=14, ∴S9==72. 2.(2018·安徽两校阶段性测试)若等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足a2+S3=4,a3+S5=12,则a4+S7的值是( ) A.20 B.36 C.24 D.72 解析:选C 由a2+S3=4及a3+S5=12, 得解得 ∴a4+S7=8a1+24d=24. 3.(2018·西安质检)已知数列{an}满足a1=15,且3an+1=3an-2.若ak·ak+1<0,则正整数k=( ) A.21 B.22 C.23 D.24 解析:选C 由3an+1=3an-2⇒an+1-an=-⇒{an}是等差数列,则an=-n.∵ak·ak+1<0, ∴<0,∴查看更多