1.等差数列的概念和性质,证明数列{an}是等差数列的方法:
[例1](1)若一个等差数列前3项和为34,后3项和为146,且所有项的和为390,
求这个数列项数.
(2)等差数列的前10项的和前100项的和,求前110项的和
解(1)
,
(2)分析一:方程的思想,将题目条件应用公式表示成关于首项与公差的两个方程.
解法一:设的首项为,公差,则
分析二:运用前n项和变式:
解法二: 为等差数列,故可设,
则
解法三:
方法提炼:本题是等差数列的基本计算,要求熟练准确.
题(1)利用了等差数列的性质和前Sn公式的特点;
题(2)法一:转化为两个基本量,是重要的方法;法二利用了前n项和公式的函数式特征.
[例2]数列{an}的前n项和为Sn=npan(n∈N*)且a1≠a2,
(1)求常数p的值;
(2)证明:数列{an}是等差数列.
分析:(1)注意讨论p的所有可能值.
(2)运用公式an= 求an.
解:(1)当n=1时,a1=pa1,若p=1时,a1+a2=2pa2=2a2,
∴a1=a2,与已知矛盾,故p≠1.则a1=0.
当n=2时,a1+a2=2pa2,∴(2p-1)a2=0.
∵a1≠a2,故p=.
(2)由已知Sn=nan,a1=0.
n≥2时,an=Sn-Sn-1=nan-(n-1)an-1.
∴=.则=,…,=.(n≥3)
∴=n-1.∴an=(n-1)a2, an-an-1=a2. (n≥3)
又a2-a1=a2,所以从第二项起每项减去前项的差是同一常数.
故{an}是以a2为公差,以a1为首项的等差数列.
提炼拓展: 证明等差数列的方法:1.由定义an-an-1=d, 2.等差中项,3.通项公式an=pn+q,4.Sn=Pn2=qn
例3.已知两个等差数列5,8,11,…和3,7,11…都有100项,问它们有多少相同的项?并求出所相同项的和。
分析一:两个等差数列的相同的项按原来的先后次序组成一个等差数列,且公差为原来两个公差的最小公倍数。
解:设两个数列相同项按原来的前后次序组成的新数列为,则
∵数列5,8,11,…和3,7,11…的公差分别为3与4
又因为数列5,8,11,…和3,7,11…的第100项分别是302和399,所以两个数列有25个相同的项。
其和
分析二:由条件可知两个等差数列的通项公式,可用不定方程的求解法来求解。
解:设数列5,8,11,…和3,7,11…分别为
设中的第n项与中的第m项相同,即
根据题意得:
从而有25个相同的项,且公差为12,其和
(另法:由m=3r知第r个相同的项为b3r=12r-1…)
方法提炼:法1:设两数列中an=bm,求出n(或m)应满足的关系,再代回an(或bm)
法2:两等差数列中相同的项成等差数列,且公差是两等差数列公差的最小公倍数.
例4、等差数列{an}中,前m项的和为77(m为奇数),其中偶数项的和为33,且a1-am=18,求这个数列的通项公式。
|
又,两式相除得,
从而由②得:a1+a7=22, 又已知 a1-a7=18,可解得 a1=20,a7=2.
公差d=-3, an=-3n+23.
解法2:利用前奇数项和与中项的关系
令m=2n-1,n∈N+
则
∴ , n=4, m=7, an=11
∴ a1+am=2an=22, 又a1-am=18
∴ a1=20,am=2
∴ d=-3
∴ an=-3n+23
提炼拓展;利用求和公式和性质;转化为两个基本量行吗?行.
[研讨.欣赏] 已知数列,其中是首项为1,公差为1的等差数列;是公差为的等差数列;是公差为的等差数列(). (1)若,求;
(2)试写出关于的关系式,并求的取值范围;
(3)续写已知数列,使得是公差为的等差数列,……,依次类推,把已知数列推广为无穷数列.
[解](1).
(2),
,
当时,.
(3)所给数列可推广为无穷数列,其中是首项为1,公差为1的等差数列,当时,数列是公差为的等差数列.
解题回顾:方法是基本的--转化为基本量,利用通项公式.题(3)考查类比的能力.
6.设首项为,公差为,则
5. a2+a4+a15=p(常数),∴3a1+18d=p,即a7=p.
∴S13==13a7=p.
4.
6.在等差数列中,已知,则n= .
简答:1-4.ACBC; 3. a11>|a10|=-a10,∴a10+a11=a1+a20>0.
∴S20=10(a1+a20)>0.选 B
5.等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a2+a4+a15=p是一常数,则S13=
4.(2006天津)已知数列、都是公差为1的等差数列,其首项分别为、,且,、.设(),则数列的前10项和等于
A.55 B.70 C.85 D.100 ( )
3.等差数列{an}中,a10<0,a11>0且a11>|a10|,Sn为其前n项和,则 ( )
A. S10小于0,S11大于0 B. S19小于0,S20大于0
C. S5小于0,S6大于0 D. S20小于0,S21大于0
2. (2006广东) 已知等差数列共有10项,其中奇数项之和15,偶数项之和为30,则其公差是 ( )
A 5 B 4 C 3 D 2
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