解得:??a?4?a?9 或 ? d?4d??6??∴ 这四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
变式训练3.设Sn是等差数列?an?的前n项和,S6?36,Sn?324,Sn?6?144(n?6),则n等于( )
A. 15 B. 16 C. 17 D. 18
答案: D。解析:由Sn?324,Sn?6?144得an?an?1?an?2?an?3?an?4?an?5?180,再由S6?326,?a1?an?36,?Sn?n(a1?an)?324,?n?18。 2例4. 已知函数f(x)=(x-1)2,数列{an}是公差为d的等差数列,数列{bn}是公比为q的等比数列(q≠1),若a1=f(d-1),a3=f(d+1),b1=f(q-1),b3=f(q+1), (1) 求数列{an},{bn}的通项公式; (2) 设数列{cn}对任意的自然数n均有:
cc1c2????n?(n?1)an?1,求数列{cn}前n项和Sn. b1b2bn解:(1) a1=(d-2)2,a3=d2,a3-a1=2d 即d2-(d-2)2=2d,解之得d=2 ∴a1=0,an=2(n-1)
又b1=(q-2)2,b3=q2,b3=b1q2 即q2=(q-2)2 q2,解之得q=3 ∴b1=1,bn=3n1
-
(2)
Cn?(n?1)an?1?nan?4n,cn?4n?3n?1 bnSn=C1+C2+C3+…+Cn
=4(1×3°+2×31+3×32+…+n×3 n1)
-
'?1×3°+2×3′设Sn+3×32+…+n×3 n1
-
123 n'?1×3+2×3+3×3+…+n×3 3Sn2
3
n-1
'?1+3+3+3+…+3-2Sn1(3n?1)-n×3=2-3 n·n
n
'Snnn3n?1 ??3?24∴Sn=2n·3n-3n+1
变式训练4.已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d>0,且第二项,第五项,第十四项分别是 等比数列{bn}的第二项,第三项,第四项. ⑴求数列{an}与{bn}的通项公式;
⑵设数列{cn}对任意正整数n,均有值.
cc1c2c3??????n?an?1,求c1+c2+c3+…+c2007的b1b2b3bn-
解:⑴由题意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2(d>0) 解得d=2,∴an=2n-1,bn=3n1. ⑵当n=1时,c1=3 当n≥2时,∵
cn?3(n?1) 故cn?2?3n?1 ?an?1?an,∴cn??n?1bn?2?3(n?2)?c1?c2???c2007?3?2?3?2?32???2?32006?32007
归纳小结 a1(1?qn)1.在等比数列的求和公式中,当公比q≠1时,适用公式Sn=,且要注意n表示项数;
1?q当q=1时,适用公式Sn=na1;若q的范围未确定时,应对q=1和q≠1讨论求和. 2.在等比数列中,若公比q > 0且q≠1时,可以用指数函数的单调性确定数列的最大项或最小项.
3.若有四个数构成的函数,前三个成等差数列,后三个成等比数列时,关键是如何巧妙地设
(x?d)2这四个数,一般是设为x-d,x,x+d,再依题意列出方程求x、d即可.
x4.a1与q是等比数列{an}中最活跃的两个基本量.
第4课时 等差数列和等比数列的综合应用
基础过关 1.等差数列的常用性质:
⑴ m,n,p,r∈N*,若m+n=p+r,则有 .
⑵ {an}是等差数列, 则{akn} (k∈N*,k为常数)是 数列. ⑶ Sn,S2n-Sn,S3n-S2n构成 数列.
2.在等差数列中,求Sn的最大(小)值,关键是找出某一项,使这一项及它前面的项皆取正(负)值或0,而它后面的各项皆取负(正)值. ⑴ a1> 0,d <0时,解不等式组 ? ?⑵ a1<0,d>0时,解不等式组 ? 3.等比数列的常用性质:
⑴ m,n,p,r∈N*,若m+n=p+r,则有 . ⑵ {an}是等比数列,则{a2n}、{
1}是 数列. an????an?0可解得Sn达到最 值时n的值.
?an?1?0可解得Sn达到最小值时n的值.
⑶ 若Sn≠0,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n构成 数列. 典型例题
例1. 是否存在互不相等的三个实数a、b、c,使它们同时满足以下三个条件: ① a+b+c=6
② a、b、c成等差数列.
③ 将a、b、c适当排列后成等比数列. 解:设存在这样的三位数a,b,c.
由a+b+c=6,2b=a+c 得:b=2,a+c=4
① 若b为等比中项,则ac=4,∴ a=c=2与题设a≠c相矛盾. ② 若a为等比中项,则a2=2c,则a=c=2(舍去)或a=-4,c=8. ③ 若c为等比中项,则c2=2a,解得c=a=2(舍去)或c=-4,a=8. ∴存在着满足条件的三个数:-4,2,8或8,2,-4.
111变式训练1.若a、b、c成等差数列,b、c、d成等比数列,,,成等差数列,则a、c、e成
cde( )
A.等差数列 B.等比数列 C.既成等差数列又成等比数列 D.以上答案都不是
a?c2112c22答案:B。解析:由2b?a?c,?b?,由c?bd,?d?,由??,
2dcea?c∴
a?cc?e?,?c2?ae,即a,c,e成等比数列。 2cce1}满足a2a4+a4a6+a6a2=1,a2,a4,a8依次成等比数列,an例2. 已知公差大于0的等差数列{求数列{an}的通项公式an. 解:设{∴(∴(
1111}的公差为d(d>0),由a2,a4,a8成等比数列可知,,也成等比数列, ana2a4a81211)=· a4a2a8111+3d)2=(+d)(+7d) a1a1a1d1,∴=d a1a1化简得d2=
又a2a4+a4a6+a6a2=1化简为
1111++= a2a4a6a2a4a6∴3·∴
111=· a4a2a6a41111·=3,即(+d)(+5d)=3 a2a6a1a1
1211= 2a12d·6d=3 ∴d=,∴
n11=+(n-1)d=
2ana1∴an=
2 n111b?ca?ca?b,,成等差数列,求证:,,也成等差数列。 abcabc111211解析:由,,成等差数列,则??,?2ac?b(a?c),
abcbac变式训练2.已知
b?ca?b(b?c)?c?a(a?b)bc?c2?a2?abb(a?c)?a2?c2(a?c)22(a?c)∴ ??????acacacacacb即
b?ca?ca?b成等差数列。 ,,abc例3. 已知△ABC中,三内角A、B、C的度数成等差数列,边a、b、c依次成等比数列.求证:△ABC是等边三角形.
解:由2B=A+C,且A+B+C=180°,B=60°,由a、b、c成等比数列,有b2=ac
1a2?c2?b2a2?c2?accosB===
22ac2ac得(a-c)2=0,∴ a=c ∴△ABC为等边三角形.
变式训练3.若互不相等的实数a、b、c成等差数列,c、a、b成等比数列,且
a?3b?c?10,则a= ( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
?a?c?2b,?2?答案: D.解析:依题意有?bc?a,?a?3b?c?10.??a??4,??b?2, ?c?8.?13例4. 数列{an}的前n项和Sn,且a1=1,an+1=Sn,n=1,2,3…… 求:⑴ a2、a3、a4的值及{an}的通项公式; ⑵ a2+a4+a6+…+a2n的值.
解析:(1)由a1=1,an+1=Sn,n=1,2,3,…得a2=S1=a1=,a3=S2=(a1+a2)=,a4=S3=(a1+a2+a3)=
131349131316 27131313131313由an+1-an=(Sn-Sn-1)=an(n≥2),得an+1=an(n≥2),又a2=,∴an=·()n2(n≥2)
-
43131343?1n?1∴ {an}通项公式为an=??1?(4)n?2n?2
??33(2) 由(1)可知a2、a4、…a2n是首项为,公比为()2,项数为n的等比数列.
1343
41?()2n13∴ a2+a4+a6+…+a2n=× 31?(4)23=[()2n-1]
变式训练4.设数列?an?的前n项的和Sn?求首项a1与通项an。 解析:(I)a1?S1?3743412an??2n?1?,n?1,2,3...... 333所以数列所以:
412a1??22?,解得:a1?2 333441an?1?Sn?1?Sn?an?1?an??2n?2?2n?1??a?2n?1?4?a?2n?n?1n333
n?an?2?是公比为4的等比数列
an?2n??a1?21??4n?1nn得:an?4?2 (其中n为正整数)
归纳小结 1.在三个数成等差(或等比)时,可用等差(或等比)中项公式;在三个以上的数成等差(或等比)时,可用性质:m、n、p、r∈N*,若m+n=p+r,则am+an=ap+ar(或am·an=ap·ar)进行解答.
2.若a、b、c成等差(或等比)数列,则有2b=a+c(或b2=ac).
3.遇到与三角形相关的问题时,一般要注意运用正弦定理(或余弦定理)及三角形内角和等于180°这一性质.
4.在涉及an与Sn相关式子中用Sn-1和Sn的关系表示an时应该注意“n≥2”这个特点.
第5课时 数列求和
基础过关 求数列的前n项和,一般有下列几种方法: 1.等差数列的前n项和公式: Sn= = . 2.等比数列的前n项和公式: ① 当q=1时,Sn= . ② 当q≠1时,Sn= .
3.倒序相加法:将一个数列倒过来排列与原数列相加.主要用于倒序相加后对应项之和有公因子可提的数列求和.
4.错位相减法:适用于一个等差数列和一个等比数列对应项相乘构成的数列求和.