等差数列与等比数列知识点及题型归纳总结

萌到你眼炸
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2021年02月09日 23:15
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2021年2月9日发(作者:纪宝贝是什么狗)


等差数列与等比数列知识点及题型归纳总结



知识点精讲



一、基本概念



1.


数列



( 1)


定义:


按照一定顺序排列的一列数就叫做数列


.


(2)


数列与函数的关系


.









< br>,










.



y



f


(


x


)



,






x


< br>N




,









f


(1) ,


f


(2),


f


(3),


L


就构成一数列


,


通常记为


{


a


n


}


,


所以数列有些问题可用函数方法来解决< /p>


.


2.


等差数列



(1)


定义:


一般地


,


如果一个数列从第


2


项起


,


每一项与它前一项的差等于同一常数


,


则该数列叫做等差数列


,



这个常数叫 做公差


,


常用字母


d

< br>表示


,



a

n



1



a


n



d


(< /p>


n



N


)


.


(2)


等差数列的通项公式


.


若等差数列


{


a


n< /p>


}


的首项是


a


1


,


公差是


d


,


则其通项公式为


a


n

< br>


a


1



(


n



1)


d



nd



(


a


1



d


)


,


是关于


n


的一


次型函数


.



a


n



a


m



(


n



m


)


d


,


公差


d



(3)


等差中项


.



x


,


A


,

< p>
y


成等差数列


,


那么


A


叫做


x



y


的等差中项


,


即< /p>


A



a


n



a


m


< p>
(


直线的斜率


)(


m



n


,


m


,


n



N


).


n



m


x



y


< br>2


A



x



y


,.


在一个等差数列中


,



2



2


项起


(


有穷等差数列的末 项除外


),


每一项都是它的前一项与后一项的等差中项


;


事实上


,


等差数列中 每


一项都是与其等距离的前后两项的等差中项


.


(


a


1


< br>a


n


)


n


n


(


n



1 )


d


d


2


2< /p>


a


1



d



na


1




n



n


(


类似于


S


n



An


2



Bn


),


2


2


2


2


d


是关于


n


的二次型函数


(


二次项系数 为


且常数项为


0).


S


n


的图像在过原点的直线


(


d



0)


上或在过原点

< br>2


(4)


等差数列的前


n


项和


S


n



的抛物线


(


d



0)



.


3.


等比数列



(1)


定义


.


一般地


,


如果一个数列从第


2


项起


,


每一项与它前一项的比等于同一个非 零常数


,


则该数列叫做


等比数列


,


这个常数叫做公比


,


常用字母


q


表示


,

< br>即


(2)


等比数列的通项公式


.


等比数列的通项


a


n

< br>


a


1


q


n



1


a


n



1



q


(q



0,


n



N



)


.


a


n


< p>
c



q


n


(


c



a

1


)(


a


1


,


q



0)


,


是不含常数项的指数型函数


.


q< /p>


(3)


a


m


< /p>


q


m



n


.


a


n


(4)


等比中项



如果


x


,


G


,


y


成等比数列


,


那么


G


叫做


x



y


的等比中项


,



G



xy



G




xy


(


两个同号实数的等比中


2


项有两个


).


(5)


等比数列的前


n


项和



< br>


na


1


(

q



1)



S


n




a


1


(1



q< /p>


n


)


a


1



a


n


q

< p>



1



q



1


q


(


q



1)



注①等比数列的前


n

< p>
项和公式有两种形式


,


在求等比数列的前


n


项和时


,


首先要判断 公比


q


是否为


1,

再由


q


的情况选择相应的求和公式


,


当不能判断公比


q


是否为

< p>
1



,


要分


q



1


< br>q



1


两种情况讨论求解


.


a


1


(1



q


n


)

< p>
a



a


n


q


②已知


a


1


,


q


(


q


1),


n


(

项数


),


则利用


S


n



求解


;

< br>已知


a


1


,

a


n


,


q


(


q



1)


,


则利用


S


n



1



1



q


1



q



.


a


1

< p>
(1



q


n


)



a


1

< br>n


a




q



1



k q


n



k


(< /p>


k



0,


q



1)


,


S


n


为关于


q


n


的指数型函数


,


且系数与常数互



S


n


< br>1



q


1



q


1



q


2


n



1



t


,



t







.


< br>如






{


a


n


}


,



n





S


n



2


.



:




< br>列



n




S


n



2


2


n



1



t



2



4


n



t


,



t

< br>



2


.



二、基本性质



1.


等差数列的性质



(1)


等差中项的推广


.

< p>


m



n



p



q

(


m


,


n


,


p


,


q


< /p>


N


)



,




a


m

< p>


a


n



a


p



a

q


,





,



m


< /p>


n



2


p



,



< p>


a


m



a


n



2

a


p


.


(2)


等差数列线性组合


.


①设


{


a


n

< p>
}


是等差数列


,



{



a


n

< p>


b


}(



,


b



R

< br>)


也是等差数列


.


②设


{


a


n


},{b


n


}


是等差数列


,



{



1


a


n




2


b


n


}(

< p>


1


,



2



R


)

也是等差数列


.


(3)


有限数列


.

< br>①对于项数为


2


n


的等差数列< /p>


,



:


(



)


S


2


n



n


(


a


n



a

< br>n



1


)


.


(



)


S




na


n


,


S




na


n



1


,


S



< p>
S




nd


,


②对于项数为


2


n



1


的等差数列


,< /p>



;


(



)


S


2


n



1



(2

< p>
n



1)


a


n


.


(



)


S



na


n


,


S




(


n



1)


a


n


,< /p>


S




S




a


n

< p>
,


S



S




a


n


1


.


a


n


S



n


.



S



n



1


(4)


等差数 列的单调性及前


n


项和


S


n


的最值


.


公差


d



0



{


a


n


}

< br>为递增等差数列


,


S


n


有最小值


;


公差


d< /p>



0



{


a


n


}


为递减等差数 列


,


S


n


有最 大值


;


公差


d



0



{


a


n


}


为常数列


.


特别地






a


1



0


,



S


n


有最大值


(


所有 正项或非负项之和


);



d



0



a


1



0


< br>


,



S


n


有最小值


(


所有负项或非正项之和


).


d



0



(5)


其他衍生等差数列

< p>
.


若已知等差数列


{


a


n


}


,


公差为


d


,



n


项和为


S


n


,



:


①等间距抽取


a


p


,


a


p



t


,


a


p



2


t


,


L


a


p



(


n


< br>1)


t


,


L

为等差数列


,


公差为


td


.


②等长度截取


S


m


,


S


2


m



S


m


,


S


3


m



S


2


m


,

< br>L


为等差数列


,


公差为


m


2


d


.

< p>
③算术平均值


S


1


S


2


S


3


d


,


,


,


L


为等差数列


,


公差为


. < /p>


1


2


3


2


2.


等差数列的几个重要结论




(1)


等差数列


{


a


n


}


< p>
,



a


n



m


,


a

m



n


(


m



n


,


m< /p>


,


n



N


)


,



a

< p>
m



n



0


.



(2)


等差数列


{


a


n

< p>
}



,



S


n



m

,


S


m



n


(


m



n< /p>


,


m


,


n



N


)


,

< p>


S


m



n




(

m



n


)


.



(3)


等差数列


{


a


n


}


,



S


n



S


m


(< /p>


m



n


,


m


,


n


< p>
N


)


,



S


m



n


0


.


(4)

< br>若


{


a


n


}



{b


n


}


为等差数列


,


且前

< br>n


项和为


S


n

< br>与


T


n


,



3.


等比数列的性质



(1)


等比中项的推广


.

< p>
a


m


S


2


m



1


.


b


m


T


2


m



1


2



m



n



p



q



,



a


m


a


n


< br>a


p


a


q


,


特别地


,



m



n



2


p



,


a


m


a


n



a


p


.


(2)


①设


{


a


n


}


为等比数列


,



{



a


n


}


(



为非零常数


),


{


a


n


}


,


{


a

< p>
n


}


仍为等比数列


. < /p>


m


②设


{


a


n


}



{b


n


}


为等比数列


,< /p>



{


a


n


b


n


}


也为等比数列


.


(3)


等比数列

< br>{


a


n


}


的单调性


(


等比数列的单调性由首项


a


1


与公比


q


决定


).



a


1



0



a


1



0







,


{


a


n


}


为递增数列


;


q



1


0


< p>
q



1






a


1



0



a


1



0< /p>





,


{


a


n


}

< p>
为递减数列


.



0



q



1



q



1


(4)


其他衍生等比数列


.


若已知等比数列


{


a


n


}


,


公比为


q


,



n


项和为


S


n


,


< br>:


①等间距抽取



a


p


,


a


p



t


,


a

< br>p



2


t


,


L


a


p



(


n



1)< /p>


t


,


L


为等比数 列


,


公比为


q


t


.


②等长度截取



S


m


,


S

2


m



S


m


,


S


3


m< /p>



S


2


m


,


L


为等比数列


,< /p>


公比为


q


m


(< /p>



q




1



,


m

< p>
不为偶数


).


4.


等差数列与等比数列的转化



(1)



{


a


n


}


为正项等比数列


,



{log


c

a


n


}(c


0,c



1)


为等差数列


.


(2)



{


a


n


}


为等差数列< /p>


,



{c


n


}(c



0,c



1)


为等比数列


.

< br>(3)



{


a

< br>n


}


既是等差数列又是等比数列



{


a


n


)< /p>


是非零常数列


.


题型归纳及思路提示



题型


1



等差、等比数列的通项及基本量的求解



思路提示



利用等差

< br>(



)


数列的通项公式或前


n


项和公式


,


列出 关于


a


1


,


d


(


q


)


基本量 的方程或不等式从而求出所求的



.


一、求等差数列的公差及公差的取值范围




6.1


记等差数列


{


a


n


}

的前


n


项和为


S

< br>n


,



S


2



4,


S


4



20


,


则 该数列的公差


d



( ).


A.7 B.6 C.3 D.2


解析



S


2



a


1



a


2



2


a


1



d



4





a


S


4



4


a


1



6


d



20





由式①②可解得

< br>d



3


,


故选


C.


评注



求解基本量用的是方程思想


.


变式


1



( 2012


福建理


2)


等差数列


{


a


n


}



,


a


1

< br>


a


5



10,


a


4



7


则数列


{


a


n


}


的公差为


( ).


A.1 B.2 C.3 D.4


变式


2



已 知等差数列首项为


31,


从第


16


项起小于


1,


则此数列公差


d


的取值范围是


( ).


A.


(





,



2)


B.


< p>



15




15



,



2



C.


(



2,





)


D.




,



2


< /p>




7




7



二、求等比数 列的公比




6.2


在等比数列


{


a


n

< p>
}



,


a


2013



8


a


2010


,


则公比


q


的值为


( ).


A.2 B.3 C.4 D.8


解析




因为


a


20 13



8


a


2 010


,


所以


q


3



a


2013


8,



q



2


,


故选


A.


a


2010


变式


1


等比数列


{


a

< p>
n


}


的前


n


项和为


S


n


,



4


a


1

< br>,


2


a


2


,


a


3


成等差数列

< br>,



a


1



1


,



S


4



( ).


A.7 B.8 C.15 D.16


变式


2


(2012

< br>浙江理


13)


设公比为


q


(


q



0)


的等比数列


{


a


n


}


的前


n


项和为< /p>


S


n


,



S


2



3

< p>
a


2



2,


S


4



3

< br>a


4



2


,



q



.


.


变式


3


等比数列


{


a


n


}


的前


n


项和为

S


n


,



S


1


,


2


S< /p>


2


,3


S


3


成等差数列


,



{


a


n


}


的公比 为



三、求数列的通项


a


n



2



6.3 (


1)(2012


广东理


11)


已知递 增等差数列


{


a


n

}


满足


a


1



1,


a


3



a


2



4< /p>


,



a


n



.


2


(2)( 2012


辽宁理


14)


已知等比数列< /p>


{


a


n


}


为递增数列


,



a< /p>


5



a


10


,


2(


a


n



a


n


< p>
2


)



5


a


n



1

,


则数列


{


a

n


}


的通项


公式

< br>a


n



.


解析



(1)


利用等差数列的通项公式求解


.



2


设等差数列公差为


d


,


则由


a


3

< br>


a


2



4



,


1



2


d



(1< /p>



d


)



4


,


所以


d


2



4


,



d



< br>2


,


又该数列为递增



的等差数列


,


所以


d< /p>



2


.



a


n



a

< p>
1



(


n



1)


d


< br>2


n



1(

n



N


)


.


2


2


(2)





{


a


n


}







,






q


,



2(


a


n



a

n



2


)



5


a


n


< /p>


1


,



2(


a


n



a


n


q


)



5


a


n


q

< br>,



2(1


< br>q


2


)



5


q


,


解得


q



1


2


或< /p>


2.



a


5



a


10



0


,


且数列


{


a


n


}


为递增数列< /p>


,



q



2


.


2


5


n



因此


q

< p>


a


5



32


,


所以


a


n



2


(

n



N


)


.


变式


1



S


n


为等差数列


{

< br>a


n


}


的前

n


项和


,


S


2



S


6


,


a


4



1


,



a


n



.


变式


2



已知两个等比数列


{


a


n


},{b


n


}


,


满足


a


1



1,


b

< br>1



a


1



1,


b


2



a


2



2,


b


3



a


3



4


,


求数列


{


a


n


}


的通项


公式


.




6.4



在等差数列


{


a


n


}



,


a


1



a


3



8


,



a


4



a


2



a


9

< br>的等比中项


,


求数列


{


a


n


}


的前

< p>
n


项和为


S


n

< p>
.


2


解析




设该数列的公差为


d


,



n


项和为


S


n


.


由已知


,



2


a

1



2


d



8,(


a


1



3


d


)


< /p>


(


a


1



d


)(


a


1



8


d


)


,


所以


a


1



d



4,

< br>d


(


d



3


a


1


)



0


,


解得


a< /p>


1



4,


d



0



a


1



1,


d

< p>


3


,


即数列

< p>
{


a


n


}


的首项为


4,


公差为


0,


或首项


3


n


2



n



1,


公差为


3.


所以数列的前

n


项和为


S


n


4


n



S


n



.


2


2


变式


1



已知数列


{


a


n


}


的前


n


项和


S


n


< /p>


n



9


n


,


则其通项


a


n



;


若它的第


k< /p>


项满足


5



a< /p>


k



8


,



k



.


n


变式


2



已知数列


{


a


n


}


的前


n


项 和


S


n



a< /p>



1(


a


为非零 实数


),


那么


{


a


n


}


( ).


A.


一定是等差数列


B.


一定是等比数列



C.

< p>
或者是等差数列


,


或者是等比数列



D.


既不可能是等差数列


,


也不可能是等比数列




题型


2




等差、等比数列的求和



思路提示



求解等差或等比数列的前< /p>


n


项和


S


n


,


要准确地记住求和公式


,


并合理选取公式


,


尤其是要注意其项数


n


的值


;


对于奇偶项通项不统 一和含绝对值的数列的求和问题要注意分类讨论


.


主要是从


n


为奇数、偶数


,



a


n


的正、负进行分类


.


一、公式法


(


准确记忆 公式


,


合理选取公式


)


1


,


则该数列的前


10


项和为


( ).


8

< br>1


1


1


1


A


.2



8


B


.2



9


C .2



10


D.2


11



2


2


2


2


1


1



(


)


10< /p>


1


1


2



2



1


,

< p>
故选


B.


解析






a


4



a


1


q


3



q


3



,


< br>q



,


所以

S


10



9


1


8


2


2


1



2




6.5



在等比数列

{


a


n


}(


n



N


)



,



a


1



1,


a


4



变式


1


{


a


n


}


是由正数组成 的等比数列


,


S


n

为前


n


项和


,

已知


a


2


a


4



1,


S


3



7


,


则< /p>


S


n



变式


2



f


(


n


)



2

< p>


2



2



2



L


2


4


7


10


3


n



1 0


.


(


n



N


)


,



f


(


n


)



(


)


.

< p>
2


D


.


(8


n



4


< br>1)



7


2

A


.


(8


n



1)


7



2


B


.


(8


n



1



1)< /p>


7


2


C


.


(8


n



3



1)


7


二、关于等比 数列求和公式中


q


的讨论




6.6



设等比数列


{


a


n

}


的前


n


项和为

< br>S


n


,



S


3


,


S


9


,


S


6


成等差 数列


,


求数列的公比


q


.


解析





q



1

,



S


3



3


a


1


,< /p>


S


6



6


a


1


,


S

< p>
9



9


a


1


,


因为


a

< br>1



0


,


所以


S


3



S


6



2


S< /p>


9


,



S


3


,


S


9

< p>
,


S


6


成等差数列


矛盾


,



q



1


.


a

< p>
1


(1



q


3


)


a


1

< br>(1



q


6

)


2


a


1


(1



q


9


)





由题意 可得


S


3



S


6



2


S


9


,


即有


,


1



q


1



q


1



q


6


3


整理得


q


(2


q



q



1)


< br>0


,



q



0


,



2


q



q



1



0


,



(2


q


< p>
1)(


q



1)



0


.


3

< p>
6


3


3


3


3


1


4


1

因为


q



1


,


所以


q




,


所以


q



3





.


2


2


2


3


3


变式


1



设数列


{


a


n


}


是等比数列


,


其前


n


项和为

S


n


,



S


3



3


a< /p>


3


,


则其公比


q



2


3


n



1



变式


2



求和


S


n



1


< p>
3


x



5


x



7


x


L



(2


n



1)


x


(


n



2,


n



N


,


x



R


)


.


.



三、关于奇偶项求和问题的讨论



n< /p>



1


2



6.7



已知数列


{


a


n


}


的通 项公式为


a


n



(



1)


n


,


求其前


n


项和为

S


n


.


2


2


2


2


2


解 析



(1)



n


为偶数时


,


S

n



1



2



3



4< /p>



L



(


n



1)



n




(1

< p>


2


2


)



(3


2


< br>4


2


)



L



[(


n



1)


2



n


2


]





[3



7



L



(2


n



1)]



n


(3



2

< p>
n



1)


n


(


n



1)


2


.



< br>



2


2


(2)



n


为奇数时


,



n


1


为偶数


,


(

< br>n



1)(


n

< br>


2)


n


(

n



1)


所以

S


n



S


n



1



a< /p>


n



1




.



(


n



1)


2

< p>


2


2



n


(


n


1)



(


n


为正偶数


)



2


综上


,


S


n




.


n


(


n



1)



(


n


为正奇 数


)




2< /p>


评注:


本题中,将


n

为奇数的情形转化为


n


为偶数的情形,可以避免

< p>








不必要的计算,此技巧值得同学们借鉴和应用。



变式


1



知 数列



a


n



中,通项


a


n





四、对于含绝对值的数列求和



2



6.8


已知数列



a


n



的前


n


项和


S


n



10


n



n


,数列



b


n



的每 一项都有




2


n



1


(


n


为正奇数)


,求其前


n


项和


S


n


.


n



3


(

n


为正偶数)








b


n



a


n


,求数列



b


n



的前


n


项和


T


n


< p>
2


解析:



S

< p>
n



10


n



n


,当


n



2


时,


S

< br>n



1



10


(


n



1


)



(


n< /p>



1


)




2


a


n

< p>


S


n



S


n



1



2


n



11



*



n



1


时,< /p>


a


1



S


1



9


满足


a


n




2


n



11


,故


a


n


< br>


2


n



11



n



N





b< /p>


n



a


n


,当


n



5


时,


b


n


< p>
a


n




2


n



11

< br>


此时


T


n


a


1





a


n


< /p>


a


1





a


n


< p>
S


n



10


n



n


2

< br>



n



6


时,


b


n




a


n


< /p>


2


n



11



此时


T


n



a


1


< p>



a


5



a


6




a


n



a


1



< /p>



a


5



a


6



< p>


a


n





(


a

1





a


n


)



2< /p>


S


5



n


2



10


n



50



< p>
10


n



n


2


(


n


< br>5


,


n



N


*


)


故数列



b


n



的 前


n


项和


T


n




2



*



n



10


n



50


(


n



6


,


n



N

< br>)


评注:


由正项开始的递减等差数列


a


n



的绝对值求和的计算题解题步骤如下:



(1)


首先找出零值或者符号由正变负的项


a


n


0



(2)


在对

< p>
n


进行讨论,当


n



n


0


时,


T


n



S


n

< p>
,当


n



n


0


时,


T


n



2


S


n

0



S


n



变式


1


在等差数列

< br>


a


n



中,


a


10



23


,


a


25




22


,其前

n


项和为


S


n


(1)


求使


S

< br>n



0


的最小正整数

< p>
n



(2)


< p>
T


n



a


1



a


2




a


n


的表达式



变式


2


(2012

< br>湖北理


18


)已知等差数列


< /p>


a


n



前三项的 和为



3


,前三项的积为


8.


(1)


求等差数列



a


n



的通项 公式



(2)



a


2


,


a


3


,


a


1


成等比 数列,求数列


a


n


的前


n


项和




题型


3



等差、等比数列的性质应用



思路提示



利用等差、等比数列的性质,主要是利用


:


①等差中项和等比中项



< p>
②等差数列中


S


m


,


S


2


m


等比数列中


S


m


,


S


2


m





S


m


,


S


3


m


< br>S


2


m


,



成等差数列;




S


m


,


S

3


m



S


2


m


,



(< /p>



q




1



m


不为偶数


)


成等比数列


.


③等差数列


S


2


n


1



(


2


n



1


)< /p>


a


n



④等差数列的单调性



利用以上性质, 对巧解数列的选择题和填空题大有裨益



一、利用性质


:



m



n



p

< br>


q


(


m


,


n


,


p


,


q



N


)


时,在等差数列



a


n



中,有



*


a


m



a


n



a


p



a


q


;在等比数 列



b


n


< /p>


中,有


b


m


b< /p>


n



b


p


b


q


求解。




6.9



已知等差数列



a


n

< br>


的前


n


项和为


S


n


,若


a

< br>4



18


a


5


,则


S


8


等于(






A



18





B



36





C



54





D



72


解 析:



a


4



18



a


5< /p>



a


4



a


5



18



S


8



(


a


1


< br>a


8


)



8


(


a



a


5


)



8




4



72


故选


D


2


2


变式


1



设数列



a


n





b


n



都是等差数 列,若


a


1



b


1



7


,< /p>


a


3



b


3



21


,则


a


5



b

< p>
5



________


变式


2


在等差数列

< br>


a


n



中,已知


a


4


b


8



16


,则该数列的前


11


项和


S


11


等于(






A



58





B



88





C



143





D



176


变式


3



在 等差数列



a


n



中,


2


(


a


1



a


4< /p>



a


7


)



3


(


a

< p>
9



a


11


)



24


,则该数列的前< /p>


13


项和


S


13


等于(






A



13





B



26





C



52






D



156


变式


4


在等差数列

< br>


a


n



中,


a


1



a


4



a


7< /p>



39



a


3



a


6



a


9



27


,则该数列的前


9


项和


S


9


等于(






A



66





B



99





C



144






D



297


二、


利用等差数列中


S


m


,


S


2


m

< br>等比数列中


S


m


,


S


2


m


< br>S


m


,


S


3


m



S


2


m


,



成等差 数列;




S


m


,


S


3


m< /p>



S


2


m


,



(当


q




1



m


不为偶数成等比数列求解。




6.10



等差数列



a


n


的前


n


项和为

< br>S


n


,若


S

2



2


,


S


4



10


,



S


6


等于(







A



12





B



18





C



24





D



42


解 析:



S


2


,


S


4



S


2


,


S


6



S


4


成等差数列且< /p>


S


2



2



S


4


< p>
S


2



8



S


6


S


4



14


,可得


S


6


=14+


S


4


=24



故选


C


评注:


本题除了使用本法求解之外,还有几种求解方法,如(


1


)基 本量法;



2


)使用

< br>


解;



3

)使用


S


n


an


2



bn

(


n



N


)


求解



变式


1



等 差数列



a


n



的前


n


项和为


S


n


,若


*



S


n



< /p>


为等差数列求



n



S


S


4


1



,则


8


< /p>








S


8


3


S


16


A



3


1


1

< p>
1







B







C







D




10< /p>


3


9


8


变式


2




等比数列< /p>



a


n



的前


n


项和为


S


n


,若


S


6


S



3


,则


9









S


3


S


6


A



2





B



7


8






C







D



3


3< /p>


3


三、用有限等差数列的性质求解




6.11


已知某等差数列共有


10


项,其奇数项之和为


15


,偶数项之和为


30


,则其公差为(






A



5





B



4





C



3





D



2

-


-


-


-


-


-


-


-