更新时间:2024-05-12 14:33
对于数列{ },若满足:
则称该数列为等差数列。其中,公差d为一常数,n为正整数。
等差数列通项公式通过定义式叠加而来。
如果一个等差数列的首项为 ,公差为d,那么该等差数列第n项的表达式为:
已知前n项和公式求通项公式
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
以上5道题求通项的综合公式
已知通项公式求前n项和公式
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
以上5题求和项的综合公式
结论:我们可以把所有的方阵看成一个线性变换
1,2题的方阵记做D2
3,4题的方阵记做D3
5题的方阵记做D4
D2包含在D3中,D3包含在D4中
把所有的方阵记做Dn,Dn是可逆方阵Dn方阵十分容易构造(首先是一个上三角矩阵)
Dn还有如下特征
记Dn的逆矩阵为Fn
附上MATLAB中的构造程序
等差数列遵守 的形式,可规定,若b为数列的0项,则记为 ,k为数列的公差,记为d,y为通项公式,记为 ,则:
对应的求和数列为: ,其中 正整数。
若一个等差数列的首项为 ,末项为 那么该等差数列和表达式为:
即(首项+末项)×项数÷2。
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 首项,下底为 ,高为n。即: ,也可写成:
求解两个等差数列相乘的前n项和的公式:
(1)从通项公式可以看出, 是n的一次函数(d≠0)或常数函数(d=0), 排在一条直线上,由前n项和公式知, 是n的二次函数(d≠0)或一次函数 ,且常数项为0。
(2)从等差数列的定义、通项公式,前n项和公式还可推出
(类似: , )
(3)若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则有 ,
成等差数 列,等等。
若m+n=2p,则 。
证明: ;
因为m+n=p+q,所以 。
(4)其他推论:
① 和=(首项+末项)×项数÷2;
②项数=(末项-首项)÷公差+1;
③首项=2x和÷项数-末项或末项-公差×(项数-1);
④末项=2x和÷项数-首项;
⑤末项=首项+(项数-1)×公差;
⑥2(前2n项和-前n项和)=前n项和+前3n项和-前2n项和。
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 。当 成等差数列时, ,所以 为 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 的关系为: ,(类似 ),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 。则 。
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 的求和公式。
(1)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 = + 的形式(其中a、b为常数)。
(2)在等差数列中,当项数为 时, ;当项数为 时, 。
(3)若数列为等差数列,则 …仍然成等差数列,公差为 。
(4)若数列 均为等差数列,且前n项和分别是 ,则 = 。
(5)在等差数列中,S = a,S = b (n>m),则S = (a-b)。
(6)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 +1≤0时,S 最大;②若a<0 ,公差d>0,则当a ≤0且 +1≥0时,S 最小。
(7)若等差数列Sp=q,Sq=p,,则Sp+q=-p-q,并且有ap=q,aq=p则ap+q=0。
(1) (d为常数、n ∈N*)或 ,n ∈N*,n ≥2,d是常数,等价于 成等差数列。
(2) 等价于 成等差数列。
(3) [k、b为常数,n∈N*]等价于 成等差数列。
(4) [A、B为常数,n ∈N* ]等价于 为等差数列。
在有穷等差数列中,与首末两项距离相等的两项和相等。并且等于首末两项之和;特别的,若项数为奇数,还等于中间项的2倍,
即, 中。
例:数列:1,3,5,7,9,11中 ,即在有穷等差数列中,与首末两项距离相等的两项和相等。并且等于首末两项之和。
数列:1,3,5,7,9中 。
即若项数为奇数,和等于中间项的2倍,另见,等差中项。
在等差数列 中,
(1)已知 , 求 与d;
(2)已知 , 求 。
解答: