初中常見的規律有符号規律,等差數列規律,二階等差數列規律,等比數列規律、循環規律等。本文就等差數列規律,二階等差數列規律展開研究。
一、等差數列
【定義】等差數列是指從第二項起,每一項與它的前一項的差等于同一個常數的一種數列。如:1,4,7,10,13,。。。後面的數始終比它前一項的數大3,這樣的數列就是等差數列,其中3叫公差。
【性質】小升初應當了解下列兩條性質:
① 和=(首項 末項)×項數÷2;
②項數=(末項-首項)÷公差 1;
【規律求法】
由于等差數列的通項公式為An=a1 (n-1)d ,這裡 an代表第n個數,a1代表第1個數,d表示公差。所以從 通項公式可以看出,an是n的一次函數(d≠0)或常數函數 (d=0),即等差數列具有kn b的形式,這裡K=公差,b=首項-公差。
【例1】用菱形紙片按規律依次拼成如圖所示的圖案.第1個圖案中有5張菱形紙片;第2個圖案中有9張菱形紙片;第3個圖案中有13張菱形紙片.按此規律,第n個圖案中的菱形紙片的張數為_________
【分析】
第一步:判斷數列類型. 由于後項比前項始終大4,該數列是等差數列
第二步:計算k. 因為每次增加4,即公差為4,所以k=4
第三步:計算b. 因為首項-公差=5-4=1,所以b=1
第四步:寫出規律. 第n個數為4n 1
【例2】觀察下列兩列數:
7,10,13,16,19,22,…
7,11,15,19,23,27,…
(1)這兩列數的第100個數分别是多少?
(2)在這兩列數中,第1個相同的數是7,第2個相同的數是19,第10個相同的數是多少?
【分析(1)】
第1列數:k=公差=3,b=首項-公差=7-3=4,故第n個數為3n 4,當n=100時,第100個數為304
第2列數:k=公差=4,b=首項-公差=7-4=3,故第n個數為4n 3,當n=100時,第100個數為403
【分析(2)】∵第1個相同的數為7,第2個相同的數為19,第3個相同的數為31,由于7,19,31成等差數列,即第m個相同的數為12m-5,當m=10時,第10個相同的數為115.
二、二階等差數列
【定義】二階等差數列是指後項與前項的差值是等差數列。例如:1,3,7,13,21,31,…,後項與前項的差值依次為:2,4,6,8,10,…,這些差值是等差數列,我們稱數列1,3,7,13,21,31,…為二階等差數列。
【規律求法】二階等差數列通項的一般形式為:An=an2 bn c,類似于二次函數解析式求法,我們可用待定系數法求出其通項公式。
【例1】(難度系數☆)已知一組數:1,3,7,13,21,31,…,根據規律求第100個數。
【分析】
第一步:設。設第n個數An=an2 bn c
第二步:代。分别把n=1,An=1,n=2,An=3,n=3,An=7代入到An=an2 bn c中,得:
第三步:求。 ②-①:3a b=2 ④
③-②:5a b=4 ⑤
⑤-④:2a=2,解得a=1,b=-1,c=1
第四步:寫。即第n個數為:n2-n 1,第100個數為9901
【例2】(難度系數☆☆)觀察下列等式,請寫出第n個等式。
第1個等式: 32-1=8×1,
第2個等式: 52-1=24=8×3,
第3個等式: 72-1=48=8×6,
第4個等式: 92-1=80=8×10,
…
【分析】
第一步:找變數與不變數。觀察發現,等式左邊的底數在變化 ,等式右邊與8相乘的數在變化。
第二步:左邊底數依次為:3,5,7,9, …,顯然是等差數列規律,其公差為2,首項減公差等于1,所以第n個底為為2n 1。
第三步:右邊與8相乘的數依次為1,3,6,10, …,後項與前項的差值依次為2,4,6, …,可判斷出原數列為二階等差數列。仿照例1的待定系數法,可求出第n個數為:
總結:
等差數列規律具有一次函數的一般形式,二階等差數列具有二次函數的一般形式,凡是這樣的數列,其通項公式均可以用待定系數法計算。有了近乎“死算”的方法,相信同學們面對它們時将不會再有拆數(猜數)的煩惱。
等差數列有定法
待定系數能搞定
一階一次函數擋
二階二次函數上
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