证明或判断等差(等比)数列的常用方法
数学数列题型归纳解题方法
数列等差数列与等比数列1.根本量的思想:常设首项、〔公差〕比为根本量,借助于消元思想与解方程组思想等。
转化为“根本量〞是解决问题的根本方法。
2.等差数列与等比数列的联系1〕假设数列{}na是等差数列,那么数列}{n a a是等比数列,公比为d a,其中a是常数,d是{}na的公差。
〔a>0且a≠1〕;2〕假设数列{}na是等比数列,且na>,那么数列{}loga na是等差数列,公差为loga q,其中a是常数且0,1a a>≠,q是{}n a的公比。
3〕假设{}na既是等差数列又是等比数列,那么{}na是非零常数数列。
3.等差与等比数列的比拟【题型1】等差数列与等比数列的联系例1 〔2010文16〕{an}是公差不为零的等差数列,a1=1,且a1,a3,a9成等比数列.〔Ⅰ〕求数列{an}的通项;〔Ⅱ〕求数列{2an}的前n项和Sn.解:〔Ⅰ〕由题设知公差d≠0,由a1=1,a1,a3,a9成等比数列得121d+=1812dd++,解得d=1,d=0〔舍去〕,故{an}的通项an=1+〔n-1〕×1=n. (Ⅱ)由〔Ⅰ〕知2m a=2n,由等比数列前n项和公式得Sm=2+22+23+…+2n=2(12)12n--=2n+1-2.小结与拓展:数列{}na是等差数列,那么数列}{n a a是等比数列,公比为d a,其中a是常数,d是{}na的公差。
〔a>0且a≠1〕.【题型2】与“前n项和Sn与通项an〞、常用求通项公式的结合例2数列{an}的前三项与数列{bn}的前三项对应一样,且a1+2a2+22a3+…+2n-1an=8n对任意的n∈N*都成立,数列{bn+1-bn}是等差数列.求数列{an}与{bn}的通项公式。
解:a1+2a2+22a3+…+2n-1an=8n(n∈N*)①当n≥2时,a1+2a2+22a3+…+2n-2an-1=8(n-1)(n∈N*)②①-②得2n-1an=8,求得an=24-n,在①中令n=1,可得a1=8=24-1,∴an=24-n(n∈N*).由题意知b1=8,b2=4,b3=2,∴b2-b1=-4,b3-b2=-2,∴数列{bn+1-bn}的公差为-2-(-4)=2,∴bn+1-bn=-4+(n-1)×2=2n-6,法一〔迭代法〕bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1)=8+(-4)+(-2)+…+(2n-8) =n2-7n+14(n∈N*).法二〔累加法〕即bn -bn -1=2n -8, bn -1-bn -2=2n -10, …b3-b2=-2, b2-b1=-4, b1=8,相加得bn =8+(-4)+(-2)+…+(2n -8) =8+(n -1)(-4+2n -8)2=n2-7n +14(n ∈N*).小结与拓展:1〕在数列{an}中,前n 项和Sn 与通项an 的关系为:⎩⎨⎧∈≥-===-)N n ,2( )1(111n S S n S a a n n n .是重要考点;2〕韦达定理应引起重视;3〕迭代法、累加法与累乘法是求数列通项公式的常用方法。
整理等差数列、等比数列相关性质和公式及数列求和方法
等差、等比的公式性质以及数列的乞降方法第一节:等差数列的公式和有关性质1、等差数列的定义:对于一个数列,假如它的后一项减去前一项的差为一个定值,则称这个数列为等差数列,记:a n a n 1 d (d 为公差)( n 2 , n N *)注:下边全部波及n ,n N *省略,你懂的。
2、等差数列通项公式:a n a1( n1)d , a1为首项,d为公差推行公式:a n a m(n m) d变形推行:d a n a mn m3、等差中项( 1)假如a,A,b成等差数列,那么A叫做a与b的等差中项.即:A a b或2 A a b2( 2)等差中项:数列a n是等差数列2anan -1a n 1 (n 2)2a n 1a nan 24、等差数列的前 n 项和公式:n(a1a n )na1n(n 1)dS n22d n2(a11d) n An 2Bn22(此中 A、B是常数,所以当 d≠0时, S n是对于 n的二次式且常数项为 0)特别地,当项数为奇数2n1 时,a n1是项数为 2n+1 的等差数列的中间项2n 1a1a2n 12n 1 a n 1(项数为奇数的等差数列的各项S2 n 12和等于数乘以中)5、等差数列的判断方法( 1)定法:若a n a n1 d 或 a n 1a n d (常数n N)a n是等差数列.( 2)等差中:数列a n是等差数列2an an-1a n 1 (n 2)2a n 1anan 2(3)数列a n是等差数列(4)数列a n是等差数列6、等差数列的明方法a n kn b (此中k,b是常数)。
S n An2Bn ,(此中A、B是常数)。
定法:若 a n a n 1 d 或 a n 1 a n d (常数n N)a n是等差数列.7、等差数列有关技巧:( 1)等差数列的通公式及前n和公式中,波及到 5 个元素:a1、d 、n、a n及S n,此中a1、d 称作基本元素。
28 高中数学等差等比数列证明专题训练
专题28高中数学等差等比数列证明专题训练【方法总结】1.等差数列的四个判定方法(1)定义法:a n +1-a n =d (常数)(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.(2)等差中项法:2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.(3)通项公式法:a n =pn +q (p ,q 为常数,n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.(4)前n 项和公式法:S n =An 2+Bn (A ,B 为常数,n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.提醒:(1)定义法和等差中项法主要适合在解答题中使用,通项公式法和前n 项和公式法主要适合在选择题或填空题中使用.(2)若要判定一个数列不是等差数列,则只需判定存在连续三项不成等差数列即可.2.等比数列的四个判定方法(1)定义法:a n +1a n=q (q 是不为0的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列. (2)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ·a n +1·a n +2≠0,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(3)通项公式法:a n =cq n (c ,q 均是不为0的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列.提醒:(1)定义法和等比中项法主要适合在解答题中使用,通项公式法和前n 项和公式法主要适合在选择题或填空题中使用.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.【高考真题】1.(2022·全国甲理文) 记S n 为数列{a n }的前n 项和.已知2S n n+n =2a n +1. (1)证明:{a n }是等差数列;(2)若a 4,a 7,a 9成等比数列,求S n 的最小值.【题型突破】1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3=7,a 5+a 7=26.(1)求a n 及S n ;(2)令b n =S n n(n ∈N *),求证:数列{b n }为等差数列. 2.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.3.在数列{a n }中,a 1=4,na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和S n . 4.数列{a n }满足a 1=1,na n +1=(n +1)a n +n (n +1),n ∈N *.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列; (2)设b n =3n ·a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .5.若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12. (1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.6.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -3n +1+3(n ∈N *).(1)设b n =a n 3n ,求证:数列{b n }为等差数列,并求出数列{a n }的通项公式; (2)设c n =a n n -a n 3n ,T n =c 1+c 2+c 3+…+c n ,求T n . 7.(2021·全国乙)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n 为数列{S n }的前n 项积,已知2S n +1b n=2. (1)证明:数列{b n }是等差数列;(2)求{a n }的通项公式.8.(2014·全国Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.9.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n -12S n -1=0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在实数λ,使得数列{S n +(n +2n )λ}为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.10.若数列{b n }对于任意的n ∈N *,都有b n +2-b n =d (常数),则称数列{b n }是公差为d 的准等差数列.如数列c n ,若c n =⎩⎪⎨⎪⎧4n -1,n 为奇数,4n +9,n 为偶数,则数列{c n }是公差为8的准等差数列.设数列{a n }满足a 1=a ,对于n ∈N *,都有a n +a n +1=2n .(1)求证:{a n }是准等差数列;(2)求{a n }的通项公式及前20项和S 20.11.已知数列{a n }的首项a 1>0,a n +1=3a n 2a n +1(n ∈N *),且a 1=23. (1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是等比数列,并求出{a n }的通项公式; (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和T n .12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n +2+5S n =8S n +1+S n - 1.(1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列. 13.已知数列{a n }的前n 项和S n 满足S n =2a n +(-1)n (n ∈N *).(1)求数列{a n }的前三项a 1,a 2,a 3;(2)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +23(-1)n 为等比数列,并求出{a n }的通项公式. 14.已知在正项数列{a n }中,a 1=2,点A n (a n ,a n +1)在双曲线y 2-x 2=1上,数列{b n }中,点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,其中T n 是数列{b n }的前n 项和. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:数列{b n }是等比数列.15.已知数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧a n +1,n 为奇数,2a n ,n 为偶数(n ∈N *),设b n =a 2n -1. (1)求b 2,b 3,并证明b n +1=2b n +2;(2)①证明:数列{b n +2}为等比数列;②若a 2k ,a 2k +1,9+a 2k +2成等比数列,求正整数k 的值.16.(2019·全国Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列;(2)求{a n }和{b n }的通项公式.17.(2018·全国Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n ,设b n =a n n. (1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由;(3)求{a n }的通项公式.18.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n >0,S 2n =a 2n +1-λS n +1,其中λ为常数.(1)证明:S n +1=2S n +λ;(2)是否存在实数λ,使得数列{a n }为等比数列,若存在,求出λ;若不存在,说明理由.19.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a =(a 1,1),b =(1,a 10),若a·b =24,且S 11=143,数列{b n }的前n项和为T n ,且满足12n a -=λT n -(a 1-1)(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式及数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和M n ; (2)是否存在非零实数λ,使得数列{b n }为等比数列?并说明理由.20.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +λ(λ为常数).(1)试探究数列{a n+λ}是不是等比数列,并求a n;(2)当λ=1时,求数列{n(a n+λ)}的前n项和T n.。
等差数列、等比数列知识点梳理
等差数列、等比数列知识点梳理等差数列和等比数列知识点梳理第一节:等差数列的公式和相关性质1、等差数列的定义:对于一个数列,如果它的后一项减去前一项的差为一个定值,则称这个数列为等差数列,记:d a a n n =--1(d 为公差)(2≥n ,*n N ∈)注:下面所有涉及n ,*n N ∈省略,你懂的。
2、等差数列通项公式:1(1)n a a n d =+-,1a 为首项,d 为公差推广公式:()n m a a n m d =+-变形推广:mn a a d mn --= 3、等差中项(1)如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项.即:2ba A +=或b a A +=2(2)等差中项:数列{}n a 是等差数列)2(211-≥+=⇔+n a a a n n n 212+++=⇔n n n a a a4、等差数列的前n 项和公式:1()2n n n a a S +=1(1)2n n na d -=+ 211()22d n a d n =+-2An Bn =+(其中A 、B 是常数,所以当d ≠0时,S n 是关于n 的二次式且常数项为0)特别地,当项数为奇数21n +时,1n a +是项数为2n+1的等差数列的中间项()()()12121121212n n n n a a S n a +++++==+(项数为奇数的等差数列的各项和等于项数乘以中间项)5、等差数列的判定方法(1) 定义法:若d a a n n =--1或d a a n n =-+1(常数*∈N n )⇔ {}n a 是等差数列.(2)等差中项:数列{}n a 是等差数列)2(211-≥+=⇔+n a a a n n n 212+++=⇔n n n a a a(3)数列{}n a 是等差数列⇔b kn a n +=(其中b k ,是常数)。
(4)数列{}n a 是等差数列⇔2n S An Bn =+,(其中A 、B 是常数)。
(完整版)求数列通项公式常用的七种方法
求数列通项公式常用的七种方法一、公式法:已知或根据题目的条件能够推出数列{}n a 为等差或等比数列,根据通项公式()d n a a n 11-+=或11-=n n q a a 进行求解.例1:已知{}n a 是一个等差数列,且5,152-==a a ,求{}n a 的通项公式.分析:设数列{}n a 的公差为d ,则⎩⎨⎧-=+=+54111d a d a 解得⎩⎨⎧-==231d a∴ ()5211+-=-+=n d n a a n二、前n 项和法:已知数列{}n a 的前n 项和n s 的解析式,求n a . 例2:已知数列{}n a 的前n 项和12-=n n s ,求通项n a . 分析:当2≥n 时,1--=n n n s s a =()()32321----n n=12-n而111-==s a 不适合上式,()()⎩⎨⎧≥=-=∴-22111n n a n n三、n s 与n a 的关系式法:已知数列{}n a 的前n 项和n s 与通项n a 的关系式,求n a . 例3:已知数列{}n a 的前n 项和n s 满足n n s a 311=+,其中11=a ,求n a . 分析: 13+=n n a s ① ∴ n n a s 31=- ()2≥n ② ①-② 得 n n n a a a 331-=+ ∴ 134+=n n a a即 341=+n n a a ()2≥n 又1123131a s a ==不适合上式∴ 数列{}n a 从第2项起是以34为公比的等比数列 ∴ 222343134--⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=n n n a a ()2≥n ∴()()⎪⎩⎪⎨⎧≥⎪⎭⎫ ⎝⎛==-23431112n n a n n注:解决这类问题的方法,用具俗话说就是“比着葫芦画瓢”,由n s 与n a 的关系式,类比出1-n a 与1-n s 的关系式,然后两式作差,最后别忘了检验1a 是否适合用上面的方法求出的通项.四、累加法:当数列{}n a 中有()n f a a n n =--1,即第n 项与第1-n 项的差是个有“规律”的数时,就可以用这种方法.例4:()12,011-+==+n a a a n n ,求通项n a分析: 121-=-+n a a n n ∴ 112=-a a 323=-a a 534=-a a┅ 321-=--n a a n n ()2≥n以上各式相加得()()211327531-=-+++++=-n n a a n ()2≥n又01=a ,所以()21-=n a n ()2≥n ,而01=a 也适合上式, ∴ ()21-=n a n ()*∈Nn五、累乘法:它与累加法类似 ,当数列{}n a 中有()1nn a f n a -=,即第n 项与第1-n 项的商是个有“规律”的数时,就可以用这种方法.例5:111,1n n na a a n -==- ()2,n n N *≥∈ 求通项n a分析:11n n n a a n -=- ∴11n n a n a n -=- ()2,n n N *≥∈故3241123123411231n n n a a a a na a n a a a a n -===- ()2,n n N *≥∈ 而11a =也适合上式,所以()n a n n N *=∈ 六、构造法:㈠、一次函数法:在数列{}n a 中有1n n a ka b -=+(,k b 均为常数且0k ≠),从表面形式上来看n a 是关于1n a -的“一次函数”的形式,这时用下面的方法:一般化方法:设()1n n a m k a m -+=+ 则()11n n a ka k m -=+- 而1n n a ka b -=+ ∴()1b k m =- 即1b m k =- 故111n n b b a k a k k -⎛⎫+=+ ⎪--⎝⎭∴数列11n b a k -⎧⎫+⎨⎬-⎩⎭是以k 为公比的等比数列,借助它去求n a例6:已知111,21n n a a a -==+ ()2,n n N *≥∈ 求通项n a分析:121n n a a -=+ ∴()1112221n n n a a a --+=+=+∴数列{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列 ∴()111122n n n a a -+=+⋅= 故21n n a =- ㈡、取倒数法:这种方法适用于11n n n ka a ma p--=+()2,n n N *≥∈(,,k m p 均为常数0m ≠), 两边取倒数后得到一个新的特殊(等差或等比)数列或类似于1n n a ka b -=+的式子. 例7:已知11122,2n n n a a a a --==+ ()2,n n N *≥∈ 求通项n a1122n n n a a a --=+ ∴111211122n n n n a a a a ---+==+ 即11112n n a a --= ()2,n n N *≥∈ ∴ 数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以12为首项,以12为公差的等差数列∴()1111222n n n a =+-⋅= ∴2n a n= ㈢、取对数法:一般情况下适用于1k l n n a a -=(,k l 为非零常数) 例8:已知()2113,2n n a a a n -==≥ 求通项n a分析:由()2113,2n n a a a n -==≥知0n a >∴在21n n a a -=的两边同取常用对数得 211lg lg 2lg n n n a aa --==即1lg 2lg nn a a -= ∴数列{}lg n a 是以lg 3为首项,以2为公比的等比数列故112lg 2lg3lg3n n n a --== ∴123n n a -=七、“m n n c ba a +=+1(c b ,为常数且不为0,*,N n m ∈)”型的数列求通项n a .例9:设数列{}n a 的前n 项和为n s ,已知*11,3,N n s a a a n n n ∈+==+,求通项n a . 解:n n n s a 31+=+ 113--+=∴n n n s a ()2≥n两式相减得 1132-+⋅+=-n n n n a a a 即 11322-+⋅+=n n n a a上式两边同除以13+n 得92332311+⋅=++n n n n a a (这一步是关键) 令nnn a c 3=得 92321+=+n n c c ⎪⎭⎫⎝⎛-=-∴+3232321n n c c ()2≥n (想想这步是怎么得来的) ∴数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧-32n c 从第2项起,是以93322-=-a c 为首项,以32为公比的等比数列故 ()n n n n n a a c c 32332933232322222----=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-()323232+-=∴-n n n a c 又n n n a c 3=,所以()123223--⋅+⋅-=n n n a a a a =1 不适合上式 ()()()⎩⎨⎧≥⋅+⋅-==∴--23223112n a n a a n n n 注:求m n n c ba a +=+1(c b ,为常数且不为0,*,N n m ∈)”型的数列求通项公式的方法是等式的两边同除以1+n c ,得到一个“1n n a ka b -=+”型的数列,再用上面第六种方法里面的“一次函数法”便可求出n n ca 的通式,从而求出n a .另外本题还可以由n n n s a 31+=+得到nn n n s s s 31+=-+即 n n n s s 321+=+,按照上面求n a 的方法同理可求出n s ,再求n a .您不不妨试一试.除了以上七种方法外,还有嵌套法(迭代法)、归纳猜想法等,但这七种方法是经常用的,将其总结到一块,以便于学生记忆和掌握.。
等差等比数列计算方法
等差、等比数列的公式1.概念与公式:①等差数列:1°.定义:若数列}{),(}{1n n n n a d a a a 则常数满足=-+称等差数列;2°.通项公式:;)()1(1d k n a d n a a k n -+=-+=3°.前n 项和公式:公式:.2)1(2)(11d n n na a a n S n n -+=+=②等比数列:1°.定义若数列q a a a nn n =+1}{满足(常数),则}{n a 称等比数列;2°.通项公式:;11kn k n n q a q a a --==3°.前n 项和公式:),1(1)1(111≠--=--=q qq a qq a a S nn n 当q=1时.1na S n =2.简单性质:①首尾项性质:设数列,,,,,:}{321n n a a a a a1°.若}{n a 是等差数列,则;23121 =+=+=+--n n n a a a a a a 2°.若}{n a 是等比数列,则.23121 =⋅=⋅=⋅--n n n a a a a a a ②中项及性质:1°.设a ,A ,b 成等差数列,则A 称a 、b 的等差中项,且;2b a A +=2°.设a ,G ,b 成等比数列,则G 称a 、b 的等比中项,且.ab G ±=③设p 、q 、r 、s 为正整数,且,s r q p +=+ 1°. 若}{n a 是等差数列,则;s r q p a a a a +=+ 2°. 若}{n a 是等比数列,则;s r q p a a a a ⋅=⋅④顺次n 项和性质:1°.若}{n a 是公差为d 的等差数列,∑∑∑=+=+=nk n n k nn k kk kaa a 121312,,则组成公差为n 2d 的等差数列;2°. 若}{n a 是公差为q 的等比数列,∑∑∑=+=+=nk n n k nn k kk kaa a 121312,,则组成公差为q n 的等比数列.(注意:当q =-1,n 为偶数时这个结论不成立)⑤若}{n a 是等比数列,则顺次n 项的乘积n n n n n n n a a a a a a a a a 3221222121,, ++++组成公比这2nq的等比数列.⑥若}{n a 是公差为d 的等差数列,1°.若n 为奇数,则,,:(21+==-=n n a a a a S S na S 中中中偶奇中即指中项注且而S 奇、S偶指所有奇数项、所有偶数项的和);2°.若n 为偶数,则.2nd S S =-奇偶练习 1.三个数,,1,,1,1,122成等比数列又成等差数列n m nm的值为则nm n m ++22 ( )A .-1或3B .-3或1C .1或3D .-3或-1 2.在等比数列1020144117,5,6,}{a a a a a a a n 则中=+=⋅=( )A .2332或B .2332--或 C .515--或 D .2131-或3.等比数列===302010,10,20,}{M MM M n a n n 则若项乘积记为前( )A .1000B .40C .425D .814.已知等差数列5,8,11,…与3,7,11,…都有100项,则它们相同项的个数 ( ) A .25 B .26 C .33 D .345.已知一个等差数列的前5项的和是120,最后5项的和是180,又所有项的和为360,则此数列的项数为 ( ) A .12项 B .13项 C .14项 D .15项 6.若两个等差数列)(27417,}{},{+∈++=N n n n B A B A n b a nn n n n n 且满足和项和分别为的前则的值是1111b a( )A .47 B .23 C .34 D .71781.B 2.A 3.D 4.A 5.A 6.C求通项方法(一)一 公式法:利用熟知的的公式求通项公式的方法称为公式法,常用的公式有1n n n a S S -=-(2)n ≥,等差数列或等比数列的通项公式。
如何判断一个数列是等差数列
一轮复习 如何判断一个数列是等差数列知识点归纳判断或证明数列是等差数列的方法有:()1定义法:1n n a a +-=常数(*n N ∈)⇔{}n a 为等差数列;【注】①求出的常数即为公差d ;②n 的范围,1,n n n N a a *+∈- 12,n n n a a -≥-()2中项公式法:122n n n a a a ++=+(*n N ∈)⇔{}n a 为等差数列;()3通项公式法:n a pn q =+(*n N ∈)n (关于的“一次函数”)⇔{}n a 为等差数列; ()4前n 项求和法:2n S An Bn =+(*n N ∈)(缺常数项的“二次函数”)⇔{}n a 为等差数列;例1 ()1在数列{}n a 中,1111,22,2nnn n n n a a a a b +-==+=,证明:数列{}n b 是等差数列. ()2已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且1120n n n n S S S S ---+⋅=()2n ≥,证明:1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列.例2 已知正项数列}{n a (),0n n N a *∈>的前n 项和为n S ,满足1n a =+, 求证: {}n a 为等差数列. 例3已知数列}{n a 的通项公式是21nn a =-,若数列{}n b 满足()121114441n n bb b b n a ---=+(n N *∈),证明: {}n b 是等差数列.练习:1. 已知数列{}n a 是等差数列,则使{}n b 为等差数列的数列是( ) (A )n n a b = (B )nn a b 1= (C )n n a b -= (D )2n n a b =2. 已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,)(+∈=N n nS b nn . 求证:数列{}n b 是等差数列.3. 设n S 为数列{}n a 的前n 项和,)(+∈=N n pna S n n ,.21a a = ⑴求常数p 的值;⑵求证:数列{}n a 是等差数列.4. 已知函数()31xf x x =+,数列{}n a 满足11a =,()1()*n n a f a n N +=∈ 求证:数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列5. 已知数列}{n a 中,135a =,数列112n n a a -=-,()2,*n n N ≥∈,数列{}n b满足11n n b a =-(*n N ∈). ()1求证:数列{}n b 是等差数列;()2求数列}{n a 的最大项与最小项,并说明理由.6. 已知数列{a n },a 1=1,a n =λa n -1+λ-2(n ≥2).当λ为何值时,数列{a n }可以构成公差不为零的等差数列,并求其通项公式7.8.9. 10.11. 12.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,若对于任意的正整数n 都有2)(1n n a a n S += 证明:{a n }是等差数列.设{}n a 是等差数列,求证:以b n =na a a n+++ 21 *n N ∈为通项公式的数列{}n b 为等差数列。
高考数学:证明等差等比数列的解法
高考数学:证明等差等比数列的解法
我们在数列部分常碰到这样的问题:证明某个复杂数列为等差或者等比数列。
比如下面这道题:
从求证出发,我们回顾等比数列的定义:从第2项开始,数列的后一项除以前一项等于同一个不为零的常数,则这个数列为等比数列。
这就是我们证明等比数列的主要办法,也称定义法.即只需证明后项/前项为常数即可。
使用定义法的技巧,就是在化简过程中,保持前项不变,然后后项用题中给定的关系式代入。
道理也是显然的,要使得计算结果为常数,必须要出现消项、约分,所以把后项朝前项去靠近,才能最终通过消项、约分得到常数。
根据条件中给定的关系式,代入上式。
结果还真是一个常数,神奇吗?
其实一点也不神奇,只要方法正确,常数是命题者设计好了的,你不用担心。
下面,增加一点难度,看这一道分段形式给出的数列递推式。
请自觉做题3分钟.不要往下看。
分析:首先来理解数列递推式传递的信息.我们用具体的例子来理解它。
通过这种方式,我们对数列有了一些感性的认识。
不管怎样,还是采用定义法来证明。
还是采用前面介绍的技巧:保持前项不变,把后项用题中给定的关系式代入。
注意看,分子项和分母项的脚标相差2,我们根据题目所给递推式,可以分两步来。
咦!结果又是一个常数。
废话,要不是常数,那就是题目出错了。
总结:定义法来真好用,证明等比显奇功。
高中数学数列答题技巧
高中数学数列答题技巧一、数列问题解题方法技巧1.判断和证明数列是等差(等比)数列常有三种方法:(1)定义法:对于n≥2的任意自然数,验证为同一常数。
(2)通项公式法:①若= +(n-1)d= +(n-k)d ,则为等差数列;②若,则为等比数列。
(3)中项公式法:验证中项公式成立。
2. 在等差数列中,有关的最值问题——常用邻项变号法求解:(1)当>0,d<0时,满足的项数m使得取最大值.(2)当<0,d>0时,满足的项数m使得取最小值。
在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用。
3.数列求和的常用方法:公式法、裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等。
三、数列问题解题注意事项1.证明数列是等差或等比数列常用定义,即通过证明或而得。
2.在解决等差数列或等比数列的相关问题时,“基本量法”是常用的方法,但有时灵活地运用性质,可使运算简便,而一般数列的问题常转化为等差、等比数列求解。
3.注意与之间关系的转化。
如:=,=.4.数列极限的综合题形式多样,解题思路灵活,但万变不离其宗,就是离不开数列极限的概念和性质,离不开数学思想方法,只要能把握这两方面,就会迅速打通解题思路.5.解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向,形成解题策略.一、高中数列基本公式:1、一般数列的通项a n与前n项和S n的关系:a n=2、等差数列的通项公式:a n=a1+(n-1)d a n=a k+(n-k)d (其中a1为首项、a k 为已知的第k项) 当d≠0时,a n是关于n的一次式;当d=0时,a n是一个常数。
3、等差数列的前n项和公式:S n=S n=S n=当d≠0时,S n是关于n的二次式且常数项为0;当d=0时(a1≠0),S n=na1是关于n 的正比例式。
4、等比数列的通项公式:a n= a1 q n-1 a n= a k q n-k(其中a1为首项、a k为已知的第k项,a n≠0)5、等比数列的前n项和公式:当q=1时,S n=n a1 (是关于n的正比例式);当q≠1时,S n=S n=三、高中数学中有关等差、等比数列的结论1、等差数列{a n}的任意连续m项的和构成的数列S m、S2m-S m、S3m-S2m、S4m -S3m、……仍为等差数列。
等差与等比数列的判定(第三讲)
当n 5时,Tn Sn 9n n2
当n 6时,
Tn a1 a2 a5 a6 an a1 a2 a5 a6 a7 an
Tn
9n n2 n2 9n 40
Sn 2S5
n2 9n 2 (20)
n2 9n 40
(n 5) (n 6)
③通项公式法:
a2 n1
an
an2
(an 0) an 为等比数列;
③通项公式法:
an kn b (k,b为常数) an 是等差数列
④前n 项和公式法:
an k q n (k, q为常数) an 为等比数列;
④前n 项和法:
Sn An 2 Bn ( A, B为常数) an 是等差数列 Sn k(1 qn ) (k, q为常数) an 为等比数列。
是以
S1
1 为首项,2 为公差的等差数列。
bn
Sn 2n 1
1 (2n 1)(2n 1)
1( 1 1 ) 2 2n 1 2n 1
Tn 3
(1 3
1) 5
(1 2n 1
1 2n
1)
1 (1 1 ) n 2 2n 1 2n 1
变式、数列 an 的前 n 项和 S n =2 an -1,数列 bn 满足:b1 3,bn1 an bn (n N )
⑵: ①证明:当 n 2 时,
Sn2
an (Sn
1) 2
(Sn
Sn1 )(Sn
1) 2
所以 S n
S n1
1 2
(S n1
Sn )
即 1 1 2 S n S n1
②:由 ①得
1 1 (n 1) d 1 (n 1) 2 Sn S1 2n 1
所以
等差数列与等比数列知识点及题型归纳总结
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.从函数的角度来看,数列是特殊的函数.在()y f x =中,当自变量x N *∈时,所对应的函数值(1),(2),(3),f f f 就构成一数列,通常记为{}n a ,所以数列有些问题可用函数方法来解决.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 表示,即1()n n a a d n N *+-=∈.(2)等差数列的通项公式.若等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则其通项公式为11(1)()n a a n d nd a d =+-=+-,是关于n 的一次型函数.或()n m a a n m d =+-,公差n m a a d n m-=-(直线的斜率)(,,m n m n N *≠∈).(3)等差中项.若,,x A y 成等差数列,那么A 叫做x 与y 的等差中项,即2x yA +=或2A x y =+,.在一个等差数列中,从第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.(4)等差数列的前n 项和2111()2(1)2222n n a a n a dn n d d S na n n +--==+=+(类似于2n S An Bn =+),是关于n 的二次型函数(二次项系数为2d且常数项为0).n S 的图像在过原点的直线(0)d =上或在过原点的抛物线(0)d ≠上.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,即1(q 0,)n na q n N a *+=≠∈. (2)等比数列的通项公式. 等比数列的通项1111()(,0)n n n a a a qc q c a q q-==⋅=≠,是不含常数项的指数型函数. (3)m n mna q a -=. (4)等比中项如果,,x G y 成等比数列,那么G 叫做x 与y 的等比中项,即2G xy =或G =两个同号实数的等比中项有两个).(5)等比数列的前n 项和111(1)(1)(1)11n n n na q S a a qa q q q q =⎧⎪=--⎨=≠⎪--⎩注①等比数列的前n 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1时,要分1q =与1q ≠两种情况讨论求解.②已知1,(1),a q q n ≠(项数),则利用1(1)1n n a q S q -=-求解;已知1,,(1)n a a q q ≠,则利用11n n a a qS q-=-求解.③111(1)(0,1)111n n n n a q a aS q kq k k q q q q--==⋅+=-≠≠---,n S 为关于n q 的指数型函数,且系数与常数互为相反数.例如等比数列{}n a ,前n 项和为212n n S t +=+,则t =.解:等比数列前n 项和21224n n n S t t +=+=⋅+,则2t =-.二、基本性质1.等差数列的性质 (1)等差中项的推广.当(,,,)m n p q m n p q N *+=+∈时,则有m n p q a a a a +=+,特别地,当2m n p +=时,则有2m n p a a a +=.(2)等差数列线性组合.①设{}n a 是等差数列,则{}(,)n a b b R λλ+∈也是等差数列.②设{},{b }n n a 是等差数列,则1212{}(,)n n a b R λλλλ+∈也是等差数列. (3)有限数列.①对于项数为2n 的等差数列,有: (Ⅰ)21()n n n S n a a +=+.(Ⅱ)11,,,n n n nS a S na S na S S nd S a ++==-==偶奇奇偶偶奇. ②对于项数为21n -的等差数列,有; (Ⅰ)21(21)n n S n a -=-.(Ⅱ),(1),,1n n n S nS na S n a S S a S n ==--==-奇奇奇偶偶偶.(4)等差数列的单调性及前n 项和n S 的最值. 公差0{}n d a >⇔为递增等差数列,n S 有最小值; 公差0{}n d a <⇔为递减等差数列,n S 有最大值; 公差0{}n d a =⇔为常数列. 特别地 若10a d >⎧⎨<⎩,则n S 有最大值(所有正项或非负项之和);若100a d <⎧⎨>⎩,则n S 有最小值(所有负项或非正项之和).(5)其他衍生等差数列.若已知等差数列{}n a ,公差为d ,前n 项和为n S ,则: ①等间距抽取2(1),,,,p p t p t p n t a a a a +++-为等差数列,公差为td . ②等长度截取232,,,m m m m m S S S S S --为等差数列,公差为2m d .③算术平均值312,,,123S S S 为等差数列,公差为2d . 2.等差数列的几个重要结论(1)等差数列{}n a 中,若,(,,)n m a m a n m n m n N *==≠∈,则0m n a +=. (2)等差数列{}n a 中,若,(,,)n m S m S n m n m n N *==≠∈,则()m n S m n +=-+. (3)等差数列{}n a 中,若(,,)n m S S m n m n N *=≠∈,则0m n S +=.(4)若{}n a 与{b }n 为等差数列,且前n 项和为n S 与n T ,则2121m m m m a S b T --=. 3.等比数列的性质 (1)等比中项的推广.若m n p q +=+时,则m n p q a a a a =,特别地,当2m n p +=时,2m n p a a a =.(2)①设{}n a 为等比数列,则{}n a λ(λ为非零常数),{}n a ,{}mn a 仍为等比数列.②设{}n a 与{b }n 为等比数列,则{b }n n a 也为等比数列.(3)等比数列{}n a 的单调性(等比数列的单调性由首项1a 与公比q 决定).当101a q >⎧⎨>⎩或1001a q <⎧⎨<<⎩时,{}n a 为递增数列;当1001a q >⎧⎨<<⎩或101a q <⎧⎨>⎩时,{}n a 为递减数列.(4)其他衍生等比数列.若已知等比数列{}n a ,公比为q ,前n 项和为n S ,则: ①等间距抽取2(1),,,,p p t p t p n t a a a a +++-为等比数列,公比为tq .②等长度截取232,,,m m m m m S S S S S --为等比数列,公比为mq (当1q =-时,m 不为偶数).4.等差数列与等比数列的转化(1)若{}n a 为正项等比数列,则{log }(c 0,c 1)c n a >≠为等差数列. (2)若{}n a 为等差数列,则{c }(c 0,c 1)n a>≠为等比数列. (3)若{}n a 既是等差数列又是等比数列{)n a ⇔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(比)数列的通项公式或前n 项和公式,列出关于1,()a d q 基本量的方程或不等式从而求出所求的量.一、求等差数列的公差及公差的取值范围例6.1 记等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若244,20S S ==,则该数列的公差d =( ). A.7 B.6 C.3 D.2解析 212124S a a a d =+=+= ①414620S a d =+= ②由式①②可解得3d =,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{}n a 中,15410,7a a a +==则数列{}n a 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.15,27⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ C.(2,)-+∞ D.15,27⎛⎫-- ⎪⎝⎭二、求等比数列的公比例6.2 在等比数列{}n a 中,201320108a a =,则公比q 的值为( ). A.2 B.3 C.4 D.8 解析 因为201320108a a =,所以3201320108,a q a ==则2q =,故选A. 变式1 等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1234,2,a a a 成等差数列,若11a =,则4S =( ). A.7 B.8 C.15 D.16变式2 (2012浙江理13)设公比为(0)q q >的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若224432,32S a S a =+=+,则q =.变式3 等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若123,2,3S S S 成等差数列,则{}n a 的公比为.三、求数列的通项n a例6.3 (1)(2012广东理11)已知递增等差数列{}n a 满足21321,4a a a ==-,则n a =.(2)(2012辽宁理14)已知等比数列{}n a 为递增数列,且251021,2()5n n n a a a a a ++=+=,则数列{}n a 的通项公式n a =.解析 (1)利用等差数列的通项公式求解.设等差数列公差为d ,则由2324a a =-得,212(1)4d d +=+-,所以24d =,得2d =±,又该数列为递增的等差数列,所以2d =.故1(1)21()n a a n d n n N *=+-=-∈.(2)由数列{}n a 为等比数列,设公比为q ,由212()5n n n a a a +++=,得22()5n n n a a q a q +=,即22(1)5q q +=,解得12q =或2.又25100a a =>,且数列{}n a 为递增数列,则2q =. 因此5532q a ==,所以2()n n a n N *=∈.变式1 n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,264,1S S a ==,则n a =.变式2 已知两个等比数列{},{b }n n a ,满足11122331,1,2,4a b a b a b a =-=-=-=,求数列{}n a 的通项公式.例6.4 在等差数列{}n a 中,138a a +=,且4a 为2a 和9a 的等比中项,求数列{}n a 的前n 项和为n S .解析 设该数列的公差为d ,前n 项和为n S .由已知,得211228,(3)a d a d +=+=11()(8)a d a d ++,所以114,(3)0a d d d a +=-=,解得14,0a d ==或11,3a d ==,即数列{}n a 的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3.所以数列的前n 项和为4n S n =或232n n nS -=.变式1 已知数列{}n a 的前n 项和29n S n n =-,则其通项n a =;若它的第k 项满足58k a <<,则k =.变式2 已知数列{}n a 的前n 项和1(nn S a a =-为非零实数),那么{}n a ( ).A.一定是等差数列B.一定是等比数列C.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n 项和n S ,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,项n a 的正、负进行分类.一、公式法(准确记忆公式,合理选取公式)例6.5 在等比数列{}()n a n N *∈中,若1411,8a a ==,则该数列的前10项和为( ). 8910111111.2.2 C.2 D.22222A B ----解析 由334111,82a a q q q ====得,所以1010911()1221212S -==--,故选B. 变式1 {}n a 是由正数组成的等比数列,n S 为前n 项和,已知2431,7a a S ==,则n S =.变式2 设4710310()22222()n f n n N +=+++++∈,则()()f n =.1342222.(81).(81).(81).(81)7777n n n n A B C D +++----二、关于等比数列求和公式中q 的讨论例6.6 设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若396,,S S S 成等差数列,求数列的公比q .解析 若1q =,则3161913,6,9S a S a S a ===,因为10a ≠,所以3692S S S +≠,与396,,S S S 成等差数列矛盾,故1q ≠.由题意可得3692S S S +=,即有369111(1)(1)2(1)111a q a q a q q q q---+=---,整理得363(21)0q q q --=,又0q ≠,故63210q q --=,即33(21)(1)0q q +-=.因为31q ≠,所以312q =-,所以q ==变式1 设数列{}n a 是等比数列,其前n 项和为n S ,且333S a =,则其公比q =.变式2 求和2311357(21)(2,,)n n S x x x n x n n N x R -*=+++++-≥∈∈.三、关于奇偶项求和问题的讨论例6.7 已知数列{}n a 的通项公式为12(1)n n a n -=-,求其前n 项和为n S . 解析 (1)当n 为偶数时,222221234(1)n S n n =-+-++--22222(12)(34)[(1)]n n =-+-++--[37(21)]n =-+++-(321)(1)222nn n n +-+=-=-. (2)当n 为奇数时,则1n +为偶数,所以211(1)(2)(1)(1)22n n n n n n n S S a n +++++=-=-++=. 综上,(1)()2(1)()2n n n n S n n n +⎧-⎪⎪=⎨+⎪⎪⎩为正偶数为正奇数.评注:本题中,将n 为奇数的情形转化为n 为偶数的情形,可以避免不必要的计算,此技巧值得同学们借鉴和应用。
高中数学:等比数列六大判定方法,你掌握了几个?
⾼中数学:等⽐数列六⼤判定⽅法,你掌握了⼏个?⽂章来源:⾼考数学⼀、定义法根据等⽐数列的定义,判断或是⼀个与⽆关的常数.例1 如果是等差数列,则数列(为常数,且)⼀定是等⽐数列;如果是等⽐数列,且,则数列(为常数,,且)⼀定是等差数列,你能证明吗?证明:若为等差数列,则有,并且(为常数),(常数),故数列为等⽐数列.同理,为等⽐数列,且时,,(常数),,数列是公差为的等差数列.⼆、等⽐中项法对于各项均不为零的数列,若对于任意⼤于1的正整数都有,则可判定数列为等⽐数列.例2 已知,其中依次成等差数列,且公差不为零,判断是否成等⽐数列?解:设等差数列的公差为,则,,,代⼊,可得.,.⼜,故成等⽐数列.三、通项公式法为等⽐数列.例3 已知是各项均为正数的等差数列,,,成等差数列,⼜,.判断是否为等⽐数列?解:成等差数列,,即.⼜设等差数列的公差为,则,即.当时,是⼀个各项均为正数的常数列,是等⽐数列;当时,,,.故是⾸项为,公⽐为的等⽐数列.四、递推公式法例4 根据如图所⽰的框图,写出所打印数列的前5项,并建⽴数列的递推公式.问:这个数列是等⽐数列吗?分析:先求出前5项值,然后通过递推性质确定其通项公式.解:若将打印出来的数依次记为(即),,,.由图可知,,,,.于是可得递推公式由于,因此这个数列是等⽐数列,其通项公式是.五、前项和公式法在数列中,前项和为,若,则为等⽐数列.例5 已知数列的前项和为(是不为0的实数),则( )A.⼀定是等⽐数列B.⼀定是等差数列C.是等差数列或是等⽐数列D.既不可能是等差数列,也不可能是等⽐数列解:当时,的各项都为0,这个数列是等差数列,但不是等⽐数列;当时,由知,是等⽐数列,但不是等差数列,故先C.六、反例法若判断⼀个数列不是等⽐数列,则反例法显得更简单.例6 设,是公⽐不相等的两个等⽐数列,,证明数列不是等⽐数列.解:设,的公⽐分别为.为证不是等⽐数列只需证.事实上,,.由于,,⼜不为零,因此,故不是等⽐数列.注意:有些试题常常需要由⼀个特别说明⼀个命题是错误的,但应当注意⼀个特例不能说明命题是正确的。
等差等比数列基础知识点
一、等差等比数列基础知识点(一)知识归纳: 1.概念与公式:①等差数列:1°.定义:若数列}{),(}{1n n n n a d a a a 则常数满足=-+称等差数列;2°.通项公式:;)()1(1d k n a d n a a k n -+=-+= 3°.前n 项和公式:公式:.2)1(2)(11d n n na a a n S n n -+=+=②等比数列:1°.定义若数列q a a a nn n =+1}{满足(常数),则}{n a 称等比数列;2°.通项公式:;11kn k n n qa q a a --==3°.前n 项和公式:),1(1)1(111≠--=--=q qq a q q a a S n n n 当q=1时.1na S n =2.简单性质:①首尾项性质:设数列,,,,,:}{321n n a a a a a1°.若}{n a 是等差数列,则;23121 =+=+=+--n n n a a a a a a 2°.若}{n a 是等比数列,则.23121 =⋅=⋅=⋅--n n n a a a a a a ②中项及性质:1°.设a ,A ,b 成等差数列,则A 称a 、b 的等差中项,且;2ba A +=2°.设a ,G ,b 成等比数列,则G 称a 、b 的等比中项,且.ab G ±= ③设p 、q 、r 、s 为正整数,且,s r q p +=+ 1°. 若}{n a 是等差数列,则;s r q p a a a a +=+ 2°. 若}{n a 是等比数列,则;s r q p a a a a ⋅=⋅ ④顺次n 项和性质:1°.若}{n a 是公差为d 的等差数列,∑∑∑=+=+=nk n n k nn k kkk aa a 121312,,则组成公差为n 2d 的等差数列;2°. 若}{n a 是公差为q 的等比数列,∑∑∑=+=+=nk nn k nn k kkk aa a 121312,,则组成公差为q n 的等比数列.(注意:当q =-1,n 为偶数时这个结论不成立)⑤若}{n a 是等比数列,则顺次n 项的乘积:n n n n n n n a a a a a a a a a 3221222121,, ++++组成公比这2n q 的等比数列.⑥若}{n a 是公差为d 的等差数列,1°.若n 为奇数,则,,:(21+==-=n n a a a a S S na S 中中中偶奇中即指中项注且而S 奇、S 偶指所有奇数项、所有偶数项的和);2°.若n 为偶数,则.2nd S S =-奇偶 (二)学习要点:1.学习等差、等比数列,首先要正确理解与运用基本公式,注意①公差d ≠0的等差数列的通项公式是项n 的一次函数a n =an +b ;②公差d ≠0的等差数列的前n 项和公式项数n 的没有常数项的二次函数S n =an 2+bn ;③公比q ≠1的等比数列的前n 项公式可以写成“S n =a (1-q n )的形式;诸如上述这些理解对学习是很有帮助的.2.解决等差、等比数列问题要灵活运用一些简单性质,但所用的性质必须简单、明确,绝对不能用课外的需要证明的性质解题.3.巧设“公差、公比”是解决问题的一种重要方法,例如:①三数成等差数列,可设三数为“a,a+m,a+2m (或a-m,a,a+m )”②三数成等比数列,可设三数为“a,aq,aq 2(或qa,a,aq )”③四数成等差数列,可设四数为“);3,,,3(3,2,,m a m a m a m a m a m a m a a ++--+++或”④四数成等比数列,可设四数为“),,,,(,,,3332aq aq q aqa aq aq aq a ±±或”等等;类似的经验还很多,应在学习中总结经验. [例1]解答下述问题:(Ⅰ)已知c b a 1,1,1成等差数列,求证:(1)c ba b a c a c b +++,,成等差数列; (2)2,2,2bc b b a ---成等比数列.[解析]该问题应该选择“中项”的知识解决,.2,2,2,)2(4)(2)2)(2)(2(;,,.)(2)()(2)()1(),(222112222222成等比数列成等差数列bc b b a bb c a b ac b c b a c b a b a c a c b bc a c a b c a ac c a c a b ac ab a c bc c b a a c b c a b ac bac c a b c a ---∴-=++-=--+++∴+=++=+++=+++=++++=⇒=+⇒=+(Ⅱ)设数列),1(2,1,}{2-==n n n n a n S a S n a 且满足项和为的前 (1)求证:}{n a 是等差数列; (2)若数列:}{满足n b62)12(531321+=-+++++n n n a b n b b b 求证:{n b }是等比数列.[解析](1)⎩⎨⎧-+=-=++)1)(1(2)1(211n n n n a n S a n S②-①得,1)1(1)1(211+=-⇒--+=++n n n n n na a n na a n a:,32,32,1,11321用数学归纳法证明猜想得令得令-===∴=-==n a a n a a n n1)当;,3221,3121,121结论正确时-⨯==-⨯=-==a a n 2),32,)2(-=≥=k a k k n k 即时结论正确假设)1)(12(1321)32(1)1(,121--=+-=+-=+=-+=∴+k k k k k k ka a k k n k k 时当 .,3)1(212,21结论正确-+=-=∴≥+k k a k k 由1)、2)知,,32,-=∈*n a N n n 时当① ②.2}{,2,2,,26)1(4),2(2,2)12()52(2)32(2)12(2,6)32(262)2(;2}{,2)32()12(1111111的等比数列是公比为即时当也适合而时当设的等差数列是公差为即n nn n n n n n n n n n n n n n n n n n b b b b N n b n b n n n T T b n n n a T a n n a a =∴=∈∴=+-⨯=≥=∴⨯-=---=-=-≥∴+-=+==---=-∴+*+-+++[评析]判断(或证明)一个数列成等差、等比数列主要方法有:根据“中项”性质、根据“定义”判断,或通过“归纳猜想”并证明.[例2]解答下述问题:(Ⅰ)等差数列的前n 项和为),(,,Q P QPS P Q S S Q P n ≠==若 求).,(表示用Q P S Q P +[解析]选择公式""2bn an S n +=做比较好,但也可以考虑用性质完成.[解法一]设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=∴+=bQ aQ QP bP aP PQbn an S n 222,①-②得:,],)()[(22Q P b Q P a Q P PQ P Q ≠++-=-.)(])()[(,)(,2PQQ P b Q P a Q P S PQQP b Q P a Q P QP +-=+++=∴+-=++∴≠+[解法二]不妨设P Q Q Q P a a a S S QPP Q Q P +++=-=-∴>++ 21, .)(,2))((2))((211PQQ P S S QP Q P a a Q P Q P Q P a a Q P Q P Q P Q P P Q +-=∴+-=++⋅+-=+-=++++(Ⅱ)等比数列的项数n 为奇数,且所有奇数项的乘积为1024,所有偶数项的乘积为2128,求项数n.①②[解析]设公比为2421281024,142531==-n n a a a a a a a q)1(24211=⋅⇒-n qa.7,23525,2)2()1(,2)(2)1(221281024235252352112353211235321==∴==⋅⇒=-+⋅⇒=⨯=-++n n q a n qa a a a a nn n n 得代入得将而(Ⅲ)等差数列{a n }中,公差d ≠0,在此数列中依次取出部分项组成的数列:,17,5,1,,,,32121===k k k a a a n k k k 其中恰为等比数列求数列.}{项和的前n k n[解析],,,,171251751a a a a a a ⋅=∴成等比数列.1313132}{,132)1(2)1(323,34}{,2,00)2()16()4(111111115111121--=---⨯=-⋅=-+=-+=⋅=⋅=∴=+==∴=∴≠=-⇒+⋅=+⇒---n n S n k k d k d d k a a d a a a da a a q a d a d d a d d a a d a n n n n n n n n k n n k k n n n 项和的前得由而的公比数列[评析]例2是一组等差、等比数列的基本问题,熟练运用概念、公式及性质是解决问题的基本功.[例3]解答下述问题:(Ⅰ)三数成等比数列,若将第三项减去32,则成等差数列;再将此等差数列的第二项减去4,又成等比数列,求原来的三数.[解析]设等差数列的三项,要比设等比数列的三项更简单, 设等差数列的三项分别为a -d , a , a +d ,则有.9338,926,9250,10,2,92610,388,06432316803232))(()4()32)((22222或原三数为或得或∴===∴=+-⇒⎪⎩⎪⎨⎧+==-+⇒⎪⎩⎪⎨⎧+-=-=++-a d d d d da a d d d a d a a a d a d a(Ⅱ)有四个正整数成等差数列,公差为10,这四个数的平方和等于一个偶数的平方,求此四数.①②①,②[解析]设此四数为)15(15,5,5,15>++--a a a a a ,⎩⎨⎧=+=-⇒⎩⎨⎧=+=-∴+<-+-⨯=⨯==+-⇒=+⇒∈=++++-+-∴*2521251,,,2551251125,125))((45004)()2()15()5()5()15(2222222a m a m a m a m a m a m a m a m a m a m m a N m m a a a a 且均为正整数与解得∴==),(1262不合或a a 所求四数为47,57,67,77[评析]巧设公差、公比是解决等差、等比数列问题的重要方法,特别是求若干个数成等差、等比数列的问题中是主要方法.二、等差等比数列复习题一、 选择题1、如果一个数列既是等差数列,又是等比数列,则此数列 ( )(A )为常数数列(B )为非零的常数数列(C )存在且唯一 (D )不存在 2.、在等差数列{}n a 中,41=a ,且1a ,5a ,13a 成等比数列,则{}n a 的通项公式为( ) (A )13+=n a n (B )3+=n a n (C )13+=n a n 或4=n a (D )3+=n a n 或4=n a 3、已知c b a ,,成等比数列,且y x ,分别为a 与b 、b 与c 的等差中项,则ycx a +的值为( ) (A )21(B )2- (C )2 (D ) 不确定4、互不相等的三个正数c b a ,,成等差数列,x 是a ,b 的等比中项,y 是b ,c 的等比中项,那么2x ,2b ,2y 三个数( )(A )成等差数列不成等比数列 (B )成等比数列不成等差数列(C )既成等差数列又成等比数列 (D )既不成等差数列,又不成等比数列5、已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,n n S n 24212+=+,则此数列的通项公式为 ( ) (A )22-=n a n (B )28-=n a n (C )12-=n n a (D )n n a n -=26、已知))((4)(2z y y x x z --=-,则( )(A )z y x ,,成等差数列 (B )z y x ,,成等比数列(C )z y x 1,1,1成等差数列 (D )zy x 1,1,1成等比数列7、数列{}n a 的前n 项和1-=n n a S ,则关于数列{}n a 的下列说法中,正确的个数有( )①一定是等比数列,但不可能是等差数列 ②一定是等差数列,但不可能是等比数列 ③可能是等比数列,也可能是等差数列 ④可能既不是等差数列,又不是等比数列 ⑤可能既是等差数列,又是等比数列(A )4 (B )3 (C )2 (D )1 8、数列1⋯,1617,815,413,21,前n 项和为( )(A )1212+-n n (B )212112+-+n n (C )1212+--n n n (D )212112+--+n n n9、若两个等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n A 、n B ,且满足5524-+=n n B A n n ,则135135b b a a ++的值为( )(A )97 (B )78 (C )2019 (D )8710、已知数列{}n a 的前n 项和为252+-=n n S n ,则数列{}n a 的前10项和为( )(A )56 (B )58 (C )62 (D )6011、已知数列{}n a 的通项公式5+=n a n 为, 从{}n a 中依次取出第3,9,27,…3n , …项,按原来的顺序排成一个新的数列,则此数列的前n 项和为( )(A )2)133(+n n (B )53+n(C )23103-+n n (D )231031-++n n12、下列命题中是真命题的是( ) A .数列{}n a 是等差数列的充要条件是q pn a n +=(0≠p )B .已知一个数列{}n a 的前n 项和为a bn an S n ++=2,如果此数列是等差数列,那么此数列也是等比数列C .数列{}n a 是等比数列的充要条件1-=n n ab aD .如果一个数列{}n a 的前n 项和c ab S n n +=)1,0,0(≠≠≠b b a ,则此数列是等比数列的充要条件是0=+c a二、填空题13、各项都是正数的等比数列{}n a ,公比1≠q 875,,a a a ,成等差数列,则公比q = 14、已知等差数列{}n a ,公差0≠d ,1751,,a a a 成等比数列,则18621751a a a a a a ++++=15、已知数列{}n a 满足n n a S 411+=,则n a =16、在2和30之间插入两个正数,使前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,则插入的这两个数的等比中项为 二、 解答题17、已知数列{}n a 是公差d 不为零的等差数列,数列{}n b a 是公比为q 的等比数列,46,10,1321===b b b ,求公比q 及n b 。
等差、等比数列的公式与方法
第13讲 等差、等比数列的公式与方法(一)知识归纳:1.概念与公式:①等差数列:1°.定义:若数列}{),(}{1n n n n a d a a a 则常数满足 称等差数列;2°.通项公式:;)()1(1d k n a d n a a k n 3°.前n 项和公式:公式:.2)1(2)(11d n n na a a n S n n②等比数列:1°.定义若数列qa aa nn n 1}{满足(常数),则}{n a 称等比数列;2°.通项公式:;11k n k n n q a q a a 3°.前n 项和公式:),1(1)1(111 q qq a q q a a S n n n 当q=1时.1na S n2.简单性质:①首尾项性质:设数列,,,,,:}{321n n a a a a a ›1°.若}{n a 是等差数列,则;23121› n n n a a a a a a 2°.若}{n a 是等比数列,则.23121› n n n a a a a a a ②中项及性质:1°.设a ,A ,b 成等差数列,则A 称a 、b 的等差中项,且;2ba A2°.设a ,G,b 成等比数列,则G 称a 、b 的等比中项,且.ab G ③设p 、q 、r 、s 为正整数,且,s r q p 1°. 若}{n a 是等差数列,则;s r q p a a a a 2°. 若}{n a 是等比数列,则;s r q p a a a a ④顺次n 项和性质:1°.若}{n a 是公差为d 的等差数列,nk n n k nn k kkk aa a 121312,,则组成公差为n 2d 的等差数列;2°. 若}{n a 是公差为q 的等比数列,nk nn k n n k kkk aa a 121312,,则组成公差为q n 的等比数列.(注意:当q =-1,n 为偶数时这个结论不成立)⑤若}{n a 是等比数列,则顺次n 项的乘积:n n n n n n n a a a a a a a a a 3221222121,,››› 组成公比这2nq 的等比数列.⑥若}{n a 是公差为d 的等差数列,1°.若n 为奇数,则,,:(21 n n a a a a S S na S 中中中偶奇中即指中项注且而S 奇、S 偶指所有奇数项、所有偶数项的和);2°.若n 为偶数,则.2nd S S奇偶(二)学习要点:1.学习等差、等比数列,首先要正确理解与运用基本公式,注意①公差d"`0的等差数列的通项公式是项n 的一次函数a n =an +b ;②公差d "`0的等差数列的前n 项和公式项数n 的没有常数项的二次函数S n =an 2+bn ;③公比q "`1的等比数列的前n 项公式可以写成“S n =a (1-q n )的形式;诸如上述这些理解对学习是很有帮助的.2.解决等差、等比数列问题要灵活运用一些简单性质,但所用的性质必须简单、明确,绝对不能用课外的需要证明的性质解题.3.巧设“公差、公比”是解决问题的一种重要方法,例如:①三数成等差数列,可设三数为“a,a+m,a+2m (或a-m,a,a+m )”②三数成等比数列,可设三数为“a,aq,aq 2(或qa,a,aq )”③四数成等差数列,可设四数为“);3,,,3(3,2,,m a m a m a m a m a m a m a a 或”④四数成等比数列,可设四数为“),,,,(,,,3332aq aq q a q a aq aq aq a 或”等等;类似的经验还很多,应在学习中总结经验.[例1]解答下述问题:(Ⅰ)已知c b a 1,1,1成等差数列,求证:(1)c ba b a c a c b ,,成等差数列;(2)2,2,2b c b b a成等比数列.[解析]该问题应该选择“中项”的知识解决,.2,2,2,)2(4)(2)2)(2)(2(;,,.)(2)()(2)()1(),(222112222222成等比数列成等差数列bc b b a bb c a b ac b c b a c b a b a c a c b b c a c a b c a ac c a c a b ac ab a c bc c b a a c b c a b ac bac c a b c a˜˜(Ⅱ)设数列),1(2,1,}{2 n n n n a n S a S n a 且满足项和为的前(1)求证:}{n a 是等差数列;(2)若数列:}{满足n b 62)12(531321 n n n a b n b b b ›求证:{n b }是等比数列.[解析](1))1)(1(2)1(211n n n n a n S a n S ②-①得,1)1(1)1(211 n n n n nna a n na a n a :,32,32,1,11321用数学归纳法证明猜想得令得令 n a a n a a n n ˜1)当;,3221,3121,121结论正确时 a a n 2),32,)2( k a k k n k 即时结论正确假设)1)(12(1321)32(1)1(,121 k k k k k k ka a k k n k k ˜时当.,3)1(212,21结论正确 k k a k k ˜由1)、2)知,,32,n a N n n 时当①②.2}{,2,2,,26)1(4),2(2,2)12()52(2)32(2)12(2,6)32(262)2(;2}{,2)32()12(1111111的等比数列是公比为即时当也适合而时当设的等差数列是公差为即n nn n n n n n n n n n n n n n n n n n b b b b N n b n b n n n T T b n n n a T a n n a a[评析]判断(或证明)一个数列成等差、等比数列主要方法有:根据“中项”性质、根据“定义”判断,或通过“归纳猜想”并证明.[例2]解答下述问题:(Ⅰ)等差数列的前n 项和为),(,,Q P QPS P Q S S Q P n若求).,(表示用Q P S Q P [解析]选择公式""2bn an S n 做比较好,但也可以考虑用性质完成.[解法一]设bQ aQ QP bP aP PQ bn an S n 222,①-②得:,],)()[(22Q P b Q P a Q P PQ P Q ˜.)(])()[(,)(,2PQQ P b Q P a Q P S PQQP b Q P a Q P QP ˜[解法二]不妨设P Q Q Q P a a a S S QPP Q Q P›21,.)(,2))((2))((211PQQ P S S QP QP a a Q P Q P Q P a a Q P QP Q P Q P P Q(Ⅱ)等比数列的项数n 为奇数,且所有奇数项的乘积为1024,所有偶数项的乘积为2128,求项数n.[解析]设公比为2421281024,142531 n n a a a a a a a q ››˜①②)1(24211 n qa .7,23525,2)2()1(,2)(2)1(221281024235252352112353211235321n n q a n q a a a a a nn n n 得代入得将而››(Ⅲ)等差数列{a n }中,公差d"`0,在此数列中依次取出部分项组成的数列:,17,5,1,,,,32121 k k k a a a n k k k 其中恰为等比数列›求数列.}{项和的前n k n [解析],,,,171251751a a a a a a 成等比数列˜.1313132}{,132)1(2)1(323,34}{,2,00)2()16()4(111111115111121n n S n k k d k d d k a a d a a a da a a q a d a d d a d d a a d a n n n n n n n n k n n k k n n n 项和的前得由而的公比数列˜[评析]例2是一组等差、等比数列的基本问题,熟练运用概念、公式及性质是解决问题的基本功.[例3]解答下述问题:(Ⅰ)三数成等比数列,若将第三项减去32,则成等差数列;再将此等差数列的第二项减去4,又成等比数列,求原来的三数.[解析]设等差数列的三项,要比设等比数列的三项更简单,设等差数列的三项分别为a -d , a , a +d ,则有.9338,926,9250,10,2,92610,388,06432316803232))(()4()32)((22222或原三数为或得或 a d d d d da a d d d a d a a a d a d a (Ⅱ)有四个正整数成等差数列,公差为10,这四个数的平方和等于一个偶数的平方,求此四数.[解析]设此四数为)15(15,5,5,15 a a a a a ,①②①,②2521251,,,2551251125,125))((45004)()2()15()5()5()15(2222222a m a m a m a m a m a m a m a m a m a m m a N m m a a a a 且均为正整数与˜˜解得 ),(1262不合或a a 所求四数为47,57,67,77[评析]巧设公差、公比是解决等差、等比数列问题的重要方法,特别是求若干个数成等差、等比数列的问题中是主要方法.《训练题》一、选择题:1.三个数,,1,,1,1,122成等比数列又成等差数列n m n m 的值为则n m n m 22 ( )A .-1或3B .-3或1C .1或3D .-3或-12.在等比数列1020144117,5,6,}{a a a a a a a n 则中 = ( )A .2332或 B .2332 或 C .515 或 D .2131 或3.等比数列 302010,10,20,}{M M M M n a n n则若项乘积记为前 ( )A .1000B .40C .425D .814.已知等差数列5,8,11,…与3,7,11,…都有100项,则它们相同项的个数 ( ) A .25 B .26 C .33 D .345.已知一个等差数列的前5项的和是120,最后5项的和是180,又所有项的和为360,则此数列的项数为 ( ) A .12项 B .13项 C .14项 D .15项6.若两个等差数列)(27417,}{},{ N n n n B A B A n b a n n n n n n 且满足和项和分别为的前的值是11a ( )3C .34D .7178二、填空题:7.在等比数列543211245,4,108,}{a a a a a a a a a a n 则中的值为 .8.若a 、b 、c 成等比数列,a 、x 、b 成等差数列,b 、y 、c 成等差数列,则y c x a .9.数列}{n a 是公差不为零的等差数列,它的第4,8,17项恰是另一等比数列}{n b 的第6,8,10项,则}{n b 的公比是 .10.在等差数列q p q p n a p a q a a 则中,,,}{ .在各项为正的等比数列m n m n m n a q a p a a 则中,,,}{ .三、解答题:11.设等差数列,324),6(144,36,}{66 n n n n S n SS S n a 已知项和为的前求a n 的值.12.设等比数列的各项为正数,前n 项的和为2,这n 项后面的2n 项的和为12,求上述3n 项后面的3n 项之和.13.已知等差数列,,0},{461S S a a n且(Ⅰ)当n 为何值时,S n 最小?(Ⅱ)当n 为何值时,?0?0?0 n n n S S S (Ⅲ).2609}{,7287 n n a a a a 中有多少项满足问若14.有五个整数成等比数列,且第一个数为正数,若这五个整数的和为205,而它们的倒数之和为256205,求此五数.15.数列,0,,}{ n n na n S n a 对任意的正整数项和为的前.?}{),1|(|11说明理由是否为等比数列问数列若n n n n a k ka S S 《答案与解析》一、1.B 2.A 3.D 4.A 5.A 6.C二、7.242 8.2, 9.3210.0,pq11.216)(6,180361651621n n n n n na a S S a a a a a a 得››˜.35,1)1(,2144126,18036181181413621 a a a d d a a a a a a n 得代入两式相减得››12.(1)),1(1)1(,11 n n n q a q q a S q 时当,2,2,14)1(2)1(3 a q q a q a n nn得代入得;112,126)1(3666 n n n n S S q a S (2)当q=1时,有na 1=2及2na 1=12,矛盾;综上,所求前3n 项后面的3n 项的和为112.(另解)设公比为,,,,,615621211nn k nn k k nk ak W ak W a W q ›且.112)(,212)(2122,,,,5431654211321621 n n n nnn n q q q W W W W s q q q W W W W W q W W W 所求和的等比数列成公比为˜›13.(Ⅰ),0029146 d d a S S ;5],25)5[(25222最小时当n n S n n dnd n d S (Ⅱ).0101;010;010),10(2n n n n S n S n S n n n dS 时当时当时当˜(Ⅲ),18,4142,727,72141487 d dS S a a 得而˜.15,19526099189,9918项满足条件共有 n n n a n 14.设五数为,,,,,22aq aq a q a q a ①②①+②①②①②①256205)11(1205)11(,0,,,,2222q q q q aq q q q a N a a 由条件得且五项同号三且第一首项为正数˜.256,64,16,4,1,4;1,4,16,64,256,41,44104174,417)2(;,,04134,413)1(,41741302211616,1,162211(1(1618911,16,0,2562222222得所求五数为时得所求五数为时或则若不合方程无有理解则若或得令得代入得q q q q q q x q q x x x x x x q q q q q q q q qq a a a ˜15.111112,, n n n n n n n S a S S ka S S 得而˜,,11211,}{,12,11,01,)1()1()1()1(222,)1(12212111111矛盾则为等比数列若而k k k k a k a a ka S S k k a a k a k a k a k a k S S a a k n n n n n n n n n n n ˜故.,0,,}{,).(}{213122222131232311矛盾得由则为等比若另不是等比数列故 a a a a a a a a a a a S S a a S S a a a n n n n n n ˜①②①②①①②①+②①②①,②。
等差等比数列的证明
(2)
证明
an 2n
为等差数列,并求an
第七课时B组
8.已知数列an 的前n项和为Sn,Sn
=
1 3
(an
1)
(1)求a1、a2 .
(2)求证:数列an 是等比数列
等差、等比的计算问题的常用方法
方法1、利用等差、等比的性质 方法2、利用基本量(解方程组)
项(an)的性质: an=am+(n-m)d 任两项的关系式
am+an=ap+aq(m+n=p+q)角标和性质
和(Sn)的性质: Sm ,S2m -Sm ,S3m -S2m , 成等差
Sn与项an的关系:
重点回顾
数列
等差数列
等比
定义 通项公式
an+1-an=d 或 an-an-1=d
an= a1+(n-1)d
前n项和
性质 和Sn与项an 的关系
aanm=+ama+n(=n-amp)+d aq(m+n=p+q)
等差、等比数列的证明
1、定义法 an+1 - an=d 或 an-an-1=d
2、中项法 2an=an-1+an+1 (n>1)
3、通项公式法 an=pn+q(关于n的一次函数)
4、前n项和法 Sn=An2+Bn
等差、等比数列的证明 一、等差数列的证明
例1 已知数列an的前n项和为Sn=3n2 -2n, 证明数列an 成等差数列,并求其首项、
公差、通项公式
第四课时拓展延伸(2015新课标全国卷)
设Sn是数列an的前n项和,且a1= -1
an+1
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证明或判断等差(等比)数列的常用方法湖北省 王卫华 玉芳翻看近几年的高考题,有关证明、判断数列是等差(等比)数列的题型比比皆是,如何处理这些题目呢且听笔者一一道来.一、利用等差(等比)数列的定义在数列{}n a 中,若1n n a a d--=(d 为常数)或1nn a q a -=(q 为常数),则数列{}na 为等差(等比)数列.这是证明数列{}na 为等差(等比)数更最主要的方法.如:例1.(2005北京卷)设数列{}n a 的首项114a a =≠,且11214n n n a n a a n +⎧⎪⎪=⎨⎪+⎪⎩为偶数为奇数,记2111234n n b a n -=-=,,,,….(Ⅰ)求23a a ,;(Ⅱ)判断数列{}n b 是否为等比数列,并证明你的结论.解:(Ⅰ)21321111144228a a a a a a =+=+==+,; (Ⅱ)43113428a a a =+=+,所以541132416a a a ==+,所以1123351111111144424444b a a b a a b a a ⎛⎫⎛⎫=-=-=-=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,, 猜想:{}n b 是公比为12的等比数列. 证明如下:因为121221111111()424242n n n n n b a a a b n *++-⎛⎫=-=-=-=∈ ⎪⎝⎭N , 所以{}n b 是首项为14a -,公比为12的等比数列. 评析:此题并不知道数列{}n b 的通项,先写出几项然后猜测出结论,再用定义证明,这是常规做法。
例2.(2005山东卷)已知数列{}n a 的首项15a =,前n 项和为n S ,且125()n n S S n n *+=++∈N (Ⅰ)证明数列{1}n a +是等比数列;(Ⅱ)略.解:由已知*125()n n S S n n N +=++∈可得2n ≥时1,24n n S S n -=++两式相减得:112()1n n n n S S S S +--=-+,即121n n a a +=+,从而112(1)n n a a ++=+,当1n =时,21215S S =++,所以21126a a a +=+, 又15a =,所以211a =,从而2112(1)a a +=+.故总有112(1)n n a a n *++=+∈N ,,又11510a a =+≠,,从而1121n n a a ++=+.所以数列{1}n a +是等比数列.评析:这是常见题型,由依照含n S 的式子再类似写出含1n S -的式子,得到1n n a pa q +=+的形式,再利用构造的方法得到所要证明的结论.本题若是先求出通项n a 的表达式,则较繁.注意事项:用定义法时常采用的两个式子1n n a a d --=和1n n a a d +-=有差别,前者必须加上“2n ≥”,否则1n =时0a 无意义,等比中一样有:2n ≥时,有1nn a q a -==(常数0≠);②n *∈N 时,有1n na q a +==(常数0≠).二.运用等差或等比中项性质212{}n n n n a a a a +++=⇔是等差数列,221(0)n n n n a a a a ++=≠{}n a ⇔是等比数列,这是证明数列{}n a 为等差(等比)数列的另一种主要方法.例3.(2005江苏卷)设数列{}n a 的前项为n S ,已知1231611a a a ===,,,且1(58)(52)123n n n S n S An B n +--+=+=,,,,,其中AB ,为常数. (1)求A 与B 的值;(2)证明数列{}n a 为等差数列;(3)略.解:(1)由1231611a a a ===,,,得1231718S S S ===,,.把12n =,分别代入 1(58)(52)n n n S n S +--+An B =+,得28248A B A B +=-⎧⎨+=-⎩,解得,20A =-,8B =-.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,115()82208n n n n n S S S S n ++---=--,即 11582208n n n na S S n ++--=--,①又2215(1)8220(1)8n n n n a S S n ++++--=-+-. ② ②-①得,21215(1)58220n n n n n a na a a +++++---=-, 即21(53)(52)20n n n a n a ++--+=-. ③ 又32(52)(57)20n n n a n a +++-+=-.④④-③得,321(52)(2)0n n n n a a a ++++-+=,∴32120n n n a a a +++-+=, ∴3221325n n n n a a a a a a ++++-=-==-=,又215a a -=,因此,数列{}n a 是首项为1,公差为5的等差数列.评析:此题对考生要求较高,通过挖掘n S 的意义导出递推关系式,灵活巧妙地构造得到中项性质,这种处理大大简化了计算.例4.(高考题改编)正数数列{}n a 和{}n b 满足:对任意自然数1n n n n a b a +,,,成等差数列,11n n n b a b ++,,成等比数列.证明:数列为等差数列.证明:依题意,1002n n n n n a b b a a +>>=+,,,且1n a +2)n a n ∴=≥.2n b ∴=由此可得=2)n =≥.∴数列为等差数列.评析:本题依据条件得到n a 与n b 的递推关系,通过消元代换构造了关于的等差数列,使问题得以解决.三.运算数学归纳法这种方法关键在于猜想要正确,用数学归纳法证明的步骤要熟练,从“n k =时命题成立”到“1n k =+时命题成立”要会过渡.例5.(2004全国高考题)数列{}n a 的前n 项和记为n S ,已知11a =,12(1,2,)n n n a S n n ++==.证明:数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等比数列. 证明:由11a =,12(1,2,)n n n a S n n ++==,知211213,1a S a +==214222S a ==, 111S =,猜测n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为1,公比为2的等比数列. 下面用数学归纳法证明:令nn S b n=. (1)当2n =时,212b b =,成立.(2)当3n =时,312332132(13)12,42S a a a b b =++=+++===,成立. 假设n k =时命题成立,即12k k b b -=.那么当1n k =+时,111222111k kk k k k k k k S S S S a k b S b k k k k++++++=====+++,命题成立.综上知n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为1,公比为2的等比数列. 例6.(2005浙江卷)设点1(0)(2)n n n n n A x P x -,,,和抛物线2:()n n n C y x a x b n *=++∈N ,其中11242n n a n -=---,n x 由以下方法得到:11x =,点22(2)P x ,在抛物线2111:C y x a x b =++上,点11(0)A x ,到2P 的距离是1A 到1C 上点的最短距离,,点11(2)n n n P x ++,在抛物线2:n n n C y x a x b =++上,点(0)n n A x ,到1n P +的距离是n A 到n C 上点的最短距离.(1)求2x 及1C 的方程.(2)证明{}n x 是等差数列.解:(I )由题意得:2111(1,0),:7A C y x x b =-+.设点(,)P x y 是1C上任意一点,则1||A P ==令2221()(1)(7),f x x x x b =-+-+则'21()2(1)2(7)(27).f x x x x b x =-+-+- 由题意:'2()0,f x =即2222122(1)2(7)(27)0.x x x b x -+-+-= 又22(,2)P x 在1C 上,222127,x x b ∴=-+解得:213,14.x b ==,故1C 方程为2714.y x x =-+(II)设点(,)P x y 是n C 上任意一点,则||n A P =令222()()()n n n g x x x x a x b =-+++,则'2()2()2()(2)n n n n g x x x x a x b x a =-++++.由题意得g 1'()0n x +=,即211112()2()(2)0n n n n n n n n x x x a x b x a ++++-++++=又2112,n n n n n x a x b ++=++11()2(2)0(1).n n n n n x x x a n ++∴-++=≥即11(12)20n n n n n x x a +++-+= (*)下面用数学归纳法证明21n x n =- ①当1n =时,11,x = 等式成立.②假设当n k =时,等式成立,即21,k x k =- 则当1n k =+时,由(*)知 110(12)2k k k k k x x a ++=+-+又11242,k k a k -=--- 1122 1.12k k kk k x a x k ++-∴==++即当1n k =+时,等式成立.由①②知,等式对n N ∈成立.{}n x ∴是等差数列. 评析:例5是常规的猜想证明题,考查学生掌握猜想证明题的基本技能、掌握数列前n 项和这个概念、用数学归纳法证明等差数列的方法;例6是个综合性比较强的题目,通过求二次函数的最值得到递推关系式,再直接猜想然后用归纳法证明,解法显得简洁明了,如果直接利用递推关系式找通项,反而不好作. 四.反证法解决数学问题的思维过程,一般总是从正面入手,即从已知条件出发,经过一系列的推理和运算,最后得到所要求的结论,但有时会遇到从正面不易入手的情况,这时可从反面去考虑.如:例7.(2000年全国高考(理))设{}{}n n a b ,是公比不相等的两等比数列,n n n c a b =+.证明数列{}n c 不是等比数列.证明:设{}{}n n a b ,的公比分别为p q ,,p q ≠,n n n c a b =+,为证{}n c 不是等比数列只需证2213c c c ≠.事实上,2222222111111()2c a p b q a p b q a b pq =+=++2222222213113311111111()()()()()c c a b a b a b a p b q a p b q a b p q =++=++=+++222p q p q pq ≠+>,,又11a b ,不为零,2213c c c ∴≠,故{}n c 不是等比数列. 评析:本题主要考查等比数列的概念和基本性质、推理和运算能力,对逻辑思维能力有较高要求.要证{}n c 不是等比数列,只要由特殊项(如2213c c c ≠)就可否定.一般地讲,否定性的命题常用反证法证明,其思路充分说明特殊化的思想方法与正难则反的思维策略的重要性 .五.看通项与前n 项和法若数列通项n a 能表示成n a an b =+(a b ,为常数)的形式,则数列{}n a 是等差数列;若通项n a 能表示成nn a cq =(c q ,均为不为0的常数,n +∈N )的形式,则数列{}n a 是等比数列. 若数列{}n a 的前n 项和S n 能表示成2n S an bn =+ (a ,b 为常数)的形式,则数列{}n a 等差数列;若S n能表示成n n S Aq A =-(A q ,均为不等于0的常数且q ≠1)的形式,则数列{}n a 是公比不为1的等比数列.这些结论用在选择填空题上可大大节约时间.例8.(2001年全国题)若S n 是数列{}n a 的前n 项和,2n S n =,则{}n a 是( ).A.等比数列,但不是等差数列 B.等差数列,但不是等比数列 C.等差数列,而且也是等比数列D.既非等比数列又非等差数列解析:用到上述方法,一下子就知道答案为B ,大大节约了时间,同时大大提高了命中率. 六.熟记一些常规结论,有助于解题若数列{}n a 是公比为q 的等比数列,则(1)数列{}n a {}n a λ(λ为不等于零的常数)仍是公比为q 的等比数列;(2)若{}n b 是公比为q '的等比数列,则数列{}n n a b 是公比为qq '的等比数列; (3)数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公比为1q 的等比数列; (4){}n a 是公比为q 的等比数列;(5)在数列{}n a 中,每隔()k k *∈N 项取出一项,按原来顺序排列,所得新数列仍为等比数列且公比为1k q+;(6)11212{}{}{}{}n n n n n n a a a a a a ++-+-,,,,123456789{}a a a a a a a a a ++++++,,,,等都是等比数列;(7)若()m n p m n p *∈N ,,,,成等差数列时,m n p a a a ,,成等比数列; (8)232n n n n n S S S S S --,,均不为零时,则232n n n n n S S S S S --,,成等比数列; (9)若{log }b n a 是一个等差数列,则正项数列{}n a 是一个等比数列.若数列{}n a 是公差为d 等差数列,则(1){}n ka b +成等差数列,公差为kd (其中0k k b ≠,,是实常数);(2)(1){}n k kn S S +-,(k k ∈N ,为常数),仍成等差数列,其公差为2k d ;(3)若{}{}n n a b ,都是等差数列,公差分别为12d d ,,则{}n n a b ±是等差数列,公差为12d d ±;(4)当数列{}n a 是各项均为正数的等比数列时,数列{lg }n a 是公差为lg q 的等差数列; (5)()m n p m n p *∈N ,,,,成等差数列时,m n p a a a ,,成等差数列.例9.(96年全国高考题)等差数列{}n a 的前n 项和为30,前2n 项和为100则它的前3n项和为( ) A.130B.170C.210D.260解:由上面的性质得:232n n n n n S S S S S --,,成等比数列,故2322()()n n n n n S S S S S -=+-,32(10030)30(100)n S ∴-=-, 3210n S ∴=.故选C.评析:此题若用其它方法,解决起来要花比较多的时间,对于选择题来说得不断尝试.记住上面这些结论,在做选择填空题时可大大节约时间,并且能提高命中率.从上面可以看出:证明或判断等差(等比)数列的方法有许多种,作题时到底用何种方法,一般说来大题用前四种:定义法、运用等差或等比中项性质、运用数学归纳法、反证法,但用后面的方法可以容易检验出用前面的方法得出的结果是否正确,作小题应该用后面的方法.。