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2015-09-10
新学期的学习离不开知识点的积累,为此精品学习网整理了数学必修5第二章等差数列知识点,希望帮助大家顺利开始新学期的学习。
概念
等差数列是常见数列的一种,如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列,而这个常数叫做等差数列的公差,公差常用字母d表示。
例如:1,3,5,7,9……2n-1。
通项公式为:an=a1+(n-1)*d。首项a1=1,公差d=2。
前n项和公式为:Sn=a1*n+[n*(n-1)*d]/2或Sn=[n*(a1+an)]/2。
注意:以上n均属于正整数。
公式
通项公式
如果一个等差数列的首项为a1,公差为d,那么该等差数列第n项的表达式为:
即
补充:
求和公式
若一个等差数列的首项为a1,末项为an那么该等差数列和表达式为:
S=(a1+an)n÷2
即(首项+末项)×项数÷2
前n项和公式
注意:n是正整数(相当于n个等差中项之和)
等差数列前N项求和,实际就是梯形公式的妙用:
上底为:a1首项,下底为a1+(n-1)d,高为n。
即[a1+a1+(n-1)d]* n/2=a1 n+ n (n-1)d /2.
推论
一.从通项公式可以看出,a(n)是n的一次函数(d≠0)或常数函数(d=0),(n,an)排在一条直线上,由前n项和公式知,S(n)是n的二次函数(d≠0)或一次函数(d=0,a1≠0),且常数项为0。
二. 从等差数列的定义、通项公式,前n项和公式还可推出:a(1)+a(n)=a(2)+a(n-1)=a(3)+a(n-2)=…
=a(k)+a(n-k+1),(类似:p(1)+p(n)=p(2)+p(n-1)=p(3)+p(n-2)=...=p(k)+p(n-k+1)),k∈{1,2,…,n}
三.若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a(m)+a(n)=a(p)+a(q),S(2n-1)=(2n-1)*a(n),S(2n+1)=
(2n+1)*a(n+1),S(k),S(2k)-S(k),S(3k)-S(2k),…,S(n)*k-S(n-1)*k…成等差数列,等等。
若m+n=2p,则a(m)+a(n)=2*a(p)
(对3的证明:p(m)+p(n)=b(0)+b(1)*m+b(0)+b(1)*n=2*b(0)+b(1)*(m+n)
p(p)+p(q)=b(0)+b(1)*p+b(0)+b(1)*q=2*b(0)+b(1)*(p+q);因为m+n=p+q,所以p(m)+p(n)=p(p)+p
(q))
四.其他推论
① 和=(首项+末项)×项数÷2
(证明:s(n)=[n,n^2]*[1,1/2;0,1/2]*[b(0);b(1)]=n*b0+1/2*b1*n+1/2*b1*n^2
(p(1)+p(n))*n/2=(b(0)+b(1)+b(0)+b(1)*n)*n/2=n*b0+1/2*b1*n+1/2*b1*n^2=s(n))
证明原理见高斯算法
项数=(末项-首项)÷公差+1
(证明:(p(n)-p(1))/b(1)+1=(b(0)+b(1)*n-(b(0)+b(1)))/b(1)+1=(b(1)*(n-1))/b(1)+1=n-1+1=n)
② 首项=2x和÷项数-首项或末项-公差×(项数-1)
③ 末项=2x和÷项数-首项
(以上2项为第一个推论的转换)
④ 末项=首项+(项数-1)×公差
(上一项为第二个推论的转换)
推论3证明
若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a(m)+a(n)=a(p)
+a(q)
如a(m)+a(n)=a(1)+(m-1)*d+a(1)+(n-1)*d
=2*a(1)+(m+n-2)*d
同理得,
a(p)+a(q)=2*a(1)+(p+q-2)*d
又因为
m+n=p+q ;
a(1),d均为常数
所以
若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有a(m)+a(n)=a(p)+a(q)
若m,n,p∈N*,且m+n=2p,则有a(m)+a(n)=2a(p)
注:1.常数列不一定成立
2.m,p,q,n属于自然数
⑤2(前2n项和-前n项和)=前n项和+前3n项和-前2n项和
等差中项
等差中项即等差数列头尾两项的和的一半.但求等差中项不一定要知道头尾两项.
等差数列中,等差中项一般设为A(r).当A(m),A(r),A(n)成等差数列时。
A(m)+A(n)=2×A(r),所以A(r)为A(m),A(n)的等差中项,且
为数列的平均数。并且可以推知n+m=2×r。
且任意两项a(m),a(n)的关系为:a(n)=a(m)+(n-m)*d,(类似p(n)=p(m)+(n-m)*b(1),相当容易证明
它可以看作等差数列广义的通项公式。
等差数列的应用日常生活中,人们常常用到等差数列如:在给各种产品的尺寸划分级别
时,当其中的最大尺寸与最小尺寸相差不大时,常按等差数列进行分级。
若为等差数列,且有a(n)=m,a(m)=n.则a(m+n)=0。
其实,中国古代南北朝的张丘建早已在《张丘建算经》提到等差数列了:
今有女子不善织布,逐日所织的布以同数递减,初日织五尺,末一日织一尺,计织三十日,问共织几何?
书中的解法是:并初、末日织布数,半之,余以乘织讫日数,即得。
这相当于给出了S(n)=(a(1)+a(n))/2*n的求和公式。
基本性质编辑
⑴数列为等差数列的重要条件是:数列的前n项和S 可以写成S = an^2 + bn的形式(其中a、b为常数).
⑵在等差数列中,当项数为2n (n∈ N+)时,S偶-S奇 = nd,S奇÷S偶=an÷a(n+1);当项数为(2n-1)(n∈ N+)时,S奇—S偶=a(中),S奇-S偶=项数*a(中) ,S奇÷S偶 =n÷(n-1).
⑶若数列为等差数列,则Sn,S2n -Sn ,S3n -S2n,…仍然成等差数列,公差为k^2d .
(4)若数列{an}与{bn}均为等差数列,且前n项和分别是Sn和Tn,则am/bm=S2m-1/T2m-1.
⑸在等差数列中,S = a,S = b (n>m),则S = (a-b).
⑹等差数列中, 是n的一次函数,且点(n, )均在直线y = x + (a - )上.
⑺记等差数列的前n项和为S .①若a >0,公差d<0,则当a ≥0且an+1≤0时,S 最大;②若a <0 ,公差d>0,则当a ≤0且an+1≥0时,S 最小.
[8)若等差数列S(p)=q,S(q)=p,则S(p+q)=-(p+q)
r次等差数列
为什么等差数列的学习中,对公差和首项特别的关注,因为公差和首项可以作为等差数列一切变化的切入点。当我们有更好的切入点后,我们可以毫不犹豫的抛弃公差和首项。
假设一个基En(x)=[1,x,x^2,...,x^k],转换矩阵A为k+1阶方阵,b=[b0,b1,b2,...,bk]。b同En的长度一样(k+1)。b'表示b的转置。当k=1时,我们可以称为一次数列。k=r时,我们可以称为r次数列。(x,k只能取自然数)
p(x)=En(x)*b'
s(x)=x*En(x)*A*b'
m+n=p+q(m、n、p、q∈N*)则am+an=ap+aq
一次数列的性质
1.p1(x),p2(x)均为一次数列,则p1(x)±p2(x)与c*p1(x)±p2(x)(c为非零常数)也是一次数列。p(x)是一次函数,(n,p(x))构成直线。
2.p(m)-p(n)=En(m)*b'-En(n)*b'=(En(m)-En(n))*b'=[0,m-n]*b'
3.m+n=p+q -> p(p)+p(q)=p(m)+p(n)
(证明:m+n=p+q -> En(m)+En(n)=En(p)+En(q)
p(m)+p(n)=En(m)*b'+En(n)*b'=(En(m)+En(n))*b'
p(p)+p(q)=(En(p)+En(q))*b'=(En(m)+En(n))*b'=p(m)+p(n)
4.从p(x)=En(x)*b'中取出等距离的项,构成一个新数列,此数列仍是一次数列,其一次项系数为k*b(1)( k为取出项数之差),常项系数未知。
5.在一次数列中,从第二项起,每一项(有穷数列末项除外)都是它前后两项的平均数.
6.当一次项系数b(1)>0时,数列中的数随项数的增大而增大;当b(1)<0时,数列中的数随项数的减少而减小;b(1)=0时,数列中的数等于一个常数.
等差数列的判定
1、a(n+1)--a(n)=d (d为常数、n ∈N*)[或a(n)--a(n-1)=d,n ∈N*,n ≥2,d是常数]等价于{a(n)}成等差数列。
2、2a(n+1)=a(n)+a(n+2) [n∈N*] 等价于{a(n)}成等差数列。
3、a(n)=kn+b [k、b为常数,n∈N*] 等价于{a(n)}成等差数列。
4、S(n)=A(n)^2 +B(n) [A、B为常数,A不为0,n ∈N* ]等价于{a(n)}为等差数列。
以上是数学必修5第二章等差数列知识点的全部内容,精品学习网希望大家新学期取得新的进步。
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