4.2.1第2课时 等差数列的性质及应用之题型归类与分层测试讲义(含答案)

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名称 4.2.1第2课时 等差数列的性质及应用之题型归类与分层测试讲义(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-02-14 19:26:02

文档简介

4.2.1 第2课时 等差数列的性质及应用
课程标准 熟悉课标,把握重点
知识梳理 掌握概念,升华提升
基础自测 单选 1★+2★+3★ 多选 4★ 填空5★
题型归类 题型一:an=am+(n-m)d的应用
单选1★+2★★+3★★★4★5★+解答6★★+方法总结
题型二:等差数列的性质
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型三:等差数列的设法与求解
填空1★+2★+解答3★4★★5★+方法总结
题型四:由等差数列构造新数列
单选1★+2★★+多选3★填空4★5★★+方法总结
题型五:等差数列的实际应用
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型六:等差数列的综合应用
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
分层测试 单选6题1★+2★ + 3★+4★+5★★+6★★★
多选3题7★+8★★+9★★★
填空3题10★+11★★+12★★★
解答4题13★+14★+15★★+16★★★
一、课程标准
1.通过生活中的实例,理解等差数列的概念和通项公式的意义.
2.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题.
3.体会等差数列与一元一次函数的关系.
二、知识梳理
1.等差数列的性质
若{an}是公差为d的等差数列,正整数m,n,p,q满足m+n=p+q,则am+an=ap+aq。
(1)特别地,当m+n=2k(m,n,k∈N*)时,am+an=2ak。
(2)对有穷等差数列,与首末两项“等距离”的两项之和等于首末两项的和,即a1+an=a2+an-1=…=ak+an-k+1=…。
2.等差数列性质的推广
若{an}是公差为d的等差数列,则
(1)an=am+(n-m)d;
(2){c+an}(c为任一常数)是公差为d的等差数列;
(3){can}(c为任一常数)是公差为cd的等差数列;
(4){an+an+k}(k为常数,k∈N*)是公差为2d的等差数列;
(5)若{an},{bn}分别是公差为d1,d2的等差数列,则数列{pan+qbn}(p,q是常数)是公差为pd1+qd2的等差数列。
3.等差数列在实际中的应用
解答数列应用题的一般步骤:(1)审题;(2)建模,将实际问题转化为数学问题;(3)判型,分清该数列是否为等差数列;(4)求解,按照等差数列的有关知识求出问题的数学解;(5)还原,将结果还原到原问题中。
【升华提升】
1.等差数列的常见性质
(1)an,am是数列{an}中任意两项,则an=am+(n-m)d,此式既是通项公式的变形公式,又可作为等差数列的性质,经常使用.
(2)若n,m,p,q∈N*,且n+m=p+q,则an+am=ap+aq.
特别地:若m+n=2k(k,m,n∈N*),则有an+am=2ak.
2.方法归纳:公式法、构造法、解方程组法.
3.常见误区:不注意运用性质而出错或解法烦琐.
三、基础自测
1★(单选)已知等差数列{an},a7+a19=19,a5=1,则a21的值为(  )
A.20 B.18
C.15 D.17
2★(单选)已知数列{an},{bn}为等差数列,且公差分别为d1=2,d2=1,则数列{2an-3bn}的公差为(  )
A.7 B.5
C.3 D.1
3★(单选)在等差数列{an}中,已知a3=10,a8=-20,则公差d等于(  )
A.3 B.-6 C.4 D.-3
4★(多选)下列命题正确的是(  )
A.给出数列的有限项就可以唯一确定这个数列的通项公式
B.若等差数列{an}的公差d>0,则{an}是递增数列
C.若a,b,c成等差数列,则,,可能成等差数列
D.若数列{an}是等差数列,则数列{an+2an+1}不一定是等差数列
5★(填空)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=________。
四、题型归类
【题型一】an=am+(n-m)d的应用
1★(单选) 在等差数列{an}中,a2+a5=10,a3+a6=14,则a5+a8等于(  )
A.12 B.22 C.24 D.34
2★★(单选)在等差数列{an}中,若a2+a6=6,a5=8,则a10等于(  )
A.20 B.25 C.30 D.33
3★★★(单选)数列{an}满足3+an=an+1且a2+a4+a6=9,则log6(a5+a7+a9)的值是(  )
A.-2 B.- C.2 D.
4★(填空)在等差数列{an}中,已知a4=2,a8=14,则a15等于
5★★(填空)已知{bn}为等差数列,若b3=-2,b10=12,则b8=________。
6★★(解答)在等差数列{an}中,已知a2=5,a8=17,求数列的公差及通项公式。
【题型二】等差数列的性质
1★(单选)已知等差数列{an},a3+a4+a5+a6+a7=70,则 a1+a9的值为( )
A.22 B. 24 C. 26 D.28
2★★(单选)已知数列{an}是等差数列,若a1-a9+a17=7,则a3+a15等于(  )
A.7 B.14 C.21 D.7(n-1)
3★★★(单选)已知数列{an},{bn}都是等差数列,且a1=2,b1=-3,a7-b7=17,则a19-b19的值为( )
A. 41 B. 40 C. 39 D.38
4★★(多选)已知数列{an}为等差数列,若a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,则数列{an}的通项公式可能为( )
A. an=2n-7 B. an=-2n+7
C. an=-2n+13 D. an=-2n-13
5★(填空)若2,a,b,c,9成等差数列,则c-a=________。
6★★(填空)等差数列{an}中,已知a2+a3+a11=36,则a5+a8=________。
7★★(解答)已知等差数列{an},a5=10,a15=25,求a25的值。
【题型三】等差数列的设法与求解
1★(填空) (2)已知等差数列{an}中,a1+3a8+a15=120,则2a9-a10=________.
2★★(填空)(2)已知在公差不为0的等差数列{an}中,a2+a4=a6,a9=a,则a10=________.
3★(解答)三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,求这三个数.
4★(多解答)四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.
5★(解答)三个数成等差数列,这三个数的和为6,三个数之积为-24,求这三个数.
【题型四】由等差数列构造新数列
1★(单选)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,则这个新数列的项数为(  )
A.15 B.16 C.17 D.18
2★★(单选)已知数列{an},{bn}为等差数列,且公差分别为d1=2,d2=1,则数列{2an-3bn}的公差为(  )
A.7 B.5 C.3 D.1
3★★(多选)下列命题中,正确的是(  )
A.若a,b,c成等差数列,则2a,2b,2c成等差数列
B.若a,b,c成等差数列,则log2a,log2b,log2c成等差数列
C.若a,b,c成等差数列,则a+2,b+2,c+2成等差数列
D.若a,b,c成等差数列,则2a,2b,2c成等差数列
4★(填空)已知两个等差数列{an}:5,8,11,…,与{bn}:3,7,11,…,它们的公共项组成数列{cn},则数列{cn}的通项公式cn=________;若数列{an}和{bn}的项数均为100,则{cn}的项数是________.
5★★(填空)已知两个等差数列{an}:5,8,11,…,与{bn}:3,7,11,…,它们的公共项组成数列{cn},则数列{cn}的通项公式cn=________;若数列{an}和{bn}的项数均为100,则{cn}的项数是________.
【题型五】等差数列的实际应用
1★(单选)中国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤.问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金箠,长五尺,一头粗一头细.在粗的一端截下一尺,重四斤;在细的一端截下一尺,重二斤.问依次每一尺各重几斤?”根据已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,则中间三尺的质量为(  )
A.3斤 B.6斤
C.9斤 D.12斤
2★★(单选)“珠算之父”程大位是我国明代著名的数学家,他的应用巨著《算法统宗》中有一首“竹筒容米”问题:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节六升六,上梢四节四升四,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”(注:六升六:6.6升,次第盛:盛米容积依次相差同一数量)用你所学的数学知识求得中间两节竹的容积为(  )
A.3.4升 B.2.4升
C.2.3升 D.3.6升
3★★★(单选)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有一道这样的题目:把100个面包分给五个人,使每人所得成等差数列,且使较大的三份之和的等于较小的两份之和,则最小的一份为(  )
A. B.
C. D.
4★★(多选)《周髀算经》中有这样一个问题:冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影子长依次成等差数列,若冬至、立春、春分的日影子长的和是37.5尺,芒种的日影子长为4.5尺,则(  )
A.冬至的日影子长最长,为15.5尺
B.立夏比谷雨的日影子长多1尺
C.大寒、雨水、春分的日影子长成等差数列
D.清明的日影子长为8.5尺
5★(填空)《中国共产党党旗党徽制作和使用的若干规定》指出,中国共产党党旗为旗面缀有金黄色党徽图案的红旗,通用规格有五种,这五种规格党旗的长a1,a2,a3,a4,a5(单位:cm)成等差数列,对应的宽为b1,b2,b3,b4,b5(单位:cm),且长与宽之比都相等,已知a1=288,a5=96,b1=192,则b3=________.
6★★(填空)已知《易经》中记录的冬至晷影长为130.0寸,夏至晷影长为14.8寸,那么《易经》中小寒与清明之间的晷影长之差为
7★★(解答)有一批电视机原销售价为每台800元,在甲、乙两家家电商场均有销售.甲商场用如下方法促销:买一台单价为780元,买两台单价为760元,以此类推,每多买一台则所购买各台的单价均减少20元,但每台最少不低于440元;乙商场一律按原价的75%销售.某单位需购买一批此类电视机,则去哪一家商场购买花费较少?
【题型六】等差数列的综合应用
1★★(单选)在1和19之间插入n个数,使这n+2个数成等差数列,若这n个数中第一个为a,第n个为b,当+取最小值时,n的值是(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
2★★(单选)已知{an}为等差数列,若a1+a5+a9=π,则tan(a4+a6)的值为(  )
A.- B.- C.- D.
3★★★(单选)在等差数列{an}中,a1≠0,若存在正整数m,n,p,q满足m+nA.4
B.1
C.
D.由等差数列的首项a1的值决定
4★★(多选)已知单调递增的等差数列{an}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则下列各式一定成立的有(  )
A.a1+a101>0 B.a2+a100=0
C.a3+a99=0 D.a51=0
5★(填空)若等差数列{an}的首项a1=5,am=3,则am+2等于
6★★(填空)若关于x的方程x2-x+m=0和x2-x+n=0(m,n∈R,且m≠n)的四个根组成首项为的等差数列,则数列的公差d=________,m+n的值为________.
7★★(解答)已知数列{an}满足an+1=(n∈N*),且a1=0.
(1)求a2,a3;
(2)是否存在一个实数λ,使得数列为等差数列,请说明理由.
五、分层测试
一、单选题
1★ 在等差数列{an}中,a1+a9=10,则a5的值为(  )
A.5 B.6
C.8 D.10
2★数列{an}满足3+an=an+1且a2+a4+a6=9,则log6(a5+a7+a9)的值是(  )
A.-2 B.-
C.2 D.
3★在等差数列{an}中,a1=2,a3+a5=10,则a7=(  )
A.5 B.8
C.10 D.14
4★已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,则m等于(  )
A.8 B.4
C.6 D.12
5★★已知等差数列{an}中,a3+a6=8,则5a4+a7=(  )
A.32 B.27 C.24 D.16
6★★★《九章算术》是我国古代的数学名著,书中《均输章》有如下问题:“今有五人分六钱,令前三人所得与后二人等,各人所得均增,问各得几何?”其意思是:“已知A,B,C,D,E五个人分重量为6钱(‘钱’是古代的一种重量单位)的物品,A,B,C三人所得钱数之和与D,E二人所得钱数之和相同,且A,B,C,D,E每人所得钱数依次成递增等差数列,问五个人各分得多少钱的物品?”在这个问题中,C分得物品的钱数是(  )
A. B. C. D.
二、多选题
7★ 已知等差数列{an}中,a1=3,公差为d(d∈N*),若2 021是该数列的一项,则公差d不可能是(  )
A.2 B.3
C.4 D.5
8★★若{an}是等差数列,则下列数列中仍为等差数列的是(  )
A.{|an|}
B.{an+1-an}
C.{pan+q}(p,q为常数)
D.{2an+n}
9★★★若{an}是等差数列,则下列数列为等差数列的有(  )
A.{an+an+1} B.{a}
C.{an+1-an} D.{2an}
三、填空题
10★ 在等差数列{an}中,已知a3+a8=10,则3a5+a7=________.
11★★已知等差数列{an}中,a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,则a3+a6+a9=________.
12★★★若关于x的方程x2-2x+m=0和x2-2x+n=0(m≠n)的四个根可组成首项为的等差数列,则|m-n|的值是________.
四、简答题
13★在等差数列{an}中.
(1)已知a2+a3+a23+a24=48,求a13;
(2)已知a2+a3+a4+a5=34,a2·a5=52,求公差d.
14★在等差数列中,若a3+a8+a13=12,a3a8a13=28.
(1)求数列的通项公式;
(2)求a23的值.
15★★已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,且a11=-26,a51=54,求a14的值。你能知道该数列从第几项开始为正数吗?
16★★★某科技公司最新研发的VR眼镜原销售价为每台800元,在甲、乙两家电商平台均有销售。甲商家用如下的方法促销:买一台单价为780元,买两台单价都为760元,依次类推,每多买一台则所买各台单价均再减少20元,但每台最低价不能低于440元;乙商家一律都按原价的75%销售。某游乐园需要购买一批此类眼镜,问去哪家商场买花费较少。4.2.1 第2课时 等差数列的性质及应用
课程标准 熟悉课标,把握重点
知识梳理 掌握概念,升华提升
基础自测 单选 1★+2★+3★ 多选 4★ 填空5★
题型归类 题型一:an=am+(n-m)d的应用
单选1★+2★★+3★★★4★5★+解答6★★+方法总结
题型二:等差数列的性质
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型三:等差数列的设法与求解
填空1★+2★+解答3★4★★5★+方法总结
题型四:由等差数列构造新数列
单选1★+2★★+多选3★填空4★5★★+方法总结
题型五:等差数列的实际应用
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
题型六:等差数列的综合应用
单选1★+2★★+3★★★多选4★★填空5★+6★★解答7★★+方法总结
分层测试 单选6题1★+2★ + 3★+4★+5★★+6★★★
多选3题7★+8★★+9★★★
填空3题10★+11★★+12★★★
解答4题13★+14★+15★★+16★★★
一、课程标准
1.通过生活中的实例,理解等差数列的概念和通项公式的意义.
2.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题.
3.体会等差数列与一元一次函数的关系.
二、知识梳理
1.等差数列的性质
若{an}是公差为d的等差数列,正整数m,n,p,q满足m+n=p+q,则am+an=ap+aq。
(1)特别地,当m+n=2k(m,n,k∈N*)时,am+an=2ak。
(2)对有穷等差数列,与首末两项“等距离”的两项之和等于首末两项的和,即a1+an=a2+an-1=…=ak+an-k+1=…。
2.等差数列性质的推广
若{an}是公差为d的等差数列,则
(1)an=am+(n-m)d;
(2){c+an}(c为任一常数)是公差为d的等差数列;
(3){can}(c为任一常数)是公差为cd的等差数列;
(4){an+an+k}(k为常数,k∈N*)是公差为2d的等差数列;
(5)若{an},{bn}分别是公差为d1,d2的等差数列,则数列{pan+qbn}(p,q是常数)是公差为pd1+qd2的等差数列。
3.等差数列在实际中的应用
解答数列应用题的一般步骤:(1)审题;(2)建模,将实际问题转化为数学问题;(3)判型,分清该数列是否为等差数列;(4)求解,按照等差数列的有关知识求出问题的数学解;(5)还原,将结果还原到原问题中。
【升华提升】
1.等差数列的常见性质
(1)an,am是数列{an}中任意两项,则an=am+(n-m)d,此式既是通项公式的变形公式,又可作为等差数列的性质,经常使用.
(2)若n,m,p,q∈N*,且n+m=p+q,则an+am=ap+aq.
特别地:若m+n=2k(k,m,n∈N*),则有an+am=2ak.
2.方法归纳:公式法、构造法、解方程组法.
3.常见误区:不注意运用性质而出错或解法烦琐.
三、基础自测
1★(单选)已知等差数列{an},a7+a19=19,a5=1,则a21的值为(  )
A.20 B.18
C.15 D.17
【解析】 因为a7+a19=a5+a21,所以19=1+a21,解得a21=18。
故选B。
2★(单选)已知数列{an},{bn}为等差数列,且公差分别为d1=2,d2=1,则数列{2an-3bn}的公差为(  )
A.7 B.5
C.3 D.1
【解析】2an+1-3bn+1-(2an-3bn)=2(an+1-an)-3(bn+1-bn)=2d1-3d2=4-3=1。
故选D。
3★(单选)在等差数列{an}中,已知a3=10,a8=-20,则公差d等于(  )
A.3 B.-6 C.4 D.-3
【解析】由等差数列的性质得a8-a3=(8-3)d=5d,
所以d==-6.
故选B。
4★(多选)下列命题正确的是(  )
A.给出数列的有限项就可以唯一确定这个数列的通项公式
B.若等差数列{an}的公差d>0,则{an}是递增数列
C.若a,b,c成等差数列,则,,可能成等差数列
D.若数列{an}是等差数列,则数列{an+2an+1}不一定是等差数列
【解析】A选项,给出数列的有限项不一定可以确定通项公式,故A不正确;
B选项,由等差数列性质知d>0,{an}必是递增数列,故B正确;
C选项,a=b=c=1时,===1是等差数列,而a=1,b=2,c=3时不成立,故C正确;
D选项,数列{an}是等差数列,设公差为d,所以an+2an+1=a1+(n-1)d+2a1+2nd=3a1+(3n-1)d也是等差数列,故D不正确.
故选BC。
5★(填空)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=________。
【解析】设等差数列{an}的公差为d>0。
因为a1=1,且a2+a6=a8,所以2+6d=1+7d,解得d=1。若p-q=10,则ap-aq=10d=10。
答案 10
四、题型归类
【题型一】an=am+(n-m)d的应用
1★(单选) 在等差数列{an}中,a2+a5=10,a3+a6=14,则a5+a8等于(  )
A.12 B.22 C.24 D.34
【解析】设数列{an}的公差为d,
则d===2,
故a5+a8=a5+a2+6d=10+6×2=22.
故选B。
2★★(单选)在等差数列{an}中,若a2+a6=6,a5=8,则a10等于(  )
A.20 B.25 C.30 D.33
【解析】方法一 设等差数列的公差为d,

则a10=-12+5×9=33.
方法二 因为a2+a6=2a4=6,
所以a4=3.
又a5=8,所以d=a5-a4=5,
所以a10=a5+(10-5)d=8+5×5=33.
故选D。
3★★★(单选)数列{an}满足3+an=an+1且a2+a4+a6=9,则log6(a5+a7+a9)的值是(  )
A.-2 B.- C.2 D.
【解析】由3+an=an+1,
得an+1-an=3.
所以{an}是公差为3的等差数列.
又a2+a4+a6=9,
且a2+a6=2a4,
所以3a4=9,
则a4=3,
所以a7=a4+3d=3+3×3=12,
故log6(a5+a7+a9)=log6(3a7)=log636=2.
故选C。
4★(填空)在等差数列{an}中,已知a4=2,a8=14,则a15等于
【解析】由a8-a4=(8-4)d=4d=14-2=12,得d=3,所以a15=a8+(15-8)d=14+7×3=35。
答案 35
5★★(填空)已知{bn}为等差数列,若b3=-2,b10=12,则b8=________。
【解析】解法一:因为{bn}为等差数列,所以可设其公差为d,则d===2,所以bn=b3+(n-3)d=2n-8。所以b8=2×8-8=8。
解法二:由==d,得b8=×5+b3=2×5+(-2)=8。
答案 8
6★★(解答)在等差数列{an}中,已知a2=5,a8=17,求数列的公差及通项公式。
【解析】设等差数列{an}的公差为d,
因为a8=a2+(8-2)d,
所以17=5+6d,解得d=2。
又因为an=a2+(n-2)d,
所以an=5+(n-2)×2=2n+1,n∈N*。
【方法总结】
灵活利用等差数列的性质,可以减少运算量。令m=1,an=am+(n-m)d即变为an=a1+(n-1)d,可以减少运算过程。
【题型二】等差数列的性质
1★(单选)已知等差数列{an},a3+a4+a5+a6+a7=70,则 a1+a9的值为( )
A.22 B. 24 C. 26 D.28
【解析】由等差数列的性质,
得a3+a7=a4+a6=2a5=a1+a9,
所以a3+a4+a5+a6+a7=5a5=70,
于是a5=14,故a1+a9=2a5=28。
故选D。
2★★(单选)已知数列{an}是等差数列,若a1-a9+a17=7,则a3+a15等于(  )
A.7 B.14 C.21 D.7(n-1)
【解析】因为a1-a9+a17=(a1+a17)-a9=2a9-a9=a9=7,
所以a3+a15=2a9=2×7=14.
故选B。
3★★★(单选)已知数列{an},{bn}都是等差数列,且a1=2,b1=-3,a7-b7=17,则a19-b19的值为( )
A. 41 B. 40 C. 39 D.38
【解析】令cn=an-bn,
因为{an},{bn}都是等差数列,
所以{cn}也是等差数列,
设其公差为d,
由已知,得c1=a1-b1=5,c7=17,
则5+6d=17,解得d=2,
故a19-b19=c19=5+18×2=41。
故选A。
4★★(多选)已知数列{an}为等差数列,若a2+a5+a8=9,a3a5a7=-21,则数列{an}的通项公式可能为( )
A. an=2n-7 B. an=-2n+7
C. an=-2n+13 D. an=-2n-13
【解析】因为a2+a5+a8=9,
由a2+a8=2a5,得3a5=9。
所以a5=3。
又a3+a7=a2+a8,a3a5a7=-21。
所以
所以a3,a7是方程x2-6x-7=0的两个根。
解方程得x=-1或x=7。
所以a3=-1,a7=7或a3=7,a7=-1。
所以公差d==2或d=-2。
所以an=a3+(n-3)d=2n-7或-2n+13。
所以数列{an}的通项公式为an=2n-7或an=-2n+13。
故选AC。
5★(填空)若2,a,b,c,9成等差数列,则c-a=________。
【解析】设公差为d,则d==,所以c-a=2d=。
答案 
6★★(填空)等差数列{an}中,已知a2+a3+a11=36,则a5+a8=________。
【解析】根据等差数列的性质可得a5+a8=a2+a11,a5+a8=a3+a10,所以a5+a8=(a2+a3+a10+a11)=×36=18。
答案 18
7★★(解答)已知等差数列{an},a5=10,a15=25,求a25的值。
【解析】解法一:设{an}的公差为d,
则解得
故a25=a1+24d=4+24×=40。
解法二:因为5+25=2×15,
所以在等差数列{an}中有a5+a25=2a15,
从而a25=2a15-a5=2×25-10=40。
解法三:因为5,15,25成等差数列,
所以a5,a15,a25也成等差数列,
因此a25-a15=a15-a5,
即a25-25=25-10,解得a25=40。
【方法总结】
解决等差数列运算问题的一般方法:一是灵活运用等差数列{an}的性质;二是利用通项公式,转化为等差数列的首项与公差的求解,属于通用方法;三是兼而有之。这些方法都运用了整体代换与方程的思想。
【题型三】等差数列的设法与求解
1★(填空) (2)已知等差数列{an}中,a1+3a8+a15=120,则2a9-a10=________.
【解析】方法一 ∵a1+3a8+a15=120,
∴5a8=120,
∴a8=24,
∴2a9-a10=(a8+a10)-a10=a8=24.
方法二 ∵a1+3a8+a15=120,
∴a1+3(a1+7d)+(a1+14d)=120,
∴a1+7d=24,
∴2a9-a10=a1+7d=24.
答案 24
2★★(填空)(2)已知在公差不为0的等差数列{an}中,a2+a4=a6,a9=a,则a10=________.
【解析】设等差数列{an}的公差为d,d≠0,
∵a2+a4=a6,a9=a,
∴2a1+4d=a1+5d,a1+8d=(a1+5d)2,
解得a1=d=,
则a10=a1+9d=10×=.
答案 
3★(解答)三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,求这三个数.
【解析】设这三个数依次为a-d,a,a+d,

解得
所以这三个数为4,3,2.
4★(多解答)四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.
【解析】设这四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d(公差为2d),
依题意得2a=2且(a-3d)(a+3d)=-8,
即a=1,a2-9d2=-8,
所以d2=1,
所以d=1或d=-1.
又四个数成递增等差数列,所以d>0,
所以d=1,故所求的四个数为-2,0,2,4.
5★(解答)三个数成等差数列,这三个数的和为6,三个数之积为-24,求这三个数.
【解析】设这三个数分别为a-d,a,a+d.
由题意可得
解得或
所以所求三个数为-2,2,6或6,2,-2.
【方法总结】
等差数列的计算技巧
(1)当已知条件中出现与首项、公差有关的内容时,可直接设首项为a1,公差为d,利用已知条件建立方程(组)求出a1和d,即可解决等差数列的有关问题.另外亦可用等差中项及性质找到项与项之间的关系进行解题,此种解法计算量较小.
(2)当已知数列有3项时,可设为a-d,a,a+d,此时公差为d.若有5项、7项、…时,可同理设出.
(3)当已知数列有4项时,可设为a-3d,a-d,a+d,a+3d,此时公差为2d.若有6项、8项、…时,可同理设出.
【题型四】由等差数列构造新数列
1★(单选)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,则这个新数列的项数为(  )
A.15 B.16 C.17 D.18
【解析】易知,第一个数列的公差为4,第二个数列的公差为6,
故新数列的公差为具有相同首项的两个数列公差的最小公倍数,其公差为12,首项为2,
所以通项公式为an=12n-10,
所以12n-10≤190,解得n≤,
而n∈N*,所以n的最大值为16.
故选B。
2★★(单选)已知数列{an},{bn}为等差数列,且公差分别为d1=2,d2=1,则数列{2an-3bn}的公差为(  )
A.7 B.5 C.3 D.1
【解析】由于{an},{bn}为等差数列,故数列{2an-3bn}的公差d=(2an+1-3bn+1)-(2an-3bn)=2(an+1-an)-3(bn+1-bn)=2d1-3d2=1.
故选D。
3★★(多选)下列命题中,正确的是(  )
A.若a,b,c成等差数列,则2a,2b,2c成等差数列
B.若a,b,c成等差数列,则log2a,log2b,log2c成等差数列
C.若a,b,c成等差数列,则a+2,b+2,c+2成等差数列
D.若a,b,c成等差数列,则2a,2b,2c成等差数列
【解析】 A项中,∵a,b,c为等差数列,
∴2b=a+c,
∴2·(2b)=2a+2c,∴2a,2b,2c成等差数列,故A正确.
C项中,∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c,
∴2(b+2)=(a+2)+(c+2),
∴a+2,b+2,c+2成等差数列.故C正确.
故选AC
4★(填空)已知两个等差数列{an}:5,8,11,…,与{bn}:3,7,11,…,它们的公共项组成数列{cn},则数列{cn}的通项公式cn=________;若数列{an}和{bn}的项数均为100,则{cn}的项数是________.
【解析】由于数列{an}和{bn}都是等差数列,所以{cn}也是等差数列,且公差为3×4=12,又c1=11,故cn=11+12(n-1)=12n-1.又a100=302,b100=399,所以11≤12n-1≤302,解得1≤n≤25.25,
又n∈N*,故{cn}的项数为25.
答案 12n-1 25
5★★(填空)已知两个等差数列{an}:5,8,11,…,与{bn}:3,7,11,…,它们的公共项组成数列{cn},则数列{cn}的通项公式cn=________;若数列{an}和{bn}的项数均为100,则{cn}的项数是________.
【解析】由于数列{an}和{bn}都是等差数列,
所以{cn}也是等差数列,
且公差为3×4=12,
又c1=11,故cn=11+12(n-1)=12n-1.
又a100=302,b100=399,
所以
解得1≤n≤25.25,
故{cn}的项数为25.
答案 12n-1 25
【方法总结】
对于任何形式的构造数列,判断是否为等差数列,一般从两个方面进行判断:
(1)定义:an-an-1是否为常数;(2)其通项公式是否为关于n的一次函数.
【题型五】等差数列的实际应用
1★(单选)中国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤.问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金箠,长五尺,一头粗一头细.在粗的一端截下一尺,重四斤;在细的一端截下一尺,重二斤.问依次每一尺各重几斤?”根据已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,则中间三尺的质量为(  )
A.3斤 B.6斤
C.9斤 D.12斤
【解析】由题意可知金箠每尺的质量(单位:斤)构成等差数列{an},设细的一端一尺的质量为a1斤,粗的一端一尺的质量为a5斤,
则a1=2,a5=4,
根据等差数列的性质可知a1+a5=2a3=6,解得a3=3,
所以中间三尺的质量为a2+a3+a4=3a3=9(斤).
2★★(单选)“珠算之父”程大位是我国明代著名的数学家,他的应用巨著《算法统宗》中有一首“竹筒容米”问题:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节六升六,上梢四节四升四,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”(注:六升六:6.6升,次第盛:盛米容积依次相差同一数量)用你所学的数学知识求得中间两节竹的容积为(  )
A.3.4升 B.2.4升
C.2.3升 D.3.6升
【解析】设从下至上各节的容积分别为a1,a2,…,a9,
由题意知{an}为等差数列,公差为d,
因为解得
所以a4+a5=2a1+7d=3.4.
故选A。
3★★★(单选)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有一道这样的题目:把100个面包分给五个人,使每人所得成等差数列,且使较大的三份之和的等于较小的两份之和,则最小的一份为(  )
A. B.
C. D.
【解析】设五个人所分得的面包个数为a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,其中d>0,
则(a-2d)+(a-d)+a+(a+d)+(a+2d)=5a=100,∴a=20.
由(a+a+d+a+2d)=a-2d+a-d,
得3a+3d=7(2a-3d),
∴24d=11a,
∴d=,
∴最小的一份为a-2d=20-=.
4★★(多选)《周髀算经》中有这样一个问题:冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影子长依次成等差数列,若冬至、立春、春分的日影子长的和是37.5尺,芒种的日影子长为4.5尺,则(  )
A.冬至的日影子长最长,为15.5尺
B.立夏比谷雨的日影子长多1尺
C.大寒、雨水、春分的日影子长成等差数列
D.清明的日影子长为8.5尺
【解析】依题意,从冬至起,日影子长依次记为a1,a2,…,a12,则数列{an}(n∈N*,n≤12)是等差数列,因此,a1+a4+a7=37.5,而a1+a7=2a4,解得a4=12.5,又a12=4.5,设数列{an}的公差为d,于是得解得A正确;a10-a9=-1,立夏比谷雨的日影子长少1尺,B不正确;而a3,a5,a7成等差数列,即大寒、雨水、春分的日影子长成等差数列,C正确;a8=a1+(8-1)d=8.5,即清明的日影子长为8.5尺,D正确.
故选ACD
5★(填空)《中国共产党党旗党徽制作和使用的若干规定》指出,中国共产党党旗为旗面缀有金黄色党徽图案的红旗,通用规格有五种,这五种规格党旗的长a1,a2,a3,a4,a5(单位:cm)成等差数列,对应的宽为b1,b2,b3,b4,b5(单位:cm),且长与宽之比都相等,已知a1=288,a5=96,b1=192,则b3=________.
【解析】由题意,五种规格党旗的长a1,a2,a3,a4,a5(单位:cm)成等差数列,设公差为d,因为a1=288,a5=96,可得d===-48,可得a3=288+(3-1)×(-48)=192,又由长与宽之比都相等,且b1=192,可得=,所以b3===128.
6★★(填空)已知《易经》中记录的冬至晷影长为130.0寸,夏至晷影长为14.8寸,那么《易经》中小寒与清明之间的晷影长之差为
【解析】设晷影长构成等差数列{an},公差为d,则a1=130.0,a13=14.8,d==-9.6,故小寒与清明之间的晷影长之差即为a2-a8=-(a8-a2)=-6d=57.6。
7★★(解答)有一批电视机原销售价为每台800元,在甲、乙两家家电商场均有销售.甲商场用如下方法促销:买一台单价为780元,买两台单价为760元,以此类推,每多买一台则所购买各台的单价均减少20元,但每台最少不低于440元;乙商场一律按原价的75%销售.某单位需购买一批此类电视机,则去哪一家商场购买花费较少?
【解析】设某单位需购买电视机n台.
在甲商场购买时,所买电视机的售价构成等差数列{an},
an=780+(n-1)×(-20)=-20n+800,
由an=-20n+800≥440,得n≤18,
即购买台数不超过18台时,每台售价(800-20n)元;
购买台数超过18台时,每台售价440元.
到乙商场购买时,每台售价为800×75%=600(元).
比较在甲、乙两家家电商场的费用
(800-20n)n-600n=20n(10-n).
当n<10时,(800-20n)n>600n,到乙商场购买花费较少;
当n=10时,(800-20n)n=600n,到甲、乙商场购买花费相同;
当10<n≤18时,(800-20n)n<600n,到甲商场购买花费较少;
当n>18时,440n<600n,到甲商场购买花费较少.
因此,当购买电视机台数少于10台时,到乙商场购买花费较少;当购买电视机10台时,到两家商场购买花费相同;当购买电视机台数多于10台时,到甲商场购买花费较少.
【方法总结】
解决等差数列实际应用问题的步骤及注意点
(1)解决数列实际应用问题的基本步骤:①审题,即仔细阅读材料,认真理解题意;②建模,即将已知条件翻译成数学(数列)语言,将实际问题转化成数学问题;③判型,即判断该数列是否为等差数列;④求解,即求出该问题的数学解;⑤还原,即将所求结果还原到实际问题中.
(2)在利用数列方法解决实际问题时,一定要弄清首项、项数等关键问题.
【题型六】等差数列的综合应用
1★★(单选)在1和19之间插入n个数,使这n+2个数成等差数列,若这n个数中第一个为a,第n个为b,当+取最小值时,n的值是(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】设等差数列的公差为d,则a=1+d,b=19-d,从而a+b=20,
由题意知,d>0,故a>0,b>0,
所以(a+b)=1+16++
≥17+2=25,
即+≥=,当且仅当=,
即b=4a时取“=”,又a=1+d,b=19-d,解得d=3,
所以19=1+(n+1)×3,所以n=5.
故选B。
2★★(单选)已知{an}为等差数列,若a1+a5+a9=π,则tan(a4+a6)的值为(  )
A.- B.- C.- D.
【解析】因为{an}为等差数列,a1+a5+a9=3a5=π,所以a5=,
所以tan(a4+a6)=tan 2a5=tan =-.
故选C。
3★★★(单选)在等差数列{an}中,a1≠0,若存在正整数m,n,p,q满足m+nA.4
B.1
C.
D.由等差数列的首项a1的值决定
【解析】设{an}的公差为d,由am+an=ap+aq得(m+n-p-q)d=0.
因为存在正整数m,n,p,q满足m+n又a1≠0,所以a2 022=a2 023≠0,
所以=1.
故选B。
4★★(多选)已知单调递增的等差数列{an}满足a1+a2+a3+…+a101=0,则下列各式一定成立的有(  )
A.a1+a101>0 B.a2+a100=0
C.a3+a99=0 D.a51=0
【解析】∵a1+a2+…+a101=0,
又∵a1+a101=a2+a100=a3+a99=…=2a51,
∴101a51=0,
∴a51=0,a3+a99=a2+a100=2a51=0.
故选BCD
5★(填空)若等差数列{an}的首项a1=5,am=3,则am+2等于
【解析】设等差数列{an}的公差为d,
因为a1=5,am=3,
所以d==.
所以am+2=am+2d=3+=3-.
6★★(填空)若关于x的方程x2-x+m=0和x2-x+n=0(m,n∈R,且m≠n)的四个根组成首项为的等差数列,则数列的公差d=________,m+n的值为________.
【解析】设x2-x+m=0,x2-x+n=0的根分别为x1,x2,x3,x4,则x1+x2=x3+x4=1(且1-4m>0,1-4n>0).
设数列的首项为x1,则根据等差数列的性质,数列的第4项为x2.由题意知x1=,∴x2=,数列的公差d==,
∴数列的中间两项分别为+=,+=.
∴x1·x2=m=,x3·x4=n=×=.
∴m+n=+=.
7★★(解答)已知数列{an}满足an+1=(n∈N*),且a1=0.
(1)求a2,a3;
(2)是否存在一个实数λ,使得数列为等差数列,请说明理由.
【解析】(1)因为a1=0,an+1=(n∈N*),
所以a2==,a3==.
(2)假设存在一个实数λ,使得数列为等差数列,所以=+,即=+,解得λ=1.
因为-=-
=-==-,
又=-1,所以存在一个实数λ=1,使得数列是首项为-1,公差为-的等差数列.
【方法总结】
解决数列综合问题的方法策略
(1)结合等差数列的性质或利用等差中项.
(2)利用通项公式,得到一个以首项a1和公差d为未知数的方程或不等式.
(3)利用函数或不等式的有关方法解决.
五、分层测试
一、单选题
1★ 在等差数列{an}中,a1+a9=10,则a5的值为(  )
A.5 B.6
C.8 D.10
【解析】由等差数列的性质,得a1+a9=2a5,又因为a1+a9=10,即2a5=10,所以a5=5。
故选A。
2★数列{an}满足3+an=an+1且a2+a4+a6=9,则log6(a5+a7+a9)的值是(  )
A.-2 B.-
C.2 D.
【解析】因为an+1-an=3,所以{an}为等差数列,且d=3。a2+a4+a6=9=3a4,所以a4=3,a5+a7+a9=3a7=3(a4+3d)=3×(3+3×3)=36,所以log6(a5+a7+a9)=log636=2。
故选C。
3★在等差数列{an}中,a1=2,a3+a5=10,则a7=(  )
A.5 B.8
C.10 D.14
【解析】由等差数列的性质可得a1+a7=a3+a5=10,又a1=2,所以a7=8。
故选B。
4★已知等差数列{an}的公差为d(d≠0),且a3+a6+a10+a13=32,若am=8,则m等于(  )
A.8 B.4
C.6 D.12
【解析】因为a3+a6+a10+a13=4a8=32,所以a8=8,即m=8。
故选A。
5★★已知等差数列{an}中,a3+a6=8,则5a4+a7=(  )
A.32 B.27 C.24 D.16
【解析】法一 设等差数列{an}公差为d,则a3+a6=2a1+7d=8,
所以5a4+a7=6a1+21d=3(2a1+7d)=24.
法二 在等差数列中,m+n=p+q,
则am+an=ap+aq,
∴a2+a6=a3+a5=2a4,
∴5a4+a7=a2+a3+a4+a5+a6+a7.
又a2+a7=a3+a6=a4+a5.
∴5a4+a7=3(a3+a6)=3×8=24.
故选C。
6★★★《九章算术》是我国古代的数学名著,书中《均输章》有如下问题:“今有五人分六钱,令前三人所得与后二人等,各人所得均增,问各得几何?”其意思是:“已知A,B,C,D,E五个人分重量为6钱(‘钱’是古代的一种重量单位)的物品,A,B,C三人所得钱数之和与D,E二人所得钱数之和相同,且A,B,C,D,E每人所得钱数依次成递增等差数列,问五个人各分得多少钱的物品?”在这个问题中,C分得物品的钱数是(  )
A. B. C. D.
【解析】设5个人分得的物品的钱数为等差数列中的项a1,a2,a3,a4,a5,
则a1+a2+a3=a4+a5,a1+a2+a3+a4+a5=6=5a3,
a3=.
故选C。
二、多选题
7★ 已知等差数列{an}中,a1=3,公差为d(d∈N*),若2 021是该数列的一项,则公差d不可能是(  )
A.2 B.3
C.4 D.5
【解析】因为2 021是该数列的一项,即2 021=3+(n-1)d,所以n=+1,因为d∈N*,所以d是2 018的约数,故d不可能是3,4和5。
故选BCD。
8★★若{an}是等差数列,则下列数列中仍为等差数列的是(  )
A.{|an|}
B.{an+1-an}
C.{pan+q}(p,q为常数)
D.{2an+n}
【解析】数列-1,1,3是等差数列,
取绝对值后:1,1,3不是等差数列,A不成立;
若{an}是等差数列,利用等差数列的定义知,
{an+1-an}为常数列,故是等差数列,B成立;
若{an}的公差为d,
则(pan+1+q)-(pan+q)=p(an+1-an)=pd为常数,故{pan+q}是等差数列,C成立;
(2an+1+n+1)-(2an+n)=2(an+1-an)+1=2d+1为常数,故{2an+n}是等差数列,D成立.
故选BCD。
9★★★若{an}是等差数列,则下列数列为等差数列的有(  )
A.{an+an+1} B.{a}
C.{an+1-an} D.{2an}
【解析】设等差数列{an}的公差为d.
对于A,(an+an+1)-(an-1+an)=(an-an-1)+(an+1-an)=2d(n≥2),所以{an+an+1}是以2d为公差的等差数列;
对于B,a-a=(an+1-an)(an+an+1)=d(an+an+1),因为d(an+an+1)不一定为常数,所以{a}不一定是等差数列;
对于C,因为an+1-an=d,所以{an+1-an}为等差数列;
对于D,因为2an+1-2an=2d,所以{2an}为等差数列.
故选ACD。
三、填空题
10★ 在等差数列{an}中,已知a3+a8=10,则3a5+a7=________.
【解析】3a5+a7=2a5+(a5+a7)=2a5+2a6=2(a3+a8)=20.
11★★已知等差数列{an}中,a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,则a3+a6+a9=________.
【解析】法一 由性质可知,数列a1+a4+a7,a2+a5+a8,a3+a6+a9是等差数列,所以2(a2+a5+a8)=(a1+a4+a7)+(a3+a6+a9),
则a3+a6+a9=2×33-39=27.
法二 设等差数列{an}的公差为d,
则(a2+a5+a8)-(a1+a4+a7)=(a2-a1)+(a5-a4)+(a8-a7)=3d=-6,
解得d=-2,
所以a3+a6+a9=a2+d+a5+d+a8+d=27.
12★★★若关于x的方程x2-2x+m=0和x2-2x+n=0(m≠n)的四个根可组成首项为的等差数列,则|m-n|的值是________.
【解析】设a,b为方程x2-2x+m=0的两根,则a+b=2,c,d为方程x2-2x+n=0的两根,则c+d=2,
而四个根可组成一个首项为的等差数列,
现假定a=,则b=2-=.
根据等差数列的四项中,第一项与第四项的和等于第二项与第三项的和,
∴这个等差数列的顺序为,c,d,.
则c=,d=,
∴m=ab=,∴n=cd=.
∴|m-n|==.
四、简答题
13★在等差数列{an}中.
(1)已知a2+a3+a23+a24=48,求a13;
(2)已知a2+a3+a4+a5=34,a2·a5=52,求公差d.
【解析】(1)根据已知条件a2+a3+a23+a24=48,得4a13=48,
∴a13=12.
(2)由a2+a3+a4+a5=34,
得2(a2+a5)=34,
即a2+a5=17,

解得或
∴d===3或d=
==-3.
14★在等差数列中,若a3+a8+a13=12,a3a8a13=28.
(1)求数列的通项公式;
(2)求a23的值.
【解析】(1)根据题意,设等差数列的公差为d,
若a3+a8+a13=12,则3a8=12,则a8=4,
又由a3a8a13=28,得a3a13=(4-5d)(4+5d)=7,
解得d=±,
当d=时,an=a8+(n-8)d=;
当d=-时,an=a8+(n-8)d=.
(2)由(1)的结论,当d=时,an=,此时a23==13,
当d=-时,an=,则a23==-5,
则a23=13或-5.
15★★已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,且a11=-26,a51=54,求a14的值。你能知道该数列从第几项开始为正数吗?
【解析】由等差数列an=a1+(n-1)d列方程组解得
所以a14=-46+13×2=-20。
所以an=-46+(n-1)×2=2n-48。
令an>0,即2n-48>0,解得n>24。
所以从第25项开始,各项均为正数。
16★★★某科技公司最新研发的VR眼镜原销售价为每台800元,在甲、乙两家电商平台均有销售。甲商家用如下的方法促销:买一台单价为780元,买两台单价都为760元,依次类推,每多买一台则所买各台单价均再减少20元,但每台最低价不能低于440元;乙商家一律都按原价的75%销售。某游乐园需要购买一批此类眼镜,问去哪家商场买花费较少。
【解析】设某游乐园需购VR眼镜n台,在甲商家购买每台售价不低于440元,售价依台数n成等差数列。设该数列为{an}。
an=780+(n-1)(-20)=800-20n,
解不等式an≥440,即800-20n≥440,得n≤18。
当购买台数小于等于18台时,每台售价为(800-20n)元,当台数大于18台时,每台售价为440元。
到乙商家购买,每台售价为800×75%=600(元)。
作差:(800-20n)n-600n=20n(10-n)。
当n<10时,600n<(800-20n)n;
当n=10时,600n=(800-20n)n;
当10当n>18时,440n<600n。
综上,当购买少于10台时到乙商家花费较少,当购买10台时到两商家购买花费相同,当购买多于10台时到甲商家购买花费较少。