等差数列常见结论

巡山小妖精
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2021年02月22日 01:49
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-

2021年2月22日发(作者:洞口一中)


等差数列常见结论



1


,



判断给 定的数列


{


a


n


}


是等差数列的方法



*

< p>
(


1


)



定义法:


a


n



1



a


n

< br>


d


是常数


(

< br>n



N


)



数列


{


a


n


}


是等差数列;



(


2


)



通项公式法:


a


n



kn



b


(


k


,


b


是常数


)



数列


{< /p>


a


n


}


是等差数 列;



(


3


)



前


n


项和法:数列


{


a


n


}


的前


n


项和



S< /p>


n



An


2



Bn


(


A


,


B


是常数


,A


2



B


2



0)



数列


{


a


n


}


是等差数列;



*


(


4


)



等差中项法:


a


n



a


n



2



2


a


n



1


(


n


< br>N


)



数列

{


a


n


}


是等差数列;



2


,



等差数列的通项公式的推广和公差的公式:


< br>a


n



a


m



(


n



m


)


d


(


n


,


m



N


*


)



d



3


,

< br>


4


,



5


,



6


,



7


,



a


n



a


m


(


n


,


m



N


*


,

< br>n



m


)


;



n



m


若


A


是


a


与


b


的等差中项



2


A



a



b



若


数


列


{


a


n


}


,


{

< br>b


n


}


都


是


等


差


数


列


且


项


数


相


同


,


则


{


kb


n


},{


a


n



b


n

< p>
},{


a


n


< p>
b


n


},{


pa


n



qb


n

< p>
}


都是等差数列;



等差 数列


{


a


n


}


中,若项数成等差数列,则对应的项也成等差数列;



等差数列


{


a


n


}


中,隔相同的项抽出一项所得到的数列仍为等差数列;



若数列


{


a


n


}


是等差数列,且项数


m


,


n


,


p


,


q


(


m


,


n


,


p


,


q



N

< br>)


满足


m


n



p



q


,则


*


a


m



a


n



a


p



a


q


,反之也成立;当


p



q


时,


a


m



a


n



2


a


p


,即


a


p


是


a

< p>
m


和


a


n


的


8


,



等差中项;



若数列

< br>{


a


n


}


是等差数列的充要条件是前


n


项和公式


S


n



f


(


n


)


,是


n< /p>


的二次函数或


2


2


2


一次函数且不含常数项,即


S


n< /p>



An



Bn< /p>


(


A


,


B


是常数


,A



B



0)


;



2


若数列


{


a


n


}


的前


n


项和


s


n


< p>
An



Bn


< p>
C


(


A


,


B


是常数


,C



0


)


,则数列


{

< p>
a


n


}


从第


9


,



二项起是等差数列;



10


,



若数 列


{


a


n


}< /p>


是等差数列,前


n


项和为


S


n


,则


{

< br>首项相同,公差是


{


a


n


}


公差的


11


,



12


,



13


,



S< /p>


n


}


也是等差数列,其首项和

< p>
{


a


n


}


的


n


1


;


2


a


n


S


2


n



1< /p>



;



b


n


T


2


n

< p>


1


若数列


{

< p>
a


n


}


,


{


b


n


}

都是等差数列,其前


n


项和分别为


S


n


,


T


n< /p>


,则


若三个数成等差数列,


则通常可设这 三个数分别为


x



d

< br>,


x


,


x



d


;


若四个数成等差


数列,则通常可设这四个数分别为


x



3


d


,


x

< br>


d


,


x



d


,


x



3


d


;



等差数列


{


a


n< /p>


}


的前


n


项和为


S


n


,且


S< /p>


m


,


S


2


m


,


S


3

< p>
m


,


S


4


m





分别为数列


{


a


n


}


的前< /p>


m


项


,2m


项< /p>


,3m


项


,4m


项


,


……的和,则


S

< br>m


,


S


2


m



S


m


,


S


3


m



S


2


m


,





成等差数列(等


差数列的片段和性 质)


;



等差数列

{


a


n


}


中,若项数


n


为奇数,设奇数项的和和偶数项的和分别为


S


奇


,


S

< p>
偶


,


14


,



a


n


S

< br>奇


S


奇


n



1



2


;



则


;若项数


n


为偶数,



S


偶


a


n



1


S


偶


n



1


2


15


,



16


,



在等差数列


{


a


n


}


中,若公差


d



0


,则等差数列


{

a


n


}


为递增数列;若公差


d



0


,

< p>
则等差数列


{


a


n


}


为递减数列;若公差


d


0


,则等差数列


{


a


n


}


为常数列;



有关等差数列


{


a< /p>


n


}


的前


n


项和为


S


n


的最值 问题:



(


1


)



何时存在最大值和最小值



①



若


a


1



0,


d



0


,则前


n


项和为


S


n


存在最大 值



②



若< /p>


a


1



0,


d



0


,则前


n


项和为


S


n


存在最小值



(


2


)



如何求最值




a


n



0


①



方法一:


(任何数列都通用)通过< /p>



解出


n


可求前


n


项和为


S


n


的最大值;



a


n



1



0



a


n



0


通过



解出


n


可求前


n


项和为


S


n


的最小值;



a



0



n



1


②< /p>



方法二:


利用等差数列前


n


项和


S


n


的表达式为关于


n


的二次函数且常数项为


0


(


若


为一次函数,数列为 常数列,则前


n


项和


S


n


不存在最值)


,


利用二次函 数求最值的


方法进行求解;有以下三种可能:



若对称轴


n


正好取得正整数,则此时

< br>n


就取对称轴;若对称轴不是正整数,而是


靠近对称轴的 相邻的两个整数的中点值,则


n


取这两个靠近对称轴的相邻的两 个


整数;若对称轴即不是正整数,又不是靠近对称轴的相邻的两个整数的中点值,


则


n


就取靠近对称轴的那个正整数;



③



利用等差数列的相关性质求解



17< /p>


,用方程思想处理等差数列中求相关参数问题,对于


a

< p>
n


,


n


,


S


n


,


a

1


,


d


这五个量,知任意三


个可以求出其它的两个,即“知三求二”



例


2


、


(


12< /p>


重庆理


1


)


在等 差数列


{


a


n


}


中,


a


2



1


,


a


4



5


则


{


a


n


}


的前

< p>
5


项和


S


5


=


(



)



A


、


7 B


、


15 C


、


20 D


、


25




【解析】此题考查等差数列的求和公式,可以利用“若数列


{< /p>


a


n


}


是等差数 列,且项数


m


,


n

,


p


,


q


(


m


,


n


,< /p>


p


,


q



N


*


)


满足


m



n



p



q


,

< br>则


a


m



a


n



a


p



a


q


,


反之也成立;


当


p



q


时,


a


m



a


n



2


a


p


,即


a


p


是


a

< p>
m


和


a


n


的等差中项;


”此结论快速求解


因


为


a


2



1


,


a


4< /p>



5


,


所


以


a


1


< p>
a


5



a


2



a


4


6


,


所


以


数


列


的


前< /p>


5


项


和


S


5



5


(

< p>
a


1



a


5


)


5


(

a


2



a


4


)


5



< /p>



6



15


,


选


B.


2


2


2


1


}


a


n


a


n



1


a


5

< br>


5,


S


5


15


,


例


3


、


(12


全国卷理


5)


已知等差数列


{


a


n


}


的前


n


项和为


S


n


,


则数列


{


的前


100< /p>


项和为


(




)A


、


100


99


101


99





B


、





C


、




D


、



101


100


100


101


【解析】


此题考查等差数列的通项公式和求和公式,< /p>


考查利用裂项相消法求非特殊数列的前


n


项


和


,


所


以< /p>


由


a


5



5


,


S


5

< p>


15


,


得


a


1



1

< br>,


d



1


,


所


以


a


n



1



(


n



1


)



n


,


所


以


1


1


1

< br>1





,



a


n


a


n



1


n


(


n



1


)


n


n



1


1


1


1

< br>1


1


1


1


1


1


100













1




,选


A.


a


1


a


2


a


100


a


101


1


2


2


3


100


101< /p>


101


101


又


例


4


、


(


12


湖北理


18


)


(本小题满分


12


分)



已知等差数列


{


a


n


}


前三项的和为



3


,


前三项的积为


8

,


(Ⅰ)


求等差数列


{

< p>
a


n


}


的通项公式;



【解析】此题考查等差数列的通项公式和前


n


项和为


S


n


、等比数列的通项公式,考查方程


思想在解决数列问题中的应用



(Ⅰ)设等差数列


{


a

< p>
n


}


的公差为


d


,则


a


2


< p>
a


1



d


,


a


3


a


1



2


d


,




3< /p>


a


1



3


d




3,



a


1



2



a


1

< br>



4


由题意得



,



解得

< br>


或




















a


(


a



d


)(


a


< p>
2


d


)



8


d



3


d



3





1


1< /p>


1


所以由等差数列通项公式可得


a


n




3

< p>
n



5


,或


a


n



3

< br>n



7





















例


5


、


(


10


全国Ⅱ理


4


)


如果等差数列

{


a


n


}


中,


a


3



a


4



a


5



12


,那么


a< /p>


1



a


2







a


7



(





)



A


、


14 B


、


21 C


、


28 D


、


35


【


解


析


】


本


试< /p>


题


主


要


考


查


等


差


数

< p>
列


的


基


本


公


式


和


性

质


.



a


3



a


4


< /p>


a


5



3


a


4



12



a


4



4



a


1

< br>


a


2






a


7


7(


a


1



a


7


)



7


a


4



28< /p>


,所以选


C


2



2


m


例


6


、


(


09


宁夏海南 理


16


)


等差数列

{


a


n


}


前


n


项和为


S


n


。


已知


a


m



1


+


a


m



1


-


a


则


m



_______



【解析】本试题主要考查等差数 列的基本公式和性质


.


由


a

< p>
m



1


+


a


m



1

-


a


得到


2


a


m



a


m



0,


a


m< /p>



0,


2


又


S


2


m



1



2


2


m


=0


,


S


2


m



1

=38,


=0



2


m



1





a


1



a

2


m



1




2



2< /p>


m



1



a


m



38



m



10

< p>
。



例


7


、


(


11


广东理


11


)


等差数列


{


a


n


}


前


9


项的和等于前


4


项的和.


若


a


1



1,


a


k



a


4



0

< p>
,


则


k





______












【解析】此题考查等差数列的通项公式和求和公式的应用;



【方法


1


】



由


S


9



S


4


得


9



36


d


< p>
4



6


d



d



1


,则



6


1


1


a


k



a


4



1



(


k



1)



(


< p>
)



1



3



(


)



0



k



10



6


6


【方法


2


】 利用等差数列的性质解题:



由


S


9



S


4


0


得


4


a


5



a


6

< br>


a


7



a


8



a


9



0



5


a


7



0



a


7



0



1


k

< br>0



,


即


a


1



2


a



0


a



7



*


例


8


、


(


11

< p>
年湖南卷理


12


)


设


S


n


是等差数列


{


a


n


}(


n< /p>



N


)


的前


n


项和,


且


a


1



1,


a


4



7


,则


S


5



______< /p>



【


解


析


】


考


查


等

< p>
差


数


列


的


通


项


公


式

的


应


用


及


等


差


数


列


求< /p>


和


由


a


1



1,


a


4



7


可


得


(1



9)



5



25


。


w.k.s.5.u.c.o.m






2


例


10


、


(08


宁夏 ,海南理


17)



已知数列

< p>
{


a


n


}


是一个等差数列,且


a


2


< /p>


1


,


a


5




5


。

< p>


(


1


)



求


{


a


n


}


的通项


a


n


;


(


2


)求

< p>
{


a


n


}


前


n


项和


S

< br>n


的最大值。



【命题意图】本 题考查等差数列的通项公式和等差数列前


n


项和


S


n


最值的求法,着重考查


a


1



1,


d< /p>



2


,


a


n



,所以


1


S


5



n

< p>


2


方程思想和二次函数最值问题;




a


1

< br>


d



1


【解析】


(Ⅰ)设



a


n



的公差为


d

< p>
,由已知条件,



,解出


a


1



3


,< /p>


d




2


.



a


< p>
4


d




5



1


所以

< br>a


n



a


1



(


n



1)


d



< /p>


2


n



5


.



(Ⅱ)


S


n



na


1



n


(


n



1)


d




n


2


4


n



4



(


n



2)


2


.



2


所以


n



2


时,


S


n


取到最大值


4


.



例


1


1


、< /p>


已


知


数列


{


a


n


}


是等差数列 ,且首项


a


1



0


,


S


9



S


12


,求前


n


项和


S


n


何 时取最小


值



【命题意图】本题考查等 差数列的等差数列前


n


项和


S


n


最值的求法



【解析】



9



8


12



1 1


d



12


a


1



d



a


1




10


d



0,


即


d



0



2


2


n

< br>(


n



1)

d


nd


d


2


21


nd



S


n



na


1



d




10


nd



n


2< /p>




n



(


d



0)



2


2


2


2


2


21



当


n



且

n



N


*


,


即


n



11


或


10


时,


前


n


项和


S


n< /p>


取最小值



2


方 法一:


因为


S


9



S


12


,所以

9


a


1



方法二:


因为


S


9


S


12


,


所以


a


10



a


11



a


12



0



a


11



0


且< /p>


a


1



0,


d



0


,


即


n



1


0


或


n


< br>1


1


前


n


项和


S


n


取最小值

< br>


方法三:


因为


S


9



S


12


,所以


S


n


的对称轴为


n



21


,开口向上 ,且


d



0


,



2

-


-


-


-


-


-


-


-