6.2等差数列及其前n项和(理_作业)
2022届高考数学(理)大一轮复习教师用书:第六章第二节等差数列及其前n项和 Word版含解析
其次节等差数列及其前n项和突破点(一)等差数列的性质及基本量的计算基础联通抓主干学问的“源”与“流”1.等差数列的有关概念(1)定义:假如一个数列从第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.符号表示为a n+1-a n=d(n∈N*,d为常数).(2)等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是A=a+b2,其中A叫做a,b的等差中项.2.等差数列的有关公式(1)通项公式:a n=a1+(n-1)d.(2)前n项和公式:S n=na1+n(n-1)2d=n(a1+a n)2.3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n=a m+(n-m)d(n,m∈N*).(2)若{a n}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则a k+a l=a m+a n .(3)若{a n}是等差数列,公差为d,则{a2n}也是等差数列,公差为2d.(4)若{a n}是等差数列,公差为d,则a k,a k+m,a k+2m,…(k,m∈N*)是公差为md的等差数列.(5)若数列{a n},{b n}是公差分别为d1,d2的等差数列,则数列{pa n},{a n+p},{pa n+qb n}都是等差数列(p,q都是常数),且公差分别为pd1,d1,pd1+qd2.考点贯穿抓高考命题的“形”与“神”等差数列的基本运算[例1](1)(2022·东北师大附中摸底考试)在等差数列{a n}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{a n}的公差为() A.1 B.2C.3 D.4(2)(2022·惠州调研)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=6,a1=4,则公差d等于()A.1 B.53C.-2 D.3[解析](1)∵a1+a5=2a3=10,∴a3=5,则公差d=a4-a3=2,故选B.(2)由S3=3(a1+a3)2=6,且a1=4,得a3=0,则d=a3-a13-1=-2,故选C.[答案](1)B(2)C[方法技巧]1.等差数列运算问题的通性通法(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解.(2)等差数列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,a n,d,n,S n,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想.2.等差数列设项技巧若奇数个数成等差数列且和为定值时,可设中间三项为a-d,a,a+d;若偶数个数成等差数列且和为定值时,可设中间两项为a-d,a+d,其余各项再依据等差数列的定义进行对称设元.等差数列的性质[例2](1)在等差数列{a n}396n n S11=()A.18 B.99C.198 D.297(2)已知{a n},{b n}都是等差数列,若a1+b10=9,a3+b8=15,则a5+b6=________.[解析](1)由于a3+a9=27-a6,2a6=a3+a9,所以3a6=27,所以a6=9,所以S11=112(a1+a11)=11a6=99.(2)由于{a n},{b n}都是等差数列,本节主要包括3个学问点:1.等差数列的性质及基本量的计算;2.等差数列前n项和及性质的应用;3.等差数列的判定与证明.所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6, 所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6), 即2×15=9+(a 5+b 6), 解得a 5+b 6=21. [答案] (1)B (2)211.[考点一]《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何?”其意思为:“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位)这个问题中,甲所得为( )A.54钱B.53钱C.32钱 D.43钱 解析:选D 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+d =3a 1+9d ,2a 1+d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,即甲得43钱,故选D.2.[考点一]设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S n +2-S n =36,则n =( ) A .5 B .6 C .7 D .8解析:选D 由题意知S n +2-S n =a n +1+a n +2=2a 1+(2n +1)d =2+2(2n +1)=36,解得n =8. 3.[考点二]已知数列{a n }为等差数列,且a 1+a 7+a 13=π,则cos(a 2+a 12)的值为( ) A.32 B .-32 C.12 D .-12解析:选D 在等差数列{a n }中,由于a 1+a 7+a 13=π,所以a 7=π3,所以a 2+a 12=2π3,所以cos(a 2+a 12)=-12.故选D.4.[考点一]设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=________. 解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.所以S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.答案:-725.[考点二]设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最终6项的和为180,S n =324(n >6),求数列{a n }的项数及a 9+a 10.解:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,① a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216,∴a 1+a n =36,又S n =n (a 1+a n )2=324,∴18n =324,∴n =18. ∵a 1+a n =36,n =18, ∴a 1+a18=36,从而a 9+a 10=a 1+a 18=36.突破点(二) 等差数列前n 项和及性质的应用等差数列前n 项和的性质(1)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d . (2)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1).(3)当项数为偶数2n 时,S 偶-S 奇=nd ;项数为奇数2n -1时,S 奇-S 偶=a 中,S 奇∶S 偶=n ∶(n -1). (4){a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(5)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }的首项相同,公差是{a n }的公差的12.等差数列前n 项和的性质[例1] 已知{a n }为等差数列,若a 1+a 2+a 3=5,a 7+a 8+a 9=10,则a 19+a 20+a 21=________. [解析] 法一:设数列{}a n 的公差为d ,则a 7+a 8+a 9=a 1+6d +a 2+6d +a 3+6d =5+18d =10,所以18d=5,故a 19+a 20+a 21=a 7+12d +a 8+12d +a 9+12d =10+36d =20.法二:由等差数列的性质,可知S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,…,S 21-S 18成等差数列,设此数列公差为D . 所以5+2D =10,所以D =52.所以a 19+a 20+a 21=S 21-S 18=5+6D =5+15=20. [答案] 20等差数列前n 项和的最值[例2] 等差数列{a n }的首项a 1>0,设其前n 项和为S n ,且S 5=S 12,则当n 为何值时,S n 有最大值? [解] 设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=S 12得5a 1+10d =12a 1+66d ,d =-18a 1<0.法一:S n =na 1+n (n -1)2d=na 1+n (n -1)2·⎝⎛⎭⎫-18a 1 =-116a 1(n 2-17n )=-116a 1⎝⎛⎭⎫n -1722+28964a 1, 由于a 1>0,n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值.法二:设此数列的前n 项和最大,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,即⎩⎨⎧a 1+(n -1)·⎝⎛⎭⎫-18a 1≥0,a 1+n ·⎝⎛⎭⎫-18a 1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤9,n ≥8,即8≤n ≤9,又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值. 法三:由于S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d2n ,设f (x )=d2x 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2x ,则函数y =f (x )的图象为开口向下的抛物线, 由S 5=S 12知,抛物线的对称轴为x =5+122=172(如图所示),由图可知,当1≤n ≤8时,S n 单调递增;当n ≥9时,S n 单调递减.又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 最大.[方法技巧]求等差数列前n 项和S n 最值的三种方法 (1)函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方结合图象借助求二次函数最值的方法求解. (2)邻项变号法:①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .(3)通项公式法:求使a n ≥0(a n ≤0)成立时最大的n 值即可.一般地,等差数列{a n }中,若a 1>0,且S p =S q (p ≠q ),则: ①若p +q 为偶数,则当n =p +q2时,S n 最大;②若p +q 为奇数,则当n =p +q -12或n =p +q +12时,S n 最大.力量练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点二]在等差数列{a n }中,a 1=29,S 10=S 20,则数列{a n }的前n 项和S n 的最大值为( ) A .S 15 B .S 16 C .S 15或S 16 D .S 17解析:选A ∵a 1=29,S 10=S 20,∴10a 1+10×92d =20a 1+20×192d ,解得d =-2,∴S n =29n +n (n -1)2×(-2)=-n 2+30n =-(n -15)2+225.∴当n =15时,S n 取得最大值.2.[考点二]设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,(n +1)S n <nS n +1(n ∈N *).若a 8a 7<-1,则( )A .S n 的最大值是S 8B .S n 的最小值是S 8C .S n 的最大值是S 7D .S n 的最小值是S 7解析:选D 由(n +1)S n <nS n +1得(n +1)n (a 1+a n )2<n (n +1)(a 1+a n +1)2,整理得a n <a n +1,所以等差数列{a n }是递增数列,又a 8a 7<-1,所以a 8>0,a 7<0,所以数列{a n }的前7项为负值,即S n 的最小值是S 7.3.[考点一]已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________.解析:∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列,且S 10=10,S 20=30,S 20-S 10=20,∴S 30-30=20×2-10=30,∴S 30=60.答案:604.[考点一]已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且A n B n =7n +45n +3,则使得a nb n为整数的正整数n 的个数是________.解析:由等差数列前n 项和的性质知,a n b n =A 2n -1B 2n -1=14n +382n +2=7n +19n +1=7+12n +1,故当n =1,2,3,5,11时,a nb n 为整数,故使得a nb n 为整数的正整数n 的个数是5.答案:55.[考点一]一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则该数列的公差d =________.解析:设等差数列的前12项中奇数项的和为S 奇,偶数项的和为S 偶,等差数列的公差为d .由已知条件,得⎩⎪⎨⎪⎧ S 奇+S 偶=354,S 偶∶S 奇=32∶27,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 偶=192,S 奇=162.又S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5.答案:5突破点(三) 等差数列的判定与证明基础联通 抓主干学问的“源”与“流” 等差数列的判定与证明方法方法 解读适合题型定义法 对于数列{a n },a n -a n -1(n ≥2,n ∈N *)为同一常数⇔{a n }是等差数列解答题中的证明问题等差中项法 2a n -1=a n +a n -2(n ≥3,n ∈N *)成立⇔{a n }是等差数列通项公式法 a n =pn +q (p ,q 为常数)对任意的正整数n 都成立⇔{a n }是等差数列选择、填空题中的判定问题前n 项和公式法 验证S n =An 2+Bn (A ,B 是常数)对任意的正整数n 都成立⇔{a n }是等差数列考点贯穿 抓高考命题的“形”与“神”等差数列的判定与证明[典例] 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足:a n +2S n S n -1=0(n ≥2,n ∈N *),a 1=12,推断{a n }是否为等差数列,并说明你的理由.[解] 由于a n =S n -S n -1(n ≥2),a n +2S n S n -1=0, 所以S n -S n -1+2S n S n -1=0(n ≥2). 所以1S n -1S n -1=2(n ≥2).又S 1=a 1=12,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以2为首项,2为公差的等差数列.所以1S n=2+(n -1)×2=2n ,故S n =12n .所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=-12n (n -1),所以a n +1=-12n (n +1),而a n +1-a n =-12n (n +1)--12n (n -1)=-12n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n -1=1n (n -1)(n +1).所以当n ≥2时,a n +1-a n 的值不是一个与n 无关的常数,故数列{a n }不是等差数列.1.若{a n }是公差为1的等差数列,则{a 2n -1+2a 2n }是( ) A .公差为3的等差数列 B .公差为4的等差数列 C .公差为6的等差数列 D .公差为9的等差数列解析:选C 令b n =a 2n -1+2a 2n ,则b n +1=a 2n +1+2a 2n +2,故b n +1-b n =a 2n +1+2a 2n +2-(a 2n -1+2a 2n )=(a 2n +1-a 2n -1)+2(a 2n +2-a 2n )=2d +4d =6d =6×1=6.即{a 2n -1+2a 2n }是公差为6的等差数列.2.已知数列{a n }中,a 1=2,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),设b n =1a n -1(n ∈N *).求证:数列{b n }是等差数列.证明:∵a n =2-1a n -1,∴a n +1=2-1a n .∴b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=12-1a n -1-1a n -1=a n -1a n -1=1,∴{b n }是首项为b 1=12-1=1,公差为1的等差数列.3.已知公差大于零的等差数列{}a n 的前n 项和为S n ,且满足a 3·a 4=117,a 2+a 5=22. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{}b n 满足b n =S nn +c,是否存在非零实数c 使得{b n }为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.解:(1)∵数列{}a n 为等差数列,∴a 3+a 4=a 2+a 5=22. 又a 3·a 4=117,∴a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两实根, 又公差d >0,∴a 3<a 4,∴a 3=9,a 4=13,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =9,a 1+3d =13,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =4.∴数列{a n }的通项公式为a n =4n -3. (2)由(1)知a 1=1,d =4, ∴S n =na 1+n (n -1)2×d =2n 2-n ,∴b n =S nn +c =2n 2-n n +c,∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c ,其中c ≠0.∵数列{}b n 是等差数列,∴2b 2=b 1+b 3, 即62+c ×2=11+c +153+c,∴2c 2+c =0, ∴c =-12或c =0(舍去),故c =-12.即存在一个非零实数c =-12,使数列{b n }为等差数列.[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2022·全国乙卷)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( ) A .100 B .99 C .98 D .97解析:选C ∵{a n }是等差数列,设其公差为d ,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.又∵a 10=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+4d =3,a 1+9d =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =1.∴a 100=a 1+99d =-1+99×1=98.故选C. 2.(2021·新课标全国卷Ⅰ)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和,若S 8=4S 4,则a 10=( ) A.172 B.192C .10D .12 解析:选B ∵数列{a n }的公差为1,∴S 8=8a 1+8×(8-1)2×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6.∵S 8=4S 4,∴8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =12+9=192.3.(2021·新课标全国卷Ⅰ)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =( ) A .3B .4C .5D .6解析:选C 由S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,得a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,所以等差数列的公差为d =a m +1-a m =3-2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧a m =a 1+(m -1)d =2,S m =a 1m +12m (m -1)d =0,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+m -1=2,a 1m +12m (m -1)=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,m =5,选C. 4.(2021·新课标全国卷Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为________.解析:由已知⎩⎨⎧S 10=10a 1+10×92d =0,S15=15a 1+15×142d =25,解得a 1=-3,d =23,则nS n =n 2a 1+n 2(n -1)2d =n 33-10n 23.由于函数f (x )=x 33-10x 23在x =203处取得微小值,因而检验n =6时,6S 6=-48,而n =7时,7S 7=-49<6S 6,所以当n =7时,nS n 取最小值,最小值为-49.答案:-495.(2022·全国甲卷)S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.(1)求b 1,b 11,b 101;(2)求数列{b n }的前1 000项和.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,由已知得7+21d =28,解得d =1. 所以数列{a n }的通项公式为a n =n .b 1=[lg 1]=0,b 11=[lg 11]=1,b 101=[lg 101]=2.(2)由于b n=⎩⎪⎨⎪⎧0,1≤n <10,1,10≤n <100,2,100≤n <1 000,3,n =1 000,所以数列{b n }的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893.6.(2022·新课标全国卷Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解:(1)证明:由题设,a n a n +1=λS n -1, a n +1a n +2=λS n +1-1.两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1. 由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)由题设,a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1. 由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,则a n +1-a n =2.因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考 [练基础小题——强化运算力量]1.若等差数列{a n }的前5项之和S 5=25,且a 2=3,则a 7=( ) A .12 B .13 C .14D .15解析:选B 由S 5=(a 2+a 4)·52,得25=(3+a 4)·52,解得a 4=7,所以7=3+2d ,即d =2,所以a 7=a 4+3d =7+3×2=13.2.在等差数列{a n }中,a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+…+a 9,则m 的值为( ) A .37B .36C .20D .19解析:选A a m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37,即m =37.3.在单调递增的等差数列{a n }中,若a 3=1,a 2a 4=34,则a 1=( )A .-1B .0 C.14D.12解析:选B 由题知,a 2+a 4=2a 3=2,又∵a 2a 4=34,数列{a n }单调递增,∴a 2=12,a 4=32.∴公差d =a 4-a 22=12.∴a 1=a 2-d =0. 4.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-11,a 3+a 7=-6,则当S n 取最小值时,n 等于( ) A .9 B .8 C .7D .6解析:选D 设等差数列{a n }的公差为d .由于a 3+a 7=-6,所以a 5=-3,d =2,则S n =n 2-12n ,故当n 等于6时S n 取得最小值.5.已知等差数列{a n }中,a n ≠0,若n ≥2且a n -1+a n +1-a 2n =0,S 2n -1=38,则n 等于________.解析:∵{a n }是等差数列,∴2a n =a n -1+a n +1,又∵a n -1+a n +1-a 2n =0,∴2a n -a 2n =0,即a n (2-a n )=0.∵a n ≠0,∴a n =2.∴S 2n -1=(2n -1)a n =2(2n -1)=38,解得n =10.答案:10[练常考题点——检验高考力量] 一、选择题1.(2021·黄冈质检)在等差数列{a n }中,假如a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=( ) A .95 B .100 C .135D .80解析:选B 由等差数列的性质可知,a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,a 7+a 8构成新的等差数列,于是a 7+a 8=(a 1+a 2)+(4-1)[(a 3+a 4)-(a 1+a 2)]=40+3×20=100.2.(2021·东北三校联考)已知数列{a n }的首项为3,{b n }为等差数列,且b n =a n +1-a n (n ∈N *),若b 3=-2,b 2=12,则a 8=( )A .0B .-109C .-181D .121解析:选B 设等差数列{b n }的公差为d ,则d =b 3-b 2=-14,由于a n +1-a n =b n ,所以a 8-a 1=b 1+b 2+…+b 7=7(b 1+b 7)2=72[(b 2-d )+(b 2+5d )]=-112,又a 1=3,则a 8=-109.3.在等差数列{a n }中,a 3+a 5+a 11+a 17=4,且其前n 项和为S n ,则S 17为( ) A .20 B .17 C .42D .84解析:选B 由a 3+a 5+a 11+a 17=4,得2(a 4+a 14)=4,即a 4+a 14=2,则a 1+a 17=2,故S 17=17(a 1+a 17)2=17.4.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1>0,a 3+a 10>0,a 6a 7<0,则满足S n >0的最大自然数n 的值为( )A .6B .7C .12D .13解析:选C ∵a 1>0,a 6a 7<0,∴a 6>0,a 7<0,等差数列的公差小于零.又∵a 3+a 10=a 1+a 12>0,a 1+a 13=2a 7<0,∴S 12>0,S 13<0,∴满足S n >0的最大自然数n 的值为12.5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S nS 2n为常数,则称数列{a n }为“吉利数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“吉利数列”,则数列{b n }的通项公式为( )A .b n =n -1B .b n =2n -1C .b n =n +1D .b n =2n +1解析:选B 设等差数列{b n }的公差为d (d ≠0),S n S 2n =k ,由于b 1=1,则n +12n (n -1)d =k ⎣⎡⎦⎤2n +12×2n (2n -1)d ,即2+(n -1)d =4k +2k (2n -1)d ,整理得(4k -1)dn +(2k -1)(2-d )=0.由于对任意的正整数n 上式均成立,所以(4k -1)d =0,(2k -1)(2-d )=0,解得d =2,k =14.所以数列{b n }的通项公式为b n=2n -1.6.设等差数列{a n }满足a 1=1,a n >0(n ∈N *),其前n 项和为S n ,若数列{S n }也为等差数列,则S n +10a 2n的最大值是( )A .310B .212C .180D .121解析:选D 设数列{a n }的公差为d ,依题意得2S 2=S 1+S 3,由于a 1=1,所以22a 1+d =a 1+3a 1+3d ,化简可得d =2a 1=2,所以a n =1+(n -1)×2=2n -1,S n =n +n (n -1)2×2=n 2,所以S n +10a 2n =(n +10)2(2n -1)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫n +102n -12=⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12(2n -1)+2122n -12=14⎝⎛⎭⎪⎫1+212n -12≤121.即S n +10a 2n 的最大值为121. 二、填空题7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 33-S 22=1,则数列{a n }的公差d 是________.解析:由S 33-S 22=1得a 1+a 2+a 33-a 1+a 22=a 1+d -2a 1+d 2=d 2=1,所以d =2.答案:28.若等差数列{a n }的前17项和S 17=51,则a 5-a 7+a 9-a 11+a 13等于________.解析:由于S 17=a 1+a 172×17=17a 9=51,所以a 9=3.依据等差数列的性质知a 5+a 13=a 7+a 11,所以a 5-a 7+a 9-a 11+a 13=a 9=3.答案:39.在等差数列{a n }中,a 9=12a 12+6,则数列{a n }的前11项和S 11等于________.解析:S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6,设公差为d ,由a 9=12a 12+6得a 6+3d =12(a 6+6d )+6,解得a 6=12,所以S 11=11×12=132.答案:13210.在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前 n 项和为S n ,当且仅当n =8 时S n 取得最大值,则d 的取值范围为________.解析:由题意,当且仅当n =8时S n 有最大值,可得 ⎩⎪⎨⎪⎧d <0,a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧d <0,7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78.答案:⎝⎛⎭⎫-1,-78 三、解答题11.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -12a n -1+1(n ∈N *,n ≥2),数列{b n }满足关系式b n =1a n(n ∈N *).(1)求证:数列{b n }为等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:∵b n =1a n ,且a n =a n -12a n -1+1,∴b n +1=1a n +1=1a n 2a n +1=2a n +1a n ,∴b n +1-b n =2a n +1a n-1a n=2.又∵b 1=1a 1=1,∴数列{b n }是以1为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知数列{b n }的通项公式为b n =1+(n -1)×2=2n -1,又b n =1a n ,∴a n =1b n =12n -1.∴数列{a n }的通项公式为a n =12n -1. 12.已知数列{a n }满足2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *),它的前n 项和为S n ,且a 3=10,S 6=72,若b n =12a n -30,设数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n 的最小值.解:∵2a n +1=a n +a n +2,∴a n +1-a n =a n +2-a n +1,故数列{a n }为等差数列.设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由a 3=10,S 6=72得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,6a 1+15d =72,解得a 1=2,d =4.故a n =4n -2,则b n =12a n -30=2n -31,令⎩⎪⎨⎪⎧ b n ≤0,b n +1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧2n -31≤0,2(n +1)-31≥0,解得292≤n ≤312,∵n ∈N *,∴n =15,即数列{b n }的前15项均为负值,∴T 15最小.∵数列{b n }的首项是-29,公差为2,∴T 15=15(-29+2×15-31)2=-225,∴数列{b n }的前n 项和T n 的最小值为-225.。
6.2等差数列及其前n项和
§6.2 等差数列及其前n 项和(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(每小题6分,共42分)1.设数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 6=2且S 5=30,则S 8等于( )A .31B .32C .33D .342.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,已知a 2=3,a 6=11,则S 7等于( )A .13B .35C .49D .633.若S n 是等差数列{a n }的前n 项和,a 2+a 10=4,则S 11的值为( )A .12B .18C .22D .444.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9>0,S 10<0,则2a 1,22a 2,…,29a 9中最大的是( ) A.2a 1 B.25a 5 C.26a 6 D.29a 9 5.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2+a 8+a 11=30,那么S 13的值是( )A .130B .65C .70D .以上都不对6.已知数列{a n }中,a 3=2,a 5=1,若⎩⎨⎧⎭⎬⎫11+a n 是等差数列,则a 11等于( ) A .0 B.16 C.13 D.127.已知等差数列{a n }满足a 1+a 2+…+a 101=0,则a 1=1,则S n 最大值为( )A .25 B.492 C.512 D .26 二、填空题(每小题5分,共20分)8.(2010·辽宁)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 3=3,S 6=24,则a 9=________.9.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且6S 5-5S 3=5,则a 4=________.10.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9=72,则a 2+a 4+a 9=________.11.等差数列{a n }的通项公式是a n =2n +1,其前n 项和为S n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和为________.三、解答题(共38分)12.(12分)(1)在等差数列{a n }中,若a 3=50,a 5=30,求a 7;(2)在等差数列{a n }中,已知a 15=33,a 61=217,判断153是不是这个数列的项.如果是,是第几项?13.(12分)已知数列{a n }的通项公式a n =pn 2+qn (p 、q ∈R,且p 、q 为常数).(1)当p 和q 满足什么条件时,数列{a n }是等差数列;(2)求证:对任意实数p 和q ,数列{a n +1-a n }是等差数列.14.(14分)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n =na n -n (n -1) (n =1,2,3,…).(1)求证:数列{a n }为等差数列,并写出a n 关于n 的表达式;(2)若数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和为T n ,求满足T n >100209的最小正整数n . 答案 1.B2.C3.C4.B5.A6.A7.C8.159.13 10.24 11.7512. 解 (1)∵d =a 5-a 35-3=30-502=-10, ∴a 7=a 3+(7-3)d =50+4×(-10)=10,∴a 7=10.(2)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .∵a 15=33,a 61=217,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 33=a 1+(15-1)d ,217=a 1+(61-1)d ,解得a 1=-23,d =4.∴a n =-23+(n -1)×4=4n -27.令a n =153,即4n -27=153,得n =45∈N *,∴153是所给数列的第45项.13. (1)解 a n +1-a n =[p (n +1)2+q (n +1)]-(pn 2+qn )=2pn +p +q ,要使{a n }是等差数列,则2pn +p +q 应是一个与n 无关的常数, 所以只有2p =0,即p =0.故当p =0,q ∈R 时,数列{a n }是等差数列.(2)证明 ∵a n +1-a n =2pn +p +q ,∴a n +2-a n +1=2p (n +1)+p +q ,∴(a n +2-a n +1)-(a n +1-a n )=2p 为一个常数.∴{a n +1-a n }是等差数列.14. (1)证明 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=na n -(n -1)a n -1-2(n -1),得a n -a n -1=2 (n =2,3,4,…).所以数列{a n }是以a 1=1为首项,2为公差的等差数列.所以a n =2n -1.(2)解 T n =1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n -1a n +1a n a n +1=11×3+13×5+15×7+…+1(2n -1)(2n +1)=12[⎝ ⎛⎭⎪⎫11-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1]=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n 2n +1, 由T n =n 2n +1>100209,得n >1009, 所以满足T n >100209的最小正整数n 为12.。
2017年高考数学一轮复习讲练测(江苏版)专题6.2 等差数列及其前n项和(测) 含解析
班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________(满分100分,测试时间50分钟)一、填空题:请把答案直接填写在答题卡相应的位置........上(共10题,每小题6分,共计60分).1.【2016高考新课标1卷】已知等差数列{}na 前9项的和为27,108a=,则100a=【答案】98【解析】由已知,1193627,98a d a d +=⎧⎨+=⎩所以110011,1,9919998,a d a a d =-==+=-+=2.【2016年高考北京理数】 已知{}na 为等差数列,nS 为其前n 项和,若16a=,350a a +=,则6=S _______。
【答案】63.【2016高考江苏卷】已知{}na 是等差数列,{S }n 是其前n 项和.若21253,S =10a a +=-,则9a 的值是 ▲ .【答案】20. 【解析】由510S=得32a=,因此2922(2d)33,23620.d d a -+-=-⇒==+⨯=4.若等差数列{}n a 满足212n aa n -+=,则其前n 项和n S = .【答案】2n【解析】()()121222n n nn a a n a a Sn -++=== 5.在等差数列}{na 中,121=+a a ,943=+a a,则56a a +=.【答案】17【解析】因为}{na 是等差数列,又121=+a a,943=+a a ,所以3412122221492a a a d a d a a d d d +=+++=++=+=⇒=,所以5612441817a a a d a d d +=+++=+=.6.在等差数列{}na 中,0na>,其前n 项和为n S ,若22a =,4212S S -=,则1a =.【答案】1 【解析】4243112122512SS a a a d -=∴+=∴+=,212a a d =+=,解方程组得11a =7.将一个骰子连续抛掷三次,它落地时向上的点数依次成等差数列的概率为 . 【答案】1128.若等差数列{}na 满足7897100,0aa a a a ++>+<,则当n = 时,数列{}na 的前n项和最大. 【答案】8【解析】由等差数列的性质得,7898710898930,0,0,0a a a a a a a a a a ++=>+=+<∴><,且89aa <所以等差数列{}na 的前8项和都大于0,从第9项开始都小于0,则当8n =时,数列{}n a 的前n 项和最大.9.已知{}na 是公差为d 的等差数列,{}nb 是公比为q 的等比数列。
6.2 等差数列及其前n项和
时 作
业
A.9
B.10
报 告
C.11
二
D.12
第6章 第2节
第24页
名师伴你行 ·高考一轮总复习 ·数学(理)
[解析] ∵在等差数列{an}中,a1=1,a2+a6=10,
报 告 一
∴aa11+=d1+,a1+5d=10,
课
时
a1=1,
作 业
报
解得d=43,
告
二
∴a7=a1+6d=1+8=9.
报
告 二
由题意得3aa22-=d-a32,a2+d=8,
第6章 第2节
第19页
名师伴你行 ·高考一轮总复习 ·数学(理)
报
告 一
解得da=2=--31, 或da=2=3-,1,
课 时
作
所以an=2-3(n-1)=-3n+5或an=-4+3(n-1)=3n- 业
易错问题
报 告
1.等差数列的公差与概念的判断.
一
(1)设{an}是等差数列.下列结论中正确的是( C )
课 时
A.若a1+a2>0,则a2+a3>0
作 业
报
B.若a1+a3<0,则a1+a2<0
告
二
C.若0<a1<a2,则a2> a1a3
D.若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)>0
第6章 第2节
第10页
名师伴你行 ·高考一轮总复习 ·数学(理)
报
解析:若{an}是递减的等差数列,则选项A,B都不一定
告
一 正确.若{an}为公差为0的等差数列,则选项D不正确.对于C 课
时
选项,由条件可知{an}为公差不为0的正项数列,由等差中项
6.2等差数列典型例题及详细解答
精心整理1.等差数列的定义一般地,假如一个数列从第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,往常用字母__d__表示.2.等差数列的通项公式假如等差数列{a n}的首项为a1,公差为d,那么它的通项公式是a n=a1+(n-1)d. 3.等差中项假如A=,那么A叫做a与b的等差中项.4.等差数列的常用性质(1)通项公式的推行:a n=a m+(n-m)d(n,m∈N*).(2)若{an}为等差数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak+al=am+an.(3)若{an}是等差数列,公差为d,则{a2n}也是等差数列,公差为2d.(4)若{an},{bn}是等差数列,则{pan+qbn}也是等差数列.(5)若{an}是等差数列,公差为d,则ak,ak+m,ak+*5.等差数列的前n项和公式设等差数列{a n}的公差为d,其前n项和S n=或S nna1+d.6.等差数列的前n项和公式与函数的关系S n=n2+n.数列{a n}是等差数列?S n=An2+Bn(A、B为常数).7.等差数列的前n项和的最值在等差数列{an}中,a1>0,d<0,则Sn存在最__大__值;若a1<0,d>0,则Sn存在最__小__值.【思虑辨析】判断下边结论能否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一个数列从第二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)数列{an}为等差数列的充要条件是对随意n∈N*,都有2an+1=an+an+2.(√)(3)等差数列{an}的单一性是由公差d决定的.(√)(4)数列{a n}为等差数列的充要条件是其通项公式为n的一次函数.(×)(5)数列{an}知足an+1-an=n,则数列{an}是等差数列.(×)(6)已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(此中p,q为常数),则数列{an}必定是等差数列.(√)1.(2015重·庆)在等差数列{an}中,若a2=4,a4=2,则a6等于()A.-1B.0C.1D.6答案B分析由等差数列的性质,得a6=2a4-a2=2×2-精心整理4=0,选B.2.(2014福·建)等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=2,S3=12,则a6等于()A.8B.10C.12D.14答案C分析由题意知a1=2,由S3=3a1+×d=12,解得d=2,所以a6=a1+5d=2+5×2=12,应选C.3.在等差数列{a n}中,已知a4+a8=16,则该数列前11项和S11等于()A.58B.88C.143D.176答案B分析S11===88.4.设数列{a n}是等差数列,若a3+a4+a5=12,则a1+a2++a7等于()精心整理A.14B.21C.28D.35答案C分析∵a3+a4+a5=3a4=12,∴a4=4,a1+a2++a7=7a4=28.5.(2014·京北)若等差数列{a n}知足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,则当n=________时,{a n}的前n项和最大.答案8分析{a n}是等差数列,且a7+a8+a9=3a8因为数列>0,所以a8>0.又a7+a10=a8+a9<0,所以a9<0.故当n=8时,其前n项和最大.题型一等差数列基本量的运算例1(1)在数列{a n}中,若a1=-2,且对随意的n∈N*有2a n+1=1+2a n,则数列{a n}前10项的和为()精心整理A.2B.10C.D.(2)已知在等差数列{a n}中,a2=7,a4=15,则前10项和S10等于()A.100B.210C.380D.400答案(1)C(2)B分析(1)由2a n+1=1+2a n得a n+1-a n=,所以数列{a n}是首项为-2,公差为的等差数列,所以S10=10×(-2)+×=.(2)因为a2=7,a4=15,所以d=4,a1=3,故S10=10×3+×10×9×4=210.思想升华(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,而后由通项公式或前n项和公式转变成方程(组)求解.(2)等差数列的通项公式及精心整理前n项和公式,共波及五个量a1,a n,d,n,S n,知此中三个就能求此外两个,表现了方程的思想.(1)(2015课·标全国Ⅱ)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若a1+a3+a5=3,则S5等于()A.5B.7C.9D.11(2)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且知足-=1,则数列{a n}的公差是().1C.2D.3答案(1)A(2)C分析(1)∵{a n}为等差数列,∴a1+a5=2a3,a1+a3+a5=3a3=3,得a3=1,S5==5a3=5.应选A.(2)∵S n=,∴=,又-=1,得-=1,即a3-a2=2,∴数列{a n}的公差为2.精心整理题型二等差数列的判断与证明例2已知数列{a n}中,a1=,a n=2-(n≥2,n∈N*),数列{b n}知足b n=(n∈N*).(1)求证:数列{b n}是等差数列;(2)求数列{a n}中的最大项和最小项,并说明原因.(1)证明因为a n=2-(n≥2,n∈N*),b n=(n∈N*),所以b n+1-b n=-=-=-=1.又b1==-.所以数列{b n}是以-为首项,1为公差的等差数列.(2)解由(1)知b n=n-,则a n=1+=1+.精心整理设f(x)=1+,则f(x)在区间(-∞,)和(,+∞)上为减函数.所以当n=3时,a n获得最小值-1,当n=4时,a n 获得最大值3.引申研究例2中,若条件变成a1=,na n+1=(n+1)a n+n(n 1),研究数列{a n}的通项公式.解由已知可得=+1,即-=1,又a1=,∴是以=为首项,1为公差的等差数列,∴=+(n-1)·1=n-,∴a n=n2-n.思想升华等差数列的四个判断方法精心整理(1)定义法:证明对随意正整数n都有a n+1-a n等于同一个常数.(2)等差中项法:证明对随意正整数n都有2a n+1=a n+a n+2后,可递推得出a n+2-a n+1=a n+1-a n=a na n-1=a n-1-a n-2==a2-a1,依据定义得出数列{a n}为等差数列.(3)通项公式法:得出a n=pn+q后,得a n+1-a n=p对随意正整数 n恒建立,依据定义判断数列{a n}为等差数列.(4)前n项和公式法:得出S n =An2+Bn后,依据S n,a n的关系,得出a n,再使用定义法证明数列{a n}为等差数列.(1)若{a n}是公差为1的等差数列,则{a2n-1精心整理+2a2n}是()A.公差为3的等差数列B.公差为4的等差数列C.公差为6的等差数列D.公差为9的等差数列(2)在数列{a n}中,若a1=1,a2=,=+(n∈N*),则该数列的通项为()A.a n=B.a n=C.a n=D.a n=答案(1)C(2)A分析(1)∵a2n-1+2a2n-(a2n-3+2a2n-2)(a2n-1-a2n-3)+2(a2n-a2n-2)2+2×2=6,∴{a2n-1+2a2n}是公差为6的等差数列.(2)由已知式=+可得-=-,知{}是首项为=1,公差为-=2-1=1的精心整理等差数列,所以=n,即a n=.精心整理题型三等差数列的性质及应用命题点1等差数列的性质例3(1)(2015广·东)在等差数列{a n}中,若a3+a4a5+a6+a7=25,则a2+a8=________.(2)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S10=10,S20=30,则S30=________.答案(1)10(2)60分析(1)因为{a n}是等差数列,所以a3+a7=a4+a6a2+a8=2a5,a3+a4+a5+a6+a7=5a5=25,即a5=5,a2+a8=2a5=10.(2)∵S10,S20-S10,S30-S20成等差数列,且S10=10,S20=30,S20-S10=20,S30-30=10+2×10=30,∴S30=60.命题点2等差数列前n项和的最值例4在等差数列{a n}中,已知a1=20,前n项和为精心整理S n,且S10=S15,求当n取何值时,S n获得最大值,并求出它的最大值.解∵a1=20,S10=S15,10×20+d=15×20+d,d=-.方法一由a n=20+(n-1)×=-n+.得a13=0.即当n≤12时,a n>0,当n≥14时,a n<0.∴当n=12或13时,S n获得最大值,且最大值为S12=S13=12×20+×=130.方法二S n=20n+·=-n2+n精心整理=-2+.∵n∈N*,∴当n=12或13时,S n有最大值,且最大值为S12=S13=130.方法三由S10=S15得a11+a12+a13+a14+a15=0.5a13=0,即a13=0.∴当n=12或13时,S n有最大值,且最大值为S12 S13=130.引申研究例4中,若条件“a1=20”改为a1=-20,其余条件不变,求当n取何值时,S n获得最小值,并求出最小值.解由S10=S15,得a11+a12+a13+a14+a15=0,∴a13=0.又a1=-20,∴a12<0,a14>0,精心整理∴当n=12或13时,S n获得最小值,最小值S12=S13==-130.思想升华(1)等差数列的性质:①项的性质:在等差数列{a n}中,a m-a n=(m-n)d?d(m≠n),其几何意义是点(n,a n),(m,a m)所在直线的斜率等于等差数列的公差.②和的性质:在等差数列{a n}中,S n为其前n项和,则a.S2n=n(a1+a2n)==n(a n+a n+1);b.S2n-1=(2n-1)a n.(2)求等差数列前n项和S n最值的两种方法:①函数法:利用等差数列前n项和的函数表达式S n精心整理an2+bn,经过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.②邻项变号法:a.当a1>0,d<0时,知足的项数m使得S n获得最大值S m;b.当a1<0,d>0时,知足的项数m使得S n获得最小值S m.(1)等差数列{a n}的前n项和为S n,已知a5+a7=4,a6+a8=-2,则当S n取最大值时,n的值是()A.5B.6C.7D.8(2)设数列{a n}是公差d<0的等差数列,S n为前n项和,若S6=5a1+10d,则S n取最大值时,n的值为()精心整理A.5B.6C.5或6D.11(3)已知等差数列{a n}的首项a1=20,公差d=-2,则前n项和S n的最大值为________.答案(1)B (2)C(3)110分析(1)依题意得2a6=4,2a7=-2,a6=2>0,a7=-1<0;又数列{a n}是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起此后各项均为负数,于是当S n取最大值时,n=6,选B.(2)由题意得S6=6a1+15d=5a1+10d,所以a6=0,故当n=5或6时,S n最大,选C.(3)因为等差数列{a n}的首项a1=20,公差d=-2,代入乞降公式得,S n=na1+d=20n-×2精心整理=-n2+21n=-2+2,又因为n∈N*,所以n=10或n=11时,S n获得最大值,最大值为110.6.等差数列的前n项和及其最值典例(1)在等差数列{a n}中,2(a1+a3+a5)+3(a7+a9)=54,则此数列前10项的和S10等于()A.45B.60C.75D.90(2)在等差数列{a n}中,S10=100,S100=10,则S110 ________.(3)等差数列{a n}中,已知a5>0,a4+a7<0,则{a n}的前n项和S n的最大值为()A.S4B.S5C.S6D.S7思想点拨(1)求等差数列前n项和,能够经过求解基本量a1,d,代入前n项和公式计算,也能够利用精心整理等差数列的性质:a1+a n=a2+a n-1=;(2)求等差数列前 n项和的最值,能够将S n化为对于的二次函数,求二次函数的最值,也能够察看等差数列的符号变化趋向,找最后的非负项或非正项.分析(1)由题意得a3+a8=9,所以S10====45.(2)方法一设数列{a n}的公差为d,首项为a1,则解得所以S110=110a1+d=-110.方法二因为S100-S10==-90,所以a11+a100=-2,所以S110===-110.精心整理(3)因为所以所以S n的最大值为S5.答案(1)A (2)-110(3)B温馨提示(1)利用函数思想求等差数列前n项和S n的最值时,要注意到n∈N*;(2)利用等差数列的性质求S n,突出了整体思想,减少了运算量.[方法与技巧]1.在解相关等差数列的基本量问题时,可经过列关于a1,d的方程组进行求解.2.证明等差数列要用定义;此外还能够用等差中项法,通项公式法,前n项和公式法判断一个数列是否为等差数列.精心整理3.等差数列性质灵巧使用,能够大大减少运算量.4.在碰到三个数成等差数列问题时,可设三个数为(1)a,a+d,a+2d;(2)a-d,a,a+d;(3)a-d,a +d,a+3d等,可视详细状况而定.[失误与防备]1.当公差d≠0时,等差数列的通项公式是n的一次函数,当公差d=0时,a n为常数.2.公差不为0的等差数列的前 n项和公式是n的二次函数,且常数项为0.若某数列的前n项和公式是常数项不为0的二次函数,则该数列不是等差数列,它从第二项起成等差数列.A组专项基础训练(时间:35分钟)1.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=9,S6精心整理=36,则a7+a8+a9等于()A.63B.45C.36D.27答案B分析由{a n}是等差数列,得S3,S6-S3,S9-S6为等差数列.即2(S6-S3)=S3+(S9-S6),获得S9-S6=2S6-3S3=45,应选B. 2.(2015·京北)设{a n}是等差数列,以下结论中正确的是()A.若a1+a2>0,则a2+a3>0B.若a1+a3<0,则a1+a2<0C.若0<a1<a2,则a2>D.若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)>0答案C精心整理分析设等差数列{a n}的公差为d,若a1+a2>0,a2a3=a1+d+a2+d=(a1+a2)+2d,因为d正负不确立,因此a2+a3符号不确立,应选项A错;若a1a3<0,a1+a2=a1+a3-d=(a1+a3)-d,因为d正负不确立,因此a1+a2符号不确立,应选项B错;若0<a1<a2,可知a1>0,d>0,a2>0,a3>0,所以a-a1a3=(a1+d)2-a1(a1+2d)=d2>0,所以a2>,应选项C正确;若a1<0,则(a2-a1)·(a2-a3)=d·(-d)=-d2≤0,应选项D错.3.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S m-1=-2,S m=0,S m+1=3,则m等于()A.3B.4C.5D.6答案C精心整理分析∵数列{a n}为等差数列,且前n项和为S n,∴数列也为等差数列.∴+=,即+=0,解得m=5,经查验为原方程的解,应选 C.4.数列{a n}的首项为3,{b n}为等差数列,且b n=a n+1-a n(n∈N*),若b3=-2,b10=12,则a8等于()A.0B.3C.8D.11答案B设{b n}的公差为d,∵分析∵∵-b3=7d=12-(-2)=14,∴d=2.∵b10∵∵b3=-2,∴b1=b3-2d=-2-4=-6.精心整理b1+b2++b7=7b1+d7×(-6)+21×2=0.又b1+b2++b7=(a2-a1)+(a3-a2)++(a8-a7)=a8-a1=a8-3=0,a8=3.应选B.5.已知数列{a n}知足a n+1=a n-,且a1=5,设{a n}的前n项和为S n,则使得S n获得最大值的序号n的值为()A.7B.8C.7或8D.8或9答案C分析由题意可知数列{a n}是首项为5,公差为-的等差数列,所以a n=5-(n-1)=,该数列前7项是正数项,第8项是0,从第9项开始是负数项,所精心整理以S n获得最大值时,n=7或8,应选C.6.已知数列{a n}中,a1=1且=+(n∈N*),则a10 ________.答案分析由已知得=+(10-1)×=1+3=4,故a10=.7.已知递加的等差数列{a n}知足a1=1,a3=a-4,则a n=________.答案2n-1分析设等差数列的公差为d,a3=a-4,∴1+2d=(1+d)2-4,解得d2=4,即d=±2.因为该数列为递加数列,故d=2.∴a n=1+(n-1)×2=2n-1.精心整理8.设数列{a n}的通项公式为a n=2n-10(n∈N*),则|a1|+|a2|++|a15|=________.答案130分析由a=-∈N*知是以-为首项,n2n10(n)n8 {a}为公差的等差数列,又由a n=2n-10≥0得n≥5,∴n≤5时,a n≤0,当n>5时,a n>0,∴|a1|+|a2|++|a15|=-(a1+a2+a3+a4)+(a5+a6++a15)20+110=130.9.若数列{a n}的前n项和为S n,且知足a n+2S n S n 1=0(n≥2),a1=.(1)求证:成等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式.(1)证明当n≥2时,由an+2S nn-1=0,S得S n-S n-1=-2S n S n-1,所以-=2,精心整理又==2,故是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解由(1)可得=2n,∴S n=.当n≥2时,a n=S n-S n-1=-==-.当n=1时,a1=不合适上式.故a n=10.等差数列{a n}中,设S n为其前n项和,且a1>0,S3=S11,则当n为多少时,S n最大?解方法一由S3=S11得3a1+d=11a1+d,则d=-a1.进而S n=n2+n=-(n-7)2+a1,又a1>0,所以-<0.故当n=7时,S n最大.方法二因为S n=an2+bn是对于n的二次函数,由S3=S11,可知S n=an2+bn的图象对于n==7精心整理对称.由方法一可知a=-<0,故当n=7时,S n 最大.方法三由方法一可知,d=-a1.要使S n最大,则有即解得≤n≤,故当n=7时,S n最大.方法四由S3=S11,可得2a1+13d=0,即(a1+6d)+(a1+7d)=0,故a7+a8=0,又由a1>0,S3=S11可知d<0,所以a7>0,a8<0,所以当n=7时,S n最大.B组专项能力提高(时间:20分钟)11.设S n为等差数列{a n}的前n项和,(n+1)S n<精心整理nS n+1(n∈N*).若<-1,则()A.S n的最大值是S8B.S n的最小值是S8C.S n的最大值是S7D.S n的最小值是S7答案D分析由条件得<,即<,所以a n<a n+1,所以等差数列{a n}为递加数列.又<-1,所以a8>0,a7<0,即数列{a n}前7项均小于0,第8项大于零,所以S n的最小值为S7,应选D.12.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=-3,a k+1=,S k=-12,则正整数k=________.答案13分析S k+1=S k+a k+1=-12+=-,又S k+1=精心整理==-,解得k=13.13.设等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n,若对随意自然数n都有=,则+的值为________.答案分析∵{a n},{b n}为等差数列,∴+=+==.∵====,∴=.14.已知数列{a n}是首项为a,公差为1的等差数列,b n=,若对随意的n∈N*,都有b n≥b8建立,则实数a的取值范围为________.精心整理答案(-8,-7)分析依题意得b n=1+,对随意的n∈N*,都有b n≥b8,即数列{b n}的最小项是第8项,于是有≥.又数列{a n}是公差为1的等差数列,所以有即由此解得-8<a<-7,即实数a的取值范围是(-8,-7).15.已知公差大于零的等差数列{a n}的前n项和为S n,且知足a3·a4=117,a2+a5=22.(1)求通项a n;(2)求S n的最小值;(3)若数列{b n}是等差数列,且b n=,求非零常数 c.解(1)因为数列{a n}为等差数列,所以a3+a4=a2+a5=22.又a3·a4=117,所以a3,a4是方程x2-22x+117=0的两实根,又公差d>0,所以a3<a4,精心整理所以a3=9,a4=13,所以所以所以通项a n=4n-3.(2)由(1)知a1=1,d=4,所以S n=na1+×d=2n2-n=22-.所以当n=1时,S n最小,最小值为S1=a1=1.(3)由(2)知S n=2n2-n,所以b n==,所以b1=,b2=,b3=.因为数列{b n}是等差数列,精心整理所以2b2=b1+b3,即×2=+,所以2c2+c=0,所以c=-或c=0(舍去),经考证c=-时,{b n}是等差数列,故c=-.。
2015届高考数学(理科)一轮复习:6.2《等差数列及其前n项和》ppt课件
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因为数列{an}是等差数列, 所以由等差数列的性质得 a3+a8=a5+a6=a4+a7=10.所以 3 a5+a7=a5+2a5+a7=a5+a4+a6+a7=2×10=20. 20
解析
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答案
第六章
6.2
等差数列及其前n项和 -12-
考点一 等差数列的判定与证明
【例 1】 已知数列{an}的通项公式 an=pn2+qn(p,q∈R,且 p,q 为常数). (1)当 p 和 q 满足什么条件时,数列{an}是等差数列? (2)求证:对任意实数 p 和 q,数列{an+1-an}是等差数列.
d
想一想从函数的角度来认识等差数列的前 n 项和,你有何发现? 答案:Sn=na1+ (n-1)d 可变形为 Sn= dn + ������1 ������ 2 1 2
2������ 2来自n,令2d=A,a1-2=B,
1
������
则 Sn=An2+Bn(A 为常数),并且有如下结论:数列{an}是等差数列 ⇔Sn=An2+Bn(A,B 为常数).
(3)通项公式:如果等差数列{an}的首项为 a1,公差为 d,那么通项公式为 an=
a1+(n-1)d .
第六章
6.2
等差数列及其前n项和 -4-
2.等差数列的前 n 项和
已知条件 选用公式 首项 a1,末项 an Sn=
n(a1 +an ) 2
首项 a1 和公差 d Sn=na1+
n(n-1) 2
������ ������2
B.
2020年高考数学(文)一轮复习专题6.2 等差数列及其前n项和(练)(解析版)
专题6.2 等差数列及其前n 项和1.(江西师范大学附属中学2019届高三三模)已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,5632a a a +=+,则7S =( )A .2B .7C .14D .28【答案】C 【解析】5632a a a +=+ 44422a d a d a d ∴++=++-,解得:42a =()177477142a a S a +∴===,本题选C 。
2.(安徽省1号卷A10联盟2019届模拟)等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若2163S =,则31119a a a ++=( )A .12B .9C .6D .3【答案】B【解析】由等差数列性质可知:21112163S a ==,解得:113a =311191139a a a a ∴++==本题选B 。
3.(贵州省贵阳市2019届高三模拟)已知{a n }为递增的等差数列,a 4+a 7=2,a 5•a 6=-8,则公差d=( ) A .6 B .6-C .2-D .4【答案】A【解析】∵{a n }为递增的等差数列,且a 4+a 7=2,a 5•a 6=-8, ∴a 5+a 6=2,∴a 5,a 6是方程22x 80x --=的两个根,且a 5<a 6, ∴a 5=-2,a 6=4, ∴d=a 6-a 5=6, 故选A 。
4.(河北衡水中学2019届高三调研)已知等比数列{}n a 中,若12a =,且1324,,2a a a 成等差数列,则5a =( )A .2B .2或32C .2或-32D .-1【答案】B【解析】设等比数列{}n a 的公比为q (q 0≠),1324,,2a a a 成等差数列, 321224a a a ∴=+,10a ≠, 220q q ∴--=,解得:q=2q=-1或,451a =a q ∴,5a =232或,故选B.5.(浙江省金华十校2019届高三模拟)等差数列{}n a ,等比数列{}n b ,满足111a b ==,53a b =,则9a 能取到的最小整数是( )A .1-B .0C .2D .3【答案】B【解析】等差数列{}n a 的公差设为d ,等比数列{}n b 的公比设为q ,0q ≠,由111a b ==,53a b =,可得214d q +=,则2291812(1)211a d q q =+=+-=->-,可得9a 能取到的最小整数是0,故选B 。
(浙江版)高考数学一轮复习 专题6.2 等差数列及其前n项和(讲)-浙江版高三全册数学试题
第02节 等差数列及其前n 项和【考纲解读】【知识清单】一.等差数列的有关概念1.定义:等差数列定义: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等于同一个常数,那么这个数列就叫等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示.用递推公式表示为1(2)n n a a d n --=≥或1(1)n n a a d n +-=≥.2.等差数列的通项公式:1(1)n a a n d =+-;说明:等差数列(通常可称为A P 数列)的单调性:d 0>为递增数列,0d =为常数列,0d < 为递减数列.3.等差中项的概念:定义:如果a ,A ,b 成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,其中2a bA +=. a ,A ,b 成等差数列⇔2a bA +=. 4.等差数列的前n 和的求和公式:11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+. 5.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列.6.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别. 对点练习:【2017届某某省某某市二模】在等差数列中,若,则_______.【答案】二、等差数列的前n 项和等差数列的前n 和的求和公式:11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+. 对点练习:【2018届某某省“七彩阳光”联盟高三上期初联考】已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若14k S -=,9k S =,则k a =__________,1a 的最大值为__________.【答案】 54.【解析】15k k k a S S -=-=,因为()1592k k a S +==,又k 的最小值为2,可知1a 的最大值为4.三、等差数列的相关性质 1.等差数列的性质:(1)在等差数列{}n a 中,从第2项起,每一项是它相邻二项的等差中项;(2)在等差数列{}n a 中,相隔等距离的项组成的数列是等差数列, 如:1a ,3a ,5a ,7a ,……;3a ,8a ,13a ,18a ,……;(3)在等差数列{}n a 中,对任意m ,n N +∈,()n m a a n m d =+-,n ma a d n m-=-()m n ≠;(4)在等差数列{}n a 中,若m ,n ,p ,q N +∈且m n p q +=+,则m n p q a a a a +=+,特殊地,2m p q =+时,则2m p q a a a =+,m a 是p q a a 、的等差中项.(5)等差数列被均匀分段求和后,得到的数列仍是等差数列,即232,,n n n n n S S S S S --成等差数列. (6)两个等差数列{}n a 与{}n b 的和差的数列{}n n a b ±仍为等差数列. (7)若数列{}n a 是等差数列,则{}n ka 仍为等差数列.2.设数列{}n a 是等差数列,且公差为d ,(Ⅰ)若项数为偶数,设共有2n 项,则①-S S nd =奇偶; ②1n n S a S a +=奇偶;(Ⅱ)若项数为奇数,设共有21n -项,则①S S -偶奇n a a ==中(中间项);②1S nS n =-奇偶. 3.(),p q a q a p p q ==≠,则0p q a +=,m n m n S S S mnd +=++.4.如果两个等差数列有公共项,那么由它们的公共项顺次组成的新数列也是等差数列,且新等差数列的公差是两个原等差数列公差的最小公倍数.5.若{}n a 与{}n b 为等差数列,且前n 项和分别为n S 与'n S ,则2121'm m m m a S b S --=. 6.等差数列的增减性:0d >时为递增数列,且当10a <时前n 项和n S 有最小值.0d <时为递减数列,且当10a >时前n 项和n S 有最大值. 对点练习:1.在等差数列{}n a 中,已知3810a a +=,则753a a += ( ) A .10 B .18 C .20 D .28 【答案】C2.已知等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,满足95S S =,且01>a ,则n S 中最大的是( ) A .6S B .7S C .8S D .15S 【答案】B【解析】由95S S =,得()67897820a a a a a a +++=+=,由01>a 知,0,087<>a a ,所以7S 最大,故B 正确.【考点深度剖析】等差数列的性质、通项公式和前n 项和公式构成等差数列的重要内容,在历届高考中必考,既有独立考查的情况,也有与等比数列等其它知识内容综合考查的情况.选择题、填空题、解答题多种题型加以考查.【重点难点突破】考点1 等差数列的定义、通项公式、基本运算【1-1】【2017全国卷1(理)】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若4524a a +=,68S =,则{}n a 的公 差为( ). A .1B .2C .4D .8【答案】C【1-2】【2017全国卷2(理))】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,33a =,410S =,则11nk kS ==∑. 【答案】21nn + 【解析】设{}n a 首项为1a ,公差为d .则3123a a d =+=, 414610S a d =+=,求得11a =,1d =,则n a n =,()12n n n S +=,()()112222122311nk kS n n n n ==++++⨯⨯-+∑11111112122311n n n n ⎛⎫=-+-++-+-= ⎪-+⎝⎭122111n n n ⎛⎫-=⎪++⎝⎭.【1-3】【2017届某某市耀华中学二模】已知等差数列{}n a 的前项和为n S ,且2142S =,若记2119132aa a nb --=,则数列{}n b ( )A. 是等差数列但不是等比数列B. 是等比数列但不是等差数列C. 既是等差数列又是等比数列D. 既不是等差数列又不是等比数列 【答案】C【领悟技法】1.等差数列的四种判断方法(1) 定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1()n N ∈*(常数),则数列{}n a 是等差数列; (2) 等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ()n N ∈*,则数列{}n a 是等差数列; (3)通项公式:n a pn q =+(,p q 为常数,n N ∈*)⇔{}n a 是等差数列; (4)前n 项和公式:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)⇔{}n a 是等差数列; (5){}n a 是等差数列⇔n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列. 2.活用方程思想和化归思想在解有关等差数列的问题时可以考虑化归为1a 和d 等基本量,通过建立方程(组)获得解.即等差数列的通项公式1(1)n a a n d =+-及前n 项和公式11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+,共涉及五个量1,,,,n n a d n a S ,知其中三个就能求另外两个,即知三求二,多利用方程组的思想,体现了用方程的思想解决问题,注意要弄准它们的值.运用方程的思想解等差数列是常见题型,解决此类问题需要抓住基本量1a 、d ,掌握好设未知数、列出方程、解方程三个环节,常通过“设而不求,整体代入”来简化运算.3.特殊设法:三个数成等差数列,一般设为,,a d a a d -+;四个数成等差数列,一般设为3,,,3a d a d a d a d --++.这对已知和,求数列各项,运算很方便.4.若判断一个数列既不是等差数列又不是等比数列,只需用123,,a a a 验证即可. 5.等差数列的前n 项和公式若已知首项1a 和末项n a ,则1()2n n n a a S +=,或等差数列{a n }的首项是1a ,公差是d ,则其前n 项和公式为1(1)2n n n S na d -=+. 【触类旁通】【变式一】【2018届某某省某某市西北师X 大学附属中学高三一调】在《X 丘建算经》有一道题:“今有女子不善织布,逐日所织的布同数递减,初日织五尺,末一日织一尺,计织三十日,问共织布几何?” ( ) A.尺 B. 尺 C.尺 D.尺【答案】C【变式二】【2018届某某省某某市高三调研性检测】数列{}n a 满足1111,021n n n a a a a ++=+=-.(Ⅰ)求证:数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列;(Ⅱ)若数列{}n b 满足1122,1n nn n b a b b a +==+,求{}n b 的前n 项和n S . 【答案】(Ⅰ)证明见解析 (Ⅱ)()12326n n S n +=-⋅+【解析】试题分析:(1)先依据题设条件将11021n n n a a a +++=-变形为1112n na a +-=,进而借助等差数列的定义证明数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列;(2)借助(1)的结论可求得()112121n n n a =+-=-,进而依据112n n n n b a b a ++=⋅求得1222n nn n a b -=⨯= 从而求得()212n n b n =-⋅,然后与运用错位相减法求得()12326n n S n +=-⋅+:解:(Ⅰ)若10n a +=,则0n a =,这与11a =矛盾, ∴10n a +≠,由已知得1120n n n n a a a a ++-+=,∴1112n na a +-=, 故数列{}n a 是以111a =为首项,2为公差的等差数列. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知,()1112121n n a =+-=-, 由112n n n n b ab a ++=⋅可知112n n n n a b a b ++=.又112a b = ∴1222n nn n a b -=⨯= ∴()212n n b n =-⋅,∴()123123252212n n S n =⋅+⋅+⋅++-⋅, 则()23412123252212n n S n +=⋅+⋅+⋅++-⋅,∴()()231122222222123226n n n n S n n ++-=+⋅+⋅++⋅--⋅=-⋅-,∴()12326n n S n +=-⋅+考点2 等差数列的性质【2-1】【某某省武邑中学2018届高三上学期第二次调研数学(理)】数列{}n a 满足112n n n a a a -+=+()2n ≥,且1359a a a ++=, 24612a a a ++=,则345a a a ++=( ) A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 【答案】D【2-2】【某某省某某一中2018届高三第二次月考】在数列{}n a 中, 28a =, 52a =,且122n n n a a a ++-=(*n N ∈),则1210a a a +++的值是( )A. -10B. 10C. 50D. 70【答案】C【解析】由122n n n a a a ++-=得122n n n a a a ++=+,即数列{}n a 是等差数列,由2582a a ==,,可得1102a d ==-,,,所以212n a n =-+,,当1n 6≤≤时, 0n a ≥,当7n ≥时, 0n a <,所以1210610250a a a S S +++=-=,选C .【2-3】 【2017届某某某某市第三中学高三三模】已知函数()f x 在()1,-+∞上单调,且函数()2y f x =-的图象关于1x =对称,若数列{}n a 是公差不为0的等差数列,且()()5051f a f a =,则{}n a 的前100项的和为( )A. 200-B. 100-C. 0D. 50- 【答案】B【领悟技法】1. 等差数列的性质是等差数列的定义、通项公式以及前n 项和公式等基础知识的推广与变形,熟练掌握和灵活应用这些性质可以有效、方便、快捷地解决许多等差数列问题.2.等差数列的性质多与其下标有关,解题需多注意观察,发现其联系,加以应用, 故应用等差数列的性质解答问题的关键是寻找项的序号之间的关系.3.应用等差数列的性质要注意结合其通项公式、前n 项和公式.4.解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向、形成解题策略. 【触类旁通】【变式一】【2017届某某省某某市高三下第二次联考】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知()355134a a -+=, ()388132a a -+=,则下列选项正确的是( )A. 1212S =, 58a a >B. 1224S =, 58a a >C. 1212S =, 58a a <D. 1224S =, 58a a < 【答案】A【解析】由()355134a a -+=, ()388132a a -+=可得:()()33558813(1)1,13(1)1a a a a -+-=-+-=-,构造函数3()f x x x =+,显然函数是奇函数且为增函数,所以5858(1)11(1)11f a f a a a -=>-=-⇒->-, 58a a >,又58(1)(1)0f a f a -+-=所以58(1)(1)a a -=--所以582a a +=,故112125812()6()122a a S a a +==+=【变式二】【”超级全能生”2018届高考全国卷26省9月联考乙卷】已知数列{}{},n n a b 满足1211,2,1a a b ===-,且对任意的正整数m,n,p,q ,当m n p q +=+时,都有m n p q a b a b -=-,则()2018112018i i i a b =∑-的值是__________. 【答案】2019【解析】由题意可得2112a b a b -=-, 22b =-, 3122,a b a b -=-得33a =,又11n n n n a b a b ++-=-,11110n n n n a b a b a b +++=+==+=,即,2n n n n n a b a b a =--=,原式可化为当m+n=p+q 时m n p q a a a a +=+,即{}n a 为等差列, n a n =, ()2018112018i i i a b =∑-=()20181122018i i a =∑=2019,填2019.考点3 等差数列的前n 项和公式的综合应用【3-1】【2017届某某省黄陵中学高三(重点班)模拟一】若数列{}n a 满足115a =且1332n n a a +=-,则使10k k a a +⋅<的k 的值为( )A. 21B. 22C. 23D. 24 【答案】C【3-2】【2017届某某某某市高三上基础测试】设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知316a =,610a =,则公差d =;n S 为最大值时的n =.【答案】2d =-10n =或11【解析】63(63),10163,2a a d d d =+-∴=+∴=-,因为31(31)a a d =+-,1162(2)a ∴=+⨯-,120a ∴=,221n S n n ∴=-+,当212(1)n =-⨯-,由n ∈Z 得10n =或11时,n S 为最大值.【3-3】【2017届某某省池州市东至县高三12月联考】已知n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,且675S S S >>,给出下列五个命题:①0d <;②110S >;③120S <;④数列{}n S 中的最大项为11S ;⑤67a a >,其中正确命题的个数为( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B【领悟技法】求等差数列前n 项和的最值,常用的方法:1.利用等差数列的单调性或性质,求出其正负转折项,便可求得和的最值.当10a >,0d <时,n S 有最大值;10a <,0d >时,n S 有最小值;若已知n a ,则n S 最值时n 的值(n N +∈)则当10a >,0d <,满足100n n a a +≥⎧⎨≤⎩的项数n 使得n S 取最大值,(2)当10a <,0d >时,满足100n n a a +≤⎧⎨≥⎩的项数n 使得n S 取最小值.2.利用等差数列的前n 项和:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)为二次函数,通过配方或借助图像,二次函数的性质,转化为二次函数的最值的方法求解;有时利用数列的单调性(0d >,递增;0d <,递减);3. 利用数列中最大项和最小项的求法:求最大项的方法:设n a 为最大项,则有11n n nn a a a a -+≥⎧⎨≥⎩;求最小项的方法:设n a 为最小项,则有11n n n n a a a a -+≤⎧⎨≤⎩.只需将等差数列的前n 项和1,2,3,n =依次看成数列{}n S ,利用数列中最大项和最小项的求法即可.4.在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用. 【触类旁通】【变式一】【2017某某卷6】已知等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C【变式二】【2018届某某省某某市部分学校新高三起点调研】设等差数列{}n a 满足3736a a +=,46275a a =,且1n n a a +有最小值,则这个最小值为__________.【答案】-12【解析】因为数列{}n a 是等差数列,且3736a a +=,所以4636a a +=,4646275,,a a a a =∴是一元二次方程2362750t t -+=的二根,由2362750t t -+=得()()25110t t --=, 125t ∴=或211t =,当4625,11a a ==时, 6411257642a a d --===--, ()44753n a a n d n ∴=+-=-+,当10,0n n a a +><时, 1n n a a +取得最小值,由()7530{71530n n -+>-++<解得465377n <<, 7n ∴=时, 1n n a a +取得最小值,此时()781min 4,3,12n n a a a a +==-=-,当4611,25a a ==时, 6425117642a a d --===-, ()44717n a a n d n ∴=+-=-,当10,0n n a a +时, 1n n a a +取得最小值,由()7170{71170n n -<+->解得101777n <<, 2n ∴=时, 1n n a a +取得最小值,此时()231min 3,4,12n n a a a a +=-==-, 故答案为12-. 【易错试题常警惕】易错典例:在等差数列{}n a 中,已知a 1=20,前n 项和为n S ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,n S 有最大值,并求出它的最大值.【错解一】 设公差为d ,∵S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142 d.得d =-53,a n =20-(n -1)·53.当a n >0时,20-(n -1)·53>0,∴n<13.∴n=12时,S n 最大,S 12=12×20+12×112×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=130.当n =12时,S n 有最大值S 12=130.【错解二】 由a 1=20,S 10=S 15,解得公差d =-53,令⎩⎪⎨⎪⎧20+(n -1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-53>0, ①20+n ⎝ ⎛⎭⎪⎫-53≤0, ② 由①得n <13,由②得n≥12,∴n=12时,S n 有最大值S 12=130.易错分析: 错解一中仅解不等式a n >0不能保证S n 最大,也可能a n +1>0,应有a n ≥0且a n +1≤0. 错解二中仅解a n +1≤0也不能保证S n 最大,也可能a n ≤0,应保证a n ≥0才行. 正确解析: 解法一:∵a 1=20,S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142 d.∴d=-53. ∴a n =20+(n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=-53n +653.∴a 13=0.即当n≤12时,a n >0,n≥14时,a n <0.∴当n =12或13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=130.解法二:同解法一,求得d =-53,∴S n =20n +n (n -1)2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=-56n 2+1256n=-56⎝ ⎛⎭⎪⎫n -2522+3 12524.∵n∈N *,∴当n =12或13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.解法三:同解法一,求得d =-53,又由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0,∴5a 13=0,即a 13=0.又a 1>0,∴a 1,a 2,…,a 12均为正数.而a 14及以后各项均为负数, ∴当n =12或13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.温馨提醒:1.解决等差数列前n 项和最值问题时一般利用通项不等式组法,即①当a 1>0,d <0时,S n 最大⇔100n n a a +≥⎧⎨≤⎩;②当a 1<0,d >0时,S n 最小⇔10n n a a +≤⎧⎨≥⎩.2.在关于正整数n 的二次函数中其取最值的点要根据正整数距离二次函数的对称轴的远近而定.3.等差数列的基本运算中,容易出现的问题主要有两个方面:一是忽视题中的条件限制,如公差与公比的符号、大小等,导致增解;二是不能灵活利用等差(比)数列的基本性质转化已知条件,导致列出的方程或方程组较为复杂,增大运算量.【学科素养提升之思想方法篇】----函数思想在数列求最值问题中的应用数列是特殊的函数关系,因此常利用函数的思想解决数列中最值问题 1.等差数列的前n 项和与函数的关系 等差数列的前n 项和公式为1(1)2n n n S na d -=+可变形为S n =d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,令A =d 2,B =a 1-d 2,则S n =An 2+Bn .当A ≠0,即d ≠0时,S n 是关于n 的二次函数,(n ,S n )在二次函数y =Ax 2+Bx 的图象上,为抛物线y =Ax 2+Bx 上一群孤立的点.利用此性质可解决前n 项和S n 的最值问题. 2.等差数列前n 项和的最值(1)若等差数列的首项a 1>0,公差d <0,则等差数列是递减数列,正数项有限,前n 项和有最大值,且满足⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0.(2)若等差数列的首项a 1<0,公差d >0,则等差数列是递增数列,负数项有限,前n 项和有最小值,且满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0.3.求等差数列前n 项和的最值的方法(1)二次函数法:用求二次函数最值的方法(配方法)求其前n 项和的最值,但要注意n ∈N *. (2)图象法:利用二次函数图象的对称性来确定n 的值,使S n 取得最值.(3)项的符号法:当a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0的项数n ,使S n 取最大值;当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0的项数n ,使S n 取最小值,即正项变负项处最大,负项变正项处最小,若有零项,则使S n 取最值的n 有两个.【典例】【2018届某某省某某市五十五中开学考试】已知数列{}n a 是一个等差数列,且21a =,55a =-. (Ⅰ)求{}n a 的通项n a ;(Ⅱ)求{}n a 前n 项和n S 的最大值.【答案】(1)25n a n =-+;(2)n S 的最大值为4. 【解析】方得()224n S n =--+,根据二次函数图象及性质可知,当2n =时,前n 项和取得最大值,最大值为4.等差数列前n 项和22n S An Bn =+,因此可以看出二次函数或一次函数(0d =时)来求最值,考查数列与函数.试题解析:(1)525125252a a d ---===---, 所以()()()2212225n a a n d n n =+-=+-⨯-=-+; (2)13a =,()()213242n n n S n n n -=+⨯-=-+ 当2n =时,前n 项和取得最大值,最大值为4。
6.2等差数列前n项和的公式
一、实例引入1. 传说泰姬陵的陵寝中有一个三角形图案,以相同大小的圆宝石镶饰而成,共有100层(如图),你知道这个图案一共花了多少宝石吗?并将问题转化为:求1+2 +3 +······+100 的和。
2. 顺势展示"数学王子——高斯"的信息,并启发学生高斯之所以快速的得出1+2+3+……+100的结果,其奥妙在于高斯发现了如下规律:1+100=2+99=3+98=……=50+51=101(其实就是等差数列性质"项数和相等的两项和相等"),故得出:1+2+3+……+100=(1+100)+(2+99)+(3+98)+……+(50+51)=?(设计课堂问题:①1+2+……+100共多少项的和?100②项数是奇数还是偶数?③共有多少个101?)3. 引入的陵寝中宝石个数问题,挖掘本质,将"三角形"如图转化为"平行四边形",寻找两图与等差数列中对应关系:"三角形"中"第一层"的数为1,"最底层"的数为100,总层数即为数列中的项数100,"三角形"的面积为等差数列前100项和 ;对应到"平行四边形" 中"长"为1+100,"层数"为100,面积为2 ,故也得到公式 让学生类似于"梯形面积公式"记忆此公式.二、公式推导(倒序相加法) 设等差数列前n 项的和为n S()()()[]d n a d a d a a S n 121111-+++++++= ()()()[]d n a d a d a a S n n n n n 12--++-+-+=两式相加:()n n a a n S +=12 等差数列前n 项求和公式:()21n n a a n S +=变形:()[]()d n n na d n a a n S n 2121111-+=-++=三、公式运用例6.已知数列{}n a 为等差数列。
§6.2 等差数列及其前n项和(讲解部分)
∴{ an 1 }是公差为1的等差数列, ∴ an 1= a1 1+(n-1)×1=n, ∴an=n2-1.
(2)由(1)知bn=(-1)n
2n n(n
1 1)
=(-1)n
1 n
n
1
1
,
∴S2n=-
1 1
-
1 2
+
1 2
+
1;
1 4
+
1 5
-…+
1 2n
+
1 2n
1
=-1+ 1 = -2n .
课标文数
专题六 数 列
§6.2 等差数列及其前n项和
考点清单
考向基础
考点一 等差数列的定义及通项公式
1.等差数列的定义
如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的差是同一个常数,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,公差通常用字母d
表示.
2.等差中项
如果A= a b ,那么A叫做a与b的等差中项.
1 2n 1 2n 1
方法2 等差数列前n项和的最值问题的解决方法
例2 (2019湖南衡阳第八中学第二次月考,10)在等差数列{an}中,a1=21,公 差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时,Sn取得最大值,则d的取值范围是 (
)
A.
-3,-
21 8
C.
-3,-
21 8
B.
-
7 2
,-3
∴S10最大,a10最小,∴
S10 a10
最大,故选A.
答案 A
考向二 等差数列前n项和的最值
例4
(2018广东汕头模拟,8)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=9,
(复习指导)6.2等差数列及其前n项和含解析
第二节 等差数列及其前n 项和【知识重温】一、必记5个知识点 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等于①____________,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的②________,一般用字母d 表示;定义的表达式为:③______________(n ∈N *).2.等差数列的通项公式设等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其通项公式为a n =④________________.等差数列的通项公式是关于n 的一次函数形的函数.3.等差中项若a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a ,b 的等差中项,且A =⑤________. 4.等差数列的前n 项和公式若已知首项a 1和末项a n ,则S n =⑥____________,或等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其前n 项和公式为S n =⑦________________.等差数列的前n 项和公式是关于n 的二次函数形的函数且无常数项.5.等差数列与等差数列各项和的有关性质(1)a m =a n +(m -n )d 或a m -a nm -n=d .(m 、n ∈N *)(2)在等差数列中,若p +q =m +n ,则有a p +a q =a m +a n ;若2m =p +q ,则有a p +a q =⑧________,(p ,q ,m ,n ∈N *).(3)d >0⇔{a n }是递增数列,S n 有最小值;d <0⇔{a n }是递减数列,S n 有最大值;d =0⇔{a n }是常数数列.(4)数列{λa n +b }仍为等差数列,公差为λd . (5)若{b n },{a n }都是等差数列,则{a n ±b n }仍为等差数列. (6)a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等差数列,公差为kd . (7)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列. (8)S 2n -1=(2n -1)a n .(9)若n 为偶数,则S 偶-S 奇=n2d .若n 为奇数,则S 奇-S 偶=a 中(中间项). 二、必明2个易误点1.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列.2.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别.【小题热身】一、判断正误1.判断下列说法是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(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)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( ) (3)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.( )(4)已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列.( )(5)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( ) 二、教材改编2.设数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 6=2且S 5=30,则S 8等于( ) A .31 B .32 C .33 D .343.在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=450,则a 2+a 8=________.三、易错易混4.一个等差数列的首项为125,从第10项起开始比1大,则这个等差数列的公差d 的取值范围是( )A .d >875B .d <325C.875<d <325D.875<d ≤3255.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大.四、走进高考6.[2019·全国卷Ⅰ]记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( ) A .a n =2n -5 B .a n =3n -10C .S n =2n 2-8nD .S n =12n 2-2n考点一 等差数列的基本运算[自主练透型]1.[2020·全国卷Ⅱ]记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1=-2,a 2+a 6=2则S 10=________.2.[2020·六校联盟联考]设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 4+S 5=2,S 7=14,则a 10=( )A .18B .16C .14D .12 3.[2021·河南部分重点高中联考]记等差数列{a n }的前n 项和为S n .若3S 5-5S 3=135,则数列{a n }的公差d =________.考点二 等差数列的判定与证明[互动讲练型][例1] [2021·湖北检测]已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式;(2)设b n =2a n -15,求数列{b n }的前n 项和S n . 悟·技法等差数列的判定方法(1)等差数列的判定通常有两种方法:第一种是定义法,a n -a n -1=d (常数)(n ≥2);第二种是利用等差中项法,即2a n =a n -1+a n +1(n ≥2).(2)解答选择题和填空题时也可以用通项公式与前n 项和公式直接判定.(3)若判定一个数列不是等差数列,则只需要说明某连续3项(如前三项)不是等差数列即可.[变式练]——(着眼于举一反三)1.已知a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *).求证:数列{b n }是等差数列.考点三 等差数列的性质[分层深化型] 考向一:等差数列通项性质的应用[例2] (1)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且2a 5-a 2=10,则S 15=( ) A .20 B .75 C .300 D .150(2)设公差为-3的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2 019=2 019,则 a 3+a 6+a 9+…+a 2 019=( )A .-673B .-1 346C .673D .1 346 考向二:等差数列前n 项和性质的应用[例3] (1)已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 020=________.(2)[2021·太原模拟]一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32:27,求该数列的公差d .悟·技法应用等差数列的性质解题的三个注意点 (1)如果{a n }为等差数列,m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).因此,若出现a m -n ,a m ,a m +n 等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与a m (或其他项)有关的条件;若求a m 项,可由a m =12(a m -n +a m +n )转化为求a m -n ,a m +n 或a m +n +a m -n 的值.(2)要注意等差数列通项公式及前n 项和公式的灵活应用,如a n =a m +(n -m )d ,d =a n -a mn -m ,S 2n-1=(2n -1)a n ,S n=n (a 1+a n )2=n (a 2+a n -1)2(n ,m ∈N *)等. (3)当项数为偶数2n 时,S 偶-S 奇= nd ;项数为奇数2n -1时,S 奇-S 偶=a 中,S 奇:S 偶=n :(n -1).[变式练]——(着眼于举一反三)2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于( )A .63B .45C .36D .27 3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),则数列{a n }的项数为_______.考点四 等差数列前n 项和的最值问题[互动讲练型][例4] (1)[2021·湖北襄阳四中联考]已知数列{a n }为等差数列,a 1+a 2+a 3=165,a 2+a 3+a 4=156,{a n }的前n 项和为S n ,则使S n 达到最大值的n 的值是( )A .19B .20C .21D .22(2)[2021·西安八校联考]设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6>S 7>S 5, 则满足S n S n +1<0的正整数n 的值为( )A .10B .11C .12D .13 悟·技法求等差数列前n 项和S n 最值的两种方法(1)函数法:等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn =a ⎝⎛⎭⎫n +b 2a 2-b 24a ,求“二次函数”最值.(2)邻项变号法①当a 1>0,d <0时,满足{a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足{ a m≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n取得最小值为S m.[变式练]——(着眼于举一反三)4.[2019·北京高考]设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=____________,S n 的最小值为____________.5.[2021·南昌模拟]已知等差数列{a n }的公差d <0,前n 项和为S n ,若S 5=10a 6,则当S n最大时,n =( )A .8B .9C .7或8D .8或9第二节 等差数列及其前n 项和【知识重温】①同一个常数 ②公差 ③a n +1-a n =d ④a 1+(n -1)d ⑤a +b 2 ⑥n (a 1+a n )2 ⑦na 1+n (n -1)2d ⑧2a m【小题热身】1.答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√2.解析:由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d =2,5a 1+10d =30,解得⎩⎨⎧a 1=263,d =-43,∴S 8=8a 1+8×72d =32.答案:B 3.解析:由等差数列的性质,得a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=450,∴a 5=90,∴a 2+a 8=2a 5=180.答案:1804.解析:由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 10>1,a 9≤1,即⎩⎨⎧125+9d >1,125+8d ≤1,所以875<d ≤325.故选D.答案:D5.解析:因为数列{a n }是等差数列,且a 7+a 8+a 9=3a 8>0. 所以a 8>0.又a 7+a 10=a 8+a 9<0,所以a 9<0. 故当n =8时,其前n 项和最大. 答案:86.解析:设{a n }的公差为d ,依题意得,4a 1+4×32d =0①,a 1+4d =5②,联立①②,解得a 1=-3,d =2.所以a n =2n -5,S n =n 2-4n .故选A. 答案:A课堂考点突破考点一1.解析:通解 设等差数列{a n }的公差为d ,则由a 2+a 6=2,得a 1+d +a 1+5d =2,即-4+6d =2,解得d =1,所以S 10=10×(-2)+10×92×1=25.优解 设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 2+a 6=2a 4=2, 所以a 4=1,所以d =a 4-a 14-1=1-(-2)3=1,所以S 10=10×(-2)+10×92×1=25. 答案:252.解析:设a n的公差为d ,由⎩⎨⎧a 1+3d +5a 1+5×42d =27a 1+7×62d =14,可得⎩⎪⎨⎪⎧ 6a 1+13d =2a 1+3d =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4d =2,所以a 10=-4+9×2=14.选C.答案:C3.解析:因为3S 5-5S 3=135,所以3⎝⎛⎭⎫5a 1+5×42d -5⎝⎛⎭⎫3a 1+3×22d =135,所以15d =135,解得d =9.答案:9 考点二例1 解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *), ∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a nn=2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a nn =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n .变式练1.解析:证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *),所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1.又b 1=1a 1-1=-52.所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列.考点三例2 解法一 设数列{a n }的公差为d ,由2a 5-a 2=10,得2(a 1+4d )-(a 1+d )=10,整理得a 1+7d =10,S 15=15a 1+15×142d =15(a 1+7d )=15×10=150.故选D.解法二 由题意知,a 2+a 8=2a 5,所以2a 5-a 2=a 8=10,S 15=15(a 1+a 15)2=15×2a 82=150.故选D.(2)解析:(1)解法一 设等差数列{a n }的首项为a 1,则S 2 019=2 019a 1+12×2 019×2018×(-3)=2 019,解得a 1=3 028,所以a 3=3 022,则a 3+a 6+a 9+…+a 2 019=3 022×673+12×673×672×(-9)=-1 346.故选B. 解法二 S 2 019=(a 1+a 4+a 7+…a 2 017)+(a 2+a 5+a 8+…+a 2 018)+(a 3+a 6+a 9+…+a 2 019)=(a 3+a 6+a 9+…+a 2 019)-673×(-6)+(a 3+a 6+a 9+…+a 2 019)-673×(-3)+(a 3+a 6+a 9+…+a 2 019)=3(a 3+a 6+a 9+…+a 2 019)-673×(-9)=2 019,解得a 3+a 6+a 9+…+a 2 019=-1 346.故选B.答案:(1)D (2)B例3 解析:(1)由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0202 020=S 11+2 019d =-2 014+2 019=5,∴S 2 020=5×2 020=10 100.(2)设等差数列的前12项中奇数项的和为S 奇,偶数项的和为S 偶,等差数列的公差为d .由已知条件,得⎩⎪⎨⎪⎧ S 奇+S 偶=354,S 偶S 奇=3227,,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 偶=192,S 奇=162.又S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5.答案:(1)10 100 (2)见解析 变式练2.解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列,即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,故选B.答案:B3.解析:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,① a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216,∴a 1+a n =36, 又S n =n (a 1+a n )2=324,∴18n =324,∴n =18.答案:18 考点四例4 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则(a 2+a 3+a 4)-(a 1+a 2+a 3)=3d =156-165=-9,所以d =-3.因为a 1+a 2+a 3=3a 1+3d =3a 1-9=165,所以a 1=58.所以a n =a 1+(n -1)d =58+(n -1)·(-3)=61-3n .令a n =61-3n >0,得n <613.因为n ∈N *,所以当n =20时,S n 达到最大值.故选B.(2)由S 6>S 7>S 5,得S 7=S 6+a 7<S 6,S 7=S 5+a 6+a 7>S 5,所以a 7<0,a 6+a 7>0,所以{a n }为递减数列,又S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7<0,S 12=12(a 1+a 12)2=6(a 6+a 7)>0,所以S 12S 13<0,即满足 S n S n +1<0的正整数n 的值为12,故选C.答案:(1)B (2)C 变式练4.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由S 5=52(a 1+a 5)=52×2a 3=-10,得a 3=-2,∴d =a 3-a 2=-2-(-3)=1,∴a 1=-3-1=-4,∴a 5=a 1+4d =-4+4=0.解法一 ∵a 1=-4,d =1,∴S n =-4n +n (n -1)2×1=12(n 2-9n )=12⎝⎛⎭⎫n -922-818. ∵n ∈N *,∴当n =4或5时,S n 取最小值,为S 4=S 5=-10.解法二 ∵a 1=-4,d =1,∴a n =-4+(n -1)×1=n -5.由a n ≤0得n ≤5,且n =5时,a 5=0,故当n =4或5时,S n 取最小值,为S 4=S 5=5×(-4+0)2=-10. 答案:0 -105.解析:解法一 由S 5=10a 6,可得5×(a 1+a 1+4d )2=10(a 1+5d ),解得a 1=-8d ,所以S n =na 1+12n (n -1)d =d2⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫n -1722-2894.因为d <0,所以当n =8或9时,S n 最大.故选D. 解法二 因为S 5=5×(a 1+a 5)2=5×2a 32=5a 3,所以5a 3=10a 6,所以5(a 1+2d )=10(a 1+5d ),化简可得a 1+8d =0,即a 9=0.因为d <0,所以当n =8或9时,S n 最大.故选D.答案:D。
高三数学一轮复习优质课件2:6.2 等差数列及其前n项和
1 (n∈N*),
an 1
所以
bn1
bn
1 an1 1
1 an 1
(2
1 1
) 1
1 an 1
an 1 1.
an
an 1 an 1
15
又
b1
a1
1
, 2
所以数列{bn}是以 5 为首项,以1为公差的等差数列.
2
②由①知bn=n-
7 2
,
则an=
1
1 bn
1
2. 2n 7
设f(x)= 1 2 ,
{a2n-1+2a2n}是 (
)
A.公差为3的等差数列
B.公差为4的等差数列
C.公差为6的等差数列
D.公差为9的等差数列
(2)(2015·太原模拟)已知数列{an}中,
a1
3 5
,an
2 1 a n1
数列{bn}满足bn=
1 an 1
(n∈N*).
①求证:数列{bn}是等差数列;
(n≥2,n∈N*),
2.等差数列设项技巧 若奇数个数成等差数列且和为定值时,可设中间三项为a-d,a,a+d;若偶 数个数成等差数列且和为定值时,可设中间两项为a-d,a+d,其余各项再 依据等差数列的定义进行对称设元.
考点2 等差数列的判定与证明
【典例2】(1)(2015·防城港模拟)若{an}是公差为1的等差数列,则
②若{an},{bn}是等差数列,则{pan+qbn}(n∈N*)是等差数列. ③Sm,S2m,S3m分别为{an}的前m项,前2m项,前3m项的和,则Sm,S2m-Sm, S_3_m_-_S_2_m成等差数列.
④两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为
专题6.2 等差数列及其前n项和(讲)(解析版)
专题6.2 等差数列及其前n 项和1.理解等差数列的概念;2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式;3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题;4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系.知识点一 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,公差通常用字母d 表示.数学语言表达式:a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数),或a n -a n -1=d (n ≥2,d 为常数). 知识点二 等差数列的通项公式与前n 项和公式(1)若等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其通项公式为a n =a 1+(n -1)d . 通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (m ,n ∈N *). (2)等差数列的前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d (其中n ∈N *,a 1为首项,d 为公差,a n 为第n 项).知识点三 等差数列及前n 项和的性质(1)若a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a ,b 的等差中项,且A =a +b2.(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列. (5)S 2n -1=(2n -1)a n .(6)若n 为偶数,则S 偶-S 奇=nd2;若n 为奇数,则S 奇-S 偶=a 中(中间项).知识点四 等差数列的前n 项和公式与函数的关系 S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).知识点五 等差数列的前n 项和的最值在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. 【必会结论】等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n .若m +n =2p (m ,n ,p ∈N *),则a m +a n =2a p .(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d . (4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(5)若{a n }是等差数列,公差为d, 则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (6)等差数列{a n }的前n 项和为S n, 则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等差数列,其公差为n 2d.考点一 等差数列基本量的运算 【典例1】【2019年高考全国I 卷理数】记nS 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则( )A .25n a n =- B .310n a n =-C .228n S n n=- D .2122n S n n =-【答案】A【解析】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,24n S n n =-,故选A 。
6.2 等差数列及其前n项和
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 表示.2.等差数列的通项公式如果等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,那么它的通项公式是a n =a 1+(n -1)d .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.4.等差数列的常用性质 (1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n . (3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d .(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(5)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(6)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…构成等差数列.5.等差数列的前n 项和公式设等差数列{a n }的公差为d ,其前n 项和S n =n (a 1+a n )2或S n =na 1+n (n -1)2d . 6.等差数列的前n 项和公式与函数的关系S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).7.等差数列的前n 项和的最值在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值.【知识拓展】等差数列的四种判断方法(1)定义法:a n +1-a n =d (d 是常数)⇔{a n }是等差数列.(2)等差中项法:2a n +1=a n +a n +2 (n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.(3)通项公式:a n =pn +q (p ,q 为常数)⇔{a n }是等差数列.(4)前n 项和公式:S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)⇔{a n }是等差数列.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一个数列从第二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 }的单调性是由公差d 决定的.( √ )(3)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( × )(4)已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n ,则它的公差为-2.( √ )1.在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6等于( )A .-1B .0C .1D .6答案 B解析 由等差数列的性质,得a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0,故选B.2.(教材改编)设数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 6=2且S 5=30,则S 8等于( )A .31B .32C .33D .34 答案 B解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+5d =2,5a 1+10d =30,解得⎩⎨⎧ a 1=263,d =-43,∴S 8=8a 1+8×72d =32. 3.(2016·全国乙卷)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于( )A .100B .99C .98D .97答案 C解析 由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98,故选C.4.设数列{a n }是等差数列,若a 3+a 4+a 5=12,则a 1+a 2+…+a 7等于( )A .14B .21C .28D .35答案 C解析 ∵a 3+a 4+a 5=3a 4=12,∴a 4=4,∴a 1+a 2+…+a 7=7a 4=28.5.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大.答案 8解析 因为数列{a n }是等差数列,且a 7+a 8+a 9=3a 8>0,所以a 8>0.又a 7+a 10=a 8+a 9<0,所以a 9<0.故当n =8时,其前n 项和最大.题型一 等差数列基本量的运算例1 (1)在数列{a n }中,若a 1=-2,且对任意的n ∈N *有2a n +1=1+2a n ,则数列{a n }前10项的和为( )A .2B .10 C.52 D.54(2)(2016·北京)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 3+a 5=0,则S 6=________. 答案 (1)C (2)6解析 (1)由2a n +1=1+2a n 得a n +1-a n =12, 所以数列{a n }是首项为-2,公差为12的等差数列, 所以S 10=10×(-2)+10×(10-1)2×12=52. (2)∵a 3+a 5=2a 4=0,∴a 4=0.又a 1=6,∴a 4=a 1+3d =0,∴d =-2.∴S 6=6×6+6×(6-1)2×(-2)=6. 思维升华 等差数列运算问题的通性通法(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a 1和公差d ,然后由通项公式或前n 项和公式转化为方程(组)求解.(2)等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.(1)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,已知a 2=3,a 6=11,则S 7等于( )A .13B .35C .49D .63(2)(2016·江苏)已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________. 答案 (1)C (2)20解析 (1)∵a 1+a 7=a 2+a 6=3+11=14,∴S 7=7(a 1+a 7)2=49. (2)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+(a 1+d )2=-3,5a 1+5×42d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3, 则a 9=a 1+8d =-4+8×3=20.题型二 等差数列的判定与证明例2 已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.(1)证明 因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *), b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1 =1(2-1a n)-1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)解 由(1)知b n =n -72, 则a n =1+1b n =1+22n -7. 设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间(-∞,72)和(72,+∞)上为减函数. 所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.引申探究本例中,若将条件变为a 1=35,na n +1=(n +1)a n +n (n +1),试求数列{a n }的通项公式. 解 由已知可得a n +1n +1=a n n+1, 即a n +1n +1-a n n=1,又a 1=35, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以a 11=35为首项,1为公差的等差数列, ∴a n n =35+(n -1)·1=n -25,∴a n =n 2-25n . 思维升华 等差数列的四个判定方法(1)定义法:证明对任意正整数n 都有a n +1-a n 等于同一个常数.(2)等差中项法:证明对任意正整数n 都有2a n +1=a n +a n +2后,可递推得出a n +2-a n +1=a n +1-a n =a n -a n -1=a n -1-a n -2=…=a 2-a 1,根据定义得出数列{a n }为等差数列.(3)通项公式法:得出a n =pn +q 后,得a n +1-a n =p 对任意正整数n 恒成立,根据定义判定数列{a n }为等差数列.(4)前n 项和公式法:得出S n =An 2+Bn 后,根据S n ,a n 的关系,得出a n ,再使用定义法证明数列{a n }为等差数列.(1)在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( ) A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n 答案 A解析 由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得 1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知{1a n }是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. (2)数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2.①设b n =a n +1-a n ,证明{b n }是等差数列;②求{a n }的通项公式.①证明 由a n +2=2a n +1-a n +2,得a n +2-a n +1=a n +1-a n +2,即b n +1=b n +2.又b 1=a 2-a 1=1,所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.②解 由①得b n =1+2(n -1)=2n -1,即a n +1-a n =2n -1.于是∑nk =1 (a k +1-a k )=∑n k =1 (2k -1), 所以a n +1-a 1=n 2,即a n +1=n 2+a 1.又a 1=1,所以{a n }的通项公式为a n =n 2-2n +2.题型三 等差数列性质的应用命题点1 等差数列项的性质例3 (1)(2015·广东)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________.(2)已知{a n },{b n }都是等差数列,若a 1+b 10=9,a 3+b 8=15,则a 5+b 6=________.答案 (1)10 (2)21解析 (1)因为{a n }是等差数列,所以a 3+a 7=a 4+a 6=a 2+a 8=2a 5,a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=25,所以a 5=5,故a 2+a 8=2a 5=10.(2)因为{a n },{b n }都是等差数列,所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6,所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6),即2×15=9+(a 5+b 6),解得a 5+b 6=21.命题点2 等差数列前n 项和的性质例4 (1)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=-12,S 9=45,则S 12=________.(2)在等差数列{a n }中,a 1=-2 018,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018的值等于( ) A .-2 018B .-2 016C .-2 019D .-2 017答案 (1)114 (2)A解析 (1)因为{a n }是等差数列,所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9成等差数列,所以2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),即2(S 6+12)=-12+(45-S 6),解得S 6=3.又2(S 9-S 6)=(S 6-S 3)+(S 12-S 9),即2×(45-3)=(3+12)+(S 12-45),解得S 12=114.(2)由题意知,数列{S n n}为等差数列,其公差为1, ∴S 2 0182 018=S 11+(2 018-1)×1 =-2 018+2 017=-1.∴S 2 018=-2 018.思维升华 等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,a m -a n =(m -n )d ⇔a m -a n m -n=d (m ≠n ),其几何意义是点(n ,a n ),(m ,a m )所在直线的斜率等于等差数列的公差.(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 2n -1=(2n -1)a n .(1)在等差数列{a n }中,已知a 4+a 8=16,则该数列前11项和S 11等于( )A .58B .88C .143D .176(2)等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7等于( ) A.3727 B.3828C.3929D.4030答案 (1)B (2)A 解析 (1)S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 4+a 8)2=11×162=88. (2)a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=a 1+a 132×13b 1+b 132×13=S 13T 13 =3×13-22×13+1=3727.6.等差数列的前n 项和及其最值考点分析 公差不为0的等差数列,求其前n 项和与最值在高考中时常出现.题型有小题,也有大题,难度不大.典例1 (1)在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 7+a 9)=54,则此数列前10项的和S 10等于( )A .45B .60C .75D .90 (2)在等差数列{a n }中,S 10=100,S 100=10,则S 110=________.解析 (1)由题意得a 3+a 8=9,所以S 10=10(a 1+a 10)2=10(a 3+a 8)2=10×92=45. (2)方法一 设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则⎩⎨⎧10a 1+10×92d =100,100a 1+100×992d =10,解得⎩⎨⎧ a 1=1 099100,d =-1150.所以S 110=110a 1+110×1092d =-110. 方法二 因为S 100-S 10=(a 11+a 100)×902=-90, 所以a 11+a 100=-2,所以S 110=(a 1+a 110)×1102=(a 11+a 100)×1102=-110. 答案 (1)A (2)-110典例2 在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 取得最大值,并求出它的最大值.规范解答解 ∵a 1=20,S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142d , ∴d =-53. 方法一 由a n =20+(n -1)×⎝⎛⎭⎫-53=-53n +653, 得a 13=0.即当n ≤12时,a n >0,当n ≥14时,a n <0.∴当n =12或n =13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝⎛⎭⎫-53 =130.方法二 S n =20n +n (n -1)2·⎝⎛⎭⎫-53 =-56n 2+1256n =-56⎝⎛⎭⎫n -2522+3 12524. ∵n ∈N *,∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.方法三 由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0.∴5a 13=0,即a 13=0.∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.1.(2016·重庆一诊)在数列{a n }中,a n +1-a n =2,a 2=5,则{a n }的前4项和为( )A .9B .22C .24D .32答案 C解析 由a n +1-a n =2,知{a n }为等差数列且公差d =2,∴由a 2=5,得a 1=3,a 3=7,a 4=9,∴前4项和为3+5+7+9=24,故选C.2.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何?”其意思为:“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位)这个问题中,甲所得为( )A.54钱B.53钱C.32钱D.43钱 答案 D解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =3a 1+9d ,2a 1+d =52,⎩⎨⎧ a 1=43,d =-16,故选D.3.(2017·佛山调研)已知等差数列{a n }满足a 2=3,S n -S n -3=51(n >3),S n =100,则n 的值为( )A .8B .9C .10D .11答案 C解析 由S n -S n -3=51,得a n -2+a n -1+a n =51,所以a n -1=17,又a 2=3,S n =n (a 2+a n -1)2=100,解得n =10. 4.在等差数列{a n }中,a 9=12a 12+6,则数列{a n }的前11项和S 11等于( ) A .24B .48C .66D .132 答案 D解析 方法一 由a 1+8d =12(a 1+11d )+6, 得a 1+5d =12,∴a 1=12-5d .又S 11=11a 1+11×102d =11a 1+55d =11(12-5d )+55d =132.方法二 由a 9=12a 12+6,得2a 9-a 12=12. 由等差数列的性质得,a 6+a 12-a 12=12,a 6=12,S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=132,故选D. 5.已知数列{a n }满足a n +1=a n -57,且a 1=5,设{a n }的前n 项和为S n ,则使得S n 取得最大值的序号n 的值为( )A .7B .8C .7或8D .8或9答案 C解析 由题意可知数列{a n }是首项为5,公差为-57的等差数列,所以a n =5-57(n -1)=40-5n 7,该数列前7项是正数项,第8项是0,从第9项开始是负数项,所以S n 取得最大值时,n =7或n =8,故选C.*6.设等差数列{a n }满足a 1=1,a n >0(n ∈N *),其前n 项和为S n ,若数列{S n }也为等差数列,则S n +10a 2n的最大值是( )A .310B .212C .180D .121答案 D解析 设数列{a n }的公差为d ,依题意得2S 2=S 1+S 3,因为a 1=1,所以22a 1+d =a 1+3a 1+3d ,化简可得d =2a 1=2,所以a n =1+(n -1)×2=2n -1,S n =n +n (n -1)2×2=n 2, 所以S n +10a 2n =(n +10)2(2n -1)2=(n +102n -1)2 =⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12(2n -1)+2122n -12 =14⎝⎛⎭⎫1+212n -12≤121, 故选D.7.(2015·安徽)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于________. 答案 27解析 由题意知数列{a n }是以1为首项,以12为公差的等差数列,∴S 9=9×1+9×82×12=9+18=27. 8.已知数列{a n }中,a 1=1且1a n +1=1a n +13(n ∈N *),则a 10=________. 答案 14解析 由已知得1a 10=1a 1+(10-1)×13=1+3=4, 故a 10=14. 9.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N *),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 答案 130解析 由a n =2n -10(n ∈N *)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.10.设等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 答案 1941解析 ∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6. ∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941, ∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=1941. 11.在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=-3.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{a n }的前k 项和S k =-35,求k 的值. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d .由a 1=1,a 3=-3,可得1+2d =-3,解得d =-2. 从而a n =1+(n -1)×(-2)=3-2n .(2)由(1)可知a n =3-2n ,所以S n =n [1+(3-2n )]2=2n -n 2. 由S k =-35,可得2k -k 2=-35,即k 2-2k -35=0,解得k =7或k =-5. 又k ∈N *,故k =7.12.若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12. (1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0,得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2, 又1S 1=1a 1=2, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1). 当n =1时,a 1=12不适合上式. 故a n =⎩⎨⎧ 12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.*13.已知数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且满足2S n =a 2n +n -4(n ∈N *).(1)求证:数列{a n }为等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n =1时,有2a 1=a 21+1-4, 即a 21-2a 1-3=0,解得a 1=3(a 1=-1舍去).当n ≥2时,有2S n -1=a 2n -1+n -5,又2S n =a 2n +n -4,两式相减得2a n =a 2n -a 2n -1+1,即a 2n -2a n +1=a 2n -1,也即(a n -1)2=a 2n -1,因此a n -1=a n -1或a n -1=-a n -1.若a n -1=-a n -1,则a n +a n -1=1.而a 1=3,所以a 2=-2,这与数列{a n }的各项均为正数相矛盾, 所以a n -1=a n -1,即a n -a n -1=1,因此数列{a n }是首项为3,公差为1的等差数列.(2)解 由(1)知a 1=3,d =1,所以数列{a n }的通项公式a n =3+(n -1)×1=n +2, 即a n =n +2.。
2019届高考数学(理)一轮复习讲练测:专题6.2 等差数列及其前n项和(测)(解析版)
班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选择中,只有一个是符合题目要求的.)1.【浙江省高三第一次五校联考】在等差数列{}n a 中,53a =,62a =-,则348a a a ++等于( )A. 1B. 2C. 3D. 4 【答案】C. 【解析】试题分析:∵等差数列{}n a ,∴3847561a a a a a a +=+=+=,∴3483a a a ++=.2.【辽宁省沈阳市东北育才学校高三八模】等差数列{}n a 中,564a a +=,则10122log (222)a a a ⋅= ( )A.10B.20C.40D.22log 5+ 【答案】B 【解析】 试题分析:因为10121056125()54222222a a a a a a a a ++++⨯⋅⋅⋅===,所以10125422log (222)log 220.a a a ⨯⋅⋅⋅==选B.3. 数列{}n a 为等差数列,满足242010a a a +++=,则数列{}n a 前21项的和等于( )A .212B .21C .42D .84 【答案】B 【解析】4.各项均为正数的等差数列}{n a 中,4936a a =,则前12项和12S 的最小值为( ) (A )78 (B )48 (C )60 (D )72 【答案】D 【解析】试题分析:因为112124912()6()722a a S a a +==+≥=,当且仅当496a a ==时取等号,所以12S 的最小值为72,选D.5.【改编题】已知n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,则=-nnn S S S 32( ) A. 30 B. 3 C. 300 D. 31 【答案】D【解析】因为)(2)(231212n n n n n a a n a a n S S +=+=-+,)(23313n n a a nS +=,所以3132=-n n n S S S .6.【改编题】已知n S 是公差d 不为零的等差数列}{n a 的前n 项和,且83S S =,k S S =7(7≠k ),则k 的值为( )A. 3B.4C.5D.6 【答案】B【解析】依题意,83S S =可知d a d a 2883311+=+,即d a 51-=,由k S S =7得d k k ka d a 2)1(2)17(7711-+=-⨯+,将d a 51-=代入化简得028112=+-k k , 解得4=k 或7-=k (舍去),选B.7.【2019新课标I 学易大联考二】已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足21(1)22n n nS n S n n +-+=+*()n N ∈,13a =,则数列{}n a 的通项n a =( )A .41n -B .21n +C .3nD .2n +【命题意图】本题考查数列前n 项和n S 与通项n a 间的关系、等差数列通项公式等基础知识,意在考查学生的逻辑思维能力、运算求解能力,以及转化思想的应用. 【答案】A8.【2019新课标II 学易大联考一】《九章算术》有这样一个问题:今有女子善织,日增等尺,七日织二十一尺,第二日、第五日、第八日所织之和为十五尺,问第十日所织尺数为( ) A .6 B .9 C .12 D .15【命题意图】本题主要考查等差数列的通项公式与前n 项和公式,是基础题. 【答案】D【解析】由题知该女每天所织尺数等差数列,设为{}n a ,n S 是其前n 项和,则7S =177()2a a +=47a =21,所以4a =3,因为258a a a ++=53a =15,所以5a =5,所以公差54d a a =-=2,所以10a =55a d +=15,故选D.9.某企业为节能减排,用9万元购进一台新设备用于生产. 第一年需运营费用2万元,从第二年起,每年运营费用均比上一年增加2万元,该设备每年生产的收入均为11万元. 设该设备使用了()n n N *∈年后,盈利总额达到最大值(盈利额等于收入减去成本),则n 等于( ) A.4 B.5 C.6 D.7 【答案】A【解析】设该设备第()n n N *∈的营运费用为n a 万元,则数列{}n a 是以2为首项,以2为公差的等差数列,则2n a n =,则该设备到第()n n N *∈年的营运费用总和为12242n a a a n +++=+++=()2222n n n n +=+,设第()n n N *∈的盈利总额为nS 万元,则()22119109n S n n n n n =-+-=-+-()2516n =--+,因此,当5n =时,n S 取最大值16,故选B.10.【原创题】已知等差数列}{n a 中,59914,90a a S +==, 则12a 的值是( ) A . 15 B .12-C .32-D .32【答案】B11.【原创题】已知等差数列765)1()1()1(53}{x x x n a a n n +++++-=,则,的展开式中4x 项的系数是数列}{n a 中的 ( )A .第9项B .第10项C .第19项D .第20项 【答案】D .【解析】由二项式定理得567(1)(1)(1)x x x +++++的展开式中4x 项的系数为44456776551555123C C C ⨯⨯++=++=⨯⨯,由3555n -=,得20n =,故选D .12.【2019浙江理6】如图所示,点列{}{},n n A B 分别在某锐角的两边上,且1n n A A +=12n n A A ++,2n n A A +≠,n ∈*N ,112n n n n B B B B +++=,2n n B B +≠,n ∈*N (P Q≠表示点P 与点Q 不重合).若n n n d A B =,n S 为1n n n A B B +△的面积,则( ).S nB 1B 2B nB 3B n+1A n+1A 3A nS 1S 2A 2A 1••••••••••••••••••A. {}n S 是等差数列B.2{}n S 是等差数列 C.{}n d 是等差数列 D.2{}n d 是等差数列【答案】A .【解析】设点n A 到对面直线的距离为n h ,则112n n n n+S h B B =. 由题目中条件可知1n n B B +的长度为定值,则1212n n S h B B =.那么我们需要知道n h 的关系式,过点1A 作垂直得到初始距离1h ,那么1,n A A 和两个垂足构成了直角梯形,那11tan n n h h A A θ=+⋅,其中θ为两条线的夹角,那么11121(tan )2n n S h A A B B θ=+⋅.由题目中条件知112n n n n A A A A +++=,则()1121n A A n A A =-.所以()1121211tan 2n S h n A A B B θ=⎡+-⋅⎤⎣⎦,其中θ为定值,所以n S 为等差数列.故选A. 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.)13.【2019江苏8】已知{}n a 是等差数列,n S 是其前n 项和.若2123a a +=-,510S =,则9a 的值是 .【答案】20【解析】设公差为d ,则由题意可得()2111351010a a d a d ⎧++=-⎪⎨+=⎪⎩,解得143a d =-⎧⎨=⎩,则948320a =-+⨯=.14.【2019北京理12】已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6S =__________.【答案】615.如图,有一个形如六边形的点阵,它的中心是一个点(算第..1.层.),第2层每边有两个点,第3层每边有三个点,依次类推.(1) 试问第n 层()2n N n *∈≥且的点数为___________个; (2) 如果一个六边形点阵共有169个点,那么它一共有_____层.【答案】(1)()61n -;(2)8.16.【2019届江苏省盐城市高三第三次模拟考试】设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,若数列{}n a 满足2n n a S An Bn C +=++且0A >,则1B C A+-的最小值为 .【答案】【解析】试题分析:令1(1)n a a n d =+-,则1(1)2n n n S na d -=+, 又2n n a S An Bn C +=++ 所以2211(1)22d da n d na n n An Bn C +-++-=++ 即得2d A =,12dB a =+,1C a d =- 所以11122322d d B C a a d A d d +-=++-+=+因为0A >,所以0d >232d d +≥=232d d =即d =所以1B C A+-的最小值为故答案为三、解答题 (本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.【2019届广东省惠州市高三第一次调研考试】(本题10分)已知{}n a 为等差数列,且满足138a a +=,2412a a +=.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)记{}n a 的前n 项和为n S ,若31,,k k a a S +成等比数列,求正整数k 的值. 【答案】(Ⅰ)2n a n =;(Ⅱ)2k = 【解析】18.【2019届宁夏银川一中高三上学期第一次月考】等差数列{}n a 中,13a =,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 各项均为正数,11b =,且2212b S +=,{}n b 的公比22S q b = (1)求n a 与n b ;(2)求nS S S 11121+++ . 【答案】(1)n n a n 3)1(33=-+=,13-=n n b (2)23(1)n nS n =+【解析】19.【2019全国甲理17】n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,且11a =,728S =.记[]lg n n b a =,其中[]x 表示不超过的最大整数,如[]0.90=,[]lg991=. (1)求1b ,11b ,101b ;(2)求数列{}n b 的前1000项和. 【答案】(1)0,1,2;(2)1893. 【解析】20.【江苏省盐城市高三第三次模拟考试】设函数21()1+f x px qx=+(其中220p q +≠),且存在无穷数列{}n a ,使得函数在其定义域内还可以表示为212()1n n f x a x a x a x =+++++.(1)求2a (用,p q 表示); (2)当1,1p q =-=-时,令12n n n n a b a a ++=,设数列{}n b 的前n 项和为n S ,求证:32n S <;(3)若数列{}n a 是公差不为零的等差数列,求{}n a 的通项公式. 【答案】(1)22a p q =-;(2)证明见解析;(3)1n a n =+. 【解析】试题分析:(1) 由21()1+f x px qx=+,得2212(1)(1)1n n px qx a x a x a x +++++++=,可利用展开式含未知量的系数为0,求得2a ;(2)由已知求出数列前两项,再由(3)nx n ≥的系数为0得到数列的递推式,代入12n n n n a b a a ++=后利用裂项相消法求得数列{}n b 的前n 项和为n S ,放大后证得32n S <; (3)由(2)120n n n a pa qa --++=,因数列{}n a 是等差数列,所以1220n n n a a a ---+=,所以12(2+)(1)n n p a q a --=-对一切3n ≥都成立,然后排出数列为常数列的情况,再结合数列的前两项即可得数列{}n a 的通项公式.21.【2019年山西高三四校联考】(本小题满分12分)在等差数列}{n a 中,11,552==a a ,数列}{n b 的前n 项和n n a n S +=2. (Ⅰ)求数列}{n a ,}{n b 的通项公式;(Ⅱ)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫+11n n b b 的前n 项和n T .【答案】(I )12+=n a n ,⎩⎨⎧≥+==)2(,12)1(,4n n n b n ;(II ))32(2016+-=n n T n .(2)n=1时,2011211==b b T , n ≥2时,)321121(21)32)(12(111+-+=++=+n n n n b b n n , 所以 )32(201615101201)32151(21201)32112191717151(21201+-=+-+=+-+=+-+++-+-+=n n n n n n n T n n=1仍然适合上式, …………(10分) 综上,)32(201615101201+-=+-+=n n n n T n ………… (12分) 22.【2019年江西师大附中高三二模】(本小题满分12分)在公比为2的等比数列{}n a 中,2a 与5a 的等差中项是.(Ⅰ)求1a 的值;(Ⅱ)若函数1sin 4y a x πφ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,φπ<,的一部分图像如图所示,()11,M a -,()13,N a -为图像上的两点,设MPN β∠=,其中P 与坐标原点O 重合,πβ<<0,求()tan φβ-的值.【答案】(I );(II)32-+.【解析】 (Ⅱ)∵点在函数的图像上,∴,又∵,∴ -------------7分 如图,连接MN ,在中,由余弦定理得1a ()11,M a -1sin 4y a x πφ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭sin 14πφ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭φπ<34φπ=MPN ∆。
数学一轮复习第六章数列6.2等差数列及其前n项和学案理
6.2 等差数列及其前n 项和必备知识预案自诊知识梳理1。
等差数列(1)定义:一般地,如果一个数列从 起,每一项与它的前一项的 都等于 ,那么这个数列就叫作等差数列,这个常数叫作等差数列的 ,公差通常用字母d 表示。
数学语言表示为a n+1-a n =d (n ∈N +),d 为常数。
(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是 ,其中A 叫作a ,b 的 .(3)等差数列{a n }的通项公式:a n = ,可推广为a n =a m +(n —m )d.(4)等差数列的前n 项和公式:S n =n (n1+n n )2=na 1+n (n -1)2d.2。
等差数列的通项公式及前n 项和公式与函数的关系 (1)a n =a 1+(n-1)d 可化为a n =dn+a 1—d 的形式。
当d ≠0时,a n 是关于n 的一次函数;当d 〉0时,数列为递增数列;当d 〈0时,数列为递减数列。
(2)数列{a n }是等差数列,且公差不为0⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)。
1.已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和.(1)在等差数列{a n }中,当m+n=p+q时,a m+a n=a p+a q(m,n,p,q∈N+)。
特别地,若m+n=2p,则2a p=a m+a n(m,n,p∈N+)。
(2)a k,a k+m,a k+2m,…仍是等差数列,公差为md(k,m∈N+)。
(3)S n,S2n-S n,S3n-S2n,…也成等差数列,公差为n2d. (4)若{a n},{b n}是等差数列,则{pa n+qb n}也是等差数列.(5)若项数为偶数2n,则S2n=n(a1+a2n)=n(a n+a n+1);S偶—S奇=nd;S奇S偶=a na n+1。
(6)若项数为奇数2n—1,则S2n-1=(2n—1)a n;S奇-S偶=a n;S奇S偶=nn-1。
2015高考数学(理)一轮题组训练:6-2等差数列及其前n项和
第2讲 等差数列及其前n 项和基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、填空题1.(2013·肇庆二模)在等差数列{a n }中,a 15=33,a 25=66,则a 35=________. 解析 a 25-a 15=10d =66-33=33,∴a 35=a 25+10d =66+33=99. 答案 992.(2014·成都模拟)已知等差数列{a n }的首项a 1=1,前三项之和S 3=9,则{a n }的通项a n =________.解析 由a 1=1,S 3=9,得a 1+a 2+a 3=9,即3a 1+3d =9,解得d =2,∴a n =1+(n -1)×2=2n -1.答案 2n -13.(2013·温州二模)记S n 为等差数列{a n }前n 项和,若S 33-S 22=1,则其公差d =________.解析 由S 33-S 22=1,得a 1+a 2+a 33-a 1+a 22=1, 即a 1+d -⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+d 2=1,∴d =2. 答案 24.(2014·潍坊期末考试)在等差数列{a n }中,a 5+a 6+a 7=15,那么a 3+a 4+…+a 9等于________.解析 由题意得3a 6=15,a 6=5.所以a 3+a 4+…+a 9=7a 6=7×5=35. 答案 355.(2013·揭阳二模)在等差数列{a n }中,首项a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+…+a 9,则m 的值为________.解析 由a m =a 1+a 2+…+a 9,得(m -1)d =9a 5=36d ⇒m =37.答案 376.(2014·无锡模拟){a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,已知a 7=5,S 7=21,则S 10=________.解析 设公差为d ,则由已知得S 7=7(a 1+a 7)2,即21=7(a 1+5)2,解得a 1=1,所以a 7=a 1+6d ,所以d =23.所以S 10=10a 1+10×92d =10+10×92×23=40.答案 407.(2013·淄博二模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,满足a 13=S 13=13,则a 1=________.解析 在等差数列中,S 13=13(a 1+a 13)2=13,所以a 1+a 13=2,即a 1=2-a 13=2-13=-11.答案 -118.(2013·浙江五校联考)若等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),若a 2∶a 3=5∶2,则S 3∶S 5=________.解析 S 3S 5=3(a 1+a 3)5(a 1+a 5)=3a 25a 3=35×52=32. 答案 3∶2二、解答题9.(2013·福建卷)已知等差数列{a n }的公差d =1,前n 项和为S n .(1)若1,a 1,a 3成等比数列,求a 1;(2)若S 5>a 1a 9,求a 1的取值范围.解 (1)因为数列{a n }的公差d =1,且1,a 1,a 3成等比数列,所以a 21=1×(a 1+2),即a 21-a 1-2=0,解得a 1=-1或2.(2)因为数列{a n }的公差d =1,且S 5>a 1a 9,所以5a 1+10>a 21+8a 1,即a 21+3a 1-10<0,解得-5<a 1<2.故a 1的取值范围是(-5,2).10.(2013·西安模拟)已知公差大于零的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 3·a 4=117,a 2+a 5=22.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =S n n +c,是否存在非零实数c 使得{b n }为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,且d >0,由等差数列的性质,得a 2+a 5=a 3+a 4=22,所以a 3,a 4是关于x 的方程x 2-22x +117=0的解,所以a 3=9,a 4=13,易知a 1=1,d =4,故通项为a n =1+(n -1)×4=4n -3.(2)由(1)知S n =n (1+4n -3)2=2n 2-n ,所以b n =S n n +c =2n 2-n n +c. 法一 所以b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c(c ≠0). 令2b 2=b 1+b 3,解得c =-12.当c =-12时,b n =2n 2-n n -12=2n ,当n ≥2时,b n -b n -1=2.故当c =-12时,数列{b n }为等差数列.法二 由b n =S n n +c =n (1+4n -3)2n +c =2n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n -12n +c, ∵c ≠0,∴可令c =-12,得到b n =2n .∵b n +1-b n =2(n +1)-2n =2(n ∈N *),∴数列{b n }是公差为2的等差数列.即存在一个非零常数c =-12,使数列{b n }也为等差数列.能力提升题组(建议用时:25分钟)一、填空题1.(2014·咸阳模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 4=40,S n =210,S n -4=130,则n =________.解析 S n -S n -4=a n +a n -1+a n -2+a n -3=80,S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=40,所以4(a 1+a n )=120,a 1+a n =30,由S n =n (a 1+a n )2=210,得n =14. 答案 142.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是________.解析 法一 由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0,根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大.法二 由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n ,根据二次函数的性质,知当n =7时,S n 最大.法三 根据a 1=13,S 3=S 11,则这个数列的公差不等于零,且这个数列的和先是单调递增然后又单调递减,根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图象的对称性,得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值.答案 73.(2014·九江一模)正项数列{a n }满足:a 1=1,a 2=2,2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ∈N *,n ≥2),则a 7=________.解析 因为2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ∈N *,n ≥2),所以数列{a 2n }是以a 21=1为首项,以d =a 22-a 21=4-1=3为公差的等差数列,所以a 2n =1+3(n -1)=3n -2,所以a n =3n -2,n ≥1.所以a 7=3×7-2=19.答案 19二、解答题4.(1)已知两个等比数列{a n },{b n },满足a 1=a (a >0),b 1-a 1=1,b 2-a 2=2,b 3-a 3=3,若数列{a n }唯一,求a 的值;(2)是否存在两个等比数列{a n },{b n },使得b 1-a 1,b 2-a 2,b 3-a 3,b 4-a 4成公差不为0的等差数列?若存在,求{a n },{b n }的通项公式;若不存在,说明理由.解 (1)设{a n }的公比为q ,则b 1=1+a ,b 2=2+aq ,b 3=3+aq 2,由b 1,b 2,b 3成等比数列得(2+aq )2=(1+a )(3+aq 2),即aq 2-4aq +3a -1=0.*由a >0得,Δ=4a 2+4a >0,故方程*有两个不同的实根.再由{a n }唯一,知方程*必有一根为0,将q =0代入方程*得a =13.(2)假设存在两个等比数列{a n },{b n }使b 1-a 1,b 2-a 2,b 3-a 3,b 4-a 4成公差不为0的等差数列.设{a n }的公比为q 1,{b n }的公比为q 2,则b 2-a 2=b 1q 2-a 1q 1,b 3-a 3=b 1q 22-a 1q 21,b 4-a 4=b 1q 32-a 1q 31.由b 1-a 1,b 2-a 2,b 3-a 3,b 4-a 4成等差数列,得⎩⎨⎧ 2(b 1q 2-a 1q 1)=b 1-a 1+(b 1q 22-a 1q 21),2(b 1q 22-a 1q 21)=b 1q 2-a 1q 1+(b 1q 32-a 1q 31), 即⎩⎨⎧b 1(q 2-1)2-a 1(q 1-1)2=0, ①b 1q 2(q 2-1)2-a 1q 1(q 1-1)2=0. ② ①×q 2-②得a 1(q 1-q 2)(q 1-1)2=0,由a 1≠0得q 1=q 2或q 1=1.(ⅰ)当q 1=q 2时,由①②得b 1=a 1或q 1=q 2=1,这时(b 2-a 2)-(b 1-a 1)=0,与公差不为0矛盾.(ⅱ)当q 1=1时,由①②得b 1=0或q 2=1,这时(b 2-a 2)-(b 1-a 1)=0,与公差不为0矛盾.综上所述,不存在两个等比数列{a n },{b n }使b 1-a 1,b 2-a 2,b 3-a 3,b 4-a 4成公差不为0的等差数列.。
2021高考数学复习专题 等差数列及其前n项和(文 精练)
专题6.2 等差数列及其前n 项和1.(2020·吉林长春市质量监测)等差数列{a n }中,S n 是它的前n 项和,a 2+a 3=10,S 6=54,则该数列的公差d 为( )A .2B .3C .4D .62.(2020·重庆市七校联考)在等差数列{a n }中,若a 3+a 5+a 7+a 9+a 11=55,S 3=3,则a 5等于( )A .5B .6C .7D .93.(2020·吉林省白山一中模拟)已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2,若a k ·a k +1<0,则正整数k =( )A .21B .22C .23D .244.(2020·辽宁丹东质检)我国明代伟大数学家程大位在《算法统宗》中常以诗歌的形式呈现数学问题,其中有一首“竹筒容米”:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节三升九,上梢四节贮三升,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”意思是:九节竹的盛米容积成等差数列,其中的“三升九”指3.9升,则九节竹的中间一节的盛米容积为( )A .0.9升B .1升C .1.1升D .2.1升5.(2020·安徽省芜湖一中模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a 2=2,且对于任意n >1,n ∈N *,满足S n +1+S n -1=2(S n +1),则( )A .a 9=17B .a 10=18C .S 9=81D .S 10=906.(2020·湖北武汉调研)设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,已知S 1,S 2,S 4成等比数列,且a 3=5,则数列{a n }的通项公式为 .7.(2020·福建龙岩模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +a n +1=2n +1(n ∈N *),则a 20的值为 ,S 21的值为 .8.(2020·广东揭阳模拟)已知数列{a n }满足a 1=-19,a n +1=a n 8a n +1(n ∈N *),则a n = ,数列{a n }中最大项的值为 .9.(2020·安徽省淮南模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n S 2n为常数,则称数列{a n }为“精致数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“精致数列”,则数列{b n }的通项公式为 .10.(2020·广东省珠海一中模拟)已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 11.(2020·广西省北海一中模拟)已知数列{a n }满足:a 3=-13,a n =a n -1+4(n >1,n ∈N *).(1)求a 1,a 2及通项公式a n ;(2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,则数列S 1,S 2,S 3,…中哪一项最小?12.(2020·广东广州天河二模)已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且a 1<2,a n >0,6S n =a 2n +3a n +2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若∀n ∈N *,b n =(-1)n a 2n ,求数列{b n }的前2n 项的和T 2n. 专题6.2 等差数列及其前n 项和1.(2020·吉林长春市质量监测)等差数列{a n }中,S n 是它的前n 项和,a 2+a 3=10,S 6=54,则该数列的公差d 为( )A .2B .3C .4D .6 【答案】C【解析】由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d +a 1+2d =10,6a 1+6×52d =54,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =4,故选C. 2.(2020·重庆市七校联考)在等差数列{a n }中,若a 3+a 5+a 7+a 9+a 11=55,S 3=3,则a 5等于( )A .5B .6C .7D .9【答案】C【解析】设数列{a n }的公差为d ,因为数列{a n }是等差数列,所以a 3+a 5+a 7+a 9+a 11=5a 7=55,所以a 7=11,又S 3=3,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 7=a 1+6d =11,S 3=3a 1+3d =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =2,所以a 5=7.故选C. 3.(2020·吉林省白山一中模拟)已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2,若a k ·a k +1<0,则正整数k =( )A .21B .22C .23D .24【答案】C 【解析】3a n +1=3a n -2⇒a n +1=a n -23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .因为a k ·a k +1<0,所以⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,所以452<k <472,所以k =23. 4.(2020·辽宁丹东质检)我国明代伟大数学家程大位在《算法统宗》中常以诗歌的形式呈现数学问题,其中有一首“竹筒容米”:“家有九节竹一茎,为因盛米不均平,下头三节三升九,上梢四节贮三升,唯有中间两节竹,要将米数次第盛,若有先生能算法,也教算得到天明.”意思是:九节竹的盛米容积成等差数列,其中的“三升九”指3.9升,则九节竹的中间一节的盛米容积为( )A .0.9升B .1升C .1.1升D .2.1升【答案】B【解析】设竹筒从下到上的盛米量分别为a 1,a 2,…,a 9,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3=3.9,a 6+a 7+a 8+a 9=3,故⎩⎪⎨⎪⎧a 2=1.3,a 7+a 8=1.5,即a 2+5d +a 2+6d =2a 2+11d =2.6+11d =1.5,解得d =-0.1,故a 5=a 2+3d =1.3-0.3=1升.故选B.5.(2020·安徽省芜湖一中模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a 2=2,且对于任意n >1,n ∈N *,满足S n +1+S n -1=2(S n +1),则( )A .a 9=17B .a 10=18C .S 9=81D .S 10=90【答案】B【解析】因为对于任意n >1,n ∈N *,满足S n +1+S n -1=2(S n +1),所以S n +1-S n =S n -S n -1+2,所以a n +1-a n =2.所以数列{a n }在n ≥2时是等差数列,公差为2.又a 1=1,a 2=2,则a 9=2+7×2=16,a 10=2+8×2=18,S 9=1+8×2+8×72×2=73,S 10=1+9×2+9×82×2=91.故选B. 6.(2020·湖北武汉调研)设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,已知S 1,S 2,S 4成等比数列,且a 3=5,则数列{a n }的通项公式为 .【解析】设数列{a n }的公差为d (d ≠0),因为{a n }是等差数列,S 1,S 2,S 4成等比数列,所以(a 1+a 2)2=a 1(a 1+a 2+a 3+a 4),因为a 3=5,所以(5-2d +5-d )2=(5-2d )(5-2d +15),解得d =2或d =0(舍去),所以5=a 1+(3-1)×2,即a 1=1,所以a n =2n -1.【答案】a n =2n -17.(2020·福建龙岩模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +a n +1=2n +1(n ∈N *),则a 20的值为 ,S 21的值为 .【解析】将n =1代入a n +a n +1=2n +1中得a 2=3-1=2.由a n +a n +1=2n +1①,得a n +1+a n +2=2n +3②.②-①,得a n +2-a n =2,所以数列{a n }的奇数项、偶数项都是以2为公差的等差数列, 则a 21=1+10×2=21,a 20=2+9×2=20,所以S 21=(a 1+a 3+a 5+…+a 21)+(a 2+a 4+a 6+…+a 20)=(1+21)×112+(2+20)×102=231. 【答案】20 2318.(2020·广东揭阳模拟)已知数列{a n }满足a 1=-19,a n +1=a n 8a n +1(n ∈N *),则a n = ,数列{a n }中最大项的值为 .【解析】由题意知a n ≠0,由a n +1=a n 8a n +1得1a n +1=8a n +1a n =1a n +8,整理得1a n +1-1a n=8,即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是公差为8的等差数列,故1a n =1a 1+(n -1)×8=8n -17,所以a n =18n -17.当n =1,2时,a n <0;当n ≥3时,a n >0,则数列{a n }在n ≥3时是递减数列,故{a n }中最大项的值为a 3=17. 【答案】18n -17 179.(2020·安徽省淮南模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n S 2n为常数,则称数列{a n }为“精致数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“精致数列”,则数列{b n }的通项公式为 .【解析】设等差数列{b n }的公差为d ,由S n S 2n 为常数,设S n S 2n =k 且b 1=1,得n +12n (n -1)d =k ⎣⎡⎦⎤2n +12×2n (2n -1)d ,即2+(n -1)d =4k +2k (2n -1)d ,整理得(4k -1)dn +(2k -1)(2-d )=0.因为对任意正整数n ,上式恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧d (4k -1)=0,(2k -1)(2-d )=0,解得d =2,k =14,所以数列{b n }的通项公式为b n =2n -1(n ∈N *).【答案】b n =2n -1(n ∈N *)10.(2020·广东省珠海一中模拟)已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n .【解析】(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a , 由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1), 则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 11.(2020·广西省北海一中模拟)已知数列{a n }满足:a 3=-13,a n =a n -1+4(n >1,n ∈N *).(1)求a 1,a 2及通项公式a n ;(2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,则数列S 1,S 2,S 3,…中哪一项最小?【解析】(1)因为数列{a n }满足a 3=-13,a n =a n -1+4, 所以a n -a n -1=4,即数列{a n }为等差数列且公差d =4,所以a 2=a 3-d =-13-4=-17,a 1=a 2-d =-17-4=-21,所以通项公式a n =a 1+(n -1)d =-21+4(n -1)=4n -25.(2)令a n =4n -25≥0可解得n ≥254, 所以数列{a n }的前6项为负值,从第7项开始为正数, 所以数列S 1,S 2,S 3,…中S 6最小.12.(2020·广东广州天河二模)已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且a 1<2,a n >0,6S n =a 2n +3a n +2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若∀n ∈N *,b n =(-1)n a 2n ,求数列{b n }的前2n 项的和T 2n.【解析】(1)当n =1时,6a 1=a 21+3a 1+2,且a 1<2,解得a 1=1.当n ≥2时,6a n =6S n -6S n -1=a 2n +3a n +2-(a 2n -1+3a n -1+2).化简得(a n +a n -1)(a n -a n -1-3)=0, 因为a n >0,所以a n -a n -1=3, 所以数列{a n }是首项为1,公差为3的等差数列, 所以a n =1+3(n -1)=3n -2.(2)b n =(-1)n a 2n =(-1)n (3n -2)2.所以b 2n -1+b 2n =-(6n -5)2+(6n -2)2=36n -21. 所以数列{b n }的前2n 项的和T 2n =36(1+2+…+n )-21n =36×n (n +1)2-21n =18n 2-3n .。
6.2.2等差数列的前n项和公式
课题序号授课日期第周月日(星期)授课班级授课课时授课形式新授课授课章节名称6.2.2等差数列的前n项和公式使用教具三角板、粉笔等教学目的1. 理解并掌握等差数列前n项和公式,并会应用公式解决简单的问题.2.逐步熟练等差数列通项公式与前n项和公式的综合应用,培养学生的运算能力.3. 通过公式的探索、发现,培养学生观察、猜想、归纳、分析、综合推理的能力,渗透特殊到一般的思想.教学重点等差数列前n项和公式的应用教学难点等差数列前n项和公式的推导更新、补充、删节内容无课外作业书P14 习题第2、3、4、5题授课主要内容或板书设计6.2.2等差数列的前n 项和公式1. 计算钢管数 “倒序相加”方法2. 等差数列的前n 项和公式S n =n (a 1+ a n )2S n = n a 1 +n ( n - 1 )2d . 例9:等差数列25,50,75,…前多少项的和为20500?例10:已知等差数列的公差d=2,第n 项1=n a ,前n 项和8-=n S ,求n a ,1例11:某人在银行做每月100元的零存整取储蓄,月利率按单利0.345%,问12个月的本利合计是多少?(单利是本金到期后的利息不在加入本金计算利息)教 学 反 思本节课主要采用学生自主学习,让学生自己来讲,然后老师加以点评,效果还可以。
课堂教学安排环节教学内容师生互动复习问题某工厂的仓库里堆放一批钢管,共堆放了7层,试求钢管的总数.分析怎样求得钢管的总数呢?显然,把各层钢管数直接相加就可得出结果.如果钢管很多,怎么办?下面我们用另外一个办法来求.学生分组合作探究.新课2.计算钢管数解用S来表示钢管的总数,则S7 = 4+5+6+7+8+9+10,①将各项次序反过来,又可写成S7 = 10+9+8+7+6+5+4.②把①②两式对应项相加,每对应两项和都等于14,所以把①②两式分别相加,得2S7 =(4+10)×7,S7 =(4+10)×72,S7 = 49.2. 等差数列的前n项和公式等差数列各项的和等于首末两项的和乘项数除以2.一般地,数列{a n }的前n项和记作S n,即S n = a1+a2+a3+…+a n.教师出示学生回答中,用“倒序相加”方法解答此题的过程.教师引导学生总结等差数列的前n新课可以得到等差数列的前n项和公式S n =n (a1+ a n )2.因为a n = a1+(n-1)d,所以上面公式又可写成S n = n a1 +n ( n-1 )2d.在这两个公式中,都包含四个变量,只要知道其中任意三个,就可求出第四个.练习一根据下列各题条件,求相应等差数列{a n }的S n:(1)a1= 5,a n = 95,n = 10;(2)a1= 100,d = -2,n = 50;(3)a1=23,a n = -32,n = 14;(4)a1= 14.5,d = 0.7,a n = 32.练习二如图,一个堆放铅笔的V形架的最下面一层放一支铅笔,往上每一层都比下面一层多放一支,最上面放有120支,这个V形架上共放多少支铅笔?例9:等差数列25,50,75,…前多少项的和为20500?例10:已知等差数列的公差d=2,第n项1=na,前n项和8-=nS,求na,1例11:某人在银行做每月100元的零存整取储蓄,月利率按单利0.345%,问12个月的本利合计是多少?(单利是本金到期后的利息不在加入本金计算利息)项和公式.学生应用新知识解答问题.教师对学生的解答给予赏识性评价.小结等差数列的前n项和公式为S n=n (a1+ a n )2;S n = na1 +n ( n-1 )2d.教师总结本节课的知识点和解题方法。
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限时作业28 等差数列及其前n项和一、选择题
1.若数列{a
n }中,a
n
=43-3n,则S
n
取最大值时,n=( ).
A.13
B.14
C.15
D.14或15
2.等差数列{a
n }的前n项和为S
n
(n=1,2,3,…),若当首项a
1
和公差d变化时,a
5
+a
8
+a
11
是一个定值,
则下列选项中为定值的是( ).
A.S
17
B.S
18
C.S
15
D.S
14
3.已知等差数列{a
n }的前n项和为S
n
,若=a
2
+a
2 009
,且A,B,C三点共线(该直线不过原点O),则S
2
010
=( ).
A.2 010
B.1 005
C.22 010
D.2- 2010
4.等差数列{a
n }中,S
n
是其前n项和,a
1
=-2 011,-=2,则S
2 011
的值为( ).
A.-2 010
B.2 010
C.-2 011
D.2 011
5.(2011四川高考,理8)数列{a
n }的首项为3,{b
n
}为等差数列且b
n
=a
n+1
-a
n
(n∈N*).若b
3
=-2,b
10
=12,
则a
8
=( ).
A.0
B.3
C.8
D.11
6.(2012江西八校联考)设等差数列{a
n }的前n项和为S
n
,已知S
15
>0,S
16
<0,,,…,中最大的是( ).
A. B. C. D.
二、填空题
7.(2011湖北八校联考)已知数列{a
n }为等差数列,S
n
为其前n项和,且a
6
-a
4
=4,a
11
=21,S
k
=9,则
k= .
8.(2011江苏无锡模拟)已知{a
n }满足a
1
=a
2
=1,-=1,则a
6
-a
5
的值为.
9.等差数列的前n项和为S
n ,若S
7
-S
3
=8,则S
10
= ;一般地,若S
n
-S
m
=a(n>m),则
S
n+m
= .
三、解答题
10.已知数列{a
n }满足2a
n+1
=a
n
+a
n+2
(n∈N*),它的前n项和为S
n
,且a
3
=10,S
6
=72.若b
n
=a
n
-30,求数列{b
n
}
的前n项和的最小值.
11.已知数列{a
n }满足:a
1
=1,a
n+1
=2a
n
+m·2n(m是与n无关的常数且m≠0).
(1)设b
n =,证明数列{b
n
}是等差数列,并求a
n
;
(2)若数列{a
n
}是单调递减数列,求m的取值范围.
12.a
2,a
5
是方程x2-12x+27=0的两根,数列{a
n
}是公差为正的等差数列,数列{b
n
}的前n项和为T
n
,且
T n =1-b
n
(n∈N*).
(1)求数列{a
n },{b
n
}的通项公式;
(2)记c
n =a
n
b
n
,求数列{c
n
}的前n项和 S
n
.
参考答案
一、选择题
1.B
2.C
3.B
4.C
5.B
6.B 解析:S
15==15a
8
>0⇒a
8
>0,S
16
==8(a
8
+a
9
)<0⇒a
9
<0,
∴{a
n
}是递减数列.
则a
1,a
2
,…,a
8
为正;a
9
,a
10
…为负.S
1
,S
2
,…,S
15
为正;S
16
,S
17
…为负.则<0,<0.又
S 8>S
1
>0,a
1
>a
8
>0⇒>>0,故最大.选B.
二、填空题
7.3 8.96
9.20 ·a解析:设等差数列的首项为a
1
,公差为d,
则===⇒S
10
=20;
同理
=
==
⇒S n+m=·a.
三、解答题
10.解:∵2a
n+1
=a
n
+a
n+2
,
∴{a
n
}是等差数列。
设{a
n
}的首项为a
1
,公差为d.
由a
3=10,S
6
=72,得
∴∴a
n
=4n-2.
则b
n =a
n
-30=2n-31.①
解得≤n≤.
∵n∈N*,∴n=15.
∴{b
n
}的前15项为负值.
∴S
15
最小.
由①可知{b
n }是以b
1
=-29为首项,2为公差的等差数列,
∴S
15
= ==-225.
11.解:(1)a
n+1=2a
n
+m·2n,
同除2n+1得=+,
即b
n+1=b
n
+.
∴数列{b
n
}是首项为,公差为的等差数列.
∴b
n
=+(n-1)=.
∵b
n
=,
∴a
n =b
n
·2n=2n-1(mn+1-m).
(2)由(1)得:a
n
=2n-1(mn+1-m),
a n+1-a
n
=[m(n+1)+1-m]·2n-(mn+1-m)·2n-1=2n-1(mn+1+m),
∵数列{a
n
}是单调递减数列,
∴对任意的正整数n,不等式2n-1(mn+1+m)<0恒成立,即m<-恒成立⇔m<=-. ∴m<-.
12.解:(1)由a
2+a
5
=12,a
2
a
5
=27,且公差d>0,得a
2
=3,a
5
=9,
∴d==2,a
1
=1.
∴a
n
=2n-1(n∈N*).
在T
n =1-b
n
中,令n=1,得b
1
=,当n≥2时,T
n
=1-b
n
,T
n-1
=1-b
n-1
,
两式相减得b
n =b
n-1
-b
n
,
∴=(n≥2).
∴b
n
=·=(n∈N*).
(2)c
n
=(2n-1)·=,
∴S
n
=
2,
=2,
∴S
n
=
2
=2
=2
=-.
∴S
=2-(n∈N*).
n。