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1.1 等差数列的定义

等差数列与等比数列 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 从第2项起,每一项与前一项的差等于同一个常数,这个数列叫等差数列。

从哪来 基于1.1 数列的定义理解项的有序性,利用2.1 递推公式的定义构建相邻项关系,并结合1.3 数列的通项公式思想推导一般项。

为什么 等差数列本质是“线性增长”的离散模型。若相邻两项差恒定($d$),则每一项都在前一项基础上增加固定量。这符合线性函数 $y=kx+b$ 的特征,只是自变量 $n$ 取整数值。理解这一点,才能明白为何通项公式是 $n$ 的一次函数,以及为何前 $n$ 项和是二次函数(由3.1 前n项和的定义及3.3 求前n项和的方法可知,累加线性项得到二次项)。

适合:直观型、喜欢生活实例的学生** **讲法:台阶模型** 想象爬楼梯,每级台阶高度完全相同。 - 第1级高度 $a_1$ - 第2级高度 $a_1 + d$ - 第3级高度 $a_1 + 2d$ - ... - 第n级高度 $a_1 + (n-1)d$ **核心逻辑
从第1级到第n级,中间经过了 $(n-1)$ 个“间隔”,每个间隔高度是 $d$。所以总高度 = 起始高度 + 间隔数 $\times$ 单级高度。 提问:如果第1级是1米,每级高0.5米,第10级多高?($1 + 9 \times 0.5 = 5.5$米,注意不是 $10 \times 0.5$)
适合:逻辑型、喜欢代数推导的学生** **讲法:累加法(递推展开)** 已知 $a_{n} - a_{n-1} = d$ 则: $a_2 - a_1 = d$ $a_3 - a_2 = d$ ... $a_n - a_{n-1} = d$ 将上述 $n-1$ 个式子左右两边分别相加: $(a_2 - a_1) + (a_3 - a_2) + ... + (a_n - a_{n-1}) = (n-1)d$ 左边中间项全部抵消(裂项相消),剩下: $a_n - a_1 = (n-1)d$ 移项得:$a_n = a_1 + (n-1)d$ **核心逻辑
这是2.1 递推公式的直接应用,通过累加消除中间变量,建立首项与末项的直接联系。
适合:抽象思维强、喜欢函数视角的学生** **讲法:函数视角** 将等差数列看作定义在正整数集 $\mathbb{N}^*$ 上的函数 $f(n) = a_n$。 由定义 $a_{n+1} - a_n = d$(常数),可知 $f(n)$ 是一个**一次函数**(线性函数)在整数点上的取值。 设 $f(n) = kn + b$ 则 $k = d$(斜率即公差) $b = a_1 - d$(截距) 所以 $a_n = dn + (a_1 - d) = a_1 + (n-1)d$ **核心逻辑
等差数列是离散的一次函数。这解释了为什么1.3 数列的通项公式中,等差数列的通项一定是 $n$ 的一次式。
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练一道
基础题
已知等差数列 $\{a_n\}$ 中,$a_3 = 7$,$a_7 = 15$,求 $a_1$ 和 $d$。
变式
已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1 = 2$,且 $a_{n+1} = a_n + 3$,求 $a_{10}$。
试试手自己判
检测题
已知等差数列 $\{a_n\}$ 中,$a_5 = 10$,$a_{10} = 25$,求 $a_{15}$。
看答案和判分标准
答案:$40$
判对标准:
1. 学生能正确列出 $a_{10} - a_5 = 5d$ 或类似利用下标差的式子(得 $d=3$)。
2. 学生能正确利用 $a_{15} = a_{10} + 5d$ 或 $a_{15} = a_5 + 10d$ 计算。
3. 最终计算结果准确为 40。
*若学生算出 45(误用 $a_{15} = a_{10} + 10d$ 或类似错误),则判定为未掌握“下标差”与“公差”的对应关系。
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