高中数学 · E08 · 数列应用

等差数列的实际应用

实际数量每次增加或减少同样的数,可以用等差数列描述;用通项求某个位置的数量,用求和公式求累计总量。

题目与对应

把座位数对应到数列

某剧场共有 20 排座位,第 1 排有 38 个座位,以后每排都比前一排多 2 个座位。这个剧场共有多少个座位?

先明确每一项记录什么,再把条件和目标对应起来。

对应对象在这道题中的含义
项 $a_n$第 $n$ 排的座位数,首项 $a_1=38$。
项数共 20 排,所以计入 20 项。
公差 $d$每排多 2 个座位,$d=2$。
和 $S_{20}$全部 20 排的座位总数。

判断等差的依据是相邻数量之差始终为 2,不是座位数“越来越多”。若每排分别增加 2、3、4 个,虽然也越来越多,却不是等差数列。

排的编号与座位数也不能混淆:第一项是 38,不是 1。

计算总数

先求末排,再求总数

已知首项、公差和项数,先用通项公式求末排,再把首末数量代入求和公式。

$$a_{20}=38+(20-1)\times2=76$$

20 排之间有 19 个间隔,所以加 19 次公差。

$$S_{20}=\frac{20(38+76)}2=1140$$

首排 38 个、末排 76 个,共 20 排,代入等差数列求和公式。

所以剧场共有 1140 个座位。各项都是一排座位的完整数量,没有重复计入,单位也一致,相加才得到全部座位数。

20 是排数,76 是末排座位数,1140 才是总数。

选择方法

根据所求目标选择公式

确认数量组成等差数列后,不同问题的切入点不同。

所求目标选择方法
某项数量用通项公式:首项加上“间隔数乘公差”。
公差两个位置的数量差除以位置差,得到每一步的变化量。
项数首末都计入时,用“末项减首项,除以公差,再加 1”;要求 $d\ne0$,结果为正整数。
累计总量确定实际计入的项数和首末数量,再用前项和公式。

求公差时,两处数量相减与位置相减的顺序要一致。若 $d=0$,各项相等,仅凭首末数量无法确定项数。

求和还要检查:各项是否确实是可相加的同类贡献;位置或高度等数值的和,不一定是题目要找的总量。

核心结论

明确目标 → 确定对应 → 确认固定差 → 选择公式 → 检查结果。

检查项数、计入范围和单位,让公式中的每个量都与题目中的对象对应。