【学霸笔记:同步精讲】第1章 1.2 1.2.1 等差数列及其通项公式 讲义--2026版高中数学湘教版选必修1

资源下载
  1. 二一教育资源

【学霸笔记:同步精讲】第1章 1.2 1.2.1 等差数列及其通项公式 讲义--2026版高中数学湘教版选必修1

资源简介

1.2 等差数列
1.2.1 等差数列及其通项公式
学习任务 核心素养
1.理解等差数列的概念.(难点) 2.掌握等差数列的通项公式及应用.(重点、难点) 3.掌握等差数列的判定方法.(重点) 1.通过学习等差中项及等差数列通项公式的应用,体现了数学运算素养. 2.借助等差数列的判断与证明,培养逻辑推理素养.
某剧场有30排座位,第一排有20个座位,从第二排起,后一排都比前一排多2个座位,那么各排的座位数依次为20,22,24,26,28,….
思考:第30排有多少个座位?
知识点1 等差数列的概念
文字语言 一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项之差都等于同一个常数,那么这个数列称为等差数列,这个常数叫作等差数列的公差,公差通常用字母d表示
符号语言 an+1-an=d(d为常数,n∈N+)
1.等差数列的定义中,为什么要“从第2项起”?
[提示] 因为第1项的前面没有任何项了.
2.在数列{an}中,若an=2n+3,该数列是等差数列吗?
[提示] 因为an+1-an=[2(n+1)+3]-(2n+3)=2(常数),所以该数列{an}是等差数列.
知识点2 等差中项
在两个数a,b之间插入数M,使a,M,b成等差数列,则M称为a与b的等差中项.
3.观察下列所给的两个数之间,插入一个什么数后三个数就会成为一个等差数列:
(1)2,4;(2)-1,5;(3)a,b;(4)0,0.
[提示] 插入的数分别为3,2,,0.
知识点3 等差数列的通项公式
首项为a1,公差为d的等差数列{an}的通项公式an=a1+(n-1)d.
在等差数列{an}中,a3=2,d=6.5,a7=________.
28 [a7=a3+4d=2+4×6.5=28.]
类型1 等差数列的通项公式
【例1】 【链接教材P13例1】
(1)已知a7=,d=-2,求a1;
(2)已知数列{an}为等差数列,a15=8,a60=20,求a75.
[解] (1)∵a7=a1+6d=a1-12=,∴a1=.
(2)法一:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则由题意得解得
故a75=a1+74d=+74×=24.
法二:∵a60=a15+(60-15)d,
∴d==,∴a75=a60+(75-60)d=20+15×=24.
法三:已知数列{an}是等差数列,可设an=kn+b.由a15=8,a60=20得解得∴a75=75×+4=24.
【教材原题·P13例1】
例1 已知数列{an}是等差数列.
(1)如果a1=5,a2=2,求公差d和a3;
(2)如果a3=5,a2=2,求公差d和a10.
[解] 由等差数列的定义,可知
(1)公差d=a2-a1=-3,a3=a2+d=-1.
(2)公差d=a3-a2=3,a1=a2-d=-1,故a10=a1+(10-1)d=-1+9×3=26.
 求等差数列的通项公式的两种思路
(1)设出基本量a1与d,利用条件构建方程组,求出a1与d,即可写出数列的通项公式.
(2)已知等差数列中的两项时,利用an=am+(n-m)d求出公差d就可绕过求首项a1,直接写出等差数列的通项公式.
注意:对于等差数列的通项公式,最终结果一般写成关于n的一次函数的形式,不必保留a1+(n-1)d的形式.
[跟进训练]
1.(1)在等差数列{an}中,若a1=2,a2=4,则a4=(  )
A.6    B.8    C.16    D.32
(2)在数列{an}中,a3,a10是方程x2-3x-5=0的两实根,若{an}是等差数列,则a5+a8=________.
(1)B (2)3 [(1)因为等差数列{an}中,a1=2,a2=4,所以公差d=a2-a1=4-2=2,则a4=a1+3d=2+3×2=8.
(2)因为a3,a10是方程x2-3x-5=0的两实根,所以a3+a10=3.又因为{an}是等差数列,所以a5+a8=a3+a10=3.]
类型2 等差中项的应用
【例2】 (1)已知m和2n的等差中项是8,2m和n的等差中项是10,则m和n的等差中项是________.
(2)在-1与7之间顺次插入三个数a,b,c使这五个数成等差数列,求此数列.
(1)6 [由题意得
∴3(m+n)=20+16=36,∴m+n=12,∴=6.]
(2)[解] ∵-1,a,b,c,7成等差数列,
∴b是-1与7的等差中项,
∴b==3.
又a是-1与3的等差中项,
∴a==1.
又c是3与7的等差中项,
∴c==5.
∴该数列为:-1,1,3,5,7.
 等差中项应用策略
(1)求两个数x,y的等差中项,即根据等差中项的定义得A=.
(2)证三项成等差数列,只需证中间一项为两边两项的等差中项即可,即若a,b,c成等差数列,则有a+c=2b;反之,若a+c=2b,则a,b,c成等差数列.
[跟进训练]
2.若等差数列的前三项分别为a,2a-1,3-a,求其第2 028项.
[解] 由等差中项公式可得2(2a-1)=a+(3-a),解得a=,所以首项为,公差为=,所以数列的通项公式为an=+(n-1)·=n+1,故其第2 028项为a2 028=×2 028+1=508.
类型3 等差数列的判定与证明
【例3】 已知数列{an}满足a1=2,an+1=.
(1)数列是否为等差数列?说明理由.
(2)求an.
根据条件能否发现与之间的关系,由此是否可以证明呢?
[解] (1)数列是等差数列,理由如下:
∵a1=2,an+1=,
∴==,
∴=,
即是首项为=,公差为d=的等差数列.
(2)由(1)可知=+(n-1)d=,
∴an=.
[母题探究]
1.(变条件,变结论)将例题中的条件“a1=2,an+1=”换为“a1=4,an=4-(n>1),记bn=”.
(1)试证明数列{bn}为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
[解] (1)证明:bn+1-bn=
==
==.
又b1==,
∴数列{bn}是首项为,公差为的等差数列.
(2)由(1)知bn=+(n-1)×=n.
∵bn=,
∴an=+2=+2.
∴数列{an}的通项公式为an=+2.
2.(变条件)将本例中条件“a1=2,an+1=”换成“a1==(n≥2,n∈N+)”,结论如何?
[解] (1)法一:=(n≥2,n∈N+),
∴an-1(1-2an)=an(2an-1+1)(n≥2,n∈N+),
即an-1=an(4an-1+1)(n≥2,n∈N+),
∴an=(n≥2,n∈N+),
∴==4+(n≥2,n∈N+),
∴=4(n≥2,n∈N+),
又∵=5,
∴数列是等差数列,且公差为4,首项为5.
法二:当n≥2,n∈N+时,= = -2=2+ =4,且=5.
∴是等差数列,且公差为4,首项为5.
(2)由(1)及等差数列的通项公式得
=5+(n-1)×4=4n+1,
∴an=.
 等差数列的三种判定方法
(1)定义法:an+1-an=d(常数)(n∈N+) {an}为等差数列.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2(n∈N+) {an}为等差数列.
(3)通项公式法:an=an+b(a,b是常数,n∈N+) {an}为等差数列.
但如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
[跟进训练]
3.在数列{an}中,已知a1=,且2an+1=an+,bn=2nan,求证:数列{bn}为等差数列.
[证明] 法一(通解通法):由2an+1=an+得an+1=an+,
所以bn+1-bn=2n+1an+1-2nan=2n+1·-2nan=1,即bn+1-bn=1,
所以数列{bn}是以b1=2a1=1为首项,1为公差的等差数列.
法二(巧思妙解):在2an+1=an+的两边同时乘以2n得2n+1·an+1=2nan+1,即bn+1-bn=1,所以数列{bn}是以b1=2a1=1为首项,1为公差的等差数列.
1.数列{an}的通项公式为an=5-3n,则此数列(  )
A.是公差为-3的等差数列
B.是公差为5的等差数列
C.是首项为5的等差数列
D.是公差为n的等差数列
A [等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d可以化成an=dn+(a1-d).对比an=-3n+5.故公差为-3.故选A.]
2.(多选题)已知数列{an}满足an+1=an-3,n∈N+,a1=27,则下列说法正确的是(  )
A.该数列为等差数列
B.公差为3
C.a5=15
D.-3是该数列的第11项
ACD [由条件可知an+1-an=-3.∴该数列为等差数列.公差为-3,这时an=-3n+30.∴a5=-3×5+30=15,又由-3n+30=-3得n=11.故ACD正确.]
3.(教材P14练习T2改编)等差数列{an}中,已知a2=2,a5=8,则a9=(  )
A.8   B.12   C.16   D.24
C [设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,
则由a2=2,a5=8,得解得a1=0,d=2,所以a9=a1+8d=16.故选C.]
4.已知a=,b=,则a,b的等差中项为______.
 [===.]
回顾本节知识,自我完成以下问题:
(1)等差数列的概念中,应从哪几个方面理解?
[提示] 等差数列的概念是非常严密的,要抓住“从第2项起”“后项与前项的差”“同一个常数”三个关键点进行理解.
(2)任何两个数都有等差中项吗?
[提示] 任何两个数都一定有等差中项,有且只有一个,这个等差中项就是它们的算术平均数,即a与b的等差中项为.
(3)如何判断数列为等差数列?
[提示] 判断一个数列为等差数列可用以下几种方法:①定义法:an+1-an=常数.②等差中项法:an+an+2=2an+1.③通项法:即an=dn+b.(d,b为常数).
课时分层作业(三) 等差数列及其通项公式
一、选择题
1.△ABC中,三内角A,B,C成等差数列,则角B等于(  )
A.30°   B.60°   C.90°   D.120°
B [因为A,B,C成等差数列,所以B是A,C的等差中项,则有A+C=2B,又因A+B+C=180°,所以3B=180°,从而B=60°.]
2.在数列{an}中,a1=2,2an+1-2an=1,则a101的值为(  )
A.49 B.50 C.51 D.52
D [∵an+1-an=,∴数列{an}是首项为2,公差为的等差数列,∴an=a1+(n-1)×=2+,∴a101=2+=52.]
3.已知在等差数列{an}中,a3=9,a9=3,则公差d的值为(  )
A. B.1 C.-1 D.-
C [根据an=am+(n-m)d得d===-1,故d=-1.故选C.]
4.《周髀算经》是我国古代的天文学和数学著作,其中有一个问题大意如下:一年有二十四个节气,每个节气晷长损益相同(即太阳照射物体的影子长度增加和减少的大小相同),二十四个节气及晷长变化如图所示,若冬至晷长一丈三尺五寸,夏至晷长一尺五寸(注:一丈等于十尺,一尺等于十寸),则立秋晷长为(  )
A.五寸 B.二尺五寸
C.三尺五寸 D.四尺五寸
D [设从夏至到冬至,每个节气晷长为an,即夏至时晷长为a1=15,冬至时晷长为a13=135,由每个节气晷长损益相同可知,an+1-an=常数,所以为等差数列,设公差为d,由题意知,a13=a1+12d=15+12d=135,解得d=10,则a4=a1+3d=15+30=45,四十五寸即四尺五寸.]
5.在等差数列{an}中,若a1=84,a2=80,则使an≥0,且an+1<0的n为(  )
A.21 B.22 C.23 D.24
B [公差d=a2-a1=-4,
∴an=a1+(n-1)d=84+(n-1)(-4)=88-4n,
令即 21又∵n∈N+,∴n=22.]
二、填空题
6.已知是等差数列,且a4=6,a6=4,则a10=________.
 [设公差为d,∵===2d,
∴d=.∴=+4×d=+4×=.
∴a10=.]
7.若2,a,b,c,9成等差数列,则c-a=________.
 [法一:利用等差中项,b==,a==,c==.∴c-a==.
法二:利用通项公式.设公差为d,则c-a=2d,而9-2=4d,∴d=,故c-a=2×=.]
8.已知等差数列{an}的各项均为正数,a1=1,且a2+a6=a8.若p-q=10,则ap-aq=________.
10 [因为数列{an}为等差数列,且a1=1,又a2+a6=a8,∴(1+d)+(1+5d)=1+7d,∴d=1.∴ap-aq=(p-q)×d=10.]
三、解答题
9.(源自苏教版教材)在等差数列{an}中,
(1)已知a1=3,公差d=-2,求a6;
(2)已知a3=10,a9=28,求an.
[解] (1)由等差数列的通项公式,得
a6=3+(6-1)(-2)=-7.
(2)设等差数列的公差为d,那么
解得
所以an=4+(n-1)·3=3n+1.
10.已知函数f (x)=,数列{xn}的通项由xn=f (xn-1)(n≥2且n∈N+)确定.
(1)求证:是等差数列;
(2)当x1=时,求x2 028.
[解] (1)证明:∵xn=f (xn-1)=(n≥2且n∈N+),∴==,
∴=(n≥2且n∈N+),
∴是等差数列.
(2)由(1)知=+(n-1)×=2+=,
∴==,∴x2 028=.
11.(多选题)已知数列{an}是首项为5,公差为d(d∈N+)的等差数列,若2 033是该数列的一项,则公差d可能是(  )
A.2 B.3 C.4 D.5
ABC [由题可设an=5+(n-1)d,2 033是该数列的一项,即2 033=5+(n-1)d.∴n=+1.
∵d∈N+,n∈N+,∴d是2 028的约数,选项当中2,3,4均为2 028的约数,只有5不是2 028的约数,故选ABC.]
12.(多选题)有两个等差数列2,6,10,…,190和2,8,14,…,200,由这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,则对这个新数列的说法正确的是(  )
A.构成的新数列是等差数列,公差为10
B.构成的新数列是等差数列,公差为12
C.该数列共有16项
D.该数列共有18项
BC [等差数列2,6,10,…,190,公差为4,等差数列2,8,14,…,200,公差为6,
所以由两个数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,
其公差为12,首项为2,所以通项为an=12n-10,
所以12n-10190,解得n,而n∈N+,所以n的最大值为16,即新数列的项数为16.故选BC.]
13.已知数列{an}的首项a1=3,通项公式为an=2np+nq(n∈N+,p,q为常数),且a1,a4,a5成等差数列,则p=________,q=________.
1 1 [由a1=3,得2p+q=3.①
因为a1,a4,a5成等差数列,所以2a4=a1+a5.
又因为a4=24p+4q,a5=25p+5q,
所以25p+8q=3+25p+5q.②
由①②得p=q=1.故所求p,q的值都是1.]
14.等差数列{an}中,首项为33,若第12项为0,则数列的通项公式为________;若公差为整数,前7项均为正数,第7项以后各项都为负数,则数列的通项公式为________.
an=36-3n an=38-5n [若a1=33,a12=0,则33+11d=0,得d=-3,这时an=33+(n-1)×(-3)=-3n+36.若公差为整数,且前7项大于0,第7项以后均为负数,可得

解得-又∵d∈Z,∴d=-5,
∴an=33+(n-1)×(-5)=38-5n.]
15.数列{an}满足a1=2,an+1=(λ-3)an+2n(n∈N+).
(1)当a2=-1时,求实数λ及a3.
(2)是否存在实数λ,使数列{an}为等差数列?若存在,求出它的公差;若不存在,请说明理由.
[解] (1)因为a1=2,a2=-1,a2=(λ-3)a1+2,
所以λ=.所以a3=-a2+22=.
(2)不存在.理由如下:
因为a1=2,an+1=(λ-3)an+2n(n∈N+),
所以a2=(λ-3)a1+2=2λ-4,a3=(λ-3)a2+4=2λ2-10λ+16.
若数列{an}为等差数列,则a1+a3=2a2,
即λ2-7λ+13=0.
因为Δ=49-4×13<0,所以方程无实数解.
所以不存在实数λ,使{an}为等差数列.
1 / 11.2 等差数列
1.2.1 等差数列及其通项公式
学习任务 核心素养
1.理解等差数列的概念.(难点) 2.掌握等差数列的通项公式及应用.(重点、难点) 3.掌握等差数列的判定方法.(重点) 1.通过学习等差中项及等差数列通项公式的应用,体现了数学运算素养. 2.借助等差数列的判断与证明,培养逻辑推理素养.
某剧场有30排座位,第一排有20个座位,从第二排起,后一排都比前一排多2个座位,那么各排的座位数依次为20,22,24,26,28,….
思考:第30排有多少个座位?
知识点1 等差数列的概念
文字语言 一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项之差都等于同一个常数,那么这个数列称为____数列,这个常数叫作等差数列的____,公差通常用字母d表示
符号语言 an+1-an=d(d为常数,n∈N+)
1.等差数列的定义中,为什么要“从第2项起”?
                                   
                                   
                                   
2.在数列{an}中,若an=2n+3,该数列是等差数列吗?
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
知识点2 等差中项
在两个数a,b之间插入数M,使a,M,b成等差数列,则M称为a与b的________.
3.观察下列所给的两个数之间,插入一个什么数后三个数就会成为一个等差数列:
(1)2,4;(2)-1,5;(3)a,b;(4)0,0.
                                   
                                   
                                   
                                   
知识点3 等差数列的通项公式
首项为a1,公差为d的等差数列{an}的通项公式an=_______________.
在等差数列{an}中,a3=2,d=6.5,a7=________.
类型1 等差数列的通项公式
【例1】 【链接教材P13例1】
(1)已知a7=,d=-2,求a1;
(2)已知数列{an}为等差数列,a15=8,a60=20,求a75.
[尝试解答]                              
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
 求等差数列的通项公式的两种思路
(1)设出基本量a1与d,利用条件构建方程组,求出a1与d,即可写出数列的通项公式.
(2)已知等差数列中的两项时,利用an=am+(n-m)d求出公差d就可绕过求首项a1,直接写出等差数列的通项公式.
注意:对于等差数列的通项公式,最终结果一般写成关于n的一次函数的形式,不必保留a1+(n-1)d的形式.
[跟进训练]
1.(1)在等差数列{an}中,若a1=2,a2=4,则a4=(  )
A.6    B.8    C.16    D.32
(2)在数列{an}中,a3,a10是方程x2-3x-5=0的两实根,若{an}是等差数列,则a5+a8=________.
类型2 等差中项的应用
【例2】 (1)已知m和2n的等差中项是8,2m和n的等差中项是10,则m和n的等差中项是________.
(2)在-1与7之间顺次插入三个数a,b,c使这五个数成等差数列,求此数列.
[尝试解答]                              
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
 等差中项应用策略
(1)求两个数x,y的等差中项,即根据等差中项的定义得A=.
(2)证三项成等差数列,只需证中间一项为两边两项的等差中项即可,即若a,b,c成等差数列,则有a+c=2b;反之,若a+c=2b,则a,b,c成等差数列.
[跟进训练]
2.若等差数列的前三项分别为a,2a-1,3-a,求其第2 028项.
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
类型3 等差数列的判定与证明
【例3】 已知数列{an}满足a1=2,an+1=.
(1)数列是否为等差数列?说明理由.
(2)求an.
根据条件能否发现与之间的关系,由此是否可以证明呢?
[尝试解答]                              
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
[母题探究]
1.(变条件,变结论)将例题中的条件“a1=2,an+1=”换为“a1=4,an=4-(n>1),记bn=”.
(1)试证明数列{bn}为等差数列;
[尝试解答]                              
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
2.(变条件)将本例中条件“a1=2,an+1=”换成“a1==(n≥2,n∈N+)”,结论如何?
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
 等差数列的三种判定方法
(1)定义法:an+1-an=d(常数)(n∈N+) {an}为等差数列.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2(n∈N+) {an}为等差数列.
(3)通项公式法:an=an+b(a,b是常数,n∈N+) {an}为等差数列.
但如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
[跟进训练]
3.在数列{an}中,已知a1=,且2an+1=an+,bn=2nan,求证:数列{bn}为等差数列.
                                   
                                   
                                   
                                   
                                   
1.数列{an}的通项公式为an=5-3n,则此数列(  )
A.是公差为-3的等差数列
B.是公差为5的等差数列
C.是首项为5的等差数列
D.是公差为n的等差数列
2.(多选题)已知数列{an}满足an+1=an-3,n∈N+,a1=27,则下列说法正确的是(  )
A.该数列为等差数列
B.公差为3
C.a5=15
D.-3是该数列的第11项
3.(教材P14练习T2改编)等差数列{an}中,已知a2=2,a5=8,则a9=(  )
A.8   B.12   C.16   D.24
4.已知a=,b=,则a,b的等差中项为______.
回顾本节知识,自我完成以下问题:
(1)等差数列的概念中,应从哪几个方面理解?
(2)任何两个数都有等差中项吗?
(3)如何判断数列为等差数列?
1 / 1

展开更多......

收起↑

资源列表