核心概念
等差数列是数学中最基础的数列类型之一。从第二项开始,任意项与其前一项之间的差值始终等于同一个常数,该常数称为公差,通常用 表示d
。
数学定义
对于序列{an}
,若存在常数d
满足:
an+1−an=d(n∈N∗)
则该序列{an}
称为等差数列,其中d
即为公差。
通项公式
等差数列的第 n
项可通过首项a1
与公差 表示:
**d
推导过程**
an=a1+(n−1)d
:
a2=a1+d
a3=a2+d=a1+2d
-a4=a3+d=a1+3d
an=a1+(n−1)d
项和公式n
前 项的和存在两种常用公式:
公式1(利用首项与末项):
Sn=2n(a1+an)
公式2(利用首项与公差):
Sn=na1+2n(n−1)d=2n[2a1+(n−1)d]
重要性质
性质1:算术平均
若a
,b
,c
构成等差数列,则:b=2a+c
即b
是 与a
的**c
算术平均数**。
性质2:指数性质
若m+n=p+q
(其中m,n,p,q∈N∗
)则:
特别
am+an=ap+aq
地,若 m+n=2p
则:
am+an=2ap
性质3:和性质
前n
项的和可视为首项与末项平均值的 倍n
:
Sn=2n(a1+an)
现实应用
应用1:银行储蓄
问题:明每月存500元,持续12个月。12个月后总存款额是多少?
分析:每月存款构成等比数列,公比为a1=500
,d=500
公差为n=12
。
解法:
S12=212×(500+6500)=42,000 yuan
应用2:剧院座位
问题:剧院第一排有20个座位,每排座位数比前一排多2个。若共有30排,总座位数是多少?
分析:
-
首项 a1=20
-
公差 d=2
-
项数
**n=30
解法**:
S30=30×20+230×29×2=600+870=1,470 seats
CSCA练习题
> 💡 注:以下练习题依据CSCA考试大纲及中国标准化考试形式设计,旨在帮助学生熟悉题型与解题思路。
例题1:基础题(难度★★☆☆☆)
等差数列 {an}
中,a3=7
且a7=15
。求a10
。
选项:
详细解法:
方法一:运用通项公式
- 由通项公式得:
-a3=a1+2d=7
... ①
-a7=a1+6d=15
... ②
2. ② - ①得:4d=8
,故
d=2
- 代入①得:a1+4=7
,故
a1=3
a10=a1+9d=3+18=21
答案:B
例题2:中级(难度★★★☆☆)
在等差数列{an}
中,S5=25
且S10=100
。求S15
。
选项:
- A. 175
- B. 200
- C. 225
- D. 250
详细解法:
方法:利用公差为0时,(a+b)S_{15} - S_{10}$$S_{10} - S_5$$S_5
= b + 2a 且 (a+b) = b + 2a 的性质:
-S_5 = 25$$S_{10} - S_5 = 100 - 25 = 75
因此75−25=50
:
**答案S15−S10=75+50=125
S15=100+125=225
:C**
常见误区
❌ 误区1:公差可以为零吗?
解答:数学上,当 d=0
时,该序列属于常数序列,严格来说仍属于等差数列。但CSCA考试中,"等差数列"通常默认d=0
(除非另有说明)。
❌ 误区2:等差数列是否总是递增的?
解答:未必!
-d>0
→ 递增序列
-d<0
→ 递减序列
-d=0
→ 常数序列
❌ 误区三:与等比数列混淆
核心区别:
- 等差数列:相邻项差值恒定(an+1−an=d
)
- 等比数列:相邻项比值恒定(anan+1=r
)
学习要点
- ✅ 掌握公式 - 通项公式与总和公式是基础
- ✅ 理解公差性质 - 公差可为正、负或零
- ✅ 练习性质应用 - 尤其算术平均数与指数性质
- ✅ 解决各类问题 - 算术数列常与函数、不等式结合
- ✅ 对比等比数列 - 明确两者差异
💡 备考要诀:等差数列是CSCA数学考试的高频考点,约占数列题目的60%。每日练习2-3道相关题目确保掌握。