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- 2021-06-16 发布
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专题8:等差数列、等比数列(两课时)
班级 姓名
一、课前测试
1.(1)已知数列{an}满足a1=4,an=4-(n∈N*且n≥2),令bn=,求证:数列{bn}是等差数列.
提示:用等差数列的定义来证,即证bn-bn-1=(常数)
(2)数列{an}前n项和为Sn,若an+Sn=n,令bn=an-1,求证:数列{bn}是等比数列.
提示:先利用数列的前n项和与通项an之间的关系,找到数列的递推关系;再用等比数列的定义来证.
即由an+Sn=n,得an-1+Sn-1=n-1,两式相减得2an-an-1=1即2bn=bn-1.
从而有=(常数)
2.已知数列{an}满足an=2an-1+2n+1(n∈N*且n≥2),a1=2,令bn=(an+t) (n∈N*),否存在一个实数t,使得数列{bn}为等差数列?若存在,求出实数;若不存在,请说明理由.
答案:存在实数t=1,使得数列{bn}为等差数列.
3.(1)设等差数列{an}的前n项和为Sn,且S3与S4的等差中项为1,而S3与S4的等比中项是S5,
则an= .
(2)已知在等比数列{an}中,a3=2,a2+a4=,则an= .
答案:(1)an=1或an=-n+; (2) an=2×3n-3或an=2×()n-3.
4. (1)设在等比数列{an}中,a1+an=66,a2an-1=128,Sn=126,求= ;= .
(2)若两个等差数列{an}和{bn}的前n项之和分别是Sn、Tn,已知=,则= .
(3)已知一个等比数列的前10项和为10,前20项和为30,则前50项的和为 .
答案:(1)n=6, q=2或;(2);(3)310.
5. (1)已知{an}是等差数列,若a1=20,公差d=-2,求数列前n项和Sn的最大值.
(2)已知{an}是等差数列,Sn是其前n项的和,且S5<S6,S6=S7>S8,则下列结论正确的是 .
①d<0 ;②a7=0;③S9>S5;④S6和S7均为Sn的最大值.
答案:(1)当且仅当n=10或11时,Sn取得最大值110.
(2)①②④
二、方法联想
1.等差、等比数列的证明
方法 证明数列是等差数列:
方法1 定义法,即当n∈N*时,an+1-an为同一常数.
方法2 中项公式法,即当n∈N*时,2an+1=an+an+2均成立.
方法 证明数列是等比数列:
方法1 定义法,即当n∈N*时,为同一常数.
方法2 中项公式法,即当n∈N*时,an+12=anan+2均成立,且an≠0.
2.等差、等比数列的呈现
等差数列的呈现形式
呈现1 通项为一次形式,即an=an+b.
呈现2 前n项和为不含常数项的二次形式,即Sn=an2+bn.
呈现3 若数列{an}为等比数列,且an>0,则{logaan}为等差数列.
注意 上述呈现形式只能做为判断,在解答题中需要加以证明.
判断数列不是等差数列
方法 通常用特殊值法,如取连续3项验证不成等差数列.
等比数列的呈现形式
呈现1 通项公式为指数幂形式,即an=aqn.
呈现2 若数列{an}的前n项和为Sn=a(qn-1)(a≠0,q≠1,q≠0).
呈现3 若数列{an}为等差数列,则{aa}为等比数列.
注意 上述呈现形式只能做为判断,在解答题中需要加以证明.
判断数列不是等比数列
方法 通常用特殊值法,如取连续3项验证不成等比数列.
3.基本量运算
基本量法:等差、等比数列中,五个元素a,q,n,an,Sn中只有3个是独立的,其余2个都可以用3个独立的基本量表示,即知三求二.
【变式】在等差数列{an}中,若a1+a2+a21=30,则S15=_____.
(基本量解决问题时,也应根据目标“按需所求”)
4.性质的应用
方法 (1)在等差数列{an}中,若m+n=p+q则am+an=ap+aq.特别若m+n=2p,则am+an=2ap.
在等比数列{an}中,若m+n=p+q则aman=apaq.特别若m+n=2p,则aman=ap2.
(2) 在等差数列{an}中,由Sn=得,若n为奇数,则S2n-1=(2n-1)an.
方法 在等差数列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等差数列.
在等比数列{an}中,一般情况下Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列.
【变式】
(1)若两个等差数列{an}和{bn}的前n项之和分别是Sn、Tn,已知=,则= .
(2)已知一个等差数列{an}中,a1+a2+a3=2,a2+a3+a4=-1,则数列{an}的前6项的和= .
答案:(1);(2)-5
5.等差数列Sn的最值问题
方法 在等差数列{ an }中Sn 的最值问题:
方法1:(1)当a1>0,d<0时,满足的项数m使得Sm取最大值.
(2)当a1<0,d>0时,满足的项数m使得Sm取最小值,
方法2:由Sn 的解析式,结合二次函数图象分析.
【变式】已知{an}是等差数列,若a1=20,数列前n项和Sn取得最大值的条件的n=10,求公差的取值范围.
(已知等差数列取得最值的条件,确定参数的取值范围)
答案:(-,-2).
三、例题分析
例1 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a2+a4=14,S7=70.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,数列{bn}的最小项是第几项,并求出该项的值.
解:(1) an=3n-2.
(2)数列{bn}的最小项是第4项,该项的值为23.
〖教学建议〗
(1) 主要问题归类与方法:
1.求数列的通项:方法①利用等差(比)数列的通项公式;②构造等差(比)数列;③由Sn与an的关系求通项;④用不完全归纳法,猜想数列的通项,再证明.
2.求数列的最大项问题:①将数列的通项看作是n的函数,通过讨论相应函数的单调性来求最值;②考察数列的单调性,求最大项;③利用基本不等式求最值.
(2)方法选择与优化建议:
对于问题1,学生一般会选择方法①,因为本题已知数列是等差数列,所以选择方法①.
对于问题2,学生一般会选择③,因为本题中bn=3n+-1便于用基本不等式求最值,但要注意这里n必须取正整数,所以选择方法③.
例2 已知公差大于零的等差数列{an}的前n项和Sn,且满足:a2a4=65,a1+a5=18.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若1<i<21,a1,ai,a21是某等比数列的连续三项,求i值;
(3)是否存在常数k,使得数列{}为等差数列,若存在,求出常数k;若不存在,请说明理由.
解: (1) an=4n-3.
(2) i=3.
(3)由(1)知,Sn=2n2-n.
假设存在常数k,使数列{}为等差数列,
【法一】由+=2,得k=1.
当k=1时,=n,易知数列{}为等差数列.
【法二】假设存在常数k,使数列{}为等差数列,由等差数列通项公式可知
设=an+b, 得2n2+(k-1)n=(an)2+2abn+b2恒成立,
可得a2=2,2ab=k-1,b2=0,∴a2=2,b=0,k=1
∴=n,易知数列{}为等差数列.
〖教学建议〗
(1)主要问题归类与方法:
1.等差(比)数列基本量的计算:
方法: ①利用等差(比)数列的通项公式与前n项和公式,求基本量a1与d(q),再用上述公式求数列中某项,某项数与某些项的和.
②利用等差(比)数列的性质,把条件简化后再用通项公式及前n项和公式求基本量;
2.条件探索性问题:
方法: ①利用分析法,从结论和已知条件入手,执果索因,导出所需条件;
②从特例出发,探求结论成立的条件,再进行证明.
(2)方法选择与优化建议:
对于问题1,一般优先考虑方法②,如没性质可用,就用方法①,本题先用性质简化后,先求出a2和a4,再求d,然后用an=a2+(n-2)d,求通项,当然本题用方法①也很简单.
对于问题2,学生一般会选择方法②,由特例求k的值比较方便,所以用方法②.
例3 已知Sn是数列{an}的前n项和,且an=Sn-1+2 (n≥2),a1=2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)对于给定的k (k=1,2,…,n).设T(k)表示首项为ak,公差为2ak-1的等差数列,求数列T(2)的前10项之和;
(3)设bi为数列T(i)的第i项,Mn=b1+b2+b3+…+bn,求Mn.
解:(1) an=2n.
(2) T(2)的前10项之和为355.
(3) Mn=(2n-3) ×2n+1+6-.
〖教学建议〗
(1)主要问题归类与方法:
1.求数列的通项:
方法: ①利用数列的通项an与前n和Sn的关系,在已知Sn条件下求通项an.
②利用等差(比)数列的通项公式,求通项;
③构造等差(比)数列求通项;
④用累加(乘)法求通项.
2.数列求和问题:
方法:①利用等差(比)数列前n和公式求和;②分部求和;③错位相减法;
④裂项求和.
(2)方法选择与优化建议:
对于问题1,学生一般会选择②,因为本题中给出数列通项an与Sn之间的关系,
可以通过公式转化为数列的递推关系,由于递推关系可以很容易判定数列为等差数列,所以选择方法②.
对于问题2,学生一般会选择①③,因为数列T(i)是等差数列,所以选择方法①,数列{Mn}的通项是由一个等差数列与一个等比数列相应项相乘所成的,所以选择方法③.
四、反馈练习(专题8:等差数列、等比数列)
1. 在等差数列{an}中,a6=a3+a8,则数列{an}的前9项的和为 .
答案:0
(考查等差数列性质及求和公式)
2. 设公比为q(q>0)的等比数列{an}的前n项和为Sn,若S2=3a2+2,S4=3a4+2,则q= .
答案:.(考查等比数列的通项公式及前n项和公式)
3. 已知数列{an}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10= .
答案:-7
(考查等差数列与等比数列的基本性质)
4. 等差数列{an}的前n项和为Sn ,已知a5=8,S3=6,则S10-S7的值是 .
答案: 48
(考查数列的基本性质和基本量运算)
5. 已知两个等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为An和Bn,且=,则使得为整数的正整数n的个数是
答案: 5
(考查等差数列前n项和与an之间关系)
6.在等比数列{an}中,a1=8,a4=a3a5,则a7= .
答案:.(考查等比数列计算)
7.(1) 已知数列{an}的前n项和Sn =n+n,则数列bn=的前5项的和为 .
(2)设等比数列{an}各项均为正数,且a5a6+a4a7=18,则log3a1+log3a2+…+log3a10= .
答案:(1) ; (2)10
(考查 (1)Sn与an间关系;
(2)利用等比数列的性质结合对数的运算法则解题.)
8.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S1,2S2,3S3成等差数列,则{an}的公比为
答案:
(考查等比数列基本量运算)
9.在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取最大值,则d的取值范围________
答案:-1<d<-
(考查Sn与an间关系)
10.设a1,a2,…,an是各项不为零的n(n≥4)项等差数列,且公差d≠0.若将此数列删去某一项后,得到的数列(按原来顺序)是等比数列,则所有数对(n,)所组成的集合为____________.
答案:{(4,-4),(4,1)} (考查等差数列,等比数列)
11.等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=1+,S3=9+3.
(1) 求数列{an}的通项an与前n项和Sn;
(2) 设bn=(n∈N*),求证:数列{bn}中任意不同的三项都不可能成为等比数列
答案:an=2n-1+,Sn=n(n+)
(考查(1)等差数列通项及前n项和基本量运算;(2)证明三项不可能成等比数列方法:反证法
12. 已知等差数列{an}的公差和等比数列{bn}的公比相等,且都等于d(d>0,d≠1).若a1=b1,a3=3b3,a5=5b5,求an,bn.
答案: an=(n-6),bn=-×()n-1.
(考查等差数列和等比数列的概念、性质,方程(组)的解法以及运算能力和分析能力.)
13.在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n.
(1)设bn=,证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
答案:Sn =(n-1)2n+1
(考查等差数列的证明、通项公式的求法、错位相减法)
14.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足:an+2Sn Sn -1=0(n≥2,n∈N*),a1=,求数列{an}的通项公式.
答案: an=
(考查an与Sn的关系及等差数列.)
15.设等差数列{an}的前n项和为Sn,且a5+a13=34,S3=9.
(1)求数列{an}的通项公式及前n项和公式;
(2)设数列{bn}的通项公式为bn=,问: 是否存在正整数t,使得b1,b2,bm(m≥3,m∈N*)
成等差数列?若存在,求出t和m的值;若不存在,请说明理由.
答案:(1)an=2n-1,Sn=n2;
(2)t=5,m=4;t=3,m=5;t=2,m=7.
(考查等差数列中的基本运算,整数的性质)
16.已知等差数列{an}中,公差d>0,其前n项和为Sn,且满足a2a3=45,S4=28.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设由bn= (c≠0)构成的新数列{bn},求证:当且仅当c=-时,数列{bn}是等差数列;
(3)对于(2)中的等差数列{bn},设cn=(n∈N*),数列{cn}的前n项和为Tn,现有数列
{f(n)},f(n)=-Tn(n∈N*),求证:存在整数M,使f(n)≤M对一切n∈N*都成立,并求出M的最小值.
答案:(1) an=4n-3.
(3)整数M≥2,所以M的最小值为2.
(考查数列综合应用)