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(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)了解等差数列与一次函数的关系.
一、等差数列
1.等差数列的概念
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,公差通常用字母d表示.即,为常数.
2.等差中项
如果a,A,b成等差数列,那么A叫做a与b的等差中项,且.
3.等差数列的通项公式及其变形
以为首项,d为公差的等差数列的通项公式为.
公式的变形:,.
4.等差数列与一次函数的关系
由等差数列的通项公式,可得.
令,,则,其中,为常数.
(1)当时,在一次函数的图象上,数列的图象是直线上均匀分布的一群孤立的点,且当时数列为递增数列,当时数列为递减数列.
(2)当时,,等差数列为常数列,数列的图象是平行于x轴的直线(或x轴)上均匀分布的一群孤立的点.
二、等差数列的前n项和
1.等差数列的前n项和
首项为,末项为,项数为n的等差数列的前n项和公式:.
令,,可得,则
当,即时,是关于n的二次函数,点是的图象上一系列孤立的点;
当,即时,是关于n的一次函数,即或常函数,即,点是直线上一系列孤立的点.
我们可以借助二次函数的图象和性质来研究等差数列的前n项和的相关问题.
2.用前n项和公式法判定等差数列
等差数列的前n项和公式与函数的关系给出了一种判断数列是否为等差数列的方法:若数列的前n项和,那么当且仅当时,数列是以为首项,为公差的等差数列;当时,数列不是等差数列.
三、等差数列的性质
1.等差数列的常用性质
由等差数列的定义可得公差为的等差数列具有如下性质:
(1)通项公式的推广:,.
(2)若,则.
特别地,①若,则;
②若,则.
③有穷等差数列中,与首末两项等距离的两项之和都相等,都等于首末两项的和,即
(3)下标成等差数列的项组成以md为公差的等差数列.
(4)数列是常数是公差为td的等差数列.
(5)若数列为等差数列,则数列是常数仍为等差数列.
(6)若,则.
2.与等差数列各项的和有关的性质
利用等差数列的通项公式及前n项和公式易得等差数列的前n项和具有如下性质:
设等差数列(公差为d)和的前n项和分别为,
(1)数列是等差数列,首项为,公差为.
(2)构成公差为的等差数列.
(3)若数列共有项,则,.
(4)若数列共有项,则,.
(5),.
考向一 等差数列的判定与证明
等差数列的判定与证明的方法:
定义法:或是等差数列;
定义变形法:验证是否满足;
等差中项法:为等差数列;
通项公式法:通项公式形如为常数为等差数列;
前n项和公式法:为常数为等差数列.
注意:(1)若判断一个数列不是等差数列,只需找出三项,使得即可;
(2)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.
典例1 已知数列满足,则“数列为等差数列”是“数列为等差数列”的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【名师点睛】根据等差数列的定义,“数列为等差数列”能推出“数列为等差数列”,“数列为等差数列”不能推出“数列为等差数列”,从而可得结果.
1.已知数列满足,且.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
考向二 等差数列中基本量的求解
1.等差数列运算问题的一般求法是设出首项和公差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,,d,n,,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想.
典例2 已知 QUOTE 为等差数列,为其前项和,若,,则_______.
【答案】6
【解析】∵是等差数列,∴,,∴,解得,
∴,故填6.
典例3 在等差数列中,a1=1,S5=-15.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前k项和Sk=-48,求k的值.
2.已知等差数列的前项和为,若,则
A. B.
C. D.
考向三 求解等差数列的通项及前n项和
1.求解等差数列通项公式的方法主要有两种:(1)定义法.(2)前项和法,即根据前项和与的关系求解.
在利用定义法求等差数列通项公式时,常涉及设等差数列项的问题,等差数列中项的常见设法有:(1)通项法;(2)对称项设法.当等差数列的项数为奇数时,可设中间一项为,再以公差为向两边分别设项:;当等差数列的项数为偶数时,可设中间两项分别为,再以公差为向两边分别设项:.
2.递推关系式构造等差数列的常见类型:
(1)转化为常数,则是等差数列;
(2)转化为常数,则(c可以为0)是等差数列;
(3)转化为常数,则是等差数列;
(4)转化为常数,则是等差数列;
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