吳國平:要拿到高考數學數列的分數, 就要學會求等差數列及其前n項和

2021-01-10 吳國平數學教育

數列作為高考數學重點內容,一直是高考數學的熱點和必考的考點,自然而然受到廣大考生的關注。

在高考數學裡數列一般就涉及等差數列和等比數列相關知識內容,因此,今天我們就一起來簡單講講等差數列及其前n項的和相關的考點,進行分析,希望能幫助到大家。

什麼是等差數列?

如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的差都等於同一個常數,那麼這個數列就叫做等差數列.符號表示為an+1-an=d(n∈N*,d為常數).

其中有一個非常重要的知識概念:等差中項。指的是在數列中,a,A,b成等差數列的充要條件是A=(a+b)/2其中A叫做a,b的等差中項.

我們還要記住兩個跟等差數列的有關公式:

1、通項公式:an=a1+(n-1)d.

2、前n項和公式:Sn=na1+n(n-1)d/2=(a1+an)n/2.

因此,反過來我們去證明{an}為等差數列可以有以下這些方法:

1、用定義證明:an-an-1=d(d為常數,n≥2){an}為等差數列;

2、用等差中項證明:2an+1=an+an+2{an}為等差數列;

3、通項法:an為n的一次函數{an}為等差數列;

4、前n項和法:Sn=An2+Bn或Sn=(a1+an)n/2.

用定義證明等差數列時,常採用的兩個式子an+1-an=d和an-an-1=d,但它們的意義不同,後者必須加上「n≥2」,否則n=1時,a0無定義.

典型例題1:

值得注意是與前n項和有關的三類問題

1、知三求二:已知a1、d、n、an、Sn中的任意三個,即可求得其餘兩個,這體現了方程思想.

2、Sn=d/2n2+(a1-d/2)n=An2+Bnd=2A.

3、利用二次函數的圖象確定Sn的最值時,最高點的縱坐標不一定是最大值,最低點的縱坐標不一定是最小值。

等差數列的通項公式an=a1+(n-1)d及前n項和公式Sn=na1+n(n-1)d/2=(a1+an)n/2,共涉及五個量a1,an,d,n,Sn,知其中三個就能求另外兩個,體現了方程的思想。

數列的通項公式和前n項和公式在解題中起到變量代換作用,而a1和d是等差數列的兩個基本量,用它們表示已知和未知是常用方法。

典型例題2:

等差數列的性質是等差數列的定義、通項公式以及前n項和公式等基礎知識的推廣與變形,熟練掌握和靈活應用這些性質可以有效、方便、快捷地解決許多等差數列問題.

應用等差數列的性質解答問題的關鍵是尋找項的序號之間的關係.

對於設元與解題的技巧,我們可以從以下兩個方面下手:

1、已知三個或四個數組成等差數列的一類問題,要善於設元,若奇數個數成等差數列且和為定值時,可設為…,a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,…;

2、若偶數個數成等差數列且和為定值時,可設為…,a-3d,a-d,a+d,a+3d,…,其餘各項再依據等差數列的定義進行對稱設元.

同時我們還要掌握好這些等差數列的性質:

1、若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,{an}為等差數列,則am+an=ap+aq.

2.在等差數列{an}中,ak,a2k,a3k,a4k,…仍為等差數列,公差為kd.

3、若{an}為等差數列,則Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍為等差數列,公差為n2d.

4、等差數列的增減性:d>0時為遞增數列,且當a1<0時前n項和Sn有最小值.d<0時為遞減數列,且當a1>0時前n項和Sn有最大值。

5、等差數列{an}的首項是a1,公差為d.若其前n項之和可以寫成Sn=An2+Bn,則A=d/2,B=a1-d/2,當d≠0時它表示二次函數,數列{an}的前n項和Sn=An2+Bn是{an}成等差數列的充要條件。

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