第2讲等差数列及其前n项和

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高考数学第一轮知识点 第2课时 等差数列及其前n项和课时复习课件 理

高考数学第一轮知识点 第2课时 等差数列及其前n项和课时复习课件 理
∴n-n 1=43.∴n=4,an=11.
∴数列的中间项为 11,项数为 7.
【变式训练】 3.在等差数列{an}中,Sn 表示其 前 n 项和. (1)若 a3+a17=10,求 S19 的值; (2)若 S4=124,Sn-4=54,Sn=210,求项数 n; (3)若 S4=1,S8=4,求 a17+a18+a19+a20 的值.
解析: (1)S19=a1+a219×19=a3+a217×19
=95.
(2)SS4n=-aS1n+-4=a2+an+a3+ana-41=+1a2n-42,+an-3=156,
由两式相加得 a1+an=70. ∴Sn=a1+a2n×n=70×2 n=210. ∴n=6. (3)S4=1,S8-S4=3,S12-S8,S16-S12,S20 -S16 成等差数列,首项为 1,公差为 2,
解得ad1==21. 2,
所以 an=2n+10.
(2)由 Sn=na1+nn2-1d,Sn=242, 得 12n+nn2-1×2=242.解得 n=11 或 n= -22(舍去).
等差数列的性质
1.等差数列的单调性 等差数列公差为 d,若 d>0,则数列递增; 若 d<0,则数列递减;若 d=0,则数列为常数 列. 2.等差数列的最值 若{an}是等差数列,求前 n 项和的最值时, (1)若 a1>0,d<0,且满足aann≥ +1≤0,0, 前 n 项和 Sn 最大;
等差数列的判断与证明
判断或证明数列{an}为等差数列,常见的方法 有以下几种: (1)利用定义:an+1-an=d(常数)(n∈N*); (2)利用等差中项:2an+1=an+an+2;
(3)利用通项公式:an=dn+c(d、c 为常数),d 为公差.当 d≠0 时,通项公式 an 是关于 n 的 一次函数;d=0 时为常函数,也是等差数列; (4)利用前 n 项和公式:Sn=an2+bn(a、b 为常 数).若一个数列的前 n 项和为关于 n 的二次

2013高考数学(理)一轮复习教案:第六篇_数列第2讲_等差数列及其前n项和

2013高考数学(理)一轮复习教案:第六篇_数列第2讲_等差数列及其前n项和

第2讲 等差数列及其前n 项和泊头一中韩俊华 【2013年高考会这样考】1.考查运用基本量法求解等差数列的基本量问题(知三求二问题,知三求一问题).2.考查等差数列的性质、前n 项和公式及综合应用. 【复习指导】1.掌握等差数列的定义与性质、通项公式、前n 项和公式等.2.掌握等差数列的判断方法,等差数列求和的方法.基础梳理1.等差数列的定义(1)文字定义:如果一个数列从第 项起,每一项与它的前一项的差都等于 ,那么这个数列就叫做等差数列,这个叫做 等差数列的 ,通常用字母d 表示(2)符号定义: ①. ② 2.等差数列的通项公式:n a = ,变式:d = ()1n ≠或n a = ,变式:d = ()n m ≠(其中*,m n N ∈)或n a = 。

(函数的一次式) 3.等差中项如果A =a +b2A 叫做a 与b 的等差中项.4 等差数列的判定方法 ①定义法:②等差中项法: ③通项公式法: 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m +n =p +q ,则 (m ,n ,p ,q ∈N *).特别的若:m +n =2p ,则(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 的等差数列(4)在有穷等差数列中与首末两项等距离的任意两项的和相等:即: (5)等差数列的单调性:若d >0,则数列{a n }为 若d=0,则数列{a n }为 若d <0,则数列{a n }为(6)等差数列中公差d= = (7)等差数列中a n =m ,a m =n 则a m+n =(8)若数列{a n } {b n }均为等差数列,则若{c a n +kb n }仍为 ,另外数列 (9)若项数为2n ,则 ①S S -=奇偶; ②S S =偶奇; ③2n S =(用1,n n a a +表示,1,n n a a +为中间两项) (10)若项数为21n +,则 ①S S -=奇偶; ②S S =奇偶; ③21n S +=(用1n a +表示,1n a +为中间项)(11)若等差数列{n a },{n b }的前n 项和分别为n n S T ,,则2121n n nn a S b T --=(12).23243m m m m m m m S S S S S S S --- ,,,,为等差数列。

第二节 等差数列及其前n项和

第二节  等差数列及其前n项和
a1=3, 解得 d=-1 .
16 ×15 所以 S1 6 =1 6 ×3+ 2 ×(-1 ) =-7 2 . 答案: -72
突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测
等差数列及其前n项和 结

]设 等 差 数 { 5.[考 点 二 列 an}的前 n 项 和 为 S n, 已知前 6项和为 36, 最后 6 项 的 和 为 18, 0 Sn=3 2 4n( >6), 求 数 列 {an}的 项 数 及 a9 +a1 0 .












课时达标检测
等差数列及其前n项和 结

法二:由 等 差 数 列 的 性 质 ,可 S3, S 知 S9-S6, „, 6-S3, S2 1 -S1 8成 等 差 数 列 , 设 此 数 列 公 D差 . 为 5 所以 5+2D=1 0 ,所以 D=2. 所以 a1 9 +a2 0 +a2 1 =S2 1 -S1 8 =5+6D=5+1 5 =2 0 . [答案] 20












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等差数列及其前n项和 结

]设 Sn 为 等 差 数 { 4[ .考 点 一 列 an}的前 n 项 和 , a1 2 =-8,S9=-9, 则 S1 6 =_ _ _ _ _ _ _ _ .
解析: 设等差数{ 列 an}的 首 项 为 a1, 公 差 为 d, =a1+11d=-8, a1 2 由已知, 得 9×8 S =9a1+ 2 d=-9, 9
突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测

等差数列及其前n项和

等差数列及其前n项和

等差数列及其前n项和等差数列是数学中的一种重要概念,是指数列中相邻两项之间的差保持不变。

本文将介绍等差数列的定义、性质以及如何求解其前n项和。

一、等差数列的定义与表示等差数列的定义:如果一个数列满足从第二项开始,每一项与前一项的差相等,那么这个数列就是等差数列。

等差数列可以用以下形式来表示:a,a+d,a+2d,a+3d,...,其中a是首项,d是公差(每一项与前一项的差)。

二、等差数列的性质1. 公差为d的等差数列可以用通项公式来表示:第n项的值为an =a + (n-1)d。

2. 等差数列的前n项和Sn可以通过以下公式计算得到:Sn = (n/2)(a + an) = (n/2)(2a + (n-1)d)。

3. 等差数列的对称性:等差数列以首项和末项的平均值为中心对称。

4. 等差数列的性质应用:等差数列可以应用于各种实际问题,如金融领域的利息计算、物理领域的速度计算等等。

三、求解等差数列的前n项和当我们需要求解等差数列的前n项和时,可以利用等差数列的性质中的公式进行计算。

以下是具体步骤:1. 确定等差数列的首项a和公差d。

2. 根据公式Sn = (n/2)(2a + (n-1)d),将n、a和d代入公式中,计算出Sn的值。

举例来说,如果我们要求解首项为3,公差为4的等差数列的前10项和,可以按照以下步骤进行计算:1. 首项a = 3,公差d = 4。

2. 将n = 10,a = 3,d = 4代入公式Sn = (n/2)(2a + (n-1)d)中:Sn = (10/2)(2(3) + (10-1)(4))= 5(6 + 9(4))= 5(6 + 36)= 5(42)= 210。

因此,首项为3,公差为4的等差数列的前10项和为210。

四、等差数列的应用举例1. 利息计算:假设某人每年从银行中取出定期存款的利息,如果每年的利率相同,那么每年取出的利息构成一个等差数列。

可以利用等差数列的公式计算出多年来累计的利息。

2022版高考数学大一轮复习第6章数列第2讲等差数列及其前n项和2

2022版高考数学大一轮复习第6章数列第2讲等差数列及其前n项和2

第六章 数 列第二讲 等差数列及其前n 项和1。

[2021嘉兴市高三测试]数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =n 2-n +a ,n ∈N *,则“a =0”是“数列{a 2n }为等差数列”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2。

[2021南昌市高三测试]已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,3a 3=5a 2,S 10 =100,则a 1= ( )A.1 B 。

2 C .3 D.43.[2021洛阳市统考]已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 4=7a 1,则a 5a 2=( )A .2B .3C .32D .534。

[2021江西红色七校联考]在等差数列{a n }中,若a 1+a 2+a 3=36,a 11+a 12+a 13=84,则a 5+a 9= ( )A 。

30B 。

35C 。

40 D.455。

[2021湖北省四地七校联考]在等差数列{a n }中,已知a 7>0,a 3+a 9<0,则数列{a n }的前n 项和S n 的最小值为 ( )A 。

S 4B 。

S 5C 。

S 6D .S 76.[2021陕西省部分学校摸底检测]数列{2a n +1}是等差数列,且a 1=1,a 3=-13,那么a 5=( )A 。

35B 。

—35C 。

5D .—57.[2021惠州市一调]《张丘建算经》是我国北魏时期大数学家张丘建所著,约成书于公元466~485年间。

其中记载着这么一道“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,且每日增加的数量相同,已知第一日织布5尺,30日共织布390尺,则该女子织布每日增加的尺数为()A。

47B.1629C。

815D。

16318.[2020湖北部分重点中学高三测试]已知等差数列{a n}满足4a3=3a2,则{a n}中一定为零的项是()A.a6B。

第二节 等差数列及其前n项和

第二节  等差数列及其前n项和
课 前 ·双 基 落 实 课 堂 ·考 点 突 破 课后· 三维演练
等差数列及其前n项和
结束
2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:an= a1+(n-1)d .
nn-1 na1+an d =_________. 1+ (2)前n项和公式:Sn= na ____________ 2 2
3.等差数列的常用性质 (1)通项公式的推广:an=am+ (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 .
课 前 ·双 基 落 实 课 堂 ·考 点 突 破 课后· 三维演练
等差数列及其前n项和
结束
2.(2017· 合肥质检)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a8=1,S16 =0,当Sn取最大值时n的值为 A.7 B. 8 C.9 D.10
a1=15, 解得 d=-2,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(
)
a8=a1+7d=1, 解析:法一:由 16×15 S =16a1+ d=0, 2 16
等差数列及其前n项和
结束
第二节
等差数列及其前n项和
1.等差数列的有关概念 (1)定义:如果一个数列从第 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,这 ____
个常数叫做等差数列的 公差 ,通常用字母 d 表示. a+b A= (2)等差中项: 数列 a, A, b 成等差数列的充要条件是________ 2 , 其中 A 叫做 a,b 的 等差中项 .
等差数列及其前n项和
结束

第二讲:等差数列及其前n项和

第二讲:等差数列及其前n项和

第二讲:等差数列及其前n 项和知识体系:一、等差数列1、等差数列的概念: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。

定义的表达式为1,n n a a d d +-=为常数。

2、等差中项:若a 、A 、b 成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且2a bA +=。

3、等差数列的通项公式及其变形: 通项公式:,其中1a 是首项,d 是公差。

通项公式的变形:(),n m a a n m d n m =+-≠注意:等差数列通项公式的应用:(1)由等差数列的通项公式1(1)n a a n d =+-,可知: ① 已知等差数列的首项和公差,可以求得这个数列的任何一项; ② 已知1,,,n a d n a ,这四个量中的任意三个,可以求得另一个量;(2)由等差数列通项公式变形可知,已知等差数列中的任意两项就可以确定等差数列中的任何一项。

4、等差数列和一次函数的关系由等差数列的通项公式1(1)n a a n d =+-可得1()n a dn a d =+-,如果设1,p d q a d ==-那么n a pn q =+,其中p ,q 是常数。

当p ≠0时,(n ,a )在一次函数y=px+q 的图像上,即公差不为零的等差数列的图像是直线y=px+q 上的均匀排开的一群孤立的点。

当p=0时,n a q =,等差数列为常数列,此时数列的图像是平行于x 轴的直线(或x 轴)上的均匀排开的一群孤立的点。

等差数列的单调性:当d >0时,数列{}n a 为递增数列;当d <0时,数列{}n a 为递减数列;当d =0时,数列{}n a 为常数列; 二、等差数列的前n 和:1、等差数列的前n 项和:等差数列的前n 项和公式11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+; 等差数列前n 项和公式与函数的关系:由1(1)2n n n S na d -=+可得21()22n d dS n a n =+-,设1,22d da b a ==-,则有2n S an bn =+。

2020版高考数学一轮复习 第六章 数列 第2讲 理(含解析)新人教A版

2020版高考数学一轮复习 第六章 数列 第2讲  理(含解析)新人教A版

第2讲 等差数列及其前n 项和配套课时作业1.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6等于( ) A .8 B .10 C .12 D .14答案 C解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由等差数列的前n 项和公式,得S 3=3×2+3×22d=12,解得d =2,则a 6=a 1+(6-1)d =2+5×2=12.故选C.2.(2019·宁德模拟)等差数列{a n }中,a 1+3a 8+a 15=120,则2a 9-a 10的值是( ) A .20 B .22 C .24 D .-8 答案 C解析 因为a 1+3a 8+a 15=5a 8=120,所以a 8=24,所以2a 9-a 10=a 10+a 8-a 10=a 8=24.故选C.3.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 .63 B .45 C .36 D .27 答案 B解析 S 3,S 6-S 3,S 9-S 6成等差数列,即9,27,a 7+a 8+a 9成等差数列,∴a 7+a 8+a 9=54-9=45.故选B.4.(2019·山东济南调研)已知数列{a n }为等差数列,且满足a 2+a 8=8,a 6=5,则其前10项和S 10的值为( )A .50B .45C .55D .40 答案 B解析 因为数列{a n }为等差数列,且a 2+a 8=8,所以根据等差数列的性质得2a 5=8,所以a 5=4,又因为a 6=5,所以S 10=10a 1+a 102=10a 5+a 62=45.故选B.5.(2019·陕西咸阳模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9=54,则a 2+a 4+a 9=( )A .9B .15C .18D .36答案 C解析 由等差数列的通项公式及性质,可得S 9=9a 1+a 92=9a 5=54,a 5=6,则a 2+a 4+a 9=a 1+a 5+a 9=3a 5=18.故选C.6.已知等差数列{a n }中,a 2=6,a 5=15,若b n =a 2n ,则数列{b n }的前5项和等于( ) A .30B .45C .90D .186答案 C解析 因为a 2=6,a 5=15,所以a 5-a 2=3d ,d =3,所以{b n }是公差为6的等差数列,其前5项和为5a 2+10×6=90.故选C.7.(2019·福建模拟)设S n ,T n 分别是等差数列{a n },{b n }的前n 项和,若a 5=2b 5,则S 9T 9=( )A .2B .3C .4D .6答案 A解析 由a 5=2b 5,得a 5b 5=2,所以S 9T 9=9a 1+a 929b 1+b 92=a 5b 5=2,故选A.8.(2019·洛阳统考)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答案 C解析 ∵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.故选C.9.(2019·广雅中学模拟)已知等差数列{a n }中,a 2=2,a 4=8,若a b n =3n -1,则b 2019=( )A .2017B .2018C .2019D .2020答案 D解析 由a 2=2,a 4=8,得公差d =8-22=3,所以a n =2+(n -2)×3=3n -4,所以a n+1=3n -1.又由数列{a n }的公差不为0,知数列{a n }为单调数列,所以结合a b n =3n -1,可得b n =n +1,故b 2019=2020.故选D.10.已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和,且S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,则下列结论错误的是( )A .d <0B .a 7=0C .S 9>S 6D .S 6,S 7均为S n 的最大值 答案 C解析 因为S 5<S 6,所以S 5<S 5+a 6,所以a 6>0,因为S 6=S 7,所以S 6=S 6+a 7,所以a 7=0,因为S 7>S 8,所以S 7>S 7+a 8,所以a 8<0,所以d <0且S 6,S 7均为S n 的最大值,所以S 9<S 6.故选C.11.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,m ≥2,m ∈N *,则m =( )A .3B .4C .5D .6答案 C解析 ∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0, ∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3, ∴d =a m +1-a m =1. 又S m =m a 1+a m2=m a 1+22=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5. 12.(2019·苏州模拟)定义:在数列{a n }中,若满足a n +2a n +1-a n +1a n=d (n ∈N *,d 为常数),则称{a n }为“等差比数列”.已知在“等差比数列”{a n }中,a 1=a 2=1,a 3=3,则a 2019a 2017=( ) A .4×20192-1 B .4×20182-1 C .4×20172-1 D .4×20172答案 C解析 由题意知{a n }为等差比数列,a 2a 1=1,a 3a 2=3,a 3a 2-a 2a 1=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1a n 是以1为首项,2为公差的等差数列,所以a n +1a n =1+(n -1)×2=2n -1,则a 2019a 2017=a 2019a 2018×a 2018a 2017=(2×2018-1)×(2×2017-1)=4×20172-1.故选C.13.在数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,且a n +2-a n =1+(-1)n(n ∈N *),则a 1+a 2+…+a 51=________.答案 676解析 ∵a n +2-a n =⎩⎪⎨⎪⎧0,n 为奇数,2,n 为偶数,∴数列{a n }的奇数项为常数1,偶数项构成以2为首项,2为公差的等差数列,∴a 1+a 2+…+a 51 =(a 1+a 3+…+a 51)+(a 2+a 4+…+a 50)=26+⎝ ⎛⎭⎪⎫25×2+25×242×2=676. 14.(2019·武汉模拟)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________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-78解析 由题意,当且仅当n =8时,S n 取得最大值,说明⎩⎪⎨⎪⎧a 8>0,a 9<0.所以⎩⎪⎨⎪⎧7+7d >0,7+8d <0.所以-1<d <-78.15.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________.答案 10解析 ∵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=2(2n -1)=38, 解得n =10.16.若两个等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为A n 与B n ,且满足A n B n =7n +14n +27(n ∈N +),则a 11b 11的值是________. 答案 43解析 根据等差数列的性质得:a 11b 11=2a 112b 11=a 1+a 21b 1+b 21=21a 1+a 21221b 1+b 212=A 21B 21=148111=43. 17.(2018·全国卷Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15. (1)求{a n }的通项公式; (2)求S n ,并求S n 的最小值.解 (1)设{a n }的公差为d ,由题意,得3a 1+3d =-15. 由a 1=-7,得d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9. (2)由(1),得S n =n 2-8n =(n -4)2-16. 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.18.(2019·广东惠州调研)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n2a n +1,n ∈N *.(1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n2n +1,数列{b n }的前n 项和为S n ,求使不等式S n <k 对一切n ∈N *恒成立的实数k 的取值范围.解 (1)证明:因为a n +1=a n 2a n +1,所以1a n +1=1a n+2. 因为a 1=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,2为公差的等差数列,所以1a n=2n -1,所以a n =12n -1. (2)由b n =a n2n +1,得b n =12n +12n -1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,所以S n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1<12,所以要使不等式S n <k 对一切n ∈N *恒成立,则k 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.19.(2019·洛阳市统考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a n ≠0,a 1=1,且2a n a n +1=4S n-3(n ∈N *).(1)求a 2的值并证明a n +2-a n =2; (2)求数列{a n }的通项公式. 解 (1)令n =1得2a 1a 2=4S 1-3, 又a 1=1,所以a 2=12.2a n a n +1=4S n -3,① 2a n +1a n +2=4S n +1-3.②②-①得,2a n +1(a n +2-a n )=4a n +1. 因为a n ≠0,所以a n +2-a n =2.(2)由(1)可知,数列a 1,a 3,a 5,…,a 2k -1,…为等差数列,公差为2,首项为1, 所以a 2k -1=1+2(k -1)=2k -1, 即n 为奇数时,a n =n .数列a 2,a 4,a 6,…,a 2k ,…为等差数列,公差为2, 首项为12,所以a 2k =12+2(k -1)=2k -32,即n 为偶数时,a n =n -32.综上所述,a n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n 为奇数,n -32,n 为偶数.20.(2019·唐山模拟)已知{a n }是公差为正数的等差数列,且a 3a 6=55,a 2+a 7=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a n =b 1+b 23+b 35+…+b n2n -1,求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)∵{a n }是公差d >0的等差数列, ∴由a 3a 6=55,a 2+a 7=16=a 3+a 6, 解得a 3=5,a 6=11,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =5,a 1+5d =11,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1.(2)∵a n =b 1+b 23+b 35+…+b n2n -1,∴a n -1=b 1+b 23+b 35+…+b n -12n -3(n ≥2,n ∈N *),两式相减,得b n2n -1=2(n ≥2,n ∈N *), 则b n =4n -2(n ≥2,n ∈N *), 当n =1时,b 1=1,∴b n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,4n -2,n ≥2,∴当n ≥2时,S n =1+n -16+4n -22=2n 2-1.又n =1时,S 1=1,适合上式, 所以S n =2n 2-1.。

第2讲 等差数列及其前n项和 讲义

第2讲 等差数列及其前n项和 讲义

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 =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). 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 .-1 B .0 C .1 D .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.(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 .100 B .99 C .98 D .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.3.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 .14 B .21 C .28 D .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=28.4.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=________. 答案 60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=10+2×10=30,∴S 30=60.5.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 .13 B .35 C .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 nn +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 )=∑nk =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 nn }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 nm -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 .58 B .88 C .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.3828 C.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 .45 B .60 C .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“吉祥数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“吉祥数列”,则数列{b n }的通项公式为( )A .b n =n -1B .b n =2n -1C .b n =n +1 DD .b n =2n +1答案 B解析 设等差数列{b n }的公差为d (d ≠0),S n S 2n=k ,因为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.因为对任意的正整数n 上式均成立,所以(4k -1)d =0,(2k -1)(2-d )=0,又公差d ≠0,解得d =2,k =14. 所以数列{b n }的通项公式为b n =2n -1.7.(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. 10.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-3,a k +1=32,S k=-12,则正整数k =________. 答案 13解析 S k +1=S k +a k +1=-12+32=-212, 又S k +1=(k +1)(a 1+a k +1)2=(k +1)⎝⎛⎭⎫-3+322=-212, 解得k =13.11.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.已知等差数列{a n }前三项的和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d .由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3,或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. 所以由等差数列通项公式可得a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3. 记数列{|a n |}的前n 项和为S n .当n =1时,S 1=|a 1|=4;当n =2时,S 2=|a 1|+|a 2|=5;当n ≥3时,S n =S 2+|a 3|+|a 4|+…+|a n |=5+(3×3-7)+(3×4-7)+…+(3n -7)=5+(n -2)[2+(3n -7)]2=32n 2-112n +10. 当n =2时,满足此式,当n =1时,不满足此式.综上,S n =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,32n 2-112n +10,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a1=3,所以a2=-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a1=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.。

第六章 第2讲 等差数列及其前n项和

第六章 第2讲 等差数列及其前n项和

抓住3个考点
突破4个考向
揭秘3年高考
即当 n≤12 时,an>0,n≥14 时,an<0. ∴当 n=12 或 13 时, Sn 取得最大值, 且最大值为 S12=S13 12×11 5 =12×20+ ×-3=130. 2 5 法二 同法一求得 d=- . 3
nn-1 5 5 2 125 - =- n + n ∴Sn=20n+ · 2 6 6 3 252 3 125 5 =- n- 2 + . 6 24 ∵n∈N*,∴当 n=12 或 13 时,Sn 有最大值, 且最大值为 S12=S13=130.
抓住3个考点
突破4个考向
揭秘3年高考

(1)当 n=1 时,8a1=a2 1+4a1+3,a1=1 或 a1=3.
当 n≥2 时,8Sn-1=a2 n-1+4an-1+3, 1 2 则 an=Sn-Sn-1= (an+4an-a2 n-1-4an-1), 8 从而(an+an-1)(an-an-1-4)=0.
抓住3个考点 突破4个考向 揭秘3年高考
(2)假设存在符合条件的 a. 由(1)知,an=4n-3,bn=5n-1, 从而 an-logabn=4n-3-loga5n
-1
=4n-3-(n-1)loga5=(4-loga5)n-3+loga5. 由题意,得 4-loga5=0,所以 a= 5. 所以满足条件的 a 存在,即 a= 5. 4 4
+78⇒(a1+a20)+(a2+a19)+(a3+a18)=54⇒a1+a20=18⇒ a1+a20 18 S20= ×20= ×20=180. 2 2
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(2)令 Sn=7n2+45n,则 an=14n+38,Tn=n2+3n, 则 bn=2n+2, an 14n+38 7n+19 7 1 31 则 = = = + × ,由 2n+1∈N*, b2n 4n+2 2n+1 2 2 2n+1 则 2n+1=31,n=15.

高考数学(理)总复习讲义: 等差数列及其前n项和

高考数学(理)总复习讲义: 等差数列及其前n项和

第二节等差数列及其前n 项和1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第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.这个常数叫做等差数列的公差,符号表示为a n +1-a n =d ❶(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 =a 1+(n -1)d ❷.(2)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *). (3)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2❸. ,d >0⇔{a n }为递增数列, d =0⇔{a n }为常数列, d <0⇔{a n }为递减数列.当d ≠0时,等差数列{an }的通项公式a n =dn +(a 1-d )是关于d 的一次函数. 当d ≠0时,等差数列{an }的前n 项和S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n 是关于n 的二次函数. [熟记常用结论]1.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 . 2.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 . 3.若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.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{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也成等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }公差的12. 6.若{a n }是等差数列,S m ,S 2m ,S 3m 分别为{a n }的前m 项,前2m 项,前3m 项的和,则S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列.7.关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质.(1)若项数为2n ,则S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (2)若项数为2n -1,则S 偶=(n -1)a n ,S 奇=na n ,S 奇-S 偶=a n ,S 奇S 偶=nn -1.8.两个等差数列{a n },{b n }的前n 项和S n ,T n 之间的关系为a n b n =S 2n -1T 2n -1.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(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.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ 二、选填题1.在等差数列{}a n 中,若a 2=4,a 4=2,则a 6=( ) A .-1 B .0 C .1D .6解析:选B ∵{}a n 为等差数列,∴2a 4=a 2+a 6,∴a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0.2.等差数列{a n }中,a 1+a 5=10,a 4=7,则数列{a n }的公差为( ) A .1 B .2 C .3D .4 解析:选B 设公差为d .∵a 1+a 5=2a 3=10,∴a 3=5, 又∵a 4=7,∴d =2.故选B.3.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=6,a 1=4,则公差d 等于( ) A .1 B.53 C .-2D .3解析:选C ∵S 3=6=32(a 1+a 3),且a 3=a 1+2d ,a 1=4,∴d =-2,故选C.4.已知等差数列-8,-3,2,7,…,则该数列的第100项为________. 解析:依题意得,该数列的首项为-8,公差为5,所以a 100=-8+99×5=487. 答案:4875.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________.解析:∵a m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37, ∴m =37. 答案:37考点一等差数列基本量的运算[基础自学过关][题组练透]1.(2018·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=( ) A .-12 B .-10 C .10D .12解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得3(3a 1+3d )=2a 1+d +4a 1+6d ,即3a 1+2d =0.将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10.2.(2017·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为( )A .1B .2C .4D .8解析:选C 设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.(2019·西安质检)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3·a 5=12,a 2=0.若a 1>0,则S 20=( )A .420B .340C .-420D .-340解析:选D 设数列{a n }的公差为d ,则a 3=a 2+d =d ,a 5=a 2+3d =3d ,由a 3·a 5=12,得d =±2,由a 1>0,a 2=0,可知d <0,所以d =-2,所以a 1=2,故S 20=20×2+20×192×(-2)=-340.4.(2019·西安八校联考)设数列{a n }是等差数列,且a 2=-6,a 6=6,S n 是数列{a n }的前n 项和,则( )A .S 4<S 3B .S 4=S 3C .S 4>S 1D .S 4=S 1解析:选B 设{a n }的公差为d ,由a 2=-6,a 6=6,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =-6,a 1+5d =6,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-9,d =3.于是,S 1=-9,S 3=3×(-9)+3×22×3=-18,S 4=4×(-9)+4×32×3=-18,所以S 4=S 3,S 4<S 1,故选B.[名师微点]等差数列基本运算的常见类型及解题策略(1)求公差d 或项数n .在求解时,一般要运用方程思想. (2)求通项.a 1和d 是等差数列的两个基本元素.(3)求特定项.利用等差数列的通项公式或等差数列的性质求解.(4)求前n 项和.利用等差数列的前n 项和公式直接求解或利用等差中项间接求解. [提醒] 在求解数列基本量问题中主要使用的是方程思想,要注意使用公式时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意运用整体代换思想,使运算更加便捷.考点二等差数列的判定与证明[师生共研过关][典例精析]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:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.[解] (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, 因为S n ≠0,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)由(1)可得1S n =2n ,所以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.[变式发散]1.(变设问)本例条件不变,判断数列{a n }是否为等差数列,并说明理由. 解:因为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1S 1=1a 1=2, 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).又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 }不是一个等差数列.2.(变条件)将本例条件“a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12”变为“S n (S n -a n )+2a n =0(n ≥2),a 1=2”,问题不变,试求解.解:(1)证明:当n ≥2时,a n =S n -S n -1且S n (S n -a n )+2a n =0, 所以S n [S n -(S n -S n -1)]+2(S n -S n -1)=0, 即S n S n -1+2(S n -S n -1)=0, 因为S n ≠0,所以1S n-1S n -1=12.又1S 1=1a 1=12,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以首项为12,公差为12的等差数列. (2)由(1)知1S n =n 2,所以S n =2n ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-2n (n -1).当n =1时,a 1=2不适合上式,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,-2n (n -1),n ≥2. [解题技法]等差数列的判定与证明方法[提醒] 如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.判断时易忽视定义中从第2项起,以后每项与前一项的差是同一常数,即易忽视验证a 2-a 1=d 这一关键条件.[过关训练]1.已知数列{a n }满足:a 1=2,a n +1=3a n +3n +1-2n,设b n =a n -2n3n ,求证:数列{b n }为等差数列,并求{a n }的通项公式.证明:因为b n +1-b n =a n +1-2n +13n +1-a n -2n3n =3a n +3n +1-2n -2n +13n +1-3a n -3·2n 3n +1=1, 所以{b n }为等差数列, 又b 1=a 1-23=0,所以b n =n -1, 所以a n =(n -1)·3n +2n .2.已知数列{a n }满足(a n +1-1)(a n -1)=3(a n -a n +1),a 1=2,令b n =1a n -1. (1)求证:数列{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:因为1a n +1-1-1a n -1=a n -a n +1(a n +1-1)(a n -1)=13,所以b n +1-b n =13,所以数列{b n }是等差数列. (2)由(1)及b 1=1a 1-1=12-1=1, 知b n =13n +23,所以a n -1=3n +2,所以a n =n +5n +2.考点三等差数列的性质与应用[师生共研过关][典例精析](1)(2018·咸阳二模)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 4,a 10是方程x 2-8x +1=0的两根,则S 13=( )A .58B .54C .56D .52(2)已知等差数列{a n }的前10项和为30,它的前30项和为210,则前20项和为( ) A .100 B .120 C .390D .540(3)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 2 019=________.[解析] (1)∵a 4,a 10是方程x 2-8x +1=0的两根, ∴a 4+a 10=8,∴a 1+a 13=8, ∴S 13=13×(a 1+a 13)2=13×82=52.(2)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和, 则S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列, ∴2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),又等差数列{a n }的前10项和为30,前30项和为210, ∴2(S 20-30)=30+(210-S 20),解得S 20=100.(3)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 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4, ∴S 2 019=4×2 019=8 076.[答案] (1)D (2)A (3)8 076[解题技法]一般地,运用等差数列性质可以优化解题过程,但要注意性质运用的条件,如m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *);数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列;⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也成等差数列.等差数列的性质是解题的重要工具. [过关训练]1.(2019·聊城模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 13=104,a 6=5,则数列{a n }的公差为( )A .2B .3C .4D .5解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d . 因为S 13=104,所以13(a 1+a 13)2=104,所以13a 7=104,解得a 7=8.因为a 6=5,所以d =a 7-a 6=8-5=3.2.(2018·宁德二检)已知等差数列{a n }满足a 3+a 5=14,a 2a 6=33,则a 1a 7=( ) A .33 B .16 C .13D .12解析:选C 设等差数列{a n }的公差为d , 因为a 3+a 5=14,所以a 2+a 6=14,又a 2a 6=33,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 2=3,a 6=11或⎩⎪⎨⎪⎧a 2=11,a 6=3.当⎩⎪⎨⎪⎧a 2=3,a 6=11时,d =11-36-2=2,所以a 1a 7=(a 2-d )(a 6+d )=13;当⎩⎪⎨⎪⎧a 2=11,a 6=3时,d =3-116-2=-2,所以a 1a 7=(a 2-d )(a 6+d )=13. 综上,a 1a 7=13,故选C.3.已知等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若S n T n =2n 3n +1,则a 11b 11=________.解析:由等差数列前n 项和的性质, 得a 11b 11=S 21T 21=2×213×21+1=2132.答案:2132考点四等差数列前n 项和的最值问题[师生共研过关][典例精析]在等差数列{a n }中,已知a 1=13,3a 2=11a 6,则数列{a n }的前n 项和S n 的最大值为________.[解析] 法一 通项法 设等差数列{a n }的公差为d .由3a 2=11a 6,得3×(13+d )=11×(13+5d ),解得d =-2,所以a n =13+(n -1)×(-2)=-2n +15.由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0,得⎩⎪⎨⎪⎧-2n +15≥0,-2(n +1)+15≤0,解得132≤n ≤152.因为n ∈N *,所以当n =7时,数列{a n }的前n 项和S n 最大,最大值为S 7=7×(13-2×7+15)2=49.法二 二次函数法 设等差数列{a n }的公差为d .由3a 2=11a 6,得3×(13+d )=11×(13+5d ),解得d =-2,所以a n =13+(n -1)×(-2)=-2n +15.所以S n =n (13+15-2n )2=-n 2+14n =-(n -7)2+49,所以当n =7时,数列{a n }的前n 项和S n 最大,最大值为S 7=49. [答案] 49[解题技法]求数列前n 项和的最值的方法(1)通项法:①若a 1>0,d <0,则S n 必有最大值,其n 的值可用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0来确定;②若a 1<0,d >0,则S n 必有最小值,其n 的值可用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0来确定.(2)二次函数法:等差数列{a n }中,由于S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d2n ,可用求函数最值的方法来求前n 项和的最值,这里应由n ∈N *及二次函数图象的对称性来确定n 的值.(3)不等式组法:借助S n 最大时,有⎩⎪⎨⎪⎧S n ≥S n -1,S n ≥S n +1(n ≥2,n ∈N *),解此不等式组确定n的范围,进而确定n 的值和对应S n 的值(即S n 的最值).[过关训练]1.已知等差数列{a n }的前n 项和是S n ,若S 15>0,S 16<0,则S n 的最大值是( ) A .S 1 B .S 7 C .S 8D .S 15解析:选C 由等差数列的前n 项和公式可得S 15=15a 8>0,S 16=8(a 8+a 9)<0,所以a 8>0,a 9<0,则d =a 9-a 8<0,所以在数列{a n }中,当n <9时,a n >0,当n ≥9时,a n <0, 所以当n =8时,S n 最大,故选C.2.(2018·全国卷Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15. (1)求{a n }的通项公式; (2)求S n ,并求S n 的最小值. 解:(1)设{a n }的公差为d , 由题意得3a 1+3d =-15. 又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9. (2)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.[课时跟踪检测]一、题点全面练1.等差数列{a n }中,a 4+a 8=10,a 10=6,则公差d =( ) A.14 B.12 C .2D .-12解析:选A 由a 4+a 8=2a 6=10,得a 6=5,所以4d =a 10-a 6=1,解得d =14.2.(2019·沈阳质量监测)在等差数列{a n }中,若S n 为{a n }的前n 项和,2a 7=a 8+5,则S 11的值是( )A .55B .11C .50D .60解析:选A 设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可得2(a 1+6d )=a 1+7d +5,得a 1+5d =5,则S 11=11a 1+11×102d =11(a 1+5d )=11×5=55,故选A. 3.(2018·泉州期末)等差数列{a n }中,a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }的前9项和S 9等于( )A .99B .66C .144D .297解析:选A 由等差数列的性质可得a 1+a 7=2a 4,a 3+a 9=2a 6,又∵a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,∴3a 4=39,3a 6=27,解得a 4=13,a 6=9,∴a 4+a 6=22,∴数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9(a 4+a 6)2=9×222=99. 4.(2019·广州五校联考)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =4,S m =0,S m +2=14(m ≥2,且m ∈N *),则a 2 019的值为( )A .2 020B .4 032C .5 041D .3 019 解析:选B 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a m =a 1+(m -1)d =4,S m =ma 1+m (m -1)2d =0,S m +2-S m =a m +1+a m +2=2a 1+(m +m +1)d =14,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=-4,m =5,d =2,∴a n =-4+(n -1)×2=2n -6,∴a 2 019=2×2 019-6=4 032.故选B.5.(2019·长春质检)等差数列{a n }中,已知|a 6|=|a 11|,且公差d >0,则其前n 项和取最小值时n 的值为( )A .6B .7C .8D .9解析:选C 由d >0可得等差数列{a n }是递增数列,又|a 6|=|a 11|,所以-a 6=a 11,即-a 1-5d =a 1+10d ,所以a 1=-15d 2,则a 8=-d 2<0,a 9=d 2>0,所以前8项和为前n 项和的最小值,故选C.6.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 6=2a 3,则S 11S 5=______. 解析:S 11S 5=112(a 1+a 11)52(a 1+a 5)=11a 65a 3=225. 答案:225 7.等差数列{a n }中,已知S n 是其前n 项和,a 1=-9,S 99-S 77=2,则S 10=________.解析:设公差为d ,∵S 99-S 77=2,∴9-12d -7-12d =2, ∴d =2,∵a 1=-9,∴S 10=10×(-9)+10×92×2=0. 答案:08.(2018·广元统考)若数列{a n }是正项数列,且a 1+a 2+…+a n =n 2+n ,则a 1+a 22+…+a n n =________.解析:当n =1时,a 1=2⇒a 1=4, 又a 1+a 2+…+a n =n 2+n ,①所以当n ≥2时,a 1+a 2+…+a n -1=(n -1)2+(n -1)=n 2-n ,② ①-②得a n =2n ,即a n =4n 2,所以a n n =4n 2n =4n , 则⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 构成以4为首项,4为公差的等差数列. 所以a 1+a 22+…+a n n =(4+4n )n 2=2n 2+2n . 答案:2n 2+2n9.(2018·大连模拟)已知数列{a n }的各项均为正数,其前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.解:(1)证明:当n =1时,有2a 1=a 21+1-4,即a 21-2a 1-3=0,所以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,所以两式相减得2a n =a 2n -a 2n -1+1,即a 2n -2a n +1=a 2n -1,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 }的各项均为正数矛盾,所以a n -1=a n -1,即a n -a n -1=1,因此数列{a n }为等差数列.(2)由(1)知a 1=3,数列{a n }的公差d =1,所以数列{a n }的通项公式为a n =3+(n -1)×1=n +2.10.已知等差数列{a n }的公差d >0.设{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 2·S 3=36.(1)求d 及S n;(2)求m ,k (m ,k ∈N *)的值,使得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =65.解:(1)由题意知(2a 1+d )(3a 1+3d )=36,将a 1=1代入上式,解得d =2或d =-5.因为d >0,所以d =2.从而a n =2n -1,S n =n 2(n ∈N *).(2)由(1)得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =(2m +k -1)(k +1),所以(2m +k -1)(k +1)=65. 由m ,k ∈N *知2m +k -1≥k +1>1,故⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +k -1=13,k +1=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =5,k =4. 即所求m 的值为5,k 的值为4.二、专项培优练(一)易错专练——不丢怨枉分1.若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2 018+a 2 019>0,a 2 018·a 2 019<0,则使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是( )A .2 018B .2 019C .4 036D .4 037解析:选C 因为a 1>0,a 2 018+a 2 019>0,a 2 018·a 2 019<0,所以d <0,a 2 018>0,a 2 019<0,所以S 4 036=4 036(a 1+a 4 036)2=4 036(a 2 018+a 2 019)2>0,S 4 037=4 037(a 1+a 4 037)2=4 037·a 2 019<0,所以使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是4 036. 2.(2019·武汉模拟)设等差数列{a n }满足a 3+a 7=36,a 4a 6=275,且a n a n +1有最小值,则这个最小值为( )A .-10B .-12C .-9D .-13解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3+a 7=36,∴a 4+a 6=36,又a 4a 6=275,联立,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=11,a 6=25或⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=25,a 6=11,当⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=11,a 6=25时,可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-10,d =7,此时a n =7n -17,a 2=-3,a 3=4,易知当n ≤2时,a n <0,当n ≥3时,a n >0,∴a 2a 3=-12为a n a n +1的最小值;当⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=25,a 6=11时,可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=46,d =-7,此时a n =-7n +53,a 7=4,a 8=-3,易知当n ≤7时,a n >0,当n ≥8时,a n <0,∴a 7a 8=-12为a n a n +1的最小值.综上,a n a n +1的最小值为-12.3.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N *),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 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.答案:130(二)交汇专练——融会巧迁移4.[与方程交汇]若等差数列{a n }中的a 3,a 2 019是3x 2-12x +4=0的两根,则log 14a 1 011=________.解析:因为a 3和a 2 019是3x 2-12x +4=0的两根,所以a 3+a 2 019=4.又a 3,a 1 011,a 2 019成等差数列,所以2a 1 011=a 3+a 2 019,即a 1 011=2,所以log 14a 1 011=-12. 答案:-125.[与不等式恒成立交汇]设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=a 5+a 6=25.(1)求{a n }的通项公式;(2)若不等式2S n +8n +27>(-1)n k (a n +4)对所有的正整数n 都成立,求实数k 的取值范围.解:(1)设公差为d ,则5a 1+5×42d =a 1+4d +a 1+5d =25, ∴a 1=-1,d =3.∴{a n }的通项公式a n =3n -4.(2)由题意知S n =-n +3n (n -1)2,2S n +8n +27=3n 2+3n +27,a n +4=3n ,则原不等式等价于(-1)n k <n +1+9n对所有的正整数n 都成立. ∴当n 为奇数时,k >-⎝⎛⎭⎫n +1+9n 恒成立; 当n 为偶数时,k <n +1+9n恒成立. 又∵n +1+9n ≥7,当且仅当n =3时取等号,∴当n 为奇数时,n +1+9n在n =3上取最小值7, 当n 为偶数时,n +1+9n 在n =4上取最小值294, ∴不等式对所有的正整数n 都成立时,实数k 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-7,294.。

数学一轮复习第五章数列第2讲等差数列及其前n项和学案含解析

数学一轮复习第五章数列第2讲等差数列及其前n项和学案含解析

第2讲等差数列及其前n项和[考纲解读]1。

理解等差数列的概念及等差数列与一次函数的关系.(重点)2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式,并熟练掌握其推导方法,能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用等差数列的有关知识解决相应的问题.(重点、难点)[考向预测]从近三年高考情况来看,本讲一直是高考的热点.预测2021年高考将会以等差数列的通项公式及其性质、等差数列的前n项和为考查重点,也可能将等差数列的通项、前n项和及性质综合考查,题型以客观题或解答题的形式呈现,试题难度一般不大,属中档题型.1.等差数列的有关概念(1)定义:一般地,如果一个数列从错误!第2项起,每一项与它前一项的错误!差都等于错误!同一个常数,那么这个数列就叫做等错误!公差,通常用字母d表示.数学语言表示为错误!a n+1-a n=d(n∈N*),d为常数.(2)等差中项:若a,A,b成等差数列,则A叫做a和b的等差中项,且A=错误!错误!.2.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a1,公差是d,则其通项公式为a n=错误!a1+(n-1)d,可推广为a n=a m+错误!(n-m)d(n,m∈N*).(2)等差数列的前n项和公式S n=n a1+a n2=错误!na1+错误!d(其中n∈N*).3.等差数列的相关性质已知{a n}为等差数列,d为公差,S n为该数列的前n项和.(1)等差数列{a n}中,当m+n=p+q时,错误!a m+a n=a p+a q (m,n,p,q∈N*).特别地,若m+n=2p,则错误!2a p=a m+a n(m,n,p∈N*).(2)相隔等距离的项组成的数列是等差数列,即a k,a k+m,a k+2m,…仍是等差数列,公差为错误!md(k,m∈N*).(3)S n,S2n-S n,S3n-S2n,…也成等差数列,公差为错误!n2d。

(4)错误!也成等差数列,其首项与{a n}首项相同,公差为错误!错误! d。

2024届高考数学一轮总复习第四章数列第二讲等差数列及其前n项和课件

2024届高考数学一轮总复习第四章数列第二讲等差数列及其前n项和课件
把n换成n+1,2Sn+1+(n+1)2=2(n+1)an+1+n+1,② ②-①可得2an+1=2(n+1)an+1-2nan-2n, 整理得an+1=an+1, 由等差数列定义有{an}为等差数列.
(2)解:由已知有 a72=a4·a9,设等差数列{an}的首项为 x,由(1) 知其公差为 1,
证明:由题意可知,数列{ Sn}的首项为 a1,设等差数列{ Sn} 的公差为 d,
则 d= S2- S1= a1+a2- a1= a1, 所以 Sn= S1+( S2- S1)+( S3- S2)+…+( Sn- Sn-1) = a1+(n-1) a1=n a1, 即 Sn=a1·n2,
所以 an=aS1n,-nS= n-11=,(2n-1)a1,n≥2, 当 n=1 时,(2×1-1)a1=a1, 所以 an=(2n-1)a1, 所以 an+1-an=2a1,所以数列{an}是以 a1 为首项,2a1 为公差 的等差数列.
①当
a1>0,d<0
am≥0, 时,满足am+1≤0
的项数 m 使得 Sn 取得最
大值为 Sm(当 am+1=0 时,Sm+1 也为最大值);
a8+a10=80,则 a7-12a8=(
)
A.4
B.6
C.8
D.10
解析:∵a2+a4+a6+a8+a10=5a6=80, ∴a6=16,又 a6+a8=2a7,∴a7=21a6+12a8,即 a7-12a8=
12a6=8,故选 C. 答案:C
【题后反思】等差数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am+(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.

第2讲 等差数列及其前n项和

第2讲  等差数列及其前n项和

第2讲 等差数列及其前n 项和一、选择题1.在等差数列{a n }中,若a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则S 9等于( ).A .66B .99C .144D .297解析 ∵a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27, ∴3a 4=39,3a 6=27, ∴a 4=13,a 6=9.∴a 6-a 4=2d =9-13=-4, ∴d =-2,∴a 5=a 4+d =13-2=11, ∴S 9=9a 1+a 92=9a 5=99.答案 B2.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 等于( ). A .6B .7C .8D .9解析 由a 4+a 6=a 1+a 9=-11+a 9=-6,得a 9=5,从而d =2,所以S n =-11n +n (n -1)=n 2-12n =(n -6)2-36,因此当S n 取得最小值时,n =6. 答案 A3.已知{a n }为等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,则a 20等于( ). A .-1B .1C .3D .7解析 两式相减,可得3d =-6,d =-2.由已知可得3a 3=105,a 3=35,所以a 20=a 3+17d =35+17×(-2)=1. 答案 B4.在等差数列{a n }中,S 15>0,S 16<0,则使a n >0成立的n 的最大值为( ). A .6B .7C .8D .9解析 依题意得S 15=15(a 1+a 15)2=15a 8>0,即a 8>0;S 16=16(a 1+a 16)2=8(a 1+a 16)=8(a 8+a 9)<0,即a 8+a 9<0,a 9<-a 8<0.因此使a n >0成立的n 的最大值是8,选C.答案 C5.已知△ABC 的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC 的面积为( ). A .12 3B .15 3C .12D .15解析 不妨设角A =120°,c <b ,则a =b +4,c =b -4,于是cos 120°=b 2+b -42-b +422b b -4=-12,解得b =10,所以S =12bc sin 120°=15 3.答案 B6.在等差数列}{n a 中,5,142==a a ,则}{n a 的前5项和5S =( )A.7B.15C.20D.25 解析15242451,5551522a a a aa a S ++==⇒=⨯=⨯=.答案 B 二、填空题7.已知数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,a 7-a 5=4,a 11=21,S k =9,则k =________.解析 a 7-a 5=2d =4,d =2,a 1=a 11-10d =21-20=1,S k =k +k k -12×2=k 2=9.又k ∈N *,故k =3.答案 38.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 412-S 39=1,则公差为________.解析 依题意得S 4=4a 1+4×32d =4a 1+6d ,S 3=3a 1+3×22d =3a 1+3d ,于是有4a 1+6d12-3a 1+3d9=1,由此解得d =6,即公差为6. 答案 69.两个等差数列的前n 项和之比为5n +102n -1,则它们的第7项之比为________.解析 设两个数列{a n },{b n }的前n 项和为S n ,T n ,则S n T n =5n +102n -1,而a 7b 7=a 1+a 13b 1+b 13=S 13T 13=5×13+102×13-1=31.答案 3∶110.设项数为奇数的等差数列,奇数项之和为44,偶数项之和为33,则这个数列的中间项是________,项数是________.解析 设等差数列{a n }的项数为2n +1,S 奇=a 1+a 3+…+a 2n +1=(n +1)(a 1+a 2n +1)2=(n +1)a n +1,S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2n =n (a 2+a 2n )2=na n +1,∴S 奇S 偶=n +1n =4433,解得n =3,∴项数2n +1=7,S 奇-S 偶=a n +1,即a 4=44-33=11为所求中间项. 答案 11 7 三、解答题11.已知数列{a n }的前n 项和S n =10n -n 2,(n ∈N *).(1)求a 1和a n ;(2)记b n =|a n |,求数列{b n }的前n 项和. 解 (1)∵S n =10n -n 2,∴a 1=S 1=10-1=9. ∵S n =10n -n 2,当n ≥2,n ∈N *时,S n -1=10(n -1)-(n -1)2=10n -n 2+2n -11, ∴a n =S n -S n -1=(10n -n 2)-(10n -n 2+2n -11) =-2n +11.又n =1时,a 1=9=-2×1+11,符合上式. 则数列{a n }的通项公式为a n =-2n +11(n ∈N *). (2)∵a n =-2n +11,∴b n =|a n |=⎩⎨⎧-2n +11n ≤5,2n -11n >5,设数列{b n }的前n 项和为T n ,n ≤5时,T n =n 9-2n +112=10n -n 2;n >5时T n =T 5+n -5b 6+b n2=25+n -51+2n -112=25+(n -5)2=n 2-10n +50,∴数列{b n }的前n 项和T n =⎩⎨⎧10n -n 2n ≤5,n ∈N *,n 2-10n +50n >5,n ∈N *.12.在等差数列{a n }中,公差d >0,前n 项和为S n ,a 2·a 3=45,a 1+a 5=18. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =S nn +c (n ∈N *),是否存在一个非零常数c ,使数列{b n }也为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由题设,知{a n }是等差数列,且公差d >0, 则由⎩⎨⎧ a 2a 3=45,a 1+a 5=18,得⎩⎨⎧(a 1+d )(a 1+2d )=45,a 1+(a 1+4d )=18.解得⎩⎨⎧a 1=1,d =4.∴a n =4n -3(n ∈N *).(2)由b n =S nn +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. 13.在数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2+a n =2a n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 是数列{|a n |}的前n 项和,求S n .解 (1)由2a n +1=a n +2+a n 可得{a n }是等差数列, 且公差d =a 4-a 14-1=2-83=-2. ∴a n =a 1+(n -1)d =-2n +10. (2)令a n ≥0,得n ≤5.即当n ≤5时,a n ≥0,n ≥6时,a n <0. ∴当n ≤5时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =-n 2+9n ; 当n ≥6时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =-(a 1+a 2+…+a n )+2(a 1+a 2+…+a 5) =-(-n 2+9n )+2×(-52+45)=n 2-9n +40,∴S n =⎩⎨⎧-n 2+9n ,n ≤5,n 2-9n +40,n ≥6.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2a n =S 2+S n 对一切正整数n 都成立. (1)求a 1,a 2的值; (2)设a 1>0,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫lg 10a 1a n 的前n 项和为T n .当n 为何值时,T n 最大?并求出T n 的最大值.解 (1)取n =1,得a 2a 1=S 2+S 1=2a 1+a 2,① 取n =2,得a 22=2a 1+2a 2,② 由②-①,得a 2(a 2-a 1)=a 2,③(i)若a 2=0,由①知a 1=0, (ii)若a 2≠0,由③知a 2-a 1=1.④由①、④解得,a 1=2+1,a 2=2+2;或a 1=1-2,a 2=2- 2.综上可得a 1=0,a 2=0;或a 1=2+1,a 2=2+2;或a 1=1-2,a 2=2- 2. (2)当a 1>0时,由(1)知a 1=2+1,a 2=2+2.当n ≥2时,有(2+2)a n =S 2+S n ,(2+2)a n -1=S 2+S n -1, 所以(1+2)a n =(2+2)a n -1,即a n =2a n -1(n ≥2), 所以a n =a 1(2)n -1=(2+1)·(2)n -1. 令b n =lg 10a 1a n,则b n =1-lg(2)n -1=1-12(n -1)lg 2=12lg 1002n -1,所以数列{b n }是单调递减的等差数列(公差为-12lg 2), 从而b 1>b 2>…>b 7=lg 108>lg 1=0, 当n ≥8时,b n ≤b 8=12lg 100128<12lg 1=0, 故n =7时,T n 取得最大值,且T n 的最大值为 T 7=7(b 1+b 7)2=7(1+1-3lg 2)2=7-212lg 2.。

高考数学总复习 第5章 第2讲 等差数列及其前n项和课件 理 新人教A版

高考数学总复习 第5章 第2讲 等差数列及其前n项和课件 理 新人教A版
3 个必知问题 1. 知三求二:已知 a1、d、n、an、Sn 中的任意三个,即可求 得其余两个,这体现了方程思想. 2. Sn=d2n2+(a1-d2)n=An2+Bn⇒d=2A.
第五页,共53页。
3. 利用Sn的图象(túxiànɡ)确定其最值时,最高点不一定是最 大值,最低点不一定是最小值.
[解析] (1)本题考查等差数列的基础量运算. 设{an}的公差为 d,由 S2=a3 可得 d=a1=12,故 a2=a1 +d=1,Sn=na1+nn-2 1d=14n(n+1). (2)设等差数列的公差为 d,由于数列是递增数列,所以 d>0,a3=a1+2d=1+2d,a2=a1+d=1+d,代入已知条件: a3=a22-4 得:1+2d=(1+d)2-4,解得 d2=4,所以 d=2(d =-2 舍去),所以 an=1+(n-1)×2=2n-1. [答案] (1)1 14n(n+1) (2)2n-1
第十二页,共53页。
(3)d>0⇔{an}是递增数列,Sn 有最小值;d<0⇔{an}是递 减数列,Sn 有最大值;d=0⇔{an}是常数数列.
(4)am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等差数列,公差为 kd. (5)数列 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列. (6)S2n-1=(2n-1)an. (7)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).
常数. [解]
证明:由题设知 an+1= aan+2n+bbnn2=
1+bann = 1+bann2
bn+1 ,所以bn+1=
1+abnn2
an+1
1+bann2,从而abnn++112-bann2=1(n

第二节等差数列及其前n项和

第二节等差数列及其前n项和

最大值为S6=57. (法二)由法一知,an=-3n+20,∴a1=17.
∵n∈N*,∴n=6.∴前6项和最大,又可得a1=17,d=-3.
高考总复习•数学(文科) (法三)将已知两式相减,得-2d=4-(-2),∴d=-3,又
由中项公式得 a6 = 2>0 , a7 =- 1<0 ,根据等差数列的单调
(法二)由100a1+
=145得a1=-
=60.
所以a1+a3+a5+…+a99=- 答案:(1)B (2)60

高考总复习•数学(文科) 等差数列性质的运用 【例2】 (1) 在等差数列 {an} 中,若 a4 +a6 +a8 + a10+ a12 =
120,则2a10-a12的值为________. (2)已知数列 {an} 是等差数列,若a4+2a6+a8=12,则该数
求导得f′(x) =x 靠近极小值点x= 的整数为6和7,代入f(n)计算得n
=7时f(n)最小,最小值为-49. 答案:-49
(2) 中项公式法: 2an + 1 = an + an + 2(n∈N*)⇔{an} 是等差数
列.
(3) 通项公式法: an = kn+b(k , b 是常数 )(n∈N*)⇔{an}是等 差数列. (4)前n项和公式法:Sn=An2+Bn(A,B是常数)(n∈N*)⇔{an} 是等差数列.
高考总复习•数学(文科) 变式探究 4.(2013· 北京宣武区模拟)数列{an}的前n项和为Sn,若a1= 3,点(Sn,Sn+1)在直线y= (1)求证:数列 是等差数列; x+n+1(n∈N*)上.
高考总复习•数学(文科) 解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,
则an=a1+(n-1)d.由 a1=1,a3=-3可得1+2d=-3,

第2讲-等差数列及其前n项和

第2讲-等差数列及其前n项和

第2讲-等差数列学习提纲与学习目标1、掌握等差数列的定义、通项公式和前n项和公式的求法2、熟练掌握等差数列的性质,并能利用这些性质解决相应问题1.等差数列的定义对于数列{}n a ,如果对任意的*1()n n N ≥∈,都有1n n a a d +-=(常数),则称{}n a 为等差数列,常数d 叫这个等差数列的公差。

如,,a b c 三个数成等差数列,则称b 为,a c 的等差中项。

2.等差数列的通项公式若等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则其通项公式为1(1)n a a n d =+-。

3.等差数列的前n 项和公式2111()(1)()2222n n n a a n n d d d S na n a n +-==+=+-;4. 数列{}n a 是等差数列2n S An Bn ⇔=+(,A B 为常数)nS n⇔为等差数列。

5.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m+n=p+q,则a m+a n=a p+a q(m,n,p,q∈N*).(3)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,S2m-S m,S3m-S2m,…也是等差数列.(5)S2n-1=(2n-1)a n.例1(1)(2018全国I )设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若3243S S S =+,12a =,则=5a A .12- B .10- C .10 D .12(2)(2017浙江)已知等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,则“0d >”是465"+2"S S S >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 【解析】(1)32433343332133233()S S S S S a a S S d S d a d a d d =+⇒=-++=+⇒=⇒=⇒+=, 因12a =,故3d =-,故51410a a d =+=-,选C 。

2022版高考数学一轮复习第7章第2讲等差数列及其前n项和训练含解析

2022版高考数学一轮复习第7章第2讲等差数列及其前n项和训练含解析

第七章 第2讲[A 级 基础达标]1.若lg a ,lg b ,lg c 成等差数列,则( ) A .b =a +c2B .b 2=acC .2b =acD .2lg b =lg(a +c )【答案】B2.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等于( ) A .172B .192C .10D .12 【答案】B3.(2020年郑州模拟)在等差数列{a n }中,a 2+a 10=0,a 6+a 8=-4,则a 100=( ) A .212 B .188 C .-212 D .-188 【答案】D4.(2020年淮南月考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 20=60,则S 40=( )A .110B .150C .210D .280 【答案】D5.《张丘建算经》卷上第22题——“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,而且每天增加的数量相同.已知第一天织布5尺,30天共织布390尺,则该女子织布每天增加( )A .47 尺B .1629 尺C .815尺D .1631 尺【答案】B 【解析】设该女子织布每天增加d 尺,由题意知S 30=30×5+30×292d =390,解得d =1629.故该女子织布每天增加1629尺.6.(2019年新课标Ⅲ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1≠0,a 2=3a 1,则S 10S 5=________.【答案】4 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,由a 1≠0,a 2=3a 1可得d =2a 1,所以S 10S 5=10(a 1+a 10)5(a 1+a 5)=2(2a 1+9d )2a 1+4d =2(2a 1+18a 1)2a 1+8a 1=4. 7.(2019年江苏)已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 2a 5+a 8=0,S 9=27,则S 8的值是________.【答案】16 【解析】设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+d )(a 1+4d )+a 1+7d =0,9a 1+9×82d =27,解得⎩⎨⎧a 1=-5,d =2.所以S 8=8a 1+8×7d2=8×(-5)+56=16.8.(2021年南宁模拟)已知三个数成等差数列,它们的和为3,平方和为359,则这三个数的积为________.【答案】59【解析】设这三个数分别为a -d ,a ,a +d ,由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ (a -d )+a +(a +d )=5,(a -d )2+a 2+(a +d )2=359,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,d =±23.所以这三个数分别为13,1,53或53,1,13.故它们的积为59.9.(2019年庆阳期末)已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.已知a 1+a 3=16,S 4=28. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)当n 取何值时S n 最大?并求出这个最大值.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 1+a 3=16,S 4=28,所以2a 1+2d =16,4a 1+4×3d2=28, 联立解得a 1=10,d =-2. 所以a n =10-2(n -1)=12-2n . (2)令a n =12-2n ≥0,解得n ≤6. 所以n =5或6时,S n 取得最大值.S 6=6×(10+0)2=30.10.已知等差数列{a n }中,公差d >0,其前n 项和为S n ,且满足a 2a 3=45,a 1+a 4=14. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求f (n )=n4(a n -17)(n ∈N *)的最小值.解:(1)因为等差数列{a n }中,公差d >0,所以⎩⎨⎧ a 2a 3=45,a 1+a 4=a 2+a 3=14⇒⎩⎨⎧a 2=5,a 3=9⇒d =4,a 1=1⇒a n =4n -3. (2)因为a n =4n -3(n ∈N *),所以f (n )=14n (4n -3-17)=n 2-5n =⎝⎛⎭⎫n -522-254,所以当n =2或3时,f (n )取得最小值-6.[B 级 能力提升]11.(2020年六安月考)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 7a 4=1413,则S 13S 7=( )A .2B .12C .1413D .1314【答案】A 【解析】因为S n 是等差数列{a n }的前n 项和,a 7a 4=1413,所以S 13S 7=132(a 1+a 13)72(a 1+a 7)=13a 77a 4=2. 12.(多选)(2020年泉州模拟)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 1+3a 5=S 7,则以下结论一定正确的是( )A .a 4=0B .S n 的最大值为S 3C .S 1=S 6D .|a 3|<|a 5|【答案】AC 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,则a 1+3(a 1+4d )=7a 1+21d ,解得a 1=-3d ,所以a n =a 1+(n -1)d =(n -4)d ,所以a 4=0,故A 正确;因为S 6-S 1=5a 4=0,所以S 1=S 6,故C 正确;由于d 的正负不清楚,故S 3可能为最大值或最小值,故B 不正确;因为a 3+a 5=2a 4=0,所以a 3=-a 5,即|a 3|=|a 5|,故D 错误.13.(2020年丽水模拟)在等差数列{a n }中,a 1=-2 014,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 014=________.【答案】-2 014 【解析】等差数列{a n }中,a 1=-2 014,其前n 项和为S n ,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列,首项为S 11=-2 014.因为S 1212-S 1010=2,公差为22=1,所以S 2 0142 014=-2 014+1×2 013=-1.所以S 2 014=-2 014.14.(一题两空)已知等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=5,则公差d =________,a 5=________. 【答案】2 9 【解析】因为等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=5,设公差d ,则a 3-a 1=2d =4,所以d =2,所以a 5=a 1+4d =9.15.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 3a 4=117,a 2+a 5=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 =S nn +c ,求非零常数c .解:(1)因为数列{a n }为等差数列, 所以a 3+a 4=a 2+a 5=22. 又a 3·a 4=117,所以a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两实根. 又公差d >0,所以a 3<a 4. 所以a 3=9,a 4=13.所以⎩⎨⎧ a 1+2d =9,a 1+3d =13.所以⎩⎨⎧a 1=1,d =4.所以通项a n =4n -3.(2)由(1)知a 1=1,d =4,所以S n =na 1+n (n -1)2×d =2n 2-n =2⎝⎛⎭⎫n -142-18. 所以当n =1时,S n 最小,最小值为S 1=a 1=1. (3)由(2)知S n =2n 2-n , 所以b n =S nn +c =2n 2-n n +c.所以b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c.因为数列{b n }是等差数列,所以2b 2=b 1+b 3, 即62+c ×2=11+c +153+c. 所以2c 2+c =0.所以c =-12或c =0(舍去).经验证c =-12时,{b n }是等差数列,故c =-12.[C 级 创新突破]16.《九章算术》中有这样一段叙述:“今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安三千里,良马初日行一百九十三里,日增一十三里;驽马初日行九十七里,日减半里.良马先至齐,复还迎驽马.”现有如下说法:①驽马第九日走了九十三里路;②良马五日共走了一千零九十五里路;③良马和驽马相遇时,良马走了二十一日.则错误的说法个数为( )A .0个B .1个C .2个D .3个【答案】B 【解析】根据题意,良马走的路程可以看成一个首项a 1=193,公差d 1=13的等差数列,记其前n 项和为S n ;驽马走的路程可以看成一个首项b 1=97,公差为d 2=-0.5的等差数列,记其前n 项和为T n .依次分析3个说法:对于①,b 9=b 1+(9-1)×d 2=93,故①正确;对于②,S 5=5a 1+5×42×d 1=5×193+10×13=1 095,故②正确;对于③,设第n 天两马相遇,则有S n +T n ≥6 000,即na 1+n (n -1)2d 1+nb 1+n (n -1)2d 2≥6 000,变形可得5n 2+227n -4 800≥0,分析可得n 的最小值为16,故两马相遇时,良马走了16日,故③错误.综上,3个说法中只有1个错误.17.(2020年宿迁模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,把满足条件a n +1≤S n (n ∈N *)的所有数列{a n }构成的集合记为M .(1)若数列{a n }的通项为a n =12n ,则{a n }是否属于M?(2)若数列{a n }是等差数列,且{a n +n }∈M ,求a 1的取值范围;(3)若数列{a n }的各项均为正数,且{a n }∈M ,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫4n a n 中是否存在无穷多项依次成等差数列,若存在,给出一个数列{a n }的通项;若不存在,说明理由.解:(1)因为a n =12n ,所以S n =12×1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12=1-⎝⎛⎭⎫12n .所以a n +1-S n =⎝⎛⎭⎫12n +1-1+⎝⎛⎭⎫12n =32×⎝⎛⎭⎫12n -1≤32×12-1=-14<0. 所以a n +1<S n ,即{a n }∈M .(2)设{a n }的公差为d ,因为{a n +n }∈M ,所以a n +1+n +1≤(a 1+1) +(a 2+2)+…+(a n +n )①, 当n =1时,a 2+2≤a 1+1,即d ≤-1. 由①得a 1+nd +n +1≤na 1+n (n -1)2·d +n (n +1)2, 整理得d +12n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-32d -12n -a 1-1≥0. 因为上述不等式对一切n ∈N * 恒成立,所以必有d +12≥0,解得d ≥-1.又d ≤-1,所以d =-1.于是(a 1+1)n -a 1-1≥0,即(a 1+1)(n -1)≥0,所以a 1+1≥0,即a 1≥-1.(3)由a n +1≤S n 得S n +1=S n +a n +1≤2S n ,即S n +1S n≤2,所以S n S 1=S 2S 1×S 3S 2×…×S n S n -1≤2n -1,从而有S n ≤S 1×2n -1=a 1×2n -1.所以a n +1≤S n ≤a 1×2n -1,即a n ≤a 1×2n -2(n ≥3).又a 2≤S 1=a 1,即a 2≤a 1;a 3≤S 2=a 1+a 2≤2a 1,所以a n ≤a 1×2n -2(n ∈N *).所以4n a n ≥2n +2a 1(n ≥2).假设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫4n a n 中存在无穷多项依次成等差数列,不妨设该等差数列的第n 项为dn +b (b 为常数),则存在m ∈N *,m ≥n ,使得dn +b =4m a m ≥2m +2a 1≥2n +2a 1,即da 1n +ba 1≥2n +2.易知n ∈N *且n ≥2时,2n +2>n 2,所以da 1+ba 1>n 2,即n 2-da 1n -ba 1<0.由题意得,当n ≥2时,关于n 的不等式n 2-da 1n -ba 1<0有无穷多个正整数解,显然不成立,因此数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫4n a n 中不存在无穷多项依次成等差数列.。

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第2讲 等差数列及其前n 项和一、选择题1.(2016·武汉调研)已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于( )A.-1B.-2C.-3D.-4解析 法一 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+6d )=-8,a 1+d =2,解得a 1=5,d =-3.法二 a 1+a 7=2a 4=-8,∴a 4=-4,∴a 4-a 2=-4-2=2d ,∴d =-3.答案 C2.已知等差数列{a n }的公差为2,项数是偶数,所有奇数项之和为15,所有偶数项之和为25,则这个数列的项数为( )A.10B.20C.30D.40解析 设项数为2n ,则由S 偶-S 奇=nd 得,25-15=2n ,解得n =5,故这个数列的项数为10.答案 A3.已知等差数列{a n }满足a 1+a 2+a 3+…+a 101=0,则有( )A.a 1+a 101>0B.a 2+a 100<0C.a 3+a 99=0D.a 51=51解析 由题意,得a 1+a 2+a 3+…+a 101=a 1+a 1012×101=0.所以a 1+a 101=a 2+a 100=a 3+a 99=0.答案 C4.设数列{a n },{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37等于( )A.0B.37C.100D.-37解析 设{a n },{b n }的公差分别为d 1,d 2,则(a n +1+b n +1)-(a n +b n )=(a n +1-a n )+(b n +1-b n )=d 1+d 2,∴{a n +b n }为等差数列,又a 1+b 1=a 2+b 2=100,∴{a n +b n }为常数列,∴a 37+b 37=100.答案 C5.(2017·泰安模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=-11,a 5+a 9=-2,则当S n 取最小值时,n =( )A.9B.8C.7D.6解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 2=-11,a 5+a 9=-2,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =-11,2a 1+12d =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-13,d =2.∴a n =-15+2n . 由a n =-15+2n ≤0,解得n ≤152.又n 为正整数,∴当S n 取最小值时,n =7.故选C.答案 C二、填空题6.(2016·江苏卷)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________.解析 设数列{a n }的公差为d ,由题设得⎩⎨⎧a 1+(a 1+d )2=-3,5a 1+5×42d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3, 因此a 9=a 1+8d =20.答案 207.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 由2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ∈N *,n ≥2),可得数列{a 2n }是等差数列,公差d =a 22-a 21=3,首项a 21=1,所以a 2n =1+3(n -1)=3n -2,∴a n =3n -2,∴a 7=19. 答案 198.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 =________.解析 法一 由已知得,a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,因为数列{a n }为等差数列,所以d =a m +1-a m =1,又因为S m =m (a 1+a m )2=0,所以m (a 1+2)=0,因为m ≠0,所以a 1=-2,又a m =a 1+(m -1)d =2,解得m =5. 法二 因为S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,所以a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,所以公差d =a m +1-a m =1,由S n =na 1+n (n -1)2d =na 1+n (n -1)2, 得⎩⎨⎧ma 1+m (m -1)2=0, ①(m -1)a 1+(m -1)(m -2)2=-2. ② 由①得a 1=1-m 2,代入②可得m =5.法三 因为数列{a n }为等差数列,且前n 项和为S n ,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列. 所以S m -1m -1+S m +1m +1=2S m m ,即-2m -1+3m +1=0, 解得m =5,经检验为原方程的解.答案 5三、解答题9.(2016·全国Ⅱ卷)等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.解 (1)设数列{a n }首项为a 1,公差为d ,由题意有⎩⎨⎧2a 1+5d =4,a 1+5d =3.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =25. 所以{a n }的通项公式为a n =2n +35.(2)由(1)知,b n =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n +35. 当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1;当n =4,5时,2≤2n +35<3,b n =2;当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3; 当n =9,10时,4≤2n +35<5,b n =4.所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.10.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.(1)证明 由题设知,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)解 由题设知,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,a n +1-a n =2.因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.11.(2017·东北三省四市联考)《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一.书中有一道这样的题目:把100个面包分给5个人,使每人所得成等差数列,且使较大的三份之和的17是较小的两份之和,则最小的一份为( )A.53B.103C.56D.116解析 依题意,设这100份面包所分成的五份由小到大依次为a -2m ,a -m ,a ,a +m ,a +2m ,则有⎩⎪⎨⎪⎧5a =100,a +(a +m )+(a +2m )=7(a -2m +a -m ),解得a =20,m =11a 24,a -2m =a 12=53,即其中最小一份为53,故选A.答案 A12.(2017·郑州模拟)已知正项等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 12=24,则a 6·a 7的最大值为( )A.36B.6C.4D.2解析 在等差数列{a n }中,∵S 12=6(a 6+a 7)=24,∴a 6+a 7=4,令x >0,y >0,由基本不等式可得x ·y ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 22,当且仅当x =y 时“=”成立.又a 6>0,a 7>0,∴a 6·a 7≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a 6+a 722=4,当且仅当a 6=a 7=2时,“=”成立.即a 6·a 7的最大值为4,故选C.答案 C13.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________. 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 6b 6=1941. 答案 194114.在数列{a n }中,a 1=-5,a 2=-2,记A (n )=a 1+a 2+…+a n ,B (n )=a 2+a 3+…+a n +1,C (n )=a 3+a 4+…+a n +2(n ∈N *),若对于任意n ∈N *,A (n ),B (n ),C (n )成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{|a n |}的前n 项和.解 (1)根据题意A (n ),B (n ),C (n )成等差数列.∴A (n )+C (n )=2B (n ),整理得a n +2-a n +1=a 2-a 1=-2+5=3,∴数列{a n }是首项为-5,公差为3的等差数列,∴a n =-5+3(n -1)=3n -8.(2)|a n |=⎩⎨⎧-3n +8,n ≤2,3n -8,n ≥3, 记数列{|a n |}的前n 项和为S n .当n ≤2时,S n =n (5+8-3n )2=-3n 22+132n ; 当n ≥3时,S n =7+(n -2)(1+3n -8)2=3n 22-132n +14, 综上,S n =⎩⎪⎨⎪⎧-32n 2+132n ,n ≤2,32n 2-132n +14,n ≥3.。

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