新人教A版必修5高中数学等差数列前n项和(2)学案
人教a版必修5学案:2.3等差数列的前n项和(含答案)

§2.3 等差数列的前n 项和材拓展1.等差数列的判定(1)a n -a n -1=d (n ≥2,d 为常数)⇔{a n }是公差为d 的等差数列; (2)2a n =a n -1+a n +1 (n ≥2)⇔{a n }是等差数列;(3)a n =kn +b (k ,b 为常数)⇔{a n }是公差为k 的等差数列(n ≥1);(4)S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)⇔{a n }是公差为2A 的等差数列(n ≥1).例如:已知等差数列{a n }的前n 项和S n =(n -1)2+λ,则λ的值是________. 解析 S n =(n -1)2+λ=n 2-2n +(1+λ), ∵{a n }是等差数列, ∴1+λ=0,λ=-1. 答案 -12.等差数列的通项公式将a n =a 1+(n -1)d 可整理为a n =dn +(a 1-d ),它是关于n 的一次函数(d ≠0)或常函数(d =0),它的图象是一条射线上的一群横坐标为正整数的孤立的点,公差d 是该射线所在直线的斜率.例如:等差数列{a n }中,若a n =m ,a m =n (m ≠n ),则a m +n =______. 解析 由点(n ,a n ),(m ,a m ),(m +n ,a m +n )三点共线, ∴a m +n -a n (m +n )-n =a m -a n m -n .即a m +n -m m =n -m m -n =-1, 易得a m +n =0. 答案 03.等差数列的前n 项和公式(1)将公式S n =na 1+n (n -1)2d 变形可得S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n .故当d ≠0时,等差数列前n 项和公式是关于n 的二次函数,它的图象是抛物线y =d 2x 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2x 上横坐标为正整数的一群孤立点.(2)S n n =d 2n +⎝⎛⎭⎫a 1-d 2是关于n 的一次函数(d ≠0)或常函数(d =0). 当涉及等差数列前n 项和S n 的计算问题时,有时设S n =An 2+Bn 的形式更简便快捷. 例如:等差数列{a n }中,若S p =q ,S q =p (p ≠q ),则S p +q =__________. 解析 设S n =An 2+Bn ,则⎩⎪⎨⎪⎧S p =Ap 2+Bp =q (1)S q =Aq 2+Bq =p (2) 由(1)-(2)得Ap 2+Bp -Aq 2-Bq =q -p , ∴A (p 2-q 2)+B (p -q )=q -p , ∵p ≠q ,∴A (p +q )+B =-1.∵S p +q =A (p +q )2+B (p +q ) =[A (p +q )+B ]·(p +q ) =-(p +q ). 答案 -(p +q ) 4.等差数列的性质(1)若数列{a n }和{b n }均是等差数列,则{ma n +kb n }仍为等差数列,其中m 、k 均为常数. (2)若m ,n ,p ,q ∈N *,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q .(3)等差数列中依次k 项的和成等差数列,即S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…成等差数列,公差为k 2d (d 是原数列公差).(4)若{a n }与{b n }均为等差数列,且前n 项和分别为S n 与S ′n ,则am b m =S 2m -1S ′2m -1.(5)等差数列{a n }中,奇数项的和记作S 奇,偶数项的和记作S 偶,则S n =S 奇+S 偶.当n 为偶数时:S 偶-S 奇=n2d ;当n 为奇数时:S 奇-S 偶=a 中,S 奇=n +12a 中,S 偶=n -12a 中,S 奇S 偶=n +1n -1.(其中a 中是等差数列的中间一项)例如:已知等差数列共有10项,其中奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差是________.解析 S 偶-S 奇=n2d =5d ,∴5d =30-15=15,∴d =3. 答案 35.等差数列前n 项和的最值求等差数列前n 项和的最值的常用方法: (1)通项法当a 1>0,d <0时,数列{a n }只有前面有限项为非负数,从某项开始所有项均为负数,因此,S n 有最大值,当n 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0a n +1<0时,S n 取到这个最大值;当a 1<0,d >0时,数列{a n }只有前面有限项为非正数,从某项开始所有项均为正数,因此,S n 有最小值,当n 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0a n +1>0时,S n 取到这一最小值.(2)二次函数法由于S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,n ∈N *是关于n 的二次函数式,故可转化为求二次函数的最值问题,但要注意数列的特殊性n ∈N *.例如:{a n }是等差数列,a 1>0,a 2 009+a 2 010>0,a 2 009·a 2 010<0,则使前n 项和S n 最大时,n 的值是________;使前n 项和S n >0成立时,n 的最大值是________.答案 2 009 4 018法突破一、等差数列的判断方法方法链接:判定等差数列的常用方法: (1)定义法:a n +1-a n =d (常数)(n ∈N *);(2)通项公式法:a n =kn +b (k ,b 为常数) (n ∈N *); (3)中项公式法:2a n +1=a n +a n +2 (n ∈N *);(4)前n 项和法:S n =An 2+Bn (A 、B 为常数),n ∈N *.例1 数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n =n (a 1+a n )2,判断{a n }是否为等差数列?并证明你的结论.解 {a n }是等差数列,证明如下: 因为a n =S n -S n -1=n (a 1+a n )2-(n -1)(a 1+a n -1)2(n ≥2),所以a n +1=(n +1)(a 1+a n +1)2-n (a 1+a n )2,所以a n +1-a n =12[(n +1)(a 1+a n +1)-2n (a 1+a n )+(n -1)(a 1+a n -1)]=12[(n +1)a n +1-2na n +(n -1)a n -1] (n ≥2), 即(n -1)(a n +1-2a n +a n -1)=0, 所以a n +1+a n -1=2a n (n ≥2), 所以数列{a n }为等差数列. 二、等差数列中基本量的运算方法链接:在等差数列中,五个重要的量,只要已知三个量,就可求出其他两个量,其中a 1和d 是两个基本量,利用通项公式与前n 项和公式,求出a 1和d ,等差数列就确定了.例2 在等差数列{a n }中,(1)已知a 6=10,S 5=5,求a 8和S 8;(2)已知前3项和为12,前3项积为48,且d >0,求a 1; (3)已知前3项依次为a,4,3a ,前k 项和S k =2 550,求a 及k .解 (1)∵a 6=10,S 5=5,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d =105a 1+10d =5.解方程组得a 1=-5,d =3,∴a 8=a 6+2d =10+2×3=16,S 8=8×(a 1+a 8)2=44.(2)设数列的前三项分别为a -d ,a ,a +d ,依题意有: ⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=12(a -d )·a ·(a +d )=48, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =4a (a 2-d 2)=48,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =4d =±2. ∵d >0,∴d =2,a -d =2.∴a 1=2. (3)设公差为d ,则由题意得 ⎩⎪⎨⎪⎧a +3a =8,d =4-a ,ka +k (k -1)2d =2 550,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =2,d =2,k =50或k =-51(舍去).因此,a =2,k =50.三、等差数列的性质及运用方法链接:等差数列有一些重要的性质,例如: (1)若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q ; (2)若m +n =2p ,则a m +a n =2a p ;(3)若{a n }是等差数列,则S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k 也成等差数列.(其S k 为前k 项和)(4)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等差数列{b n }的前n 项和为T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.熟练运用这些性质,可以提高解题速度,获得事半功倍的功效.例3 (1)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9=72,求a 2+a 4+a 9的值; (2)已知等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,求证:①a n b n =S 2n -1T 2n -1;②a n b m =2m -12n -1·S 2n -1T 2m -1.(1)解 由S 9=9(a 1+a 9)2=72,∴a 1+a 9=16,∴a 1+a 9=2a 5=16,∴a 5=8,∴a 2+a 4+a 9=a 1+a 5+a 9=3a 5=24.(2)证明 ①a n b n =2a n 2b n =a 1+a 2n -1b 1+b 2n -1=(a 1+a 2n -1)2n -12(b 1+b 2n -1)2n -12=S 2n -1T 2n -1.②a n b m =2a n 2b m =a 1+a 2n -1b 1+b 2m -1=(a 1+a 2n -1)2n -12·2m -12(b 1+b 2m -1)2m -12·2n -12=2m -12n -1·S 2n -1T 2m -1. 四、等差数列前n 项和的最值 方法链接:等差数列前n 项和最值问题除了用二次函数求解外,还可用下面的方法讨论:若d >0,a 1<0,S n 有最小值,需⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0;若a 1>0,d <0,S n 有最大值,需⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0.n 取正整数.例4 (1)首项为正数的等差数列,前n 项和为S n ,且S 3=S 11,问n 为何值时,S n 最大?(2)等差数列{a n }中,a 1=-60,a 17=-12,求{|a n |}的前30项和及前n 项和.解 (1)设首项为a 1,公差为d ,则由题意知,d <0,点P (n ,S n )在抛物线y =d 2x 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2x 上,其对称轴方程为x =7(由S 11=S 3知),故(7,S 7)是抛物线的顶点,∴n =7时,S n 最大.(2)设公差为d ,则由a 1+16d =a 17,得d =3>0,因此a n =3n -63.点Q (n ,a n )在增函数y =3x -63的图象上.令y =0则得x =21,故当n ≥22时,a n >0;当1≤n ≤21且n ∈N *时,a n ≤0, 于是|a 1|+|a 2|+…+|a 30|=-a 1-a 2-…-a 21+a 22+a 23+…+a 30 =a 1+a 2+…+a 30-2(a 1+a 2+…+a 21) =765.记T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |, 则由上面的求解过程知:当1≤n ≤21,n ∈N *时, T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =-a 1-a 2-…-a n =(123-3n )n 2=-32n 2+1232n .当n >21,n ∈N *时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a 20|+|a 21|+…+|a n | =-(a 1+a 2+…+a 21)+a 22+a 23+…+a n =(a 1+a 2+…+a n )-2(a 1+a 2+…+a 21) =32n 2-1232n +1 260. ∴数列{|a n |}的前n 项和T n =⎩⎨⎧-32n 2+1232n (1≤n ≤21,n ∈N *),32n 2-1232n +1 260 (n >21,n ∈N *).五、关于等差数列的探索性问题方法链接:对于与等差数列有关的探索性问题,先由前三项成等差数列确定参数后,再利用定义验证或证明所得结论.例5 已知数列{a n }中,a 1=5且a n =2a n -1+2n -1 (n ≥2且n ∈N *). (1)求a 2,a 3的值;(2)是否存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n 为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)∵a 1=5,∴a 2=2a 1+22-1=13, a 3=2a 2+23-1=33.(2)假设存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2n 为等差数列.则a 1+λ2,a 2+λ22,a 3+λ23成等差数列,∴2×a 2+λ22=a 1+λ2+a 3+λ23,∴13+λ2=5+λ2+33+λ8.解得λ=-1.当λ=-1时,⎝⎛⎭⎫a n +1-12n +1-⎝⎛⎭⎫a n -12n=12n +1[(a n +1-1)-2(a n -1)] =12n +1(a n +1-2a n +1) =12n +1[(2a n +2n +1-1)-2a n +1] =12n +1×2n +1=1. 综上可知,存在实数λ=-1,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +λ2为等差数列,且首项是2,公差是1. 六、关于等差数列的创新型问题方法链接:关于等差数列的创新型试题,常以图表、数阵、新定义等形式出现.解决此类问题时通过对图表的观察、分析、提炼,挖掘出题目蕴含的有用信息,利用所学等差数列的有关知识加以解决.例6 下表给出一个“等差数阵”: 4 7 ( ) ( ) ( ) … a 1j … 7 12 ( ) ( ) ( ) … a 2j … ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) … a 3j … ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) … a 4j …… … … … … … … …a i 1 a i 2 a i 3 a i 4 a i 5 … a ij… … … … … … … … … 其中每行、每列都是等差数列,a ij 表示位于第i 行第j 列的数. (1)写出a 45的值;(2)写出a ij 的计算公式.解 (1)通过观察“等差数阵”发现:第一行的首项为4,公差为3;第二行首项为7,公差为5.归纳总结出:第一列(每行的首项)是以4为首项,3为公差的等差数列,即3i +1,各行的公差是以3为首项,2为公差的等差数列,即2i +1.所以a 45在第4行,首项应为13,公差为9,进而得出a 45=49.(2)该“等差数阵”的第一行是首项为4,公差为3的等差数列:a 1j =4+3(j -1); 第二行是首项为7,公差为5的等差数列: a 2j =7+5(j -1); ……第i 行是首项为4+3(i -1),公差为2i +1的等差数列,因此,a ij =4+3(i -1)+(2i +1)(j -1)=2ij +i +j =i (2j +1)+j .区突破1.审题不细心,忽略细节而致错例1 首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,求公差d 的取值范围.[错解] a 10=a 1+9d =-24+9d >0,∴d >83.[点拨] 忽略了“开始”一词的含义,题目强调了第10项是该等差数列中的第一个正项,应有a 9≤0.[正解] 设a n =-24+(n -1)d , 由⎩⎪⎨⎪⎧a 9=-24+(9-1)d ≤0a 10=-24+(10-1)d >0, 解不等式得:83<d ≤3.温馨点评 审题时要细心,包括问题的细节,有时细节决定解题的成败.2.忽略公式的基本特征而致错例2 已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,且对一切正整数n 都有S n T n =5n +32n +7,试求a 9b 9的值. [错解] 设S n =(5n +3)k ,T n =(2n +7)k ,k ≠0, 则a 9=S 9-S 8=(5×9+3)k -(5×8+3)k =5k , b 9=T 9-T 8=(2×9+7)k -(2×8+7)k =2k ,所以a 9b 9=52.[点拨] 此解答错在根据条件S n T n =5n +32n +7,设S n =(5n +3)k ,T n =(2n +7)k ,这是把等差数列前n 项和误认为是关于n 的一次函数,没有准确把握前n 项和公式的特点.[正解] 因为{a n }和{b n }是公差不为0的等差数列, 故设S n =n (5n +3)k ,T n =n (2n +7)k ,k ≠0,则a 9=S 9-S 8=9×(5×9+3)k -8×(5×8+3)k =88k ,b 9=T 9-T 8=9×(2×9+7)k -8×(2×8+7)k =41k ,所以a 9b 9=8841.温馨点评等差数列的前n 项和S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,当d ≠0时,是关于n 的二次函数式,且常数项为零,当d =0时,S n =na 1,但是本题不属于这种情况(否则S n T n =na 1nb 1=a 1b 1与S n T n =5n +32n +7矛盾).3.对数列的特点考虑不周全而致错例3 在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 有最大值,并求出它的最大值.[错解] 设公差为d , ∵S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142d ,得120d =-200,即d =-53,∴a n =20-(n -1)·53,当a n >0时,20-(n -1)·53>0,∴n <13.∴n =12时,S n 最大,S 12=12×20+12×112×⎝⎛⎭⎫-53=130.∴当n =12时,S n 有最大值S 12=130.[点拨] 解中仅解不等式a n >0是不正确的,事实上应解a n ≥0,a n +1≤0.[正解] 由a 1=20,S 10=S 15,解得公差d =-53.∵S 10=S 15,∴S 15-S 10=a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0, ∵a 11+a 15=a 12+a 14=2a 13=0,∴a 13=0. ∵公差d <0,a 1>0,∴a 1,a 2,…,a 11,a 12均为正数, 而a 14及以后各项均为负数.∴当n =12或13时,S n 有最大值为S 12=S 13=130.4.忽略题目中的隐含条件而致错例4 一个凸n 边形的各内角度数成等差数列,其最小角为120°,公差为5°,求凸n 边形的边数.[错解] 一方面凸n 边形的内角和为S n ,S n =120°n +n (n -1)2×5°.另一方面,凸n 边形内角和为(n -2)×180°.所以120n +n (n -1)2×5=(n -2)×180.化简整理得:n 2-25n +144=0. 所以n =9或n =16.即凸n 边形的边数为9或16.[点拨] 凸n 边形的每个内角都小于180°.当n =16时,最大内角为120°+15°×5°=195°>180°应该舍掉.[正解] 凸n 边形内角和为(n -2)×180°,所以120n +n (n -1)2×5=(n -2)×180,解得:n =9或n =16.当n =9时,最大内角为120°+8°×5°=160°<180°; 当n =16时,最大内角为120°+15×5°=195°>180°舍去. 所以凸n 边形的边数为9.题多解例 一个等差数列的前10项之和为100,前100项之和为10,求前110项之和. 分析 本题可从基本方法入手,先求a 1,d ,再求前110项之和,为了简化计算,也可利用等差数列前n 项和的性质.解 方法一 设等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则S n =na 1+n (n -1)2d .由已知得⎩⎨⎧10a 1+10×92d =100, ①100a 1+100×992d =10. ②①×10-②整理得d =-1150,代入①,得a 1=1 099100,∴S 110=110a 1+110×1092d=110×1 099100+110×1092×⎝⎛⎭⎫-1150=110⎝⎛⎭⎫1 099-109×11100 =-110.故此数列的前110项之和为-110. 方法二 设S n =an 2+bn . ∵S 10=100,S 100=10,∴⎩⎪⎨⎪⎧102a +10b =100,1002a +100b =10, 解得⎩⎨⎧a =-11100,b =11110.∴S n =-11100n 2+11110n .∴S 110=-11100×1102+11110×110=-110.方法三 设等差数列的首项为a 1,公差为d ,则⎩⎨⎧S p =pa 1+p (p -1)2d =q , ①(p ≠q )S q=qa 1+q (q -1)2d =p . ②①-②得(p -q )a 1+(p -q )(p +q -1)2d=-(p -q ). 又p ≠q ,∴a 1+p +q -12d =-1,∴S p +q =(p +q )a 1+(p +q )(p +q -1)2d=(p +q )(-1), ∴S 110=-110.方法四 数列S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90,S 110-S 100 成等差数列,设其公差为D .前10项的和10S 10+10×92·D =S 100=10,解得D =-22,∴S 110-S 100=S 10+(11-1)D =100+10×(-22)=-120. ∴S 110=-120+S 100=-110.方法五 ∵S 100-S 10=a 11+a 12+…+a 100 =90(a 11+a 100)2=90(a 1+a 110)2.又S 100-S 10=10-100=-90, ∴a 1+a 110=-2.∴S 110=110(a 1+a 110)2=-110.题赏析1.(2009·全国Ⅱ)已知等差数列{a n }中,a 3a 7=-16,a 4+a 6=0,求{a n }的前n 项和S n . 解 设{a n }的公差为d ,则 ⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+2d )(a 1+6d )=-16,a 1+3d +a 1+5d =0, 即⎩⎪⎨⎪⎧a 21+8da 1+12d 2=-16,a 1=-4d , 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-8,d =2,或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,d =-2.因此S n =-8n +n (n -1)=n (n -9), 或S n =8n -n (n -1)=-n (n -9).2.(2009·江苏)设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,满足a 22+a 23=a 24+a 25,S 7=7.(1)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)试求所有的正整数m ,使得a m a m +1a m +2为数列{a n }中的项.解 (1)由题意,设等差数列{a n }的通项公式为 a n =a 1+(n -1)d ,d ≠0.由a 22+a 23=a 24+a 25得a 22-a 25=a 24-a 23,由性质得-3d (a 4+a 3)=d (a 4+a 3),因为d ≠0 所以a 4+a 3=0,即2a 1+5d =0.① 又因为S 7=7,所以a 1+3d =1.② 由①②可得a 1=-5,d =2.所以数列{a n }的通项公式a n =2n -7,S n =na 1+n (n -1)2d =n 2-6n .(2)因为a m a m +1a m +2=(a m +2-4)(a m +2-2)a m +2=a m +2-6+8a m +2为数列{a n }中的项,故8a m +2为整数.又由(1)知a m +2为奇数, 所以a m +2=2m -3=±1,即m =1,2. 经检验,符合题意的正整数只有m =2. 赏析 试题考查了等差数列的有关知识,起点较低,落点较高,难度控制得恰到好处.第(2)问要求考生有一定的分析问题解决问题的能力.。
高中数学 2.2等差数列的性质导学案 新人教A版必修5

2.2等差数列性质预习案【学习目标】1.准确理解等差数列的性质,掌握由等差数列的通项公式研究其图象的方法,提高运算求解能力.2.通过对等差数列通项公式的推导和等差数列性质的探究,进一步渗透数形结合思想、函数思想及方程思想.3.激情参与、惜时高效,激励学生自主探究,发现规律,感受等差数列的内在奥妙. 【重点】:等差数列的性质. 【难点】:等差数列的性质的应用. 【学法指导】1. 阅读探究课本上的基础知识,初步掌握等差数列通项公式的求法;2. 完成教材助读设置的问题,然后结合课本的基础知识和例题,完成预习自测;3. 将预习中不能解决的问题标出来,并写到后面“我的疑惑”处.Ⅰ.相关知识1. 等差数列的通项公式是什么?与一次函数有什么关系?2. 利用等差数列的通项公式可以解决那些问题?3. 若a 、A 、b 成等差数列,则A 叫做a 、b 的________,即A=_______________4. 判断一个数列是否为等差数列的方法有哪些? Ⅱ.教材助读1.依据等差数列的概念,你能写出等差数列的通项公式吗?公差对数列的增减性有何影响?2.已知等差数列的公差为d ,第m 项为m a ,第n 项为n a (n>m )则n a =m a +_________3.已知一个等差数列的首项是1a ,公差为d ,(1)将数列的前m 项去掉,其余各项组成的数列是等差数列吗?如果是,它的首项和公差各是什么?(2)取出数列的所有奇数项,组成一个新的数列,这个数列是等差数列吗?如果是,它的首项和公差各是什么?(3)取出数列中所有项数是7的倍数的项,组成一个新的数列,这个数列是等差数列吗?如果是,它的首项和公差各是什么?(4)数列,,,543432321a a a a a a a a a ++++++......是等差数列吗?如果是,它的首项和公差各是什么?【预习自测】1.在△ABC 中,A 、B 、C 成等差数列,则B 等于( ) A .30 B.60 C.90 D.不能确定2.若{a n }是等差数列,则,,,543432321a a a a a a a a a ++++++987a a a ++,……,n n n a a a 31323++--,……( )A.一定不是等差数列B.一定是递增数列C.一定是等差数列D .一定是递减数列 3.已知等差数列{a n }中,741a a a ++=39,33852=++a a a ,则963a a a ++等于( ) A .30 B.27 C.24D.21【我的疑惑】探究案Ⅰ.质疑探究——质疑解惑、合作探究 探究一:等差数列的性质问题1:如果数列{a n}是等差数列,首项为a1,公差为d,则通项公式a n=____________=___________.其中变化的量为n,a n,则点(n,a n)在直线____________上;点(n,a n)的横坐标每增加1,函数值增加_____.问题2:等差数列的性质:已知一个等差数列{a n},其中首项是a1,公差为d,(1)下标成等差数列且公差为m的项a k,a k+m,a k+2m,…(k,m∈N*)组成公差为_____的等差数列.(2)a1+a2,a3+a4,a5+a6,…组成公差为_____的等差数列. a1+a2+…+a m,a m+1+a m+2+…+a2m,a2m+1+a2m+2+…+a3m,…组成公差为_____的等差数列.(3)若{b n}是公差为d0的等差数列,则数列{pa n+qb n}(p,q为常数)是公差为________的等差数列.(4)若{a n}是有穷等差数列,则与首末两项等距离的两项之和都_______,且等于_______________.(5)若正整数m,n,p,q满足m+n=p+q,则a m+a n与a p+a q相等吗?说明理由.(6)若m+n=2p,则a m+a n_____2a p,a m+a n_____a2p(填“=”或“≠”).【归纳总结】等差数列的性质有哪些?数列{a n}为等差数列,首项是a1,公差为d.(1)d>0,{a n}是递增数列;d<0,{a n}是递减数列;d=0,{a n}是常数列.(2)a n=a m+(n-m)d(m,n∈N*).(3)a1+a2+…+a m,a m+1+a m+2+…+a2m,…组成公差为m2d的等差数列.(4)a m,a2m,a3m,…,a km,…组成公差为md的等差数列.(5)若数列{b n}是公差为b的等差数列,p,q为常数,则{pa n±qb n}是公差为pd±qb的等差数列.(6)若m,n,p,q∈N*,且满足m+n=p+q,则a m+a n=a p+a q.探究二:等差数列性质的应用(重难点)【例1】若{a n}是等差数列,a15=8,a60=20,求a75的值. 【规律方法总结】等差数列{an}的性质:(1)a1+a n=a2+a n-1=….(2)m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q a m+a n=a p+a q.(3)若m,n,p∈N*,且m,n,p 成等差数列,则a m,a n,a p成等差数列.(4)a n=a m+(n-m)d.(5)若数列{a n}是等差数列,则a n=an+b(a,b为常数,n∈N*).(6)若{a n}与{b n}均为等差数列,则{a n±b n}也是等差数列.【拓展提升】已知等差数列{a n}中,a3a7=-16,a4+a6=0,求{a n}的通项公式.探究三:综合应用(重难点)【例2】数列{a n}的首项为3,{b n}为等差数列且b n=a n+1-a n(n∈N*).若b3=-2,b10=12,则a8等于( )A.0B.3C.8D.11【规律方法总结】(1)求通项公式常用的方法:①不完全归纳法;②公式法;③叠加法;④累积法.(2)判断一个数列是等差数列常用的方法有:①定义法;②等差中项法;③函数法:若a n=an+b(a,b为常数),则数列{a n}是等差数列.(3)求数列的最大(小)项常用的方法:①不等式组法;②函数单调性判断法.Ⅱ.我的知识网络图训练案一、基础巩固------把简单的事做好就叫不简单!1.已知等差数列{a n}中,a7+a9=16,a4=1,则a12的值是( )A.15 B.30 C.31 D.642.已知{a n}是等差数列,a3+a11=40,则a6-a7+a8等于( )A.20 B.48 C.60 D.723. 已知等差数列{a n}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则有( ).A.a1+a101>0 B.a2+a100<0 Ca3+a100≤0 D.a51=04.已知等差数列{a n}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若a m=8,则m等于( ) A.4 B.6 C.8 D.125. 在等差数列{a n}中,a18=95,a32=123,a n=199,则n=________.6. 已知{a n}为等差数列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,则a20=_________7. 设数列{a n},{b n}都是等差数列, 若711=+ba,2133=+ba, 则=+55ba___。
2021年高中数学人教A版必修五第二章数列第二课时 等差数列的前n项和的最值及应用

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课前预习
课堂互动
课堂小结
@《创新设计》
知识点2 裂项相消法
把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求和.
常见的拆项方法:
(1)n(n1+k)=_1k__1n_-__n_+1__k__;
(2)
1 n+k+
=_1k___n_+___k_-___n__;
n
(3)(2n-1)1(2n+1)=_12_2_n__1-__1_-__2_n_1+__1__.
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
@《创新设计》
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课前预习
课堂互动
7
课前预习
课堂互动
@《创新设计》 课堂小结
@《创新设计》
2.数列{an}的通项公式 an=
1 n+
n+1,其前
n
项和
Sn=9,则
n=________.
解析
an=
1 n+
n+1=
n+1-
n,
∴Sn=( 2-1)+( 3- 2)+…+( n+1- n)
= n+1-1=9,∴n=99. 答案 99
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课前预习
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课前预习
课堂互动
课堂小结
(1)若{an}是等差数列,则ana1n+1=1da1n-an1+1,ana1n+2=21da1n-an1+2.
(2)n(n1+k)=1k1n-n+1 k.
等差数列及其前n项和学案

等差数列及其前n 项和 2013.10 命制人:刘晓琳1.考查运用基本量法求解等差数列的基本量问题. 2.考查等差数列的性质、前n 项和公式及综合应用. 二、知识梳理 1.等差数列的定义如果一个数列从第 项起,每一项与它的前一项的差等于 ,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的 ,通常用字母 表示. 2.等差数列的通项公式若等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其通项公式为a n = 3.等差中项如果A = ,那么A 叫做a 与b 的等差中项. 4.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m + (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且*2(,,,,)k l m n t k l m n t N +=+=∈,则_________________k l a a +==。
(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列. (5)S 2n -1= a n .(6)若n 为偶数,则S 偶-S 奇= ;S 奇/S 偶= 若n 为奇数,则S 奇-S 偶= .S 奇/S 偶= 5.等差数列的前n 项和公式S n = = 6.等差数列的前n 项和公式与函数的关系S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,数列{a n }是等差数列的充要条件是S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 7.最值问题在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最 值,若a 1<0,d >0,则S n 存在最 值.1.(人教A 版教材习题改编)已知{a n }为等差数列,a 2+a 8=12,则a 5等于( ). A .4 B .5 C .6 D .72.设数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 6=2且S 5=30,则S 8等于( ). A .31 B .32 C .33 D .343.(2011·江西)已知数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n +S m =S n +m ,且a 1=1.那么a 10=( ). A .1 B .9 C .10 D .554.(2012·杭州质检)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,已知a 2=3,a 6=11,则S 7等于( ). A .13 B .35 C .49 D .635.在等差数列{a n }中,a 3=7,a 5=a 2+6,则a 6=________. 6.①61451515333a a a ,求,==; ②d a 和,求=,1128168S 48S =; ③8856510S a S a 和,求,==; ④3116S 3,求=a .四、例题精选考向一 等差数列通项公式和基本量的计算 【例1】►(2011·福建)在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=-3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{a n }的前k 项和S k =-35,求k 的值.一、复习要求 三、基础训练【训练1】(1)在等差数列{}n a 中,(1)已知120,54,999,n n a a s ===求d 和n ;(2)已知2,15,10,n d n a ===-求1a 和n s 。
新人教A版必修5高中数学2.3等差数列的前n项和(2)学案(二)

高中数学 2.3等差数列的前n 项和(2)学案新人教A 版必修5学习目标1. 进一步熟练掌握等差数列的通项公式和前n 项和公式;2. 了解等差数列的一些性质,并会用它们解决一些相关问题;3. 会利用等差数列通项公式与前 n 项和的公式研究n S 的最大(小)值.学习重难点1.重点:数列前n 项和公式的研究应用2.难点:前 n 项和的公式n S 的最值.一、课前预习习1:等差数列{n a }中, 4a =-15, 公差d =3,求5S .习2:等差数列{n a }中,已知31a =,511a =,求和8S .二、新课探究 ※ 学习探究问题:如果一个数列{}n a 的前n 项和为2n S pn qn r =++,其中p 、q 、r 为常数,且0p ≠,那么这个数列一定是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?※ 试一试例1已知数列{}n a 的前n 项为212n S n n =+,求这个数列的通项公式. 这个数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是什么?变式:已知数列{}n a 的前n 项为212343n S n n =++,求这个数列的通项公式.小结:数列通项n a 和前n 项和n S 关系为: n a =11(1)(2)nn S n S S n -=⎧⎨-≥⎩,由此可由n S 求n a .例2 已知等差数列2454377,,,....的前n 项和为n S ,求使得n S 最大的序号n 的值.变式:等差数列{n a }中, 4a =-15, 公差d =3, 求数列{n a }的前n 项和n S 的最小值.小结:等差数列前项和的最大(小)值的求法.(1)利用n a : 当n a >0,d <0,前n 项和有最大值,可由n a ≥0,且1n a +≤0,求得n 的值; 当n a <0,d >0,前n 项和有最小值,可由n a ≤0,且1n a +≥0,求得n 的值(2)利用n S :由21()22n d dS n a n =+-,利用二次函数配方法求得最大(小)值时n 的值.※ 模仿练习练1. 已知232n S n n =+,求数列的通项n a .练2. 有两个等差数列2,6,10,…,190及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,求这个新数列的各项之和.三、总结提升 ※ 学习小结1. 数列通项n a 和前n 项和n S 关系;2. 等差数列前项和最大(小)值的两种求法. ※ 知识拓展等差数列奇数项与偶数项的性质如下:1°若项数为偶数2n ,则: S S nd 偶奇-=;1(2)n n S an S a +≥奇偶=;2°若项数为奇数2n +1,则: 1n S S a +奇偶-=;1n S na +=偶;1(1)n S n a ++奇=;1S n S n +偶奇=. 当堂检测1. 下列数列是等差数列的是( ).A. 2n a n =B. 21n S n =+C. 221n S n =+D. 22n S n n =-2. 等差数列{n a }中,已知1590S =,那么8a =( ). A. 3 B. 4 C. 6 D. 123. 等差数列{n a }的前m 项和为30,前2m 项和为100,则它的前3m 项和为( ). A. 70 B. 130 C. 170 D. 2104. 在小于100的正整数中共有 个数被7除余2,这些数的和为 .5. 在等差数列中,公差d =12,100145S =,则13599...a a a a ++++= .课后作业1. 在项数为2n +1的等差数列中,所有奇数项和为165,所有偶数项和为150,求n 的值.2. 等差数列{n a },10a <,912S S =,该数列前多少项的和最小?课后反思。
新人教A版必修5高中数学2.2等差数列(1)学案(二)

高中数学 2.2等差数列(1)学案新人教A 版必修5学习目标1. 理解等差数列的概念,了解公差的概念,明确一个数列是等差数列的限定条件,能根据定义判断一个数列是等差数列;2. 探索并掌握等差数列的通项公式;3. 正确认识使用等差数列各种表示法,能灵活运用通项公式求等差数列的首项、公差、项数、指定项.学习重难点1.重点: 等差数列的通项公式2.难点: 灵活运用通项公式求等差数列的首项、公差、项数、指定项一、课前准备 (预习教材P 36 ~ P 39 ,找出疑惑之处)复习1:什么是数列? 复习2:数列有几种表示方法?分别是哪几种方法?二、试一试问题一:等差数列的概念1:请同学们仔细观察,看看以下四个数列有什么共同特征?① 0,5,10,15,20,25,… ② 48,53,58,63③ 18,15.5,13,10.5,8,5.5 ④ 10072,10144,10216,10288,10366 新知:1.等差数列:一般地,如果一个数列从第 项起,每一项与它 一项的 等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的 , 常用字母 表示.2.等差中项:由三个数a ,A , b 组成的等差数列,这时数 叫做数 和 的等差中项,用等式表示为A =问题二:等差数列的通项公式2:数列①、②、③、④的通项公式存在吗?如果存在,分别是什么?若一等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则据其定义可得:21a a -= ,即:21a a =+ 32a a -= , 即:321a a d a =+=+ 43a a -= ,即:431a a d a =+=+ ……由此归纳等差数列的通项公式可得:n a =∴已知一数列为等差数列,则只要知其首项1a 和公差d ,便可求得其通项n a .※ 学习探究探究1 ⑴求等差数列8,5,2…的第20项;⑵ -401是不是等差数列-5,-9,-13…的项?如果是,是第几项?变式:(1)求等差数列3,7,11,……的第10项.(2)100是不是等差数列2,9,16,……的项?如果是,是第几项?如果不是,说明理由.小结:要求出数列中的项,关键是求出通项公式;要想判断一数是否为某一数列的其中一项,则关键是要看是否存在一正整数n 值,使得n a 等于这一数. 探究 2 已知数列{n a }的通项公式n a pn q =+,其中p 、q 是常数,那么这个数列是否一定是等差数列?若是,首项与公差分别是多少?变式:已知数列的通项公式为61n a n =-,问这个数列是否一定是等差数列?若是,首项与公差分别是什么?小结:要判定{}n a 是不是等差数列,只要看1n n a a --(n ≥2)是不是一个与n 无关的常数. ※ 模仿练习练1. 等差数列1,-3,-7,-11,…,求它的通项公式和第20项.练2.在等差数列{}n a 的首项是51210,31a a ==, 求数列的首项与公差.三、总结提升 ※ 学习小结1. 等差数列定义: 1n n a a d --= (n ≥2);2. 等差数列通项公式:n a =1(1)a n d +- (n ≥1).※ 知识拓展1. 等差数列通项公式为1(1)n a a n d =+-或()n m a a n m d =+-. 分析等差数列的通项公式,可知其为一次函数,图象上表现为直线1(1)y a x d =+-上的一些间隔均匀的孤立点.2. 若三个数成等差数列,且已知和时,可设这三个数为,,a d a a d -+. 若四个数成等差数列,可设这四个数为3,,,3a d a d a d a d --++.当堂检测1. 等差数列1,-1,-3,…,-89的项数是( ). A. 92 B. 47 C. 46 D. 452. 数列{}n a 的通项公式25n a n =+,则此数列是( ).A.公差为2的等差数列B.公差为5的等差数列C.首项为2的等差数列D.公差为n 的等差数列3. 等差数列的第1项是7,第7项是-1,则它的第5项是( ). A. 2 B. 3 C. 4 D. 64. 在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 成等差数列,则∠B = .5. 等差数列的相邻4项是a +1,a +3,b ,a +b ,那么a = ,b = .课后作业1. 在等差数列{}n a 中,⑴已知12a =,d =3,n =10,求n a ; ⑵已知13a =,21n a =,d =2,求n ;⑶已知112a=,627a=,求d;⑷已知d=-13,78a=,求1a.2. 一个木制梯形架的上下底边分别为33cm,75cm,把梯形的两腰各6等分,用平行木条连接各分点,构成梯形架的各级,试计算梯形架中间各级的宽度.课后反思。
高中数学必修5高中数学必修5《2.3等差数列的前n项和(二)》教案

2.3 等差数列的前项和(二)教学要求:进一步熟练掌握等差数列的通项公式和前n 项和公式;了解等差数列的一些性质,并会用它们解决一些相关问题;会利用等差数列通项公式与前项和的公式研究 的最值. 如果A n ,B n 分别是等差数列{a n },{b n }的前n 项和,则1212--=n n n n B A b a . 教学重点:熟练掌握等差数列的求和公式.教学难点:灵活应用求和公式解决问题.教学过程:一、 复习准备:1、等差数列求和公式:2)(1n n a a n S +=,d n n na S n 2)1(1-+= 2、在等差数列{a n }中(1) 若a 5=a , a 10=b , 求a 15; (2) 若a 3+a 8=m , 求a 5+a 6;(3) 若a 5=6, a 8=15, 求a 14; (4) 若a 1+a 2+…+a 5=30, a 6+a 7+…+a 10=80,求a 11+a 12+…+a 15.二、讲授新课:1、探究:等差数列的前n 项和公式是一个常数项为零的二次式.例1、已知数列{}n a 的前n 项和为212n S n n =+,求这个数列的通项公式. 这个数列是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是什么?【结论】数列{}n a 的前n 项和n S 与n a 的关系:由n S 的定义可知,当n=1时,1S =1a ;当n ≥2时,n a =n S -1-n S ,即n a =⎩⎨⎧≥-=-)2()1(11n S S n S n n . 练习:已知数列{}n a 的前n 项和212343n S n n =++,求该数列的通项公式. 这个数列是等差数列吗? 探究:一般地,如果一个数列{},n a 的前n 项和为2n S pn qn r =++,其中p 、q 、r 为常数,且0p ≠,那么这个数列一定是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?(是,1a p q r =++,2d p =).由此,等差数列的前n 项和公式2)1(1d n n na S n -+=可化成式子:n )2d a (n 2d S 12n -+=,当d ≠0,是一个常数项为零的二次式.2. 教学等差数列前n 项和的最值问题:① 例题讲解:例2、数列{}n a 是等差数列,150,0.6a d ==-. (1)从第几项开始有0n a <;(2)求此数列的前n项和的最大值.结论:等差数列前项和的最值问题有两种方法:(1) 当n a >0,d<0,前n 项和有最大值可由n a ≥0,且1+n a ≤0,求得n 的值;当n a <0,d>0,前n 项和有最小值可由n a ≤0,且1+n a ≥0,求得n 的值.(2)由n )2d a (n 2d S 12n -+=利用二次函数配方法求得最值时n 的值. 练习:在等差数列{n a }中, 4a =-15, 公差d =3, 求数列{n a }的前n 项和n S 的最小值.例3、已知等差数列....,743,724,5的前n 项的和为n S ,求使得n S 最大的序号n 的值。
等差数列的前n项和公式(2)教学设计- (人教A版 高二 选择性必修第二册)

4.2.2等差数列的前n项和公式(2)
本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修二》第四章《数列》,本节课主要学习等差数列的前n项和公式(2)
数列是高中代数的主要内容,它与数学课程的其它内容(函数、三角、不等式等)有着密切的联系,又是今后学习高等数学的基础,所以在高考中占有重要地位。
数列是培养学生数学能力的良好题材。
等差数列前n项和公式的推导过程中,让学生经历公式的推导过程,体会数形结合的数学思想,体验从特殊到一般的研究方法,学会观察、归纳、反思,进一步培养学生灵活运用公式的能力。
发展学生逻辑推理、直观想象、数学运算和数学建模的的核心素养。
课程目标学科素养
A.等差数列掌握等差数列前n项和的性质
及应用.
B.会求等差数列前n项和的最值.
1.数学抽象:等差数列前n项和公式
2.逻辑推理:等差数列前n项和公式与二次函数
3.数学运算:等差数列前n项的应用
4.数学建模:等差数列前n项的具体应用
重点:求等差数列前n项和的最值
难点:等差数列前n项和的性质及应用
多媒体
由于教师不仅是知识的传授者,而且也是学生学习的引导者、组织者和合作者。
所以我采用“问题情景---建立模型---求解---解释---应用”的教学模式,启发引导学生通过对问题的亲身动手探求、体验,获得不仅是知识,更重要的是掌握了在今后的发展中用这种手段去获取更多的知识的方法。
这是“教师教给学生寻找水的方法或给学生一杯水,使学生能找到一桶水乃至更多活水”的求知方式。
多媒体可以使教学内容生动、形象、鲜明地得到展示。
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新人教A版必修5
课题:2.2.3等差数列的前n项和(2)
学习目标:1.进一步熟练掌握等差数列的通项公式和前n项 和公式
2.会利用等差数列通项公式与前 项和的公式研究 的最值;Leabharlann 学习过程:【学情调查情境导入】
首先回忆一下前几节课所学主要 内容:
1.等差数列的定义:
2.等差数列的通项公式:
(1)第几项开始为负?
(2)前10项的和?
(3)从首项到第几项之和开始为负?
5.在等差数列{ }中,已知a1=25, S9= S17,问数列前多少项和最大,并求出最大值。
【知识梳理归纳总结】
1. 表示 ,
2.差数列前项和的最值问题有两种方法:
( 1)当 >0,d<0,前n项和有最大值 可由 ≥0,且 ≤0,求得n的值。
当 <0,d>0 ,前n项和有最小值 可由 ≤ 0,且 ≥0,求得n的值。
【预习指导新课链接】
等比数列
例3已知等差数列 的前n项和 ,求使得 最大的序号n的值.
【达标训练巩固 提升】
1、已知等差数列的前n项和为a,前2n项和为b,求前3n项和。
2.已知数列 的 前n项和为 ,求这个数列的通项公式.
3.等差数列{ }中, =-15,公差d=3, 求数列{ }的前n项和 的最小值.
4.等差数列 { }的第10项为23,第25项为-22,求此数列
3.等差数列前n项和公式:
【问题展示合作探究】
例1.已知一个等差数列的前10 项的和是310,前20项的和是1220,
求其前 项和的公式.
例2:已知数列 的前n项和为 ,求这个数列的通项公式
一般地,如果一个数列 的前n项和为 ,其中p、q 、r为常数,且 ,那么这 个数 列一定是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?