2021版高考数学一轮复习第六章数列第2讲等差数列及其前n项和练习理北师大版
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第2讲 等差数列及其前n 项和
[基础题组练]
1.(一题多解)(2019·高考全国卷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 -10
C .S n =2n 2
-8n
D .S n =12
n 2
-2n
解析:选A.法一:设等差数列{a n }的公差为d ,
因为⎩⎪⎨⎪
⎧S 4=0,a 5=5,所以⎩⎪
⎨
⎪⎧4a 1+4×3
2d =0,
a 1+4d =5,
解得⎩⎪⎨
⎪⎧a 1=-3,d =2,
所以a n =a 1+(n -1)d =-3+2(n -
1)=2n -5,S n =na 1+
n (n -1)
2
d =n 2-4n .故选A.
法二:设等差数列{a n }的公差为d ,
因为⎩⎪⎨⎪⎧S 4=0,a 5=5,所以⎩⎪
⎨
⎪⎧4a 1+4×3
2d =0,
a 1+4d =5,
解得⎩
⎪⎨⎪⎧a 1=-3,
d =2.
选项A ,a 1=2×1-5=-3;
选项B ,a 1=3×1-10=-7,排除B ; 选项C ,S 1=2-8=-6,排除C ; 选项D ,S 1=12-2=-3
2
,排除D.故选A.
2.(一题多解)(2020·沈阳质量监测)在等差数列{a n }中,若S n 为前n 项和,2a 7=a 8+5,则S 11的值是( )
A .55
B .11
C .50
D .60
解析:选A.通解: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+
11×10
2
d =11(a 1+5d )=11×5=55,故选A. 优解:设等差数列{a n }的公差为d ,由2a 7=a 8+5,得2(a 6+d )=a 6+2d +5,得a 6=5,所以S 11=11a 6=55,故选A.
3.(一题多解)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 .1
B .2
C .4
D .8
解析:选C.法一:等差数列{a n }中,S 6=(a 1+a 6)×6
2=48,则a 1+a 6=16=a 2+a 5,
又a 4+a 5=24,所以a 4-a 2=2d =24-16=8,得d =4,故选C.
法二:由已知条件和等差数列的通项公式与前n 项和公式可列方程组,得⎩
⎪⎨⎪
⎧2a 1+7d =24,6a 1+6×5
2d =48, 即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得⎩
⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =4,故选C. 4.(2020·焦作市统一模拟考试)《九章算术》是我国古代第一部数学专著,全书收集了246个问题及其解法,其中一个问题为“现有一根九节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面四节容积之和为3升,下面三节的容积之和为4升,求中间两节的容积各为多少?”该问题中的第2节,第3节,第8节竹子的容积之和为( )
A.176升 B .72升 C.11366
升 D .10933
升
解析:选 A.自上而下依次设各节竹子的容积分别为a 1,a 2,…,a 9,依题意有
⎩
⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3+a 4=3a 7+a 8+a 9=4,因为a 2+a 3=a 1+a 4,a 7+a 9=2a 8,故a 2+a 3+a 8=32+43=176.选A.
5.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 2 017的值为( )
A .2 018
B .4 028
C .5 037
D .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,
所以a n =-4+(n -1)×2=2n -6,
所以a 2 017=2×2 017-6=4 028.故选B.
6.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 6=2a 3,则
S 11
S 5
=________.
解析:S 11S 5=11
2(a 1+a 11)
52(a 1+a 5)=11a 65a 3=225
.
答案:225
7.在等差数列{a n }中,公差d =1
2,前100项的和S 100=45,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=
________.
解析:因为S 100=1002(a 1+a 100)=45,所以a 1+a 100=910,a 1+a 99=a 1+a 100-d =2
5,则a 1
+a 3+a 5+…+a 99=502(a 1+a 99)=502×2
5
=10.
答案:10
8.在单调递增的等差数列{a n }中,若a 3=1,a 2a 4=3
4
,则a 1=________.
解析:由题知,a 2+a 4=2a 3=2,又因为a 2a 4=34,数列{a n }递增,所以a 2=12,a 4=3
2.所
以公差d =
a 4-a 22
=1
2
.所以a 1=a 2-d =0.
答案:0
9.已知等差数列{a n }的前三项的和为-9,前三项的积为-15. (1)求等差数列{a n }的通项公式;
(2)若{a n }为递增数列,求数列{|a n |}的前n 项和S n .
解:(1)设公差为d ,则依题意得a 2=-3,则a 1=-3-d ,a 3=-3+d , 所以(-3-d )(-3)(-3+d )=-15,得d 2
=4,d =±2, 所以a n =-2n +1或a n =2n -7.
(2)由题意得a n =2n -7,所以|a n |=⎩
⎪⎨⎪⎧7-2n ,n ≤3
2n -7,n ≥4,
①n ≤3时,S n =-(a 1+a 2+…+a n )=5+(7-2n )
2
n =6n -n 2;
②n ≥4时,S n =-a 1-a 2-a 3+a 4+…+a n =-2(a 1+a 2+a 3)+(a 1+a 2+…+a n )=18-6n +n 2
.
综上,数列{|a n |}的前n 项和S n =⎩
⎪⎨⎪⎧-n 2
+6n ,n ≤3n 2-6n +18,n ≥4.
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 ;