《等差数列及其前n 项和》专题
一、相关知识点
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．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．
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a m ＋a n ＝a p ＋a q (m ，n ，p ，q ∈N *)．
(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md 的等差数列．
(4)若{a n }，{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 ，…(m ∈N *)也是等差数列，公差为m 2d .
(6)S 2n －1＝(2n －1)a n ，S 2n ＝n (a 1＋a 2n )＝n (a n ＋a n ＋1)，遇见S 奇，S 偶时可分别运用性质及有关公式求解．
(7)若{a n }，{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ，T n ，则a n b n ＝S 2n －1
T 2n －1
.
(8)若{a n }是等差数列，则⎩⎨⎧⎭
⎬⎫S n n 也是等差数列，其首项与{a n }首项相同，公差是{a n }的公差的1
2.
(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ，则
①S 2n ＝n (a 1＋a 2n )＝…＝n (a n ＋a n ＋1)；②S 偶－S 奇＝nd ，
S 奇S 偶＝a n
a n ＋1
. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n ＋1，则 ①S 2n ＋1＝(2n ＋1)a n ＋1； ②S 奇S 偶
＝n ＋1
n .
二．等差数列的常用结论
1．等差数列前n 项和的最值
在等差数列{a n }中，若a 1＞0，d ＜0，则S n 有最大值，即所有正项之和最大，若a 1＜0， d ＞0，则S n 有最小值，即所有负项之和最小．
2．等差数列的前n 项和公式与函数的关系：S n ＝d
2
n 2＋⎝⎛⎭⎫a 1－d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n ＝An 2＋Bn (A ，B 为常数)．
题型一 等差数列基本量的运算
1．已知等差数列{a n }前9项的和为27，a 10＝8，则a 100等于
解析：由等差数列性质，知S 9＝9(a 1＋a 9)2＝9×2a 5
2＝9a 5＝27，得a 5＝3，而a 10＝8，因此公
差d ＝a 10－a 5
10－5
＝1，∴a 100＝a 10＋90d ＝98.
2．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
解析：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＋
6×5
2
d ＝48，
即⎩⎪⎨⎪⎧
2a 1＋7d ＝24，
2a 1
＋5d ＝16，解得d ＝4. 3．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 ．10
D ．12
解析：设等差数列{a n }的公差为d ，由3S 3＝S 2＋S 4，得； 3⎣⎡⎦
⎤3a 1＋3×(3－1)2×d ＝2a 1＋2×(2－1)2×d ＋4a 1＋4×(4－1)2×d ， 将a 1＝2代入上式，解得d ＝－3，故a 5＝a 1＋(5－1)d ＝2＋4×(－3)＝－10. 4．在等差数列{a n }中，若前10项的和S 10＝60，且a 7＝7，则a 4＝
解析：法一：由题意得⎩⎪⎨⎪⎧
10a 1＋45d ＝60，a 1＋6d ＝7，解得⎩⎪⎨⎪⎧
a 1＝3，d ＝23，
∴a 4＝a 1＋3d ＝5．
法二：由等差数列的性质有a 1＋a 10＝a 7＋a 4，∵S 10＝10(a 1＋a 10)
2＝60，∴a 1＋a 10＝12.
又∵a 7＝7，∴a 4＝5．
5．已知数列{a n }满足a 1＝15，且3a n ＋1＝3a n －2.若a k ·a k ＋1<0，则正整数k ＝ 解析：由3a n ＋1＝3a n －2⇒a n ＋1－a n ＝－23⇒{a n }是等差数列，则a n ＝473－23
n .
∵a k ·a k ＋1<0，∴⎝⎛⎭⎫473－23k ⎝⎛⎭⎫453－23k <0，∴452 2，又∵k ∈N ＋，∴k ＝23. 6．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 解析：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 4 2 ＝7×4＝28. 7．数列{2n －1}的前10项的和是 解析：∵数列{2n －1}是以1为首项，2为公差的等差数列，∴S 10＝(a 1＋a 10)×10 2＝100. 8．已知数列{a n }中a 1＝1，a n ＋1＝a n －1，则a 4等于 解析：因为a 1＝1，a n ＋1＝a n －1，所以数列{a n }为等差数列，公差d 为－1， 所以a 4＝a 1＋3d ＝1－3＝－2. 9．设等差数列{a n }的公差为d ，且a 1a 2＝35,2a 4－a 6＝7，则d ＝ 解析：∵{a n }是等差数列，∴2a 4－a 6＝a 4－2d ＝a 2＝7，∵a 1a 2＝35，∴a 1＝5，∴d ＝a 2－a 1＝2. 10．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 解析：设等差数列{a n }的公差为d ，由已知得⎩⎨⎧ S 5 ＝5a 1 ＋5×4 2 d ＝50，S 10 ＝10a 1 ＋10×9 2 d ＝200， 即⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋2d ＝10，a 1＋9 2d ＝20， 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝2， d ＝4.∴a 10＋a 11＝2a 1＋19d ＝80. 11．设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3＝5，且S 1，S 5，S 7成等差数列，则数列{a n }的通项公式a n ＝________. 解析：设等差数列{a n }的公差为d ，∵a 3＝5，且S 1，S 5，S 7成等差数列， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋2d ＝5，a 1＋7a 1＋21d ＝10a 1＋20d ，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝1， d ＝2， ∴a n ＝2n －1. 12．设{a n }是等差数列，且a 1＝3，a 2＋a 5＝36，则{a n }的通项公式为________． 解析：法一：设数列{a n }的公差为d .∵a 2＋a 5＝36，∴(a 1＋d )＋(a 1＋4d )＝36，∴2a 1＋5d ＝36.∵a 1＝3，∴d ＝6，∴a n ＝6n －3. 法二：设数列{a n }的公差为d ，∵a 2＋a 5＝a 1＋a 6＝36，a 1＝3，∴a 6＝33，∴d ＝a 6－a 15＝6.∵a 1 ＝3，∴a n ＝6n －3. 13．已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 6＋a 18＝54，S 19＝437，则a 2 018的值是 解析：设等差数列{a n }的公差为d ，由题意可知 ⎩⎪⎨ ⎪⎧ 2a 1＋22d ＝54，19a 1＋171d ＝437，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝5， d ＝2， 所以a 2 018＝5＋2017×2＝4 039． 14．已知数列{a n }是等差数列，a 1＋a 7＝－8，a 2＝2，则数列{a n }的公差d 等于 解析：由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋a 7＝2a 1＋6d ＝－8，a 2＝a 1＋d ＝2.解得⎩⎪⎨⎪⎧ d ＝－3，a 1＝5， ． 15．《张丘建算经》卷上第22题为：“今有女善织，日益功疾．初日织五尺，今一月日织九匹三丈．”其意思为今有一女子擅长织布，且从第2天起，每天比前一天多织相同量的布，若第一天织5尺布，现在一个月(按30天计)共织390尺布．则该女子最后一天织布的尺数为( ) A ．18 B ．20 C ．21 D ．25 解析：C ，用a n 表示第n 天织布的尺数，由题意知， 数列{a n }是首项为5，项数为30的等差数列．所以30(a 1＋a 30) 2＝390， 即30(5＋a 30)2 ＝390，解得a 30＝21，故选C ． 16．设S n 为等差数列{a n }的前n 项和，a 12＝－8，S 9＝－9，则S 16＝__________. 解析：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＋9×8 2d ＝－9， 解得⎩ ⎪⎨⎪⎧ a 1＝3，d ＝－1.∴S 16＝16×3＋16×15 2 ×(－1)＝－72. 17．已知在等差数列{a n }中，a 1＝1，a 3＝2a ＋1，a 5＝3a ＋2，若S n ＝a 1＋a 2＋…＋a n ，且S k ＝66，则k 的值为 解析：∵在等差数列中，2a 3＝a 1＋a 5，∴2(2a ＋1)＝1＋3a ＋2， 解得a ＝1，即a 1＝1，a 3＝3，a 5＝5，∴公差d ＝1， ∴S k ＝k ×1＋k (k －1)2 ×1＝66，解得k ＝11或k ＝－12(舍)． 18．已知数列⎩⎨⎧⎭ ⎬⎫ a n n 是等差数列，且a 3＝2，a 9＝12，则a 15＝ 解析：法一：设数列⎩⎨⎧⎭ ⎬⎫ a n n 是公差为d 的等差数列，∵a 3＝2，a 9＝12， ∴6d ＝a 99－a 33＝129－23＝23，∴d ＝19，a 1515＝a 3 3 ＋12d ＝2.故a 15＝30. 法二：由于数列⎩⎨⎧⎭ ⎬⎫a n n 是等差数列，故2×a 99＝a 33＋a 1515，即a 1515＝2×129－2 3＝2，故a 15＝30. 19．在数列{a n }中，若a 1＝1，a 2＝12，2a n ＋1＝1a n ＋1 a n ＋2 (n ∈N *)，则该数列的通项为( ) A ．a n ＝1n B ．a n ＝2n ＋1 C ．a n ＝2n ＋2 D ．a n ＝3 n 解析：A ，由已知式2a n ＋1＝1a n ＋1a n ＋2可得1a n ＋1－1a n ＝1a n ＋2－1a n ＋1，知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1 a 1＝1，公差 为1a 2－1a 1＝2－1＝1的等差数列，所以1a n ＝n ，即a n ＝1 n . 20．《九章算术》是我国古代的数学名著，书中有如下问题：“今有五人分五钱，令上二人所得与下三人等，问各得几何？”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱，甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同，且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列，问五人各得多少钱？”(“钱”是古代一种质量单位)，在这个问题中，甲得________钱．( ) A.53 B ．32 C.43 D ．54 解析：选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1，a 2，a 3，a 4，a 5， 设公差为d ，由题意知a 1 ＋a 2 ＝a 3 ＋a 4 ＋a 5 ＝5 2，即⎩⎨⎧ 2a 1 ＋d ＝5 2， 3a 1 ＋9d ＝5 2 ，解得⎩⎨⎧ a 1 ＝4 3， d ＝－1 6， 故甲得4 3 钱，故选C. 21．已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 9＝12a 12＋6，a 2＝4，则数列⎩⎨⎧⎭ ⎬⎫ 1S n 的前10项和为( ) A.1112 B ．1011 C.910 D ．8 9 解析：选B ，设等差数列{a n }的公差为d ，由a 9＝1 2a 12＋6及等差数列的通项公式得a 1＋5d ＝12，又a 2＝4，∴a 1＝2，d ＝2，∴S n ＝n 2＋n ，∴1S n ＝1n (n ＋1)＝1n －1n ＋1，∴1S 1＋1S 2＋…＋1 S 10 ＝ ⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫12－13＋…＋⎝⎛⎭⎫110－111＝1－111＝1011 . 22．已知等差数列{a n }各项均为正数，其前n 项和为S n ，若a 1＝1，S 3＝a 2，则a 8＝ 解析：法一：设等差数列{a n }的公差为d ，由题意得3＋3d ＝1＋d ， 解得d ＝2或d ＝－1(舍去)，所以a 8＝1＋7×2＝15. 法二：S 3＝a 1＋a 2＋a 3＝3a 2，由S 3＝a 2可得3a 2＝a 2，解得a 2＝3或a 2＝0(舍去)， 则d ＝a 2－a 1＝2，所以a 8＝1＋7×2＝15. 23．若x ≠y ，数列x ，a 1，a 2，y 和x ，b 1，b 2，b 3，y 各自成等差数列，则a 1－a 2 b 1－b 2＝________. 解析：由题意得a 1－a 2＝x －y 3，b 1－b 2＝x －y 4，所以a 1－a 2b 1－b 2＝4 3 . 24．设{a n }是递增等差数列，前三项的和为12，前三项的积为48，则它的首项是________． 解析：2 25．数列{a n }满足1 a n ＋1＝1a n ＋1(n ∈N ＋)，数列{ b n }满足b n ＝1 a n ，且 b 1＋b 2＋…＋b 9＝45，则 b 4b 6( ) A ．最大值为100 B ．最大值为25 C ．为定值24 D ．最大值为50 解析：C ，由1a n ＋1＝1a n ＋1(n ∈N ＋)，得1a n ＋1－1a n ＝1，∵b n ＝1 a n ，∴ b n ＋1－b n ＝1， 则数列{b n }是公差为1的等差数列，∵b 1＋b 2＋…＋b 9＝45，∴9b 1＋9×8 2＝45， 即b 1＝1，则b n ＝1＋(n －1)×1＝n ，则b 4b 6＝4×6＝24. 26．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. 27．设数列{a n }满足：a 1＝1, a 2＝3, 且2na n ＝(n －1)a n －1＋(n ＋1)a n ＋1，则a 20的值是________． 解析：∵2na n ＝(n －1)a n －1＋(n ＋1)a n ＋1，∴数列{na n }是以a 1＝1为首项，2a 2－a 1＝5为公差的等差数列，∴20a 20＝1＋5×19＝96，解得a 20＝9620＝245 . 28．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 . 解析：(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. 28．已知等差数列{a n }的公差不为零，a 1＝25，且a 1，a 11，a 13成等比数列． (1)求{a n }的通项公式；(2)求a 1＋a 4＋a 7＋…＋a 3n －2. 解析：(1)设{a n }的公差为d .由题意，得a 211＝a 1a 13， 即(a 1＋10d )2＝a 1(a 1＋12d )．于是d (2a 1＋25d )＝0. 又a 1＝25，所以d ＝0(舍去)或d ＝－2.故a n ＝－2n ＋27. (2)令S n ＝a 1＋a 4＋a 7＋…＋a 3n －2. 由(1)知a 3n －2＝－6n ＋31，故{a 3n －2}是首项为25，公差为－6的等差数列． 从而S n ＝n 2(a 1＋a 3n －2)＝n 2 (－6n ＋56)＝－3n 2＋28n . 题型二 等差数列的性质及应用 类型一 等差数列项的性质的应用 1．在等差数列{a n }中，a 3＋a 7＝37，则a 2＋a 4＋a 6＋a 8＝________. 解析：依题意，得a 2＋a 4＋a 6＋a 8＝(a 2＋a 8)＋(a 4＋a 6)＝2(a 3＋a 7)＝74. 2．在等差数列{a n }中，3(a 3＋a 5)＋2(a 7＋a 10＋a 13)＝24，则该数列前13项的和是________． 解析：26 3．若数列{a n }为等差数列，S n 为其前n 项和，且a 1＝2a 3－3，则S 9＝________. 解析：设等差数列{a n }的公差为d ，a 1＝2a 3－3＝2a 1＋4d －3，∴a 5＝a 1＋4d ＝3，S 9＝9a 5＝27. 4．在等差数列{a n }中， a 1，a 2 019为方程x 2－10x ＋16＝0的两根，则a 2＋a 1 010＋a 2 018＝____ 解析：因为a 1，a 2 019为方程x 2－10x ＋16＝0的两根，所以a 1＋a 2 019＝10.由等差数列的性质可知，a 1 010＝a 1＋a 2 019 2＝5，a 2＋a 2 018＝a 1＋a 2 019＝10，所以a 2＋a 1 010＋a 2 018＝10＋5＝15. 5．已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 6＝39，则a 3＋a 4＝ 解析：由等差数列{a n }的性质及其S 6＝39，可得6(a 1＋a 6) 2＝3(a 3＋ a 4)＝39，则a 3＋ a 4＝13. 6．数列{a n }满足2a n ＝a n －1＋a n ＋1(n ≥2)，且a 2＋a 4＋a 6＝12，则a 3＋a 4＋a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n ＝a n －1＋a n ＋1(n ≥2)，则数列{a n }是等差数列，利用等差数列的性质可知，a 3＋a 4＋a 5＝a 2＋a 4＋a 6＝12. 7．设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 2＋a 7＋a 12＝24，则S 13＝ 解析:由a 2＋a 7＋a 12＝24得3a 7＝24，即a 7＝8，∴S 13＝13(a 1＋a 13) 2＝13a 7＝13×8＝104． 8．等差数列{a n }中，a 3＋a 7＝6，则{a n }的前9项和等于 解析：法一：设等差数列的公差为d ，则a 3＋a 7＝a 1＋2d ＋a 1＋6d ＝2a 1＋8d ＝6，所以a 1＋4d ＝3.于是{a n }的前9项和S 9＝9a 1＋9×8 2 d ＝9(a 1＋4d )＝9×3＝27. 法二：由等差数列的性质，得a 1＋a 9＝a 3＋a 7＝6，所以数列{a n }的前9项和S 9＝9(a 1＋a 9) 2 ＝9×6 2 ＝27. 9．数列{a n }满足2a n ＝a n －1＋a n ＋1(n ≥2)，且a 2＋a 4＋a 6＝12，则a 3＋a 4＋a 5等于 解析：数列{a n }满足2a n ＝a n －1＋a n ＋1(n ≥2)，则数列{a n }是等差数列，利用等差数列的性质可知，a 3＋a 4＋a 5＝a 2＋a 4＋a 6＝12. 10．等差数列{a n }的公差为d (d ≠0)，且a 3＋a 6＋a 10＋a 13＝32，若a m ＝8，则m 的值为 解析：由a 3＋a 6＋a 10＋a 13＝32得4a 8＝32，即a 8＝8. 又d ≠0，所以等差数列{a n }是单调数列，由a m ＝8，知m ＝8． 11．设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和，若S 9＝3a 8，则S 15 3a 5等于 解析：因为S 9＝a 1＋a 2＋…＋a 9＝9a 5＝3a 8，即3a 5＝a 8.又S 15＝a 1＋a 2＋…＋a 15＝15a 8， 所以S 153a 5＝15a 8 a 8 ＝15. 12．等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若a m ＝10，S 2m －1＝110，则m ＝________. 解析：S 2m －1＝(2m －1)(a 1＋a 2m －1)2＝2(2m －1)a m 2＝110，解得m ＝6. 类型二：等差数列前n 项和的性质 1．在项数为2n ＋1的等差数列{a n }中，所有奇数项的和为165，所有偶数项的和为150，则n 等于( ) A ．9 B ．10 C ．11 D ．12 解析：选B ，∵等差数列有2n ＋1项，∴S 奇＝(n ＋1)(a 1＋a 2n ＋1)2，S 偶＝n (a 2＋a 2n ) 2 . 又a 1＋a 2n ＋1＝a 2＋a 2n ，∴S 偶S 奇＝n n ＋1＝150165＝10 11 ，∴n ＝10. 2．等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m －1＝－2，S m ＝0，S m ＋1＝3，m ≥2，m ∈N *，则m ＝ 解析：∵{a n }是等差数列，S m －1＝－2，S m ＝0，∴a m ＝S m －S m －1＝2. 又S m ＋1＝3，∴a m ＋1＝S m ＋1－S m ＝3，∴d ＝a m ＋1－a m ＝1. 又 S m ＝m (a 1＋a m )2＝m (a 1＋2) 2＝0，∴a 1＝－2，∴a m ＝－2＋(m －1)·1＝2，∴m ＝5. 3．设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 3＝9，S 6＝36，则a 7＋a 8＋a 9等于 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，即a 7＋a 8＋a 9＝45． 4．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 2 008 2 008 ＝6，则S 2 019＝________. 解析：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 2 008 2 008＝6d ＝6，∴d ＝1. 故 S 2 0192 019＝S 1 1 ＋2 018d ＝－2 014＋2 018＝4，∴S 2 019＝8 076. 5．已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 10＝10，S 20＝30，则S 30＝________. 解析：由题意知，S 10，S 20－S 10，S 30－S 20成等差数列． 则2(S 20－S 10)＝S 10＋(S 30－S 20)，即40＝10＋(S 30－30)，解得S 30＝60. 6．若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4＝4，S 6＝12，则S 2＝ 解析：根据等差数列的性质，可得S 2，S 4－S 2，S 6－S 4成等差数列，即2(S 4－S 2)＝S 2＋S 6－S 4，因此S 2＝0. 7．设S n 是等差数列{a n }的前n 项和，S 10＝16，S 100－S 90＝24，则S 100＝________． 解析：依题意，S 10，S 20－S 10，S 30－S 20，…，S 100－S 90依次成等差数列，设该等差数列的公差为d .又S 10＝16，S 100－S 90＝24，因此S 100－S 90＝24＝16＋(10－1)d ＝16＋9d ，解得d ＝8 9， 因此S 100＝10S 10＋10×92d ＝10×16＋10×92×8 9 ＝200. 8．在等差数列{a n }中，a 1＝－2 015，其前n 项和为S n ，若S 1212－S 10 10＝2，则S 2 018＝ 解析：设等差数列{a n }的前n 项和为S n ＝An 2＋Bn ，则S n n ＝An ＋B ，所以⎩⎨⎧⎭ ⎬⎫ S n n 是等差数列．因 为S 1212－S 1010＝2，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1，又S 11＝a 11＝－2 015，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫ S n n 是以－2 015为首项，1为公差的等差数列，所以S 2 0182 018＝－2 015＋2 017×1＝2，所以S 2 018＝4 036. 9．等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ，若S n T n ＝3n －22n ＋1，则a 7 b 7＝________. 解析：a 7b 7＝2a 72b 7＝a 1＋a 13b 1＋b 13＝13 2(a 1＋a 13) 132(b 1＋b 13 )＝S 13T 13＝3×13－22×13＋1＝3727 . 10．设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ，若对任意自然数n 都有S n T n ＝2n －3 4n －3，则 a 9 b 5＋b 7＋a 3 b 8＋b 4 的值为________． 解析：∵{a n }，{b n }为等差数列，∴a 9b 5＋b 7＋a 3b 8＋b 4 ＝a 92b 6＋a 32b 6＝a 9＋a 32b 6＝a 6 b 6. ∵S 11T 11＝a 1＋a 11b 1＋b 11＝2a 62b 6＝2×11－34×11－3＝1941，∴a 6b 6＝19 41. 类型三：等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法 (1)二次函数法：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)通项变号法 ①a 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 . 1．已知等差数列{a n }中，a 1＝11，a 5＝－1，则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析：设数列{a n }的公差为d ，则d ＝a 5－a 1 5－1 ＝－3，所以a n ＝a 1＋(n －1)d ＝－3n ＋14， 由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0，a n ＋1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧ 14－3n ≥0，11－3n ≤0， 解得113≤n ≤143 ，即n ＝4，所以{a n }的前4项和最大， 且S 4＝4×11＋4×32 ×(－3)＝26. 2．等差数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 1＝13，S 3＝S 11，当S n 最大时，n 的值是 解析：法一：由S 3＝S 11，得a 4＋a 5＋…＋a 11＝0，根据等差数列的性质，可得a 7＋a 8＝0.根据首项等于13可推知这个数列递减，从而得到a 7＞0，a 8＜0，故n ＝7时，S n 最大． 法二：由S 3＝S 11，可得3a 1＋3d ＝11a 1＋55d ，把a 1＝13代入，得d ＝－2， 故S n ＝13n －n (n －1)＝－n 2＋14n .根据二次函数的性质，知当n ＝7时S n 最大． 法三：根据a 1＝13，S 3＝S 11，知这个数列的公差不等于零，且这个数列的和是先递增后递减．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，以及二次函数图像的对称 性，可得只有当n ＝3＋112 ＝7时，S n 取得最大值． 4．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________． 解析：依题意得2a 6＝4,2a 7＝－2，a 6＝2>0，a 7＝－1<0.又数列{a n }是等差数列，所以在该数列中，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. 5．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( ) A ．S 7 B ．S 6 C ．S 5 D ．S 4 解析：C ，∵⎩⎪⎨⎪⎧ 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. 6．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． 解析：(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)法一：(二次函数法) 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. 法二：(通项变号法) 由(1)知a n ＝2n －9，则S n ＝n (a 1＋a n )2＝n 2－8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≤0，a n ＋1≥0， 即⎩ ⎪⎨⎪⎧ 2n －9≤0，2n －7≥0，∴72≤n ≤92，又n ∈N *，∴n ＝4，此时S n 的最小值为S 4＝－16. 7．已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，n ∈N *，满足a 1＋a 2＝10，S 5＝40. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝|13－a n |，求数列{b n }的前n 项和T n . 解析：(1)设等差数列{a n }的公差为d ，由题意知，a 1＋a 2＝2a 1＋d ＝10， S 5＝5a 3＝40，即a 3＝8，所以a 1＋2d ＝8， 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝4，d ＝2， 所以a n ＝4＋(n －1)·2＝2n ＋2. (2)令c n ＝13－a n ＝11－2n ，b n ＝|c n |＝|11－2n |＝⎩⎪⎨⎪⎧ 11－2n ，n ≤5， 2n －11，n ≥6， 设数列{c n }的前n 项和为Q n ，则Q n ＝－n 2＋10n . 当n ≤5时，T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝Q n ＝－n 2＋10n . 当n ≥6时，T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝c 1＋c 2＋…＋c 5－(c 6＋c 7＋…＋c n )＝－Q n ＋2Q 5 ＝n 2－10n ＋2(－52＋10×5)＝n 2－10n ＋50. 8．已知等差数列{a n }的前三项和为－3，前三项的积为8. (1)求等差数列{a n }的通项公式； (2)若a 2，a 3，a 1成等比数列，求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析：(1)设等差数列{a n }的公差为d ，则a 2＝a 1＋d ，a 3＝a 1＋2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1＋3d ＝－3，a 1(a 1＋d )(a 1＋2d )＝8，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝2，d ＝－3或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝－4，d ＝3. 所以由等差数列通项公式可得，a n ＝2－3(n －1)＝－3n ＋5或a n ＝－4＋3(n －1)＝3n －7. 故a n ＝－3n ＋5或a n ＝3n －7. (2)当a n ＝－3n ＋5时，a 2，a 3，a 1分别为－1，－4,2，不成等比数列； 当a n ＝3n －7时，a 2，a 3，a 1分别为－1,2，－4，成等比数列，满足条件． 故|a n |＝|3n －7|＝⎩ ⎪⎨⎪⎧ －3n ＋7，n ＝1，2，3n －7，n ≥3.记数列{3n －7}的前n 项和为S n ， 则S n ＝n [(－4)＋(3n －7)]2＝32n 2－112 n . 当n ≤2时，T n ＝|a 1|＋|a 2|＋…＋|a n |＝－(a 1＋a 2＋…＋a n )＝－32n 2＋112 n ， 当n ≥3时，T n ＝|a 1|＋|a 2|＋|a 3|＋…＋|a n |＝－(a 1＋a 2)＋(a 3＋a 4＋…＋a n ) ＝S n －2S 2＝32n 2－112n ＋10，综上知：T n ＝⎩⎨⎧ －32n 2＋112n ，n ≤2，32n 2－112n ＋10，n ≥3. 题型三 等差数列的判定与证明 等差数列的判定与证明方法与技巧 1．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 解析：∵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. 2．已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和，S 2＝2，S 3＝－6. (1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ； (2)是否存在正整数n ，使S n ，S n ＋2＋2n ，S n ＋3成等差数列？若存在，求出n ；若不存在， 请说明理由． 解析：(1)设数列{a n }的公差为d ，则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1＋d ＝2，3a 1＋3×22d ＝－6，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＝4，d ＝－6， ∴a n ＝4－6(n －1)＝10－6n ，S n ＝na 1＋n (n －1)2 d ＝7n －3n 2. (2)由(1)知S n ＋S n ＋3＝7n －3n 2＋7(n ＋3)－3(n ＋3)2＝－6n 2－4n －6， 2(S n ＋2＋2n )＝2(－3n 2－5n ＋2＋2n )＝－6n 2－6n ＋4， 若存在正整数n 使得S n ，S n ＋2＋2n ，S n ＋3成等差数列， 则－6n 2－4n －6＝－6n 2－6n ＋4，解得n ＝5， ∴存在n ＝5，使S n ，S n ＋2＋2n ，S n ＋3成等差数列． 3．已知数列{a n }是等差数列，且a 1，a 2(a 1 (1)求数列{a n }的前n 项和S n ； (2)在(1)中，设b n ＝S n n ＋c