在高中数学的学习过程中,等差数列与等比数列是数列部分的重要内容,也是高考中常见的考点。为了帮助学生更好地掌握这两个基本数列的性质、公式及应用,特整理本篇“等差等比数列复习对照等差等比专项训练”教学资料,旨在通过系统复习与针对性练习,提升学生的解题能力与思维水平。
一、等差数列与等比数列的基本概念
1. 等差数列:
如果一个数列从第二项起,每一项与前一项的差是一个常数,那么这个数列叫做等差数列。
- 公差:记作 $ d $,即 $ a_{n+1} - a_n = d $
- 通项公式:$ a_n = a_1 + (n - 1)d $
- 求和公式:$ S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) $
2. 等比数列:
如果一个数列从第二项起,每一项与前一项的比是一个常数,那么这个数列叫做等比数列。
- 公比:记作 $ q $,即 $ \frac{a_{n+1}}{a_n} = q $
- 通项公式:$ a_n = a_1 \cdot q^{n-1} $
- 求和公式:当 $ q \neq 1 $ 时,$ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - q^n}{1 - q} $
二、等差数列与等比数列的对比分析
| 项目 | 等差数列 | 等比数列 |
|--------------|------------------------------|------------------------------|
| 定义 | 相邻两项之差为常数 | 相邻两项之比为常数 |
| 通项公式 | $ a_n = a_1 + (n - 1)d $| $ a_n = a_1 \cdot q^{n-1} $ |
| 求和公式 | $ S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) $ | $ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - q^n}{1 - q} $ |
| 增长趋势 | 线性增长 | 指数增长 |
| 特殊情况 | 当 $ d = 0 $ 时为常数列 | 当 $ q = 1 $ 时为常数列 |
三、典型例题解析
例题1:已知等差数列前三项为 3, 7, 11,求第10项及前10项和。
解析:
由题意得,首项 $ a_1 = 3 $,公差 $ d = 7 - 3 = 4 $
第10项:
$$
a_{10} = 3 + (10 - 1) \times 4 = 3 + 36 = 39
$$
前10项和:
$$
S_{10} = \frac{10}{2}(3 + 39) = 5 \times 42 = 210
$$
例题2:已知等比数列中,$ a_1 = 2 $,$ a_3 = 8 $,求公比 $ q $ 及第5项。
解析:
由等比数列通项公式可得:
$$
a_3 = a_1 \cdot q^2 \Rightarrow 8 = 2 \cdot q^2 \Rightarrow q^2 = 4 \Rightarrow q = \pm 2
$$
若 $ q = 2 $,则第五项为:
$$
a_5 = 2 \cdot 2^4 = 2 \cdot 16 = 32
$$
若 $ q = -2 $,则第五项为:
$$
a_5 = 2 \cdot (-2)^4 = 2 \cdot 16 = 32
$$
因此,无论 $ q $ 为正负,第五项均为 32。
四、专项训练题(附答案)
1. 已知等差数列中,$ a_5 = 12 $,$ a_8 = 18 $,求公差 $ d $ 和 $ a_1 $。
答案: $ d = 2 $,$ a_1 = 4 $
2. 等比数列中,$ a_2 = 6 $,$ a_5 = 48 $,求公比 $ q $。
答案: $ q = 2 $
3. 求等差数列 5, 8, 11, … 的前15项和。
答案: $ S_{15} = 360 $
4. 若等比数列中,$ a_1 = 3 $,$ q = \frac{1}{2} $,求前6项和。
答案: $ S_6 = \frac{189}{32} $
五、学习建议
1. 理解定义:掌握等差与等比数列的定义,明确其本质区别。
2. 熟练公式:熟记通项公式与求和公式,灵活运用。
3. 多做练习:通过大量练习题巩固知识,提高解题速度与准确率。
4. 注意特殊情形:如公比为1或-1的情况,以及无穷等比数列的收敛问题。
通过本篇“等差等比数列复习对照等差等比专项训练”资料,希望同学们能够系统回顾等差与等比数列的相关知识,强化基础,提升综合应用能力,为后续学习打下坚实基础。