等差与等比数列知识与方法总结
一、知识结构与要点
定义
通项
—等差中项 a、b、c成等差
基本概念 推广
前n项和
等差数列
当d>0(<0) 时{
为递增(减)数列
当d=0时
为常数
基本性质 与首末两端等距离的项之和均相等
中共
成等差则
也成等差
(2)二次函数的基本性质
①二次函数的三种
示法:y=ax2+bx+c;y=a(x-x1)(x-x2);y=a(x-x0)2+n(a≠0);
②当a>0时,f(x)在区间[p,q]上的最大值M,最小值m,令x0=
(p+q)。
若-
|β+
|;
当a>0时,f(α)0时,二次不等式f(x)>0在[p,q]上恒成立
EMBED Equation.3 或
或
④ f(x)>0恒成立
EMBED Equation.3 或
f(x)<0恒成立
EMBED Equation.3 或
定义:
通项
等比中项:a b c成等比数列
基本概念
推广
前n项和
等比数列
与首末两端等距离的两项之积相等
成等比,若
成等差则
成等比
基本性质 当
或
时 {
为递增数列
当
或
时 {
为递减数列
当 q<0时 {
为摆动数列
当 q=1时 {
为常数数列
二、等差数列、等比数列基础知识与方法概括
(一).一般数列
数列的定义及表示方法;数列的项与项数;有穷数列与无穷数列;递增(减)、摆动、循环数列;数列{an}的通项公式an;数列的前n项和公式Sn;
一般数列的通项an与前n项和Sn的关系:
(二)等差数列
1.等差数列的概念
[定义]如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示。
即:
2.等差数列的判定方法
(1)定义法:对于数列
,若
(常数),则数列
是等差数列。
(2)等差中项法:对于数列
,若
,则数列
是等差数列。
3.等差数列的通项公式
如果等差数列
的首项是
,公差是
,则等差数列的通项为
。
[说明]:该公式整理后是关于n的一次函数。
4.等差数列的前n项和
(1).
( 2.)
[说明]对于公式2整理后是关于n的没有常数项的二次函数。
5.等差中项
如果
,
,
成等差数列,那么
叫做
与
的等差中项。即:
或
[说明]:在一个等差数列中,从第2项起,每一项(有穷等差数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等差中项;事实上等差数列中某一项是与其等距离的前后两项的等差中项。
6.等差数列的性质
(1).等差数列任意两项间的关系:如果
是等差数列的第
项,
是等差数列的第
项,且
,公差为
,则有
(2).对于等差数列
,若
,则
。
也就是:
,如图所示:
(3).若数列
是等差数列,
是其前n项的和,
,那么
,
,
成等差数列。如下图所示:
(4).设数列
是等差数列,
是奇数项的和,
是偶数项项的和,
是前n项的和,则有如下性质:①奇数项
②偶数项
③
所以有
;
所以有
(5).若等差数列
的前
项的和为
,等差数列
的前
项的和为
,则
。
(三).等比数列
1.等比数列的概念
[定义]:
[等比中项]
如果在
与
之间插入一个数
,使
,
,
成等比数列,那么
叫做
与
的等比中项。也就是,如果是的等比中项,那么
,即
。
2.等比数列的判定方法
(1)定义法:对于数列
,若
,则数列
是等比数列。
(2)等比中项:对于数列
,若
EMBED Equation.3 ,则数列
是等比数列。
3.等比数列的通项公式
如果等比数列
的首项是
,公比是
,则等比数列的通项为
。
4.等比数列的前n项和
5.等比数列的性质
(1)等比数列任意两项间的关系:如果
是等比数列的第
项,
是等差数列的第
项,且
,公比为
,则有
(2).对于等比数列
,若
,则
也就是:
。如图所示:
(3)若数列
是等比数列,
是其前n项的和,
,那么
,
,
成等比数列。如下图所示:
三、数列的通项求法
1.等差,等比数列的通项;
2.
3.迭加累加 ,迭乘累乘
,
,
,
………, ………,
,
,
注:
4. 数列间的关系
(1)
(2)
(3)递推数列]
①能根据递推公式写出数列的前n项
②由
解题思路:利用
变化(ⅰ)已知
(ⅱ)已知
③若一阶线性递归数列an=kan-1+b(k≠0,k≠1),则总可以将其改写变形成如下形式:
(n≥2),于是可依据等比数列的定义求出其通项公式;
四、数列的求和方法(详细讲解见六)
1.等差与等比数列求和公式
2.裂项相消法:
如:an=1/n(n+1)
3.错位相减法:
,
所以有
如:an=(2n-1)2n
4.倒序相加法:如已知函数
求:
。
5.通项分解法:
如:an=2n+3n
五、其它方面
1、在等差数列
中,有关Sn 的最值问题——常用邻项变号法求解:
(1)当
,d<0时,满足
的项数m使得取最大值.
(2)当
,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。
2、三个数成等差的设法:a-d,a,a+d;四个数成等差的设法:a-3d,a-d,,a+d,a+3d
3、三个数成等比的设法:a/q,a,aq;
四个数成等比的错误设法:a/q3,a/q,aq,aq3 (为什么?)
4、求数列{an}的最大、最小项的方法:
1 an+1-an=……
如an= -2n2+29n-3
2
(an>0) 如an=
③ an=f(n) 研究函数f(n)的增减性 如an=
六、专题讲座一 《数列求和题的基本思路和常用方法》
数列求和是«数列»一章中的一个重要内容,是高考考试中的常见题型这类试
题形式变化多样,但又具有一定的规律可循.而多数考生在解题时由于思路不清、找不准方法常常出现种种错误,导致解题失败.现给出几种数列求和的不同方法,并就题例分述如下.
1. 公式法:很多求和问题可以利用(等差、等比)数列的前n项和公式解决,在
具体问题中记住并熟练应用下列几个常用公式:
①
; ②
;③
④
; ⑤
例如: 已知数列
的通项公式为
,求其前n项和
解:
EMBED Equation.3
2. 折项分组法:把一不能直接求和的数列的每一项分解成几个可以求和的
新数列,分别求和.
例如:已知数列
的通项公式为
,求其前n项和
解:
EMBED Equation.3 +(
)=
此方法常用于解形如数列
的前n项和(其中
是等差数列,
是等比数列).
3. 裂项相消法:把数列的每一项拆为两项之差,求和时使大部分项能“正”、
“负”相消, 变为求有限几项的和.常用裂项公式为:
①
;②
;
③
;④
;
⑤
。
例如⑴求和
=
解:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
⑵已知数列
的通项公式为
,求其前n 项和
解:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 =
利用裂项相消法求和时可直接从通项入手,并且要判断清楚消项后余下哪些项.此方法常用于解形如数列
的前n项和(其中
是等差数列)
4. 倒序相加法:一个数列,如果距首末等距离的两项的和相等,那么求这个数
列的前n项和可通过将正写和反写的和式相加,变为规则数列的求和。如等差数列前n项和公式的推导。
例如:求和
解:
①
又
②
①+②得:
EMBED Equation.3
此法常用于解形如
的和.(其中
是等差数列)
5.错项相减法:如果数列的每一项可分解为两个因式的乘积,各项的第一个
因子成公差为d的等差数列,第二个因子成公比为q的等比数列,可将此数列前n项的和乘以公比q 然后错项相减从而求出Sn.
例如:求已知数列
的通项公式为
,求其前n 项和
解:
①
则
EMBED Equation.3 ② ,
①-②得:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
6.变换法 :利用转化思想将其求和问题转化为等差、等比求和题或利于求和式的题目。
例如:求数列:
的前n项和
.
解:若
,则
EMBED Equation.3
若
,
EMBED Equation.3
=
7.并项求和法:如果数列中各项正负相间(即通项公式中含有(-1)
)且相邻两项的和为常数或奇数项、偶数项分别由等差数列、等比数列等规则数列的项构成的数列,求和时可以重新组合成几个规则数列求和进行计算,但要注意项数n的奇偶性,常常需分项数n为奇数和偶数来进行讨论。
例如:已知数列
的通项公式为
,求前n 项和
解法一:
=
EMBED Equation.3
当n为奇数时
=
;当n为偶数时
=
综上所述:
解法二:
=
EMBED Equation.3
当n为奇数时
=
当n为偶数时
=
综上所述:
方法小结:
1. 数列求和的关键在于分析数列的通项公式的结构特征,在具体解决求和问
题中, 要善于从数列的通项入手观察数列通项公式的结构特征与变化规律,根据通项公式的形式准确、迅速地选择方法,从而形成“抓通项、寻规律、定方法”的数列求和思路是解决这类试题的诀窍.
2. 一般地,非等差(比)数列求和题的通常解题思路是:如果数列能转化为等差数列或等比数列就用公式法;如果数列项的次数及系数有规律一般可用错项相减法、倒序相加法来解决;如果每项可写成两项之差一般可用裂项法;如果能求出通项,可用拆项分组法;如果通项公式中含有(-1)
可用并项求和法.
专题讲座二、关联数列的数表问题专题训练
一、求数表所暗示的规律(即通项公式)
1.下面的数表所暗示的一般规律是 。
1=1
3+5=8
7+9+11=27
13+15+17+19=64
21+23+25+27+29=125
二、求表中指定的某些项
2.能够在如右上表所示的
正方
形的25个空格中填入正整数,使得每
一行,每一列都成等差数列,问必须
填进标有*号的空格的数是 。
3.能够在如右表所示的
正方形的9个空
格中填入正整数,使得每一行都成等差数列,每
一列都成等比数列,问必须填进标有*号的空格
的数是 。
4.全体正奇数排成右下表:其构成规律是:第
行恰有
个连续奇数;从第二行起,每一行第一个数与上一行最后的一个数是相邻奇数,则2005是第 行的第 个数。
三、求数表中所有项的和
5.如右图,在杨辉三角形中从上往下共有
行,其中非1的数字之和是 。
四、求数表中指定项的和
6.
个正数排成几行几列:
其中每一行的数成等差数列,每一列的数成等比数列,并且所有公比相等,已知
,
,
,试求
的值.
五、关联数表、数列的综合题
7.把自然数按上小下大、左小右大的排成如图三角形数
表(每行比上一行多一个数):设
(i、j∈N*)是位于
这个三角形数表中从上往下数第i行、从左往右数第j个数,
如
=8.
(I)若
=2006,求i、j的值;
(II)记三角形数表从上往下数第n行各数的和为
,令
.若数列
的前
项和为
,求
的表达式.
专题二参考答案:
1.设第
行左边第一个数为
,则
,
,
。
叠加得
,而第
行等式左边是
个奇数的和,故第
行所暗示的一般规律是
。
2.记
为从上到下第
行,从左到右第
列的格所填的数,则
。由第3行得
,由第3列得
,所以
。
由第2行得
,由第3列得
所以
,解得
。
所以
,
。故标有*号的空格应填142。
3.设标有*号的空格应填
,根据中间空格列方程得:
解得
,故标有*号的空格应填4。
4.
行共有
个奇数,因此,第
行的最后一个数是
。从而第
行的第一个数是
令
。解得
,
。
故2005是第45行第
个数,则
,得
。
于是2005是第45行第13个数。
5.第1行数字和为1,第2行数字和为2,第3行数字和为4
,第
行数字和为
,
于是所有数字和
。
数表里共有
个1,故非1的数字和为
。
6.设第一行数列公差为
,各列数列的公比为
,则第四行数列公差是
,于是可得
解此方程组,得
,由于所给
个数都是正数,必有
,从而有
,
于是对任意的
,有
.得
,
又
两式相减后得:
所以
.
8.(I)三角形数表中前n行共有1+2+3+…+n=
个数,
即第i行的最后一个数是
,
∴要使
=2006的i是不等式
的最小正整数解.
因为
,所以i=63.
于是第63行的第一个数是
.
∴j=
.
(II)∵三角形数表中前n行共有1+2+3+…+n=
个数,
∴前n行的所有自然数的和为
=
+
EMBED Equation.DSMT4 [
-1]
=
.
∴
=
-
=…=
.
∴当n≥2时,
=
.
其前n项和
=1+
=1+
.
0
y
2y
x
2x
103
74
186
*
1
3
12
*
1
3 5
7 9 11
13 15 17 19
21 23 25 27 29
� EMBED Equation.3 ���
第四题
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
� EMBED Equation.3 ���
第五题
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
………………………
第 1 页 共 15 页
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