等差数列的概念及前n项和
等差数列前n项和的性质及应用
密码学:等差数列 前n项和公式可用于 设计密码算法和加 密方案
计算机图形学:等差数 列前n项和公式可用于 生成等差数列曲线,用 于计算机图形学中的渲 染和动画制作
定义:等差数 列中,任意两 项的差为常数
公式: Sn=n/2*(a1+a
n)
推导:利用等 差数列的定义, 将前n项和展开,
得到 Sn=na1+n(n-
算法优化:通过减少重复计算和利用已知值来加速计算过程,从而提高了算法的效率。
应用场景:等差数列前n项和的优化算法在数学、物理、工程等领域有广泛的应用, 尤其在处理大规模数据时具有显著优势。
计算等差数列前n项和的最小 值
求解等差数列中项的近似值
判断等差数列是否存在特定性 质
优化等差数列前n项和的计算 过程
,a click to unlimited possibilities
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等差数列前n项和 是数列中前n个数 的和,记作Sn。
等差数列前n项和的 公式为:Sn = n/2 * (a1 + an),其中a1为 首项,an为第n项。
等差数列前n项和 的性质包括对称性、 奇偶性、线性关系 等。
等差数列前n项和的定义:一个数列, 从第二项起,每一项与它的前一项的 差都等于同一个常数,这个数列就叫 做等差数列。
等差数列前n项和的性质1:若 m+n=p+q,则S_m+S_n=S_p+S_q。
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等差数列前n项和的公式: S_n=n/2*(2a_1+(n-1)d),其中a_1 是首项,d是公差。
4.2.2等差数列的前n项和公式
= 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,
等差数列前n项和知识点归纳总结
等差数列前n项和知识点归纳总结等差数列是数学中常见的数列形式,由一系列等差数构成。
其中,等差数是按照一定的公差递增或递减的数,如1、3、5、7、9就是一个公差为2的等差数列。
在求等差数列前n项和时,我们需要掌握一些重要的知识点。
本文将对等差数列前n项和的计算方法进行归纳总结。
一、等差数列的概念与通项公式:等差数列是指一个数列中相邻两项之间的差值是一个常数。
通常用字母a,d表示等差数列的首项和公差,其通项公式的一般形式为:an = a1 + (n-1)d,其中an表示第n项,a1为首项,d为公差。
二、求等差数列前n项和的方法:1. 公式法:根据等差数列通项公式,我们可以得到第n项的具体表达式,然后将每一项累加起来即可得到前n项和。
这种方法适用于数列项数较多的情况。
2. 列表法:列举等差数列的前n项,然后将各项相加求和,即可得到等差数列前n项和。
这种方法适用于数列项数较少的情况。
三、等差数列前n项和的公式推导:要推导等差数列前n项和的公式,我们可以利用等差数列的通项公式和数列项数的特点进行推导。
考虑一个等差数列的前n项和Sn,其首项为a1,末项为an,公差为d。
根据等差数列的通项公式,我们可以列出如下两个等式:a1 = a1an = a1 + (n-1)d将这两个等式相加得:a1 + an = 2a1 + (n-1)d根据等差数列的性质,可以知道数列中的任意两项和都等于首项和末项的和,且这个和一共出现n次。
因此,将上述等式乘以n/2,得到:n(a1 + an) = n(2a1 + (n-1)d)化简后:2a1n + (n-1)dn = n(a1 + an)移项得:2a1n + dn^2 - dn - an = 0根据求根公式,可以求解出an的表达式为:an = a1 + (n-1)d将其代入上述等式,可以得到等差数列前n项和公式:Sn = n(a1 + an) / 2= n(a1 + a1 + (n-1)d) / 2= n(2a1 + (n-1)d) / 2= n(a1 + a1 + (n-1)d) / 2= n(a1 + a1 + (n-1)d) / 2四、等差数列前n项和的应用:等差数列前n项和的计算公式在数学和物理等领域有广泛的应用。
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 =+。
(完整版)等差数列的前n项和与首项、末项之间的关系总结
(完整版)等差数列的前n项和与首项、末
项之间的关系总结
一、定义:
等差数列是指数列中的相邻两项之差为常数的数列。
它的一般
形式可以表示为:a₁, a₁+d, a₁+2d, ...,其中a₁为首项,d为公差。
二、前n项和的计算:
等差数列的前n项和可以通过以下公式求得:
Sn = (n/2)(a₁ + an)
其中,Sn表示前n项和,a₁为首项,an为末项(第n项)。
三、首项、末项与前n项和的关系:
1. 首项和末项的关系:
首项a₁和末项an之间的关系可以表示为:
an = a₁ + (n-1)d
其中,d为公差。
2. 前n项和与首项、末项之间的关系:
根据前n项和的计算公式,可以得出以下关系:
Sn = (n/2)(a₁ + a₁ + (n-1)d)
= (n/2)(2a₁ + (n-1)d)
= (n/2)(2a₁ + nd - d)
= n(a₁ + (n-1)d)/2
四、应用示例:
假设有等差数列{2, 5, 8, 11, ...},其中首项a₁=2,公差d=3。
计算该数列前n项和的步骤如下:
1. 根据首项和公差,确定该数列的末项计算公式:an = 2 + (n-
1)3。
2. 根据前n项和的计算公式,将首项a₁、末项an代入计算:Sn = n(2 + (n-1)3)/2。
以上就是对等差数列的前n项和与首项、末项之间的关系进行总结的内容。
注意:本文档的内容仅供参考,不涉及法律问题。
第二节 等差数列及其前n项和
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第二节
等差数列及其前n项和
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[解] (1)证明:当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=-2SnSn-1,① ∴Sn(1+2Sn-1)=Sn-1. 由上式知若 Sn-1≠0,则 Sn≠0. ∵S1=a1≠0, 由递推关系知 Sn≠0(n∈N*), 1 1 由①式得S - =2(n≥2). Sn-1 n
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第二节
等差数列及其前n项和
结束
解析:根据已知条件,得到 am 和 am+1,再根据等差数列的定义 得到公差 d,最后建立关于 a1 和 m 的方程组求解.由 Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,得 am=Sm-Sm-1=2,am+1=Sm+1 -Sm=3,所以等差数列的公差为 d=am+1-am=3-2=1, am=a1+m-1d=2, 由 1 S =a1m+2mm-1d=0, m a1+m-1=2, a1=-2, 得 解得 1 a1m+2mm-1=0, m=5. 答案:C
结束
[类题通法]
1.判断等差数列的解答题,常用定义法和等差中项法,而 通项公式法和前 n 项和公式法主要适用于选择题、填空题中的 简单判断. 2.用定义证明等差数列时,常采用两个式子 an+1-an=d 和 an-an-1=d,但它们的意义不同,后者必须加上“n≥2”, 否则 n=1 时,a0 无定义.
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第二节
等差数列及其前n项和
结束
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.
等差数列前n项和(公开课)PPT课件
等差数列的前n项和公式也可以用于数学建模,例如在解决一 些实际问题时,可以利用等差数列的前n项和来建立数学模型 ,从而更好地理解和解决这些问题。
在物理中的应用
物理学中的等差数列
在物理学中,有些物理量呈等差数列 分布,例如光的波长、音阶的频率等 ,等差数列的前n项和公式可以用于 计算这些物理量的总和。
物理学中的级数求和
在物理学中,有些级数的求和问题可 以用等差数列的前n项和公式来解决 ,例如在求解一些物理问题的近似解 时,可以利用等差数列的前n项和来 简化计算。
在经济中的应用
金融投资
在金融投资中,有些投资组合的收益 呈等差数列分布,例如定期存款、基 金定投等,等差数列的前n项和公式 可以用于计算这些投资组合的总收益 。
CHAPTER 02
等差数列的前n项和公式
等差数列前n项和的定义
01
02
03
定义
等差数列的前n项和是指 从第一项到第n项的所有 项的和。
符号表示
记作Sn,其中S表示总和 ,n表示项数。
举例
对于等差数列2, 4, 6, ..., 2n,前n项和为Sn = 2 + 4 + 6 + ... + 2n。
等差数列前n项和(公开 课)ppt课件
汇报人:可编辑
2023-12-23
CONTENTS
目录
• 等差数列的概念 • 等差数列的前n项和公式 • 等差数列前n项和的特例 • 等差数列前n项和的应用 • 习题与解答
CHAPTER 01
等差数列的概念
等差数列的定义
等差数列是一种常见的数列,其 中任意两个相邻项的差是一个常
等差数列前n项和的公式推导
推导方法
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。
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.。
等差数列前n项和公式大全
等差数列前n项和公式大全为了更好地理解等差数列前$n$项和公式,我们首先来了解等差数列的定义和性质。
等差数列的定义:如果一个数列满足任意相邻两项之间的差值相等,那么这个数列就是等差数列。
等差数列的通项公式:等差数列的通项公式可以表示为$a_n=a_1+(n-1)d$,其中$a_n$是数列中的第$n$项,$a_1$是数列中的第一项,$d$是公差。
等差数列的前$n$项和公式:等差数列的前$n$项和可以表示为$S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n)$,其中$S_n$表示前$n$项和。
现在让我们来证明等差数列前$n$项和公式。
我们从等差数列的通项公式出发,再利用数列中第一项与最后一项的关系来推导出前$n$项和公式:设等差数列的第$n$项为$a_n$,而第一项为$a_1$,公差为$d$。
根据通项公式:$a_n=a_1+(n-1)d$。
那么数列的最后一项可以表示为:$a_n=a_1+(n-1)d$。
那么数列的前$n$项和可以表示为:$S_n=a_1+(a_1+d)+(a_1+2d)+...+(a_1+(n-1)d)$。
将等差数列的最后一项代入前$n$项和公式,得到:$S_n=a_1+a_n+(a_1+d)+(a_1+2d)+...+(a_1+(n-2)d)$。
由于等差数列具有对称性,可以对以上等式进行变形,得到:$S_n=(a_1+a_n)+(a_1+d+a_n-d)+(a_1+2d+a_n-2d)+...+(a_1+(n-1)d+a_n-(n-1)d)$。
将等差数列的前$n$项和重新表示,得到:$S_n=(a_1+a_n)+(a_1+a_n)+(a_1+a_n)+...+(a_1+a_n)$。
一共有$n$项,所以:$S_n=n(a_1+a_n)$。
将$a_1$和$a_n$用$a_1 + (n-1)d$来表示,即:$S_n =\frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d)$。
根据等差数列的前$n$项和公式,我们得到了等差数列前$n$项和的公式。
等差数列及其前n项和考点与题型归纳
等差数列及其前n 项和考点与题型归纳一、基础知识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 (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 +b 2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.在一个等差数列中,从第2项起,每一项有穷等差数列的末项除外都是它的前一项与后一项的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.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).二、常用结论已知{a n }为等差数列,d 为公差,S n 为该数列的前n 项和. (1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)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 *).(3)a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等差数列,公差为md (k ,m ∈N *). (4)S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…也成等差数列,公差为n 2d . (5)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(6)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. (7)若项数为偶数2n ,则S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1);S 偶-S 奇=nd ;S 奇S 偶=a na n +1.(8)若项数为奇数2n -1,则S 2n -1=(2n -1)a n ;S 奇-S 偶=a n ;S 奇S 偶=nn -1.(9)在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值S m ;若a 1<0,d >0,则满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值S m .考点一 等差数列的基本运算[典例] (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 .-12B .-10C .10D .12(2)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=4,S 4=22,a n =28,则n =( ) A .3 B .7 C .9D .10[解析] (1)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)因为S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=4a 2+2d =22,d =(22-4a 2)2=3,a 1=a 2-d =4-3=1,a n=a 1+(n -1)d =1+3(n -1)=3n -2,由3n -2=28,解得n =10.[答案] (1)B (2)D[解题技法] 等差数列的基本运算的解题策略(1)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,体现了方程思想.(2)数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换的作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.[提醒] 在求解数列基本量运算中,要注意公式使用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,要注意整体代换思想的运用,使运算更加便捷.[题组训练]1.(2019·开封高三定位考试)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1+a 5=10,S 4=16,则数列{a n }的公差为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,则由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1+4d =10,4a 1+4×32×d =16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,故选B. 2.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 .420 B .340 C .-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,选D.3.在等差数列{a n }中,已知a 5+a 10=12,则3a 7+a 9=( ) A .12 B .18 C .24D .30解析:选C 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d , 因为a 5+a 10=12, 所以2a 1+13d =12,所以3a 7+a 9=3(a 1+6d )+a 1+8d =4a 1+26d =2(2a 1+13d )=2×12=24.考点二 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),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列.(2)求a n 的表达式.[解] (1)证明:因为a n =S n -S n -1(n ≥2),又a n =-2S n ·S n -1,所以S n -1-S n =2S n ·S n -1,S n ≠0. 因此1S n -1S n -1=2(n ≥2).故由等差数列的定义知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以1S 1=1a 1=2为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知1S n =1S 1+(n -1)d =2+(n -1)×2=2n ,即S n =12n.由于当n ≥2时,有a n =-2S n ·S n -1=-12n (n -1),又因为a 1=12,不适合上式.所以a n=⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.[题组训练]1.(2019·陕西质检)已知数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn (a ,b ∈R )且a 2=3,a 6=11,则S 7等于( )A .13B .49C .35D .63解析:选B 由S n=an 2+bn (a ,b ∈R )可知数列{an }是等差数列,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7(a 2+a 6)2=49. 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(n ≥2),∴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.考点三 等差数列的性质及应用考法(一) 等差数列项的性质[典例] (1)已知在等差数列{a n }中,a 5+a 6=4,则log 2(2a 1·2a 2·…·2a 10)=( ) A .10 B .20 C .40D .2+log 25(2)(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[解析] (1)因为2a 1·2a 2·…·2a 10=2a 1+a 2+…+a 10=25(a 5+a 6)=25×4, 所以log 2(2a 1·2a 2·…·2a 10)=log 225×4=20.选B.(2)由a 5=2b 5,得a 5b 5=2,所以S 9T 9=9(a 1+a 9)29(b 1+b 9)2=a 5b 5=2,故选A.[答案] (1)B (2)A考法(二) 等差数列前n 项和的性质[典例] 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 .36D .27[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] B考法(三) 等差数列前n 项和的最值[典例] 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 15B .S 16C .S 15或S 16D .S 17[解析] ∵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. [答案] A[解题技法]1.应用等差数列的性质解题的2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 m n -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.2.求等差数列前n 项和S n 最值的2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 ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.(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 .[题组训练]1.在等差数列{a n }中,若a 3=-5,a 5=-9,则a 7=( )A .-12B .-13C .12D .13解析:选B 法一:设公差为d ,则2d =a 5-a 3=-9+5=-4,则d =-2,故a 7=a 3+4d =-5+4×(-2)=-13,选B.法二:由等差数列的性质得a 7=2a 5-a 3=2×(-9)-(-5)=-13,选B.2.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 因为a 1>0,a 6a 7<0,所以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,所以S 12>0,S 13<0,所以满足S n >0的最大自然数n 的值为12.3.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________.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[课时跟踪检测]A 级1.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +2,S n 为{a n }的前n 项和,则S 10等于( ) A .90 B .100 C .110D .130解析:选C 由递推公式可知该数列是公差为2的等差数列,S 10=10×2+10×92×2=110.故选C.2.(2018·北京东城区二模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是( )A .30B .29C .28D .27解析:选C 由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.故选C.3.(2019·山西五校联考)在数列{a n }中,a n =28-5n ,S n 为数列{a n }的前n 项和,当S n 最大时,n =( )A .2B .3C .5D .6解析:选C ∵a n =28-5n ,∴数列{a n }为递减数列. 令a n =28-5n ≥0,则n ≤285,又n ∈N *,∴n ≤5.∵S n 为数列{a n }的前n 项和,∴当n =5时,S n 最大.故选C.4.(2019·广东中山一中统测)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为( )A .-45B .-50C .-55D .-66解析:选D ∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列, ∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66,故选D.5.(2018·南昌模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为( )A .20B .40C .60D .80解析:选D 设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4. ∴a 10+a 11=2a 1+19d =80.故选D.6.(2019·广州高中综合测试)等差数列{a n }的各项均不为零,其前n 项和为S n .若a 2n +1=a n +2+a n ,则S 2n +1=( )A .4n +2B .4nC .2n +1D .2n解析:选A 因为{a n }为等差数列,所以a n +2+a n =2a n +1,又a 2n +1=a n +2+a n ,所以a 2n +1=2a n +1.因为数列{a n }的各项均不为零,所以a n +1=2,所以S 2n +1=(a 1+a 2n +1)(2n +1)2=2×a n +1×(2n +1)2=4n +2.故选A.7.已知等差数列5,427,347,…,则前n 项和S n =________.解析:由题知公差d =-57,所以S n =na 1+n (n -1)2d =514(15n -n 2).答案:514(15n -n 2)8.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=________. 解析:∵a 3+a 5=2a 4,∴a 4=0. ∵a 1=6,a 4=a 1+3d ,∴d =-2. ∴S 6=6a 1+6×(6-1)2d =6×6-30=6.答案:69.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为________.解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5.答案:S 510.在等差数列{a n }中,公差d =12,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 =25,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=502(a 1+a 99)=502×25=10.答案:1011.(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-16.12.(2019·山东五校联考)已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.B 级1.设a n =(n +1)2,b n =n 2-n (n ∈N *),则下列命题中不正确的是( )A .{a n +1-a n }是等差数列B .{b n +1-b n }是等差数列C .{a n -b n }是等差数列D .{a n +b n }是等差数列 解析:选D 对于A ,因为a n =(n +1)2, 所以a n +1-a n =(n +2)2-(n +1)2=2n +3, 设c n =2n +3,所以c n +1-c n =2.所以{a n +1-a n }是等差数列,故A 正确; 对于B ,因为b n =n 2-n (n ∈N *),所以b n +1-b n =2n , 设c n =2n ,所以c n +1-c n =2,所以{b n +1-b n }是等差数列,故B 正确; 对于C ,因为a n =(n +1)2,b n =n 2-n (n ∈N *), 所以a n -b n =(n +1)2-(n 2-n )=3n +1, 设c n =3n +1,所以c n +1-c n =3, 所以{a n -b n }是等差数列,故C 正确; 对于D ,a n +b n =2n 2+n +1,设c n =a n +b n ,c n +1-c n 不是常数,故D 错误.2.(2019·武汉调研)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________.解析: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. 答案:-123.(2018·辽宁五校协作体模考)已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根, ∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ×1+n (n -1)2×4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2. ∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.。
等差数列的前n项和公式
等差数列的前n项和公式等差数列是数学中常见且有一定规律的数列,其中每一项与前一项之间的差值保持恒定。
等差数列的求和是一种基本的数学问题,其中一个重要的公式是等差数列的前n项和公式。
本文将详细介绍等差数列以及其前n项和公式。
一、等差数列的定义和性质等差数列是指数列中相邻两项之间的差值保持恒定的数列。
设等差数列的首项为a,公差为d,则等差数列的通项公式为an = a + (n-1) * d。
等差数列的性质如下:1. 等差数列的通项公式为an = a + (n-1) * d。
2. 等差数列的首项为a,公差为d,末项为a + (n-1) * d。
3. 等差数列的任意两项之和等于首项与末项之和的一半,即an + a= 2a + (n-1) * d。
4. 等差数列的前n项和可表示为Sn = n * (a + an) / 2。
5. 当n为正整数时,等差数列的前n项和Sn = n * a + (n * (n-1) * d) / 2。
二、等差数列的前n项和公式推导为了推导等差数列的前n项和公式,我们首先将等差数列的前n项和Sn表示为Sn = a + (a + d) + (a + 2d) + ... + (a + (n-1)d),可以观察到每一项与首项之差都是d。
我们可以将等差数列的前n项和倒序排列,即Sn = (a + (n-1)d) + (a + (n-2)d) + ... + (a + d) + a。
将两式相加,我们有2Sn = (2a + (n-1)d) + (2a + (n-1)d) + ... + (2a + (n-1)d)。
根据等差数列的性质3,等式右边的每一项都等于2a + (n-1)d,共有n项。
则2Sn = n * (2a + (n-1)d),整理得到Sn = n * (a + an) / 2。
三、等差数列的前n项和公式应用举例为了更好地理解和应用等差数列的前n项和公式,我们来举一个实际的例子。
第二节等差数列及其前n项和课件
若a1=-2,a2+a6=2,则S10=
.
解析:设等差数列{an}的公差为d.因为a1=-2,a2+ a6=2,所以-2+d+(-2)+5d=2,解得d=1.由等 差数列的前n项和公式,得S10=10×(-2)+ 10×(210-1)×1=25.
答案:25
题组二 易错自纠
常见误区:①等差数列概念中的两个易误点,即同
1.已知数列{an}满足a1=-23,an+1=-3a2na+n-43(n∈N*).
(1)证明:数列an+1 1是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
(1)证明:因为an+1+1=
-2an-3 3an+4
+1=
an+1 3an+4
,
所以an+11+1=3aann++14=3+an+1 1,所以an+11+1-an+1 1=
2.等差数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1+(n-1)d;an=am+
(n-m)d.
(2)前n项和公式:Sn=na1+
n(n-1)d 2
=
n(a1+an) 2
.
3.等差数列的性质
已知数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和.
(1)若m,n,p,q,k是正整数,且m+n=p+q=
2k,则am+an=ap+aq=2ak.
3,所以an+1 1是首项为a1+1 1=3,公差为3的等差数列.
(2)解:由(1)得an+1 1=3n,所以an=31n-1.
2.已知等差数列的前三项依次为a,4,3a,前n项和
为Sn,且Sk=110. (1)求a及k的值;
(2)设数列{bn}的通项公式bn=
Sn n
,证明:数列{bn}
是等差数列,并求其前n项和Tn.
等差等比数列通项及前N项和公式
等差等比数列通项及前N项和公式数列是数学中的一个重要概念,它是由一组按照一定规律排列的数所组成的序列。
在数列中,等差数列和等比数列是最基本的两种形式。
而通项公式和前N项和公式则是用来表示等差数列和等比数列的重要公式。
本文将详细介绍等差数列和等比数列的概念,并给出它们的通项公式和前N 项和公式。
一、等差数列等差数列是指数列中相邻两项之间的差值是一个常数d,这个常数称为公差。
等差数列的通项公式和前N项和公式如下:1.通项公式:设等差数列的首项为a1,公差为d,第n项为an,则等差数列的通项公式为:an = a1 + (n - 1)d2.前N项和公式:设等差数列的首项为a1,公差为d,前N项的和为Sn,则等差数列的前N项和公式为:Sn = (a1 + an) * n / 2在等差数列中,从第一项到第N项的和可以用前N项和公式来表示。
根据这个公式,我们可以很方便地计算等差数列的前N项和。
二、等比数列等比数列是指数列中相邻两项之间的比值是一个常数q,这个常数称为公比。
等比数列的通项公式和前N项和公式如下:1.通项公式:设等比数列的首项为a1,公比为q,第n项为an,则等比数列的通项公式为:an = a1 * q^(n-1)2.前N项和公式:设等比数列的首项为a1,公比为q,前N项的和为Sn,则等比数列的前N项和公式为:Sn=(a1*(q^N-1))/(q-1)(当q≠1时)在等比数列中,从第一项到第N项的和可以用前N项和公式来表示。
需要注意的是,当公比q等于1时,等比数列通项公式中含有0的指数项,这时候通项公式的形式为an = a1,等比数列变成了一个常数数列。
三、等差数列和等比数列的应用等差数列和等比数列在数学中有着广泛的应用。
在实际生活中,很多事物的变化规律都可以用等差数列或等比数列来描述。
1.等差数列应用举例:(1)一些数学问题中常常出现等差数列的求和问题,比如计算一些等差数列的前N项和,这在数学竞赛中是经常出现的题型。
2022年高考数学(文)一轮复习文档:第五章 数列 第2讲等差数列及其前n项和 Word版含答案
第2讲 等差数列及其前n 项和,)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 =a 1+(n -1)d .(2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =(a 1+a n )n2.3.等差数列的性质已知数列{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和. (1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *). (2)若k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n . (3)若{a n }的公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d . (4)若{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列. (5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…构成等差数列.1.辨明两个易误点(1)要留意概念中的“从第2项起”.假如一个数列不是从第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)留意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区分. 2.妙设等差数列中的项若奇数个数成等差数列,可设中间三项为a -d ,a ,a +d ;若偶数个数成等差数列,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. 3.等差数列的四种推断方法(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)通项公式法:a n =pn +q (p ,q 为常数)⇔{a n }是等差数列.(4)前n 项和公式法:S n =An 2+Bn (A 、B 为常数)⇔{a n }是等差数列.1.教材习题改编 等差数列11,8,5,…,中-49是它的第几项( ) A .第19项 B .第20项 C .第21项D .第22项C a 1=11,d =8-11=-3, 所以a n =11+(n -1)×(-3)=-3n +14. 由-3n +14=-49,得n =21.故选C.2.教材习题改编 已知p :数列{a n }是等差数列,q :数列{a n }的通项公式a n =k 1n +k 2(k 1,k 2均为常数),则p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件C 若{a n }是等差数列,不妨设公差为d . 所以a n =a 1+(n -1)d =dn +a 1-d , 令k 1=d ,k 2=a 1-d ,则a n =k 1n +k 2,若数列{a n }的通项公式a n =k 1n +k 2(k 1,k 2为常数,n ∈N *), 则当n ≥2且n ∈N *时,a n -1=k 1(n -1)+k 2, 所以a n -a n -1=k 1(常数)(n ≥2且n ∈N *), 所以{a n }为等差数列, 所以p 是q 的充要条件.3.教材习题改编 等差数列{a n }的前n 项之和为S n ,若a 5=6,则S 9为( ) A .45 B .54 C .63D .27B 法一:由于S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=9×6=54.故选B.法二:由a 5=6,得a 1+4d =6,所以S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×6=54,故选B.4.(2021·金丽衢十二校联考)已知等差数列{a n }满足:a 3=13,a 13=33,则数列{a n }的公差为________.设等差数列{a n }的公差为d ,则d =a 13-a 313-3=33-1310=2.25.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=________. 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+9d ×82=-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1. 所以S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.-72等差数列的基本运算(高频考点)等差数列基本量的计算是高考的常考内容,多消灭在选择题、填空题或解答题的第(1)问中,属简洁题. 高考对等差数列基本量计算的考查主要有以下三个命题角度: (1)求公差d 、项数n 或首项a 1; (2)求通项或特定项; (3)求前n 项和.(1)(2021·高考全国卷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 .172B .192C .10D .12(2)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 .5B .6C .7D .8【解析】 (1)由于公差为1,所以S 8=8a 1+8×(8-1)2×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6.由于 S 8=4S 4,所以8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,所以a 10=a 1+9d =12+9=192,故选B.(2)法一:由题知S n =na 1+n (n -1)2d =n +n (n -1)=n 2,S n +2=(n +2)2,由S n +2-S n =36得,(n +2)2-n 2=4n +4=36,所以n =8.法二: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. 【答案】 (1)B (2)D等差数列基本运算的解题方法(1)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来解决问题.(2)数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法.角度一 求公差d 、项数n 或首项a 11.(2021·豫东、豫北十所名校联考)已知等差数列{a n }中,a 5=13,S 5=35,则公差d =( ) A .-2 B .-1 C .1D .3D 依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =13,5a 1+10d =35,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =3,故选D.角度二 求通项或特定项2.(2022·高考全国卷乙)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 .98D .97C 设等差数列{a n }的公差为d ,由于{a n }为等差数列,且S 9=9a 5=27,所以a 5=3.又a 10=8,解得5d =a 10-a 5=5,所以d =1,所以a 100=a 5+95d =98,选C.角度三 求前n 项和3.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________.由a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),可知数列{a n }是首项为1,公差为12的等差数列,故S 9=9a 1+9×(9-1)2×12=9+18=27. 27等差数列的判定与证明已知数列{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)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.(1)推断证明一个数列是否是等差数列的解答题,常用定义法和等差中项法,而通项公式法和前n 项和公式法主要适用于选择题、填空题中的简洁推断.(2)用定义证明等差数列时,常接受两个式子a n +1-a n =d 和a n -a n -1=d ,但它们的意义不同,后者必需加上“n ≥2”,否则n =1时,a 0无定义.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.由于a n =2-1a n -1,所以a n +1=2-1a n.所以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, 所以{b n }是首项为b 1=12-1=1,公差为1的等差数列.等差数列的性质及最值(1)在等差数列{a n }中,a 3+a 9=27-a 6,S n 表示数列{a n }的前n 项和,则S 11=( ) A .18 B .99 C .198D .297(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=________.(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 取得最大值,则d 的取值范围为________.【解析】 (1)由于a 3+a 9=27-a 6,2a 6=a 3+a 9,所以3a 6=27,所以a 6=9,所以S 11=112(a 1+a 11)=11a 6=99.(2)由于{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.(3)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.【答案】 (1)B (2)21 (3)⎝⎛⎭⎪⎫-1,-78应用等差数列的性质应留意的两点(1)在等差数列{a n }中,若m +n =p +q =2k (m 、n 、p 、q 、k ∈N *),则a m +a n =a p +a q =2a k 是常用的性质. (2)把握等差数列的性质,悉心争辩每共性质的使用条件及应用方法,认真分析项数、序号、项的值的特征,这是解题的突破口.1.已知等差数列{a n }的公差为2,项数是偶数,全部奇数项之和为15,全部偶数项之和为25,则这个数列的项数为( )A .10B .20C .30D .40A 设这个数列有2n 项,则由等差数列的性质可知:偶数项之和减去奇数项之和等于nd ,即25-15=2n ,故2n =10,即数列的项数为10.2.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 15B .S 16C .S 15或S 16D .S 17A 设{a n }的公差为d , 由于a 1=29,S 10=S 20,所以10a 1+10×92d =20a 1+20×192d ,解得d =-2,所以S n =29n +n (n -1)2×(-2)=-n 2+30n =-(n -15)2+225.所以当n =15时,S n 取得最大值.3.(2021·陕西省五校模拟)等差数列{a n }中,假如 a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }前9项的和为( )A .297B .144C .99D .66C 由等差数列的性质可知,2(a 2+a 5+a 8)=(a 1+a 4+a 7)+(a 3+a 6+a 9)=39+27=66, 所以a 2+a 5+a 8=33,所以数列{a n }前9项的和为66+33=99.,)——整体思想在等差数列中的应用在等差数列{a n }中,S 10=100,S 100=10,则S 110=________. 【解析】 法一:设数列{a n }的公差为d ,首项为a 1,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.法二:法一中两方程相减得 -90a 1-100×99-902d =90,所以a 1+110-12d =-1,所以S 110=110a 1+110(110-1)2d =-110.法三:由于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】 -110(1)法一是利用等差数列的前n 项和公式求解基本量,然后求和,是等差数列运算问题的常规思路.而法二、法三都突出了整体思想,分别把a 1+110-12d 、a 11+a 100看成了一个整体,解起来都很便利.(2)整体思想是一种重要的解题方法和技巧,这就要求同学要娴熟把握公式,理解其结构特征.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=________.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. 20,)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 .15B 设{a n }的公差为d ,由S 5=(a 2+a 4)·52⇒25=(3+a 4)·52⇒a 4=7,所以7=3+2d ⇒d =2,所以a 7=a 4+3d =7+3×2=13.2.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 .0C .14D .12B 由题知,a 2+a 4=2a 3=2, 又由于a 2a 4=34,数列{a n }单调递增,所以a 2=12,a 4=32.所以公差d =a 4-a 22=12.所以a 1=a 2-d =0. 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 .84B 由a 3+a 5+a 11+a 17=4⇒2(a 4+a 14)=4⇒a 1+a 17=2,故S 17=17(a 1+a 17)2=17.4.(2021·东北三校联考(一))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 .121B 设等差数列{b n }的公差为d ,则d =-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=-112,则a 8=-109. 5.(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 .80B 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)=40+3×20=100.6.(2021·杭州重点中学联考)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 4<0,a 5>|a 4|,则使S n >0成立的最小正整数n 为( )A .6B .7C .8D .9C 在等差数列{a n }中 ,由于a 4<0,a 5>|a 4|,所以a 5>0,a 5+a 4>0,S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7a 4<0,S 8=8(a 1+a 8)2=8(a 4+a 5)2=4(a 4+a 5)>0.所以使S n >0成立的最小正整数n 为8,故选C.7.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 m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37. 所以m =37. 378.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,S 2=S 6,a 4=1,则a 5=__________. 设{a n }的公差为d ,由题意知 ⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+d =6a 1+6×52d ,a 1+3d =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=7,d =-2,所以a 5=a 4+d =1+(-2)=-1.-19.若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,已知S n T n =7n n +3,则a 5b 5等于________.由于a 5=a 1+a 92,b 5=b 1+b 92,所以a 5b 5=a 1+a 92b 1+b 92=9(a 1+a 9)29(b 1+b 9)2=S 9T 9=7×99+3=214.21410.记等差数列{a n }的前n 项和为S n ,当k ≥2时,若S k -1=8,S k =0,S k +1=-10,则S n 的最大值为________. 当k ≥2时,a k =S k -S k -1=-8,a k +1=S k +1-S k =-10,公差d =a k +1-a k =-2,S k =k (a 1+a k )2=0,所以a 1+a k =0,所以a 1=8,所以a n =-2n +10,由a n =0得n =5,所以S 4=S 5=20最大.2011.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.(1)证明:由于b n =1a n ,且a n =a n -12a n -1+1,所以b n +1=1a n +1=1a n2a n +1=2a n +1a n,所以b n +1-b n =2a n +1a n -1a n=2.又b 1=1a 1=1,所以数列{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 ,所以a n =1b n =12n -1.所以数列{a n }的通项公式为a n =12n -1.12.已知等差数列{a n }中,S n 是前n 项的和,a 1=-2 017,S 2 0172 017-S 2 0152 015=2,则S 2 019的值为________.由S 2 0172 017-S 2 0152 015=a 1 009-a 1 008=2. 即{a n }的公差d =2,又a 1=-2 017,所以S 2 019=2 019×(-2 017)+2 019×2 0182×2=2 019.2 01913.各项均为正数的数列{a n }满足a 2n =4S n -2a n -1(n ∈N *),其中S n 为{a n }的前n 项和. (1)求a 1,a 2的值; (2)求数列{a n }的通项公式. (1)当n =1时,a 21=4S 1-2a 1-1, 即(a 1-1)2=0,解得a 1=1.当n =2时,a 22=4S 2-2a 2-1=4a 1+2a 2-1=3+2a 2, 解得a 2=3或a 2=-1(舍去). (2)a 2n =4S n -2a n -1,①a 2n +1=4S n +1-2a n +1-1.②②-①得a 2n +1-a 2n =4a n +1-2a n +1+2a n =2(a n +1+a n ), 即(a n +1-a n )(a n +1+a n )=2(a n +1+a n ).由于数列{a n }各项均为正数,所以a n +1+a n >0,a n +1-a n =2, 所以数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列. 所以a n =2n -1.14.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.由于2a n +1=a n +a n +2,所以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. 所以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,由于n ∈N *,所以n =15,即数列{b n }的前15项均为负值,所以T 15最小. 由于数列{b n }的首项是-29,公差为2, 所以T 15=15(-29+2×15-31)2=-225.。
等差数列的前n项和公式(第1课时)
高斯(Gauss,1777-
1855),德国数学家,
近代数学的奠基者之一.
他在天文学、大地测量
高斯的算法实际上解决了求等差数列:
学、磁学、光学等领域
1,2,3,⋯ ,n , ⋯ ① 前100 项的和的问题. 都做出过杰出贡献.
5
导入新课:
p18你能说说高斯在求和过程中利用了数列①的什么性质吗?
4
情景导入:
前面我们学习了等差数列的概念和通项公式,下
面我们将利用这些知识解决等差数列的求和问题.
200多年前,高斯的数学老师提出了下面的问题:
1+2+3+4+5+ ⋯ +98 +99 +100 =?
当其他同学忙于把100个数逐项相加时, 10岁的
高斯却用下面的方法迅速算出了正确答案:
(1+100)+(2+99)+(3+98)+⋯+(50+51)
=102×101
S101
102 101
2
5151.
等差数列 {an} 的性质, (m,n,p,q∈N*)
若 m+n=p+q,则 am+an=ap+aq
8
导入新课:
思考2:你能用高斯的方法求1+2+ 3+⋯+n 吗?
解析:Sn = 1 +2 +3 + ⋯ + (n-1) +n ①
Sn = n + (n-1) + ⋯ + 3 + 2 + 1 ②
d (2)
2
11
等差数列的前n项和-概念解析
数学教育
等差数列的前n项和公式是数学 教育中的重要内容,是中学数学
课程中的必修知识点。
在物理领域的应用
物理学中的周期性现象
等差数列的前n项和公式可以用于描述物理学中的周期性现象,例如声音的振 动、波动等。
物理学中的序列问题
等差数列的前n项和公式可以用于解决物理学中的序列问题,例如在研究粒子运 动、流体动力学等领域中,可以通过等差数列的前n项和公式来描述一系列物理 量的变化规律。
解答
由于该等差数列是偶数项,所以它的前10项和等于中间两 项之和(第5项和第6项)乘以10除以2,即$(3 - 3) times 10 / 2 = 0$。
习题三:等差数列前n项和的实际应用问题
01 总结词
02 详细描述
03 应用1
04 应用2
05 应用3
掌握等差数列前n项和在实 际问题中的应用
等差数列前n项和在实际问 题中有着广泛的应用,如 计算存款、贷款、工资等 问题。
总结词
详细描述
公式
示例
解答
理解等差数列前n项和的 概念
等差数列的前n项和是指 从第一项到第n项的所有 项的和,可以通过公式 或递推关系式来求解。
$S_n = frac{n}{2} times (2a_1 + (n-1)d)$,其中 $a_1$是首项,$d$是公 差,$n$是项数。
求等差数列$1, 3, 5, 7, ldots$的前5项和。
等差数列前n项和的公式推导
等差数列前n项和的公式可以通过数学归 纳法进行推导。
化简得:$S_{k+1} = frac{(k+1)}{2}(2a_1 + kd)$,所以当n=k+1时,公式也成立。
等差数列的前n项和
等差数列的前n项和等差数列是一种常见的数列,其特点是每一项与前一项之差都相等。
求等差数列的前n项和是一个常见的数学问题。
本文将着重介绍等差数列的概念、求解前n项和的公式以及实际应用。
一、等差数列的概念等差数列又称为等差数列,是指数列中的每一项与前一项之差都相等的数列。
通常用字母a表示首项,字母d表示公差,n表示项数。
等差数列的通项公式为:an = a + (n-1)d其中an表示第n项,a表示首项,d表示公差。
举个例子,如果一个等差数列的首项为1,公差为2,那么该数列的前几项分别为1, 3, 5, 7, 9...二、等差数列前n项和的求解求解等差数列的前n项和是一个常见的数学问题。
对于首项为a、公差为d的等差数列,前n项和Sn可以通过以下公式来计算:Sn = (n/2)(a + an) = (n/2)(2a + (n-1)d)其中Sn表示前n项和,n表示项数,a表示首项,d表示公差。
例如,求解等差数列1, 3, 5, 7, 9的前3项和,可以使用上述公式进行计算:Sn = (3/2)(1 + 5) = 3*(6/2) = 9因此,等差数列1, 3, 5的前3项和为9。
三、等差数列前n项和的实际应用等差数列的前n项和在实际应用中有着广泛的用途。
以下是几个常见的应用场景:1. 金融投资:在金融投资中,等差数列的前n项和可以用来计算投资利息或回报。
假设每年的回报率为r%,首次投资金额为a元,那么第n年的总金额为Sn = a*(1+r)^n。
其中,(1+r)^n是一个公差为r的等比数列,可以将其转换为等差数列,并使用前n项和公式进行计算。
2. 资源分配:在资源分配问题中,等差数列的前n项和可以用来计算每个参与者的分配数量。
假设有n个参与者,资源总量为Sn,按比例进行分配,那么每个参与者的分配数量为an = Sn*(a1/a)。
其中a1为首项,a为总和。
3. 时间管理:在时间管理中,等差数列的前n项和可以用来计算每个任务的时间分配。
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等差数列的概念及前n 项和
考点解析及例题讲解
1. 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 = a 1+a 2+a 3+…+a n .
可以得到等差数列的前n 项和公式
S n = n (a 1+ a n ) 2
. 因为a n = a 1+(n -1)d ,所以上面公式又可写成
S n = n a 1 + n ( n - 1 ) 2
d . 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.
例1 在小于100的正整数集合中,有多少个数是7的倍数?并求它们的和.
解 在小于100的正整数集合中,以下各数是7的倍数
7,7×2,7×3,…,7×14.
即7,14,28, (98)
显然,这是一个等差数列.其中a 1=7,d =7,项数为不大于1007
的最大整数值,即n =14,a 14= 98.
因此
S 14 = 14× ( 7 + 98 )2
= 735. 即在小于100的正整数的集合中,有14个数是7的倍数,它们的和等于735.
例2 在等差数列-5,-1,3,7,…中.前多少项的和是345? 解 这里a 1=-5,d =-1-(-5)=4,S n =345. 根据等差数列的前n 项和公式得
345 = -5n + n ( n - 1 ) 2
×4, 整理得2n 2 -7n -345 = 0,解得
n 1=15,
n 2= - 232 (不合题意,舍去).
所以n = 15 .
即这个数列的前15项的和是345
基础知识训练
6.设等差数列{}n a 的前n 项和为958224S a a a S n ,则,若-=+等于( )
(A )72 (B )60 (C )48 (D )36
1. 在等差数列中:
(1)已知n a d a ,则,421===_________;
(2)已知n d a a n ,则,,22111====_________.
2. 已知等差数列{}n a 满足==+=+653426104S a a a a 项和,则它的前,________.
3. 已知等差数列{}n a 有7212201918321=++-=++a a a a a a ,,则其前20项
的和等于____.
4. 在数列{}n a 中,==+∈+=++1074110)(2a a a N n a a n n ,则,且______.
5. 在等差数列{}n a 中,若.512115481a a a a a ,,求,==+
6. 在等差数列{}n a 中,.2191的最大值项和,试求其前,n S n d a -== 综合知识训练
1. 若等差数列{}n a 的前三项和等于,则且21316a a S ==( )
(A )1 (B )2 (C )3 (D )4
2. 等差数列{}n a 的前n 项何为的值为,则,,若43253S a a S n ==( )
(A )12 (B )14 (C )16 (D )18
3. 设{}n a 是公差为正数的等差数列,若此数列前3项的和为9,前3
项的积为24,则2013a =( )
(A )2011 (B )2012 (C )2013 (D )2014 4. n S 是等差数列的前n 项和,1821a a a ++为一个确定的常数,则
以下也为确定常数的是( )
(A )11S (B )13S (C )15S (D )以上都不正确
5. 若数列为等差数列,=++++==2064212
121
a a a a d a ,则,( ) (A )50 (B )55 (C )25 (D )2150
6. 若数列为等差数列,且==+57320a a a ,则( )
(A )5 (B )10 (C )15 (D )20
7. 设数列的首项=∈+==++1211)(32a N n a a a n n ,则,且满足_____.
8. 已知数列的通项=-+-=111212a a n a n ,则_______.
9. 一个四边形的内角度数成等差数列,且最小角是 30,则最大角是{}n a {}n a {}n a {}n a。