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高中数学必修五教师用书

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-15 16:17
tags:高中数学课本

高中数学超难趣题及答案-高中数学法向量原理


高中数学必修五教师用书

第一章 解三角形


正弦定理和余弦定理

==.
sin
A
sin
B
sin
C
1.正弦定理
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即
[点睛] 正弦定理的特点
(1)适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立.
(2)结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦的连等式.
2.解三角形
一般地,把三角形的三个角
A

B

C
和它们的对 边
a

b

c
叫做三角形的元素,已知三
角形的几 个元素求其他元素的过程叫做解三角形.
[典例] 在△
ABC
中,
a=3,
b
=2,
B
=45°,求
A

C

c
.
323
[解] 由正弦定理及已知条件,有=,得sin
A
=.
sin
A
sin 45°2

a
>
b
,?
A
>
B
=45°.?
A
=60 °或120°.

A
=60°时,
C
=180°-45°-60° =75°,
c

abc
b
sin
C
2sin 75°6+2
==;
sin
B
sin 45°2
b
sin
C
2sin 15°6-2
==.
sin
B
sin 45°2

A
=120°时,
C
=180°-45°-120°=15°,
c

- 1 -

< p>
综上可知:
A
=60°,
C
=75°,
c
=< br>
6+26-2

A
=120°,
C
=15°,c
=.
22
已知三角形两边和其中一边的对角解三角形的方法
(1)首先由正弦定理求出另一边对角的正弦值.
(2)如果已知的角为大边所对的角时,由 三角形中大边对大角、大角对大边的法则能判
断另一边所对的角为锐角,由正弦值可求锐角唯一. (3)如果已知的角为小边所对的角时,则不能判断另一边所对的角为锐角,这时由正弦
值可求两个 角,要分类讨论.

[活学活用]
在△
ABC
中,sin
A
=sin
B
+sin
C
,且sin
A
=2sin
B
·cos
C
.试判断△
ABC
的形状.
解:由正弦定理,得
sin
A

2
222
abc
,sin
B
=,sin
C
=.
2
R
2
R
2
R
22
≧sin
A
=sin
B
+sin
C

?
??

??

??

?
2
R
??
2
R
??
2
R
?< br>即
a

b

c


A
=90°.
?
C
=90°-
B
,cos
C
=sin
B
.
?2sin
B
·cos
C
=2sin
B
=sin
A
=1.
?sin
B

2
.
2
2
222
?
a?
2
?
b
?
2
?
c
?
2?
B
=45°或
B
=135°(
A

B
=225°>180°,故舍去).
?△
ABC
是等腰直角三角形.

层级一 学业水平达标
1.在△
ABC
中,
a
=5,
b
=3,则sin
A
∶sin
B
的值是
( )
5
A.
3
3
C.
7
解析:选A 根据正弦定理得
3
B.
5
5
D.
7
sin
Aa
5
==.
sin
Bb
3
- 2 -


2.在△
ABC
中,
a

b
sin
A
,则△
ABC
一定是
A.锐角三角形
C.钝角三角形
( )
B.直角三角形
D.等腰三角形
解析:选B 由题意有=
b
=,则sin
B
=1,
sin
A
sin
B
即角
B
为直角,故△
ABC
是直角三角形.
sin
A
cos
C
3.在△
ABC
中,若=,则
C
的值为
ab
ac

( )
A.30°
C.60°
解析:选B 由正弦定理得,
sin
A
B.45°
D.90°
a

sin
C
cos
C
=,
cc
则cos
C
=sin
C
,即
C
=45°,故选B.
1
4.在△
ABC
中,
a
=3,
b
=5,sin
A
=,则sin
B

3
( )
1
A.
5
C.
5

3
5
B.
9
D.1

解析:选B 在△
ABC
中,由正弦定理=,
sin
A
sin
B
ab
得sin
B

b
sin
A
5
==.
a
39

1
3
5.在△
ABC
中,角
A

B

C
所对的边分别是
a

b

c
,且
a
=3
b
sin
A
,则sin
B
=( )
A.3
C.
6

3
B.
3

3
6

3
D.-
解析:选B 由正弦定理得
a
=2
R
sin
A

b
=2
R
sin
B
,所以sin
A
=3sin
B
sin
A
,故
sin
B

3
.
3
6.下列条件判断三角形解的情况,正确的是______(填序号).

a
=8,
b
=16,
A
=30°,有两解;

b
=18,
c
=20,
B
=60°,有一解;
- 3 -



a
=15,
b
=2,A
=90°,无解;

a
=40,
b
=30,
A
=120°,有一解.
解析:①中
a

b
sin
A
,有一解;②中
c
sin
B
<
b
<< br>c
,有两解;③中
A
=90°且
a
>
b
,有
一解;④中
a
>
b

A
=120°,有一解.综上 ,④正确.
答案:④
7.在△
ABC
中,若(sin
A
+sin
B
)(sin
A
-sin
B
)=sin
C
,则△
ABC
的形状是________.
解析:由已知得sin
A
-sin
B
=sin
C
, 根据正弦定理知sin
A

=,
2
R
所以
??

??

??

?
2
R
??
2
R
??
2
R
?

a

b

c
,故
b
c

a
.所以△
ABC
是直角三角形.
答案:直角三角形
8.在△
ABC
中,若
A
=105°,
C
=30°,
b
=1,则
c
=________.
解析:由题意,知
B
=180°-105°-30°=45°.由正弦定理,得
c< br>=
1×sin 30°2
=.
sin 45°2
答案:
2

2
222222
222
2
ab
,sin
B
=,sin
C
2
R
2
R
c
?
a
?
2
?
b
?
2
?
c
?
2
b
sin
C

sin
B
9.已知一个三角形的两个内角分别是45°,60°,它们所夹边的长是1,求最小边长.
解:设△
ABC
中,
A
=45°,
B
=60°,

C
=180°-(
A

B
)=75°.
因为
C
>
B
>
A
,所以最小边为
a
.
又因为
c
=1,由正弦定理得,
a

c
sin
A
1×sin 45°
==3-1,
sin
C
sin 75°
所以最小边长为3-1.
10.在△
ABC
中,已知
a=22,
A
=30°,
B
=45°,解三角形.
解:≧==,
sin
A
sin
B
sin
C
abc
2
22×
2
a
sin
B
22sin 45°
?
b
====4.
sin
A
sin 30°1
2
?
C
=180°-(
A
B
)=180°-(30°+45°)=105°,
?
c

a
sin
C
22sin 105°22sin 75°
==
sin
A
sin 30°1
2
=42sin(30°+45°)=2+23.
- 4 -


层级二 应试能力达标
1.在△
ABC
中,角
A< br>,
B

C
所对的边分别为
a

b

c
,如果
c
=3
a

B
=30°,那么角
C
等于
A.120°
C.90°
( )
B.105°
D.75°
解析:选A ≧
c
=3
a
,?sin
C
=3sin
A
=3sin(180°-30°-
C
)=3sin(30°

C
) =3
?
1
?
3
?
sin
C
+cos
C
?
,即sin
C
=-3cos
C
,?tan
C
=-3.又0°<
C
<180°,
2
?
2
?
?
C
=120°.故选A.
2 .已知
a

b

c
分别是△
ABC
的内角
A

B

C
的对边,若△
ABC
的周长为 4(2+1),
且sin
B
+sin
C
=2sin
A
,则
a

A.2
C.4

B.2
D.22
( )
解析:选C 根据正弦定理,sin
B
+sin
C
=2sin
A
可化为
b

c
=2
a

≧△
ABC
的周长为4(2+1),
?
a

b< br>+
c
=4?2+1?,
?
?
?
b

c
=2
a


解得
a
=4.故选C.
a

b

c
3.在△
ABC
中,
A
=60°,
a
=13,则等于 ( )
sin
A
+sin
B
+sin
C
83
A.
3
263
C.
3
239
B.
3
D.23
解析:选B 由
a
=2
R
sin
A

b
=2
R
sin
B

c
=2
R
sin
C


13239
=.
sin 60°3
a
b

ca
=2
R

sin
A
+sin
B
+sin
C
sin
A
4.如图,正方形
ABCD
的边长为1,延长
BA

E
,使
AE
=1,连接
EC

ED
,则sin∠
CED< br>=( )
310
A.
10
C.
5

10
B.
10

10
5

15
22
D.
解析:选B 由题意得
EB

EA< br>+
AB
=2,则在Rt△
EBC
中,
EC

EB

BC
=4+1=5.
- 5 -


在△EDC
中,∠
EDC
=∠
EDA
+∠
ADC

ππ3πsin∠
CEDDC
15
+=,由正弦定理得===,
42 4sin∠
EDCEC
5
5
所以sin∠
CED

553π10
·sin∠
EDC
=·sin =.
55410
5. 在△
ABC
中,
A
=60°,
B
=45°,
a
b
=12,则
a
=________.
解析:因为=,所以=,
sin
A
sin
B
sin 60°sin 45°
所以
32
b

a
,①
22
abab
又因为
a

b
=12,②
由①②可知
a
=12(3-6).
答案:12(3-6)
6.在 △
ABC
中,若
A
=120°,
AB
=5,
BC< br>=7,则sin
B
=_______.
解析:由正弦定理,得=,即
sin
C
sin
A
sin
C

ABBC
AB
·sin
A

BC
5sin 120°53
==.
714
11
2
可知
C
为锐角,?cos
C
=1-sin
C
=.
14
?sin
B
=sin(180°-120°-
C
)=sin(60°-
C
)
=sin 60°·cos
C
-cos 60°·sin
C

答案:
33

14
33
.
14
7.已知△
ABC
的内角
A

B

C
的对边分别为
a

b

c
,已知
A

C
=90°,
a

c
=2
b


C
.
解:由
A

C
=90°,得
A
为钝角且sin
A
=cos
C
,利用正弦定理,
a

c
=2
b
可变形
为sin
A
+sin
C
=2sin
B

又≧sin
A
=cos
C

?sin
A
+sin
C
=cos
C
+sin
C
=2sin(
C
+45°)=2sin
B


A

B

C
是△
ABC
的内角,

C
+45°=
B
或(
C+45°)+
B
=180°(舍去),
所以
A

B< br>+
C
=(90°+
C
)+(
C
+45°)+
C
=180°.
所以
C
=15°.
- 6 -



8.在△
ABC
中,已知
c
=10,
cos
Ab
4
==,求
a

b
及△
ABC
的内切圆半 径.
cos
Ba
3
sin
Bb
cos
A
sin
B
解:由正弦定理知=,?=.
sin
Aa
cos
B
sin
A
即sin
A
cos
A
=sin
B
cos
B
,?sin 2
A
=sin 2
B
.
又≧a

b
,?2
A
=π-2
B
,即
A< br>+
B

π
.
2
?△
ABC
是直角三角形,且
C
=90°,
a

b
=10,
?
?

?
b
4
?
?
a
3
222


a
=6,
b
=8.
故内切圆的半径为
r

a

b

c
6+8-10
2

2
=2.
1.1.2 余弦定理

预习课本P5~6,思考并完成以下问题
(1)余弦定理的内容是什么?




(2)已知三角形的两边及其夹角如何解三角形?



(3)已知三角形的三边如何解三角形?



[新知初探]

余弦定理
余弦定理

公式表达

a
2

b
2

c2
-2
bc
cos
A

b
2
=< br>a
2

c
2
-2
ac
cos_
B< br>,
- 7 -


c
2

a
2
b
2
-2
ab
cos_
C

三角形中任何一边的平方等于其他两边的平
语言叙述 方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积
的两倍
余弦定理

推论
b
2

c
2

a
2
cos
A
=,
2
bc
a
2

c
2
b
2
cos
B
=,
2
ac
a< br>2

b
2

c
2
cos
C

2
ab

[点睛] 余弦定理的特点
(1)适用范围:余弦定理对任意的三角形都成立.
(2)揭示的规律:余弦定理指的是三角 形中三条边与其中一个角的余弦之间的关系,它
含有四个不同的量,知道其中的三个量,就可求得第四个 量.
[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)余弦定理揭示了任意三角形边角之间的关系,因此,它适应于任何三角形( )
(2 )在△
ABC
中,若
a
>
b

c
,则△< br>ABC
一定为钝角三角形( )
(3)在△
ABC
中,已知两边和其夹角时,△
ABC
不唯一( )
解析:(1)正确.余弦定理反映了任意三角形的边角关系,它适合于任何三角形.
22 2
b
2

c
2

a
2
(2)正确 .当
a
>
b

c
时,cos
A
=<0.
2
bc
222
因为0<
A
<π,故
A
一定 为钝角,△
ABC
为钝角三角形.
(3)错误.当△
ABC
已知两 边及其夹角时可利用余弦定理求得第三边长且唯一,因此△
ABC
唯一确定.
答案:(1)√ (2)√ (3)×
2.在△
ABC
中,已知
a
=9,
b
=23,
C
=150°,则
c
等于( )
A.39
C.102
解析:选D 由余弦定理得:
B.83
D.73
c
=9
2
+?23?
2
-2×9×23×cos 150°
=147
=73.
- 8 -


3.在△
AB C
中,已知
a

b

c

bc
, 则角
A
等于( )
A.60°
C.120°
B.45°
D.30°
222
b
2

c
2
-< br>a
2
1
解析:选C 由cos
A
==-,?
A
=120°.
2
bc
2
4.在△
ABC
中,已知
A
=30°,且3
a
=3
b
=12,则
c
的值为( )
A.4
C.4或8
B.8
D.无解
222
解析:选C 由3
a
=3
b
=12,得
a
=4,
b
=43,利用余弦定理可得
a

b

c
-2
bc
cos
A
,即16 =48+
c
2
-12
c
,解得
c
=4或
c
=8.

已知两边与一角解三角形

π
[典例] (1)在△
ABC
中,已知
b
=60 cm,
c
=603 cm,
A
=,则
a
=________cm;
6
(2)在 △
ABC
中,若
AB
=5,
AC
=5,且cos
C

[解析](1)由余弦定理得:
9
,则
BC
=________.
10
a
= 60+?603?-2×60×603×cos
22
22
π

6
=4×60-3×60=60(cm).
(2)由余弦定理得:(5)=5+BC
-2×5×
BC
×
所以
BC
-9
BC+20=0,解得
BC
=4或
BC
=5.
[答案] (1)60 (2)4或5


已知三角形的两边及一角解三角形的方法
先利用余弦定理求出第三边,其余角的求解有两种思路:一是利用余弦定理的推论求出
其余角;二是利用 正弦定理(已知两边和一边的对角)求解.
若用正弦定理求解,需对角的取值进行取舍,而用余弦定理 就不存在这些问题(在(0,
π)上,余弦值所对角的值是唯一的),故用余弦定理求解较好.

[活学活用]
- 9 -
2
222
9

10


在△
ABC
中,
a
=23,
c
=6+2,
B
=45°,解这个三角形.
解:根据余弦定理得,
b
2

a
2

c
2
-2
accos
B
=(23)
2
+(6+2)
2
-2×23× (6+2)×cos 45°=8,
?
b
=22.
b
2

c
2

a
2
8+?6+2?
2
-?23 ?
2
1
又≧cos
A
===,
2
bc
2
2×22×?6+2?
?
A
=60°,
C
=180°-(
A

B
)=75°.
已知三角形的三边解三角形

[典例] 在△
ABC
中,已知
a
=23,
b
=6 ,
c
=3+3,解此三角形.
[解] 法一:由余弦定理的推论得
b2

c
2

a
2
?6?
2
+ ?3+3?
2
-?23?
2
2
cos
A
===,
2
bc
2
2×6×?3+3?
?
A
=45°.同理 可求
B
=30°,故
C
=180°-
A

B
=180°-45°-30°=105°.
法二:由余弦定理的推论得
b
2
c
2

a
2
?6?
2
+?3+3?
2
-?23?
2
2
cos
A
===,?
A
=45°.
2
bc
2
2 ×6×?3+3?
ab
236
由正弦定理=知=,
sin
A
sin
B
sin 45°sin
B
得sin
B

6·sin 45°
23
1
=.
2

a
>
b

A
>
B
,?
B
=30°.

C
=180°-
A

B
=180 °-45°-30°=105°.


(1)已知三边求角的基本思路是:利用余弦 定理的推论求出相应角的余弦值,值为正,
角为锐角;值为负,角为钝角,其思路清晰,结果唯一. < br>(2)若已知三角形的三边的关系或比例关系,常根据边的关系直接代入化简或利用比例
性质,转 化为已知三边求解.
[活学活用]
在△
ABC
中,若
a

b

c
=2
c
(
a
b
),则角
C
=( )
A.60°
C.135°
B.45°
D.45°或135°
444222
- 10 -


a
2

b< br>2

c
2
解析:选D ≧cos
C
=,
2
ab
a
4

b
4

c
4
-2
a
2
c
2
-2
b
2
c
2< br>+2
a
2
b
2
?cos
C
=.
2 2
4
ab
2

a

b

c
=2
c
(
a

b
),
?
a

b

c
-2
ca
-2
cb
=0,
2
ab
12
?cos
C

22
=,?cos
C
=±,
4
ab
22
2
22
44422 22
444222
?
C
=45°或135°.
利用余弦定理判断三

角形形状
[典例] 在△
ABC
中 ,若
b
sin
C

c
sin
B
=2
bc
cos
B
cos
C
,试判断△
ABC
的形状.
解:[法一 化角为边]
将已知等式变形为
2222
b
2
(1-cos
2
C
)+
c
2
(1-cos
2
B
)=2
bc
cos
B
cos
C
.
由余弦定理并整理,得
?
a

b

c
?
2

c
2
?
a

c

b
?
2

b
2

c
2

b
2
???
2< br>ac
?
?
2
ab
???
a
2
c
2

b
2
a
2

b
2
c
2
=2
bc
××,
2
ac
2< br>ab
[?
a

b

c
?+?
a
c

b
?]4
a
2
?
b

c
==
2

a
.
2
4
a
4
a
22
22222224
222222
?
A
= 90°.?△
ABC
是直角三角形.
[法二 化边为角]
由正弦定理,已知条件可化为
sin
C
sin
B
+sin
C
sin
B
=2sin
B
sin
C
cos
B
cos
C
.
又sin
B
sin
C
≠0,
?sin
B
sin
C
=cos
B
cos
C
,即cos(
B

C
)=0.
又≧0°<B

C
<180°,?
B

C
=90°,?< br>A
=90°.
?△
ABC
是直角三角形.


利用余弦定理判断三角形形状的两种途径
(1)化边的关系:将条件中的角的关系,利用余弦定理化为边的关系,再变形条件判断.
(2)化角的关系:将条件转化为角与角之间关系,通过三角变换得出关系进行判断.
2222
- 11 -


[活学活用]
在△
ABC
中,
a
cos
A

b
cos
B

c
cos
C
,试判断△
ABC
的形状.
b
2

c
2

a
2
c
2

a
2

b
2
a
2

b
2

c
2
解:由余弦定理知cos
A
=,cos
B
=,cos
C
=,代入已
2
bc
2
ca
2
ab
知条件 得
b
2

c
2

a
2
c
2

a
2

b
2
c
2

a
2

b
2
a
·+
b
·+
c< br>·=0,
2
bc
2
ca
2
ab
通分得a
(
b

c

a
)+
b
(< br>a

c

b
)+
c
(
c

a

b
)=0,
展开整理得(
a

b< br>)=
c
.?
a

b
=±
c
,即a

b

c

b

a
c
.
根据勾股定理知△
ABC
是直角三角形.
正、余弦定理的综合应用

题点一:利用正、余弦定理解三角形
1.△< br>ABC
的内角
A

B

C
的对边分别为a

b

c

a
sin
A

c
sin
C
-2
a
sin
C

b
sin
B
.
(1)求角
B的大小;(2)若
A
=75°,
b
=2,求
a

c
.
解:(1)由正弦定理得
a

c
-2
ac

b
.
由余弦定理得
b

a

c
-2
ac
cos
B
.
故cos
B

2
,因此
B
=45°.
2
222< br>222
2224222222222
222222222222
(2)sin
A
=sin (30°+45°)
=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=
sin
A
故由正弦定理得
a

b
·=1+3.
sin
B
由已知得,
C
=180°-45°-75°=60°,
2+6
.
4
c

b
·
sin
C
sin 60°
=2×=6.
sin
B
sin 45°
题点二:利用正、余弦定理证明三角形中的恒等式
2.在△
ABC
中,求证
a
sin 2
B

b
sin 2
A
=2
ab
sin
C
.
证明:法一:(化为角的关系式)
22
a
2
sin 2
B

b
2
sin 2
A
=(2
R
·sin
A
)
2
·2sin
B
·cos
B
+(2
R
·sin
B
)
2
·2sin
A
·cos
A
=8
R
sin
A
·sin
B
(sin
A
·cos
B
+cos
A
sin
B
)=8
R
sin
A
sin
B
sin
C
=2·2
R
sin
A
·2
R
sin
22
B
·sin
C
=2
ab
sin
C
.
?原式得证.
法二:(化为边的关系式)
- 12 -


2
ba

c

b
2
ab< br>+
c

aab
2
左边=
a
·2sin
B
cos
B

b
·2sin
A
cos
A

a
··+
b
··=
2
R
2< br>ac
2
R
2
bc
2
Rc
222
22 2222
(
a

c

b

b
+< br>c

a
)=·2
c
=2
ab
·=2
ab
sin
C
=右边,
2
Rc
2
R
?原式得证.
题点三:正、余弦定理与三角函数、平面向量的交汇应用
3.在△
ABC
中 ,
A

B

C
的对边分别为
a

b

c
,且
(1)求
C
的大小;
sin
A
222222
ab
2
c
a

3cos
C
c
.
????????
(2)如果
a

b
=6,
CA
·
CB
=4,求
c
的值.
解:(1)≧
a
sin
A

c
sin
C
sin
A
3cos
C
,=,
ac
?sin
C
=3cos
C
.?tan
C
=3.
π
又≧
C
∈(0,π),?
C
=.
3
? ???????????????
1
(2)≧
CA
·
CB
= |
CA
|·|
CB
|cos
C

ab

2
????????
又≧
CA
·
CB
=4,?ab
=8.
又≧
a

b
=6,
由余弦定理 知
c

a

b
-2
ab
cos
C
=(
a

b
)-3
ab
=12,
?
c
=23.


正、余弦定理是解决三角形问题的两个 重要工具,这类题目往往结合基本的三角恒等变
换,同时注意三角形中的一些重要性质,如内角和为18 0°、大边对大角等.


层级一 学业水平达标
1.在△< br>ABC
中,已知(
a

b

c
)(
b

c

a
)=3
bc
,则角
A
等于( )
A.30°
C.120°
2222
2222
B.60°
D.150°
2
解析:选B ≧(
b

c
)-
a
b

c
+2
bc

a
=3
bc

?
b

c

a

bc

222
b
2

c
2

a
2
1
?cos
A
==,?
A
=60°.
2
bc
2
- 13 -


13
2.在△< br>ABC
中,若
a
=8,
b
=7,cos
C
=,则最大角的余弦值是( )
14
1
A.-
5
1
C.-
7
解析:选C 由余弦定理,得
1
B.-
6
1
D.-
8
c
2

a< br>2

b
2
-2
ab
cos
C
=8
2
+7
2
-2×8×7×=9,
所以
c
=3,故
a
最大,
所以最大角的余弦值为
13
14
b
2

c
2

a
2< br>7
2
+3
2
-8
2
1
cos
A
===-.
2
bc
2×7×37
c
2

a
2

b
2
3.在△
ABC
中,角A

B

C
的对边分别为
a

b
c
,若>0,则△
ABC
( )
2
ab
A.一定是锐角三角形
C.一定是钝角三角形
B.一定是直角三角形
D.是锐角或直角三角形
c
2

a
2

b
2
解析:选C 由>0得-cos
C
>0,
2
ab
所以cos
C
<0,从而
C
为钝角,因此△
ABC
一定是钝角三角形.
4.若△
ABC
的内角
A

B

C
所对的边
a

b

c
满足(
a

b
)-
c
=4,且
C
=60°,则
ab
的值为( )
4
A.
3
C.1
222
22
B.8-43
2
D.
3
22222
解析:选A 由(
a

b
)-
c
=4,得
a

b

c
+2
ab
=4,由余弦定理得
a

b

c
=2
ab
cos
C
=2
ab
cos 60°=
ab
,则
ab
+2
ab
=4,?
ab=.
5.锐角△
ABC
中,
b
=1,
c
=2 ,则
a
的取值范围是( )
A.1<
a
<3
C.3<
a
<5
2
4
3
B.1<
a
<5
D.不确定
2222
解析:选C 若
a
为最大边,则
b

c

a
>0,即
a
<5,?
a
<5,若
c
为最大边,则
a

b
>
c
,即
a
>3,?
a
>3,故3<
a
<5.
6.已知
a

b

c
为△
ABC
的三边,
B
=120°,则
a

c
ac

b
=________.
解析:≧
b

a

c
-2
ac
cos
B

a

c
-2
ac
cos 120°

a

c

ac

- 14 - < br>22
22222
222
222


?
a

c

ac

b
=0.
答案:0
7.在 △
ABC
中,若
b
=1,
c
=3,
C
=< br>解析:≧
c

a

b
-2
ab
co s
C


222
?(3)=
a
+1-2
a
×1×cos ,
3
?
a

a
-2=0,即(
a
+2) (
a
-1)=0,
?
a
=1,或
a
=-2(舍去).?
a
=1.
答案:1
1
8.在△
ABC
中,若
a
=2,b

c
=7,cos
B
=-,则
b
=________.
4
解析:因为
b

c
=7,所以
c
=7-
b
.
由余 弦定理得:
b

a

c
-2
ac
cos
B

222
2
222
222

,则< br>a
=________.
3
?
1
?
22

b
=4+(7-
b
)-2×2×(7-
b

?< br>-
?

?
4
?
解得
b
=4.
答案:4
9.在△
ABC
中,
A

C
= 2
B

a

c
=8,
ac
=15,求b
.
解:在△
ABC
中,≧
A

C
=2
B

A

B

C
=180°,
?
B
=60°.
由余弦定理,

b

a

c
-2
ac
cos
B
=(
a

c
)-2
ac
-2
a c
cos
B

1
2
=8-2×15-2×15×=19.
2
?
b
=19.
10.在△
ABC
中,已知a
=7,
b
=3,
c
=5,求最大角和sin
C
.
解:≧
a
>
c
>
b
,?< br>A
为最大角.
由余弦定理的推论,得
2222
b
2

c
2

a
2
3
2
+5
2-7
2
1
cos
A
===-.
2
bc
2×3×52
又≧0°<
A
<180°,
?
A
=120°,
?sin
A
=sin 120°=
3
.
2
- 15 -


由正弦定理,得sin
C

c
sin
A

a

7
3
2

53
.
14
?最大角
A
为120°,sin
C

53
.
14
层级二 应试能力达标
1.在△
ABC
中,有下列关系式:

a
sin
B

b
sin
A
;②
a

b
cos
C

c
cos
B
;③
a

b< br>-
c
=2
ab
cos
C
;④
b

c
sin
A

222
a
sin
C
.
一定成立的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:选C 对于①③,由正弦、余弦定理,知一定成立.对于②,由正弦定理及sin
A
=sin(
B

C
)=sin
B
cos
C
+sin
C
cos
B
,知显然成立.对于④,利用正弦定理,变形得sin
B
=sin
C
sin
A
+sin
A
sin
C
=2sin
A
sin
C
,又sin
B
=sin(
A

C
)=cos
C
sin
A
+cos
A
sin
C
,与上式不一定相等,所以④不一定成立.故选C.
2.在△
ABC中,角
A

B

C
所对的边分别为
a

b

c
,若
C
=120°,
c
=2a
,则
a

b
的大小关系为( )
A.
a
>
b

B.
a
<
b

C.
a

b

D.不能确定
解析:选A 在△< br>ABC
中,
c

a

b
-2
ab< br>cos 120°=
a

b

ab
.≧
c< br>=2
a
,?2
a

222222
a
2

b
2

ab
,?
a
2

b< br>2

ab
>0,?
a
2
>
b
2,?
a
>
b
.
a

c
2
B
3.在△
ABC
中,cos=,则△
ABC
是( )
22
c
A.正三角形
B.直角三角形
C.等腰三角形或直角三角形
D.等腰直角三角形
a

c
cos
B
+1
a

c
2
B
解析:选B ≧cos=,?=,
22
c
22
c
aa
2
c
2

b
2
a
2222
?cos
B
=,?=,?
a

c

b
=2
a

c
2
acc

a

b

c< br>,?△
ABC
为直角三角形.
4.在△
ABC
中,
AB
=5,
BC
=7,
AC
=8,则
AB
―→·< br>BC
―→的值为( )
222
- 16 -


A.79
C.5
解析:选D 由余弦定理得:
B.69
D.-5
AB
2

BC
2
AC
2
5
2
+7
2
-8
2
1
cos∠
ABC
===.
2
AB
·
BC
2×5×77
????
因为向量
AB
AB
―→与
BC―→的夹角为180°-∠
ABC

所以
AB
―→·
BC
―→=|
AB
―→|·|
BC
―→|cos(180°-∠ABC
)
?
1
?
=5×7×
?

?
=-5. ?
7
?
5.在△
ABC
中,
AB
=2,
AC
=6,
BC
=1+3,
AD
为边
BC
上的高 ,则
AD
的长是________.
BC
2

AC
2

AB
2
22
解析:≧cos
C
==,?sin
C
=,
2
BC
·
A C
22
?
AD

AC
sin
C
=3.
答案:3
6.在△
ABC
中,
A
=120°,
A B
=5,
BC
=7,则
2
sin
B
的值为________.
sin
C
解析:由余弦定理可得4 9=
AC
+25-2×5×
AC
×cos 120°,整理得:
AC
2
+5·
AC
-24=0,
解得
AC
=3或
AC
=-8(舍去),
sin
BAC
3
再由正弦定理可得==.
sin
CAB
5
3
答案:
5
7.在△
ABC
中 ,内角
A

B

C
的对边分别为
a
b

c
.已知
sin
C
(1)求的值;
sin
A
1
(2)若cos
B
=,△
ABC
的周长为5,求
b
的长.
4
解:(1)由正弦定理可设===
k

sin
A
sin
B
sin
C
2
c

a
2
k
sin
C

k
sin
A
2sin
C
-sin
A
则==,
bk
sin
B
sin
B
所以
cos
A
-2cos
C
2sin
C
-sin
A
=,
cos
B
sin
B
cos
A
-2cos
C
2
c

a
=.
cos
Bb
abc
即(cos
A
-2cos
C
)sin
B
=(2sin
C
-sin
A
)cos
B

化简可得sin(
A

B
)=2sin(
B

C
).
- 17 -



A

B

C
=π,所以sin
C
=2sin
A

因此
sin
C
=2.
sin
A
sin
C
(2)由=2,得
c
=2
a
.
sin
A
1
由余弦定理及cos
B
=,
4
1
2222222

b

a

c
-2
ac< br>cos
B

a
+4
a
-4
a
×= 4
a

4
所以
b
=2
a
.

a

b

c
=5,所以
a
=1,因此b
=2.

43
8.在△
ABC
中,已知
B C
=15,
AB

AC
=7∶8,sin
B
=,求
BC
边上的高
AD
的长.
7
解 :由已知设
AB
=7
x

AC
=8
x
.
7
x
8
x
在△
ABC
中,由正弦定理,得=,
sin
C
sin
B
?sin
C

7
x
sin
B
7433
=×=,
8
x
872
?∠
C
=60°(∠
C
=12 0°舍去,否则由8
x
>7
x
,知
B
也为钝角,不合要求) .
再由余弦定理,得
AB

AC

BC
-2AC
·
BC
·cos
C
,即(7
x
)=(8
x
)+15-2×8
x
×15cos
60°,
?
x
-8
x
+15=0,?
x
=3或
x
=5,
?
AB
=21或
AB
=35.
在Rt△
ADB
中,
AD

AB
sin
B

?
AD
=123或
AD
=203.
43
AB

7
2
222222

应用举例

第一课时 解三角形的实际应用举例

预习课本P11~16,思考并完成以下问题
(1)方向角和方位角各是什么样的角?


- 18 -


(2)怎样测量物体的高度?


(3)怎样测量物体所在的角度?


[新知初探]

实际测量中的有关名称、术语
名称

仰角

定义

在同一铅垂平面内,视线在水平线
上方时与水平线的夹角

在同一铅垂平面内,视线在水平线
下方时与水平线的夹角

从指定方向线到目标方向线的水平
方向角

角(指定方向线是指正北或正南或
正东或正西,方向角小于90°)

错误!
从正北的方向线按顺时针到目标方
向线所转过的水平角





图示
俯角

方位角

[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知三角形的三个角,能够求其三条边( )
(2)两个不可到达的点之间的距离无法求得( )
(3)方位角和方向角是一样的( )
解析:(1)错误,要解三角形,至少知道这个三角形的一条边长.
(2)错误,两个不 可到达的点之间的距离我们可以借助第三个点和第四个点量出角度、
距离求得.
(3)错误. 方位角是指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,而方向角是以观测
者的位置为中心,将正北或正 南方向作起始方向旋转到目标的方向线所成的角(一般指锐
角).
答案:(1)× (2)× (3)×
- 19 -


2.若
P

Q
的北偏东44°50′方向上,则
Q

P
的( )
A.东偏北45°10′方向上
C.南偏西44°50′方向上
解析:选C 如图所示.
B.东偏北45°50′方向上
D.西偏南45°50′方向上

3.从
A
处望
B
处的仰角为
α
,从B
处望
A
处的俯角为
β
,则
α

β< br>的关系为( )
A.
α

β

C.
α

β
=90°
B.
α

β

D.
α

β
=180°
解析:选B 根据题意和仰角、俯角的概念画出草图,如图.知
α

β
,故应选B.

4.两灯塔
A

B
与海洋观察站
C
的距 离都等于
a
(km),灯塔
A

C
北偏东30°,
B

C
南偏东60°,则
A

B
之间距离为( )
A.2
a
km
C.
a
km
B.3
a
km
D.2
a
km
解析:选A △< br>ABC
中,
AC

BC

a
,∠
A CB
=90°,
所以
AB
=2
a
.

测量高度问题

[典例] 如图,测量河对岸的塔高
AB
时,可以 选与塔底
B
在同一水平
面内的两点
C

D
.现测得 ∠
BCD

α
,∠
BDC

β

CD

s
,并在点
C
测得塔

A
的仰角为
θ
,求塔高
AB
.
[解] 在△
BCD
中,

CBD
=π-(
α

β
).
由正弦定理得=.
sin∠
BDC
sin∠
CBD
BCCD
- 20 -


?
BC

CD
sin∠
BDCs
· sin
β
=.
sin∠
CBD
sin?
α
+< br>β
?
s
·sin
β
tan
θ
.
sin?
α

β
?
在Rt△
ABC
中,
AB

BC
tan∠
ACB



测量高度问题的解题策略
(1)“空间”向“平面”的转化:测量高度问题往往是空间中的问 题,因此先要选好所
求线段所在的平面,将空间问题转化为平面问题.
(2)“解直角三角形”与“解斜三角形”结合,全面分析所有三角形,仔细规划解题思
路.
[活学活用]
1.一个大型喷水池的中央有一个强力喷水柱,为了测量喷水柱喷出的水柱的高 度,某
人在喷水柱正西方向的
A
处测得水柱顶端的仰角为45°,沿
A
向北偏东30°方向前进100 m
到达
B
处,在
B
处测得水柱顶 端的仰角为30°,则水柱的高度是( )
A.50 m B.100 m C.120 m D.150 m
解析:选A 如图,设水柱高度是
h
m,水柱底端为C
,则在△
ABC
中,
A
=60°,
AC
=< br>h

AB
=100,
BC
=3
h
,根据余弦 定理得,(3
h
)
222
2

h
+100-2×< br>h
×100×cos 60°,即
h
+50
h
-5 000= 0,解得
h

50或
h
=-100(舍去),故水柱的高度是50 m.

2.如图所示,在山底
A
处测得山顶
B
的仰角∠< br>CAB
=45°,沿倾
斜角为30°的山坡向山顶走1 000 m到达
S点,又测得山顶仰角∠
DSB
=75°,则山高
BC
为________ m.
解析:因为∠
SAB
=45°-30°=15°,

SBA
=∠
ABC
-∠
SBC
=45°-(90°-75°)=30°,
所以∠
ASB
=180°-∠
SAB
-∠
SBA
= 135°.
2
1 000×
2
AS
·sin 135°
在△
ABS
中,
AB
===1 0002,
sin 30°1
2
所以
BC

AB
·sin 45°=1 0002×
答案:1 000

2
=1 000(m).
2
- 21 -


测量角度问题

[典例] 如图所示,
A

B
是海面上位于东西方向相距5(3+3) n
m ile的两个观测点.现位于
A
点北偏东45°方向、
B
点北偏西60°方< br>向的
D
点有一艘轮船发出求救信号,位于
B
点南偏西60°且与
B
点相
距203 n mile的
C
点的救援船立即前往营救,其航行速度为30 n
mileh,则该救援船到达
D
点需要多长时间?
[解] 由题意,知
AB
=5(3+3) n mile,

DBA
=90 °-60°=30°,∠
DAB
=90°-45°=45°,
?∠
ADB
=180°-(45°+30°)=105°.
在△
DAB
中,由正弦定理得=,
sin∠
DAB
sin ∠
ADB

BD

BDAB
AB
sin∠
DAB
5?3+3?sin 45°

sin∠
ADB
sin 105°
5?3+3?sin 45°

sin 45°cos 60°+cos 45°sin 60°
=103 n mile.
又∠
DBC
=∠
DBA
+∠
ABC
=60°,
BC
=203 n mile,
?在△
DBC
中,由余弦定理,得
CD

BD
2

BC
2
-2
BD
·
BC
cos∠
DBC


1
300+1 200-2×103×203×
2
=30 n mile,
则救援船到达
D
点需要的时间为


测量角度问题主要是指 在海上或空中测量角度的问题,如确定目标的方位,观察某一建
筑物的视角等.
解决它们的关 键是根据题意和图形及有关概念,确定所求的角在哪个三角形中,该三角
形中已知哪些量,需要求哪些量 .通常是根据题意,从实际问题中抽象出一个或几个三角形,
然后通过解这些三角形,得到所求的量,从 而得到实际问题的解.

[活学活用]
30
=1 h.
30
- 22 -


在海岸
A
处,发现北偏东45 °方向,距离
A
处(3-1)n mile的
B
处有一艘走私船,在
A
处北偏西75°的方向,距离
A
2 n mile的
C
处的缉私船奉命以103 n mile的速度追截
走私船.此时,走私船正以10 n mileh的速度从
B
处向 北偏东30°方向逃窜,问缉私船沿
什么方向能最快追上走私船?
解:设缉私船用
t
h在
D
处追上走私船,画出示意图,
则有
CD
=103
t

BD
=10
t

在△
ABC
中,≧
AB
=3-1,
AC
=2,∠< br>BAC
=120°,
?由余弦定理,得
BC

AB

AC
-2
AB
·
AC
·cos∠
BAC
=(3-1)
+2-2·(3-1)·2·cos 120°=6,
?
BC
=6,且sin∠
ABC

2
2222
AC
232
·sin∠
BAC
=·=,
BC
2
6
2
?∠ABC
=45°,
BC
与正北方向成90°角.
≧∠
CBD< br>=90°+30°=120°,在△
BCD
中,由正弦定理,得sin∠
BCD


10
t
sin 120°
103
t
1
=,
2
BD
·sin∠CBD
CD
?∠
BCD
=30°.即缉私船沿北偏东60°方向能最快追 上走私船.
测量距离问题


题点一:两点不相通的距离
1. 如图所示,要测量一水塘两侧
A

B
两点间的距离,其方法先选
定适 当的位置
C
,用经纬仪测出角
α
,再分别测出
AC

BC
的长
b

a

则可求出
A

B
两点间的距离.

AB

a

b
-2
ab
cos
α
.
若测得
CA
=400 m,
CB
=600 m,∠
ACB
=60°,试计算
AB
的长.
解:在△
ABC
中,由余弦定理得
22
AB
2

AC
2

BC
2
-2
AC
·
BC
cos∠
ACB

?
AB
=400+600-2×400×600cos 60°=280 000.
?
AB
=2007 (m).

A

B
两点间的距离为2007 m.
题点二:两点间可视但有一点不可到达
2.如图所示,
A

B两点在一条河的两岸,测量者在
A
的同侧,且
222
B
点不可到 达,要测出
A

B
的距离,其方法在
A
所在的岸边选定一点
- 23 -


C
,可以测出
A

C的距离
m
,再借助仪器,测出∠
ACB

α
,∠
CAB

β
,在△
ABC
中,运用
正弦定理就可以求出< br>AB
.
若测出
AC
=60 m,∠
BAC
=75° ,∠
BCA
=45°,则
A

B
两点间的距离为_____ ___ m.
解析:∠
ABC
=180°-75°-45°=60°,
所以由正弦定理得,=,
sin
C
sin
B
?
AB

ABAC
AC
·sin
C
60×sin 45°
==206(m).
sin
B
sin 60°

A

B
两点间的距离为206 m.
答案:206
题点三:两点都不可到达
3.如图,
A
,< br>B
两点在河的同侧,且
A

B
两点均不可到达,测出
A

B
的距离,测量者可以在河岸边选定两点
C

D
,测得
CD

a
,同时在
C

D
两点分 别测得∠
BCA

α
,∠
ACD

β
,∠
CDB

γ
,∠
BDA

δ
.在△
ADC
和△
BDC
中,由正弦定理分别计算出
AC

BC
,再在△
ABC
中,应用余弦定理计算出
AB
.
若测得
CD

间的距离.
解:≧∠
ADC
=∠< br>ADB
+∠
CDB
=60°,∠
ACD
=60°,
?∠
DAC
=60°,
?
AC

DC

3
.
2
3
km,∠
ADB
=∠
CDB
=30°,∠< br>ACD
=60°,∠
ACB
=45°,求
A

B两点
2
3
2
DC
在△
BCD
中,∠
D BC
=45°,由正弦定理,得
BC
=·sin∠
BDC
=·sin
sin∠
DBC
sin 45°
30°=
6
.
4
在△
ABC
中,由余弦定理,得
AB
2
AC
2

BC
2
-2
AC
·
BCcos 45°
333623
=+-2×××=.
482428
?
AB

6
(km).
4
6
km.
4
?
A

B
两点间的距离为

- 24 -




A

B
两点之间的距离不能直接测 量时,求
AB
的距离分为以下三类:
(1)两点间不可通又不可视(如图①):可取 某点
C
,使得
A

B

C
之间的距离可直 接测
量,测出
AC

b

BC

a
以及∠
ACB

γ
,利用余弦定理得:
AB

a
2

b
2
-2
ab
cos
γ
.
(2)两点间可视但不可到达(如图②):可选取与
B
同侧的 点
C
,测出
BC

a
以及∠
ABC

ACB
,先使用内角和定理求出∠
BAC
,再利用正弦定理求出
AB
.
(3)两点都不可到达(如图③):在河边测量对岸两个建筑物之间的距离,可先在 一侧选
取两点
C

D
,测出
CD

m,∠
ACB
,∠
BCD
,∠
ADC
,∠
ADB
,再在△
BCD
中求出
BC
,在△
ADC
中求出< br>AC
,最后在△
ABC
中,由余弦定理求出
AB
.


层级一 学业水平达标
1.学校体育馆的人字屋架为等腰三角形,如图,测得
AC
的长度为
4 m,∠
A
=30°,则其跨度
AB
的长为( )
A.12 m
C.33 m
B.8 m
D.43 m
解析:选D 由题意知,∠
A
=∠
B
=30°,
所以∠
C
=180°-30°-30°=120°,
由正弦定理得,=,
sin
C
sin
B

AB

ABAC
AC
·sin
C
4·sin 120°
==43.
sin
B
sin 30°
2.一艘船自西向东匀速航行,上午10时到达一座灯塔
P
的南偏西75°距塔 68 n mile

M
处,下午2时到达这座灯塔的东南方向的
N
处,则这只船的航行速度为( )
176
A. n mileh
2
172
C. n mileh
2
B.346 n mileh
D.342 n mileh
=,
sin 45°sin 120°
解析:选A 如图所示,在△
PMN
中,
PMMN
- 25 -



?
MN

68×3
2
=346,?
v

MN
176
4

2
n mileh.
3.若某人在点
A
测得金字塔顶端仰角为30°,此人往金字塔方向走 了80米到达点
B

测得金字塔顶端的仰角为45°,则金字塔的高度最接近于(忽略 人的身高)( )
A.110米
C.220米
B.112米
D.224米
解析:选A 如图,设
CD
为金字塔,
AB
=80米 .设
CD

h
,则由已知
得(80+
h

故选A.
4.设甲、乙两幢楼相距20 m,从乙楼底望甲楼顶的仰角为60°,从甲楼顶望乙楼顶 的
俯角为30°,则甲、乙两幢楼的高分别是( )
403
A.203 m, m
3
C.10(3-2)m,203 m

解析:选A 由题意,知
h

=20tan 60°=203(m),
B.103 m,203 m
D.
153203
m, m
23
3

h

h
=40(3+1)≈109(米).从选项来看110最接近,< br>3
h

=20tan 60°-20tan 30°=
403
(m).
3
5.海上的
A

B
两个小岛相距10 n mile,从
A
岛望
C
岛和
B
岛成60°的视角,从
B


C
岛和
A
岛成75°的视角,则
B
岛与
C
岛之间的距离是( )
A.103 n mile
C.52 n mile
B.
106
n mile
3
D.56 n mile
解析:选D 由题意,做出示意图,如图,在△
ABC
中,
C
=18 0°-60°
-75°=45°,由正弦定理,得
mile).
6.某人从
A
处出发,沿北偏东60°行走33 km到
B
处,再沿正东方向行走2 km到
C
处,则
A
,< br>C
两地的距离为________km.
解析:如图所示,由题意可知
AB< br>=33,
BC
=2,∠
ABC
=150°.
BC
sin 60°

10
,解得
BC
=56(n
sin 45°
- 26 -


由余弦定理,得
AC
2
=27+4-2×33×2×cos 150°=49,
AC
=7.

A

C
两地的距离为7 km.
答案:7
7.坡度为45°的斜坡长为100 m,现在要把坡度改为30°,则坡底要伸长________m.
解析:如图,
BD
=100,∠
BDA
=45°,∠
BCA
=30°,

CD

x
,所以(
x

DA
)·tan 30°=
DA
·tan 45°,

DA

BD
·cos 45°=100×
所以
x

2
=502,
2
DA
·tan 45°
tan 30°
502×1

DA
=-502
3
3
=50(6-2)m.
答案:50(6-2)
8.一蜘蛛沿东北方向爬行
x
cm捕捉到一只小虫,然后向右转105°,爬行10 cm捕捉
到另一只小虫,这时它向右转135°爬行回它的出发点,那么
x
=____ ____cm.
解析:如图所示,设蜘蛛原来在
O
点,先爬行到
A
点,再爬行到
B
点,易知在△
AOB
中,
AB
=10 cm,∠
OAB
=75°,∠
ABO
=45°,
则∠
AOB
=60°,由正弦定理知:
x

AB
·sin∠
ABO
10×sin 45°106
==(cm).
sin∠
AOB
sin 60°3
106

3
答案:
9.如图,甲船以每小时302海里的速 度向正北方向航行,乙船按固
定方向匀速直线航行,当甲船位于
A
1
处时,乙 船位于甲船的北偏西105°
方向的
B
1
处,此时两船相距20海里,当甲船 航行20分钟到达
A
2
处时,
乙船航行到甲船的北偏西120°方向的
B
2
处,此时两船相距102海里,求乙船航行的速度.
1
解:如图,连 接
A
1
B
2
,在△
A
1
A
2B
2
中,易知∠
A
1
A
2
B
2
=60°,又易求得
A
1
A
2
=302×=102
3
A
2
B
2

?△
A
1
A
2
B
2
为正三角形,
?
A
1
B
2
=102.
在△
A
1
B
1
B
2
中,易知∠
B
1
A
1
B
2
=45°,
?(
B
1
B
2
)=400+200-2×20×102×
2
2
=200,
2
- 27 -


?
B
1
B
2
=102,
?乙船每小时航行302海里.
10.如图所示,在地面上共线的三点
A

B

C
处测得一建筑物的仰
角分别为30°,45°,60°,且< br>AB

BC
=60 m,求建筑物的高度.
解:设建筑物的高度为
h
,由题图知,
PA
=2
h

PB
=2
h

PC

23
h

3
?在△
PBA
和△
PBC
中,分别由余弦定理,
60+2
h
-4
h
得cos∠
PBA
=,① 2×60×2
h
4
222
60+2
h

h3
cos∠
PBC
=.②
2×60×2
h
≧∠
PBA
+∠
PBC
=180°,
?cos∠
PBA
+cos∠
PBC
=0.③
由①②③, 解得
h
=306或
h
=-306(舍去),即建筑物的高度为306 m.
层级二 应试能力达标
1.如图,从气球
A
上测得其正前下方的河流两岸< br>B

C
的俯角分
别为75°,30°,此时气球的高度
AD< br>是60 m,则河流的宽度
BC

( )
A.240(3-1)m
C.120(3-1)m
B.180(2-1)m
D.30(3+1)m
222
解析:选C 由题意知,在Rt△
ADC
中,∠
C
=30°,
AD
=60 m,?
AC
=120 m.在△
ABC
中,∠
BAC
=75 °-30°=45°,∠
ABC
=180°-45°-30°=105°,由正弦定理,得BC
2
2
AC
sin∠
BAC
===120(3-1) (m).
sin∠
ABC
6+2
4
120×
2.如图所示 为起重机装置示意图.支杆
BC
=10 m,吊杆
AC
=15 m,
吊索
AB
=519 m,起吊的货物与岸的距离
AD
为( )
A.30 m
C.153 m
153
B. m
2
D.45 m
解析:选B 在△
ABC
中,
AC
=15 m,
AB
=519 m,
BC
=10 m,
- 28 -


AC
2< br>+
BC
2

AB
2
由余弦定理得cos∠
A CB


AC
×
BC
15+10-?519?13==-,?sin∠
ACB
=.
2×15×1022
又∠
ACB
+∠
ACD
=180°,
?sin∠
ACD
=sin∠
ACB

3
.
2
3153
= m.
22
222
在Rt△
ADC
中,
AD

AC
·sin∠
ACD
=15×
3.如图所示,要测量底部不能到达的某电视塔
AB
的高度,在塔
的同一侧选择C

D
两个观测点,且在
C

D
两点测得塔顶 的仰角分别
为45°,30°,在水平面上测得∠
BCD
=120°,
C
D
两地相距500 m,
则电视塔
AB
的高度是( )
A.1002 m
C.2003 m
B.400 m
D.500 m
解析:选D 设
AB

x
,在Rt△
AB C
中,∠
ACB
=45°,
?
BC

AB

x
.在Rt△
ABD
中,∠
ADB
=30°,?
BD
=3
x
.在△
BCD
中,∠
BCD
=120 °,
CD
=500 m,由余弦定理得(3
x
)
2

x
2
+500
2
-2×500
x
cos 120°,解得
x
=500 m.
4.如图所示,位于东海某岛的雷达观测站
A
,发现其北偏东45°,
与观测站
A
距离202海里的
B
处有一货船正匀速直线行驶,半小时后,
又测得该货船位于观测站
A
东偏北
θ
(0°<
θ
<45°)的
C
处,且cos
θ
4
=.已知
A

C
两处的距离为10海里,则该货船的船速为( )
5
A.485 海里小时
C.27 海里小时
B.385 海里小时
D.46 海里小时
4324
解析:选A 因为cos
θ
=,0°<
θ
<45°,所以sin
θ
=,cos(4 5°-
θ
)=×
5525

237272
222
× =,在△
ABC
中,
BC
=(202)+10-2×202×10×=340 ,所以
BC

251010
285
285,该货船的船速为=485 海里小时.
1
2
5.如图所示,客轮以速度2
v

A
B
再到
C
匀速航行,货轮从
AC

中点D
出发,以速度
v
沿直线匀速航行,将货物送达客轮.已知
AB

BC


AB

BC
=50 n mile,若两船同时起航出发,则两船相遇之处距
C

- 29 -


________n mile(结果精确到小数点后一位).
解析:由题易 知两船相遇之处
M
位于
BC
上,如图,设|
MC
|=
d

100±
dd
+?252?±2·
d
·252cos 45°
则=(
M
位于
BC
延长
2
vv
线上取“+”,< br>M
位于
BC
上取“-”),
所以(100±
d
)= 4[
d
+(252)±50
d
],即3
d
=100-5 000,所以
d

40.8(n mile).
答案:40.8
6.甲船在
A
处观察乙船,乙船在它的北偏东60°方向的
B
处,两船相距< br>a
n mile,乙
船正向北行驶,若甲船的速度是乙船的3倍,则甲船应沿____ ____方向行驶才能追上乙船;
追上时甲船行驶了________n mile.
解析: 如图所示,设在
C
处甲船追上乙船,乙船到
C
处用的时间为
2222 22
22
5 000
,即
d

3
t
,乙船 的速度为
v
,则
BC

tv

AC
=3< br>tv
,又
B
=120°,则由正弦定

BC
sin∠
CAB

131
,得=,?sin∠
CAB
=,
sin
B
sin∠
CAB
sin 120°2
AC
?∠
CAB
=30°,?甲船应沿北偏东30°方向行驶.又∠
ACB
=1 80°
-120°-30°=30°,?
BC

AB

a< br> n mile,?
AC

AB
2

BC
2
-2
AB
·
BC
cos 120°

a
2

a
2
-2
a
2
·
?
?
=3
a
(n mile)
3
a

?
1
?
?
2
?
答案:北偏东30°
7. 如图所示,在社会实践中,小明观察一棵桃树.他在点
A

发现桃树顶端点
C
的仰角大小为45°,往正前方走4 m后,在点
B
处发现桃树顶端点
C
的仰角大小为75°.
(1)求
BC
的长;
(2)若小明身高为1.70 m,求这棵桃树顶端点
C
离地面的高度(精确到0.01 m,其中3≈
1.732).
解:(1)在△
ABC
中,∠
CAB
=45°,∠
DBC
=75°,
则∠
ACB
=75°-45°=30°,
AB
=4,
BC
4
由正弦定理得=,
sin 45°sin 30°
解得
BC
=42(m).即
BC
的长为42 m.
(2)在△
CBD
中,∠
CDB
=90°,
BC
=42,
- 30 -


所以
DC
=42sin 75°.
因为sin 75°=sin(45°+30°)
=sin 45°cos 30°+cos 45°sin 30°=

DC
=2+23.
所以
CE

ED

DC
=1.70+2+23≈3.70+3.464
≈7.16(m).
即这棵桃树顶端点
C
离地面的高度为7.16 m.

8.在某次地震时,震中
A
(产生震动的中心位置)的南面有三座东西方< br>向的城市
B

C

D
.已知
B
,< br>C
两市相距20 km,
C

D
相距34 km,
C
市在
B

6+2

4
D
两市之间,如图所示.某时刻
C
市感到地表震动,8 s后
B
市感到地表
震动,20 s后
D
市感到地表震动,已知震波在地表传播的速度为每秒1.5 km.求震中
A< br>到
B

C

D
三市的距离.
解:在△ABC
中,由题意
AB

AC
=1.5×8=12(km).在 △
ACD
中,由题意
AD

AC
=1.5
×20= 30(km).

AC

x
km,则
AB
=( 12+
x
)km,
AD
=(30+
x
)km.在
x
2
+400-?12+
x
?
2
256-24
x< br>32-3
x

ABC
中,cos∠
ACB
===.
2×20×
x
40
x
5
x
x
2
+ 1 156-?30+
x
?
2
256-60
x
64-15< br>x
在△
ACD
中,cos∠
ACD
===.
68< br>x
68
x
17
x

B

C

D
在一条直线上,?
64-15
x
32-3
x
6 4-15
x
3
x
-32
=-,即=.
17
x5
x
175
48132258132
解得
x
=.?AB
= km,
AD
= km.即震中
A

B

C

D
三市的距离分别为 km,
7777
48258
km, km.
77
第二课时 三角形中的几何计算

预习课本P16~18,思考并完成以下问题
(1)已知三角形的两边及内角怎样求其面积?



- 31 -


(2)已知三角形的面积如何求其他量?



[新知初探]

三角形的面积公式
1
(1)< br>S

a
·
h
a
(
h
a
表示
a
边上的高).
2
111
(2)
S

ab
sin
C

bc
sin
A

ac
sin
B
.
222
11
[点睛] 三角形的面积公式
S

ab
sin
C
与原来的面积公式< br>S

a
·
h
(
h

a
边上 的高)
22
的关系为:
h

b
sin
C
,实质上
b
sin
C
就是△
ABC

a
边上的高.
[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
1
(1)公式
S

ab
sin
C
适合求任意三角形的面积( )
2
(2)三角形中已知三边无法求其面积( )
(3)在三角形中已知两边和一角就能求三角形的面积( )
1
解析:(1)正确,
S

ab
sin
C
适合求任意三角形的面积.
2
(2)错误.已知三边可利用余弦定理求角的余弦值,再求得正弦值,进而求面积.
(3)正确.已知两边和两边的夹角可直接求得面积,已知两边和一边的对角,可求得其
他边和角,再 求面积.
答案:(1)√ (2)× (3)√
2.在△
ABC
中,已知
a
=2,
b
=3,
C
=120°,则
S

ABC
=( )
A.
3

2
33
B.
2
D.3 C.3
11333
解析:选B
S

ABC

ab
sin
C
=×2×3×=.
2222
3
3.已知△
ABC
的面积为,且
b
=2,
c
=3,则
A
的大小为( )
2
A.60°或120°
C.120°
B.60°
D.30°或150°
- 32 -


1
解析:选A 由
S

ABC

bc
sin
A

2
31
=×2×3×sin
A

22
所以sin
A

3

2

A
=60°或120°,故选A.
4.等腰△
ABC
中,顶角
A
=30°,腰长
AB
=1,则底边
BC
=________.
解析:易知∠
B
=∠
C
=75°,
BC
1
由正弦定理知:=,
sin 30°sin 75°
?
BC

答案:
6-2
.
2
6-2

2


三角形面积的计算

[典例] 已知△
ABC
中,
B
=30°,
AB
= 23,
AC
=2,求△
ABC
的面积.
[解] 由正弦定理,得sin
C


AB
>
AC

?
C
=60°或
C
=120°.
1

C
=60°时,
A
=90°,
S

ABC

AB
·
AC
=23;
2
1

C
=120 °时,
A
=30°,
S

ABC

AB
·
AC
sin
A
=3.
2
故△
ABC
的面积为23或3.





(1)求三角形面积时,应先根据题目给出的已知条件选择最简便、最快捷的计算方法,
- 33 -
AB
sin
B
23sin 30°3
==.
AC
22


这样不仅能减少一些不必要的计算,还能使计算结果更加接近真实值.
111
(2)事实上,在众多公式中,最常用的公式是
S

ABC< br>=
ab
sin
C

bc
sin
A

ac
sin
B

222
即给出三角 形的两边和夹角(其中某边或角需求解)求三角形面积,反过来,给出三角形的面
积利用上述公式也可求 得相应的边或角,应熟练应用此公式.

[活学活用]

ABC
中,若
a

b

c
的对角分别为
A

B

C
,且2
A

B

C

a
=3,△
ABC
的面积
S

AB C

3
,求边
b
的长和
B
的大小.
2< br>解:≧
A

B

C
=180°,又2
A
B

C
,?
A
=60°.
133

S

ABC

bc
sin
A
=,sin
A
=,
222
?
bc
=2.①
1
2222
又由余弦定理 得3=
b

c
-2
bc
cos
A

b

c
-2×2×,
2

b

c
=5.②
解①②可得
b
=1或2.
由正弦定理知=,?sin
B

sin
A
sin
B
1

b
=1时,sin
B
=,
B
=30°;
2

b
=2时,sin
B
=1,
B
=90°.
三角恒等式证明问题
22
abb
sin
Ab
=.
a
2

[典例] 在△
ABC
中,求证:
证明:[法一 化角为边]
a

c
cos
B
sin
B
=.
b

c
cos
A
sin
A
c
?
a
2

c
2

b
2
?
a

2
ac
a
2

c
2

b
2
2
b
左边==·
2

222
c?
b

c

a
?2
ab

c
2

a
2
b

2
bc
b
2
R
sin
B
sin
B
====右边,
a
2
R
sin
A
sin
A
其中
R
为△
ABC
外接圆的半径.
?
a

c
cos
B
sin
B
=.
b

c
cos
A
sin
A
- 34 -


[法二 化边为角]
sin
A
-sin
C
cos
B
sin?
B

C
?-sin
C
cos
B
左边==
sin
B
-sin
C
cos
A
sin?
A

C
?-sin
C
cos
A
sin
B
cos
C
sin
B
===右边(cos
C
≠0),
sin
A
cos
C
sin
A
?


1.三角恒等式证明的三个基本原则:
(1)统一边角关系.
(2)由繁推简.
(3)目标明确,等价转化.
2.三角恒等式证明的基本方法
(1)把角的关系通过正、余弦定理转化为边的关系,然后进行化简、变形.
(2)把边的关 系转化为角的关系,一般是通过正弦定理,然后利用三角函数公式进行恒
等变形.
[活学活用]
a

c
cos
B
sin
B
=.
b

c
cos
A
sin A
a
2

b
2
sin?
A

B
?
在△
ABC
中,求证:
2
=.
c
sin
C
sin
A
cos
B
-cos
A
sin
B
证明:右边=
sin
C
sin
A
sin
B
=·cos
B
-·cos
A

sin
C
sin
C
aa
2

c
2

b
2
bb2

c
2

a
2
=·-·
c
2
acc
2
bc
a
2

c
2

b
2
b
2

c
2

a
2
=-
22
2
c
2
c
a
2
b
2

2

c
=左边,
a
2

b
2
sin?
A

B
?
所以
2
=.
c
sin
C
与三角形有关的

综合问题

题点一:与三角形面积有关的综合问题
- 35 -


1.在△
ABC
中,角
A

B

C
的对边 分别为
a

b

c
.已知3cos(
B

C
)-1=6cos
B
cos
C
.
(1)求cos
A

(2)若
a
=3,△
AB C
的面积为22,求
b

c
.
解:(1)由3cos(
B

C
)-1=6cos
B
cos
C

得3(cos
B
cos
C
-sin
B
sin
C
)=-1,
1
即cos(
B

C
)=-,
3
1
从而cos
A
=-cos(
B

C
)=.
3
122
(2)由于0<
A
<π,cos
A
=,所以sin
A
=.
33
1

S

ABC
=22,即
bc
sin
A
=22,解得
bc
=6.
2
由余弦定理
a
b

c
-2
bc
cos
A
,得
b

c
=13,
?
?
b c
=6,
解方程组
?
22
?
b

c
=13,
?
22222

?
?
b
=2,

?
?
c
=3
?

?
?
b
=3,

?
?
c
=2.
?


题点二:三角形中的范围问题
2.在△
ABC
中,
B
=3
A
,求的取值范围.
解:由正弦定理,得
b
a
b
sin
B
sin 3
A
sin?
A
+2
A
?
===
a
sin
A
sin
A
sin
A
sin
A
cos 2
A
+cos
A
sin 2
A

sin
A
=cos 2
A
+2cos
A
=4cos
A
-1.

A

B

C
=π,
B
=3
A
, ?
A

B
=4
A
<π,
?0<
A
<
π2
,?A
<1,
42
2
22
?1<4cos
A
-1<3,?∈(1,3).
故的取值范围为(1,3).
题点三:三角形中的最值问题
3.在△
AB C
中,角
A

B

C
所对的边分别为
a< br>,
b

c
,设
S
为△
ABC
的面积 ,满足
S

(
a

b

c
).
(1)求角
C
的大小;
- 36 -
222
b
a
b
a
3
4


(2)求sin
A
+sin
B
的最大值.
解:(1)由题意可知
13
ab
sin
C
=×2
ab
cos
C
.
24
所以tan
C
=3.
π
因为0<
C
<π,所以
C
=.
3
π
??
(2)由(1)知sin
A
+sin
B
=sin
A
+sin
?
π-
A

?

3
??
?

?
=sin
A
+sin
?

A
?

?
3
?
=sin
A

31
cos
A
+sin
A

22

??
π
??
=3sin
?
A

?
≤3
?
0<< br>A
<
?
.
63
????

A
=< br>π
时,即△
ABC
为等边三角形时取等号,
3
所以sin
A
+sin
B
的最大值为3.
题点四:多边形面积问题
4.已知圆内接四边形
ABCD
的边长
AB
=2,
BC
= 6,
CD

DA
=4,求四边形
ABCD
的面积
S
.
11
解:如图,连接
BD
,则
S

S

ABD

S

CBD

AB
·
AD
sin
A

BC
·
CD
sin
C
.
22

A

C
=180°,?sin
A
=sin
C

1
?
S
=sin < br>A
(
AB
·
AD

BC
·
CD)=16sin
A
.
2
在△
ABD
中,由余弦定理得
BD
2

AB
2

AD
2
-2
AB
·
AD
cos
A
=20-16cos
A

在△
CDB
中,由余弦定理得
BD
2

CD2

BC
2
-2
CD
·
BC
cos
C
=52-48cos
C

?20-16cos
A
=52-48cos
C
.
1
又cos
C
=-cos
A
,?cos
A
=-,?
A
=120°,
2
?
S
=16sin
A
=83.

- 37 -




(1)解决此类问题的关键是根据题意画出图形, 将图形中的已知条件与未知量之间的关
系转化为三角形中的边与角的关系,求解三角形使问题获解. < br>(2)三角形问题中,常涉及求边、求角及求面积等几个问题,用正、余弦定理作为解题
的工具进 行转化求解.在涉及变量取值范围或最值问题时,常常用到函数等数学相关知识.
(3)解三角形时, 角的取值范围至关重要.角的取值范围往往隐含在题目中,不深入挖
掘很容易出错.

层级一 学业水平达标
1.在△
ABC
中,
A
=60°,
AB
=1,
AC
=2,则
S

ABC< br>的值为( )
1
A.
2
C.3
B.
3

2
D.23
13
解析:选B
S

ABC

AB
·
AC
·sin
A
=.
22
2.如果等腰三角形的周长是底边长的5倍,则它的顶角的余弦值为( )
7
A.-
8
8
C.-
7
7
B.
8
8
D.
7
解析:选B 设等腰三角形的底边长为
a
,顶角为
θ
,则腰长为2
a
,由余弦定理得,cos
4
a
+4
a

a
7
θ
==. < br>2
8
a
8
1
222
3.在△
ABC
中,已知面积
S
=(
a

b

c
),则角
C
的大小为( )
4
A.135°
C.60°
B.45°
D.120°
222
1
2
1
22
解析:选B ≧
S
=(
a

b

c
)=
ab
sin
C
,由余弦定理得:sin
C
=cos
C
,?tan
C
42
=1.又0°<
C
<180°,
?
C
=45°.
1sin
C
15
4.在△
ABC
中,若cos
B
=,=2,且
S

ABC
=,则
b
=( )
4sin
A
4
A.4 B.3
- 38 -


C.2 D.1
1
222222
解析:选C 依题意得 ,
c
=2
a

b

a

c
-2
ac
cos
B

a
+(2
a
)- 2×
a
×2
a
×=4
a

4
所以
b

c
=2
a
.因为
B
∈(0,π),所以sin
B
=1-cos
B

×
b
×
1515=,所以
b
=2,选C.
44
2
1511
b
,又
S

ABC

ac
sin
B
=×< br>4222
5.三角形的一边长为14,这条边所对的角为60°,另两边之比为8∶5,则这个三 角形
的面积为( )
A.403
C.402
B.203
D.202
解析:选A 设另两边长为8
x,
5
x

64
x
+25
x
-14
则cos 60°=,解得
x
=2或
x
=-2(舍去).
2
80
x
故两边长分别为16与10,
1
所以三角形的面积是×16×10×sin 60°=403.
2
16.在△
ABC
中,
a
=32,
b
=23,cos
C
=,则△
ABC
的面积为________.
3
122
解析:≧cos
C
=,0<
C
<π,?sin
C
=,
331122
?
S

ABC

ab
sin
C
=×32×23×=43.
223
答案:43
7.如图,在△
ABC
中,已知
B
=45°,
D

BC
边 上一点,
AD
=5,
222
AC
=7,
DC
=3, 则
AB
=________.
解析:在△
ADC
中,
A C
2

DC
2

AD
2
7
2+3
2
-5
2
11
cos
C
===.
AC
·
DC
2×7×314
又0°<
C
< 180°,?sin
C

53
.
14
在△
ABC
中,=,
sin
B
sin
C
?
AB

答案:
sin
C
5356
·
AC
=×2×7=.
sin
B
142
56

2
- 39 -
ACAB


1
8.△
ABC
的两边长分别为 2,3,其夹角的余弦值为,则其外接圆的半径为________.
3
1
解析:不妨设
b
=2,
c
=3,cos
A
=,
3

a

b

c
-2
bc
·cos
A
=9,?
a
=3.
22
2
又≧sin
A
= 1-cos
A
=,
3
?外接圆半径为
R
==
2sin
A
222a
3

22
3

92
.
8
答案:
92

8
2222
9.在△
ABC
中,求证:
b
cos 2
A

a
cos 2
B

b

a
.
证明:左边=
b
(1-2sin
A
)-
a
(1-2sin
B
)=
b

a
-2(
b
sin
A

a
s in
B
),
由正弦定理=,得
b
sin
A

a
sin
B

sin
A
sin
B
?
b
sin
A

a
sin
B
=0,?左边=
b

a
=右边,
?
b
cos 2
A

a
cos 2
B

b

a
.
10.如图所示,在梯形
ABCD
中,
AD

BC

AB
=5,
AC
=9,∠
BCA
=30°,∠
ADB
=45°,求
BD
的长.
解:在△
ABC
中,
AB
=5,
AC=9,∠
BCA
=30°,由正弦定理,得
2222
222222
2222222222
ab
AB
sin∠
BCA
=,
s in∠
ABC
AC
?sin∠
ABC

AC
·si n∠
BCA
9×sin 30°9
==.
AB
510
≧< br>AD

BC
,?∠
BAD
=180°-∠
ABC
于是sin∠
BAD
=sin∠
ABC

9
.
10
9
,∠
ADB
=45°,
10
在△
ABD
中,
AB
=5,sin∠
BAD

由正弦定理,得= ,
sin∠
ADB
sin∠
BAD
解得
BD
=< br>9292
,故
BD
的长为.
22
层级二 应试能力达标 < br>1.△
ABC
的周长为20,面积为103,
A
=60°,则
BC
的边长等于( )
A.5 B.6 C.7 D.8
ABBD
- 40 -


解析:选C 如图,由题意得
?
?
a

b

c
=20,
?
12
bc
sin 60°=103,

?
?
a
2

b
2

c
2
-2
bc
cos 60°,


bc
=40,
a
2

b< br>2

c
2

bc
=(
b

c
)
2
-3
bc
=(20-
a
)
2
-3×40,
?
a
=7.
2.在△
ABC
中,已知< br>b
2

bc
-2
c
2
=0,且
a< br>=6,cos
A

7
8
,则△
ABC
的面积等于(
A.
15
2
B.15 C.2 D.3
解析:选A 因为
b
2

bc
-2
c
2
=0,
所以(
b
-2
c
)(
b

c
)=0,所 以
b
=2
c
.

a
2

b2

c
2
-2
bc
cos
A
,解得
c
=2,
b
=4,
因为cos
A

7
8
,所以sin
A

15
8

所以
S
111515
ABC

2
bc
sin
A

2
×4×2×
8

2
.
3 .在△
ABC
中,若
b
=2,
A
=120°,其面积
S
=3,则△
ABC
外接圆的半径为(
A.3 B.2 C.23 D.4
解析:选B ≧
S

1
2
bc
sin
A
,?3=
1
2
×2
c
sin 120°, ?
c
=2,?
a

b
2

c
2
-2
bc
cos
A

= 4+4-2×2×2×
?
?
1
?

2
?
?
?
=23,
设△
ABC
外接圆的半径为
R
,?2
R

a
23
sin
A

3
=4,
2
?
R
=2.
4.在△
ABC
中,sin A

3
4

a
=10,则边长
c
的取 值范围是( )
A.
?
?
15
?
2
,+≦?
?
?
B.(10,+≦)
C.(0,10) D .
?
?
40
?
0,
3
?
?
?
- 41 -
)
)



ca
40
解析:选D ≧==,
sin
C
sin
A
3
4040
?
c
=sin
C
.?0<
c
≤.
33
5.已知△
ABC
的面积
S
=3,
A

π
,则
AB
―→·
AC
―→=________.
3
1
解析:
S

ABC
=·|
AB
―→|·|
AC
―→|·sin
A

2
13
即3=·|
AB
―→|·|
AC
―→|·,
22
所以|
AB
―→|·|
AC
―→|=4,
于 是
AB
―→·
AC
―→=|
AB
―→|·|
AC< br>―→|·cos
A

1
=4×=2.
2
答案:2
ba
tan
C
6.在锐角三角形
ABC
中,角
A

B

C
的对边分别是
a

b

c
,若+=6cos
C
,则
ab
tan
A

tan
C
=________.
tan
B
解析:≧+=6cos
C

ba
ab
a2

b
2
a
2

b
2
c
2
?=6×,
ab
2
ab
?2
a
+2
b
-2
c

c

tan
C
tan
C
sin
C
cos
A
sin
C
cos
B
又+=+
tan
A
tan
B
sin
A
cos
C
sin
B
cos
C
sin
C
?sin
B
cos
A
+cos
B
sin
A
?

sin
A
sin
B
cos
C
sin
C
sin?
B

A
?sin
C
==
sin
A
sin
B
cos
C
sin
A
sin
B
cos
C
2
c
2
2
c
==
2

ab
cos
Ca

b
2

c
2
a
2

b
2

c
2
ab
2
ab
2
2222
c
2
=4.
答案:4
7.在△
ABC
中,
a

b

c
分别为 角
A

B

C
所对边的长,且==.
cos
A
2cos
B
3cos
C
(1)求角
A
的大小;
abc
- 42 -


(2)若△
ABC
的面积为3,求
a
的值.
解:(1)因为
abc
cos
A

2cos
B

3cos
C

所以
sin
A
cos
A

sin
B
sin
C
2cos
B

3cos
C

则tan
A

tan
B
2

tan
C
3

即tan
B
=2tan
A
,tan
C
=3tan
A
.
又在△
ABC
中,tan
A
=-tan(
B

C
)=-
tan
B
+tan
C
1-tan
B
tan
C

所以tan
A
=-
2tan
A
+3tan
A
1-6tan
2
A

得tan
2
A
=1,故tan
A
=±1,
当tan
A
=-1时,tan
B
=-2,

A

B
均为钝角,与
A

B

C
=π矛盾,
故取tan
A
=1,则
A

π
4
.
(2)由tan
A
=1,可得tan
B
=2,tan
C
=3,
则sin
B

2
5
,sin
C

3
10
.
在△
ABC
中,由正弦定理,得
b

a
sin
B
sin
A

210
5
a

所以
S
11
2
ab
sin
C

2
a
×
210
5
a
×
3
10
=< br>3
5
a
2

ABC
==3,解得
a
=5.

8.如图,在△
ABC
中,已知
B

π
3

AC
=43,
D

BC
边上一点.< br>(1)若
AD
=2,
S

DAC
=23,求
DC
的长;
(2)若
AB

AD
,试求△
ADC
的周长的最大值.
解:(1)≧
S

DAC
=23, < br>?
1
2
·
AD
·
AC
·sin∠
D AC
=23,
?sin∠
DAC

1
2
. ≧∠
DAC
<∠
BAC
<π-
π2π
3
3

- 43 -


?∠
DAC

π
.
6
在△
ADC
中,由余弦定理得
DC
2

AD
2

AC
2
-2
AD
·
AC
cos ,
?
DC
=4+48-2×2×43×
?
DC
=27.
(2)≧
AB

AD

B

π

3
2
π
6
3
=28,
2
?△
ABD
为正三角形.
在△
ADC
中,根据正弦定理,可得
43
DC
=,
sin
C
2ππ
??
sin
sin
?

C
?
3
?
3
?

AD
?
π
?
?
AD
=8sin
C

DC
=8sin
?

C
?

?
3
?
?△
ADC
的周长为
π
?
3
??
AD

DC

AC
=8sin
C
+8sin
?

C
?
+43
?
=8
?
sin
C

?
?
31
?
cos
C
-sin
C
?
+43
22
?
3
?
1
?
=8
?
sin
C
+cos
C
?
+43
2
?
2
?
=8sin
?
C

≧∠
ADC

?< br>?
π
?
+43,
3
?
?
2ππππ2π< br>,?0<
C
<,?<
C
+<,
33333
πππ< br>?当
C
+=,即
C
=时,△
ADC
的周长取得最大值 ,且最大值为8+43.
326

(时间120分钟 满分150分)
一 、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,
只有一项是符合题 目要求的)
1.在△
ABC
中,
a

k

b
=3
k
(
k
>0),
A
=45°,则满足条件 的三角形有( )
A.0个
C.2个

B.1个
D.无数个
- 44 -


解析:选A 由正弦定理得
?sin
B

形.
=,
sin
A
sin
B
ab
b
sin
A
6
=>1,即sin
B
>1,这是不成立的.所以没有满足此 条件的三角
a
2
2.在△
ABC
中,sin
A
=sin
C
,则△
ABC
是( )
A.直角三角形
C.锐角三角形
B.等腰三角形
D.钝角三角形
解析:选B ≧sin
A
=sin
C

A

C
是三角形内角,
?
A

C

A

C
=π(舍去).
?△
ABC
是等腰三角形.
3.在△
ABC
中,
A

π3π
A.或
44
π
C.
4
π

BC
=3,
AB
=6,则
C
=( )
3
B.
D.


4
π

6
BCAB
2
解析:选C 由=,得sin
C
=.
sin
A
sin
C
2
π

BC
=3,
AB
=6,?
A
>
C
,则
C
为锐 角,故
C
=.
4
4.在△
ABC
中,
a
=15,
b
=20,
A
=30°,则cos
B
=( )
A.±
5

3
5

3
2
B.
3
D.
5

3
C.-
ab
15202
解析:选A 因为=,所以=,解得sin
B
=.因为
b
>
a
,所
sin
A
sin
B
sin 30°sin
B
3
B
>
A
,故
B
有两解,所以cos
B
=±
5
.
3
5.在△
ABC
中,已知 (
b

c
)∶(
c

a
)∶(
a

b
)=4∶5∶6,则sin
A
∶sin
B
∶sin
C

于( )
A.6∶5∶4
C.3∶5∶7
B.7∶5∶3
D.4∶5∶6
解析:选B ≧(
b

c
)∶(
c

a
)∶(
a

b
)=4∶5∶6,
?
b

cc

aa

b
4

5

6
.令
b

cc

aa

b
4

5< br>=
6

k
(
k
>0),
- 45 -


?

?
c

a
=5
k
?
?
a

b
=6
k

?< br>b

c
=4
k


?
?
5
解得
?
b

k

2
3
?
c

?
2
k
.
a

k

7
2

2

?sin
A
∶sin
B
∶sin
C

a

b

c
=7∶5∶3.
6.在△
ABC
中,
a

b

c
分别为
A

B

C
的对边,如果2
b

a

c

B
=30°,△
ABC

3面积为,那么
b
等于( )
2
1+3
A.
2
2+2
C.
2
B.1+3
D.23
1
解析:选B ≧
S

ABC

ac
sin
B
,?
ac
=6.
2
又≧
b

a

c
-2
ac
cos
B

=(
a

c
)-2
ac
-2
ac
·cos 30°=4
b
-12-63,
?
b
=4+23,?
b
=1+3.
7.已知△
ABC
中,sin
A
∶sin
B
∶sin
C

k
∶(
k
+1)∶2< br>k
,则
k
的取值范围是( )
A.(2,+≦) B.(-≦,0)
2
2
222
?
1
?
C.
?
-,0
?

?
2
?
?
1
?
D.
?
,+≦
?

?
2
?
?
a< br>+
b
>
c

?
?
?
a
+< br>c
>
b

解析:选D 由正弦定理得:
a

mk

b

m
(
k
+1),
c
= 2
mk
,(
m
>0),≧
?
?
m
?2k
+1?>2
mk

?
?
?
?
3mk
>
m
?
k
+1?,



1
?
k
>.
2
c

b
2
A
8.在△
ABC
中,角
A

B

C< br>的对边分别为
a

b

c
,且sin=,则△
ABC
的形状为
22
c
( )
A.等边三角形
C.等腰三角形
B.直角三角形
D.等腰直角三角形
1-cos
A
1
b
解析:选B 由已知可得=-,
222
c
即cos
A
=,
b

c
cos
A
.
b
c
- 46 -


b
2

c< br>2

a
2
法一:由余弦定理得cos
A
=, 2
bc
b
2

c
2

a
2< br>则
b

c
·,
2
bc
所以
c
a

b
,由此知△
ABC
为直角三角形.
法二:由正弦定理,得
sin
B
=sin
C
cos
A
.在△
ABC
中,sin
B
=sin(
A

C
),
从而有sin
A
cos
C
+cos
A
sin
C
=sin
C
cos
A

即sin
A
cos
C
=0.在△
ABC
中,sin
A
≠0,
π
所以cos
C
=0.由此得
C
=,故△
ABC
为直角三角形.
2
9.已知圆的半径为4,
a

b

c
为该圆的 内接三角形的三边,若
abc
=162,则三角形
的面积为( )
A.22
C.2
B.82
D.
2

2
222
解析:选C ≧===2
R
=8,
sin
A
sin
B
sin
C
abc
c
1
abc
162
?sin
C
=,?
S

ABC

ab
sin
C
===2.
821616
10.在△
ABC
中,三边长 分别为
a
-2,
a

a
+2,最大角的正弦值为
的 面积为( )
15
A.
4
213
C.
4
B.
D.
153

4
353

4
3
,则这个三角形
2
解析:选B ≧三边不等,?最大角大于60 °.设最大角为
α
,故
α
所对的边长为
a
+2,
≧ sin
α

3
2222
,?
α
=120°.由余 弦定理得(
a
+2)=(
a
-2)+
a

a
(
a
-2),即
a
=5
a
,故
2
12
153
.
4
a
=5,故三边长为3,5,7,
S< br>△
ABC
=×3×5×sin 120°=
11.如图,海平面上的甲船位于中 心
O
的南偏西30°,与
O
相距15海里的
C
处.现甲船以35海里小时的速度沿直线
CB
去营救位于中心
O
正东方向25海里 的
B
处的乙船,则甲
船到达
B
处需要的时间为( )
- 47 -



1
A.小时
2
3
C.小时
2
B.1小时
D.2小时
22222
解析:选B 在△
OBC
中,由余弦定理,得
CB

CO

OB
-2
CO
·
OB
cos 120°=15+25
+15×25=35,因此
CB
=35,


12.如图,在△
ABC
中,
D
是边
AC
上的点, 且
AB

AD,
2
AB
=3
BD

2
35
=1(小时),因此甲船到达
B
处需要的时间为1小时.
35
BC
=2
BD
,则sin
C
的值为( )
A.
3

3
6

3
B.
3

6
6

6
3
a
.
2
C. D.
解析:选D 设
BD

a
,则BC
=2
a

AB

AD

在△ABD
中,由余弦定理,得
AB
2

AD
2

BD
2
cos
A
==
2
AB
·
AD
?
3
?2
?
3
?
22
?
a
?

?< br>a
?

a
1
?
2
??
2
?
33

a
·
a
22
22
.
3
=.
3
又≧
A
为△
ABC
的内角,?sin
A

在△
ABC
中,由正弦定理得,=.
sin
A
sin
C
3
a
2
AB
226
?sin
C
=·sin
A
=·=.
BC
2
a
3 6
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中的横线上)
13.在△
ABC
中,
B
=30°,
C
=120°,则a

b

c
=________.
解析:
A
=180°-
B

C
=30°,由正弦定理得
a

b

c
=sin
A
∶sin
B
∶sin
C


a

b

c
=sin 30°∶sin 30°∶sin 120°
- 48 -
BCAB


=1∶1∶3.
答案:1∶1∶3
14.已知△
ABC
中,3
a
-2
ab
+3
b
-3c
=0,则cos
C
的值为________.
2
2222 22
解析:由3
a
-2
ab
+3
b
-3
c
=0,得
c

a

b

ab
.
3
222
a
2

b
2

c
2
根据余弦定理,cos
C

2
ab
a
2< br>+
b
2

a
2

b
2
+< br>ab

2
ab
2
3
1
=,
3
1
所以cos
C
=.
3
1
答案:
3
35
15.在△
ABC
中,已知cos
A
=,cos
B
=,
b
=3,则
c
=________.
513
3
解析:在△
ABC
中,≧cos
A
=>0,
5
4
?sin
A
=.
5
≧cos
B

512
>0,?sin
B
=.
1313
?sin
C
=sin [π-(
A

B
)]=sin(
A

B
)
4531256
=sin
A
cos
B
+cos
A
sin
B
=×+×=.
51351365
由正弦定理知=,
sin
B
sin
C
56
65
14
b
sin
C
?
c
===.
sin
B
125
13

答案:
14

5
bc
16.太湖中有一小岛,沿太湖有一条正南方向的公路,一辆汽车测得小岛在公路的南偏
西15°的方向上,汽车行驶1 km后,又测得小岛在南偏西75°的方向上,则小岛到公路的
距离是________km.
解析:如图,∠
CAB
=15°,

CBA
=180°-75°=105°,
- 49 -



ACB
=180°-105°-15°=60°,
AB
=1(km).
由正弦定理得=,
sin∠
CAB
sin∠
ACB
?
BC

16-2
·sin 15°=(km).
sin 60°
23
BCAB

C
到 直线
AB
的距离为
d


d

BC
·sin 75°=
3

6
6-2
23
×
6+23
=(km).
46答案:
三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(10分)在△
ABC
中,
a
=3,
b
=26,
B
=2
A
.
(1)求cos
A
的值;
(2)求
c
的值.
326
解:(1) 因为
a
=3,
b
=26,
B
=2
A
,所以 在△
ABC
中,由正弦定理得=.
sin
A
sin 2
A
所以
2sin
A
cos
A
266
=.故cos
A
=.
sin
A
33
6

3
2
(2)由(1)知cos
A

所以sin
A
=1-cos
A

又 因为
B
=2
A

3
.
3
1
2
所以cos
B
=2cos
A
-1=.
3
所以sin
B
=1-cos
B

2
22
.
3
在△
ABC
中,sin
C
=sin(
A

B
)
=sin
A
cos
B
+cos
A
sin
B

所以
c

53
.
9
a
sin
C
=5.
sin
A
18 .(12分)如图,观测站
C
在目标
A
的南偏西20°方向,经过
A
处有一条南偏东40°走向的公路,在
C
处观测到与
C
相距31 km的
B
- 50 -


处有一人正沿此公路向
A
处行走,走20 km到达
D
处,此时测得
C

D
相距21 km,求
D

A
之间的距离.
解:由已知,得
CD
=21 km,
BC
=31 km,
BD
=20 km,
CD
2

BD
2
BC
2
1
在△
BCD
中,由余弦定理,得cos∠< br>BDC
==-.
2
CD
·
BD
7
143< br>设∠
ADC

α
,则cos
α
=,sin
α
=,
77
在△
ACD
中,由正弦定理得,=,
sin∠
ACD
sin∠
CAD
ADCD
AD
21
得=,
sin?60°+
α
?sin 60°
所以
AD

42
3
sin(60°+
α
)=
42
?
31
?
?
cos
α
+sin
α
?

2
?
3
?
2
=15(km),
即所求
D

A
之间的距离为15 km.
19.(12分 )在△
ABC
中,角
A

B

C
的对边分 别为
a

b

c

B

(1)求 sin
C
的值;
(2)求△
ABC
的面积
S
.
2π4
解:(1)≧
A

B

C
为△ABC
的内角,且
B
=,sin
A
=,
35
π3
?
C
=-
A
,cos
A
=,
35
3133-4
?
π
?
?sin
C
=sin
?

A
?
=cos
A
-sin
A
=.
210
?
3
?
2
(2)由(1)知sin
C

又≧
B

33-4

10
2π4
,sin
A
=,
b
=23.
35


b
=23,
3
?在△
ABC
中,由正弦定理得
a

b
sin
A
16
=,
sin
B
5
111633-472 -323
?
S

ab
sin
C
=××23×=.
2251025
20.(12分)已知
A

B

C
为△
ABC
的三个内角,其所对的边分别为
a

b

c
,且2cos+
2
cos
A
=0.

2
A
- 51 -


(1)求角
A
的值;
(2)若
a
=23,
b
=2,求
c
的值.
解:(1)≧cos
A
=2cos-1,
2
?2cos=cos
A
+1.
2
又2cos+cos
A
=0,
2
?2cos
A
+1=0,
1
?cos
A
=-,
2
?
A
=120°.
(2)由余弦定 理知
a

b

c
-2
bc
cos
A

1

a
=23,
b
=2,cos
A
=-,
2
222
2
2
2
A
A
A
?
1
?
222
?(23)=2+
c
-2 ×2×
c
×
?

?

?
2
?< br>化简,得
c
+2
c
-8=0,解得
c
=2或
c
=-4(舍去).
21.(12分)如图,某海轮以60海里小时的速度航行,在
A
点测得
海面上油井
P
在南偏东60°,向北航行40分钟后到达
B
点,测得油井
2
P
在南偏东30°,海轮改为北偏东60°的航向再行驶80 分钟到达
C
点,求
P

C
间的距离.
解:由题意 知
AB
=40,∠
A
=120°,∠
ABP
=30°,
所以∠
APB
=30°,所以
AP
=40,
所以
BP

AB

AP
-2
AP
·
AB
·cos 120°
222
?
1
?
222
=40+40 -2×40×40×
?

?
=40×3,
?
2
?
所以
BP
=403.
4
又∠
PBC
=90°,
BC
=60×=80,
3
所以
PC

BP

BC
=(403)+80=1 1 200,
所以
PC
=407海里.
22.(12分)在△
A BC
中,
a

b

c
分别为内角
A

B

C
所对的边,且满足sin
A
+3cos
22222
A
=2.
(1)求角
A
的大小;
- 52 -


π
(2)现给出三个条件:①
a
=2;②B
=;③
c
=3
b
.试从中选出两个可以确定△
ABC

4
条件,写出你的方案并以此为依据求△
ABC
的面积.(写出一 种方案即可)
解:(1)依题意得2sin
?
A

?
?< br>π
??
π
?
=2,即sin
?
A

?
=1,
?
3
?
3
??
ππ4ππππ
≧0<
A
<π,?<
A
+<,?
A
+=,?
A=.
333326
(2)参考方案:选择①②.
aba
sin
B
由正弦定理=,得
b
==22.
sin
A
sin
B
sin
A

A

B

C
=π,
?sin
C
=sin(
A

B
)=sin
A
cos
B
+cos
A
sin
B

2+6

4
112+6
?
S

ABC

ab
sin
C
=×2×22×=3+1.
224



数列的概念与简单表示法

第一课时 数列的概念与简单表示法

预习课本P28~29,思考并完成以下问题
(1)什么是数列?什么叫数列的通项公式?


(2)数列的项与项数一样吗?


(3)数列与函数有什么关系,数列通项公式与函数解析式有什么联系?


- 53 -



[新知初探]

1.数列的概念
(1)定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列.
(2)项:数 列中的每一个数叫做这个数列的项.
a
1
称为数列{
a
n
} 的第1项(或称为首项),
a
2
称为第2项,…,
a
n
称为 第
n
项.
(3)数列的表示:数列的一般形式可以写成
a
1

a
2

a
3
,…,
a
n
,… ,简记为{
a
n
}.
[点睛] (1)数列中的数是按一定顺序排列的.因 此,如果组成两个数列的数相同而排
列顺序不同,那么它们就是不同的数列.例如,数列4,5,6,7 ,8,9,10与数列10,9,8,7,6,5,4
是不同的数列.
(2)在数列的定义中 ,并没有规定数列中的数必须不同,因此,同一个数在数列中可以
重复出现.例如:1,-1,1,-1 ,1,…;2,2,2,….
2.数列的分类
分类标准

按项的个

名称

有穷数列
无穷数列
递增数列
按项的变
化趋势
递减数列

常数列

摆动数列

3.数列的通项公式
如果数列{
a
n
}的第
n
项与序号
n
之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做< br>这个数列的通项公式.
[点睛] (1)数列的通项公式实际上是一个以正整数集N或它的有限子集{1,2,3,…,
*
含义
项数有限的数列
项数无限的数列
从第2项起,每一项都大于它的前一项的数列
从第2项起,每一项都小于它的前一项的数列
各项相等的数列
从第2项起,有些项大于它的前一项,有些项小于它
的前一项的数列
n
}为定义域的函数解析式.
(2)同所有的函数关系不一定都有解析式一样,并不是所有的数列都有通项公式.
[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)数列1,1,1,…是无穷数列( )
(2)数列1,2,3,4和数列1,2,4,3是同一个数列( )
(3)有些数列没有通项公式( )
解析:(1)正确.每项都为1的常数列,有无穷多项.
(2)错误,虽然都是由1,2,3 ,4四个数构成的数列,但是两个数列中后两个数顺序不同,
- 54 -


不是同一个数列.
(3)正确,某些数列的第
n

a
n

n
之间可以建立一个函数关系式,这个数列就有通项
公式,否 则,不能建立一个函数关系式,这个数列就没有通项公式.
答案:(1)√ (2)× (3)√ < br>11
n
-2
2.在数列-1,0,,,…,
2
,…中,0.0 8是它的( )
98
n
A.第100项
C.第10项
解析:选C ≧
a
n

B.第12项
D.第8项
n
-2
n
-25
2
,令
2
=0.08,解 得
n
=10或
n
=(舍去).
nn
2
?
?
3
n
+1,
n
为奇数,
3.数列的通项公式为
a
n

?
?
2
n
-2,
n
为偶数,
?


a
2
·
a
3
等于( )
A.70
C.20

B.28
D.8
?
?
3
n
+1,
n
为奇数,
解析:选C 由
a
n

?
?
2
n
-2,
n为偶数,
?


a
2
=2,
a
3=10,所以
a
2
·
a
3
=20.
4.若数 列{
a
n
}的通项满足=
n
-2,那么15是这个数列的第____ ____项.
解析:由=
n
-2可知,
a
n

n
-2
n


n
-2
n
=15,得
n
=5或
n
=-3(舍去).
答案:5


数列的概念及分类

[典例] 下列数列中,既是无穷数列又是递增数列的是( )
111
A.1,,
2

3
,…
333
B.sin
π2π3π4π
,sin ,sin ,sin ,…
13131313
2
a
n
n
a
n
n
2
111
C.-1,-,-,-,…
234
D.1,2,3,4,…,30
- 55 -


111
[解析] 数列1,,
2

3
,…是 无穷数列,但它不是递增数列,而是递减数列;数列
333
sin
π2π3π4π
,sin ,sin ,sin ,…是无穷数列,但它既不是递增数列,又不 是递减
13131313
111
数列;数列-1,-,-,-,…是无穷数列,也是递 增数列;数列1,2,3,4,…,30是
234
递增数列,但不是无穷数列.
[答案] C


1.有穷数列与无穷数列的判断
判断给出的数 列是有穷数列还是无穷数列,只需考察数列是有限项还是无限项.若数列
含有限项,则是有穷数列,否则 为无穷数列.
2.数列单调性的判断
判断数列的单调性,则需要从第2项起,观察每一项与 它的前一项的大小关系,若满足
a
n
<
a
n
+1
, 则是递增数列;若满足
a
n
>
a
n
+1
,则是递减 数列;若满足
a
n

a
n
+1
,则是常数列;若< br>a
n

a
n
+1
的大小不确定时,则是摆动数列.
[活学活用]
给出以下数列:
①1,-1,1,-1,…;
②2,4,6,8,…,1 000;
③8,8,8,8,…;
④0.8,0.80.80.8,…,0.8.
其中,有穷数列为________;无穷数 列为________;递增数列为________;递减数列为
________;摆动数列为__ ______;常数列为________.(填序号)
解析:有穷数列为②④;无穷数列为①③;递 增数列为②;递减数列为④;摆动数列为
①;常数列为③.
答案:②④ ①③ ② ④ ① ③
由数列的前几项求通项公式
3153
[典例] (1)数列,,,,…的一个通项公式是________.
52117
(2)根据以下数列的前4项写出数列的一个通项公式.
1111
①,,,,…;
2×43×54×65×7
②-3,7,-15,31,…;
- 56 -
2,3,410


③2,6,2,6,….
3456
[解析] (1)数列可写为:,,,,…,分子满足:3=1+2,4=2+2,5=3+2,6
581114< br>=4+2,…,
分母满足:5=3×1+2,8=3×2+2,11=3×3+2,14=3×4+2,…,
n
+2
故通项公式为
a
n
=.
3
n
+2
n
+2
[答案]
a
n

3
n
+2
(2)解:①均是分式且分子均 为1,分母均是两因数的积,第一个因数是项数加上1,第
二个因数比第一个因数大2,
?
a
n

1
.
?
n
+1??< br>n
+3?
n
②正负相间,且负号在奇数项,故可用(-1)来表示符号,各项的 绝对值恰是2的整数
次幂减1,
?
a
n
=(-1)(2
nn
+1
-1).
2+6
n
③为摆动数列,一般求两数的平均数=4,而2=4-2,6=4+2,中间符号用 (-1)
2
来表示.
a
n
=4+(-1)
n
·2 或
a
n

?

?
?
2,
n
是奇数,
?
?
6,
n
是偶数.



由数列的前几项求通项公式的解题策略
(1)分式形式的数列,分子、分母分别求通项,较复杂的还要考虑分子、分母的关系.
(2 )若
n

n
+1项正负交错,那么符号用(-1)或(-1)
(3) 熟悉一些常见数列的通项公式.
(4)对于复杂数列的通项公式,其项与序号之间的关系不容易发现, 要将数列各项的结
构形式加以变形,将数列的各项分解成若干个常见数列对应项的“和”“差”“积”“ 商”后
再进行归纳.
[活学活用]
写出下列数列的一个通项公式:
(1)0,3,8,15,24,…;
(2)1,-3,5,-7,9,…;
nn
+1
或(-1)
n
-1
来调控.
- 57 -


1234
(3)1,2,3,4,…;
2345
(4)1,11,111,1 111,….
解:(1)观察数列中的数, 可以看到0=1-1,3=4-1,8=9-1,15=16-1,24=25-
1,…,所以它的一个 通项公式是
a
n

n
-1.
(2)数列各项的绝对值为1 ,3,5,7,9,…,是连续的正奇数,并且数列的奇数项为正,偶
数项为负,所以它的一个通项公式 为
a
n
=(-1)
n
+1
2
(2
n
-1).
(3)此数列的整数部分1,2,3,4,…恰好是序号
n
,分数部分与 序号
n
的关系为
n
n
+1
,故
n
2
+2
n
所求的数列的一个通项公式为
a
n

n
+ =.
n
+1
n
+1
n
1111
(4)原数列的各 项可变为×9,×99,×999,×9 999,…,易知数列9,99,999,9 999,…
9 999
1
nn
的一个通项公式为
a
n
=10-1.所以原数 列的一个通项公式为
a
n
=(10-1).
9
判定数列中项的问题

[典例] 已知数列{
a
n
}的每一项是它的序号的算术平方根加上序号的2倍.
(1)求这个数列的第4项与第25项;
(2)253和153是不是这个数列中的项?如果是,是第几项?
[解] (1)由题设条件,知
a
n

n
+2
n
.
?
a
4
=4+2×4=10,
a
25
=25+2×25= 55.
(2)假设253是这个数列中的项,则253=
n
+2
n
,解得
n
=121.?253是这个数列的第
121项.
1
假设1 53是这个数列中的项,则153=
n
+2
n
,解得
n
=7 2,这与
n
是正整数矛盾,?
4
153不是这个数列中的项.


已知数列{
a
n
}的通项公式,判断某一个数是否是数列{
a
n
}的项,即令通项公式等于该数,
解关于
n
的方程,若解得< br>n
为正整数
k
,则该数为数列{
a
n
}的第
k
项,若关于
n
的方程无解
或有解且为非正整数解则该数不是数列{
a
n
}中的项.
[活学活用]
1212312348
数列1,,,,,,,,,,…,则是该数列的( )
2132143219
- 58 -


A.第127项
C.第129项
B.第128项
D.第130项
11
解析:选B 把该数列的第一项1写成,再将该数列分组,第一组一项:;第二组两
11
121231234
项:,;第三组三项:,,;第四组四项:,,,;…容易发现:每 组中每个分
213214321
8
数的分子、分母之和均为该组序号加1,且每组的分 子从1开始逐一增加,因此应位于第十
9
8
六组中第八位.由1+2+…+15+8= 128,得是该数列的第128项.
9

层级一 学业水平达标
1.有下面四个结论:
①数列可以看作是一个定义在正整数集(或它的有限子集)上的函数;
②数列的项数一定是无限的;
③数列的通项公式的形式是唯一的;
④数列1,3,2,6,3,9,4,12,5,15,…不存在通项公式.
其中正确的是( )
A.① B.①② C.③④ D.②④
解析:选A 结合数列的定义与 函数的概念可知,①正确;有穷数列的项数就是有限的,
因此②错误;数列的通项公式的形式不一定唯一 ,③错误;数列1,3,2,6,3,9,4,12,5,15,…
存在通项公式,④错误.故选A.
2.下列说法正确的是( )
A.数列1,3,5,7与数集{1,3,5,7}是一样的
B.数列1,2,3与数列3,2,1是相同的
?
1
?
C.数列
?
1+
?
是递增数列 < br>?
n
?
?
?-1?
D.数列
?
1+
n
?
n
?
?
是摆动数列
?
解析:选D 数列是有 序的,而数集是无序的,所以A,B不正确;选项C中的数列是递
减数列;选项D中的数列是摆动数列.
3.数列{
a
n
}中,
a
n
=3
n
-1
,则
a
2
等于( )
B.3
D.32
A.2
C.9
解析:选B 因为
a
n=3
n
-1
,所以
a
2
=3
2-1
= 3.
- 59 -


4.数列0,
A.
a
n

C.
a
n

32156
,,,,…的一个通项公式是( )
3253
n
-2

n
n
-1

n
+1
B.
a
n

D.
a
n

1

3
2

4
n
-1

n
n
-2

n
+2
3

5
4
,…,故
a
n

6
解析:选C 已知数列可化为:0,
n
-1
.
n
+1
123
n
5.已知数列,,,…,,则0.96是该数列的( )
234
n
+1
A.第20项
C.第24项
解析:选C 由
B.第22项
D.第26项
n
n
+1
=0.96,解得
n
=24.
6.数列-1,1,-2,2,-3,3,…的一个通项公式为________.
解析:注 意到数列的奇数项与偶数项的特点即可得
a
n

n
+1
-< br>?
?
2

n
=2
k
-1?
k
∈N?,
?
n
?
?
2

n
=2
k
?
k
∈N?.
*
*

*

n< br>+1

?
?
2

n
=2
k
-1?
k
∈N?,
答案:
a

?
n
??
2

n
=2
k
?
k
∈N?
*
n


7.已知数列2,5,22,11,…,则25是该数列的第________项.
解析:≧
a
1
=2,
a
2
=5,
a
3
=8 ,
a
4
=11,
?
a
n
=3
n
-1.
由3
n
-1=25?3
n
-1=20?
n
=7,
?25是该数列的第7项.
答案:7

8.已知数列{
a
n
}的通项公式
a
n
=19-2
n
,则使
an
>0成立的最大正整数
n
的值为________.
解析:由
a
n
=19-2
n
>0,得
n
<

n< br>∈N,?
n
≤9.
答案:9
- 60 -
*
19
.
2


9.观察下面数列的特点,用适当的数 填空,并写出每个数列的一个通项公式:
32751
(1),,,________,,,…;
4312123
(2)
5172637
,________,,,,…;
3152435
1
(3)2,1,________,,…;
2
3965
(4),,________,,….
2416
解:( 1)根据观察:分母的最小公倍数为12,把各项都改写成以12为分母的分数,则序

1 2 3 4 5 6
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
98754
________
1212121212
6
于是应填,而分子恰为10减序号,
12
110-
n
故应填,通项公式为
a
n
=.
212
(2)
54+1
=,
34-1
1716+1
=,
1516-1
2625+1
=,
2425-1
3736+1
=.
3536-1
只要按上面形式把原 数改写,便可发现各项与序号的对应关系:分子为序号加1的平方
与1的和的算术平方根,分母为序号加 1的平方与1的差.故应填
?
n
+1?+1
通项公式为
a
n
=.
2
?
n
+1?-1
221222
(3)因为 2=,1=,=,所以数列缺少部分为,数列的通项公式为
a
n
=.
122 43
n
1111
(4)先将原数列变形为1,2,________,4,…,所以应 填3,数列的通项公式为
24168
2
10

8
a
n

n

n
.
1
2
- 61 -


7
an

b
10.已知数列2,,2,…的通项公式为
a
n
=,求
a
4

a
5
.
4
cn
2
a

b
?
?
c
=2,
7
解:将
a
=2,a
=代入通项公式,得
?
4
4
a

b
7
?
?
2
c

4

12


?
?
b
=3
a

解得
?
?
c
=2
a

?


22
n< br>2
+34+3195+314
?
a
n
=,?
a
4
==,
a
5
==.
2
n
2×482×55
层级二 应试能力达标
1.已知数列{a
n
}的通项公式
a
n

A.
C.
n
n
+1

,则
a
n
·
a
n
+1
·
a
n
+2
等于( )
n
n
+2
B.
n
n
+3
n
+1

n
+2
n
D.
n
+1

n
+3
解析:选B
a
n
·
a
n
+1
·
a
n
+2

n
+1
n
+2
n
··=.故选B.
n
+1
n
+2
n
+ 3
n
+3
2.已知数列{
a
n
}的通项公式
an
=log
(
n
+1)
(
n
+2),则它的前 30项之积是( )
1
A.
5
C.6
B.5
D.
log
2
3+log
31
32

5
lg 3lg 4
解析:选B
a
1
·
a
2
·
a
3
·…·
a
30
=log
23×log
3
4×log
4
5×…×log
31
32= ××…
lg 2lg 3
×
lg 32lg 32
5
==log
2
32=log
2
2=5.
lg 31lg 2
3.图中由火柴棒拼成的一列图形中,第
n
个图形由n
个正方形组成:

通过观察可以发现:第
n
个图形中,火柴棒的根数为( )
A.3
n
-1
C.3
n
+1
B.3
n

D.3(
n
+1)
解析:选C 通过观察,第1个图形中,火柴棒有4根;第2个图形中,火柴棒有4+3
- 62 -

< p>
根;第3个图形中,火柴棒有4+3+3=4+3×2根;第4个图形中,火柴棒有4+3+3+3
=4+3×3根;第5个图形中,火柴棒有4+3+3+3+3=4+3×4根,…,可以发现,从第< br>二项起,每一项与前一项的差都等于3,即
a
2

a
1
=3,
a
3

a
2
=3,
a
4

a
3
=3,
a
5

a
4
=3, …,
a
n

a
n
-1
=3(
n
≥ 2),把上面的式子累加,则可得第
n
个图形中,
a
n
=4+3(< br>n
-1)=3
n
+1(根).
4.已知数列{
a
n
}的通项公式是
a
n

A.递增数列
C.常数列
解析:选A
a
n

数列.
5.如图所示的图案中,白色 正六边形的个数依次构成一个数列的前3项,则这个数列
的一个通项公式为________.
n
-1
,那么这个数列是( )
n
+1
B.递减数列
D.摆动数列
n
-122
=1-,?当
n越大,越小,则
a
n
越大,故该数列是递增
n
+1
n< br>+1
n
+1

解析:我们把图案按如下规律分解:

这三个图案中白色正六边形的个数依次为6,6+4,6+4×2,所以这个数列的一个通项公
式为< br>a
n
=6+4(
n
-1)=4
n
+2.
答案:
a
n
=4
n
+2
6.如图(1)是第七届 国际数学教育大会(简称ICME?7)的会徽图案,会徽的主体图案是
由如图(2)的一连串直角三角 形演化而成的,其中
OA
1

A
1
A
2

A
2
A
3
=…=
A
7
A
8
=1,如果把图2
中的直角三角形继续作下去,记
OA
1

OA< br>2
,…,
OA
n
,…的长度构成数列{
a
n
},则此数列的通
项公式为
a
n
=________.

解析:因为
OA
1
=1,
OA
2
=2,
OA
3
=3,…,
OA
n

n
,…,所以
a
1
=1,
a
2
=2,
a
3
=3,…,
a< br>n

n
.
- 63 -


答案:
n

13
n
7.已知数列{
a
n
}的通项公式为
a
n

p

q
(
p

q
∈R),且
a
1
=-,
a2
=-.
24
(1)求{
a
n
}的通项公式;
255
(2)-是{
a
n
}中的第几项?
256
(3)该数列是递增数列还是递减数列?
13
n
解:(1) ≧
a
n

p

q
,又
a
1
=-,
a
2
=-,
24
1
p

q=-,
?
?
2
?
?
3
p

q
=-,
?
?
4
2

1
?
?
p
=,
2
解得
?
?
?
q
=-1,


?
1
?
n
因此{
a
n
}的 通项公式是
a
n

??
-1.
?
2
?< br>255255
?
1
?
n
(2)令
a
n
=-,即
??
-1=-,
256256
?
2
?
?
1
?
n
1
,解得
n
=8.故-
255< br>是{
a
}中的第8项. 所以
??

n
256
?
2
?
256
?
1
?
n
?
1< br>?
n
(3)由于
a
n

??
-1,且
??

n
的增大而减小,因此
a
n
的值随
n的增大而减小,故{
a
n
}
?
2
??
2
?
是递减数列.

?
9
n
-9
n
+2
?
?
. 8. 已知数列
?
2
?
9
n
-1
?
2
( 1)求这个数列的第10项;
(2)
98
是不是该数列中的项,为什么?
101
(3)求证:数列中的各项都在区间(0,1)内;
?
12
?
(4)在区间
?

?
内有无数列中的项?若有,是第几项?若没有 ,说明理由.
?
33
?
9
n
-9
n
+2
解:(1)设
a
n

f
(
n
)=
2
9
n
-1
?3
n
-1??3
n
-2? 3
n
-2
==.
?3
n
-1??3
n
+ 1?3
n
+1
28

n
=10,得第10项
a10

f
(10)=.
31
2
- 64 -


3
n
-298
(2)令=,得9
n
=300.
3
n
+1101
98
此方程无正整数解,所以不是该数列中的项.
101
(3)证明:≧
a
n

*
3
n-23
=1-,
3
n
+13
n
+1
3
<1,
3
n
+1

n
∈N,?0<1-
?0<
a
n
<1.?数列中的各项都在区间(0,1)内.
13
n
-22
(4)令<
a
n
=<,
3 3
n
+13
?
?
3
n
+1<9
n
-6,
?
?
?
?
9
n
-6<6
n
+2,

?
?
?
?
8
n
<
??
3
.
n
>,
7
6


4< br>?
12
?
?当且仅当
n
=2时,上式成立,故在区间
?

?
内有数列中的项,且只有一项为
a
2
=.
7
?
33
?
第二课时 数列的通项公式与递推公式

预习课本P30~31,思考并完成以下问题
(1)什么叫数列的递推公式?


(2)由数列的递推公式能否求出数列的项?



[新知初探]

数列的递推公式
定义:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第2项(或某一项)开始的任一项
a
n

它的前一项
a
n
-1
(或前几项 )(
n
≥2)间的关系可以用一个公式表示,那么这个公式叫做这个数
列的递推公式.
[点睛] (1)与所有的数列不一定都有通项公式一样,并不是所有的数列都有递推公式.
(2)递推公式也是给出数列的一种重要方法,递推公式和通项公式一样都是关于项数
n
的恒等 式,用符合要求的正整数依次去替换
n
,就可以求出数列的各项.
(3)递推公式通过赋值逐项求出数列的项,直至求出数列的任何一项和所需的项.
- 65 -


[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)根据通项公式可以求出数列的任意一项( )
(2)有些数列可能不存在最大项( )
(3)递推公式是表示数列的一种方法( )
(4)所有的数列都有递推公式( )
解析:(1)正确.只需将项数
n
代入即可求得任意项.
(2)正确.对于无穷递增数列,是不存在最大项的.
(3)正确.递推公式也是给出数列的一种重要方法.
(4)错误.不是所有的数列都有递推 公式.例如2精确到1,0.1,0.01,0.001,…的近似
值排列成一列数:1,1.4,1. 41,1.414,…就没有递推公式.
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.符合递推关系式
a
n
=2
a
n
-1
的数列是( )
A.1,2,3,4,…
C.2,2,2,2,…
B.1,2,2,22,…
D.0,2,2,22,…
解析:选B B中从第二项起, 后一项是前一项的2倍,符合递推公式
a
n
=2
a
n
-1< br>.
3.数列{
a
n
}中,
a
n
+1

a
n
+2

a
n

a
1=2,
a
2
=5,则
a
5
=( )
A.-3
C.-5
B.-11
D.19
解析:选D 由
a
n
+1

a
n
+2

an
,得
a
n
+2

a
n

a
n
+1


a
3

a
1

a
2
=7,
a
4

a
2
+< br>a
3
=12,
a
5

a
3

a
4
=19.
4.已知
a
1
=1,
a
n
=1+
1
a
n
-1
1
(
n
≥2 ),则
a
5
=________.
解析:由
a
1
=1,
a
n
=1+
8
答案:
5
358
, 得
a
2
=2,
a
3
=,
a
4
=,
a
5
=.
a
n
-1
235

由递推公式求数列的项

[典例] 数列{
a
n
}中,< br>a
1
=1,
a
2
=3,
a
n
+1< br>-
a
n
a
n
+2
=(-1),求{
a
n
}的前5项.
n
a
2
n
+1
-?-1?
[解] 由
a< br>n
+1

a
n
a
n
+2
=(-1) ,得
a
n
+2
=,又≧
a
1
=1,
a2
=3,?
a
3

a
n
2
2
n
n
- 66 -


122232
a
2
3 +1
a
2
10-1
a
2
33+1
2
-?- 1?
3
-?-1?
4
-?-1?
==10,
a
4< br>===33,
a
5
===109.
a
1
1
a
2
3
a
3
10
?数列{
a
n
}的 前5项为1,3,10,33,109.


由递推公式求数列的项的方法
(1)根据递推公式写出数列的前几项,首先要弄清楚公式中各部分的关系,依次代入计
算即可.
(2)若知道的是首项,通常将所给公式整理成用前面的项表示后面的项的形式.
(3)若知道的是末项,通常将所给公式整理成用后面的项表示前面的项的形式.
[活学活用]
1
2
a
,0≤
a
<,
?< br>?
2

?
1
2
a
-1,≤
a
<1,
?
?
2
nn
nn
已知数列{
a
n
}满足
a
n
+1


6

a
1
=,则
a
2 017
=________.
7
536
解析:计算得
a
2
=2
a
1
-1=,
a
3
=2
a
2
-1=,
a
4
=2
a
3
=.故数列{
a< br>n
}是以3为周期的周
777
6
期数列,又因为2 017=672×3+1,所以
a
2 017

a
1
=.
7
6
答案:
7
由递推公式求通项公式

题点一:累加法求通项公式
1.已知数列{
a
n
}满足
a
1
=-1,
a
n
+1

a
n
+< br>解:≧
a
n
+1

a
n


1

?
n
-1?
n
111
以上各式累加得,< br>a
n

a
1
=++…+
1×22×3?
n
-1?
n
1
*

n
∈N,求数列的通项公式
a
n
.
n
?
n
+1?
1111
,?< br>a
2

a
1
=;
a
3

a
2
=;
a
4

a
3
=;…
an

a
n
-1
n
?
n
+1?1×22 ×33×4
?
1
??
11
??
1

1?
=1-
1
. =
?
1-
?

?
?
+…+
??
n
?
2
??
23??
n
-1
n
?
11
?
a
n
+1=1-,?
a
n
=-(
n
≥2).
nn
- 67 -


1
又≧
n
=1时,
a
1
=-1,符合上式,?
a
n
=-.
n
题点二:累乘法求通项公式
?
1
?
2.设数列{
a
n
}中,
a
1
=1,
a
n

?
1-
?
a
n
-1
(
n
≥2),求数列的通项公式
a
n
. n
??
a
n
n
-1
?
1
?
解 :≧
a
1
=1,
a
n

?
1-
?
a
n
-1
(
n
≥2),?=,
?
n?
a
n
-1
n
a
n
a
n
-1
a
n
-2
a
3
a
2
a
n
=×××…×××
a
1

a
n
-1
a
n< br>-2
a
n
-3
a
2
a
1

n
-1
n
-2
n
-3211
×××…×××1=.
nn
-1
n
-232
n
n
1
又≧
n=1时,
a
1
=1,符合上式,?
a
n
=.


由数列的递推公式求通项公式时,若递推关系为
a
n
+1

a
n

f
(
n
)或
a
n
+1

g
(
n

a
n
,则可
以分别通过累加或累乘法求得通项公式,即:
(1)累加法:当
a
n
a
n
-1

f
(
n
)时,常用
an
=(
a
n

a
n
-1
)+(
a
n
-1

a
n
-2
)+…+(
a2

a
1
)+
a
1
求通项公式.
(2)累乘法:当

数列的最大、最小项问题

a
na
n
a
n
-1
a
2

g
(< br>n
)时,常用
a
n
=··…··
a
1
求通项 公式.
a
n
-1
a
n
-1
a
n
-2
a
1
?
10
?
n
[典例] 已知数 列{
a
n
}的通项公式是
a
n

(
n+1
)
·
??
,试问该数列有没有最大项?若
?
11< br>?
有,求出最大项和最大项的序号;若没有,请说明理由.
[解] 法一:
a
n
+1

a
n

?
10
?
n
?9-
n
?
??
10
?
n< br>+1
10
?
n
?
11
?
??
=(< br>n
+2)
??
-(
n
+1)
??
=, 11
?
11
??
11
?

n
<9时,
a
n
+1

a
n
>0,即
a
n< br>+1
>
a
n


n
=9时,
a< br>n
+1

a
n
=0,即
a
n
+1< br>=
a
n


n
>9时,
a
n+1

a
n
<0,即
a
n
+1
<a
n
.

a
1
<
a
2
<< br>a
3
<…<
a
9

a
10
>
a
11
>
a
12
>…,
?
10
?9
故数列{
a
n
}有最大项,为第9项和第10项,且
a
9

a
10
=10×
??
.
?
11
?
- 68 -


?
?
a
n
-1

a
n

法二:根据题意,令
?< br>?
a
n

a
n
+1

?
n
-1
n

(
n
>1)
?
10
? ?
10
?
n
×
??
≤?
n
+1?
??

?
?
?
11
??
11
?

?
?
10
?
≥?
n
+2?
?
10
?
?
n
+1?
?
11
??
11
?
?
?
????
nn
+1


(
n
>1)
解得9≤
n
≤10.

n
∈N,则
n
=9或
n
=10.故数列{
a
n
}有最大项,为第9项和第10项,且
a
9

a
10
=1 0
*
?
10
?
9
×
??
.
?
11
?


(1)由于数列是特殊的函数,所以可以用研 究函数的思想方法来研究数列的相关性质,
如单调性、最大值、最小值等,此时要注意数列的定义域为正 整数集或其有限子集{1,2,…,
n
}这一条件.
?
?
a
n
-1

a
n

(2)可以利用不等式组
??
a
n

a
n
+1

?
?< br>?
a
n
-1

a
n

?
?
a
n

a
n
+1

?

(
n
>1)找到数列的最大项;利用不等式组

(
n
>1)找到数列的最小项.
[活学活用]
数列 {
a
n
}的通项公式为
a
n
=3
n
-28
n
,则数列{
a
n
}各项中最小项是( )
A.第4项
C.第6项
解析:选B
a
n
=3
n
-28n
=3
?
n


n

14
*
时,
a
n
最小,又
n
∈N,
3
2
2
2
B.第5项
D.第7项
??
14
?
2
196
?

3

3
?

n
=5时,
a
n
=3
n
-28
n
最小.

层级一 学业水平达标
11
1.已知 数列{
a
n
}的首项为
a
1
=1,且满足
a
n
+1

a
n

n
,则此数列的第4项是( )
22
A.1
1
B.
2
- 69 -


3
C.
4
5
D.
8
111
解析:选B 由
a
1
=1,?
a
2

a
1
+=1,依此类推
a
4
=.
2 22
2.在递减数列{
a
n
}中,
a
n

kn
(
k
为常数),则实数
k
的取值范围是( )
A.R
C.(-≦,0)
解析:选C ≧{
a
n
}是递减数列,
?
a
n
+1

a
n

k
(
n
+1)-
kn
=< br>k
<0.
3.数列{
a
n
}中,
a
1=1,对所有的
n
≥2,都有
a
1
·
a
2·
a
3
·…·
a
n

n
,则
a
3

a
5
等于( )
25256131
A. B. C. D.
9161615
解析:选C 由题意
a
1< br>a
2
a
3
=3,
a
1
a
2
=2,
22
2
B.(0,+≦)
D.(-≦,0]
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
= 5
2

a
1
a
2
a
3
a
4
=4
2

3952561

a
3
=< br>2
=,
a
5

2
=.故
a
3

a
5
=.
2441616
4.已知数列{
a
n
}满足要求
a
1
=1,
a
n
+1
=2< br>a
n
+1,则
a
5
等于( )
A.15
C.31
B.16
D.32
22
解析:选C ≧数列 {
a
n
}满足
a
1
=1,
a
n
+ 1
=2
a
n
+1,
?
a
2
=2×1+1 =3,
a
3
=2×3+1=7,
a
4
=2×7+1=15,
a
5
=2×15+1=31.
5.由1,3,5,…,2
n
-1,…构成数列{
a
n
},数列{
b
n
}满足
b
1
=2,当
n
≥2时,
b
n

a
b
n
-1


b
6
的值是( )
A.9
C.33
B.17
D.65
解析:选C ≧
b
n

a
b
n
-1
,?
b
2

a
b
1

a
2
=3,
b< br>3

a
b
2

a
3
=5,
b
4

a
b
3

a
5
=9,b
5

a
b
4

a
9
=17 ,
b
6

a
b
5

a
17
=33.
2
n
6.已知数列{
a
n
}满足
a< br>1
=,
a
n
+1

a
n
,得
a
n
=________.
3
n
+1
解析:由条件知< br>a
n
+1
n
=,分别令
n
=1,2,3,…,
n
-1,代入上式得
n
-1个等式,即
a
n
n
+ 1
a
2
a
3
a
4
a
n
123n
-1
a
n
122
···…·=×××…×
?
=.又≧
a
1
=,?
a
n
=.
a
1a
2
a
3
a
n
-1
234
na
1
n
33
n
答案:
2

3
n
2
7.数列{
a
n
}的通项公式为
a
n

n
-6
n
,则它最小项的值是________.
- 70 -


解析:
a
n

n
-6
n
=(
n
-3)-9,?当
n
=3时,
a
n
取得最小值-9.
答案:-9
8.已知数列{
a
n
},
a
n

b

m
(
b
<0,
n
∈N),满足< br>a
1
=2,
a
2
=4,则
a
3
=_ _______.
?
?
2=
b

m

解 析:≧
?
2
?
4=
b

m

?< br>n
n
*
22

?
?
b
=-1,?
?
?
m
=3.
?
3


?
a
n
=(-1)+3,?
a
3
=(-1)+3=2.
答案:2
9.根据下列条件,写出数列的前四项,并归纳猜想它的通项公式.
(1 )
a
1
=0,
a
n
+1

a
n< br>+2
n
-1(
n
∈N);
(2)
a
1=1,
a
n
+1

a
n

*
a
n
n
+1
(
n
∈N);
*
*
(3)
a
1
=2,
a
2
=3,
a
n
+2
=3
a
n
+1
-2
a
n
(
n
∈N).
解:(1)
a
1
=0,
a
2
=1,
a
3
=4,
a
4
=9.猜想
a
n< br>=(
n
-1).
345
n
+1
(2)
a< br>1
=1,
a
2
=,
a
3
=,
a4
=.猜想
a
n
=.
2222
(3)
a1
=2,
a
2
=3,
a
3
=5,
a< br>4
=9.猜想
a
n
=2
n
-1
2
+ 1.
1
10.已知函数
f
(
x
)=
x
- .数列{
a
n
}满足
f
(
a
n
)=-2< br>n
,且
a
n
>0.求数列{
a
n
}的通项公 式.
x
11
解:≧
f
(
x
)=
x
-,?
f
(
a
n
)=
a
n
-,
xa
n
1
2

f
(
a
n
)=- 2
n
.?
a
n
-=-2
n
,即
a
n
+2
na
n
-1=0.
a
n
?
an
=-
n
±
n
+1.≧
a
n
>0,?
a
n

n
+1-
n
.
层级二 应试能力达标
1.若数列{
a
n
}满足
a
n
+1

4
a
n
+3
*
(
n
∈N),且
a
1
=1,则
a
17
=( )
4
B.14
D.16
22
A.13
C.15
4
a
n
+33
解析:选A 由
a
n
+1< br>=
?
a
n
+1

a
n


a
17

a
1
+(
a
2

a
1
)+(
a
3

a
2
)+…+(a
17

a
16
)
44
3
=1+×1 6=13,故选A.
4
?
1
?
2.在数列{
a
n
}中,
a
1
=2,
a
n
+1

a
n
+lg
?
1+
?
,则
a
n
=( )
?
n
?
A.2+lg
n

C.2+
n
lg
n

B.2+(
n
-1)lg
n

D.1+
n
+lg
n

- 71 -


?
1
??
1
?
解析:选A 由
a< br>n
+1

a
n
+lg
?
1+
??
a
n
+1

a
n
=lg
?
1+
?
,那么
a
n

a
1
+(
a
2

a
1
)+…+
?
n
??
n< br>?
34
n
34
n
(
a
n

a
n
-1
)=2+lg 2+lg +lg +…+lg =2+lg2×××…×=2+lg
n
.
23
n
-123
n
-1
3.已知数列{
a
n
},
a
n
= -2
n

λn
,若该数列是递减数列,则实数
λ
的取值范围 是( )
A.(-≦,3]
C.(-≦,5)
B.(-≦,4]
D.(-≦,6)
*
2
解析:选D 依题意,
a
n< br>+1

a
n
=-2(2
n
+1)+
λ
<0,即
λ
<2(2
n
+1)对任意的
n
∈N恒成
立.注意到当
n
∈N时,2(2
n
+1)的最小值是6,因此
λ< br><6,即
λ
的取值范围是(-≦,6).
*
?
?
1
4.已知函数
f
(
x
)=
?
2
x
-1,<
x
<1,
2
?
?
x
-1,
x≥1,
x
+,
x
≤,
∈N,则
a
2 015

a
2 016
等于( )
A.4
7
C.
6
4
?
7
?
7
解析:选B
a
2

f
??
=-1=;
3
?
3
?
3
*
1
2
1
2

11

6
7
若数列{
a
n
}满足
a
1
=,
a
n
+1

f
(
an
),
n
3
B.1
D.
a
3

f
??
=-1=;
3
a
4

f
??
=+=;
a
5

f
??
=2×-1=;
6
a
6

f
??
=2×-1=;
3即从
a
3
开始数列{
a
n
}是以3为周期的周期数列.
?
a
2 015

a
2 016

a
5

a
3
=1.故选B.
5 .若数列{
a
n
}满足(
n
-1)
a
n
= (
n
+1)
a
n
-1
,且
a
1
= 1,则
a
100
=________.
解析:由(
n
-1 )
a
n
=(
n
+1)
a
n
-1
?
×
101
=5 050.
99
答案:5 050
?4
?
4
??
3
1
3
?
1
?< br>115
?
3
?
326
?
5
?
??< br>?
2
?
??
5
6
2
3
2
3
1
3
a
n
n
+1
a
2
a
3
a
100
34
=,则
a
100

a1
···…·=1×××…
a
n
-1
n
-1
a
1
a
2
a
99
12
- 72 -


a
n
?
?

a
n
为偶数,
6. 已知数列{
a
n
}满足:
a
1

m
(m
为正整数),
a
n
+1

?
2
?< br>?
3
a
n
+1,
a
n
为奇数.
m< br>所有可能的取值为________.
解析:若
a
5
为奇数,则3< br>a
5
+1=1,
a
5
=0(舍去).

a
5
为偶数,则=1,
a
5
=2.
2
1

a
4
为奇数,则3
a
4
+1=2,< br>a
4
=(舍去).
3

a
4
为偶数,则=2,
a
4
=4.
2

a
3
为奇数,则3
a
3
+1=4,< br>a
3
=1,则
a
2
=2,
a
1
=4 .

a
3
为偶数,则=4,
a
3
=8.
2
7

a
2
为奇数,则3
a
2
+1=8 ,
a
2
=(舍去).
3

a
2
为偶数,则=8,
a
2
=16.
2

a
1
为奇数,则3
a
1
+1=16,
a
1
=5.

a
1
为偶数,则=16,
a
1
=32.
2
答案:4,5,32


a
6
=1,则
a
5
a
4
a
3
a
2
a
1
7.已知数列{
a
n
}的通项公式为
a
n

n< br>(
n
∈N),则这个数列是否存在最大项?若存在,请
2
求出最大项; 若不存在,请说明理由.
12394525
解:存在最大项.理由:
a
1< br>=,
a
2

2
=1,
a
3

3
=,
a
4

4
=1,
a
5

5
=,….≧
22282232
2222
n
2
*< br>a
n
+1
?
n
+1?
2
2
n
?
n
+1?
2
1
?
1
?
2
当< br>n
≥3时,=×
2
==
?
1+
?
<1, < br>n
+12
a
n
2
n
2
n
2
?
n
?
?
a
n
+1
<
a
n
,即
n
≥3时,{
a
n
}是递减数列.
9
又≧
a
1
<
a
3

a
2
<
a
3
,?
a
n

a
3
=.
89
?当
n
=3时,
a
3
=为这个数列的最大项.
8

1
8.已知数列{
a
n
}满足
a1
=,
a
n
a
n
-1

a
n
-1

a
n
(
n
≥2),求数列{
an
}的通项公式.
2
- 73 -


11
解 :≧
a
n
a
n
-1

a
n
-1< br>-
a
n
,?-=1.
a
n
a
n
- 1
11
?
11
??
11
??
11
?
?=+
?

?

?

?
+…+
?

?
a
n
a
1
?
a
2
a
1
??
a
3
a
2
??
a
n< br>a
n
-1
?
=2+1+1+…+
?
n
1=
n
+1.
1?个1
1
?=
n
+1, < br>a
n
?
a
n

1
(
n
≥2 ).
n
+1
1
又≧
n
=1时,
a
1=,符合上式,
2
?
a
n

1
.
n
+1

等差数列

第一课时 等差数列的概念及通项公式

预习课本P36~38,思考并完成以下问题
(1)等差数列的定义是什么?如何判断一个数列是否为等差数列?



(2)等差数列的通项公式是什么?


(3)等差中项的定义是什么?



1.等差数列的定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等 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,通常用字母
d< br>表示.
[点睛] (1)“从第2项起”是指第1项前面没有项,无法与后续条件中“与前一项的
差”相吻合.
- 74 -
[新知初探]


(2)“每一项与它的前一项的差”这 一运算要求是指“相邻且后项减去前项”,强调了:
①作差的顺序;②这两项必须相邻.
(3 )定义中的“同一常数”是指全部的后项减去前一项都等于同一个常数,否则这个数
列不能称为等差数列 .
2.等差中项
如果三个数
a

A

b
成等差数列,那么
A
叫做
a

b
的等差中项.这三个数满 足的关系
式是
A


3.等差数列的通项公式
已知等差数 列{
a
n
}的首项为
a
1
,公差为
d
.
递推公式

通项公式
a

b
2
. a
n

a
n
-1

d
(
n< br>≥2)


a
n

a
1
+(
n
-1)
d
(
n
∈N
*
)
[点睛] 由等差数列的通项公式
a
n

a
1
+(
n
-1)
d
可得
a
n

dn
+(
a
1

d
),如果设
p

d

q

a
1

d
,那么
a
n

pn
q
,其中
p

q
是常数.当
p
≠0 时,
a
n
是关于
n
的一次函数;当
p

0 时,
a
n

q
,等差数列为常数列.
[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列
( )
(2)等差数列{
a
n
}的单调性与公差
d
有关( )
(3)根据等差数列的通项公式,可以求出数列中的任意一项( )
(4)若三个数< br>a

b

c
满足2
b

a

c
,则
a

b

c
一定是等差数列( )
解析:(1)错误.若这些常数都相等,则这个数列是等差数列;若这些常数不全相等,
则 这个数列就不是等差数列.
(2)正确.当
d
>0时为递增数列;
d
=0时为常数列;
d
<0时为递减数列.
(3)正确.只需将项数
n
代入即可求出数列中的任意一项.
(4)正确. 若
a

b

c
满足2
b

a
c
,即
b

a

c

b< br>,故
a

b

c
为等差数列.
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.已知等差数列{
a
n
}中,首项
a
1
=4,公差
d
=-2,则通项公式
a
n
等于( )
A.4-2
n

C.6-2
n

解析:选C ≧
a
1
=4,
d
=-2,
- 75 -
B.2
n
-4
D.2
n
-6


?a
n
=4+(
n
-1)×(-2)=6-2
n
. 3.在等差数列{
a
n
}中,若
a
1
·
a3
=8,
a
2
=3,则公差
d
=( )
A.1
C.±1
解析:选C 由已知得,
?
B.-1
D.±2
?
?
a
1
?
a
1
+2
d
?=8,
?
?
a
1

d
= 3,

解得
d
=±1.
4.lg(3+2)与lg(3-2)的等差中项是________.
解析:lg(3+2)与lg(3-2)的等差中项为:
lg?3+2?+lg?3-2?lg[?3+2??3-2?]lg 1
===0.
222
答案:0


等差数列的通项公式及应用

[典例] 在等差数列{
a
n
}中,
(1)已知
a
5
=-1,
a
8
=2,求
a
1

d
(2)已知
a
1

a
6
=12,
a
4
=7,求
a
9
.
[解] (1)≧
a
5
=-1,
a
8
=2,
?
?
a
1
+4
d
=-1,
?
?
?
a< br>1
+7
d
=2,
?

?
?
a
1
=-5,
解得
?
?
d
=1.
?


(2)设数列{
a
n
}的公差为
d
.
?
?
a
1

a
1
+5
d
=12,
由已知得,
?
?
a
1
+3
d
=7,
?

?
?
a
1
=1,
解得
?
?
d
=2.
?


?
a
n
=1+(
n
-1)×2=2
n
-1,
?
a
9
=2×9-1=17.


在等差数列{
a
n
}中,首项
a
1
与公差
d
是两个最基 本的元素,有关等差数列的问题,如果
条件与结论间的联系不明显,则均可化成有关
a
1

d
的关系列方程组求解,但是要注意公式
的变形及整体计算,以减少计算 量.
[活学活用]
1.2 016是等差数列4,6,8,…的( )
- 76 -


A.第1 006项
C.第1 008项
B.第1 007项
D.第1 009项
解析:选B ≧此等差 数列的公差
d
=2,?
a
n
=4+(
n
-1)×2 ,
a
n
=2
n
+2,即2 016=
2
n
+2,?
n
=1 007.
2.已知等差数 列{
a
n
}中,
a
15
=33,
a
61< br>=217,试判断153是不是这个数列的项,如果是,
是第几项?
解:设首项为a
1
,公差为
d
,则
a
n

a
1
+(
n
-1)
d

由已知
?
??
a
1
+?15-1?
d
=33,
?
?
a
1
+?61-1?
d
=217,


解得?
?
a
1
=-23,
?
?
?
d
=4.


所以
a
n
=-23+(
n
- 1)×4=4
n
-27,

a
n
=153,即4
n
-27=153,解得
n
=45∈N,所以153是所给数列的第45项.
等差中项的应用

[典例] 已知等差数列{
a
n
},满 足
a
2

a
3

a
4
=18,< br>a
2
a
3
a
4
=66.求数列{
a
n
}的通项公式.
[解] 在等差数列{
a
n
}中,

a
2

a
3

a
4
=18,?3
a
3
=18,
a
3
=6.
?
?
?
a
2

a
4
=12,
?
?
?< br>a
2
·
a
4
=11,
*

解得?
?
a
2
=11,
?
?
?
a
4
=1


?
?
a
2
=1,
?< br>?
?
a
4
=11.


?
?
a
2
=11,

?
?
?
a
4
= 1

时,
a
1
=16,
d
=-5.
a< br>n

a
1
+(
n
-1)
d
=16+ (
n
-1)·(-5)=-5
n
+21.
?
?
a
2
=1,

?
?
a
4
=11
?< br>
时,
a
1
=-4,
d
=5.
a
n

a
1
+(
n
-1)
d
=-4+(n
-1)·5=5
n
-9.


三数
a
b

c
成等差数列的条件是
b

a

c
2
(或2
b

a

c
),可 用来进行等差数列的判定
*
或有关等差中项的计算问题.如若证{
a
n
}为等差数列,可证2
a
n
+1

a
n

a
n
+2
(
n
∈N).
[活学活用] < br>1.已知数列8,
a,
2,
b

c
是等差数列,则< br>a

b

c
的值分别为________,________ ,
- 77 -


________.
解析:因为8,
a,
2,
b

c
是等差数列, < br>8+2=2
a

?
?
所以
?
a
+< br>b
=2×2,
?
?
2+
c
=2
b
.

a
=5,
?
?
解得
?
b
=-1 ,
?
?
c
=-4.


答案:5 -1 -4 < br>2.已知数列{
a
n
}满足
a
n
-1
a
n
+1
=2
a
n
(
n
≥2),且< br>a
2
=5,
a
5
=13,则
a
8
= ________.
解析:由
a
n
-1

a
n
+1
=2
a
n
(
n
≥2)知,数列{
a
n
} 是等差数列,?
a
2

a
5

a
8
成等差数列.
?
a
2

a
8
=2
a< br>5
,?
a
8
=2
a
5

a
2
=2×13-5=21.
答案:21
等差数列的判定与证明
1
.求证:数列{
b
n
}是等
a
n
-2

[典例] 已知数列{
a
n
}满足
a
1
=4,a
n
=4-
差数列.
证明:[法一 定义法]

b
n
+1

11
a
n
==,
a
n
+1
-2
?
4
?
2?
an
-2?
?
4-
?
-2
4
a
n
-1
(
n
>1),记
b
n

?
a
n
?
?
b
n
+1

b
n

b
1

a
n
2?
a
n
-2 ?

1
a
n
-21
*
==,为常数(
n< br>∈N).
a
n
-22?
a
n
-2?2
11
=, < br>a
1
-22
11
?数列{
b
n
}是首项为, 公差为的等差数列.
22
[法二 等差中项法]

b
n

1

a
n
-2
11
a
n
==.
a
n
+1
-2
?
4
?
2?
a
n
-2?
?
4-
?
-2
?
b
n
+1
?
a
n
?
?
b
n
+2

a< br>n
-1
.
2?
a
n
+1
-2?4
a
n
-2
??
2
?
4--2
?
?
a
n
?
==
1
a
n
-1
a
n+-2×=0.
a
n
-2
a
n
-22?
a< br>n
-2?
*
a
n
+1
4-
4
an
?
b
n

b
n
+2
-2
b
n
+1

?
b
n

b
n
+2
=2
b
n
+1
(
n
∈N),
- 78 -


?数列{
b
n
}是等差数列.


等差数列判定的常用的2种方法
(1)定义法:
a
n
+ 1

a
n

d
(常数)(
n
∈N)?{< br>a
n
}为等差数列.
(2)等差中项法:2
a
n
+ 1

a
n

a
n
+2
(
n
∈N)?{
a
n
}为等差数列.
[活学活用]
111
已知,,成等差数列,并且
a

c

a< br>-
c

a

c
-2
b
均为正数,求 证:lg(
a

c
),
*
*
abc
lg(
a

c
),lg(
a

c
-2
b
)也成等差数列.

111211
解:≧,,成等差数列,?=+, abc
ac
bac
2
a

c
?=,即2
ac

b
(
a

c
).
b
(
a

c
)(
a

c
-2
b
)=(
a

c
)-2
b
(
a

c
)=(
a

c
)-2×2
ac

a
c
+2
ac
-4
ac
=(
a
2222
c
)
2
.

a

c

a

c
-2
b

a

c均为正数,上式左右两边同时取对数得,lg[(
a

c
)(
a

c
-2
b
)]
=lg(
a

c
),即lg(
a

c
)+lg(
a

c< br>-2
b
)=2lg(
a

c
),
?lg(
a

c
),lg(
a

c
),lg(a

c
-2
b
)成等差数列.

层级一 学业水平达标
1.已知等差数列{
a
n
}的通项公式为
a
n
=3-2
n
,则它的公差为( )
A.2
C.-2
B.3
D.-3
2
解析:选C ≧
a
n
=3-2
n
=1+(
n
-1)×(-2),?
d
=-2,故选C.
1
2.若等差数列{
a
n
}中,已知< br>a
1
=,
a
2

a
5
=4,
a
n
=35,则
n
=( )
3
A.50
C.52
B.51
D.53
12
解析:选D 依题意 ,
a
2

a
5

a
1

d

a
1
+4
d
=4,代入
a
1
=,得
d
=.
33
1221
所以
a
n

a
1
+(
n
-1)
d
=+(
n
- 1)×=
n
-,令
a
n
=35,解得
n
=53.
3333
3.设
x

a

b
的等差中项,
x

a
与-
b
的等差中项,则
a

b
的关系是( )
- 79 -
222


A.
a
=-
b

C.
a
=-
b

a
=3
b

B.
a
=3
b

D.
a

b
=0
解析:选C 由等差中项的定义知:
x

a

b
2

x

?
2
a
2

b
2
2
2

22
,即
a
-2
ab
-3
b
=0. ?
?
2
?
a
2

b
2
?a

b
?
2

?

a
=-< br>b

a
=3
b
.
4.数列{
a
n
}中,
a
1
=2,2
a
n
+1
=2
a
n
+1,则
a
2 015
的值是( )
A.1 006
C.1 008
B.1 007
D.1 009
1
解析:选D 由2
a
n
+1
=2
a
n< br>+1,得
a
n
+1

a
n
=,所以{
a
n
}是等差数列,首项
a
1
=2,公差
2
d< br>=,
1
n
+3
所以
a
n
=2+(
n
-1)=,
22
2 015+3
所以
a
2 015
==1 009.
2
5.已知数列3,9,15,…,3(2
n-1),…,那么81是数列的( )
A.第12项
C.第14项
B.第13项
D.第15项
1
2
解析:选C
a
n
=3(2
n
-1)=6
n
-3,由6
n
-3=81 ,得
n
=14.
6.在等差数列{
a
n
}中,
a
3
=7,
a
5

a
2
+6,则
a
6
=________.
解析:设等差数列{
a
n
}的公差为
d

??
a
1
+2
d
=7,
由题意,得
?
?
a
1
+4
d

a
1

d
+6.
?
?
?
a
1
=3,
解得
?
?
d
=2.
?




?
an

a
1
+(
n
-1)
d
=3+(< br>n
-1)×2=2
n
+1.
?
a
6
=2×6+1=13.
答案:13
7.已知数列 {
a
n
}中,
a
1
=3,
a
n

a
n
-1
+3(
n
≥2),则
a
n
=________.
解析:因为
n
≥2时,
a
n
-< br>a
n
-1
=3,
所以{
a
n
}是以
a
1
=3为首项,公差
d
=3的等差数列.所以
a
n
a
1
+(
n
-1)
d
=3+3(
n
-1)
- 80 -


=3
n
.
答案:3
n

8.已知{
a
n
}为等差数列,且< br>a
7
-2
a
4
=-1,
a
3
=0, 则公差
d
=________.
解析:根据题意得:
a
7
-2
a
4

a
1
+6
d
-2(
a
1
+3
d
)=-
a
1
=-1,
?
a
1
=1.

a
3

a1
+2
d
=1+2
d
=0,
1
?
d
=-.
2
1
答案:-
2
9.已知数列{
a
n
}满足
a
1
=2,
a
n
+1

?
1
?
2
a
n
,则数 列
??
是否为等差数列?说明理由.
a
n
+2
?
a
n
?
?
1
?
解:数列
??
是等差数列, 理由如下:
?
a
n
?
因为
a
1
=2,< br>a
n
+1

所以
所以
1

2
a
n

a
n
+2
a
n
+1
1
a
n
+211
=+,
2
a
n
2
a
n
11
-=(常数). a
n
+1
a
n
2
?
1
?
11 1
所以
??
是以=为首项,公差为的等差数列.
a
1
22
?
a
n
?
10.若
111
222
,,是等 差数列,求证:
a

b

c
成等差数列.
b
ca

ca

b
1122
b
a

c
2
+=,通分有=.
b

ca

ba

c
?
b

c
??
a< br>+
b
?
a

c
222
证明:由已知得
进一步变形有2(
b

c
)(
a

b
) =(2
b

a

c
)(
a

c< br>),整理,得
a

c
=2
b

所以
a

b

c
成等差数列.
层级二 应试能力达标
1.若数列{
a
n
}为等差数列,
a
p
q

a
q

p
(
p
q
),则
a
p

q
为( )
A.
p

q

C.-(
p

q
)
B.0
D.
222
p

q
2

解析:选B ≧
a
p

a
1
+(
p
-1)
d
a
q

a
1
+(
q
-1)
d

?
?
?
a
1
+?
p
-1?
d

q
, ①
?
?
?
a
1
+?q
-1?
d

p
. ②


- 81 -


①-②,得(
p

q
)
d

q

p
.

p

q
,?
d
=-1.
代入①,有< br>a
1
+(
p
-1)×(-1)=
q
,?
a< br>1

p

q
-1.
?
a
p

q

a
1
+(
p

q
-1)
d

p

q
-1+(
p

q-1)×(-1)=0.
2.已知
x

y
,且两个数列
x

a
1

a
2
,…,
a
m< br>,
y

x

b
1

b
2< br>,…,
b
n

y
各自都成等
差数列,则
A.
C.
a
2

a
1
等于( )
b
2

b
1
B.
D.
m
n
n
m
m
+1

n
+1
n
+1

m
+1
解析:选D 设这 两个等差数列公差分别是
d
1

d
2
,则
a
2

a
1

d
1

b
2

b
1

d
2
.第一个数
列共(
m+2)项,?
d
1

y

xy

xa
2

a
1
d
1
;第二个数列共(
n
+2)项,?
d
2
=.这样可求出==
m
+1
n
+1
b
2

b
1
d
2
n
+1.
m
+1
3.已知数列{
a
n
},对任意的
n
∈N,点
P
n
(
n

a
n
)都 在直线
y
=2
x
+1上,则{
a
n
}为( )
A.公差为2的等差数列
C.公差为-2的等差数列
B.公差为1的等差数列
D.非等差数列
*
解析:选A 由题意知
a
n
=2< br>n
+1,?
a
n
+1

a
n
=2, 应选A.
4.如果
a
1

a
2
,…,
a
8
为各项都大于零的等差数列,且公差
d
≠0,则( )
A.< br>a
3
a
6
>
a
4
a
5
< br>C.
a
3

a
6
>
a
4

a
5

B.
a
3
a
6
<a
4
a
5

D.
a
3
a
6

a
4
a
5

解析:选B 由通项公式,得a
3

a
1
+2
d

a
6< br>=
a
1
+5
d
,那么
a
3

a
6
=2
a
1
+7
d

a
3< br>a
6
=(
a
1
+2
d
)(
a
1
+5
d
)=
a
1
+7
a
1
d
+10
d
,同理
a
4

a
5
=2
a
1
+7
d

a
4
a
5

a
1
+7
a
1
d
+12
d
,显 然
a
3
a
6

a
4
a
5
=-2
d
<0,故选B.
5.数列{
a
n
}是首项为2, 公差为3的等差数列,数列{
b
n
}是首项为-2,公差为4的等差
数列.若
a
n

b
n
,则
n
的值为_______ _.
解析:
a
n
=2+(
n
-1)×3=3
n< br>-1,
2
2222
b
n
=-2+(
n
-1 )×4=4
n
-6,

a
n

b
n,得3
n
-1=4
n
-6,?
n
=5.
答案:5
6.在数列{
a
n
}中,
a
1
=3,且对于任意大于1的正整数
n
,点(
a
n

an
-1
)都在直线
x

y
-3=0上,则
a< br>n
=________.
解析:由题意得
a
n

a
n
-1
=3,所以数列{
a
n
}是首项为3,公差为3的等 差数列,
- 82 -


所以
a
n
=3
n

a
n
=3
n
.
答案:3
n

7.已知数列{
a
n
}满足
a
1
=1,且
a
n
=2
a
n
-1
+2(
n
≥2,且∈N ).
(1)求
a
2

a
3

(2)证明:数列
?
n
?
是等差数列;
?
2?
(3)求数列{
a
n
}的通项公式
a
n
.
解:(1)
a
2
=2
a
1
+2=6,
a< br>3
=2
a
2
+2=20.
(2)证明:≧
a
n
=2
a
n
-1
+2(
n
≥2,且
n< br>∈N),
?
n

n
-1
+1(
n
≥2,且
n
∈N),
22

n

n
-1
=1(
n
≥2,且
n
∈N),
22
?
a
n
?
a
1
1
?数列
?
n
?
是首项为
1
=,公差
d
=1的等差数列.
22
?
2
?
n
*
23
2
2
n
*
?a
n
?
a
n
a
n
-1
a
n< br>a
n
-1
*
*
a
n
11
(3)由( 2),得
n
=+(
n
-1)×1=
n
-,
222
?
1
?
n
?
a
n

?
n

?
·2.
?
2
?

8.数列{
a
n
}满足
a
1
=2,
a
n
+1
=(
λ
-3)
a
n
+2(
n
∈N).
(1)当
a
2
=-1时,求
λ

a
3
的值 ;
(2)是否存在
λ
的值,使数列{
a
n
}为等差数列? 若存在求其通项公式;若不存在说明理由.
3
解:(1)≧
a
1
= 2,
a
2
=-1,
a
2
=(
λ
-3)a
1
+2,?
λ
=.
2
311
2
?
a
3
=-
a
2
+2,?
a
3
=.
22
(2)≧
a
1
=2,
a
n
+1
=(
λ
-3)
a
n
+2,
?
a
2=(
λ
-3)
a
1
+2=2
λ
-4.
n
n
*
a
3
=(
λ
-3)
a
2
+4=2
λ
2
-10
λ
+16.
若数列{
a
n
}为等差数列,则
a
1

a
3
=2
a
2
.

λ
-7
λ
+13=0.

Δ
=49-4×13<0,?方程无实数解.
?
λ
值不 存在.?不存在
λ
的值使{
a
n
}成等差数列.
2
第二课时 等差数列的性质
- 83 -



预习课本P39练习第4、5题,思考并完成以下问题
(1)等差数列通项公式的推广形式是什么?


(2)等差数列的运算性质是什么?



1.等差数列通项公式的推广
通项公式

通项公式的推广

[新知初探]

a
n

a
1
+ (
n
-1)
d

(揭示首末两项的关系)

(揭示任意两项之间的关系)
2.等差数列的性质
a
n

a
m
+(
n

m
)
d

若{
a
n
}是公差为
d
的等差数列,正整数
m

n

p

q
满足
m

n

p

q
,则
a
m

a
n
a
p

a
q
.
(1)特别地,当
m

n
=2
k
(
m

n

k
∈N)时,
a
m

a
n
=2
a
k
.
(2)对有穷等差数列,与首末两项“等距离”的两项之和等于首末两项的和,即a
1

a
n

a
2

an
-1
=…=
a
k

a
n

k
+1
=….
(3)若{
a
n
}是公差为
d
的等差数列,则
① {
c

a
n
}(
c
为任一常数)是公差为
d
的等差数列;
②{
ca
n
}(
c
为任一常数) 是公差为
cd
的等差数列;
③{
a
n

a
n

k
}(
k
为常数,
k
∈N)是公差为2d
的等差数列.
(4)若{
a
n
},{
b
n
}分别是公差为
d
1

d
2
的等差数列,则数列{
pa
n

qb
n
}(
p

q是常数)是公
差为
pd
1

qd
2
的等差数列 .
*
*
[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若{
a< br>n
}是等差数列,则{|
a
n
|}也是等差数列( )
( 2)若{|
a
n
|}是等差数列,则{
a
n
}也是等差数列 ( )
(3)若{
a
n
}是等差数列,则对任意
n
∈N 都有2
a
n
+1

a
n

a
n< br>+2
( )
(4)数列{
a
n
}的通项公式为
a
n
=3
n
+5,则数列{
a
n
}的公差与函数y
=3
x
+5的图象的斜率
相等( )
解析:(1)错误.如-2,-1,0,1,2是等差数列,但其绝对值就不是等差数列.
- 84 -
*


(2)错误.如数列-1,2,-3,4,-5其绝对值为等 差数列,但其本身不是等差数列.
(3)正确.根据等差数列的通项可判定对任意
n
∈N,都有2
a
n
+1

a
n

a
n
+2
成立.
(4)正确.因为
a
n
=3
n< br>+5的公差
d
=3,而直线
y
=3
x
+5的斜率也是 3.
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.在等差数列{
a
n
}中,若
a
5
=6,
a
8
=15,则
a
14
等于( )
A.32
C.-33
B.33
D.29
*
解析:选B ≧数列{
a
n
}是等差数列,
?
a
5

a
8

a
11

a
14
也成等差数列且公 差为9,
?
a
14
=6+9×3=33.
3.在等差数列{a
n
}中,已知
a
3

a
4

a
5

a
6

a
7
=450,则
a
2

a
8
=( )
A.90
C.180
B.270
D.360
解析:选C 因为
a
3

a
4

a
5

a
6

a
7
=5
a
5
=450,
所以
a
5=90,所以
a
2

a
8
=2
a
5< br>=2×90=180.
4.在等差数列{
a
n
}中,已知
a
2
+2
a
8

a
14
=120,则2a
9

a
10
的值为________.
解析:≧< br>a
2

a
14
=2
a
8
,?
a
2
+2
a
8

a
14
=4
a
8
=120,?
a
8
=30.?2
a
9

a
10
=(
a
8

a
10
)-< br>a
10

a
8
=30.
答案:30

等差数列的性质应用

[典例] (1)已知等差数列{
a
n}中,
a
2

a
4
=6,则
a
1
a
2

a
3

a
4
a
5
=( )
A.30
C.56
B.15
D.106
(2)设{
a
n
},{
bn
}都是等差数列,且
a
1
=25,
b
1
=7 5,
a
2

b
2
=100,则
a
37
b
37
=( )
A.0
C.100
B.37
D.-37
[解析] (1)≧数列{
a
n
}为等差数列,
55
?
a
1

a
2

a
3

a
4

a
5
=(
a
1

a
5
)+(a
2

a
4
)+
a
3
=(
a
2

a
4
)=×6=15.
22
(2)设
c
n

a
n

b
n
,由于{
a
n
},{
b
n
}都是等差数列,
则{
c
n
}也是等差数列,且
c
1

a
1

b< br>1
=25+75=100,
- 85 -


c
2< br>=
a
2

b
2
=100,
?{
c
n
}的公差
d

c
2

c
1=0.
?
c
37
=100,即
a
37
b
37
=100.
[答案] (1)B (2)C

本例(1)求解主要用到了等差数列的性质:若
m

n

p
q
,则
a
m

a
n

a< br>p

a
q
.
对于此性质,应注意:必须是两项相加等于两项 相加,否则不一定成立.例如,
a
15

a
7

a
8
,但
a
6

a
9

a
7

a
8

a
1

a
21

a
22
,但
a
1

a
21
= 2
a
11
.
本例(2)应用了等差数列的性质:若{
a
n
},{
b
n
}是等差数列,则{
a
n

b
n
}也是等差数列.灵
活运用等差数列的某些性质,可以提高我们分析、解决数列综合 问题的能力,应注意加强这
方面的锻炼.
[活学活用]
1.如果等差 数列{
a
n
}中,
a
3

a
4

a
5
=12,那么
a
1

a
2
+ …+
a
7
=( )
A.14
C.28
B.12
D.36
解析:选C ≧
a
3

a
4

a
5
=12,?3
a
4
=12,则
a
4
=4,

a
1

a
7

a< br>2

a
6

a
3

a
5< br>=2
a
4


a
1

a
2
+…+
a
7
=7
a
4
=28.故选C.
2.已知数列{
a
n
}是等差数列,且
a
1

a
5

a
9

a
13

a
17
=117,求
a
3

a
15
的值.
解:≧在等差数列{
a
n
}中,若
m

n

p

q
,则
a
m

a
n
a
p

a
q
,?
a
1

a< br>17

a
5

a
13
.由条
件等式 ,得
a
9
=117.
?
a
3

a
15
=2
a
9
=2×117=234.
灵活设元求解等差数列
[典例] (1)三个数成等差数列,其和为9,前两项之积为后一项的6倍,求这三个数.
(2)四个数成递增等差数列,中间两项的和为2,首末两项的积为-8,求这四个数.
[解] (1)设这三个数依次为
a

d

a
,< br>a

d

?
?
?
a

d
?+
a
+?
a

d
?=9,

?
?
?
?
a

d
?
a
=6?
a

d
?,
?
?
a
=3,
解得
?
?
d
=-1.
?



?这三个数为4,3,2.
(2)法一:设这四个数为
a
-3
d< br>,
a

d

a

d

a< br>+3
d
(公差为2
d
),
依题意,2
a
= 2,且(
a
-3
d
)(
a
+3
d
)=-8 ,
- 86 -



a
=1,
a
-9
d
=-8,
?
d
=1,?
d
=1或
d
=-1.
又四个数成递增等差数列,所以
d
>0,
?
d
=1,故所求的四个数为-2,0,2,4.
法二:若设这四个数为< br>a

a

d

a
+2
d

a
+3
d
(公差为
d
),
依题意,2
a
+3
d
=2,且
a
(
a
+3
d
) =-8,
3

a
=1-
d
代入
a
(a
+3
d
)=-8,
2
2
22
?
3
??
3
?

?
1-
d
??
1+< br>d
?
=-8,
?
2
??
2
?
9< br>2
即1-
d
=-8,
4
化简得
d
=4,所以
d
=2或-2.
又四个数成递增等差数列,所以
d
>0,所以
d
=2,
2
a
=-2.
故所求的四个数为-2,0,2,4.

常见设元技巧
(1)某两个数是等差数列中的连续两个数且知其和,可设这两个数为:
a

d

a

d
,公
差为2
d

(2)三个数成等差数列且知其和,常设此三数为:
a

d
a

a

d
,公差为
d

(3)四个数成等差数列且知其和,常设成
a
-3
d

a

d

a

d

a
+3
d
,公差为2
d
.
[活学活用]
已知成等差数列的四个数,四个数之和为26,第二个数与第三个数之积为40,求这
个等差数列. < br>解:设这四个数依次为
a
-3
d

a

d< br>,
a

d

a
+3
d
(公差为2< br>d
).
由题设知
?
?
?
a
-3
d
?+?
a

d
?+?
a

d
? +?
a
+3
d
?=26,
?
?
?
a

d
??
a

d
?=40,
?


13
a
=,
?
?
2
解得
?3
d

?
?
2

13
a
= ,
?
?
2

?
3
d
=-
?
?
2
.

?这个数列为2,5,8,11或11,8,5,2.
等差数列的实际应用
- 87 -


[典例] 某公司经销一种数 码产品,第一年可获利200万元,从第二年起由于市场竞争
方面的原因,其利润每年比上一年减少20 万元,按照这一规律,如果公司不开发新产品,
也不调整经营策略,从哪一年起,该公司经销这一产品将 亏损?
[解] 设从第一年起,第
n
年的利润为
a
n
万元,

a
1
=200,
a
n
+1

a
n
= -20(
n
∈N),
?每年的利润构成一个等差数列{
a
n
},
从而
a
n

a
1
+(
n
-1)
d
=200+(
n
-1)×(-20)=220-20
n
.

a
n
<0,则该公司经销这一产品将亏损.
?由
an
=220-20
n
<0,得
n
>11,
即从第12年起,该公司经销此产品将亏损.


解决实际应用问题,首先 要认真领会题意,根据题目条件,寻找有用的信息.若一组数
按次序“定量”增加或减少时,则这组数成 等差数列.
合理地构建等差数列模型是解决这类问题的关键,在解题过程中,一定要分清首项、项数等关键的问题.
[活学活用]
某市出租车的计价标准为1.2元km,起步价为10元,即最初的4 km(不含4 km)计费
10元.如果某人乘坐该市的出租车去往14 km处的目的地,且一路畅通,等候时间为0,需
要支付车费________元.
解析:根据题意,当该市出租车的行程大于或等于4 km时,每增加1 km,乘客需要支
付 1.2元.所以可以建立一个等差数列{
a
n
}来计算车费.令
a
1
=11.2,表示4 km处的车费,
公差
d
=1.2,那么当出租车行至14 km处时,
n=11,此时需要支付车费
a
11
=11.2+(11-
1)×1.2= 23.2(元).
答案:23.2

层级一 学业水平达标
1.在等差 数列{
a
n
}中,已知
a
4

a
8
=16,则
a
2

a
10
=( )
A.12
C.20
B.16
D.24
*
解析:选B 因为数列{
a
n
}是等差数列,所以
a
2

a
10< br>=
a
4

a
8
=16.
2.在等差数列{
a
n
}中,
a
1

a
9
=10, 则
a
5
的值为( )
A.5
C.8

B.6
D.10
- 88 -


解析:选A 由等差数列的性 质,得
a
1

a
9
=2
a
5

又≧
a
1

a
9
=10,即2
a
5
=10,
?
a
5
=5.
3.下列说法中正确的是( )
A.若
a

b

c
成等差数列,则
a

b

c
成等差数列
B.若
a

b

c
成等差数列,则log
2
a
,log
2< br>b
,log
2
c
成等差数列
C.若
a
,< br>b

c
成等差数列,则
a
+2,
b
+2,< br>c
+2成等差数列
D.若
a

b

c成等差数列,则222成等差数列
解析:选C 因为
a

b

c
成等差数列,则2
b

a

c

所以2
b
+4=
a

c
+4,
即2(
b
+2)=(
a
+2)+(
c
+2),
所以
a
+2,
b
+2,
c
+2成等差数列. 4.在等差数列{
a
n
}中,
a
1
=2,
a< br>3

a
5
=10,则
a
7
=( )
A.5
C.10
B.8
D.14
a,b,c
222
解析:选B 由等差数列的性质可得
a
1

a
7

a
3

a
5
=10,又
a
1
=2,所以
a
7
=8.
5.已知等差数列{
a
n
}的公差为
d
(
d
≠0),且
a3

a
6

a
10

a
13
=32,若
a
m
=8,则
m
等于( )
A.8
C.6
B.4
D.12
解析:选A 因为
a
3

a
6

a
10

a
13=4
a
8
=32,所以
a
8
=8,即
m
=8.
6.若三个数成等差数列,它们的和为9,平方和为59,则这三个数的积为________. 解析:设这三个数为
a

d

a

a

d


?
?
a

d

a

a

d
=9,
?
222
?
?
?
a

d
?+
a
+?
a
d
?=59.


?
?
a
=3,
解得
?
?
?
d
=4

?
?
a
=3,

?
?
?
d
=-4.


?这三个数为-1,3,7或7,3,-1.?它们的积为-21.
答案:-21
7.若
a

b

c
成等差数列,则二次函数
y
ax
-2
bx

c
的图象与
x
轴的 交点的个数为
________.
解析:≧
a

b
c
成等差数列,?2
b

a

c

?
Δ
=4
b
-4
ac
=(
a

c
)-4
ac
=(
a

c
)≥0.
?二次 函数
y

ax
-2
bx

c
的图象与x
轴的交点个数为1或2.
答案:1或2
- 89 -
2
222
2


8.已知等差数列{
a
n
}中,
a
2

a
6

a
10
=1,则
a
4

a
8
=________.
解析:根据等差数列的性 质,可得
a
2

a
10

a
4

a
8
=2
a
6
,由
a
2

a
6

a
10
=1,得3
a
6
=1,< br>12
?
a
6
=.?
a
4

a
8
=2
a
6
=.
33
2
答案:
3< br>9.在等差数列{
a
n
}中,若
a
1

a< br>2
+…+
a
5
=30,
a
6

a< br>7
+…+
a
10
=80,求
a
11

a
12
+…+
a
15
.
解:法一:由等差数列的性质得
a
1

a
11
=2
a
6

a
2

a
12
=2
a
7
,…,
a
5

a
15
=2
a
10
.
? (
a
1

a
2
+…+
a
5
)+(
a
11

a
12
+…+
a
15
) =2(
a
6

a
7
+…+
a
10
).
?
a
11

a
12
+…+
a
15
=2(
a
6

a
7
+…+
a
10
)-(
a
1

a
2
+…+
a
5
)=2×80-30=130.
法二:≧数列{
a
n
}是等差 数列,?
a
1

a
2
+…+
a
5

a
6

a
7
+…+
a
10
,< br>a
11

a
12
+…+
a
15
也< br>成等差数列,即30,80,
a
11

a
12
+…+
a
15
成等差数列.?30+(
a
11

a
12
+…+
a
15
)=2×80,
?
a
11
a
12
+…+
a
15
=130.
10.有 一批影碟机原销售价为每台800元,在甲、乙两家家电商场均有销售.甲商场用
如下的方法促销:买一 台单价为780元,买两台单价都为760元,依次类推,每多买一台则
所买各台单价均再减少20元, 但每台最低价不能低于440元;乙商场一律都按原价的75%
销售.某单位购买一批此类影碟机,问去 哪家商场买花费较少.
解:设单位需购买影碟机
n
台,在甲商场购买每台售价不低于 440元,售价依台数
n

等差数列.设该数列为{
a
n
} .
a
n
=780+(
n
-1)(-20)=800-20
n

解不等式
a
n
≥440,即800-20
n
≥440,得
n
≤18.
当购买台数小于等于18台时,每台售价为(800-20
n
)元,当台数大于18台时,每台售
价为440元.
到乙商场购买,每台售价为800×75%=600元.
作差:(800-20
n< br>)
n
-600
n
=20
n
(10-
n
),

n
<10时,600
n
<(800-20
n)
n


n
=10时,600
n
=(800 -20
n
)
n

当10<
n
≤18时,(800 -20
n
)
n
<600
n


n
>18时,440
n
<600
n
.
即当购买少于10台时到乙商场花费较少,当购买10台时到两商场购买花费相同,当购
买多于10台时 到甲商场购买花费较少.
层级二 应试能力达标
1.已知等差数列{
a
n
}:1,0,-1,-2,…;等差数列{
b
n
}:0,20,40,60, …,则数列
- 90 -


{
a
n

b
n
}是( )
A.公差为-1的等差数列
C.公差为-20的等差数列
B.公差为20的等差数列
D.公差为19的等差数列
解析:选D (
a2

b
2
)-(
a
1

b
1
)=(
a
2

a
1
)+(
b
2< br>-
b
1
)=-1+20=19.
2.已知数列{
a
n
}为等差数列且
a
1

a
7

a
13
=4π,则tan(
a
2

a
12
)的值为 ( )
A.3
C.-
3

3
B.±3
D.-3

.
3
解析:选D 由等差数列的性质得
a
1

a
7

a
13
=3
a
7=4π,?
a
7

8π2π
?tan(
a
2< br>+
a
12
)=tan(2
a
7
)=tan =tan =-3.
33
1
22
3.若方程(
x
-2
x
m
)(
x
-2
x

n
)=0的四个 根组成一个首项为的等差数列,则|
m

n
|
4
=( )
A.1
1
C.
2
3
B.
4
3
D.
8
解析:选C 设方程的四个根
a
1

a
2

a
3

a
4
依次成等差数列,则
a
1

a
4

a
2< br>+
a
3
=2,
再设此等差数列的公差为
d
,则2< br>a
1
+3
d
=2,
11

a
1
=,?
d
=,
42
11315
?
a
2
=+=,
a
3
=+1=,
42444
a
4
=+=,
?|
m

n< br>|=|
a
1
a
4

a
2
a
3
|
1
4
3
2
7
4
?
1735
?
1

?
×-×
?
=.
?
44 44
?
2
4.《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容 积成等差数
列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( )
A.1升
47
C.升
44
B.
D.
67

66
37

33
解析:选B 设所 构成的等差数列{
a
n
}的首项为
a
1
,公差为
d
,则有
- 91 -


?
?
a
1

a
2

a
3

a
4
=3,?
?
a
7

a
8

a
9=4,
?


13
a
=,
?
?
22
解得
?
7
d

?
?
66

1
?
?
4
a
1
+6
d
=3,
?
?
3
a
1
+21
d
=4.
?


2
67

a
5

a1
+4
d
=,
66
67
故第5节的容积为升. 66
5.在等差数列{
a
n
}中,
a
3
a
10
是方程
x
-3
x
-5=0的根,则
a< br>5

a
8
=________.
解析:由已知得
a
3

a
10
=3.
又数列{
a
n
}为等差数列,
?
a
5

a
8

a
3

a
10
=3.
答案:3
?
6.已知数列{
a
n
}满足
a
1
=1,若点
?

a
n
a
n
+1
?
?
在直线
x

y
+1=0上,则
a
n
=________.
?
nn
+1
?
?
a
n
?
a
n
a
n
+1
a
n
+1< br>a
n
解析:由题设可得-+1=0,即-=1,所以数列
??
是以1为 公差的等差
nn
+1
n
+1
n
?
n
?数列,且首项为1,故通项公式=
n
,所以
a
n

n< br>.
答案:
n

211
?
1
?
7. 数列{
a
n
}为等差数列,
b
n

??
a
n
,又已知
b
1

b
2

b3
=,
b
1
b
2
b
3
=,求数列{< br>a
n
}的通
88
?
2
?
项公式.
211
?
1
??
1
??
1
??
1
?
解:≧
b
1

b
2

b
3
??
a
1

??
a
2

? ?
a
3
=,
b
1
b
2
b
3

??
a
1

a
2

a
3=,?
a
1

a
2

a
3

88
?
2
??
2
??
2
??
2< br>?
3.

a
1

a
2

a
3
成等差数列,?
a
2
=1,故可设
a
1
=1-
d

a
3
=1+
d

2
a
n
n
2
?
1
?
1-
d
1?
1
?
1+
d
21

??
++
??
=,
2
?
2
?
8
?
2
?
得2+2=
d

d
17
,解得
d
=2或< br>d
=-2.
4

d
=2时,
a
1
=1-
d
=-1,
a
n
=-1+2(
n
-1)=2
n
-3;

d
=-2时,
a
1
=1-< br>d
=3,
a
n
=3-2(
n
-1)=-2
n
+5.

8.下表是一个“等差数阵”:
- 92 -


4

7

( )

( )



7

12

( )

( )



( )

( )

( )

( )



( )

( )

( )

( )



( )

( )

( )

( )

















a
1
j

a
2
j

a
3
j

a
4
j










a
i
1



a
i
2



a
i
3



a
i
4



a
i
5



a
ij



其中每行、每列都是等差数列,
a< br>ij
表示位于第
i
行第
j
列的数.
(1)写出
a
45
的值;
(2)写出
a
ij
的计算公式,以及2 017这个数在“等差数阵”中所在的一个位置.
解:通过每行、每列都是等差数列求解.
(1)
a
45
表示数阵中第4行第5列的数.
先看第1行,由题意4,7,…,
a
15
,…成等差数列,
公差< br>d
=7-4=3,则
a
15
=4+(5-1)×3=16.
再看第2行,同理可得
a
25
=27.
最后看第5列,由题意a
15

a
25
,…,
a
45
成等差 数列,
所以
a
45

a
15
+3
d=16+3×(27-16)=49.
(2)该“等差数阵“的第1行是首项为4,公差为3的等 差数列
a
1
j
=4+3(
j
-1);
第2行是首 项为7,公差为5的等差数列
a
2
j
=7+5(
j
-1);


i
行是首项为4+3(
i
-1),公差为2
i
+1的等差数列,
?
a
ij
=4+3(
i
-1 )+(2
i
+1)(
j
-1)
=2
ij

i

j

i
(2
j
+1)+
j
.
要求2 017在该“等差数阵”中的位置,也就是要找正整数
i

j< br>,使得
i
(2
j
+1)+
j

2 017,
2 017-
i
*
?
j
=.又≧
j
∈N, ?当
i
=1时,得
j
=672.
2
i
+1
?2 017在“等差数阵”中的一个位置是第1行第672列.


等差数列的前
n
项和


预习课本P42~45,思考并完成以下问题
- 93 -


(1)数列前
n
项和的定义是什么?通常用什么符号表示?



(2)能否根据首项、末项与项数求出等差数列的前
n
项和?


(3)能否根据首项、公差与项数求出等差数列的前
n
项和?



1.数列的前
n
项和
对于数列{
a
n< br>},一般地称
a
1

a
2
+…+
a
n
为数列{
a
n
}的前
n
项和,用
S
n< br>表示,即
S
n

a
1

a
2
+…+
a
n
.
2.等差数列的前
n
项和公式
已知量

选用
公式

首项,末项与项数

首项,公差与项数
[新知初探]

S
n

n?
a
1

a
n
?
2
S
n< br>=
na
1

n
?
n
-1?
2
d

[小试身手]

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)数列的前
n
项和就是指从数列的第1项
a
1
起,一直到第
n

a
n
所有项的和( )
(2)
a
n

Sn

S
n
-1
(
n
≥2)化简后关于
n

a
n
的函数式即为数列{
a
n
}的通项公式( )
(3)在等差数列{
a
n
}中,当项数
m
为偶数2n
时,则
S


S


a
n
+1
( )
解析:(1)正确.由前
n
项和的定义可知正确.
(2)错误.例如数列{
a
n
}中,
S
n

n
+2.

n
≥2时,
a
n

Sn

S
n
-1

n
-(
n
- 1)=2
n
-1.
又≧
a
1

S
1
=3,
?
a< br>1
不满足
a
n

S
n

S
n
-1
=2
n
-1,故命题错误.
(3)错误.当项数
m
为偶数2
n
时,则
S


S


nd
.
答案:(1)√ (2)× (3)×
2.等差数列{
a
n
}中,
a
1
=1,
d
=1,则
S
n
等于( )
A.
n

C.
n
(
n
-1)
B.
n
(
n
+1)
D.
22
2
n
?
n
+1?
2

- 94 -


解析:选D 因为
a
1
=1,
d=1,所以
S
n

n

n
?
n
-1?
2
2
n

n

nn

n
×1===
22
22
n
?
n
+1?
2,故选D.
1
3.设等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,若
a
1
=,
S
4
=20,则
S
6
等于( )
2
A.16
C.36
B.24
D.48
解析:选D 设等差数列{
a
n
}的公差为
d

4×3
由已知得4
a
1

d
=20,
2
14×3
即4×+
d
=20,解得
d
=3,
22
16×5
?
S
6
=6×+×3=3+45=48. < br>22
4.已知数列的通项公式
a
n
=-5
n
+2,则 其前
n
项和
S
n
=________.
解析:≧
a
n
=-5
n
+2,
?数列{
a
n
}是等差数列,且
a
1
=-3,公差
d
=-5 ,
?
S
n

n
?-3-5
n
+2?2
=-
n
?5
n
+1?
2
.
答案:-
n
?5
n
+1?
2



等差数列的前
n
项和的有关计算

[典例] 已知等差数列{
a
n
}.
53
(1)
a
1
=,
a
15
=-,
S
n
=-5,求
d

n

62
(2)
a
1
=4,
S
8
=172,求
a
8

d
.
531
[解] (1)≧
a
15
=+(15-1)
d
=-,?
d
=-.
626

S
n

n a
1

n
?
n
-1?
2
d
=-5 ,
解得
n
=15或
n
=-4(舍).
(2)由已知,得
S
8

8?
a
1

a
8
?8?4+
a
8
?
==172,
22
- 95 -


解得
a
8
=39,
又≧
a
8=4+(8-1)
d
=39,?
d
=5.


等差数列中的基本计算
(1)利用基本量求值:
等差数列的通项公式和前
n
项和公式中有五个量
a
1

d

n
,< br>a
n

S
n
,这五个量可以“知
三求二”.一般是利 用公式列出基本量
a
1

d
的方程组,解出
a
1< br>和
d
,便可解决问题.解题
时注意整体代换的思想.
(2)结合等差数列的性质解题:
等差数列的常用性质:若
m

n

p

q
(
m

n

p

q
∈N),则
a
m

a
n
=< br>a
p

a
q
,常与求和公

S
n< br>=
*
n
?
a
1

a
n
?< br>2
结合使用.
[活学活用]

S
n
是等差数列{
a
n
}的前
n
项和,已知
a
2
=3,
a
8
=11,则
S
9
等于( )
A.13
C.49
B.35
D.63
解析:选D ≧{
a
n
}为等差数列,?
a
1
+< br>a
9

a
2

a
8

?
S
9

9?
a
2

a
8
?9×14
==63.
22
已知
S
n

a
n
问题

[典例] 已知数列{
a
n
}的前
n
项和
S
n
=-2
n

n
+2.
(1)求{
a
n
}的通项公式;
(2)判断{
a
n
}是否为等差数列?
[解] (1)≧
S
n
=-2
n

n
+2,
?当
n
≥2时,
2
2
S
n
-1
=-2(
n
-1)
2
+(
n
-1)+2
=-2
n
+5
n
-1,
?
a
n

S
n

S
n
-1

=(-2
n

n
+2)-(-2
n
+5
n
-1)
=-4
n
+3.

a
1

S
1
=1,不满足
a
n
=-4
n
+3,
22
2
- 96 -


?
?
1,
n
=1,
?数列{
a
n
}的通项公式是
a
n

?
?
-4
n
+3,
n
≥2.
?


(2)由(1)知,当
n
≥2时,
a
n
+ 1

a
n
=[-4(
n
+1)+3]-(-4
n< br>+3)=-4,

a
2

a
1
=-5-1=-6≠-4,
?{
a
n
}不满足等差数列的定义,{
a
n
}不是等差数 列.


(1)已知
S
n

a
n
,其方法是
a
n

S
n

S
n
-1
(
n
≥2),这里常常因为忽略条件“
n
≥2”而出错. (2)在书写{
a
n
}的通项公式时,务必验证
n
=1是否满足
a
n
(
n
≥2)的情形.如果不满足,
?
?
S
1

n
=1,
则通项公式只能用
a
n

?
?
S
n

S
n
-1

n
≥2
?

表示.
[活学活用]
1.已 知数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
=-< br>n
,则( )
A.
a
n
=2
n
+1
C.
a
n
=-2
n
-1
B.
a
n
=-2
n
+1
D.
a
n
=2
n
-1
22
2
解析:选B 当
n
=1时,
a
1

S
1
=-1;
n
≥2时,
a
n

S
n

S
n
-1
=-
n
+(
n
-1)=-2
n
+1,
此时满足
a
1
=-1.综上可知
a
n
=-2
n
+1.
2.已知
S
n
是数列{
a
n
}的前
n
项和,根据条件求
a
n
.
(1)
S
n
=2
n
+3
n
+2;
(2)
S
n
=3-1.
解:(1)当
n
=1时,
a
1

S
1
=7,

n
≥2时 ,
a
n

S
n

S
n
-1
=(2
n
+3
n
+2)-[2(
n
-1)+3(
n
-1)+2]=4
n
+1,又
a
1
=7
不适合上 式,
?
?
7,
n
=1,
所以
a
n

?
?
?
4
n
+1,
n
≥2.
22
2
n


(2)当
n
=1时,
a1

S
1
=2,

n
≥2时,
a< br>n

S
n

S
n
-1
=(3-1) -(3
所以
a
n
=2×3
n
-1
nn
-1
-1)=2×3
n
-1
,显然
a
1
适合上式,
(
n
∈N).
等差数列的前
n
项和性质
*

[典例] (1)等差数列前
n
项的和为30,前2
n
项的和为100,则它的前3
n
项的和为( )
- 97 -


A.130
C.210
B.170
D.260
(2)等差数列{
a
n
}共有2
n
+1项,所有的奇数项之 和为132,所有的偶数项之和为120,

n
等于________.
( 3)已知{
a
n
},{
b
n
}均为等差数列,其前
n
项和分别为
S
n

T
n
,且=
[解析] (1)利用等差数列的性质:
S
n
2
n
+2
a
5
,则=________.
T
n
n
+3
b
5S
n

S
2
n

S
n
S
3
n

S
2
n
成等差数列.
所以
S
n
+(
S
3
n

S
2
n
)=2(
S
2
n

S
n
),
即30+(
S
3
n
-100)=2(100-30),
解得
S
3
n
=210.
S
2
n
+1
132+120
(2)因为等差数列共有2
n
+1项,所以
S< br>奇

S


a
n
+1
=,即132 -120=,
2
n
+12
n
+1
解得
n
= 10.
(3)由等差数列的性质,知
a
1

a
9
a
1

a
9
22
a
5
==
b< br>5
b
1

b
9
b
1

b< br>9
22
×9
S
9
2×9+25
===.
T
9
9+33
×9
5
[答案] (1)C (2)10 (3)
3


等差数列的前
n
项和常用的性质
(1)等差数列的依次
k
项之和,
S
k

S
2k

S
k

S
3
k

S2
k
…组成公差为
kd
的等差数列.
2
(2)数列{
a
n
}是等差数列?
S
n

an

bn
(
a

b
为常数)?数列
??
为等差数列.
2
?
S
n
?
?
n
?
(3)若S

表示奇数项的和,
S

表示偶数项的和,公差为
d

①当项数为偶数2
n
时,
S


S< br>奇

nd

S

a
n
=;
S

a
n
+1
S

n
=.
S

n
-1
②当项数为奇数2
n
-1时,
S


S


a
n

[活学活用 ]
1.设等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
Sn
,若
S
4
=8,
S
8
=20,则
a
11

a
12

a
13

a14
=( )
A.18

B.17
- 98 -


C.16 D.15
解析:选A 设{
a
n
} 的公差为
d
,则
a
5

a
6

a
7

a
8

S
8

S
4
=12,(
a
5

a
6

a
7< br>+
a
8
)-
S
4

1
16
d
,解得
d
=,
a
11

a
12

a
13

a
14

S
4
+40
d
=18.
4
2.等差数列{
a
n
}的通项公式 是
a
n
=2
n
+1,其前
n
项和为
Sn
,则数列
??
的前10项和为
?
n
?
?S
n
?
________.
解析:因为
a
n
=2
n
+1,所以
a
1
=3,
所以
S
n

n
?3+2
n
+1?
2

n
+ 2
n

2
所以=
n
+2,
?
S
n
?
所以
??
是公差为1,首项为3的等差数列,
?
n
?
S
n
n
10×9
所以前10项和为3×10+×1=75 .
2
答案:75
等差数列的前
n
项和最值问题

[典例] 在等差数列{
a
n
}中,
a
1
=25,
S
17

S
9
,求前
n
项和
S< br>n
的最大值.
[解] 由
S
17

S
9
,得
25×17+
17 ×?17-1?9×?9-1?
d
=25×9+
d

22
解得
d
=-2,
[法一 公式法]
n
?< br>n
-1?
2
S
n
=25
n
+×(-2)=- (
n
-13)+169.
2
由二次函数性质得,当
n
=1 3时,
S
n
有最大值169.
[法二 邻项变号法]
?
?
a
n
=25-2?
n
-1?≥0,

a
1
=25>0,由
?
?
a
n
+1
=25-2
n
≤0,
?


1
n
≤13,
?
?
2

?
1
n
≥12
?
?
2< br>,
*

11
即12≤
n
≤13.
22
n
∈N,?当
n
=13时,
S
n
有最大值1 69.

- 99 -



求等差数列的前
n
项和
S
n
的最值的解题策略
( 1)将
S
n

na
1

n
?
n< br>-1?
2
d
?
d
?
d

n
2

?
a
1

?
n
配方,转化为求二次函 数的最值问题,借助
2
?
2
?
函数单调性来解决.
(2)邻项变号法:

a
1
>0,
d
<0时,满 足
?
?
a
n
≥0,
?
?
?
an
+1
≤0
?
?
a
n
≤0,

a
1
<0,
d
>0时,满足
?
?
?
a< br>n
+1
≥0


的项数
n
使
S
n
取最大值.
的项数
n
使
S
n
取最小值.
[活学活用]
设等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,若
a
1
=-11,
a
4

a
6
=-6,则当
S
n
取最小值时,
n

于( )
A.6
C.8
B.7
D.9
解析:选A 设等差数列的公差为
d


a
4

a
6
=-6,?2
a
5
=-6,?
a
5< br>=-3.
又≧
a
1
=-11,?-3=-11+4
d
,?
d
=2.
?
S
n
=-11
n
+< br>n
?
n
-1?
2
×2=
n
-12
n
=(
n
-6)-36,
22
故当
n
=6时,
S
n
取得最小值,故选A.


层级一 学业水平达标
1.已知数列{
a
n
}的通项公式为
a
n
=2-3
n
,则{
a
n
}的前
n
项和
S
n
等于( )
3
2
n
A.-
n

22
3
2
n
C.
n

22
3
2
n
B.-
n

22
3
2
n
D.
n

22
解析:选A ≧
a
n
=2-3
n
,?
a
1
=2-3=-1,?
S
n

n
?-1+2-3
n
?
2
3
2
n
=-
n
+. 22
2.若等差数列{
a
n
}的前5项的和
S
5
=25,且
a
2
=3,则
a
7
等于( )
A.12
C.14
B.13
D.15
- 100 -

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