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等差数列的概念及其通项公式

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2024年6月10日发(作者:燕清舒)

等差数列的概念及其通项公式

一、基础知识

1. 定义:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,

这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“d”表示)

将条件概括地说,就是a

n

=a

n-1

=d(n≥2)

2.通项公式:

a

n

a

1

(n1)d

3.等差中项:如果在 a与b之间插入一个数 A,

a与b的等差中项。

使a、

A

、b成等差数列,那么

A

叫做

A

ab

,即 2

A

=a+b

2

任何两个数都存在等差中项且唯一。

4. 等差数列的性质

(1) 若{a

n

}是等差数列,则a

n

=an+b ,特别地,若a=0, 则{a

n

}是常数列。

(2)若{a

n

}是等差数列,则 a

m

=a

n

+(m-n)d,m,n∈N*,

(3)若

a

n

是等差数列,且

m,n,p,qN

,mnpq

,则

a

m

a

n

a

p

a

q

二、典型例题分析

【例1】(1)求等差数列8,5,2,…的第20项;

(2)-401是不是等差数列-5,-9,-13…的项?如果是,是第几项?

解:a

1

=8,d=5-8=2-5=-3.

又因为n=20,所以由等差数列的通项公式,得

a

20

=8+(20-1)×(-3)=-49.

(2)a

1

=-5,d=-9-(-5)=-4得数列通项公式为a

n

=-5-4(n-1).

令-401=-5-4(n-1)成立,解之,得n=100,

即-401是这个数列的第100项.

【例2】.已知等差数列{a

n

}中,

(1)a

7

+a

9

=16,a

4

=1,求a

12

的值;

(2)已知a

2

+a

3

+a

23

+a

24

=48,求a

13

.

解:(1)方法一

由a

7

+a

9

=16,得

a

1

6da

1

8d16,

2a

1

14d16

a

1

7d8

又 a

4

=1,∴

a

1

3d1

17

a

a

1

7d8

1

4

解方程组

,得

a3d1

7

1

d

4

所以

a

12



177

1115

44

1

方法二 由于a

8

是a

7

和a

9

的等差中项,则

a

8

a

7

a

9

8

2

∵ a

12

+a

4

=a

8

+a

8

=2 a

8

=15.

a

12

=2a

8

-a

4

=15.

(2)由m+n=p+q⇒a

m

+a

n

=a

p

+a

q

,得

a

2

+a

24

=a

3

+a

23

=2a

13

.

∵ a

2

+a

3

+a

23

+a

24

=48,

∴ 4a

13

=48,∴a

13

=12.

【例3】在-1与7之间插入三个数a,b,c,使这五个数成等差数列,求此数列。

解:方法一

由已知,a

1

=-1

a

5

=7

∴ 7=-1+(5-1)d,即d=2。

∴所求数列为-1,1,3,5,7.

方法二 -1,a,b,c,7.成等差数列。

∴ b是-1,7的等差中项,则 b=

17

3

2

又∵a是-1,3的等差中项,c是3,7的等差中项,

∴ a=1,c=5.

∴所求数列为-1,1,3,5,7.

〖例4〗在数列{a

n

}中,a

1

=4,递推公式a

n

=a

n-1

+2,数列{a

n

}是不是等差数列?如果

是,求其通项公式。

解:∵ a

n

=a

n-1

+2,(n≥2), ∴ a

n

— a

n-1

= 2

故{a

n

}是公差为2的等差数列。

∵ a

1

=4,d=2,

∴ a

n

=5+4(n-1),即a

n

=4n+1。

〖例5〗(1)三个数成等差数列,和为6,积为-24,求这三个数;

(2)四个数成递增等差数列,中间两数的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.

解 (1)法一 设等差数列的等差中项为a,公差为d,

则这三个数分别为a-d,a,a+d.

依题意,3a=6且a(a-d)(a+d)=-24,

所以a=2,代入a(a-d)(a+d)=-24,

化简得d

2

=16,于是d=±4,

故三个数为-2,2,6或6,2,-2.

法二 设首项为a,公差为d,这三个数分别为a,a+d,a+2d,

依题意,3a+3d=6且a(a+d)(a+2d)=-24,

所以a=2-d,代入a(a+d)(a+2d)=-24,

得2(2-d)(2+d)=-24,4-d2=-12,

即d

2

=16,于是d=±4,三个数为-2,2,6或6,2,-2.

(2)解法一 设这四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差为2d),

2

2024年6月10日发(作者:燕清舒)

等差数列的概念及其通项公式

一、基础知识

1. 定义:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,

这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“d”表示)

将条件概括地说,就是a

n

=a

n-1

=d(n≥2)

2.通项公式:

a

n

a

1

(n1)d

3.等差中项:如果在 a与b之间插入一个数 A,

a与b的等差中项。

使a、

A

、b成等差数列,那么

A

叫做

A

ab

,即 2

A

=a+b

2

任何两个数都存在等差中项且唯一。

4. 等差数列的性质

(1) 若{a

n

}是等差数列,则a

n

=an+b ,特别地,若a=0, 则{a

n

}是常数列。

(2)若{a

n

}是等差数列,则 a

m

=a

n

+(m-n)d,m,n∈N*,

(3)若

a

n

是等差数列,且

m,n,p,qN

,mnpq

,则

a

m

a

n

a

p

a

q

二、典型例题分析

【例1】(1)求等差数列8,5,2,…的第20项;

(2)-401是不是等差数列-5,-9,-13…的项?如果是,是第几项?

解:a

1

=8,d=5-8=2-5=-3.

又因为n=20,所以由等差数列的通项公式,得

a

20

=8+(20-1)×(-3)=-49.

(2)a

1

=-5,d=-9-(-5)=-4得数列通项公式为a

n

=-5-4(n-1).

令-401=-5-4(n-1)成立,解之,得n=100,

即-401是这个数列的第100项.

【例2】.已知等差数列{a

n

}中,

(1)a

7

+a

9

=16,a

4

=1,求a

12

的值;

(2)已知a

2

+a

3

+a

23

+a

24

=48,求a

13

.

解:(1)方法一

由a

7

+a

9

=16,得

a

1

6da

1

8d16,

2a

1

14d16

a

1

7d8

又 a

4

=1,∴

a

1

3d1

17

a

a

1

7d8

1

4

解方程组

,得

a3d1

7

1

d

4

所以

a

12



177

1115

44

1

方法二 由于a

8

是a

7

和a

9

的等差中项,则

a

8

a

7

a

9

8

2

∵ a

12

+a

4

=a

8

+a

8

=2 a

8

=15.

a

12

=2a

8

-a

4

=15.

(2)由m+n=p+q⇒a

m

+a

n

=a

p

+a

q

,得

a

2

+a

24

=a

3

+a

23

=2a

13

.

∵ a

2

+a

3

+a

23

+a

24

=48,

∴ 4a

13

=48,∴a

13

=12.

【例3】在-1与7之间插入三个数a,b,c,使这五个数成等差数列,求此数列。

解:方法一

由已知,a

1

=-1

a

5

=7

∴ 7=-1+(5-1)d,即d=2。

∴所求数列为-1,1,3,5,7.

方法二 -1,a,b,c,7.成等差数列。

∴ b是-1,7的等差中项,则 b=

17

3

2

又∵a是-1,3的等差中项,c是3,7的等差中项,

∴ a=1,c=5.

∴所求数列为-1,1,3,5,7.

〖例4〗在数列{a

n

}中,a

1

=4,递推公式a

n

=a

n-1

+2,数列{a

n

}是不是等差数列?如果

是,求其通项公式。

解:∵ a

n

=a

n-1

+2,(n≥2), ∴ a

n

— a

n-1

= 2

故{a

n

}是公差为2的等差数列。

∵ a

1

=4,d=2,

∴ a

n

=5+4(n-1),即a

n

=4n+1。

〖例5〗(1)三个数成等差数列,和为6,积为-24,求这三个数;

(2)四个数成递增等差数列,中间两数的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.

解 (1)法一 设等差数列的等差中项为a,公差为d,

则这三个数分别为a-d,a,a+d.

依题意,3a=6且a(a-d)(a+d)=-24,

所以a=2,代入a(a-d)(a+d)=-24,

化简得d

2

=16,于是d=±4,

故三个数为-2,2,6或6,2,-2.

法二 设首项为a,公差为d,这三个数分别为a,a+d,a+2d,

依题意,3a+3d=6且a(a+d)(a+2d)=-24,

所以a=2-d,代入a(a+d)(a+2d)=-24,

得2(2-d)(2+d)=-24,4-d2=-12,

即d

2

=16,于是d=±4,三个数为-2,2,6或6,2,-2.

(2)解法一 设这四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差为2d),

2

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