等差数列前n项和的最值求解方法

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等差数列的前n项和的最值及应用

等差数列的前n项和的最值及应用
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法二 同法一,求出公差d=-2. 所以an=25+(n-1)×(-2)=-2n+27. 因为a1=25>0, 又由因aann为=+1n=-∈-2Nn2*+(,2n7+≥10),+27≤0得nn≤ ≥11321212, . 所以当n=13时,Sn有最大值,为S13=169.
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法三 因为S8=S18,所以a9+a10+…+a18=0. 由等差数列的性质得a13+a14=0. 因为a1>0,所以d<0. 所以a13>0,a14<0.所以当n=13时,Sn有最大值. 由a13+a14=0,得a1+12d+a1+13d=0,又a1=25, 解得d=-2, 所以 S13=13×25+13×2 12×(-2)=169, 所以 Sn 的最大值为 169.
TUO ZHAN YAN SHEN FEN CENG JING LIAN HE XING SU YANG DA CHENG
一、基础达标
1.已知数列{an}满足an=26-2n,则使其前n项和Sn取最大值的n的值为( D )
A.11或12
B.12
C.13
D.12或13
解析 ∵an=26-2n,∴an-an-1=-2, ∴数列{an}为等差数列. 又 a1=24,d=-2, ∴Sn=24n+n(n2-1)×(-2)=-n2+25n=-n-2252+6425. ∵n∈N*,∴当 n=12 或 13 时,Sn 最大.
索引
3.做一做 《张邱建算经》卷上第22题为:今有女善织,日益功疾,且从第2天 起,每天比前一天多织相同量的布,若第1天织5尺布,现在一月(按30天 16
计)共织390尺布,则每天比前一天多织___2_9____尺布(不作近似计算). 解析 由题意知,该女每天的织布尺数构成等差数列{an},其中 a1=5,S30=390, 设其公差为 d,则 S30=30×5+30×2 29d=390,解得 d=1269.故该女子织布每天增 加1269尺.

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。

(文章)等差数列前n项和最值的求法

(文章)等差数列前n项和最值的求法

等差数列前n 项和最值的求法根据等差数列{a n }的前n 项和公式S n =na 1+2)1(-n n d=2d n 2+(a 1-2d )n ,当a 1>0,d <0时,S n 有最大值,当a 1<0,d >0时,Sn 有最小值。

下面以最大值为例,探讨求Sn 的最值的一般方法。

方法一:S n =2d n 2+(a 1-2d )n ,d <0,S n 可看作开口向下的抛物线,离对称轴最近的自然数n 是S n 取得最大值的n 。

(注:若对称轴为212+n ,则S n 与S n+1同时取得最大值) 方法二:由⎩⎨⎧≥+001n a an ,解出n 的范围,从而确定此范围中的自然数n 。

方法三:设法确定前几项为正,或是否有零项,那么所有非负数项的和最大,若有零项,会有两个和相等并且最大例1 等差数列{a n }中,a 1>0,公差d <0,如果S 7=S 12,求数列{a n }前n 项和S n 的最大值。

分析:用上述三种方法分别求。

解法一:由S 7=S 12,得d=-91a 1,∴S n =na 1+21n (n-1)d=-181a 1(n-219)2+72361a 1。

故当n=9,n=10时,(9-219)2=(10-219)2,所以S 9=S 10并且最大。

解法二:由S 7=S 12,得d=-91a 1,由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤-=+=≥-=-+=+0)9(910)10(91)1(11111n a nd a a n a d n a a n n 得9≤n ≤10,故当n=9,n=10时,(9-219)2=(10-219)2,所以S 9=S 10并且最大。

解法三:由S 7=S 12,得d=-91a 1<0,知{a n }是递减的等差数列。

∵S 7=S 12,∴a 8+a 9+…+a 12=0∴5a 10=0,由此必有a 1>a 2>…>a 10=0>a 11>…,故S 9=S 10并且最大。

4.2.2等差数列的前n项和公式

4.2.2等差数列的前n项和公式
( − 1)
= 1 +
.
2
作用:已知 a1,d和 n,求 Sn.
典型例题
例1已知数列{an}是等差数列.
(1)若a1=7,a50=101,求 S50;
5
(2)若a1=2,a2= ,求S10;
2
1
1
(3)若a1= ,d= − ,Sn=−5,求n.
2
6
解:(1)∵a1=7,a50=101,
当n=6时,an=0;
所以 an+1<an .所以{an}是递减数列.
当n>6时,an<0.
由 a1=10,dБайду номын сангаас=-2,
得 an=10+(n-1)×(-2) =-2n+12.
所以 , S1<S2<…<S5=S6> S7>…
令 an>0,解得 n <6.
所以,当n=5或6时,Sn最大.
因为5 = 5 × 10
2

= + (1 − ).
2
2
Sn=Sn-1+an(n≥2)
函数思想
课后作业
1.某市一家商场的新年最高促销奖设立了两种领奖方式:第一种,
所以2 = (1 + ) + (1 + ) + ⋯ + (1 + )
= (1 + ).
(1 + )
=
.
2
等差数列的前n项和公式
等差数列{an}的前n项和Sn公式:
(1 + )
=
.
2
作用:已知 a1,an 和 n,求 Sn.
an=a1+(n-1)d,(n∈N*)
,有
2
101 + 45 = 310,

等差数列的最值问题

等差数列的最值问题
2009×2008
解析(1)设数列{ }的公差为d,则由2009 = 0得20091 +
= 0,
2
1
2009−

即1 + 1004 = 0,则 = −
1 ,所以1 + =
1 ,所以 = (1 +
1004
1004
2
2009−

) = ⋅
1 = 1 ⋅ (2009 − 2 ).因为1 < 0, ∈ ∗ ,所以当 = 1004或
由 S5=S12 得 5a1+10d=12a1+66d,
d=- a1<0.
8
1
- a1
n(n-1)
n(n-1)
1
则 Sn = na1 +
d = na1 +
· 8 = - a1(n2 - 17n) = -
16
2
2
17
n-
1
2 289
a1
2 +
a1,因为 a1>0,n∈N*,所以当 n=8 或 9 时,Sn 有最大值.
2
1004
2008
1005
= 1005时, 取得最小值,最小值为
1 .
2
1005−
1
1005−
2
(2)由(1)得 =
1 . 由 ≤ , 得
(2009 − ) ≤
1 .
1004
2008
1004
因为 1 < 0, 所以 2 − 2011 + 2010 ≤ 0, 即 ( − 1)( − 2010) ≤ 0 ,解得 1 ≤
≤ 2010 .故所求 的取值集合为 {|1 ≤ ≤ 2010, ∈ ∗ } .

求数列前n项和的七种方法

求数列前n项和的七种方法

求数列前N 项和的七种方法1. 公式法等差数列前n 项和:特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+g ,即前n 项和为中间项乘以项数。

这个公式在很多时候可以简化运算。

等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。

其他公式:1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n3、213)]1(21[+==∑=n n k S n k n[例1] 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和. 解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x 由等比数列求和公式得 n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32(利用常用公式)=xx x n--1)1(=211)211(21--n =1-n21 [例2] 设S n =1+2+3+…+n,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , )2)(1(211++=+n n S n (利用常用公式)∴ 1)32()(++=n n S n S n f =64342++n n n=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f2. 错位相减法这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{a n · b n }的前n 项和,其中{ a n }、{ b n }分别是等差数列和等比数列.[例3] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①解:由题可知,{1)12(--n x n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x }的通项之积设n n x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ②(设制错位)①-②得n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=-- (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n xx x S x )12(1121)1(1----⋅+=--∴ 21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+ [例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232nn前n 项的和. 解:由题可知,{n n22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积 设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ……………………………② (设制错位)①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS (错位相减)∴ 1224-+-=n n n S 练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1解:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1 ①①两边同乘以x ,得x S n =x+5 x 2+9x 3+······+(4n -3)x n ② ①-②得,(1-x )S n =1+4(x+ x 2+x 3+······+ n x )-(4n-3)x n当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n 当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n) 1-x +1-(4n-3)x n ]3. 反序相加法求和这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +. [例5] 求οοοοο89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设οοοοο89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ①将①式右边反序得οοοοο1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …② (反序)又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x ο ①+②得 (反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222οοοοοο++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.5 4. 分组法求和有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.[例6] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n a a a n ,…解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n aa a S n n将其每一项拆开再重新组合得)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n aa a S n n(分组)当a =1时,2)13(n n n S n -+==2)13(nn + (分组求和)当1≠a 时,2)13(1111n n aa S n n -+--==2)13(11n n a a a n -+--- [例7] 求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n 项和.解:设k k k k k k a k ++=++=2332)12)(1( ∴ ∑=++=nk n k k k S 1)12)(1(=)32(231k k k nk ++∑=将其每一项拆开再重新组合得3211123nnnn k k k S k k k====++∑∑∑(分组)=)21()21(3)21(2222333n n n +⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++22(1)(1)(21)(1)222n n n n n n n ++++=++ (分组求和)=2)2()1(2++n n n练习:求数列•••+•••),21(,,813,412,211nn 的前n 项和。

求前n项和的几种方法

求前n项和的几种方法

求前n 项和的几种方法求数列前N 项和的方法1. 公式法(1)等差数列前n 项和:特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 项和为中间项乘以项数。

这个公(2q=11q S ≠,(31、=S n 3、=S n [例1][例2]设2. 这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{a n · b n }的前n 项和,其中{a n }、{b n }分别是等差数列和等比数列.[例3]求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①[例4]求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n 前n 项的和. 练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1答案:当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n =11-x [4x(1-x n )1-x +1-(4n-3)x n ]3. 倒序相加法求和这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把[例5]求4. [例6]5. (1(3(5))2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n (6)n n n n n n n n S n n n n n n n n n a 2)1(11,2)1(12121)1()1(221)1(21+-=+-⋅=⋅+-+=⋅++=-则 [例9]求数列⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11,,321,211n n 的前n 项和.[例10]在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n n n n a n ,又12+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和.[例11]求证:1sin 1cos 89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 12=+⋅⋅⋅++ 解:设89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S ∵ n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+(裂项) ∴ 89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S (裂项求和) =]}88tan 89[tan )2tan 3(tan )1tan 2(tan )0tan 1{(tan 1 -+-+-+-∴6. [[例7. [例练习:求5,55,555,…,的前n 项和。

求等差数列前n项和的最值问题的两种常用解法

求等差数列前n项和的最值问题的两种常用解法

求等差数列前n 项和的最值问题的两种常用解法【必备方法】1.函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式bn an S n +=2,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解,一定注意n 是正整数。

2.邻项变号法:①0,01<>d a 时,满足⎩⎨⎧≤≥+001n n a a 的项数m 使得n S 取得最大值为m S ; ②当0,01><d a 时,满足⎩⎨⎧≥≤+001n n a a 的项数m 使得n S 取得最小值为m S . 【典例示范】例1、等差数列}{n a 前n 项和为n S ,已知1131,13S S a ==,当n S 最大时,n 的值是( )(A)5 (B)6 (C)7 (D)8解:方法一:由113S S =得01154=+++a a a ,根据等差数列性质可得087=+a a ,根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到0,087<>a a ,故n=7 时,n S 最大.方法二:由113S S =可得d a d a 55113311+=+,把131=a 代入得2-=d ,故n n n n n S n 14)1(132+-=--=,根据二次函数性质,当n=7时,n S 最大. 方法三:根据131=a ,113S S =,知这个数列的公差不等于零.由于113S S =说明这个数列的和先是单调递增的然后又单调递减.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,当113S S =时,只有72113=+=n 时,n S 取得最大值. 答案:C练习:1.已知在等差数列}{n a 中,311=a ,n S 是它的前n 项的和,2210S S =.(1)求n S ;(2)这个数列前多少项的和最大,并求出这个最大值. 解析:(1)∵102110a a a S ++= ,222122a a a S ++= ,又2210S S =, ∴0221211=++a a a ,则031212211=+=+d a a a ,又311=a ,2-=∴d ,∴21322)1(n n d n n na S n -=-+=。

各有千秋,难分伯仲——等差数列前n项和公式的五种形式及应用

各有千秋,难分伯仲——等差数列前n项和公式的五种形式及应用

各有千秋,难分伯仲——等差数列前n项和公式的五种
形式及应用
一、定义:
等差数列(Arithmetic Sequence)是指一组数满足相邻两项之差均为常数的数列。

它是有序数列中最为常见的类型,而且它在数学中有着重要的应用。

二、公式:
等差数列的前n项和公式有五种形式,即:
1. 极差法:Sn = n*a + [(n-1)*d]/2;
2. 等比数列的和公式:Sn = a*(1-rn) / (1-r);
3. 通项法:Sn = n/2(a+l);
4. 等差前n项和公式:Sn = n/2(2a+(n-1)d);
5. 首项和末项乘积法:Sn = n/2(a×l)。

三、应用:
1. 等差数列可以用于说明几何形体的对称性,如三角形、正方形和正多边形。

2. 等差数列可以用于推断和解决实际问题,如求解时间与距离的关系等。

3. 等差数列可以用于衡量某一事物的递增规律或趋势,如检测股价的波动趋势、记账的收入支出趋势等。

4. 等差数列可以用于估算一组数据的平均值,如计算某一时间段内股票的平均价格、计算某一地区的平均气温等。

5. 等差数列可以用于表达函数的性质,如线性函数y=ax+b、抛物线函数y=ax2+bx+c等。

等差数列前n项和最值问题求解的若干方法

等差数列前n项和最值问题求解的若干方法

等差数列前n项和最值问题求解的若干方法上期给大家分享了一些等差数列的基础问题,今天来分享有关等差数列前n项和的最值问题。

通常当首项a1和公差d异号的时候就会存在这类问题。

先来看一个比较简单的题已知一个等差数列的任意两项,就可以先把这个等差数列的通项公式求出来接下来有两套思路,对应两种方法。

第一套思路是利用函数性质求最值,所以要先求出Sn,然后可以发现Sn是关于n的二次函数,用求二次函数的方法,分析开口方向和对称轴即可这里需要注意n是整数,如果求出对称轴的值不是整数,则需要就近取整数值。

第二套思路是分析项的正负。

道理很简单:“正数越加越大,负数越加越小”,于是我们可以通过an的正负来判断Sn的增减有些时候,可能存在两个n的值都使Sn取到最值,即存在“双最值”的情况,比如下面这道题首先转化题目条件,根据等差数列的性质得出a4=0这道题不像上一题,可以求出一个确定的通项公式及前n项和公式,那么还能用方法一吗?其实是可以的,代着d去做就可以了可以看出,Sn仍然是关于n的二次函数,只不过含有参数d,但是我们知道d是大于0的,而且求对称轴的时候也可以约去d,丝毫不影响我们判断开口方向和求对称轴的值这里求出来对称轴的值就不是整数,而且就近取整数的话可以取到两个,实际上两个都是最小值,这就是所谓的“双最值”问题当然也可以利用方法二,判断项的正负,但是其中有一项a4=0.这也是“双最值”问题最显著的一个特征——存在一项为0还有一些题,也是在考查最值问题,但是考查形式比较隐蔽,比如下面这道题题目条件实际上在变相告诉我们通项公式,我们也可进而求出前n项和Sn,接着利用开口和对称轴求出最大值。

我们发现这还是一个“双最值”问题那么“有且仅有两个”意味着一定就是这两个,所以这个最大值要大于等于k又因为“仅有”,所以其他的值都要小于k.而除了S4和S5,最大的就是S3和S6了,我们也可以称其为“次大值”,很显然这个“次大值”要小于k最后再一综合即可得出k的最终取值范围。

等差数列的前n项和的最值问题

等差数列的前n项和的最值问题
精品资料
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解 方法一 ∵a1=20,S10=S15, ∴10×20+10× 2 9d=15×20+15× 2 14d, ∴d=-53. ∴an=20+(n-1)×-53=-53n+635. ∴a13=0. 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=12×20+12× 2 11×-53=130.
S2 009=0.
(1)求 Sn 的最小值及此时 n 的值;
(2)求 n 的取值集合,使 an≥Sn.
解 方法一 (1)设公差为 d,则由 S2 009=0
⇒2
009a1+2
009×2 2
008d=0⇒a1+1
004d=0,
d=-1 0104a1,a1+an=2 010090-4 na1,
∴Sn=n2(a1+an)=n09n-n2)
∵a1<0,n∈N*,
∴当
n=1
004

1
005精品时资料,Sn
取最小值1
005 2 a1.
(2)an=1 100050- 4 na1,
Sn≤an⇔2
a0108(2
009n-n2)≤1
005-n 1 004 a1
∵a1<0, ∴n2-2 011n+2 010≤0,即(n-1)(n-2 010)≤0,
等差数列(děnɡ chā shù liè)的前n项和的最值 问题
精品资料
前n项和Sn最大(最小)
1)在a1 0, d 0,求n为何值时Sn最大, 可由不等式组 aann100来确定n 2)在a1 0, d 0,求n为何值时Sn最小, 可由不等式组 aann100来确定n

等差数列的前n项和公式课件-高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册

等差数列的前n项和公式课件-高二上学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册
4.2 等差数列
4.2.2 等差数列的前n项和公式
第1课时 等差数列的前n项和公式
课程目标
学法指导
1.借助教材实例了解 1.等差数列是“中心对称”的,因此在求和的时
等差数列前n项和公式 候可以从中心对称的角度来思考,这就是倒序相
的推导过程.
加法的本质,采取图示的方法有助于理解公式的
2.借助教材掌握a1, 推导.也正是因为中心对称的缘故,等差数列的
(C )
A.5114
B.581
C.9136
D.9132
(3)已知等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 S10=100,S100=10,试求
S110.
[分析] (1)求 n 想到 Sn=na1+2 an=nam+2an-m+1⇒Sn-Sn-4=an+an -1+an-2+an-3,a1+a2+a3+a4⇒a1+an.
(2)求值想+an=ap+aq⇒abnn= SS2′2nn--11.
(3)求 S110 想到 Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…构成公差为 n2d 的等差数列 ⇒S10=100,S100=10⇒项数和公差.
[解析] (1)Sn-Sn-4=an+an-1+an-2+an-3=80. S4=a1+a2+a3+a4=40. 两式相加得 4(a1+an)=120,∴a1+an=30. 由 Sn=na1+ 2 an=210,∴n=14. (2)由已知SSn′n=7nn++32,ab77=SS1′133=9136.
解得da= 1=-122,, ∴an=-2n+14.
②由①得 Sn=n12+124-2n=-n2+13n=-n-1232+1469. 当 n 取与123最接近的整数,即 6 或 7 时,Sn 有最大值,最大值为 S6 =S7=-72+13×7=42.

等差数列前n项和最值问题的解法分析

等差数列前n项和最值问题的解法分析

等差数列前n项和最值问题的解法分析等差数列是数学中非常重要的概念,它涉及到许多数学问题,其中一个最经典的问题便是如何求等差数列的前n项和最值问题。

本文以此问题为研究对象,对其解法进行分析,以期为进一步学习带来帮助。

首先,我们需要做的是引入一个关于等差数列的概念:什么是等差数列?等差数列是指满足特定规律的一类数列,其中每一项与它的前一项之间的差是一个常数,而这个常数叫作等差数列的公差,同时,等差数列前n项和指的是从首项开始到第n项止,等差数列所有项的和,这是我们本文要解决的问题。

其次,要解决等差数列前n项和最值问题,首先要明确等差数列的公差,以及首项和第n项的值,这样才能有效地求解等差数列的前n项和最值。

要求等差数列前n项和最值,有以下几种方法:方法一:直接推导法。

根据等差数列的数学表达式,可以直接推导出前n项的和的表达式,即:S=n*a + n(n-1)d/2,其中S表示等差数列前n项和,n表示等差数列的项数,a表示等差数列的首项,d 表示等差数列的公差。

方法二:找规律法。

如果我们能够找出等差数列前n项和的规律,那么也可以求出等差数列前n项和最值。

等差数列前n项和的规律是:S1 = a1 + a2 + a3 +… + an = n * (a1 + an) / 2,其中S1表示等差数列前n项和,n表示等差数列的项数,a1表示等差数列的首项,an表示等差数列的末项。

最后,为了进一步探究等差数列前n项和最值问题,我们可以通过一组具体的等差数列来进行分析。

比如,设数列{a1,a2,a3,…,an}为等差数列,a1=2,d=3,则等差数列前n项和S1=n*(a1+an)/2=n*(2+an)/2,其中n表示等差数列的项数,an表示等差数列的末项的值,an=a1+d*(n-1)=2+3*(n-1),即an=3n-1。

所以,等差数列前n项和可以表示为S1=n*(2+3n-1)/2,即等差数列前n项和最值为S1=n^2+n-1。

等差数列最值的求法

等差数列最值的求法

等差数列前n 项和最值问题求法等差数列的前n 项和最值问题反映了数的变化过程,体现了一种从量的积累到质的变化,揭示了数之间的关联,其最值的求法通常可从函数与不等式来考察,下面通过几个例题从不同的侧面来小议其求法。

一、应用二次函数图象求解最值例1:等差数列{}n a 中, 1490,a S S >=,则n 的取值为多少时?n S 最大分析:等差数列的前n 项和n S 是关于n 的二次函数,因此可从二次函数的图象的角度来求解。

解析:由条件1490,a S S >=可知,d<0,且211(1)()222n n n d d S na d n a n -=+=+-, 其图象是开口向下的抛物线,所以在对称轴处取得最大值,且对称轴为49 6.52n +==, 而n N *∈,且6.5介于6与7的中点,从而6n =或7n =时n S 最大。

点评:利用二次函数图象的开口方向、对称性等、数形结合求解其最值简单易行,但要注意对称轴是介于两个整数的中点,此时应有两个n 的取值。

二、转化为求二次函数求最值例3、在等差数列{n a }中, 4a =-14, 公差d =3, 求数列{n a }的前n 项和n S 的最小值 分析:利用条件转化为二次函数,通过配方写成顶点式易求解。

解析:∵4a =1a +3d, ∴ -14=1a +9, 1a =-23, ∴ n S =-23n +2)1(3-n n =23[(n -496)2-24936], ∴ 当n=496最小时,n S 最小, 但由于n N *∈,496介于8与9之间, 8100S =-,999S =- 即有且89S S >,故当n =8 8S =-100最小.点评:通过条件求出1a ,从而将n S 转化为关于n 的二次函数,然后配方求解,但要注意的是此处496介于8与9之间,但并不能取两个整数,判断的标准是对称轴是否处于两个整数中点,否则只有一个取值。

高中数学2.3 等差数列的前n项和之 等差数列前n项和Sn 的函数特性

高中数学2.3 等差数列的前n项和之  等差数列前n项和Sn 的函数特性

当 n>17 时, Sn′=|a1|+|a2|+|a3|+…+|an| =a1+a2+…+a17-(a18+a19+…+an), Sn′=--32n2+1023n+2S17 =32n2-1023n+884, ∴Sn′= - 32n322-n21+023102n3+n8n8≤41n7>1,7.
2.已知数列{an}的前 n 项和公式为 Sn=2n2-30n.
a25-a10=15d=-45, 23=a1+10-1×d,

a1=50, d=-3.
(1)设第 n 项开始为负,
an=50-3(n-1)=53-3n<0,∴n>533,
∴从第 18 项开始为负. (2)|an|=|53-3n|
=533n- -353n1n<>1n≤ 7.17,
当 n≤17 时,Sn′=-32n2+1023n;
得{Sn}的最大 值.
a a
n n
1
0
0
特别地,若 a1>0,d>0,则 S1 是{Sn}的最小 值;若 a1<0,d<0,则S1 是
{Sn}的最大值.
合作探究
例 1.已知数列{an}的通项公式是 an=2n -48,则 Sn 取得最小值时,n 为 ________.
【解法一】由 an≤0 得,2n-48≤0,n≤24, ∴当 n=23 或 24 时,Sn 最小. 【答案】23 或 24
(2)法二:由 y=-x2+33x 的对称轴为 x=33.距离33最近的整数为 16,17.
2
2
由 Sn=-n2+33n 的图象可知:当 n≤17 时,an≥0,当 n≥18 时,an<0,
故数列{an}的前 16 项或前 17 项的和最大.

等差数列的前n项和

等差数列的前n项和
S50 50 (50 1) 50 100 (2) 2550 2
(3)a1 14.5, d 0.7, an 32.
n 26, S 26
n(a1 an ) Sn 2
26 (14 .5 32 ) 604 .5. 2
(1)
n(n 1) S n na1 d (2) 2
习题1.设等差数列{an}的前n项和为Sn, 若S3=9,S6=36,则a7+a8+a9=( B ) A.63 B.45 C.36 D.27
2. 从1到200的所有整数中,既不是2的倍数, 又不是3的倍数的所有整数和是多少? 解: 从1到200的所有整数中, 所有2的倍数 2,4,6,8,… ,200 构成的等差数列. 所有3的倍数 3,6,9,12,… ,198 构成的等差数列.
S2k 1 (2k 1)ak T2k 1 (2k 1)bk

ak S 2 k 1 bk T2 k 1
a11 S21 23 . 21 2 b11 T21 3 21 4 67
练习题:
1.(1)已知等差数列{an}的an=24-3n,则 前多少项和最大? (2)已知等差数列{bn}的通项bn=2n-17, 则前多少项和最小?
n
n(n 1) sn 2 这种求和法称为倒序相加法
1.公式推导
如何求等差数列an 的前n项和Sn ? 问题2:
sn a1 a2
a3
an a1
sn an a n 1 an 2 n(a1 an ) sn 2
1.公式推导
n(a1 an ) 公式1 S n 2
例2:等差数列-10,-6, -2,2,… 前多少项和是54?

等差数列前n项和最值问题的解法分析

等差数列前n项和最值问题的解法分析

等差数列前n项和最值问题的解法分析等差数列是数学中最基础、最常见的数字模式,它由若干个元素依次构成,元素之间的差值是等差的,因而又被称为等差数列。

等差数列前n项和最值问题是数学中的一个重要问题,通过分析等差数列的特点,可以找出其最值的解法。

等差数列中,每项与距离它最近的前一项,以及后一项均有相同的差值,这个值被称为等差。

记前n项和为S,a1, a2, a3, ..., an 分别表示前n项值,d表示等差,则有S=a1+a2+a3+...+an=n(a1+an)/2,即S=(n/2)(2a1+(n-1)d)。

通过上述公式,可以计算出前n项和最大值和最小值,即最大值为:Max(S)=(n/2)(2a1+nd),最小值为:Min(S)=(n/2)(2a1+(n-1)d)。

以等差数列1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21为例,a1=1,d=2,n=11,由上公式可得,它的前n项和最大值为Max(S)=(11/2)(2×1+11×2)=66,最小值为Min(S)=(11/2)(2×1+(11-1)×2)=55。

通过用数学方法计算前n项和最值,可以得出结论:等差数列前n项和的最大值为(n/2)(2a1+nd),最小值为(n/2)(2a1+(n-1)d)。

另一种求解等差数列前n项和最值的方法是拆分式求和。

拆分式求和即将等差数列前n项中的每一项分别加和起来,最大值为所有加和结果中最大那一项,最小值为所有加和结果中最小那一项。

以等差数列1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21为例,其前n项和最大值为1+3+5+7+9+11+13+15+17+19+21=117,最小值为1+3+5+7+9+11+13+15+17+19+21=55。

可见,拆分式求和法可以简单快捷地求解等差数列前n项和最值。

然而,也有一定的局限性,当n过大时,容易出现数值不准确和太过繁琐等情况,且需要对n值进行检查,以保证计算结果的准确性。

等差数列前n项和的最值问题

等差数列前n项和的最值问题
3.通项法:利用数列的通项公式来解决数列前n项和的最值问题,即:
当 , 时,n为使 成立的最大的自然数时, 最大,这是因为:当 时, ,即 递增;已知等差数列{an},a1>0,d<0,Sn存在最大值,
若am使Sn取得最大值,则am满足:成立的最大自然数n时, 最大
当 时, ,即 递减。类似地,当 , 时,若am使Sn取得最小值,则am满足:成立的最大自然数n时, 最小。
解:在等差数列{an}中,因为a1+a12>0,
所以a6+a7>0,又因为a1<0且a6a7<0,所以所以当Sn最小时的n为6
例题2:已知等差数列{an}的通项公式an=3n-20,当n取何值时,Sn取得最小值,并求此最小值.
我们分析数列为:
-17,-14,-11,-8,-5,-2,1,4,…
问题1:从数列中可以发现,数列在第几项时,Sn取得最小值?
问题2:使数列Sn取得最小值的项具备什么特征呢?
结论:若am使Sn取得最小值,则am满足:
解法一:若am使Sn取得最小值,则am满足:

解得≤n≤,因为n∈N*,所以n=6.
所以当n取6时,Sn取得最小值,最小值为-57.
解法二:Sn=n×(—17)+×3=n2-n,
其对称轴为n=,所以离对称轴最近的整数为6.
所以当n取6时,Sn取得最小值,最小值为-57.
练习:
1、已知等差数列 的通项为 ,则使得 最大的 的值是?
又 ,∴ 的前10项或前11项的和最小。
说明:此处虽说是用图像法,但不一定要画出图像,而是利用图像的性质去解题。
练习1:等差数列 中, , ,问此数列前多少项和最大?并求此最大值。
速解: 抛物线对称轴方程为 ,则可设 ,

等差数列前n项和的性质及应用

等差数列前n项和的性质及应用

第2课时 等差数列前n 项和的性质及应用(教师独具内容)课程标准:1.掌握等差数列前n 项和的性质,并能够运用其来解决问题.2.体会等差数列前n 项和公式与二次函数的联系,并能够运用二次函数的知识解决数列问题.教学重点:等差数列前n 项和的性质及其应用. 教学难点:运用二次函数的知识解决数列问题.1.等差数列的前n 项和公式与二次函数之间的关系一般地,对于等差数列{a n },如果a 1,d 是确定的,前n 项和S n =na 1+n n -12d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,设A =d 2,B =a 1-d 2,上式可写成S n =An 2+Bn .当A ≠0(即d ≠0)时,S n 是关于n 的二次函数,那么(n ,S n )在二次函数y =Ax 2+Bx 的图象上.因此,当d ≠0时,数列S 1,S 2,S 3,…,S n 的图象是抛物线y =Ax 2+Bx 上的一群孤立的点.可以证明:{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 2.等差数列的前n 项和的最值解决等差数列的前n 项和的最值的方法:(1)二次函数法:用求二次函数的最值方法来求其前n 项和的最值,但要注意的是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 取最值. (3)通项法:当a 1>0,d <0时,n 为使a n ≥0成立的最大的自然数时,S n 最大.这是因为:当a n >0时,S n >S n -1,即递增;当a n <0时,S n <S n -1,即递减.类似地,当a 1<0,d >0,则n 为使a n ≤0成立的最大自然数时,S n 最小.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若等差数列{a n}的前n项和为S n,则S n一定同时存在最大值和最小值.( )(2)若等差数列{a n}的前n项和为S n,则数列S m,S2m,S3m,…(m∈N*)为等差数列.( )(3)若等差数列{a n}的公差d>0,则该数列S n一定有最小值,d<0,则该数列S一定有最大值.( )n2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)已知某等差数列共有101项,各项之和为202,则奇数项之和S奇=________,偶数项之和S偶=________.(2)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若S4=8,S8=20,则a13+a14+a15+a16=________.(3)在等差数列{a n}中,a1=7,公差为d,前n项和为S n,当且仅当n=8时,S取最大值,则d的取值范围为________.n题型一等差数列前n项和性质的应用例1 等差数列{a n}中,前m项的和为30,前2m项的和为100,试求前3m 项的和.[跟踪训练1] 设S n是等差数列{a n}的前n项和,若S3=27,S6=81,则S12=( )A.270 B.108C.162 D.150题型二等差数列前n项和在实际中的应用例2 某人用分期付款的方式购买一件家电,价格为1150元,购买当天先付150元,以后每月的这一天都交付50元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150元后的一个月开始算分期付款的第一个月,则分期付款的第10个月该交付多少钱?全部贷款付清后,买这件家电实际花费多少钱?[跟踪训练2] 《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女子善织,日益功,疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈(1匹=40尺,一丈=10尺),问日益几何?”其意思为:“有一女子擅长织布,每天比前一天更加用功,织布的速度也越来越快,从第二天起,每天比前一天多织相同量的布,第一天织5尺,一月织了九匹三丈,问每天增加多少尺布?”若一个月按30天算,则每天增加量为( )A.12尺B.815尺C.1629尺D.1631尺题型三等差数列前n项和的最值问题例3 等差数列{a n}中,a1=25,S17=S9,问数列前多少项之和最大,并求此最大值.[条件探究] 本例中将“a1=25”改为“a1<0”,其他条件不变,则n为何值时,S n最小?[跟踪训练3] 设等差数列{a n}的前n项和为S n,已知a3=12,且S12>0,S13<0.(1)求公差d的范围;(2)问前几项的和最大,并说明理由.题型四等差数列的奇(偶)项和问题例4 一个等差数列项数为偶数,奇数项之和与偶数项之和分别为24和30,最后一项与第一项之差为10.5,求此数列的首项、公差、项数.[跟踪训练4] (1)一个等差数列共2011项,求它的奇数项和与偶数项和之比;(2)一个等差数列前20项和为75,其中的奇数项和与偶数项和之比为1∶2,求公差d.题型五等差数列前n项和的比例问题例5 (1)已知等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n且SnTn=7n+2n+3,则a5b5=________;(2)一个等差数列的前12项和为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 .[结论探究] 如果把本例(1)中问题,改为求a 5b 7=________,怎样解答呢?[跟踪训练5] 若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和A n 和B n 满足关系式A nB n=7n +14n +27(n ∈N *),求a nb n.1.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 5a 3=59,则S 9S 5等于( )A .1B .-1C .2D .122.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=12,S 20=17,则S 30为( ) A .30 B .25 C .20D .153.(多选)设数列{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和,a 1>0且S 6=S 9,则( ) A .d >0B .a 8=0C .S 7或S 8为S n 的最大值D .S 5>S 64.《孙子算经》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五等诸侯,共分橘子六十颗,人别加三颗.问:五人各得几何?”其意思为:“有5个人分60个橘子,他们分得的橘子数成公差为3的等差数列,问5人各得多少橘子?”这个问题中,得到橘子最多的人所得的橘子个数是________.5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,点⎝⎛⎭⎪⎫n ,S n n (n ∈N *)均在函数y =3x -2的图象上,求数列{a n }的通项公式.A级:“四基”巩固训练一、选择题1.等差数列{a n}的前n项和为S n,若S3=-6,S18-S15=18,则S18等于( ) A.36 B.18C.72 D.92.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=-11,a4+a6=-6,则当S n取最小值时,n等于( )A.6 B.7C.8 D.93.设S n是公差为d(d≠0)的无穷等差数列{a n}的前n项和,则下列命题错误的是( )A.若d<0,则数列{S n}有最大项B.若数列{S n}有最大项,则d<0C.若数列{S n}是递增数列,则对任意n∈N*,均有S n>0D.若对任意n∈N*,均有S n>0,则数列{S n}是递增数列4.已知等差数列{a n}和等差数列{b n}的前n项和分别为S n,T n,且(n+1)S n=(7n+23)T n,则使anbn为整数的正整数n的个数是( )A.2 B.3C.4 D.55.(多选)等差数列{a n}中,若S6<S7且S7>S8,则下面结论正确的是( ) A.a1>0 B.S9<S6C.a7最大D.(S n)max=S7二、填空题6.在等差数列{a n}中,a n=4n-52,a1+a2+…+a n=an2+bn(n∈N*),其中a,b均为常数,则ab=________.7.植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植树一棵,相邻两棵树相距10米,开始时需将树苗集中放置在某一棵树坑旁边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,此最小值为________米.8.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=6,S 7=28,则a n =________,a 1+a nS n +4的最大值是________.三、解答题9.在等差数列{a n }中,a 10=18,前5项的和S 5=-15, (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和的最小值,并指出何时取得最小值. 10.已知函数f (x )=x 2-2(n +1)x +n 2+5n -7,n ∈N *.(1)设函数y =f (x )的图象的顶点的纵坐标构成数列{a n },求证:数列{a n }为等差数列;(2)设函数y =f (x )的图象的顶点到x 轴的距离构成数列{b n },求{b n }的前n 项和S n .B 级:“四能”提升训练1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a n >0,且满足(a n +2)2=4S n +4n +1,n ∈N *.(1)求a 1及通项公式a n ;(2)若b n =(-1)n a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,S n n 在直线y =12x +112上,数列{b n }满足b n +2-2b n +1+b n =0(n ∈N *),b 3=11,且其前9项和为153.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)设c n =32a n -112b n -1,数列{c n }的前n 项和为T n ,求使不等式T n >k57对一切n ∈N *都成立的最大正整数k 的值.第2课时 等差数列前n 项和的性质及应用(教师独具内容)课程标准:1.掌握等差数列前n 项和的性质,并能够运用其来解决问题.2.体会等差数列前n 项和公式与二次函数的联系,并能够运用二次函数的知识解决数列问题.教学重点:等差数列前n 项和的性质及其应用. 教学难点:运用二次函数的知识解决数列问题.1.等差数列的前n 项和公式与二次函数之间的关系一般地,对于等差数列{a n },如果a 1,d 是确定的,前n 项和S n =na 1+n n -12d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,设A =d 2,B =a 1-d 2,上式可写成S n =An 2+Bn .当A ≠0(即d ≠0)时,S n 是关于n 的二次函数,那么(n ,S n )在二次函数y =Ax 2+Bx 的图象上.因此,当d ≠0时,数列S 1,S 2,S 3,…,S n 的图象是抛物线y =Ax 2+Bx 上的一群孤立的点.可以证明:{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 2.等差数列的前n 项和的最值解决等差数列的前n 项和的最值的方法:(1)二次函数法:用求二次函数的最值方法来求其前n 项和的最值,但要注意的是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 取最值. (3)通项法:当a 1>0,d <0时,n 为使a n ≥0成立的最大的自然数时,S n 最大.这是因为:当a n >0时,S n >S n -1,即递增;当a n <0时,S n <S n -1,即递减.类似地,当a 1<0,d >0,则n 为使a n ≤0成立的最大自然数时,S n 最小.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n 一定同时存在最大值和最小值.( )(2)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,则数列S m ,S 2m ,S 3m ,…(m ∈N *)为等差数列.( )(3)若等差数列{a n }的公差d >0,则该数列S n 一定有最小值,d <0,则该数列S n 一定有最大值.( )答案 (1)× (2)× (3)√2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)已知某等差数列共有101项,各项之和为202,则奇数项之和S 奇=________,偶数项之和S 偶=________.(2)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=8,S 8=20,则a 13+a 14+a 15+a 16=________.(3)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 取最大值,则d 的取值范围为________.答案 (1)102 100 (2)20 (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-78题型一 等差数列前n 项和性质的应用例1 等差数列{a n }中,前m 项的和为30,前2m 项的和为100,试求前3m 项的和.[解] 解法一:利用等差数列{a n }前n 项和公式S n =na 1+n n -12d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧S m=ma 1+m m -12d =30,S 2m=2ma 1+2m 2m -12d =100,解得a 1=10m +20m 2,d =40m 2,所以S 3m =3ma 1+3m3m -12d =210.解法二:记数列{a n }的前n 项和为S n ,由等差数列前n 项和的性质知S m ,S 2m-S m ,S 3m -S 2m 成等差数列,则2(S 2m -S m )=S m +(S 3m -S 2m ),又S m =30,S 2m =100,所以S 2m -S m =100-30=70,所以S 3m -S 2m =2(S 2m -S m )-S m =110,所以S 3m =110+100=210.等差数列前n项和的常用性质解决此类问题的方法较多,可利用方程的思想方法确定出系数,从而求出S n;也可利用等差数列的“片断和性质”,构造出新数列,从而使问题得到解决.[跟踪训练1] 设S n是等差数列{a n}的前n项和,若S3=27,S6=81,则S12=( )A.270 B.108C.162 D.150答案 A解析∵S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9成等差数列,且该数列的公差d=S6-S3-S3=27,∴S9-S6=S3+2d=81,S12-S9=S3+3d=108,∴S9=162,S12=270.题型二等差数列前n项和在实际中的应用例2 某人用分期付款的方式购买一件家电,价格为1150元,购买当天先付150元,以后每月的这一天都交付50元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150元后的一个月开始算分期付款的第一个月,则分期付款的第10个月该交付多少钱?全部贷款付清后,买这件家电实际花费多少钱?[解]设每次交款数额依次为a1,a2,…,a20,则a1=50+1000×1%=60(元),a2=50+(1000-50)×1%=59.5(元),…a10=50+(1000-9×50)×1%=55.5(元).即第10个月应付款55.5元.由于{a n}是以60为首项,以-0.5为公差的等差数列,所以有S20=60+60-19×0.52×20=1105(元),即全部付清后实际付款1105+150=1255(元).建立等差数列的模型时,要根据题意找准首项、公差和项数或者首项、末项和项数.[跟踪训练2] 《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女子善织,日益功,疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈(1匹=40尺,一丈=10尺),问日益几何?”其意思为:“有一女子擅长织布,每天比前一天更加用功,织布的速度也越来越快,从第二天起,每天比前一天多织相同量的布,第一天织5尺,一月织了九匹三丈,问每天增加多少尺布?”若一个月按30天算,则每天增加量为( )A.12尺B.815尺C.1629尺D.1631尺答案 C解析由题意可得,每天织布的量组成了等差数列{a n},a1=5,S30=9×40+30=390,设公差为d,则30×5+30×292d=390,解得d=1629.故选C.题型三等差数列前n项和的最值问题例3 等差数列{a n}中,a1=25,S17=S9,问数列前多少项之和最大,并求此最大值.[解]由题意,可知a1=25,S17=S9,则17a1+17×162d=9a1+9×82d,d=-2.解法一:S n=25n+n n-12×(-2)=-(n-13)2+169.故前13项之和最大,最大值是169.解法二:S n=d2n2+⎝⎛⎭⎪⎫a1-d2n(d<0),S n 的图象是开口向下的抛物线上一群离散的点,最高点的横坐标为9+172,即S13最大.如右图所示,最大值为169.解法三:∵S 17=S 9, ∴a 10+a 11+…+a 17=0.∴a 10+a 17=a 11+a 16=…=a 13+a 14=0. ∵a 1=25>0,∴a 13>0,a 14<0. ∴S 13最大,最大值为169.解法四:∵a 1=25>0,由⎩⎨⎧a n =25-2n -1≥0,a n +1=25-2n <0,得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤1312,n >1212.∴当n =13时,S n 有最大值169.[条件探究] 本例中将“a 1=25”改为“a 1<0”,其他条件不变,则n 为何值时,S n 最小?解 ∵S 17=S 9,∴a 10+a 11+…+a 17=0, ∴a 10+a 17=a 11+a 16=…=a 13+a 14=0. ∵a 1<0,∴a 13<0,a 14>0,∴S 13最小,∴当n =13时,S n 最小.求解等差数列前n项和最值问题的常用方法(1)二次函数法,即先求得S n 的表达式,然后配方.若对称轴恰好为正整数,则就在该处取得最值;若对称轴不是正整数,则应在离对称轴最近的正整数处取得最值,有时n 的值有两个,有时可能为1个.(2)不等式法①当a 1>0,d <0时,由⎩⎨⎧ a m ≥0,a m +1<0⇒S m 为最大值;②当a 1<0,d >0时,由⎩⎨⎧a m ≤0,a m +1>0⇒S m 为最小值.(3)寻求正、负项交替点法,即利用等差数列的性质,找到数列中正数项与负数项交替变换的位置,其实质仍然是找到数列中最后的一个非正数项(或非负数项),然后确定S n 的最值.[跟踪训练3] 设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=12,且S 12>0,S 13<0. (1)求公差d 的范围;(2)问前几项的和最大,并说明理由.解 (1)∵a 3=12,∴a 1=12-2d ,∵S 12>0,S 13<0, ∴⎩⎨⎧12a 1+66d >0,13a 1+78d <0,即⎩⎨⎧ 24+7d >0,3+d <0,∴-247<d <-3. (2)∵S 12>0,S 13<0,∴⎩⎨⎧a 1+a 12>0,a 1+a 13<0,∴⎩⎨⎧a 6+a 7>0,a 7<0,∴a 6>0,又由(1)知d <0.∴数列前6项为正,从第7项起为负. ∴数列前6项和最大.题型四 等差数列的奇(偶)项和问题例4 一个等差数列项数为偶数,奇数项之和与偶数项之和分别为24和30,最后一项与第一项之差为10.5,求此数列的首项、公差、项数.[解] 解法一:设此数列的首项为a 1,公差为d ,项数为2k (k ∈N *).根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇=24,S偶=30,a2k -a 1=212,即⎩⎪⎨⎪⎧12k a 1+a 2k -1=24,12k a 2+a2k=30,2k -1d =212,∴⎩⎪⎨⎪⎧ k [a 1+k -1d ]=24,k a 1+kd =30,2k -1d =212,解得a 1=32,d =32,k =4,∴首项为32,公差为32,项数为8.解法二:设此数列的首项为a 1,公差为d ,项数为2k (k ∈N *).根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧S奇=24,S偶=30,a2k -a 1=212,∴⎩⎨⎧S 偶-S 奇=6,a2k -a 1=212,∴⎩⎨⎧kd =6,2k -1d =212,∴⎩⎨⎧k =4,d =32.代入S 奇=k 2(a 1+a 2k -1)=24,可得a 1=32.∴首项为32,公差为32,项数为8.等差数列的奇(偶)项和的性质(1)设等差数列{a n }的项数为2n (n ∈N *),则有: ①S 2n =n (a n +a n +1); ②S 偶-S 奇=nd ,S 偶S 奇=a n +1a n(S 奇,S 偶分别是数列{a n }的所有奇数项和、偶数项和).(2)设等差数列{a n }的项数为2n -1(n ≥2,且n ∈N *),则S 2n -1=(2n -1)a n (a n是数列的中间项),S奇-S偶=a n,S奇S偶=nn-1.[跟踪训练4] (1)一个等差数列共2011项,求它的奇数项和与偶数项和之比;(2)一个等差数列前20项和为75,其中的奇数项和与偶数项和之比为1∶2,求公差d.解(1)等差数列{a n}共有1006个奇数项,1005个偶数项,∴S奇=1006a1+a20112,S偶=1005a2+a20102.∵a1+a2011=a2+a2010,∴S奇S偶=10061005.(2)前20项中,奇数项和S奇=13×75=25,偶数项和S偶=23×75=50,又S偶-S奇=10d,∴d=50-2510=2.5.题型五等差数列前n项和的比例问题例5 (1)已知等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n且SnTn=7n+2n+3,则a5b5=________;(2)一个等差数列的前12项和为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.[解析](1)解法一:a5b5=S9T9=7×9+29+3=6512.解法二:可设S n=(7n+2)nt,T n=(n+3)nt(t≠0).则a5=S5-S4=65t,b5=T5-T4=12t.故a5b5=65t12t=6512.(2)由题意,知⎩⎨⎧S 奇+S 偶=354,S 偶∶S 奇=32∶27,解得⎩⎨⎧S 偶=192.S 奇=162.因为S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5. [答案] (1)6512(2)见解析 [结论探究] 如果把本例(1)中问题,改为求a 5b 7=________,怎样解答呢? 答案6516解析 设S n =(7n +2)nt ,T n =(n +3)nt (t ≠0), ∴a 5=65t ,b 7=T 7-T 6=(7+3)×7t -(6+3)×6t =16t .∴a 5b 7=65t 16t =6516.解决等差数列前n 项和问题的两种思路(1)涉及一个有限的等差数列的奇数项和与偶数项和之比的问题,宜用等差数列前n 项和的性质求解.(2)涉及两个等差数列项的比,可以转化为两等差数列前n 项和之比来处理. [跟踪训练5] 若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和A n 和B n 满足关系式A n B n=7n +14n +27(n ∈N *),求a nb n. 解 ∵等差数列的前n 项和S n =na 1+n n -12d =dn 22+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,A n B n =7n +14n +27, ∴设A n =k (7n 2+n ),B n =k (4n 2+27n ).当n ≥2时,a n =A n -A n -1=7kn 2+kn -7k (n -1)2-k (n -1)=k (14n -6),b n=B n -B n -1=k (4n 2+27n )-k [4(n -1)2+27(n -1)]=k (8n +23).∴a n b n =14n -68n +23,当n =1时,也成立.1.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 5a 3=59,则S 9S 5等于( )A .1B .-1C .2D .12答案 A 解析 S 9S 5=92a 1+a 952a 1+a 5=92·2a 552·2a 3=9a 55a 3=95·a 5a 3=1. 2.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=12,S 20=17,则S 30为( ) A .30 B .25 C .20 D .15答案 D解析 因为S n 是等差数列{a n }的前n 项和,所以S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列,所以S 10+(S 30-S 20)=2(S 20-S 10),所以12+(S 30-17)=2×(17-12),解得S 30=15.3.(多选)设数列{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和,a 1>0且S 6=S 9,则( ) A .d >0B .a 8=0C .S 7或S 8为S n 的最大值D .S 5>S 6答案 BC解析 因为S n =na 1+n n -12d ,所以S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,又因为a 1>0,S 6=S 9,所以d <0,二次函数y =d2x 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2x 图象的对称轴为x =6+92=152,所以二次函数图象的开口向下,所以二次函数y =d2x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,152上单调递增,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫152,+∞上单调递减,所以S 5<S 6,故A ,D 错误;在最靠近152的整数n =7或n =8时,S n 取得最大值,故C 正确;因为S 7=S 8,所以a 8=0,故B 正确.故选BC.4.《孙子算经》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五等诸侯,共分橘子六十颗,人别加三颗.问:五人各得几何?”其意思为:“有5个人分60个橘子,他们分得的橘子数成公差为3的等差数列,问5人各得多少橘子?”这个问题中,得到橘子最多的人所得的橘子个数是________.答案 18解析 设第一个人分到的橘子个数为a 1,由题意,得S 5=5a 1+5×42×3=60,解得a 1=6.则a 5=a 1+(5-1)×3=6+12=18,∴得到橘子最多的人所得的橘子个数是18.5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,点⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,S n n (n ∈N *)均在函数y =3x -2的图象上,求数列{a n }的通项公式.解 依题意得,S nn=3n -2, 即S n =3n 2-2n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n 2-2n )-[3(n -1)2-2(n -1)]=6n -5, 因为a 1=S 1=1,满足a n =6n -5, 所以a n =6n -5(n ∈N *).A 级:“四基”巩固训练一、选择题1.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=-6,S 18-S 15=18,则S 18等于( ) A .36 B .18 C .72 D .9答案 A解析 由S 3,S 6-S 3,…,S 18-S 15成等差数列,可知S 18=S 3+(S 6-S 3)+(S 9-S 6)+…+(S 18-S 15)=6×-6+182=36.2.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答案 A解析 ∵{a n }是等差数列,∴a 4+a 6=2a 5=-6,即a 5=-3,则d =a 5-a 15-1=-3+114=2,∴{a n }是首项为负数的递增数列,所有的非正项之和最小.∵a 6=-1,a 7=1,∴当n =6时,S n 取得最小值.3.设S n 是公差为d (d ≠0)的无穷等差数列{a n }的前n 项和,则下列命题错误的是( )A .若d <0,则数列{S n }有最大项B .若数列{S n }有最大项,则d <0C .若数列{S n }是递增数列,则对任意n ∈N *,均有S n >0D .若对任意n ∈N *,均有S n >0,则数列{S n }是递增数列 答案 C解析 设{a n }的首项为a 1,则S n =na 1+12n (n -1)d =d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n .由二次函数性质知S n 有最大值时,则d <0,故A ,B 正确;因为{S n }为递增数列,则d >0,不妨设a 1=-1,d =2,显然{S n }是递增数列,但S 1=-1<0,故C 错误;对任意n ∈N *,S n 均大于0时,a 1>0,d >0,{S n }必是递增数列,D 正确.4.已知等差数列{a n }和等差数列{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,且(n +1)S n=(7n +23)T n ,则使a nb n为整数的正整数n 的个数是( )A .2B .3C .4D .5答案 C解析由题意,可得SnTn=7n+23n+1,则anbn=2a n2b n=n a1+a2n-12n b1+b2n-12=S2n-1T2n-1=14n+162n=7n+8 n =7+8n,经验证,知当n=1,2,4,8时,anbn为整数,即使anbn为整数的正整数n的个数是4,故选C.5.(多选)等差数列{a n}中,若S6<S7且S7>S8,则下面结论正确的是( ) A.a1>0 B.S9<S6C.a7最大D.(S n)max=S7答案ABD解析等差数列{a n}中,若S6<S7且S7>S8,则a7>0,a8<0,故d<0.a1=a7-6d>0,A正确;S9-S6=a7+a8+a9=3a8<0,故S9<S6,B正确;因为a6>a7,故C错误;因为a7>0,a8<0,故(S n)max=S7,D正确.故选ABD.二、填空题6.在等差数列{a n}中,a n=4n-52,a1+a2+…+a n=an2+bn(n∈N*),其中a,b均为常数,则ab=________.答案-1解析∵a n=4n-52,∴a1=32.设等差数列{a n}的公差为d,则d=a n+1-a n=4.∴an2+bn=a1+a2+…+a n=32n+n n-12×4=2n2-12n.∴a=2,b=-12,故ab=-1.7.植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植树一棵,相邻两棵树相距10米,开始时需将树苗集中放置在某一棵树坑旁边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,此最小值为________米.答案2000解析假设开始时将树苗集中放置在第n棵树坑旁边(其中1≤n≤20且n∈N*),则20名同学往返所走的路程总和为S=20+40+…+20(n-1)+20+40+…+20(20-n)=20[1+2+…+(n-1)+1+…+(20-n)]=20⎣⎢⎡⎦⎥⎤n -1+1n -12+20-n +120-n 2=20(n 2-21n +210)=20⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫n -2122+210-2124因为n ∈N *且1≤n ≤20,所以当n =10或11时,S 取最小值,且最小值为2000米.8.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=6,S 7=28,则a n =________,a 1+a n S n +4的最大值是________.答案 n 17解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则 ⎩⎨⎧S 3=3a 1+3d =6,S 7=7a 1+21d =28,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =1,所以数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =n .S n =n a 1+a n2=n n +12,∴a 1+a n S n +4=21+nn +5n +4,令t =n +1,则t ≥2且t ∈N ,a 1+a n S n +4=2tt +4t +3=2t +12t+7,由对勾函数的单调性可知,函数y =t +12t+7在t ∈(0,23)时单调递减,在t ∈(23,+∞)时单调递增,当t =3或t =4时,a 1+a n S n +4取得最大值为17. 三、解答题9.在等差数列{a n }中,a 10=18,前5项的和S 5=-15, (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和的最小值,并指出何时取得最小值. 解 (1)设{a n }的首项、公差分别为a 1,d .则⎩⎨⎧a 1+9d =18,5a 1+52×4×d =-15,解得a 1=-9,d =3,∴a n =3n -12.(2)S n =n a 1+a n2=12(3n 2-21n )=32⎝ ⎛⎭⎪⎫n -722-1478, ∴当n =3或n =4时,前n 项的和取得最小值为-18.10.已知函数f (x )=x 2-2(n +1)x +n 2+5n -7,n ∈N *.(1)设函数y =f (x )的图象的顶点的纵坐标构成数列{a n },求证:数列{a n }为等差数列;(2)设函数y =f (x )的图象的顶点到x 轴的距离构成数列{b n },求{b n }的前n 项和S n .解 (1)证明:因为f (x )=x 2-2(n +1)x +n 2+5n -7 =[x -(n +1)]2+3n -8,所以a n =3n -8,因为a n +1-a n =3(n +1)-8-(3n -8)=3,所以数列{a n }为等差数列.(2)由题意知,b n =|a n |=|3n -8|,所以当1≤n ≤2时,b n =8-3n ,S n =n b 1+b n2=n [5+8-3n ]2=13n -3n 22,当n ≥3时,b n =3n -8,S n =b 1+b 2+b 3+…+b n =5+2+1+…+(3n -8) =7+n -2[1+3n -8]2=3n 2-13n +282.所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧ 13n -3n 22,1≤n ≤2,n ∈N *,3n 2-13n +282,n ≥3,n ∈N *.B 级:“四能”提升训练1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a n >0,且满足(a n +2)2=4S n +4n +1,n ∈N *.(1)求a 1及通项公式a n ;(2)若b n =(-1)n a n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)对于(a n +2)2=4S n +4n +1, ①n =1时,(a 1+2)2=4a 1+5,a 21=1,而a n >0,则a 1=1.又(a n +1+2)2=4S n +1+4(n +1)+1, ②由②-①可得(a n +1+2)2-(a n +2)2=4a n +1+4,a 2n +1=(a n +2)2,而a n >0,∴a n +1=a n +2,即a n +1-a n =2.∴{a n }是以1为首项,2为公差的等差数列,即a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)∵b n =(-1)n ·(2n -1),∴T n =-1+3-5+7+…+(-1)n (2n -1), 当n 为偶数时,T n ==n ; 当n 为奇数时,T n =-(2n -1)=-n . 综上所述,T n =(-1)n ·n .2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点⎝⎛⎭⎪⎫n ,S n n 在直线y =12x +112上,数列{b n }满足b n +2-2b n +1+b n =0(n ∈N *),b 3=11,且其前9项和为153. (1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)设c n =32a n -112b n -1,数列{c n }的前n 项和为T n ,求使不等式T n >k 57对一切n ∈N *都成立的最大正整数k 的值. 解 (1)由已知,得S n n =12n +112,∴S n =12n 2+112n . 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n 2+112n -12(n -1)2-112(n -1)=n +5. 当n =1时,a 1=S 1=6也符合上式,∴a n =n +5(n ∈N *).由b n +2-2b n +1+b n =0(n ∈N *)知{b n }是等差数列. 由{b n }的前9项和为153,可得9b1+b92=9b5=153,得b5=17,又b3=11,∴{b n}的公差d=b5-b32=3.∵b3=b1+2d,∴b1=5.∴b n=3n+2(n∈N*).(2)c n=32n-16n+3=12⎝⎛⎭⎪⎫12n-1-12n+1,∴T n=12⎝⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+…+12n-1-12n+1=12⎝⎛⎭⎪⎫1-12n+1.∵n增大时,T n增大,∴{T n}是递增数列.∴T n≥T1=1 3 .若T n>k57对一切n∈N*都成立,只要T1=13>k57,∴k<19,则k max=18.。

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等差数列前n 项和的最值求解方法
例1 设等差数列{n a }的前n 项和为n s
,已知3a =12,12s >0,130s <,
(1)求公差d 的取值范围;
(2)指出1s ,2s ,…,12s 中哪一个值最大,并说明理由.
解析 (1)由3a =12,得:1a +2d=12,即1a =12-2d, 由12s >0,得:121a +
12*1102d >,所以d>-247
, 由130s <,得:131a +13*1202
d <,所以d<-3, 因此,d 的取值范围为(-247,-3). (2)解法一:1(1)n a a n d =+-
=12-2d+(n-1)d
=12+(n-3)d
令0n a >,得:n<3-
12d , 由(1)知:247-<d<-3, 所以,1312372d
<-<, 又*n N ∈,故由等差数列的单调性可知:当6n ≤时,0n a >;
当n>6时,0n a <,因此,6s 最大.
解法二:由题意可得:n S =n 1a +(1)2n n d -=n(12-2d)+22n n d - =25(12)22
d n d n +- 显然d ≠0, n S 是关于自变量n 的二次函数,
由(1)知:d<0,
二次函数的图像抛物线的对称轴为n=
5122d -, 由(1)知:2437
d -<<-,
所以6<5122d -<132
, 又因为n *N ∈,
故当n=6时,n S 最大,
即6s 最大.
例2 已知等差数列{n a },*n a N ∈,n S =212)8n a +(.若1302n n b a =
-,求数列 {n b }的前n 项和的最小值.
分析:①由n S 与n a 的关系,可写出11n n s a ++与之间的关系,两式作差,即可得出1n a +与n a 间的关系;
②{n b }的前n 项和最小,估计{n b }的前n 项均为负值,后面均为正值,所有负值之和为最小.
解 1n a +=1n s +-n S =2112)8n a ++(-212)8n a +(,
即81n a +=(1n a ++22)-(n a +22),
所以(1n a +-22)-(n a +22
)=0,
即(1n a ++n a )(1n a +-n a -4)=0,
因为*n a N ∈,所以1n a ++n a ≠0,即1n a +-n a -4=0, 所以1n a +-n a =4,
因此等差数列{n a }的公差大于0.
1a =1s =2112)8
a +(,解得1a =2. 所以n a =4n-2,则1302
n n b a =-=2n-31. 即数列{n b }也为等差数列且公差为2.

23102(1)310{n n -≤+-≥,解得293122
n ≤≤,
因为n *N ∈,所以n=15,
故{n b }的前15项为负值,
因此15s 最小,
可知1b =-29,d=2,
所以数列 {n b }的前n 项和的最小值为 15s =1529215312
-+⨯-()=-225. 小结:若{n a }是等差数列,求前n 项和的最值时:
① 若1a >0,d<0,当满足100{n n a a +≥≤时,前n 项和n S 最大;
② 若1a <0,d>0,当满足100{n n a a +≤≥时,前n 项和n S 最小;
除以上方法外,还可将{n a }的前n 项和的最值问题看作n S 关于n 的二次函数问题,利用二次函数的图象或配方法求解,另外还可利用n S 与n 的函数关系,进行求导数求最值.。

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