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等差数列的基本性质

等差数列一、等差数列的定义以及证明方法:1、定义:若数列{a n }中,对于任意两项a n ,a n -1均有:a n -a n -1=d (d 为常数),则数列{a n }为等差数列.注意一些等差数列的变形形式,如:111n n d a a +-=(d 为常数,此时,数列{1na }为等差数列)d =(d为常数,此时,数列⎧⎫为等差数列) ……2、证明方法:(1)定义法:若数列{a n }中,对于任意两项a n ,a n -1均有:a n -a n -1=d (d 为常数),则数列{a n }为等差数列.(2)等差中项法:2a n+1=a n +a n+2(3)通项公式法:若数列{a n }的通项公式为a n =pn+q 的一次函数,则数列{a n }为等差数列. (4)若数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则数列{a n }为等差数列.【例题1】【2013年,北京高考(文)】给定数列a 1,a 2,a 3,……,a n ,……,对i =1,2,……,n-1,该数列的前i 项的最大值记为A i ,后n –i 项a i+1,a i +2,……,a n 的最小值记为B i ,d i =A i –B i .(I)设数列{a n }为3,4,7,1,求d 1,d 2,d 3的值.(II)设d 1,d 2,……,d n -1是公差大于0的等差数列,且d 1>0,证明:a 1,a 2,a 3,……,a n -1是等差数列.3、等差数列的通项公式:(1)等差数列的通项公式:a n =a 1+(n-1)d 累加法和逐项法:对于形如1nna a f n 的形式,我们一般情况下,可以考虑使用逐项法或者累加法,从而达到求a n 的目的.变形形式: a n =a m +(n-m )d由以上公式可以得到:n ma a d n m-=-(2)等差数列通项公式的一些性质:①若实数m,n,p,q 满足:m+n=p+q ,则:n m p q a a a a +=+;特别的,若m+n=2p ,则:2n m p a a a +=;②若数列{a n }为等差数列,则下标成等差数列的新数列仍然成等差数列;③若数列{a n }为等差数列,数列{b n }为等差数列,则数列{pa n +qb n }还是等差数列; ④当d >0时,{a n }为递增数列;当d =0时,数列{a n }为常数列;当d <0时,数列{a n }为递减数列;【例题1】【2015届黑龙江省双鸭山一中高三上学期期末考试,3】在等差数列{}n a 中,首项01=a ,公差,0≠d 若7321a a a a a k ++++= ,则k =( )A . 22B . 23C . 24 D. 25【变式训练】【2015届吉林省东北师大附中高三上学期第三次摸底考试,3】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若151,15a S ==,则6a 等于 ( ) A .8 B .7 C .6 D .5 4、等差数列的求和问题:——方法:倒序相加()()()111111222n n n n n nS a a a a n d na d -=+=++-=+⎡⎤⎣⎦ (1)在等差数列{a n }中,k S ,2k k S S -,32k k S S -成等差数列;或者:()233k k k S S S -=; (2)奇偶项问题:在等差数列中,若项数为偶数项,即:当n=2m (n,m ∈N*)时,有:S 偶-S 奇=md ,1=mm S a S a +奇偶;如果项数为奇数,即当n=2m+1时,此时,()()121121212m m m S a a m a +++=+=+⋅; 1=S m S m +奇偶,项数n=+-S S S S 奇偶奇偶. (3)若两个数列{a n }和{b n }均为等差数列,其前n 项和和前m 项和分别为S n 和T m ,则有:21212121n n m m a S m b n T ---=⋅-,当m=n 时,则:2121n n n n a S b T --= (4)等差数列前n 项和的最值问题: 由()2111222n n n d d S na d n a n -⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭以及二次函数的知识可知,当d >0时,抛物线的开口向上,此时有最小值;当d <0时,抛物线的开口向下,此时函数有最大值。

要注意的是不管是求最大值还是最小值,都不能忽视一个隐含条件,即:n ∈N*. (5)求绝对值和的两种情况:情形一、奇偶项交替出现,绝对值数列为等差数列,此时,我们只要把负号去掉,直接按等差数列求和即可;情形二、数列共n 项,前m (m<n )项的符号和后面n-m 的符号相反,此时,我们采取分组求和的方法求出数列的和.(6)前n 项和与a n 的关系:11,1,2n nn a n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩【例题2】【2015届黑龙江省哈六中高三上学期期末考试,7】已知等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,若5418a a -=,则8S =( ).A 18 .B 36 .C 54 .D 72【变式训练】【2015届安徽省江南十校高三期末大联考】4.设{}n a 是首项为12-,公差为d (d ≠0)的等差数列,n S 为其前n 项和,若S 1,S 2,S 4成等比数列,则d =A .-1B .12-C.18D.12【例题3】【2015届河北省邯郸市高三1月质检,17】等差数列{}n a 中,11-=a ,公差0≠d 且632,,a a a 成等比数列,前n 项的和为n S . (1) 求n a 及n S ;(2)设11+=n n n a a b ,n n b b b T +++= 21,求n T .【变式训练】【2015届广东省惠州一中(惠州市)高三第三次调研考试,19】已知数列{}n a 的前n 项和()12n n n a S +=,且11a=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)令ln n n b a =,是否存在k (2,)k k N ≥∈,使得k b 、1k b +、2k b +成等比数列.若存在,求出所有符合条件的k 值;若不存在,请说明理由.【例题4】【2015届广东省惠州一中(惠州市)高三第三次调研考试,7】数列{}n a ,满足对任意的n N +∈,均有12n n n a a a ++++为定值.若792,3,a a == 984a =,则数列{}n a 的前100项的和100S =A .132B .299C .68D .99【变式训练】【2015届山西省山大附中高三12月月考,4】已知等差数列{}n a 且()()48231310753=++++a a a a a ,则数列{}n a 的前13项和为A .24B .39C .52D .104【例题5】【杭州外国语学校2015届高三期中考试(文),20】已知{}n a 是等差数列,公差为d ,首项31=a ,前n 项和为n S .令(1)(N )n n n c S n *=-∈,{}n c 的前20项和20330T =.数列}{n b 满足n b =212(2)2n n a d---+,R a ∈.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若1n n b b +≤,n *∈N ,求a 的取值范围.【变式训练】【浙江省深化课程改革协作校 2015届11月期中联考(文),19】 数列{}n a 满足341-=++n a a n n )(+∈N n . (Ⅰ)若{}n a 是等差数列,求其通项公式;(Ⅱ)若{}n a 满足21=a ,n S 为{}n a 的前n 项和,求12+n S .【课时作业】1、【2015届黑龙江省双鸭山一中高三上学期期末考试,5】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且538,6a S ==,则9a 等于 A .12 B . 8 C .16 D .242、【2015届福建省泉州五校高三联考,10】已知函数()()cos ,0,2f x x x π=∈有两个不同的零点12,x x ,且方程()()0f x m m =≠有两个不同的实根34,x x ,若把这四个数按从小到大排列构成等差数列,则实数m = A .12B .-12C .32D .-323、【2015届河北省邯郸市高三1月质检,10】已知等差数列{}n a 中,11=a ,前10项的和等于前5的和,若06=+a a m 则=mA .10B .9C .8D .24、【2015届山西省山大附中高三12月月考,4】已知等差数列{}n a 且()()48231310753=++++a a a a a ,则数列{}n a 的前13项和为A .24B .39C .52D .1045、【2015届安徽省黄山市高三上学期第一次质量检测,6】等差数列{a n }的通项是12n a n =-,前n 项和为S n ,则数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前11项和为 A .—45B .—50C .—55D .—666、【2015届福建省泉州五校高三联考,17】在等差数列{}n a 中,n S 为其前n 项和)(*∈N n ,且243,16a S == (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)设11+=n n n a a b ,求数列{}n b 的前n 项和n T .7、【2015届福建省泉州五校高三联考,17】在等差数列{}n a 中,n S 为其前n 项和)(*∈N n ,且243,16a S == (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)设11+=n n n a a b ,求数列{}n b 的前n 项和n T .8、【2015届山东省泰安市高三上学期期末考试18】若数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足:()21262n n n S S S n n N *++++=-∈. (I )若数列{}n a 是等差数列,求{}n a 的通项公式. (II )若121a a ==,求50S .9、【2015届山东省泰安市高三上学期期末考试,18】 等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足:35915,30.S a a =+= (I )求n n a S 及;(II )数列{}n b 满足()()2n n b S n n N +-=∈,数列{}n b 的前n 项和为n T ,求证:2n T <.10、【2015届河北省保定市高三上学期期末考试,18】已知等差数列{}n a 的前n S 项和为n S ,{}13,n a b =为等比数列,且11b =,220,10n b b S >+=,53253,S b a n N *=+∈.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式; (2)求数列{}n n a b ⋅的前n 项和n T .。

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