等差数列典型例题及详细解答
romance-冬日雪景
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
如果
A
=
a
+<
br>b
2
,那么
A
叫做
a
与
b
的等差中
项.
4.等差数列的常用性质
(1)通项公式的推广:
a
n
=<
br>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
+<
br>a
l
=
a
m
+
a
n
.
(
3)若{
a
n
}是等差数列,公差为
d
,则{
a
2
n
}也是等差数列,公差为2
d
.
(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
+2
m
,…(
k
,
m∈N)是公差为
md
的等差数列.
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
=
6.等
差数列的前
n
项和公式与函数的关系
*
*
*
n
?
a
1
+
a
n
?
2
或
S
n
=
na
1
+
n
?
n
-1?
d.
2
d
d
S
n
=
n<
br>2
+
a
1
-
n
.
2
2
数列{
a
n
}是等差数列?
Sn
=
An
+
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<
br>存在最__大__值;若
a
1
<0,
d
>0,则
S<
br>n
存在最__小__值.
【思考辨析】
判断下面结论是否正确(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)数列{
a
n
}为等差数列的充要条件是对任意
n∈N,都有2
a
n
+1
=
a
n
+
a<
br>n
+2
.( √ )
(3)等差数列{
a
n
}的单调性是由公差
d
决定的.(
√ )
(4)数列{
a
n
}为等差数列的充要条件是其通项公式为
n
的一次函数.( × )
(5)数列{
a
n
}满足
a<
br>n
+1
-
a
n
=
n
,则数列{
a<
br>n
}是等差数列.( × )
(6)已知数列{
a
n
}的通
项公式是
a
n
=
pn
+
q
(其中
p
,
q
为常数),则数列{
a
n
}一定是等差数
*
2
列.( √ )
1.(2015·重庆)在等差数列{
a
n
}中,若
a
2
=4,
a
4
=2,则<
br>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
=2
a
4
-
a
2
=2×2-4=0,选B.
2.(2014·福建)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
3×2
解析 由
题意知
a
1
=2,由
S
3
=3
a
1
+×
d
=12,
2
解得
d
=2,所以
a
6
=
a
1
+5
d
=2+5×2=12,故选C.
3.在等差数列{
a
n
}中,已知
a
4
+
a8
=16,则该数列前11项和
S
11
等于( )
A.58
B.88 C.143 D.176
答案 B
11?
a
1
+
a
11
?11?
a
4
+
a
8
?<
br>解析
S
11
===88.
22
4.设数列{
a<
br>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
=3
a
4
=12,∴
a
4
=4,
∴
a
1
+
a
2
+…+
a
7
=7
a
4
=28.
5.(2014·北京)若等差数列{
an
}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
a7
+
a
8
+
a
9
=3
a
8<
br>>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2
a
n
+1
=1+2
a
n
,则数列{
a
n
}前10项<
br>的和为( )
A.2 B.10
(2)已知在等差数列{
a<
br>n
}中,
a
2
=7,
a
4
=15,则前10
项和
S
10
等于( )
A.100 B.210
*
C.380
答案 (1)C (2)B
D.400
1
解析 (1)由2
a
n
+1
=1+2
a
n
得
a
n
+1
-
a
n
=,
2
1
所以数列{
a
n
}是首项为-2,公差为的等差数列,
2
10×?10-1?15
所以
S
10
=10×(-2)+
×=.
222
(2)因为
a
2
=7,
a
4
=15,所以
d
=4,
a
1
=3,
1
故
S
10
=10×3+×10×9×4=210.
2
思维升华 (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<
br>n
,
d
,
n
,
S
n
,知其中三个就
能求另外两个,体现了方程的思想.
(1)(2015·课标全国Ⅱ)设
S
n是等差数列{
a
n
}的前
n
项和,若
a
1+
a
3
+
a
5
=3,则
S
5
等于( )
A.5 B.7 C.9 D.11
(2)已知等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,且满足-=1,则数列{
a
n
}的公差是( )
32
B.1 C.2 D.3
答案 (1)A (2)C
解析 (1)∵{
a
n
}为等差数列,
∴
a
1
+
a
5
=2
a
3
, ∴
a
1
+
a
3
+
a
5
=3<
br>a
3
=3,得
a
3
=1,
5?
a
1
+
a
5
?
∴
S
5
==5
a3
=5.故选A.
2
(2)∵
S
n
=
得S
3
S
2
n
?
a
1
+
an
?
2
2
,∴=
S
n
a
1
+
a
n
S
3
S
2
,又-=1,
n
232
a
1
+
a
3
a
1
+
a2
2
-=1,即
a
3
-
a
2
=2,
∴数列{
a
n
}的公差为2.
题型二 等差数列的判定与证明
311
**
例2 已知数列{
a
n
}中,
a
1
=,
a
n
=2-(
n
≥2,
n
∈N)
,数列{
b
n
}满足
b
n
=(
n
∈N).
5
a
n
-1
a
n
-1
(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-
1
a
n
-1
(
n
≥2,
n
∈N),
*
*
b
n
=(
n
∈N),
a
n
-1
1
所以
b
n
+1
-
b
n
=
=
1
1
11
-
a
n
+1
-1
a
n
-1
1
a
n
1
-
=-=1.
a
n
-1
a
n
-1
a
n-1
?2-?-1
a
n
又
b
1
=
15
=-.
a
1
-12
5
所以数列{
b
n<
br>}是以-为首项,1为公差的等差数列.
2
7
(2)解
由(1)知
b
n
=
n
-,
2
12
则
a
n
=1+=1+.
b
n2
n
-7
2
设
f
(
x
)=1+, <
br>2
x
-7
77
则
f
(
x
)在区间(
-∞,)和(,+∞)上为减函数.
22
所以当
n
=3时,
an
取得最小值-1,当
n
=4时,
a
n
取得最大值3.
引申探究
3
例2中,若条件变为
a
1
=,
na<
br>n
+1
=(
n
+1)
a
n
+
n(
n
+1),探求数列{
a
n
}的通项公式.
5
解
由已知可得
即
a
n
+1
a
n
=+1,
n
+1
n
a
n
+1
a
n
3
-=1,
又
a
1
=,
n
+1
n
5
a<
br>n
a
1
3
∴
是以=为首项,1为公差
的等差数列,
15
n
a
n
32
∴=
+(
n
-1)·1=
n
-,
n
55
2
2
∴
a
n
=
n
-
n
.
5
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2
a
n
+1<
br>=
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<
br>-1
=
a
n
-1
-
a
n
-2
=…=
a
2
-
a
1
,根据定义得出数列{
an
}为等差数列.
(3)通项公式法:得出
a
n
=
p
n
+
q
后,得
a
n
+1
-
a
n<
br>=
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<
br>S
n
=
An
+
Bn
后,根据
S
n<
br>,
a
n
的关系,得出
a
n
,再使用定义法证明
数列{
a
n
}为等差数列.
(1)若{
a
n
}是公差为1的等差数列,则{
a
2
n
-1
+2
a
2
n
}是( )
A.公差为3的等差数列
C.公差为6的等差数列
B.公差为4的等差数列
D.公差为9的等差数列
2
1211
*
(2)在数列{
a
n
}中,若
a
1
=1,
a
2
=,=+(
n
∈N),则该数列的通项为( )
2
a
n
+1
a
n
a
n
+2
1
A.<
br>a
n
=
n
B.
a
n
=
2
n
+1
C.
a
n
=
2
n
+2
3
D.
a
n
=
n
答案
(1)C (2)A
解析 (1)∵
a
2
n
-1
+2a
2
n
-(
a
2
n
-3
+2
a
2
n
-2
)
=(
a
2
n
-1
-
a
2
n
-3
)+2(
a
2
n<
br>-
a
2
n
-2
)
=2+2×2=6,
∴
{
a
2
n
-1
+2
a
2
n
}是公
差为6的等差数列.
(2)由已知式
1
2
a
n
+1
a
n
a
n
+2
11
=+可得
a
n+1
a
n
a
n
+2
a
n
+1
1
即
a
n
=.
11111111
-=-,知{}是首项为
=1,公差为-=2-1=1的等差数列,所以=
n
,
a
n
a
1
a
2
a
1
a
n
n
题型
三 等差数列的性质及应用
命题点1 等差数列的性质
例3 (1)(2015·广东)在
等差数列{
a
n
}中,若
a
3
+
a
4+
a
5
+
a
6
+
a
7
=25
,则
a
2
+
a
8
=________.
(2)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
3
0
=________.
答案 (1)10 (2)60
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
=2
a
5
,
a
3
+
a
4
+
a
5
+
a
6
+
a
7
=5
a
5
=25,即
a
5
=5,
a
2<
br>+
a
8
=2
a
5
=10.
(2)∵
S
10
,
S
20
-
S
10
,
S
30
-
S
20
成等差数列,且
S
10
=1
0,
S
20
=30,
S
20
-
S
10=20,
∴
S
30
-30=10+2×10=30,∴
S30
=60.
命题点2 等差数列前
n
项和的最值
例4 在
等差数列{
a
n
}中,已知
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.
解 ∵
a
1
=20,
S
10
=
S<
br>15
,
10×915×14
∴10×20+
d
=15×20+
d
,
22
5
∴
d
=-.
3
565
5
方法一 由
a
n
=20+(
n
-1)×
-
=-
n
+.
33
3
得
a
13
=0.
即
当
n
≤12时,
a
n
>0,当
n
≥14时,
a
n
<0.
∴当
n
=12或13时,
S
n
取得最大值,
12
×11
5
且最大值为
S
12
=
S13
=12×20+×
-
=130.
2
3
方法二
S
n
=20
n
+
5
2
125
=-
n
+
n
66
5
25
2
3
125
=-
n
-
+.
2
6
24
∵
n
∈N,∴当
n
=12或13时,S
n
有最大值,且最大值为
S
12
=
S
13<
br>=130.
方法三 由
S
10
=
S
15
得
a
11
+
a
12
+
a
13
+a
14
+
a
15
=0.
∴5
a
13
=0,即
a
13
=0.
∴当
n
=12或13时,
S
n
有最大值,且最大值为
S
12
=
S
13
=130.
引申探究
例4中,若条件“<
br>a
1
=20”改为
a
1
=-20,其他条件不变,求当
n
取何值时,
S
n
取得最小值,
*
n
?
n
-1?
5
·
-
3
2
并求出最小值.
解 由
S
10
=
S
15
,得
a
11
+
a
12
+
a
13
+
a
14
+
a
15
=0,
∴
a
13
=0.又
a
1
=-20
,∴
a
12
<0,
a
14
>0,
∴当
n
=12或13时,
S
n
取得最小值,
13
?
a
1
+
a
13
?
最小值
S
12
=
S
13
==-130.
2
思维升华
(1)等差数列的性质:
①项的性质:在等差数列{
a
n
}中,
a
m
-
a
n
=(
m
-
n
)
d
?
(
m
,
a
m
)所在直线的斜率等于等差数列的
公差.
②和的性质:在等差数列{
a
n
}中,
S
n
为其前
n
项和,则
a
m
-
a
n
=d
(
m
≠
n
),其几何意义是点(
n
,
a
n
),
m
-
n
a
.
S
2n
=
n
(
a
1
+
a
2
n)=…=
n
(
a
n
+
a
n
+1
);
b
.
S
2
n
-1
=(2
n
-1)
a
n
.
(2)求等差数列前
n
项和
S
n
最值的两种方法:
①函数法:利用等差数列前
n
项和的函数表达式
S
n
=
a
n
+
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:
a
m
≥0,
a
.当
a
1
>0,
d
<0时,满足
a
m
+1
≤0
a
m
≤0,
b
.当
a
1
<0,
d
>0时,满足
<
br>a
m
+1
≥0
2
的项数m
使得
S
n
取得最大值
S
m
;
的项
数
m
使得
S
n
取得最小值
S
m
.
(1)等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,已知
a
5
+
a
7
=4,
a
6
+
a
8
=-2,则当
S
n
取最大值时,
n
的值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
(2)设数列{
a
n
}是公差
d
<0的等差数列,
S
n
为前n
项和,若
S
6
=5
a
1
+10
d<
br>,则
S
n
取最大值时,
n
的值为( )
A.5
C.5或6
B.6
D.11
(3)已知等差数列{
an
}的首项
a
1
=20,公差
d
=-2,则前
n
项和
S
n
的最大值为________.
答案 (1)B
(2)C (3)110
解析 (1)依题意得2
a
6
=4,2
a
7
=-2,
a
6
=2>0,
a
7
=-1<
0;又数列{
a
n
}是等差数列,因此
在该数列中,前6项均为正数,自第7
项起以后各项均为负数,于是当
S
n
取最大值时,
n
=6,
选B.
(2)由题意得
S
6
=6
a
1
+15d
=5
a
1
+10
d
,所以
a
6=0,故当
n
=5或6时,
S
n
最大,选C.
(3)因为等差数列{
a
n
}的首项
a
1
=20,
公差
d
=-2,代入求和公式得,
n
?
n
-1?
n
?
n
-1?
S
n
=
na
1
+<
br>d
=20
n
-×2
22
21
2
21
22
=-
n
+21
n
=-
n
-
+
,
2
2
又因为
n
∈N,所以
n
=10或
n
=11时,
S
n
取得最大值,最大值为110.
6.等差数列的前
n
项和及其最值
典例 (1)在等差数列{<
br>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
C.75
B.60
D.90
*
(2)在等差数列{
a
n
}中,
S
10
=100,
S
100
=10,则
S
110
=________.
(3)等差数列{
a<
br>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( )
A.
S
4
B.
S
5
C.
S
6
D.
S
7
思维点拨 (1)求等差数列前
n
项和,可以通
过求解基本量
a
1
,
d
,代入前
n
项和公式计算,
也可以利用等差数列的性质:
a
1
+
a
n
=
a
2
+
a
n
-1
=…;
(2)求等差数列前<
br>n
项和的最值,可以将
S
n
化为关于
n
的二次函数,
求二次函数的最值,也
可以观察等差数列的符号变化趋势,找最后的非负项或非正项.
解析
(1)由题意得
a
3
+
a
8
=9,
10?
a
1
+
a
10
?10?
a
3
+
a
8
?10×9
所以
S
10
====45.
222
(2)方法一 设数列{
a
n
}的公差为
d
,首项为
a
1
,
10×9
10
a
+
d<
br>=100,
2
则
100×99
100
a
+
d
=10,
2
1
1
1 099
a
=
100
,
解得
11
d
=-
50
.
1
110×109
所以
S
110
=110
a
1
+
d
=-110.
2
?
a
11
+
a
100
?×90
方法二
因为
S
100
-
S
10
==-90,
2
所以
a
11
+
a
100
=-2, ?
a
1
+
a
110
?×110
所以
S
110
=
2
=
?
a
11
+
a
100
?×110
=-110.
2
a
4
+
a
7
=
a
5
+
a6
<0,
(3)因为
a
5
>0,
a
5
>0,
所以
<
br>a
6
<0,
所以
S
n
的最大值为
S
5
.
答案
(1)A (2)-110 (3)B
温馨提醒 (1)利用函数思想求等差数列前
n
项和
S
n
的最值时,要注意到
n
∈N;
(2)利用等差数列的性质求
S
n
,突出了整体思想,减少了运算量.
[方法与技巧]
1.在解有关等差数列的基本量问题时,可通过列关于
a
1
,
d
的方程组进行求解.
2.证明等差数列要用定义;另外还可
以用等差中项法,通项公式法,前
n
项和公式法判定一
个数列是否为等差数列.
3.等差数列性质灵活使用,可以大大减少运算量.
4.在遇到三个数成等差数列问题时,可
设三个数为(1)
a
,
a
+
d
,
a
+2<
br>d
;(2)
a
-
d
,
a
,
a
+
d
;
(3)
a
-
d
,
a
+<
br>d
,
a
+3
d
等,可视具体情况而定.
[失误与防范]
1.当公差
d
≠0时,等差数列的通项公式是
n<
br>的一次函数,当公差
d
=0时,
a
n
为常数.
2.
公差不为0的等差数列的前
n
项和公式是
n
的二次函数,且常数项为0.若某
数列的前
n
项和公式是常数项不为0的二次函数,则该数列不是等差数列,它从第二项起成等差
数列.
A组 专项基础训练
(时间:35分钟)
1.设等差数列{<
br>a
n
}的前
n
项和为
S
n
,若
S<
br>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 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<
br>-
S
3
)=
S
3
+(
S
9
-
S
6
),
得到
S
9
-
S
6<
br>=2
S
6
-3
S
3
=45,故选B.
2.(2015·北京)设{
a
n
}是等差数列,下列结论中正确的是(
)
A.若
a
1
+
a
2
>0,则
a
2
+
a
3
>0
B.若
a
1
+
a
3
<0,则
a
1
+
a
2
<0
C.若0<
a
1
<
a
2
,则
a
2
>
a
1
a
3
D.若
a
1
<0,
则(
a
2
-
a
1
)(
a
2
-a
3
)>0
*
答案 C
解析 设等差数列{
a
n
}的公差为
d
,若
a
1
+
a
2
>0,
a
2
+
a
3
=
a
1
+
d
+
a
2
+
d
=(
a1
+
a
2
)+2
d
,由于
d
正负不确
定,因而
a
2
+
a
3
符号不确定,故选项A错;若
a
1
+
a
3
<0,
a
1
+
a2
=
a
1
+
a
3
-
d
=(<
br>a
1
+
a
3
)-
d
,由于
d
正负不确定,因而
a
1
+
a
2
符号不确定,故选项B错;
若0<
a
1
<
a
2
,可知
a
1
>
0,
22
d
>0,
a
2
>0,
a
3
>0,所以
a
2
所以
a
2
>
a
1
a
3
,故选项C正确;
2
-
a
1
a
3<
br>=(
a
1
+
d
)-
a
1
(
a
1
+2
d
)=
d
>0,
若
a
1
<0,则(
a
2
-
a
1
)·(
a
2
-
a
3
)=
d
·(-
d
)=-
d
≤0,故选项D错.
3.设等差数列{
a
n
}的前
n<
br>项和为
S
n
,若
S
m
-1
=-2,
S
m
=0,
S
m
+1
=3,则
m
等于(
)
A.3
C.5
答案 C
解析 ∵数列{
a
n
}为等差数列,且前
n
项和为
S
n
,
∴数列
也为等差数列.
n
S
n
2
B.4
D.6
∴
S
m
-1
S
m
+1
2
S
m
-23
+=,即+=0,
m
-1
m
+1
mm
-1
m
+1
解得
m
=5,经检验为原方程
的解,故选C.
4.数列{
a
n
}的首项为3,{
b
n<
br>}为等差数列,且
b
n
=
a
n
+1
-
a
n
(
n
∈N),若
b
3
=-2,
b<
br>10
=12,则
*
a
8
等于( )
A.0
C.8
答案 B
解析
设{
b
n
}的公差为
d
,
∵
b
10-
b
3
=7
d
=12-(-2)=14,∴
d
=2.
∵
b
3
=-2,∴
b
1
=
b3
-2
d
=-2-4=-6.
7×6
∴
b
1
+
b
2
+…+
b
7
=7
b
1+
d
2
=7×(-6)+21×2=0.
又
b1
+
b
2
+…+
b
7
=(
a
2
-
a
1
)+(
a
3
-
a
2)+…+(
a
8
-
a
7
)=
a
8-
a
1
=
a
8
-3=0,
∴
a
8
=3.故选B.
5
5.已知数列{
an
}满足
a
n
+1
=
a
n
-,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
7
的序号
n
的值为( )
A.7
C.7或8
答案 C
B.8
D.8或9
B.3
D.11
55
解析 由题意
可知数列{
a
n
}是首项为5,公差为-的等差数列,所以
a
n=5-(
n
-1)=
77
40-5
n
,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
7
时,
n
=7或8,故选C.
6.已知数列{
a
n
}中,
a
1
=1且
1
答案
4
解析
由已知得
1
故
a
10
=.
4
7.已知递增的等差
数列{
a
n
}满足
a
1
=1,
a
3
=
a
2
-4,则
a
n
=________.
答案 2
n
-1
解析 设等差数列的公差为
d
,
∵
a
3
=
a
2
-4,∴1+2
d
=(1
+
d
)-4,
解得
d
=4,即
d
=±2.
由于该数列为递增数列,故
d
=2.
∴
a
n
=1
+(
n
-1)×2=2
n
-1.
8.设数列{
a
n
}的通项公式为
a
n
=2
n
-10(
n
∈N),则|
a
1
|+|
a
2
|+…+|
a
15
|=________.
答案 130
解析 由
a
n=2
n
-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
=2
n
-10≥0
得
n
≥5,∴
n
≤5时,
a
n
≤0,当
n
>5时,
a
n
>0,∴|
a
1
|+|
a<
br>2
|+…+|
a
15
|=-(
a
1
+
a
2
+
a
3
+
*
*
2
222
11
*
=+(
n
∈N),则
a
10
=________.
a
n
+1
a
n
3
1
11
=+(10-1)×=1+3=4,
a
10
a
1
3
1
a
4
)+(
a
5
+
a
6
+…+
a
15
)=20+110=130.
1
9.若数列{a
n
}的前
n
项和为
S
n
,且满足
a
n
+2
S
n
S
n
-1
=0(
n<
br>≥2),
a
1
=.
2
1
(1)求证:
成等差数列;
S
n
(2)求数列{
a
n
}的通项公式.
(1)证明 当
n
≥2时,由
a
n
+2
S
n
S
n
-1
=0,
11
得
S
n
-
S
n
-1
=-2
S
n
S
n
-1
,所以-=2,
S
n
S
n
-1
1
又==2,故
是首项为2,公差为2的等差数列.
S
1
a
1
S
n
11
11
(2)解
由(1)可得=2
n
,∴
S
n
=.
S
n
2
n
当
n
≥2时,
11
n
-1-
n
1
a
n
=
S
n<
br>-
S
n
-1
=-==-.
2
n
2?
n
-1?2
n
?
n
-1?2
n
?
n-1?
1
当
n
=1时,
a
1
=不适合上式.
2
1
2
,
n
=1,
故
a
=
1
-
2
n
?
n
-1?
,
n
≥2.
n
10.等差
数列{
a
n
}中,设
S
n
为其前
n
项和,
且
a
1
>0,
S
3
=
S
11
,则
当
n
为多少时,
S
n
最大
解 方法一
由
S
3
=
S
11
得
3×211×102
3
a
1
+
d
=11
a
1
+
d,则
d
=-
a
1
.
2213
d
<
br>d
2
a
1
49
2
从而
S
n
=
n
+
a
1
-
n
=-(
n
-7)+
a
1
,
2
2131
3
又
a
1
>0,所以-<0.故当
n
=7时,<
br>S
n
最大.
13
方法二 由于
S
n
=an
+
bn
是关于
n
的二次函数,由
S
3=
S
11
,可知
S
n
=
an
+
bn
的图象关于
n
=
3+11
a
1
=7对称.由
方法一可知
a
=-<0,故当
n
=7时,
S
n
最大
.
213
22
a
1
2
方法三
由方法一可知,
d
=-
a
1
.
13
要使
S
n
最大,则有
a
n
≥0,
a
n
+1
≤0,
2
a
+?
n
-1?
-
a
≥0,
13
即
-
2
a
≤0,
a
+
n
13
1
1
1
1
解得≤
n
≤,故当
n
=7时,
S
n
最大.
方法四 由
S
3
=
S
11
,可得2
a1
+13
d
=0,
即(
a
1
+6
d
)+(
a
1
+7
d
)=0,
故
a
7
+
a
8
=0,又由
a
1
>0,
S3
=
S
11
可知
d
<0,
所以
a<
br>7
>0,
a
8
<0,所以当
n
=7时,
S<
br>n
最大.
B组 专项能力提升
(时间:20分钟)
11.设S
n
为等差数列{
a
n
}的前
n
项和,(n
+1)
S
n
<
nS
n
+1
(
n
∈N).若<-1,则( )
*
a
8
a
7
A.
S
n
的最大值是
S
8
C.
S
n
的最大值是
S
7
答案 D
解析
由条件得<
B.
S
n
的最小值是
S
8
D.
S
n
的最小值是
S
7
S
n
S
n
+1
n
?
a
1
+
a
n
??
n
+1??
a
1
+
a
n
+
1
?
,即<,所以
a
n
<
a
n
+1
,所以等差数列{
a
n
}
nn
+12
n
2?n
+1?
a
8
a
7
为递增数列.又<-1,所以
a
8
>0,
a
7
<0,即数列{
a
n
}
前7项均小于0,第8项大于零,
所以
S
n
的最小值为
S
7
,故选D.
3
12.设等差数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,若
a
1
=-3,
a
k
+1
=,
S
k
=-12,则正整数
k
=____
____.
2
答案 13
321
解析
S
k
+
1
=
S
k
+
a
k
+1
=-12+=-,
22
?
k
+1??
a
1
+
a
k<
br>+1
?
又
S
k
+1
=
2
3
?
k
+1?
-3+
2
=
2
21
=-,
2
解得
k
=13. S
n
2
n
-3
a
9
13.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=,则
T
n
4
n
-3
b
5
+
b
7
+
a
3
b
8
+
b
4
的值为______
__.
答案
19
41
解析
∵{
a
n
},{
b
n
}为等差数列,
∴
∵
a
9
b
5
+
b
7
b
8
+
b
4
+
a
3
=
a
9
a
3
a
9
+
a
3
a
6
+==.
2
b
6
2
b
6
2
b
6
b
6
S
11
a
1
+
a
11
2
a
6
2×11-319
====,
T
11
b
1
+
b
11
2
b
6
4×11-341
a
619
∴=.
b
6
41
14.已知数列{
a
n
}是首项为
a
,公差为1的等差数列,
b
n
=
成立
,则实数
a
的取值范围为________.
答案 (-8,-7)
1+
a
n
*
,若对任意的
n
∈N,都有
b
n<
br>≥
b
8
a
n
1
*
解析 依题
意得
b
n
=1+,对任意的
n
∈N,都有
b
n≥
b
8
,即数列{
b
n
}的最小项是第8项,于
a
n
a
8
<0,
是有≥.又数列{
a
n
}是公差为1的等差数列,因此有
a
n
a
8
a
9
>0,
11
a
+7<0,
即
a
+8>0,
由此解得-8<
a
<-7,
即实数
a
的取值范围是(-8,-7).
15.已知公差大于零的等差数列
{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,且满足a
3
·
a
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<
br>}是等差数列,且
b
n
=
S
n
n
+
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
-22
x
+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,
a
1
+2
d
=9,
所以
<
br>
a
1
+3
d
=13,
2
a
1
=1,
所以
d
=4.
所以通项
a
n
=4
n
-3.
(2)由(1)知
a
1
=1,
d
=4,
所以S
n
=
na
1
+
n
?
n
-1
?
2
1
2
1
2
×
d
=2
n
-
n
=2
n
-
-.
4
8
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
=2
n
-
n
,
2
n
-
n
所以
b
n
==,
n<
br>+
cn
+
c
1615
所以
b
1
=,
b
2
=,
b
3
=.
1+
c
2+
c
3+
c
因为数列{
b
n
}是等差数列,
所以2
b
2
=
b
1
+
b
3
,
即
6115
×2=+,
2+
c
1+
c
3
+
c
2
2
S
n
2
所以2
c
+c
=0,
1
所以
c
=-或
c
=0(舍去),
2
1
经验证
c
=-时,{
b
n
}是等差数列,
2
1
故
c
=-.
2