等差数列
教学目的:
1.明确等差数列的定义,掌握等差数列的通项公式;
2.会解决知道n d a a n ,,,1中的三个,求另外一个的问题 教学重点:等差数列的概念,等差数列的通项公式 教学难点:等差数列的性质 教学过程:
引入:① 5,15,25,35,… 和 ② 3000,2995,2990,2985,… 请同学们仔细观察一下,看看以上两个数列有什么共同特征??
共同特征:从第二项起,每一项与它前面一项的差等于同一个常数(即等差);(误:每相邻两项的差相等-----应指明作差的顺序是后项减前项),我们给具有这种特征的数列一个名字——等差数列 二、讲解新课:
1.等差数列:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的
差等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“d ”表示)
⑴.公差d 一定是由后项减前项所得,而不能用前项减后项来求;
⑵.对于数列{n a },若n a -1-n a =d (与n 无关的数或字母),n ≥2,n ∈N +
,则此数列是等差数列,d 为公差
2.等差数列的通项公式:d n a a n )1(1-+=【或=n a d m n a m )(-+】
等差数列定义是由一数列相邻两项之间关系而得若一等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则据其定义可
得:d a a =-12即:d a a +=12
d a a =-23即:d a d a a 2123+=+=
d a a =-34即:d a d a a 3134+=+=
……
由此归纳等差数列的通项公式可得:d n a a n )1(1-+=
∴已知一数列为等差数列,则只要知其首项1a 和公差d ,便可求得其通项a
如数列①1,2,3,4,5,6; n n a n =⨯-+=1)1(1(1≤n ≤6) 数列②10,8,6,4,2,…; n n a n 212)2()1(10-=-⨯-+=(n ≥1) 数列③
;,1,54
;53,52;51 5
51)1(51n n a n =⨯-+=(n ≥1) 由上述关系还可得:d m a a m )1(1-+= 即:d m a a m )1(1--=
则:=n a d n a )1(1-+=d m n a d n d m a m m )()1()1(-+=-+-- 即的第二通项公式 =n a d m n a m )(-+ ∴ d=n
m a a n m --
如:d a d a d a d a a 43212345+=+=+=+= 三、例题讲解
例1 ⑴求等差数列8,5,2…的第20项
⑵ -401是不是等差数列-5,-9,-13…的项?如果是,是第几项?
解:⑴由35285,81-=-=-==d a n=20,得49)3()120(820-=-⨯-+=a ⑵由4)5(9,51-=---=-=d a 得数列通项公式为:)1(45---=n a n
由题意可知,本题是要回答是否存在正整数n ,使得)1(45401---=-n 成立解之得n=100,即-401是这个数列的第100项
例2 在等差数列{}n a 中,已知105=a ,3112=a ,求1a ,d ,n a a ,20
解法一:∵105=a ,3112=a ,则 ⎩⎨
⎧=+=+31
1110411d a d a ⇒⎩⎨
⎧=-=3
21d a ∴53)1(1-=-+=n d n a a n
5519120=+=d a a
解法二:∵3710317512=⇒+=⇒+=d d d a a
∴5581220=+=d a a 3)12(12-=-+=n d n a a n
小结:第二通项公式 d m n a a m n )(-+=
例3将一个等差数列的通项公式输入计算器数列n u 中,设数列的第s 项和第t 项分别为s u 和t u ,计算t
s u u t
s --的值,你能发现什么结论?并证明你的结论
解:通过计算发现t
s u u t s --的值恒等于公差
证明:设等差数列{n u }的首项为1u ,末项为n u ,公差为d ,⎩⎨
⎧-+=-+=)
2()1()1()1(11d t u u d
s u u t s ⑴-⑵得d t s u u t s )(-=- d t
s u u t
s =--∴
小结:①这就是第二通项公式的变形,②几何特征,直线的斜率
例4 梯子最高一级宽33cm ,最低一级宽为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:设{}n a 表示梯子自上而上各级宽度所成的等差数列, 由已知条件,可知:1a =33, 12a =110,n=12
∴d a a )112(112-+=,即10=33+11d 解得:7=d 因此,,61,54,47740,407335432===+==+=a a a a
,103,96,89,82,75,6811109876======a a a a a a
答: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.
例5 已知数列{n a }的通项公式q pn a n +=,其中p 、q 是常数,那么这个数列是否一定是等差数列?若是,首项与公差分别是什么?
分析:由等差数列的定义,要判定{}n a 是不是等差数列,只要看1--n n a a (n ≥2)是不是一个与n 无关的常数
解:当n ≥2时, (取数列{}n a 中的任意相邻两项1-n a 与n a (n ≥2))
])1([)(1q n p q pn a a n n +--+=--p q p pn q pn =+--+=)(为常数
∴{n a }是等差数列,首项q p a +=1,公差为p
注:①若p=0,则{n a }是公差为0的等差数列,即为常数列q ,q ,q ,…
②若p ≠0, 则{n a }是关于n 的一次式,从图象上看,表示数列的各点均在一次函数y=px+q 的图象上,一次项的系数是公差,直线在y 轴上的截距为q.
③数列{n a }为等差数列的充要条件是其通项n a =p n+q (p 、q 是常数)称其为第3通项公式
④判断数列是否是等差数列的方法是否满足3个通项公式中的一个
四、练习:
1.(1)求等差数列3,7,11,……的第4项与第10项. 解:根据题意可知:1a =3,d =7-3=4.
∴该数列的通项公式为:n a =3+(n -1)×4,即n a =4n -1(n ≥1,n ∈N*) ∴4a =4×4-1=15, 10a =4×10-1=39. (2)求等差数列10,8,6,……的第20项. 解:根据题意可知:1a =10,d =8-10=-2.
∴该数列的通项公式为:n a =10+(n -1)×(-2),即:n a =-2n +12, ∴20a =-2×20+12=-28. 评述:要注意解题步骤的规范性与准确性.
(3)100是不是等差数列2,9,16,……的项?如果是,是第几项?如果不是,说明理由. 解:根据题意可得:1a =2,d =9-2=7.
∴此数列通项公式为:n a =2+(n -1)×7=7n -5. 令7n -5=100,解得:n =15, ∴100是这个数列的第15项.
(4)-20是不是等差数列0,-32
1,-7,……的项?如果是,是第几项?如果不是,说明理由. 解:
由题意可知:1a =0, d =-32
1 ∴此数列的通项公式为:n a =-2
7n +27, 令-27n +27=-20,解得n =7
47
因为-2
7n +2
7=-20没有正整数解,所以-20不是这个数列的项.
2.在等差数列{n a }中,(1)已知4a =10,7a =19,求1a 与d ; (2)已知3a =9, 9a =3,求12a .
解:(1)由题意得:⎩⎨
⎧=+=+19
610311d a d a , 解之得:⎩⎨⎧==311d a . (2)解法一:由题意可得:⎩⎨
⎧=+=+3
89211d a d a , 解之得⎩⎨⎧-==1111d a
∴该数列的通项公式为:n a =11+(n -1)×(-1)=12-n ,∴12a =0 解法二:由已知得:9a =3a +6d ,即:3=9+6d ,∴d =-1 又∵12a =9a +3d ,∴12a =3+3×(-1)=0. Ⅳ.课时小结
五、小结 通过本节学习,首先要理解与掌握等差数列的定义及数学表达式:n a -1-n a =d ,(n ≥2,n ∈N +
).其次,要会推导等差数列的通项公式:d n a a n )1(1-+=,并掌握其基本应用.最后,还要注意一重要关系式:=n a d m n a m )(-+和n a =p n+q (p 、q 是常数)的理解与应用.。