第五篇数列及其应用
专题5.2
等差数列及其前n 项和
【考试要求】
1.理解等差数列的概念；
2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式；
3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系，并能用等差数列的有关知识解决相应的问题；
4.体会等差数列与一次函数的关系.【知识梳理】1.等差数列的概念
(1)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.数学语言表达式：a n ＋1－a n ＝d (n ∈N *，d 为常数).
(2)若a ，A ，b 成等差数列，则A 叫做a ，b 的等差中项，且A ＝a ＋b
2
.2.等差数列的通项公式与前n 项和公式
(1)若等差数列{a n }的首项是a 1，公差是d ，则其通项公式为a n ＝a 1＋(n －1)d .(2)前n 项和公式：S n ＝na 1＋n （n －1）d 2＝n （a 1＋a n ）
2
.3.等差数列的性质
(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k ＋l ＝m ＋n (k ，l ，m ，n ∈N *)，则a k ＋a l ＝a m ＋a 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S n 为等差数列{a n }的前n 项和，则数列S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…也是等差数列.
(5)若S n 为等差数列{a n }的前n .【微点提醒】
1.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 }一定是等差数列，且公差为p .
2.在等差数列{a n }中，a 1＞0，d ＜0，则S n 存在最大值；若a 1＜0，d ＞0，则S n 存在最小值.
3.等差数列{a n }的单调性：当d ＞0时，{a n }是递增数列；当d ＜0时，{a n }是递减数列；当d ＝0时，{a n }是常数列.
4.数列{a n }是等差数列?S n ＝An 2＋Bn(A ，B 为常数).【疑误辨析】
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *，都有2a n ＋1＝a n ＋a n ＋2.()
(2)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.(
)
(3)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.()
(4)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.()
【答案】(1)√
(2)√
(3)×
(4)×
【解析】
(3)若公差d ＝0，则通项公式不是n 的一次函数.(4)若公差d ＝0，则前n 项和不是二次函数.【教材衍化】
2.(必修5P46A2改编)设数列{a n }是等差数列，其前n 项和为S n ，若a 6＝2且S 5＝30，则S 8等于()
A.31
B.32
C.33
D.34
【答案】B
【解析】
1＋5d ＝2，a 1＋10d ＝30，
1＝263
，＝－43
，
∴S 8＝8a 1＋8×7
2d ＝32.3.(必修5P68A8改编)在等差数列{a n }中，若a 3＋a 4＋a 5＋a 6＋a 7＝450，则a 2＋a 8＝________.【答案】180
【解析】
由等差数列的性质，得a 3＋a 4＋a 5＋a 6＋a 7＝5a 5＝450，∴a 5＝90，∴a 2＋a 8＝2a 5＝180.
【真题体验】
4.(2018·全国Ⅰ卷)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
【答案】
B
【解析】设等差数列{a n }的公差为d ，则3(3a 1＋3d )＝2a 1＋d ＋4a 1＋6d ，即d ＝－3
2a 1.又a 1＝2，∴d ＝－3，
∴a 5＝a 1＋4d ＝2＋4×(－3)＝－10.
5.(2019·上海黄浦区模拟)已知等差数列{a n }中，a 2＝1，前5项和S 5＝－15，则数列{a n }的公差为()
A.－3
B.－
52
C.－2
D.－4
【答案】D
【解析】
设等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，
2＝1，
5＝－15，
1＋d ＝1，a 1＋5×42
d ＝－15，解得d ＝－4.
6.(2019·苏北四市联考)在等差数列{a n }中，已知a 3＋a 8>0，且S 9<0，则S 1，S 2，…，S 9中最小的是______.【答案】S 5
【解析】
在等差数列{a n }中，
∵a 3＋a 8>0，S 9<0，
∴a 5＋a 6＝a 3＋a 8>0，S 9＝9（a 1＋a 9）
2＝9a 5<0，
∴a 5<0，a 6>0，
∴S 1，S 2，…，S 9中最小的是S 5.【考点聚焦】考点一
等差数列基本量的运算
【例1】(1)(一题多解)(2017·全国Ⅰ卷)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
(2)(2019·潍坊检测)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，S 11＝22，a 4＝－12，若a m ＝30，则m ＝()
A.9
B.10
C.11
D.15
【答案】(1)C(2)B
【解析】(1)法一设等差数列{a n}的公差为d，
a1＋3d）＋（a1＋4d）＝24，
a1＋6×5
2
d＝48，所以d＝4.
法二等差数列{a n}中，S6＝（a1
＋a6）×6
2
＝48，则a1＋a6＝16＝a2＋a5，
又a4＋a5＝24，所以a4－a2＝2d＝24－16＝8，则d＝4.
(2)设等差数列{a n}的公差为d，依题意得
11＝11a1＋
11×（11－1）
2
d＝22，
4＝a1＋3d＝－12，
1＝－33，
＝7，
∴a m＝a1＋(m－1)d＝7m－40＝30，∴m＝10.
【规律方法】
1.等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1，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a1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.
【训练1】(1)等差数列log3(2x)，log3(3x)，log3(4x＋2)，…的第四项等于()
A.3
B.4
C.log318
D.log324
(2)(一题多解)设等差数列{a n}的前n项和为S n，S3＝6，S4＝12，则S6＝________.
【答案】(1)A(2)30
【解析】(1)∵log3(2x)，log3(3x)，log3(4x＋2)成等差数列，
∴log3(2x)＋log3(4x＋2)＝2log3(3x)，
∴log3[2x(4x＋2)]＝log3(3x)2，则2x(4x＋2)＝9x2，
解之得x＝4，x＝0(舍去).
∴等差数列的前三项为log38，log312，log318，
∴公差d＝log312－log38＝log3
3
2，
∴数列的第四项为log 318＋log 33
2＝log 327＝3.
(2)法一
设数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，
由S 3＝6，S 4＝123＝3a 1＋3d ＝6，4＝4a 1＋6d ＝12，
1＝0，＝2，
所以S 6＝6a 1＋15d ＝30.法二
由{a n }为等差数列，故可设前n 项和S n ＝An 2＋Bn ，
由S 3＝6，S 4＝123＝9A ＋3B ＝6，4＝16A ＋4B ＝12，
＝1，＝－1，
即S n ＝n 2－n ，则S 6＝36－6＝30.
考点二等差数列的判定与证明
【例2】(经典母题)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＝1
2.
(1)(2)求数列{a n }的通项公式.【答案】见解析【解析】(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，所以1
S n －1S n －1＝2，
又1S 1＝1
a 1
＝2，
2，公差为2的等差数列.(2)解
由(1)可得1S n ＝2n ，∴S n ＝1
2n
.
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＝1
2
不适合上式.
故a n n ＝1，－1
2n （n －1）
，n ≥2.【迁移探究1】本例条件不变，判断数列{a n }是否为等差数列，并说明理由.【答案】见解析
【解析】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1
S n －1S n －1＝2(n ≥2).
又1S 1＝1
a 1
＝2，
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＝
1
2n －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）＝＝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.
【迁移探究2】本例中，若将条件变为a 1＝3
5，na n ＋1＝(n ＋1)a n ＋n (n ＋1)，试求数列{a n }的通项公式.
【答案】见解析
【解析】由已知可得a n ＋1n ＋1＝a n n ＋1，即a n ＋1n ＋1－a n n ＝1，又a 1＝3
5，
是以a 11＝3
5为首项，1为公差的等差数列，
∴a n n ＝35＋(n －1)·1＝n －25，∴a n ＝n 2－25n .【规律方法】
1.证明数列是等差数列的主要方法：
(1)定义法：对于n ≥2的任意自然数，验证a n －a n －1为同一常数.
(2)等差中项法：验证2a n－1＝a n＋a n－2(n≥3，n∈N*)都成立.
2.判定一个数列是等差数列还常用到结论：
(1)通项公式：a n＝pn＋q(p，q为常数)?{an}是等差数列.
(2)前n项和公式：Sn＝An2＋Bn(A，B为常数)?{a n}是等差数列.问题的最终判定还是利用定义.【训练2】(2017·全国Ⅰ卷)记S n为等比数列{a n}的前n项和.已知S2＝2，S3＝－6.
(1)求{a n}的通项公式；
(2)求S n，并判断S n＋1，S n，S n＋2是否成等差数列.
【答案】见解析
【解析】(1)设{a n}的公比为q，由题设可得
1(1＋q)＝2，
1(1＋q＋q2)＝－6，＝－2，1＝－2.
故{a n}的通项公式为a n＝(－2)n.
(2)由(1)可得
S n＝a1(1－q n)
1－q ＝－
2
3＋(－1)
n
2n＋1
3
.
由于S n
＋2＋S n＋1＝－4
3＋(－1)
n
2n＋3－2n＋2
3
.
＝2－
2
3＋(－1)
n·2n＋1
3＝2S n，
故S n
＋1
，S n，S n＋2成等差数列.
考点三等差数列的性质及应用
角度1等差数列项的性质
【例3－1】(2019·临沂一模)在等差数列{a n}中，a1＋3a8＋a15＝120，则a2＋a14的值为() A.6 B.12 C.24 D.48
【答案】D
【解析】∵在等差数列{a n}中，a1＋3a8＋a15＝120，
由等差数列的性质，a1＋3a8＋a15＝5a8＝120，
∴a8＝24，∴a2＋a14＝2a8＝48.
角度2等差数列和的性质
【例3－2】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.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－S 3)＝S 3＋(S 9－S 6)，得到S 9－S 6＝2S 6－3S 3＝45，所以a 7＋a 8＋a 9＝45.【规律方法】
1.项的性质：在等差数列{a n }中，若m ＋n ＝p ＋q (m ，n ，p ，q ∈N *)，则a m ＋a n ＝a p ＋a q .
2.和的性质：在等差数列{a n }中，S n 为其前n 项和，则(1)S 2n ＝n (a 1＋a 2n )＝…＝n (a n ＋a n ＋1)；(2)S 2n －1＝(2n －1)a n .
【训练3】(1)已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和，若a 1＝－2015，S 20152015－S
20092009＝6，则S 2019＝________.
(2)(2019·荆州一模)在等差数列{a n }中，若a 3＋a 4＋a 5＝3，a 8＝8，则a 12的值是()
A.15
B.30
C.31
D.64
(3)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
7b 7等于(
)
A.37
27
B.1914
C.3929
D.43
【答案】(1)6057(2)A
(3)A
【解析】
(1).
设其公差为d ，则
S 20152015－S 2009
2009
＝6d ＝6，∴d ＝1.故S 20192019＝S 11
＋2018d ＝－2015＋2018＝3，∴S 2019＝3×2019＝6057.
(2)由a 3＋a 4＋a 5＝3及等差数列的性质，∴3a 4＝3，则a 4＝1.
又a 4＋a 12＝2a 8，得1＋a 12＝2×8.∴a 12＝16－1＝15.
(3)a 7b 7＝2a 72b 7＝a 1＋a 13b 1＋b 13＝a 1＋a 13
2×13
b 1＋b 132×13＝S 13
T 13
＝3×13－22×13＋1＝3727.考点四
等差数列的前n 项和及其最值
【例4】(2019·衡水中学质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1≠0，常数λ>0，且λa 1a n ＝S 1＋S n 对一切正整数n 都成立.
(1)求数列{a n }的通项公式；
(2)设a 1>0，λ＝100，当n
n 项和最大？
【答案】见解析
【解析】(1)令n ＝1，得λa 21＝2S 1＝2a 1，a 1(λa 1－2)＝0，因为a 1≠0，所以a 1＝2λ
，
当n ≥2时，2a n ＝2λ＋S n ，2a n －1＝2
λ＋S n －1，
两式相减得2a n －2a n －1＝a n (n ≥2).所以a n ＝2a n －1(n ≥2)，
从而数列{a n }为等比数列，a n ＝a 1·2
n －1
＝2n λ
.(2)当a 1>0，λ＝100时，由(1)知，a n ＝2n
100，
则b n ＝lg
1a n ＝lg 100
2
n ＝lg 100－lg 2n ＝2－n lg 2，所以数列{b n }是单调递减的等差数列，公差为－lg 2，所以b 1>b 2>…>b 6＝lg
10026＝lg 100
64>lg 1＝0，当n ≥7时，b n ≤b 7＝lg
100
27
6项和最大. 【规律方法】 求等差数列前n 项和S n 的最值的常用方法： (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 (a ≠0)，通过配方或借助图象求二次函数的最值. (2)利用等差数列的单调性，求出其正负转折项，进而求S n 的最值. ①当a 1>0，d <0m ≥0， m ＋1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m (当a m ＋1＝0时，S m ＋1也为最大值)； ②当a 1<0，d >0m ≤0， m ＋1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m (当a m ＋1＝0时，S m ＋1也为最小值). 【训练4】(1)等差数列{a n }的公差d ≠0，且a 3，a 5，a 15成等比数列，若a 5＝5，S n 为数列{a n }的前n 项和， n 项和取最小值时的n 为()A.3 B.3或4C.4或5 D.5 (2)已知等差数列{a n }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)110 【解析】 (1)a 1＋2d ）（a 1＋14d ）＝25，1＋4d ＝5， 由d ≠0，解得a 1＝－3，d ＝2， ∴S n n ＝na 1＋n （n －1）2d n ＝－3＋n －1＝n －4，则n －4≥0，得n ≥4， ∴n 项和取最小值时的n 为3或4.(2)因为等差数列{a n }的首项a 1＝20，公差d ＝－2，S n ＝na 1＋ n （n －1）2d ＝20n －n （n －1） 2 ×2 ＝－n 2＋21n ， 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. 【反思与感悟】 1.证明等差数列可利用定义或等差中项的性质，另外还常用前n 项和S n ＝An 2＋Bn 及通项a n ＝pn ＋q 来判断一个数列是否为等差数列. 2.等差数列基本量思想 (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)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)灵活使用等差数列的性质，可以大大减少运算量.【易错防范】 1.用定义法证明等差数列应注意“从第2项起”，如证明了a n ＋1－a n ＝d (n ≥2)时，应注意验证a 2－a 1是否等于d ，若a 2－a 1≠d ，则数列{a n }不为等差数列. 2.利用二次函数性质求等差数列前n 项和最值时，一定要注意自变量n 是正整数.【分层训练】 【基础巩固题组】(建议用时：40分钟)一、选择题 1.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.98 D.97 【答案】C 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ，由已知， a 1＋36d ＝27，1＋9d ＝8， 1＝－1，＝1，所以a 100＝a 1＋99d ＝－1＋99＝98. 2.(2019·淄博调研)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和，若a 6a 5＝911，则S 11S 9＝( ) A.1 B.－1 C.2 D.1 2 【答案】 A 【解析】由于 S 11S 9＝11a 69a 5＝119×911 ＝1.3.(2019·中原名校联考)若数列{a n }满足1 a n ＋1－1 a n ＝d (n ∈N *，d 为常数)，则称数列{a n }为调和数列， 为调和数列，且x 1＋x 2＋…＋x 20＝200，则x 5＋x 16＝() A.10 B.20 C.30 D.40 【答案】B 【解析】 依题意，11x n ＋1－1 1x n ＝x n ＋1－x n ＝d ， ∴{x n }是等差数列. 又x 1＋x 2＋…＋x 20＝20（x 1＋x 20） 2＝200. ∴x 1＋x 20＝20，从而x 5＋x 16＝x 1＋x 20＝20. 4.(2019·北京海淀区质检)中国古诗词中，有一道“八子分绵”的数学名题：“九百九十六斤绵，赠分八子作盘缠，次第每人多十七，要将第八数来言”.题意是：把996斤绵分给8个儿子作盘缠，按照年龄从大到小的顺序依次分绵，年龄小的比年龄大的多17斤绵，那么第8个儿子分到的绵是() A.174斤 B.184斤 C.191斤 D.201斤 【答案】B 【解析】 用a 1，a 2，…，a 8表示8个儿子按照年龄从大到小得到的绵数， 由题意得数列a 1，a 2，…，a 8是公差为17的等差数列，且这8项的和为996，∴8a 1＋ 8×7 2 ×17＝996，解之得a 1＝65.∴a 8＝65＋7×17＝184，即第8个儿子分到的绵是184斤. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝9，S 99－S 55＝－4，则S n 取最大值时的n 为( ) A.4 B.5 C.6 D.4或5 【答案】B 【解析】 由{a n }为等差数列，得S 99－S 5 5 ＝a 5－a 3＝2d ＝－4， 即d ＝－2， 由于a 1＝9，所以a n ＝－2n ＋11，令a n ＝－2n ＋11<0，得n >11 2， 所以S n 取最大值时的n 为5.二、填空题 6.已知等差数列{a n }的公差为2，项数是偶数，所有奇数项之和为15，所有偶数项之和为25，则这个数列的项数为________.【答案】10 【解析】 设项数为2n ，则由S 偶－S 奇＝nd 得，25－15＝2n 解得n ＝5，故这个数列的项数为10. 7.已知数列{a n }满足a 1＝1，a n －a n ＋1＝2a n a n ＋1，则a 6＝________.【答案】111 【解析】 将a n －a n ＋1＝2a n a n ＋1两边同时除以a n a n ＋1， 1 a n ＋1－1a n ＝2. 是以1 a 1＝1为首项，2为公差的等差数列， 所以1a 6＝1＋5×2＝11，即a 6＝111 . 8.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＝________.【答案】 200 【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 9S 100＝10S 10＋10×92d ＝ 10×16＋ 10×92 ×8 9＝200.三、解答题 9.等差数列{a n }中，a 3＋a 4＝4，a 5＋a 7＝6.(1)求{a n }的通项公式； (2)设b n ＝[a n ]，求数列{b n }的前10项和，其中[x ]表示不超过x 的最大整数，如[0.9]＝0，[2.6]＝2.【答案】见解析 【解析】(1)设数列{a n }首项为a 1，公差为d ， a 1＋5d ＝4，1＋5d ＝3. 1＝1，＝25 . 所以{a n }的通项公式为a n ＝2n ＋3 5. (2)由(1)知，b n ＝2n ＋3 5.当n ＝1，2，3时，1≤ 2n ＋3 5 <2，b n ＝1；当n ＝4，5时，2≤2n ＋3 5<3，b n ＝2； 当n ＝6，7，8时，3≤ 2n ＋3 5 <4，b n ＝3；当n ＝9，10时，4≤2n ＋3 5 <5，b n ＝4. 所以数列{b n }的前10项和为1×3＋2×2＋3×3＋4×2＝24. 10.已知等差数列的前三项依次为a ，4，3a ，前n 项和为S n ，且S k ＝110.(1)求a 及k 的值； (2)设数列{b n }的通项公式b n ＝S n n ，证明：数列{b n }是等差数列，并求其前n 项和T n . 【答案】见解析【解析】(1)解 设该等差数列为{a n }，则a 1＝a ，a 2＝4，a 3＝3a ， 由已知有a ＋3a ＝8，得a 1＝a ＝2，公差d ＝4－2＝2，所以S k ＝ka 1＋k （k －1）2·d ＝2k ＋k （k －1） 2×2＝k 2＋k ， 由S k ＝110，得k 2＋k －110＝0， 解得k ＝10或k ＝－11(舍去)，故a ＝2，k ＝10.(2)证明 由(1)得S n ＝ n （2＋2n ） 2 ＝n (n ＋1)，则b n ＝S n n ＝n ＋1， 故b n ＋1－b n ＝(n ＋2)－(n ＋1)＝1， 即数列{b n }是首项为2，公差为1的等差数列， 所以T n ＝ n （2＋n ＋1）2＝n （n ＋3） 2 . 【能力提升题组】(建议用时：20分钟) 11.(2019·济宁模拟)设数列{a n }满足a 1＝1，a 2＝2，且2na n ＝(n －1)a n －1＋(n ＋1)a n ＋1(n ≥2且n ∈N *)，则a 18＝() A.25 9 B.269 C.3 D.289 【答案】B 【解析】 令b n ＝na n ，则2b n ＝b n －1＋b n ＋1(n ≥2)， 所以{b n }为等差数列， 因为b 1＝1，b 2＝4，所以公差d ＝3，则b n ＝3n －2，所以b 18＝52， 则18a 18＝52，所以a 18＝26 9 . 12.(2019·青岛诊断)已知等差数列{a n }，{b n }的前n 项和分别为S n ，T n (n ∈N *)，若S n T n ＝2n －1n ＋1，则a 12 b 6＝( ) A.15 4 B.158 C.237 D.3 【答案】A 【解析】 由题意不妨设S n ＝n (2n －1)，T n ＝n (n ＋1)， 所以a 12＝S 12－S 11＝12×23－11×21＝45，b 6＝T 6－T 5＝6×(6＋1)－5×(5＋1)＝42－30＝12，所以 a 12 b 6＝4512＝154 .13.设数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －10(n ∈N *)，则|a 1|＋|a 2|＋…＋|a 15|＝________.【答案】 130 【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，∴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. 14.(2019·长沙雅礼中学模拟)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和，已知a 1＋a 13＝26，S 9＝81.(1)求{a n }的通项公式； (2)令b n＝1 a n＋1a n＋2，T n ＝b1＋b2＋…＋b n，若30T n－m≤0对一切n∈N*成立，求实数m的最小值.【答案】见解析 【解析】(1)∵等差数列{a n}中，a1＋a13＝26，S9＝81， a7＝26， a5＝81， 7＝13， 5＝9， ∴d＝ a7－a5 7－5 ＝ 13－9 2 ＝2， ∴a n＝a5＋(n－5)d＝9＋2(n－5)＝2n－1. (2)∵b n＝1 a n＋1a n＋2＝ 1 （2n＋1）（2n＋3） ∴T n － 1 5＋ 1 5－ 1 7＋…＋ 1 2n＋1 － n的增大而增大，知{T n}单调递增. 又 1 2n＋3 >0，∴T n<1 6，∴m≥5， ∴实数m的最小值为5. 【新高考创新预测】 15.(多填题)设S n为等差数列{a n}的前n项和，满足S2＝S6，S5 5－ S4 4＝2，则a1 ＝________，公差d＝________.【答案】－144 【解析】由{a n} a1，公差为d 2的等差数列，∵ S5 5－ S4 4＝2，∴ d 2＝2?d＝4，又S2＝S6?2a1＋4＝6a1＋ 6×5 2 ×4?a1＝－14. §6.2 等差数列及其前n 项和 题组一 思考辨析 1．判断下列结论是否正确(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)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.( √ ) (5)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *，都有2a n ＋1＝a n ＋a n ＋2.( √ ) (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 }一定是等差数列．( √ ) 题组二 教材改编 2．[P46A 组T2]设数列{a n }是等差数列，其前n 项和为S n ，若a 6＝2且S 5＝30，则S 8等于( ) A ．31 B ．32 C ．33 D ．34 答案 B 解析 由已知可得??? ?? a 1＋5d ＝2，5a 1＋10d ＝30， 解得??? a 1 ＝26 3， d ＝－4 3， ∴S 8＝8a 1＋8×7 2 d ＝32. 3．[P39T5]在等差数列{a n }中，若a 3＋a 4＋a 5＋a 6＋a 7＝450，则a 2＋a 8＝________. 答案 180 解析 由等差数列的性质，得a 3＋a 4＋a 5＋a 6＋a 7＝5a 5＝450，∴a 5＝90，∴a 2＋a 8＝2a 5＝180. 题组三 易错自纠 4．一个等差数列的首项为1 25，从第10项起开始比1大，则这个等差数列的公差d 的取值范 围是( ) A ．d >875 B ．d <325 C.875 等差数列的前n项和 1．理解并掌握等差数列的前n项和公式及其推导过程，体会等差数列的前n项和公式与二次函数的关系．(重点) 2．熟练掌握等差数列的五个基本量a1，d，n，a n，S n之间的联系，能够由其中的任意三个求出其余的两个．(重点) [基础·初探] 教材整理等差数列的前n项和 1．等差数列的前n项和公式 已知量首项、末项与项数首项、公差与项数 求和公式S n＝n a1＋a n 2S n＝na1＋ n n－1 2d 2.等差数列前n项和公式的函数特点 S n＝na1＋n n－1 2d＝ d 2n2＋? ? ? ? ? a1－ d 2n. d≠0时，S n是关于n的二次函数，且无常数项． 判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)公差为零的数列不能应用等差数列的前n项和公式．() (2)数列{n2}可以用等差数列的前n项和公式求其前n项和S n.() (3)若数列{a n}的前n项和为S n＝an2＋bn，则{a n}是等差数列．() 【解析】(1)任何等差数列都能应用等差数列的前n项和公式． (2)数列{n2}不是等差数列，故不能用等差数列的前n项和公式． (3)当公差不为0时，等差数列的前n项和是关于n的二次函数(常数项为0)．【答案】(1)×(2)×(3)√ [小组合作型] 与S n 有关的基本量的计算 (1)已知等差数列{a n }中，a 1＝32，d ＝－1 2，S n ＝－15，求n 和a n ； (2)已知等差数列{a n }中，S 5＝24，求a 2＋a 4； (3)数列{a n }是等差数列，a 1＝1，a n ＝－512，S n ＝－1 022，求公差d ； (4)已知等差数列{a n }中，a 2＋a 5＝19，S 5＝40，求a 10. 【精彩点拨】 运用方程的思想，根据已知条件建立方程或方程组求解，另外解题时要注意整体代换． 【尝试解答】 (1)S n ＝n ·32＋n n －1 2·? ?? ?? －12＝－15，整理得n 2－7n －60＝0， 解得n ＝12或n ＝－5(舍去)， 所以a 12＝32＋(12－1)×? ???? －12＝－4. (2)设等差数列的首项为a 1，公差为d ， 则S 5＝5a 1＋ 5×5－1 2 d ＝24， 即5a 1＋10d ＝24，所以a 1＋2d ＝24 5， 所以a 2＋a 4＝2(a 1＋2d )＝2×245＝48 5. (3)因为a n ＝a 1＋(n －1)d ，S n ＝na 1＋ n n －1 2 d ， 又a 1＝1，a n ＝－512，S n ＝－1 022， 所以????? 1＋n －1d ＝－512， ①n ＋1 2n n －1d ＝－1 022， ② 把(n －1)d ＝－513代入②得 第2讲 等差数列及其前n 项和 一、选择题 1.(2016·武汉调研)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( ) A.－1 B.－2 C.－3 D.－4 解析 法一 由题意可得?????a 1＋（a 1＋6d ）＝－8，a 1＋d ＝2， 解得a 1＝5，d ＝－3. 法二 a 1＋a 7＝2a 4＝－8，∴a 4＝－4， ∴a 4－a 2＝－4－2＝2d ，∴d ＝－3. 答案 C 2.已知等差数列{a n }的公差为2，项数是偶数，所有奇数项之和为15，所有偶数项之和为25，则这个数列的项数为( ) A.10 B.20 C.30 D.40 解析 设项数为2n ，则由S 偶－S 奇＝nd 得，25－15＝2n ，解得n ＝5，故这个数列的项数为10. 答案 A 3.已知等差数列{a n }满足a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 101＝0，则有( ) A.a 1＋a 101＞0 B.a 2＋a 100＜0 C.a 3＋a 99＝0 D.a 51＝51 解析 由题意，得a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 101＝a 1＋a 1012×101＝0.所以a 1＋a 101＝a 2 ＋a 100＝a 3＋a 99＝0. 答案 C 4.设数列{a n }，{b n }都是等差数列，且a 1＝25，b 1＝75，a 2＋b 2＝100，则a 37＋b 37等于( ) A.0 B.37 C.100 D.－37 解析 设{a n }，{b n }的公差分别为d 1，d 2，则(a n ＋1＋b n ＋1)－(a n ＋b n )＝(a n ＋1－a n )＋(b n ＋1－b n )＝d 1＋d 2， ∴{a n ＋b n }为等差数列，又a 1＋b 1＝a 2＋b 2＝100， ∴{a n ＋b n }为常数列，∴a 37＋b 37＝100. 答案 C 5.(2017·泰安模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 2＝－11，a 5＋a 9＝－2，则当S n 取最小值时，n ＝( ) A.9 B.8 C.7 D.6 解析 设等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，由?????a 2＝－11，a 5＋a 9＝－2， 得?????a 1＋d ＝－11，2a 1＋12d ＝－2，解得?????a 1＝－13，d ＝2. ∴a n ＝－15＋2n . 由a n ＝－15＋2n ≤0，解得n ≤152.又n 为正整数， ∴当S n 取最小值时，n ＝7.故选C. 答案 C 二、填空题 6.(2016·江苏卷)已知{a n }是等差数列，S n 是其前n 项和.若a 1＋a 22＝－3，S 5＝10，则a 9的值是________. 解析 设数列{a n }的公差为d ，由题设得 ???a 1＋（a 1＋d ）2＝－3，5a 1＋5×42d ＝10， 解得?????a 1＝－4，d ＝3， 因此a 9＝a 1＋8d ＝20. 答案 20 7.正项数列{a n }满足a 1＝1，a 2＝2，2a 2n ＝a 2n ＋1＋a 2n －1(n ∈N *，n ≥2)，则a 7＝ ________. 第五章 第二节 等差数列及其前n 项和 课下练兵场 一、选择题 1.等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 3＝6，a 3＝4，则公差d 等于 ( ) A.1 B.5 3 C.2 D.3 解析：∵S 3＝ 13() 2 a a +＝6，而a 3＝4，∴a 1＝0， ∴d ＝ 31() 2 a a +＝2. 答案：C 2.已知等差数列{a n }满足a 2＋a 4＝4，a 3＋a 5＝10，则它的前10项的和S 10＝ ( ) A.138 B.135 C.95 D.23 解析：∵(a 3＋a 5)－(a 2＋a 4)＝2d ＝6，∴d ＝3，a 1＝－4， ∴S 10＝10a 1＋10(101)2 d ?-＝95. 答案：C 3.设命题甲为“a ，b ，c 成等差数列”，命题乙为“a b ＋c b ＝2”，那么 ( ) A.甲是乙的充分不必要条件 B.甲是乙的必要不充分条件 C.甲是乙的充要条件 D.甲是乙的既不充分也不必要条件 解析：由a b ＋c b ＝2，可得a ＋ c ＝2b ，但a 、b 、c 均为零时，a 、b 、c 成等差数列， 但a b ＋c b ≠2. 答案：B 4.数列{a n }中，a 2＝2，a 6＝0且数列{ 1 1 n a +}是等差数列，则a 4＝ ( ) A.12 B.13 C.14 D.16 解析：设数列{ 11n a +}的公差为d ，由4d ＝611a +－211a +得d ＝16，∴411 a +＝1 2＋1＋ 2×16，解得a 4＝1 2. 答案：A 5.在等差数列{a n }中，a 1＞0，a 10·a 11＜0，若此数列的前10项和S 10＝36，前18项和S 18＝12，则数列{|a n |}的前18项和T 18的值是 ( ) A.24 B.48 C.60 D.84 解析：由a 1＞0，a 10·a 11＜0可知d ＜0，a 10＞0，a 11＜0， ∴T 18＝a 1＋…＋a 10－a 11－…－a 18＝S 10－(S 18－S 10)＝60. 答案：C 6.在等差数列{a n }中，其前n 项和是S n ，若S 15＞0，S 16＜0，则在 11S a ，2 2S a ，…，1515S a 中最 大的是 ( ) A . 1 1S a B .88S a C .99 S a D .1515S a 解析：由于S 15＝ 11515() 2 a a +＝15a 8＞0， S 16＝ 11615() 2 a a +＝8(a 8＋a 9)＜0， 所以可得a 8＞0，a 9＜0. 这样 11S a ＞0，2 2S a ＞0，…，88S a ＞0，99S a ＜0，1010S a ＜0，…，1515S a ＜0， 而S 1＜S 2＜…＜S 8，a 1＞a 2＞…＞a 8， 所以在 11S a ，2 2S a ，…，1515S a 中最大的是88S a . 答案：B 二、填空题 7.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a n ＝ . 解析：由2a n ＋1＝1a n ＋1a n ＋2，1a n ＋2－1a n ＋1＝1a n ＋1－1 a n ， 2．3 等差数列的前n 项和 一、教学目标 1、理解等差数列的概念；探索并掌握等差数列的通项公式、前n 项和。 2、体会等差数列与二次函数的关系。 二、基础知识 1、数列前n 项和公式： 一般地，称n a a a a ++++...321为数列}{n a 的前n 项的和，用n S 表示，即n n a a a a S ++++= (321) 2、数列通项n a 与前n 项和n S 的关系 当2≥n 时，有n n a a a a S ++++=...321；13211...--++++=n n a a a a S ，所以n a ＝____________；当n=1时，11s a =。总上可得n a ＝____________ 3、等差数列}{n a 的前n 项和的公式=n S ________________＝__________________ 4、若数列{}n a 的前n 项和公式为Bn An S n +=2（B A ,为常数），则数列{}n a 为 。 5、在等差数列}{n a 中，n S ；n S 2－n S ；n S 3－n S 2；。。。 仍成等差数列，公差为___________ 6、在等差数列}{n a 中：若项数为偶数2n 则=n S ________________；奇偶－s s ＝________________；＝偶奇 s s ________________。 若项数为奇数2n-1则=-1n S ________________；偶奇－s s ＝________________；＝偶奇 s s ________________。 7、若数列}{n a 与}{n b 均为等差数列，且前n 项和分别是n S 和n T ，则 ＝m m b a _____________。 三、典例分析 例1、已知数列{}n a 的前n 项和22+=n S n ，求此数列的通项公式。 解析：32111=+==s a ① )2(12]2)1[(2221≥-=+--+=-=-n n n n s s a n n n ② 在②中，当n=1时，1112=-?与①中的1a 不相等 课时跟踪检测（二十九） 等差数列及其前n 项和 (一)普通高中适用作业 A 级——基础小题练熟练快 1．(2018·兰州诊断考试)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 1＝2，a 8＋a 10＝28，则S 9＝( ) A ．36 B ．72 C ．144 D ．288 解析：选B 法一：∵a 8＋a 10＝2a 1＋16d ＝28，a 1＝2， ∴d ＝32，∴S 9＝9×2＋9×82×32 ＝72. 法二：∵a 8＋a 10＝2a 9＝28，∴a 9＝14， ∴S 9＝9(a 1＋a 9)2 ＝72. 2．(2018·安徽两校阶段性测试)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且满足a 2＋S 3＝4，a 3＋S 5＝12，则a 4＋S 7的值是( ) A ．20 B ．36 C ．24 D ．72 解析：选C 由a 2＋S 3＝4及a 3＋S 5＝12， 得????? 4a 1＋4d ＝4，6a 1＋12d ＝12，解得????? a 1＝0， d ＝1， ∴a 4＋S 7＝8a 1＋24d ＝24. 3．(2018·西安质检)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 ＝( ) A ．21 B ．22 C ．23 D ．24 解析：选C 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 第1讲 等差数列及其前n 项和 一、填空题 1．在等差数列{a n }中，a 3＋a 7＝37，则a 2＋a 4＋a 6＋a 8＝________. 2．设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 412－S 3 9＝1，则公差为________． 3．在等差数列{a n }中，a 1＞0，S 4＝S 9，则S n 取最大值时，n ＝________. 4．在等差数列{a n }中，若a 1＋a 4＋a 7＝39，a 3＋a 6＋a 9＝27，则S 9＝________. 5．设等差数列{a n }的公差为正数，若a 1＋a 2＋a 3＝15，a 1a 2a 3＝80，则a 11＋a 12 ＋a 13＝________. 6．已知数列{a n }的前n 项和为S n ＝2n 2＋pn ，a 7＝11.若a k ＋a k ＋1＞12，则正整数k 的最小值为________． 7．已知数列{a n }满足递推关系式a n ＋1＝2a n ＋2n －1(n ∈N * )，且? ?????????a n ＋λ2n 为等差数列， 则λ的值是________． 8．已知数列{a n }为等差数列，S n 为其前n 项和，a 7－a 5＝4，a 11＝21，S k ＝9，则k ＝________. 10．已知f (x )是定义在R 上不恒为零的函数，对于任意的x ，y ∈R ，都有f (x ·y )＝xf (y )＋yf (x )成立．数列{a n }满足a n ＝f (2n )(n ∈N *)，且a 1＝2.则数列的通项公式a n ＝________. 二、解答题 11．已知等差数列{a n }的前三项为a －1,4,2a ，记前n 项和为S n . (1)设S k ＝2 550，求a 和k 的值； (2)设b n ＝S n n ，求b 3＋b 7＋b 11＋…＋b 4n －1的值． 2.2 等差数列的前n项和 第一课时等差数列前n项和公式及性质 【选题明细表】 基础达标 1.在等差数列{a n}中,已知a1=2,a2+a3=13,则a4+a5+a6等于( B ) (A)40 (B)42 (C)43 (D)45 解析:∵a1=2,a2+a3=13, ∴3d=13-4=9,∴d=3, a4+a5+a6=S6-S3=6×2+×6×5×3-(3×2+×3×2×3)=42.故选B. 2.等差数列{a n}共有2n+1项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为( B ) (A)28 (B)29 (C)30 (D)31 解析:∵S奇=a1+a3+…+a2n+1=(n+1)a n+1, S偶=a2+a4+…+a2n=na n+1, ∴S奇-S偶=a n+1=29.故选B. 3.(2013南阳高二阶段性考试)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若2a8=6+a11,则S9等于( D ) (A)27 (B)36 (C)45 (D)54 解析:∵2a8=a5+a11=6+a11,∴a5=6, ∴S9===9a5=54.故选D. 4.(2012郑州四十七中月考)设等差数列{a n}的前n项和为S n,若 S3=9,S6=36,则a7+a8+a9等于( B ) (A)63 (B)45 (C)36 (D)27 解析:由S3,S6-S3,S9-S6成等差数列, ∴2(S6-S3)=S3+(S9-S6),∴a7+a8+a9=S9-S6=2(S6-S3)-S3=2×(36-9)-9=45.故选B. 5.(2013广州市铁一中第一学期期中测试)在各项均不为零的等差数列中,若a n+1-+a n-1=0(n≥2),则S2n-1-4n等于( A ) (A)-2 (B)0 (C)1 (D)2 解析:由已知得2a n-=0, 又a n≠0,∴a n=2, ∴S2n-1===2(2n-1), ∴S2n-1-4n=-2.故选A. §2.3等差数列的前n 项和导学案（第一课时） 知识与技能：掌握等差数列前n 项和公式及其获取思路；会用等差数列的前n 项和公式解决一些简单的与前n 项和有关的问题. 过程与方法：通过公式的推导和公式的运用，使学生体会从特殊到一般，再从一般到特殊的思维规律，初步形成认识问题，解决问题的一般思路和方法；通过公式推导的过程教学，对学生进行思维灵活性与广阔性的训练，发展学生的思维水平. 情感态度与价值观：通过公式的推导过程，展现数学中的对称美. 重点：等差数列前n 项和公式及其应用. 难点：等差数列前n 项和公式的推导思路的获得. 复习回顾 1.数列{}n a 的前n 项和的概念： 一般地，称 为数列{}n a 的前n 项的和， 用n S 表示，即=n S 2.n S 与n a 的关系：(1)(2) n n a n =?=?≥? 3.等差数列}{n a 中，若m+n=p+q,(m,n,p,q 为常数)则有： ； 一般地，1n a a += = ...... 问题一：一个堆放铅笔的V 形架的最下面一层放1支铅笔，往上每一层都比它下面一层多放一支，最上面一层放100支。 这个V 形架上共放着多少支铅笔？ 思考： (1)问题转化求什么？能用最短时间算出来吗？ (2) (3)如果换成１+２+３+…+200=？我们能否快速求和？ 问题二：?n 321S n =+?+++=（小组讨论，总结方法） 高斯算法： 倒序相加法： 探究：能把以上问题的解法推广到求一般等差数列的前n 项和吗？ 问题三：已知等差数列}{n a 中，首项为1a ,公差为d ,第n 项为n a ，如何计算前n 项和n S ？ 新知：等差数列前n 项和公式： 公式一： 公式二： 问题四 ：比较以上两个公式的结构特征，类比于问题一，你能给出它们的几何解释吗？ 公式一： 公式二： 问题五：两个求和公式有何异同点？能够解决什么问题？ 《等差数列的前n项和公式》教学设计 职业技术学校刘老师 大纲分析： 高中数列研究的主要对象是等差、等比两个基本数列。本节课的教学内容是等差数列前n项和公式的推导及其简单应用。 教材分析： 数列在生产实际中的应用范围很广，而且是培养学生发现、认识、分析、综合等能力的重要题材，同时也是学生进一步学习高等数学的必备的基础知识。 学生分析： 数列在整个高中阶段对于学生来说是难点，因为学生对于这部分仅有初中学的简单函数作为基础，所以新课的引入非常重要。 教学目标： 知识与技能目标： 掌握等差数列前n项和公式，能较熟练应用等差数列前n项和公式求和。 过程与方法目标： 培养学生观察、归纳能力，应用数学公式的能力及渗透函数、方程的思想。 情感、态度与价值观目标： 体验从特殊到一般，又到特殊的认识事物的规律，培养学生勇于创新的科学精神。 教学重点与难点： 等差数列前n项和公式是重点。 获得等差数列前n项和公式推导的思路是难点。 教学用具：ppt 整节课分为三个阶段： 问题呈现阶段 探究发现阶段 公式应用阶段 问题呈现1： 首先讲述世界七大奇迹之一泰姬陵的传说（泰姬陵坐落于印度古都阿格，是十七世纪莫卧儿帝国皇帝沙杰罕为纪念其爱妃所建，她宏伟壮观，纯白大理石砌建而成的主体建筑叫人心醉神迷，陵寝以宝石镶饰，图案之细致令人叫绝，成为世界七大奇迹之一。）传说陵寝中有一个三角形图案，以相同大小的圆宝石镶饰而成，共有100层，你知道 这个图案一共花了多少宝石吗？也就是计算1+2+3+ (100) 紧接着讲述高斯算法：高斯，德国著名数学家，被誉为“数学王子”。 200多年前，高斯的算术教师提出了下面的问题：1＋2＋3＋…+100＝？ 据说，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）＋……＋（50＋51）＝101×50＝5050 【设计说明】了解历史，激发兴趣，提出问题，紧扣核心。 问题呈现2： 图案中，第1层到第21层一共有多少颗宝石？ 等差数列的前n 项和·例题解析 一、等差数列前n 项和公式推导： （1） Sn=a1+a2+......an-1+an 也可写成 Sn=an+an-1+......a2+a1 两式相加得2Sn=（a1+an)+(a2+an-1)+......(an+a1) =n(a1+an) 所以Sn=[n （a1+an ）]/2 （公式一） （2）如果已知等差数列的首项为a1，公差为d ，项数为n ，则 an=a1+(n-1)d 代入公式公式一得 Sn=na1+ [n(n+1)d]/2（公式二） 二、对于等差数列前n 项和公式的应用 【例1】 等差数列前10项的和为140，其中，项数为 奇数的各项的和为125，求其第6项． 解 依题意，得 10a d =140a a a a a =5a 20d =125 1135791＋＋＋＋＋＋101012()-????? 解得a 1=113，d=－22． ∴ 其通项公式为 a n =113＋(n －1)·(－22)=－22n ＋135 ∴a 6=－22×6＋135＝3 说明 本题上边给出的解法是先求出基本元素a 1、d ， 再求其他的．这种先求出基本元素，再用它们去构成其他元素的方法，是经常用到的一种方法．在本课中如果注意到a6=a1＋5d，也可以不必求出a n而 直接去求，所列方程组化简后可得 ＋ ＋ 相减即得＋， a 2a9d=28 a4d=25 a5d=3 6 1 1 1 ? ? ? 即a6＝3．可见，在做题的时候，要注意运算的合理性．当然要做到这一点，必须以对知识的熟练掌握为前提．【例2】在两个等差数列2，5，8，…，197与2，7，12，…，197中，求它们相同项的和． 解由已知，第一个数列的通项为a n＝3n－1；第二个数列的通项为b N=5N－3 若a m＝b N，则有3n－1＝5N－3 即＝＋ n N 21 3 () N- 若满足n为正整数，必须有N＝3k＋1(k为非负整数)．又2≤5N－3≤197，即1≤N≤40，所以 N＝1，4，7，…，40 n=1，6，11，…，66 ∴两数列相同项的和为 2＋17＋32＋…＋197=1393 【例3】选择题：实数a，b，5a，7，3b，…，c组成等差数列，且a＋b＋5a＋7＋3b＋…＋c＝2500，则a，b，c的值分别为 精心整理 2.3.2等差数列的前n 项和的性质【学习目标】 1.熟练掌握等差数列前n 项和公式，等差数列前n 项和的性质以及其与二次函数的关系； 2. 在学习等差数列前n 项和性质的同时感受数形结合的基本思想，会由等差数列前n 项和公式求其通项公式. 【自学园地】 1. 等差数列的前n 项和的性质： 已知数列{a n }是等差数列，S n 是其前n 项和． (1)若m ，n ，p ，q ，k 是正整数，且m ＋n ＝p ＋q ＝2k ，则a m ＋a n ＝a p ＋a q ＝2a k . (2)a m （3）（4（5(6){pa n ＋qb n }都是等差数列(p ，q 都是常数)，且公差分别为pd 1，d 1，pd 1＋qd 2. 2.{}n a 为等差数列?其前n 项和2n S An Bn =+． 3.若数列{}n a 为等差数列{ }n S n ?成等差． 4.等差数列的单调性的应用： （1）当10,0a d ><时，n S 有最大值，n 是不等式100 n n a a +≥?? （2）当10,0a d <>时，n S 有最大值，n 是不等式1 00n n a a +≤??>?的正整数解时取得． （II ）当数列中有某项值为0时，n 应有两解．110m m m S S a ++=?=． 5.知三求二问题：等差数列数列前n 项和公式中各含有4个元素：1,,,n n S n a a 与1,,,n S n a d ，已知其中3个量，即可求出另外1个；综合通项公式及前n 项和公式，已知其中3个量即可求出另外2个量． 【典例精析】 1.（1（2（3（4，则项数n （5d ． （62.3.4（1（2）问12,,S 中哪个值最大？5中，a 1＝－60，6.7.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且(1)n a n n = +，求n S 8.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且1(2) n a n n = +，求n S 【巩固练习】 1．一个有11项的的等差数列，奇数项之和是30，则它的中间项是（） A.8 B.7 C.6 D.5 2.设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和，若3613S S =，则612 S S =（） 等差数列的前n 项和（1） 学习目标1．理解数列前n 项和的概念；2．会推导等差数列前n 项和的公式； 3．会应用等差数列前n 项和公式解题。 学习重点和难点 1．重点：等差数列通项公式的推导及应用； 2．难点：等差数列公式的推导。 学习过程：一．自学、思考 （一）问题导引 等差数列前n 项和n S =1a +2a +…+1-n a +n a . n S =n a +1-n a +…+2a +1a . 由倒序相加法可得 2n S = 即n S = 如果带入等差数列的通项公式d n a a n )1(1-+=，n S 也可以用首项1a 与公差d 表示，即 n S =＿ ＿＿还可以写成n S =＿＿ ＿ （二）知识的应用 例1．已知等差数列{}n a 中184,18a a =-=-，求8S ； 练习：根据下列条件，求相应的等差数列{}n a 的有关未知数： （1）120a =，54n a =，999n S =，求d 及n ；（2）1 3 d =，37n =，629n S =，求1a 及n a ； （3）156a =，1 6 d =-，5n S =-，求n 及n a ；（4）2d =，15n =，10n a =-，求1a 及n S . 例2．已知一个等差数列的前10项的和是310，前20项的和是1220，由这些条件能确定这个等差数列的前n 项和的公式吗？ 练习1.已知n S 为等差数列{}n a 的前n 项和，63,6,994=-==n S a a ，求n ； 练习2.公差不为零的等差数列{}n a 的前n 项和为n S .若734 a a ?=2a , 832S =,求10S . 练习3.等差数列{n a }的前n 项和记为S n .已知.50,302010==a a （Ⅰ）求通项n a ； （Ⅱ）若S n =242，求n. n n m n k k +m k +2m 等差数列及其前 n 项和（讲义） 知识点睛 一、数列的概念与简单表示方法 1. 数列的概念 按照一定顺序排列的一列数称为数列，数列中的每一个数叫做这个数列的项． 数列的一般形式可以写成a 1 ，a 2 ，a 3 ，…，a n ，…，简记为{a n }． 2. 数列的表示方法 （1） 列表法 （2） 图象法 （3） 公式法 ①通项公式 ②递推公式 3. 数列的性质 （1） 递增数列 （2） 递减数列 （3） 常数列 （4） 摆动数列 二、 等差数列 1. 等差数列的概念 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，公差通常用字母 d 表示． （1） 等差中项 （2） 等差数列的通项公式： a n = a 1 + (n -1)d ． 2. 等差数列的性质 （1） 通项公式的推广： a = a + (n - m )d (m ，n ∈ N * ) ． （2） 若{a }是等差数列，且k + l = m + n (k ，l ，m ，n ∈ N *) ， 则a k +a l = a m + a n ． （3） 若{a }是等差数列，则a ， a ， a ，… (k ，m ∈ N *) 组成公差为 md 的等差数列． （4） 若{a n }是等差数列，则{λ a n + c }也是等差数列． 1 n n n （5） 若{a }，{b }是等差数列，则{ p a + qb } (n ∈ N * ) 也是等 n n n n 差数列． 三、 等差数列的前 n 项和 1 . 我们称a 1 + a 2 + a 3 +… + a n 为数列{a n }的前 n 项和，用 S n 表示， 即 S n = a 1 + a 2 + a 3 +… + a n ． 等差数列{a n }的前 n 项和公式 （1） 已知a ， a ，n 时， S = n (a 1 + a n ) ． 1 n n 2 （2） 已知a 1 ， n ，d 时， S n 推导过程：倒序相加法 2 . 等差数列各项和的性质 = na 1 + n (n -1) d ． 2 （1） S m ， S 2m ， S 3m 分别是{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 成等差数列． （2） 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 -1 ． T 2n -1 （3） 数列{a }的前 n 项和S = An 2 + Bn ( A ，B ∈ R ) 是{a }为等差数列的等价条件． （4） 等差数列{a n }前 n 项和的最值： 当d > 0 时，{a n }为递增数列，且当a 1 < 0 时，前 n 项和S n 有最小值； 当d < 0 时，{a n }为递减数列，且当a 1 > 0 时，前 n 项和S n 有最 大值． 2 等差数列的前n项和（第一课时）教学设计 【教学目标】 一、知识与技能 1 ?掌握等差数列前n项和公式； 2?体会等差数列前n项和公式的推导过程； 3?会简单运用等差数列前n项和公式。 二、过程与方法 1?通过对等差数列前n项和公式的推导，体会倒序相加求和的思想方法； 2.通过公式的运用体会方程的思想。 三、情感态度与价值观 结合具体模型，将教材知识和实际生活联系起来，使学生感受数学的实用性，有效激发学习兴趣，并通过对等差数列求和历史的了解，渗透数学史和数学文化。 【教学重点】 等差数列前n项和公式的推导和应用。 【教学难点】 在等差数列前n项和公式的推导过程中体会倒序相加的思想方法。 【重点、难点解决策略】 本课在设计上采用了由特殊到一般、从具体到抽象的教学策略。利用数形结合、类比归纳的思想，层层深入，通过学生自主探究、分析、整理出推导公式的思路，同时，借助多媒体的直观演示，帮助学生理解，师生互动、讲练结合，从而突出重点、突破教学难点。 【教学用具】 多媒体软件，电脑 【教学过程】 一、明确数列前n项和的定义，确定本节课中心任务： 前n 和呢，于数列{a n } :ai, a 2, as, a n ,…我 称ai+且2+23+…+a n 数列{a n } 的前n 和，用Sn 表不，Sn=ai+a2+a3+…+a 如 , Si =ax S 7 =ai+a 24-a 3+ +a 7,下面我们来共同探究如何求等差数列的前 n 项 和。 二、问题牵引，探究发现 问题1：（播放媒体资料情景引入）古算术《张邱建算经》中卷有一道题：今有与人钱，初一人 与一钱，次一人与二钱，次一人与三钱，以次与之，转多一钱，共有百人，问共与几钱？ 即:Sioo=l+2+3+ ? +100=? 著名数学家高斯小时候就会算，闻名于世；那么小高斯是如何快速地得出答案的呢？请同 学们思考高斯方法的特点，适合类型和方法本质。 同学们讨论后总结发言：等差数列项数为偶数相加时首尾配对，变不同数的加法运算为 相同数的乘法运算大大提高效率。高斯的方法很妙，如果等差数列的项数为奇数时怎么办 呢？ — ...... .... 探索与发现1：假如让你计算从第一人到第21人的钱数，高斯 的首尾配对法行吗？ 即计算S2F1+2+3+?+21的值，在这个过程中让学生发现当 项数为奇数时，首尾配对出现了问题，通过动画演示引导帮助 学生思考解决问题的办法，为引出倒序相加法做铺垫。 特点： 首项与末项的和： 第2项与倒数第2项的和: 第3项与倒数第3项的和: 1+ 100 = 101, 2 + 99 =101, 3+98 =101, 50+ 51 = 101, 101 X 50 = 5050。 5050 第50项与倒数第50项的和: 于是所求的和是： 1 + 2+3+ ? +100 二 101X50 等差数列及其前n项和 一、单选题(共10道，每道10分) 1.下面有四个命题： ①如果已知一个数列的递推公式及其首项，那么可以写出这个数列的任何一项； ②数列，，，，…的通项公式是； ③数列的图象是一些孤立的点； ④数列与数列是同一个数列． 其中真命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案：A 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的性质 2.数列中，，，，那么等于( ) A. B. C. D. 答案：D 解题思路：由题意， 试题难度：三颗星知识点：数列递推式 3.若数列中，，，则的值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案：A 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：数列递推式 4.在等差数列中，，，则( ) A.12 B.14 C.16 D.18 答案：D 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的性质 5.等差数列中，，，则( ) A.-1 B.1 C.3 D.7 答案：B 解题思路：由等差数列通项公式得， 试题难度：三颗星知识点：等差数列的性质 6.数列1，3，6，10，15，…的通项公式是( ) A. B. C. D. 答案：C 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的前n项和 7.已知数列的通项公式为，要使此数列的前n项和最大，则n的值为( ) A.12 B.13 C.12或13 D.14 答案：C 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的前n项和 8.在等差数列中，已知，则的值是( ) A. B. C. D. 答案：D 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的前n项和 9.在等差数列中，公差，，则的值为( ) A.57 B.58 C.59 D.60 答案：D 解题思路： 试题难度：三颗星知识点：等差数列的性质 10.在等差数列中，，则此数列前10项的和( ) A.45 B.60 C.75 D.90 必修5 第二章 等差数列及其前 n 项和 测试题1 （满分100分，100分钟完卷） 制卷：王小凤 学生姓名 一．选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分. 在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的. 1．已知{}n a 为等差数列，135246105,99a a a a a a ++=++=，则20a 等于（ ） A ．1- B ．1 C ．3 D ．7 2．等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，若＝则432,3,1S a a ==（ ） A ．12 B ．10 C ．8 D ．6 3．设{n a }为等差数列，公差2d =-，n S 为其前n 项和．若1011S S =，则1a =（ ） A ．18 B ．20 C ．22 D ．24 4．等差数列{}n a 中，11a =，3514a a +=，其前n 项和100n S =，则n =（ ） A ．9 B ．10 C ．11 D ．12 5．已知某等差数列共有10项，其奇数项之和为15，偶数项之和为30，则其公差为 ( ) A ．5 B ．4 C ．3 D ．2 6．在等差数列{}n a 中，若4612a a +=，S n 是数列{}n a 的前n 项和，则9S 的值为 （ ） A ．48 B ．54 C ．60 D ．66 7．设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和，若361,3S S =则612 S S = ( ) A ． 310 B ．13 C ．18 D ．1 9 8．在等差数列中，已知前10项和为5，前20项和为15，则前30项和为（ ） A ．20 B ．25 C ．30 D ．35 9．已知等差数列{}n a 满足1231010a a a a ++++=L 则有( ) A ．11010a a +> B ．21000a a +< C ．3990a a += D ．5151a = 10．一群羊中，每只羊的重量数均为整数公斤数，其总重量为65公斤，已知最轻的一只羊重7公斤，除去一只10公斤的羊外，其余各只羊的公斤数恰好能组成一个等差数列，则这群羊共有（ ） A ．5只 B ．6只 C ．8 只 D ．7 只 二．填空题：本大题共5小题，每小题4分，共20分. 11．设数列{}n a 的首项17a =-，且()12n n a a n N *+=+∈，则1217a a a +++= L ____． 12．一个首项为23，公差为整数的等差数列，如果前6项均为正数，第7项起 为负数，则它的公差是 13．已知数列的通项52n a n =-+,则其前n 项和为n S = ________． 14．{a n }为等差数列，公差d ＝－2，S n 为其前n 项和．若S 10＝S 11，则a 1＝ ______． 15．若一个等差数列前3项的和为34，最后3项的和为146，且所有项的和为390，则这个数列有 项． 《等差数列的前n项和》教学设计 一、设计理念 让学生在具体的问题情境中经历知识的形成和发展，让学生利用自己的原有认知结构中相关的知识与经验，自主地在教师的引导下促进对新知识的建构，因为建构主义学习理论认为，学习是学生积极主动地建构知识的过程．在教学过程中，根据教学内容，从介绍高斯的算法开始，探究这种方法如何推广到一般等差数列的前n项和的求法．通过设计一些从简单到复杂，从特殊到一般的问题，层层铺垫，组织和启发学生获得公式的推导思路，并且充分引导学生展开自主、合作、探究学习，通过生生互动和师生互动等形式，让学生在问题解决中学会思考、学会学习．同时根据我校的特点，为了促进成绩优秀学生的发展，还设计了选做题和探索题，进一步培养优秀生用函数观点分析、解决问题的能力，达到了分层教学的目的． 二、背景分析 本节课教学内容是高中课程标准实验教科书必修5（北师大）中第二章的第三节内容．本节课主要研究如何应用倒序相加法求等差数列的前n项和以及该求和公式的应用．等差数列在现实生活中比较常见，因此等差数列求和就成为我们在实际生活中经常遇到的一类问题．同时，求数列前n项和也是数列研究的基本问题，通过对公式推导，可以让学生进一步掌握从特殊到一般的研究问题方法． 三、学情分析 1、学生已掌握的理论知识角度：学生已经学习了等差数列的定义及通项公式，掌握了等差数列的基本性质，有了一定的知识准备。 2、学生了解数列求和历史角度：大部分学生对高斯算法有比较清晰的认识，并且知道此算法原理，但在高斯算法中数列1，2，3，……，100只是一个特殊的等差数列，对于一般的等差数列的求和方法和公式学生还是一无所知。 3、学生的认知规律角度：本节课采取了循序渐进、层层深入的教学方式，以问题解答的形式，通过探索、讨论、分析、归纳而获得知识，为学生积极思考、自主探究搭《等差数列及其前n项和》(解析版)
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