等差数列的定义和通项公式

文/明天爱谁

一、等差数列的定义和通项公式

1、等差数列的定义

一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,常用字母$d$表示。

2、等差数列的通项公式

等差数列的通项公式为$a_n=a_1+(n-1)d$,其中$a_1$为首项,$d$为公差。

注:已知等差数列$\{a_n\}$中的任意两项$a_n$,$a_m(n,m∈\mathbf{N}^*,m≠n)$,则$\begin{cases}a_n=a_1+(n-1)d,\\a_m=a_1+(m-1)d\end{cases}\Rightarrow$$a_n-a_m=$$(n-m)d\Rightarrow$$\begin{cases}d=\frac{a_n-a_m}{n-m},\\a_n=a_m+(n-m)d。\end{cases}$

即已知等差数列中的任意两项,可求得其公差,进而求得其通项公式。

3、等差中项

由三个数$a$,$A$,$b$组成的等差数列可以看成最简单的等差数列。这时,$A$叫做$a$与$b$的等差中项。此时,$2A=a+b$,$A=\frac{a+b}{2}$。

若数列中相邻三项之间存在如下关系:$2a_n=a_{n+1}+a_{n-1}(n\geqslant2)$,则该数列是等差数列。

4、等差数列与函数的关系

将等差数列的通项公式$a_n=a_1+(n-1)d$变形,整理得$a_n=nd+(a_1-d)$。则从函数的角度来看$a_n=a_1+(n-1)d$是关于$n$的一次函数($d≠0$时)或常函数($d=0$时)。它的图象是一条射线上的一系列横坐标为正整数的孤立的点,公差$d$是该射线所在直线的斜率。

(1)当$d>0$时,数列$\{a_n\}$是递增数列;

(2)当$d=0$时,数列$\{a_n\}$是常数列;

(3)当$d<0$时,数列$\{a_n\}$是递减数列;

5、等差数列的性质

若数列$\{a_n\}$是首项为$a_1$,公差为$d$的等差数列,则它具有以下性质

(1)若$m+n=p+q(m,n,p,q∈\mathbf{N}^*)$,则$a_m+a_n=a_p+a_q$。

(2)若$\frac{m+n}{2}=k$,则$a_m+a_n=2a_k(m,n,k∈\mathbf{N}^*)$。

(3)在等差数列$\{a_n\}$中,若$a_n=m$,$a_m=n$,$(m≠n)$,则有$a_{m+n}=0$。

(4)若$\{a_n\}$是有穷等差数列,则$a_1+a_n=a_2+a_{n-1}=$$\cdots=$$a_i+a_{n+1-i}=\cdots$。

(5)数列$λa_n+b$($λ$,$b$是常数)是公差为$λd$的等差数列。

(6)下标成等差数列且公差为$m$的项$a_k$,$a_{k+m}$,$a_{k+2m}$,$\cdots(k,m∈\mathbf{N}^*)$,组成公差为$md$的等差数列。

(7)若数列$\{b_n\}$是等差数列,则数列$\{a_n±b_n\}$,$\{ka_n±b_n\}$($k$为非零常数)也是等差数列。

二、等差数列的相关例题

若数列$\{a_n\}$满足$3a_{n+1}=3a_n +1$,则数列$\{a_n\}$是___

A.公差为1的等差数列

B.公差为$\frac{1}{3}$的等差数列

C.公差为$-\frac{1}{3}$的等差数列

D.不是等差数列

答案:B

解析:$3a_{n+1}=3a_n +1$,$∴a_{n+1}-a_n=\frac{1}{3}$,所以数列$\{a_n\}$是等差数列,公差为$\frac{1}{3}$。

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