9.2 等差数列(1)学案

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名称 9.2 等差数列(1)学案
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资源类型 教案
版本资源 湘教版
科目 数学
更新时间 2019-11-16 11:14:30

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文档简介

9.2 等差数列(一)
[学习目标] 1.理解等差数列的定义,掌握等差数列的通项公式.2.会推导等差数列的通项公式,能运用等差数列的通项公式解决一些简单的问题.3.掌握等差中项的概念,深化认识并能运用.
[知识链接]
第一届现代奥运会于1896年在希腊雅典举行,此后每4年举行一次,奥运会如因故不能举行,届数照算.这样举行奥运会的年份数构成一个数列,这个数列有什么特征呢?这个数列叫什么数列呢?
答 从第二届起,每一届的年份与它前一届年份的差等于同一个常数4.这个数列叫等差数列.
[预习导引]
1.等差数列的概念
一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这样的数列称为等差数列,这个常数叫作等差数列的公差,公差通常用字母d表示.
2.等差中项的概念
若三个数a,A,b构成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,并且A=.
3.等差数列的通项公式
若等差数列的首项为a1,公差为d,则其通项an=a1+(n-1)d.
4.等差数列的单调性
等差数列{an}中,若公差d>0,则数列{an}为递增数列;若公差d<0,则数列{an}为递减数列.
5.等差数列与一次函数的关系
已知数列{an}中,an=pn+q,其中p,q是常数,且p不为0,那么数列{an}是首项a1=p+q,公差d=p的等差数列.
要点一 等差数列的概念
例1 若数列{an}的通项公式为an=10+lg2n,试说明数列{an}为等差数列.
解 因为an=10+lg2n=10+nlg2,
所以an+1-an=[10+(n+1)lg 2]-(10+nlg2)=lg2(n∈N*).
所以数列{an}为等差数列.
规律方法 判断一个数列是不是等差数列,就是判断an+1-an(n≥1)是不是一个与n无关的常数.
跟踪演练1 数列{an}的通项公式an=2n+5,则此数列(  )
A.是公差为2的等差数列 B.是公差为5的等差数列
C.是首项为5的等差数列 D.是公差为n的等差数列
答案 A
解析 ∵an+1-an=2(n+1)+5-(2n+5)=2,∴{an}是公差为2的等差数列.
要点二 等差中项及其应用
例2 (1)在-1与7之间顺次插入三个数a,b,c使这五个数成等差数列,求此数列.
(2)已知数列{xn}的首项x1=3,通项xn=2np+nq(n∈N*,p,q为常数),且x1,x4,x5成等差数列.求p,q的值.
解 (1)∵-1,a,b,c,7成等差数列,
∴b是-1与7的等差中项.∴b==3.
又a是-1与3的等差中项,∴a==1.
又c是3与7的等差中项,∴c==5.
∴该数列为-1,1,3,5,7.
(2)由x1=3,得2p+q=3,①
又x4=24p+4q,x5=25p+5q,且x1+x5=2x4,
得3+25p+5q=25p+8q,即q=1,②
将②代入①,得p=1.故p=1,q=1.
规律方法 在等差数列{an}中,由定义有an+1-an=an-an-1(n≥2,n∈N*),即an=,从而由等差中项的定义知,等差数列从第2项起的每一项都是它前一项与后一项的等差中项.
跟踪演练2 若m和2n的等差中项为4,2m和n的等差中项为5,求m和n的等差中项.
解 由m和2n的等差中项为4,得m+2n=8.
又由2m和n的等差中项为5,得2m+n=10.
两式相加,得m+n=6.∴m和n的等差中项为=3.
要点三 等差数列的通项公式及应用
例3 (1)若{an}是等差数列,a15=8,a60=20,求a75.
(2)已知递减等差数列{an}的前三项和为18,前三项的乘积为66.求数列的通项公式,并判断-34是该数列的项吗?
解 (1)设{an}的公差为d.
由题意知解得
所以a75=a1+74d=+74×=24.
(2)依题意得

解得或∵数列{an}是递减等差数列,
∴d<0.故取a1=11,d=-5.∴an=11+(n-1)·(-5)=-5n+16.
即等差数列{an}的通项公式为an=-5n+16.
令an=-34,即-5n+16=-34,得n=10.
∴-34是数列{an}的第10项.
规律方法 在等差数列{an}中,首项a1与公差d是两个最基本的元素,有关等差数列的问题,如果条件与结论间的联系不明显,则均可化成有关a1,d的关系列方程组求解,但是要注意公式的变形及整体代换,以减少计算量.
跟踪演练3 已知{an}为等差数列,分别根据下列条件写出它的通项公式:
(1)a3=5,a7=13;
(2)前三项为a,2a-1,3-a.
解 (1) 设首项为a1,公差为d,则
解得
∴an=a1+(n-1)d=1+(n-1)×2=2n-1.
(2)由等差中项公式得2×(2a-1)=a+(3-a),a=,
∴首项为a=,公差为2a-1-a=a-1=-1=,
∴an=+(n-1)×=+1.
1.已知等差数列{an}的通项公式an=3-2n,则它的公差d为(  )
A.2B.3C.-2D.-3
答案 C
解析 由等差数列的定义,得d=a2-a1=-1-1=-2.
2.△ABC中,三内角A、B、C成等差数列,则角B等于(  )
A.30°B.60°C.90°D.120°
答案 B
解析 因为A、B、C成等差数列,所以B是A,C的等差中项,则有A+C=2B,又因A+B+C=180°,所以3B=180°,从而B=60°.
3.在等差数列{an}中,a1=0,a3=4,则a10等于(  )
A.12B.14C.16D.18
答案 D
解析 因a3-a1=2d=4,所以d=2,则有a10=a1+(10-1)d=18.
4.下列数列是等差数列的有________.
(1)9, 7, 5, 3, …,-2n+11, …;
(2)-1, 11, 23, 35, …,12n-13, …;
(3)1, 2, 1, 2, …;
(4)1, 2, 4, 6, 8, 10, …;
(5)a,a,a,a,…,a….
答案 (1)(2)(5)
解析 由等差数列的定义,得(1)(2)(5)为等差数列,(3)(4)不是等差数列.
5.等差数列{an}中,已知a1=,a2+a5=4,an=33,求n的值.
解 ∵a2+a5=(a1+d)+(a1+4d)=2a1+5d=4,
∴d=.∴an=+(n-1)×=n-.
由an=n-=33,解得n=50.
1.判断一个数列是否是等差数列的常用方法有:
(1)an+1-an=d(d为常数,n∈N*)?{an}是等差数列;
(2)2an+1=an+an+2(n∈N*)?{an}是等差数列;
(3)an=kn+b(k,b为常数,n∈N*)?{an}是等差数列.
但若要说明一个数列不是等差数列,则只需举出一个反例即可.
2.由等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d可以看出,只要知道首项a1和公差d,就可以求出通项公式,反过来,在a1、d、n、an四个量中,只要知道其中任意三个量,就可以求出另一个量.
一、基础达标
1.若a≠b,则等差数列a,x1,x2,b的公差是(  )
A.b-aB.C.D.
答案 C
解析 由等差数列的通项公式,得b=a+(4-1)d,所以d=.
2.已知数列{an}满足a1=2,an+1-an+1=0,则数列的通项an等于(  )
A.n2+1 B.n+1
C.1-n D.3-n
答案 D
解析 ∵an+1-an=-1,∴数列{an}是等差数列,公差为-1,∴an=a1+(n-1)d=2+(n-1)×(-1)=3-n.
3.等差数列20,17,14,11,…中第一个负数项是(  )
A.第7项 B.第8项
C.第9项 D.第10项
答案 B
解析 a1=20,d=-3,∴an=20+(n-1)×(-3)=23-3n,∴a7=2>0,a8=-1<0.
4.若5,x,y,z,21成等差数列,则x+y+z的值为(  )
A.26B.29C.39D.52
答案 C
解析 ∵5,x,y,z,21成等差数列,
∴y是5和21的等差中项也是x和z的等差中项.
∴5+21=2y,∴y=13,x+z=2y=26.
∴x+y+z=39.
5.等差数列的前三项依次是x-1,x+1,2x+3,则其通项公式为________.
答案 an=2n-3
解析 ∵x-1,x+1,2x+3是等差数列的前三项,
∴2(x+1)=x-1+2x+3,解得x=0.
∴a1=x-1=-1,a2=1,a3=3,∴d=2,
∴an=-1+2(n-1)=2n-3.
6.已知数列{an}满足a=a+4,且a1=1,an>0,则an=________.
答案 
解析 由已知a-a=4,
∴{a}是等差数列,且首项a=1,公差d=4,
∴a=1+(n-1)·4=4n-3.
又an>0,∴an=.
7.在等差数列{an}中,已知a5=11,a8=5,求a10.
解 设数列{an}的公差为d,由题意知:
解得
故an=19+(n-1)×(-2)=-2n+21.
∴a10=-2×10+21=1.
二、能力提升
8.在等差数列{an}中,a1=2,a3+a5=10,则a7等于(  )
A.5B.8C.10D.14
答案 B
解析 方法一 设等差数列的公差为d,则a3+a5=2a1+6d=4+6d=10,所以d=1,a7=a1+6d=2+6=8.
方法二 由等差数列的性质可得a1+a7=a3+a5=10,又a1=2,所以a7=8.
9.若数列{an}满足3an+1=3an+1,则数列是(  )
A.公差为1的等差数列 B.公差为的等差数列
C.公差为-的等差数列 D.不是等差数列
答案 B
解析 由3an+1=3an+1,得3an+1-3an=1,即an+1-an=.所以数列{an}为公差为的等差数列.
10.首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差d的取值范围是________.
答案 解析 设an=-24+(n-1)d,则
解不等式得11.甲虫是行动较快的昆虫之一,下表记录了某种类型的甲虫的爬行速度:
时间t(s)
1
2
3



60
距离s(cm)
9.8
19.6
29.4

49


(1)你能建立一个等差数列的模型,表示甲虫的爬行距离和时间之间的关系吗?
(2)利用建立的模型计算,甲虫1min能爬多远?它爬行49cm需要多长时间?
解 (1)由题中数据可知,该数列从第2项起,每一项与前一项的差都是常数9.8,所以是一个等差数列模型.因为a1=9.8,d=9.8,所以甲虫的爬行距离s与时间t的关系是s=9.8t.
(2)当t=1min=60s时,
s=9.8t=9.8×60=588cm.
当s=49cm时,t===5s.
12.梯子的最高一级宽33cm,最低一级宽110cm,中间还有10级,各级的宽度成等差数列,计算中间各级的宽度.
解 用{an}表示梯子自上而下各级宽度所成的等差数列,由已知,得a1=33,a12=110.
由通项公式,得a12=a1+(12-1)d,即110=33+11d,解得d=7.因此,a2=33+7=40,a3=40+7=47,a4=54,a5=61,a6=68,a7=75,a8=82,a9=89,a10=96,a11=103.所以梯子中间各级的宽度从上到下依次是40cm,47cm,54cm,61cm,68cm,75cm,82cm,89cm,96cm,103cm.
三、探究与创新
13.已知等差数列{an}:3,7,11,15,….
(1)135,4m+19(m∈N*)是{an}中的项吗?试说明理由.
(2)若ap,aq(p,q∈N*)是数列{an}中的项,则2ap+3aq是数列{an}中的项吗?并说明你的理由.
解 a1=3,d=4,an=a1+(n-1)d=4n-1.
(1)令an=4n-1=135,∴n=34,
∴135是数列{an}中的第34项.
令an=4n-1=4m+19,则n=m+5∈N*.
∴4m+19是{an}中的第m+5项.
(2)∵ap,aq是{an}中的项,
∴ap=4p-1,aq=4q-1.
∴2ap+3aq=2(4p-1)+3(4q-1)=8p+12q-5
=4(2p+3q-1)-1∈N*,∴2ap+3aq是{an}中的第2p+3q-1项.