4.2.1 等差数列的概念(精讲)
考点一 等差数列基本量的计算
【例1-1】(2022·湖北·武汉情智学校高二阶段练习)在等差数列中,
(1)已知,,求和公差d;
(2)已知,,求;
(3)已知,,求;
(4)已知,,求.
【例1-2】(2022·甘肃·庆阳第六中学高二阶段练习)在等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)判断96是不是数列中的项?
【一隅三反】
1.(2022·江苏·高二课时练习)等差数列的首项为,公差为d,项数为.
(1)已知,,,求;
(2)已知,,,求;
(3)已知,,,求d;
(4)已知,,,求.
2.(2022·全国·高二课时练习)已知为等差数列,且以,,若在每相邻两项之间插入三个数,使它和原数列的数构成一个新的等差数列,求:
(1)原数列的第12项是新数列的第几项?
(2)新数列的第29项是原数列的第几项?
考点二 等差中项及应用
【例2-1】(2022·广东肇庆·高二期末)在等差数列中,,则( )
A.14 B.16 C.18 D.28
【例2-2】(2021·江苏省灌南高级中学高二期中)在等差数列{an}中,a2、a4是方程的两根,则a3的值为( )
A.2 B.3 C.±2 D.
【例2-3】(2022·江苏)在等差数列中,已知 ,则等于( )
A.40 B.42 C.43 D.45
【一隅三反】
1.(2022·四川省)等差数列的前三项依次为x,,,则x的值为( )
A. B. C. D.
2.(2022·辽宁省实验中学东戴河分校高三阶段练习)已知数列为等差数列,且,则( )
A. B. C. D.
3.(2022·全国·高二课时练习)(多选)已知等差数列满足,则( )
A. B.
C. D.
4.(2022·全国·高二课时练习)(多选)设x是a与b的等差中项,是与的等差中项,则a与b的关系为( )
A. B. C. D.
考点三 等差数列的证明或判断
【例3-1】(2022广东)(多选)下列数列中,是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
【例3-2】(2022·陕西·西北农林科技大学附中)已知数列满足,.
(1)求 ;
(2)求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
【一隅三反】
1.(2021·全国高二课时练习)(多选)下列数列是等差数列的是( )
A.0,0,0,0,0,… B.1,l,111,111l,…
-5,-3,-1,1,3,… D.1,2,3,5,8,…
2(2021·辽宁抚顺·高二期末)(多选)下列说法错误的有( )
A.若,,成等差数列,则,,成等差数列
B.若,,成等差数列,则,,成等差数列
C.若,,成等差数列,则,,成等差数列
D.若,,成等差数列,则,,成等差数列
3.(2022·湖北)数列满足.
(1)求证:数列是等差数列.
(2)若,求数列的通项公式
4.(2022·全国·高二课时练习)已知数列{an}满足(an+1-1)(an-1)=3(an-an+1),a1=2,令bn=.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
考点四 等差数列的单调性
【例4-1】(2022·北京)已知等差数列单调递增且满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例4-2】(2022·湖北·武汉市钢城第四中学高二期中)已知数列,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列中的最大项.
【一隅三反】
1.(2022·甘肃·庆阳第六中学高二阶段练习)首项为的等差数列,从第10项开始为正数,则公差d的取值范围是( ).
A. B. C. D.
2.(2022·北京顺义·高二期末)已知数列为各项均为整数的等差数列,公差为d,若,则的最小值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
3.(2022·全国·高三专题练习)已知等差数列的公差为,则“”是“数列为单调递增数列”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
4.(2022·全国·高二课时练习)设等差数列满足,,若,则项数n的最大值是______.
4.2.1 等差数列的概念(精讲)
考点一 等差数列基本量的计算
【例1-1】(2022·湖北·武汉情智学校高二阶段练习)在等差数列中,
(1)已知,,求和公差d;
(2)已知,,求;
(3)已知,,求;
(4)已知,,求.
答案:(1),;(2)(3)28(4)17.
【解析】(1),,;
(2),,;
(3),,;
(4),,上两式联立:,,;
故答案为:,,-12,28,17.
【例1-2】(2022·甘肃·庆阳第六中学高二阶段练习)在等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)判断96是不是数列中的项?
答案:(1);(2)不是.
【解析】(1)设等差数列的公差为,则,而,于是得,,
所以数列的通项公式是.
(2)由(1)知,,由得:不是正整数,所以96不是数列中的项.
【一隅三反】
1.(2022·江苏·高二课时练习)等差数列的首项为,公差为d,项数为.
(1)已知,,,求;
(2)已知,,,求;
(3)已知,,,求d;
(4)已知,,,求.
答案:(1)13(2)8(3)(4)
【解析】(1)解:因为数列为等差数列,,,,
所以,所以;
(2)解:因为数列为等差数列,,,,
所以,解得;
(3)解:因为数列为等差数列,,,,
所以,解得;
(4)解:因为数列为等差数列,,,,
所以,解得.
2.(2022·全国·高二课时练习)已知为等差数列,且以,,若在每相邻两项之间插入三个数,使它和原数列的数构成一个新的等差数列,求:
(1)原数列的第12项是新数列的第几项?
(2)新数列的第29项是原数列的第几项?
答案:(1)第45项(2)第8项.
【解析】(1)设新数列为,则,,
根据,有,即,
所以,所以.
又因为,所以.
即原数列的第n项为新数列的第项.
当时,,故原数列的第12项为新数列的第45项.
(2)由(1) ,令,得,即新数列的第29项是原数列的第8项.
考点二 等差中项及应用
【例2-1】(2022·广东肇庆·高二期末)在等差数列中,,则( )
A.14 B.16 C.18 D.28
答案:A
【解析】因为等差数列中,,,故选:A.
【例2-2】(2021·江苏省灌南高级中学高二期中)在等差数列{an}中,a2、a4是方程的两根,则a3的值为( )
A.2 B.3 C.±2 D.
答案:D
【解析】由题意可得:∵{an}为等差数列,则∴故选:D.
【例2-3】(2022·江苏)在等差数列中,已知 ,则等于( )
A.40 B.42 C.43 D.45
答案:B
【解析】由题意得等差数列中,已知,
设公差为d,则,故 ,故选:B
【一隅三反】
1.(2022·四川省)等差数列的前三项依次为x,,,则x的值为( )
A. B. C. D.
答案:D
【解析】依题意,解得;故选:D
2.(2022·辽宁省实验中学东戴河分校高三阶段练习)已知数列为等差数列,且,则( )
A. B. C. D.
答案:C
【解析】因为数列为等差数列,且所以,解得,
所以.故选:C
3.(2022·全国·高二课时练习)(多选)已知等差数列满足,则( )
A. B.
C. D.
答案:CD
【解析】根据等差数列的性质,得,
因为,所以,所以,故选:CD.
4.(2022·全国·高二课时练习)(多选)设x是a与b的等差中项,是与的等差中项,则a与b的关系为( )
A. B. C. D.
答案:AB
【解析】由等差中项的定义知,,所以,即,
所以,故或.故选:AB
考点三 等差数列的证明或判断
【例3-1】(2022广东)(多选)下列数列中,是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
答案:ABD
【解析】根据等差数列的定义,可得:
A中,满足(常数),所以是等差数列;
B中,满足(常数),所以是等差数列;
C中,因为,不满足等差数列的定义,所以不是等差数列;
D中,满足(常数),所以是等差数列.
故选:ABD.
【例3-2】(2022·陕西·西北农林科技大学附中)已知数列满足,.
(1)求 ;
(2)求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
答案:(1),,;
(2)证明见解析,.
【解析】(1)由得,
代入,n依次取值2,3,4,得
,,.
(2)证明:由变形,得,
即,所以是等差数列.
由,所以,变形得,
所以.
【一隅三反】
1.(2021·全国高二课时练习)(多选)下列数列是等差数列的是( )
A.0,0,0,0,0,… B.1,l,111,111l,…
-5,-3,-1,1,3,… D.1,2,3,5,8,…
答案:AC
【解析】根据等差数列的定义可知A,C中的数列是等差数列,而BD中,从第2项起,后一项与前一项的差不是同一个常数,故选:AC.
2(2021·辽宁抚顺·高二期末)(多选)下列说法错误的有( )
A.若,,成等差数列,则,,成等差数列
B.若,,成等差数列,则,,成等差数列
C.若,,成等差数列,则,,成等差数列
D.若,,成等差数列,则,,成等差数列
答案:ABD
【解析】若,,成等差数列,可取,
则,,,所以,故A错误;
则,,,所以,故B错误;
则,,,所以,故D错误;
若,,成等差数列,则,
所以,
所以,,成等差数列,故C正确.故选:ABD.
3.(2022·湖北)数列满足.
(1)求证:数列是等差数列.
(2)若,求数列的通项公式
答案:(1)证明见解析(2)
【解析】(1)当时,,
数列是以为公差的等差数列.
(2),数列首项为,公差为,,
则,.
4.(2022·全国·高二课时练习)已知数列{an}满足(an+1-1)(an-1)=3(an-an+1),a1=2,令bn=.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
答案:(1)证明见解析(2)
【解析】(1)证明:∵(an+1-1)(an-1)=3(an-an+1)
-==,
∴bn+1-bn=,∴{bn}是以首项为b1===1,公差为的等差数列.
(2)由(1)及b1===1,知bn=n+,∴an-1=,∴an=.
考点四 等差数列的单调性
【例4-1】(2022·北京)已知等差数列单调递增且满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案:C
【解析】因为为等差数列,设公差为,
因为数列单调递增,所以,所以,
则,解得:,故选:C
【例4-2】(2022·湖北·武汉市钢城第四中学高二期中)已知数列,,数列满足.
(1)求证:数列是等差数列;
(2)求数列中的最大项.
答案:(1)证明见解析(2)
【解析】(1)因为,.
所以当时,
又,所以数列是以为首项,以为公差的等差数列..
(2)由(1)知,.则时,,
设函数易知在上为减函数
所以当时,取得最大值.
【一隅三反】
1.(2022·甘肃·庆阳第六中学高二阶段练习)首项为的等差数列,从第10项开始为正数,则公差d的取值范围是( ).
A. B. C. D.
答案:D
【解析】依题意,令该等差数列为,则有,
因数列从第10项开始为正数,因此,即,解得:,
所以公差d的取值范围是.故选:D
2.(2022·北京顺义·高二期末)已知数列为各项均为整数的等差数列,公差为d,若,则的最小值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
答案:C
【解析】因为,所以,所以,所以,
因为数列为各项均为整数的等差数列,所以公差也为正整数,所以只能是1,2,3,4,6,8,12,24,此时的相应取值为25,13,9,7,5,4,3,2,
所以的分别为26,15,12,11,11,12,15,26,所以的最小值为11,故选:C
3.(2022·全国·高三专题练习)已知等差数列的公差为,则“”是“数列为单调递增数列”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:C
【解析】若,则,即,此时,数列为单调递增数列,
即“”“数列为单调递增数列”;
若等差数列为单调递增数列,则,
即“”“数列为单调递增数列”.
因此,“”是“数列为单调递增数列”的充分必要条件.
故选:C.
4.(2022·全国·高二课时练习)设等差数列满足,,若,则项数n的最大值是______.
答案:8
【解析】由,而,
所以,故等差数列递减,
所以,对于等差数列,要使最大n值为8.
故答案为:8