第五章第二节等差数列及其前n项和
1?设命题甲为"a, b, c成等差数列”，命题乙为"半+卡=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?+ 7= 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 b b
c工2.
b
答案：B
2. 在数列｛a n｝中，a i = 1, a n+1 = 2a n+ 2n.
（1）设b n=强，证明：数列｛b n｝是等差数列；
⑵求数列｛a n｝的前n项和S n.
解：（1）证明：由已知a n+1 = 2a n+ 2n得
a n +1 2 a n + 2n a n
b n+ 1 = ~2^ = —2^ —= + 1 = b n+ 1.
又b1 = a1= 1,
因此｛ b n｝是首项为1,公差为1的等差数列.
（2）由（1）知= n,即a n= n 2n 1.
S n= 1 + 2X 21+ 3X 22+???+ n X 2n_ 1,
两边乘以 2 得，2S n= 2+ 2X 22+…+ n X 2n.
两式相减得
S n=—1 - 21-22—…—2n_ 1+ n 2n
=—（2n—1）+ n 2n
=（n—1）2n+ 1.
3. （2009福建高考）等差数列｛a n｝的前n项和为S n,且S3= 6,a3= 4，则公差d等于（
）
D. 3
C. 2
解析：
... S 3
(a1+
23)x
3 = 6,而 a 3 4, ? a 1
0,
答案：C
4. （2010广州模拟）已知数列｛a n ｝的前n 项和3= n 2 - 9n ，第k 项满足5 v ay 8,则k 等
于
( ) A . 9 B . 8 C . 7
D . 6
解析：a n =
S 1
(n = 1)
Si 一 Si —1
(n > 2)
—8
(n = 1)
=
=2n — 10,
—10+ 2n (n > 2)
5v a k v 8, ? 5v 2k — 10v 8,
答案：B
5. _________________________________________________________________________ 已知等差数列｛a n ｝中，a 2= 6 , a 5= 15,若b n = a 2n ,则数列｛b n ｝的前5项和等于 ____________ .
a 2= a 1 + d = 6,
a 1 = 3,
解析：由
？
- - a n = 3+ 3(n — 1) = 3n , b n = a 2n = 6n , ? S 5
a 5= a 1 + 4d = 15,
d = 3,
答案：90
6. 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= 5, S 6= 36. （1） 求数列｛a n ｝的通项公式；
（2） 设b n = 6n + （ — 1）n —
1入2a n （入为正整数，n € N *），试确定 入的值，使得对任意 n
€ N *, 都有 b n + 1 > b n 成立.
解：（1） ■/ 2a n +1 = a n + a n +2, ? ｛a n ｝是等差数列，设｛a n ｝的首项为a 1，公差为d , a 1 + 2d = 5
由 a3= 5,
S6= 36 得 6a 1+ 15d = 36，解得 a1= 1, d = 2.
? - a n = 2n — 1.
(2) 由(1)知 b n = 6n + (— 1)n —
1 -X22n —
1,要使得对任意 n € N *都有 b n +1>b n 恒成立，
二 b n +1 — b n = 6n +
1 + (— 1)n ?入22n +
1— 6n — (— 1)n —
1 ^22n —
1 = 5 6n — 5 入(一1)n —
1 22n —
1> 0
恒 成立，
即 2^(— 1)n —
1v (|)n .
当n 为奇数时,
d =
a 3 —
a i 2
=2. ? 15 6+ 30 2 x 5= 90. 3 3 3 即疋2即,而（2）n 的最小值为2 , ???疋 3. 当n 为偶数时，X>- 2（2）n , 而一2（2）n 的最大值为—9, ? >— 9. 由上式可得一2 V 入V 3,而入为正整数, ?-匸1或匸2. 7?设等差数列｛a n ｝的前n 项和为S n ,若S s = 9, S 6= 36,则a 7+ a 8+ a g 等于 ( ) A . 63 B . 45 C . 36 D . 27 解析：由｛a n ｝是等差数列，贝y S 3, S 6— S 3, S 9— S 6成等差数列. 由 2(S s — 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. 答案：B &在等差数列｛ a n ｝中，已知log 2（a 5 + a 9）= 3,则等差数列｛a n ｝的前13项的和S i3= _______ 解析：T log 2（a 5+ a 9） = 3, ? a 5 + a 9= 23= 8. 答案：52 9. （2009辽宁高考）等差数列｛a n ｝的前n 项和为3,且6S 5— 5S 3 = 5,贝U a 4 = ________ . 解析：设等差数列｛a n ｝的首项为a 1，公差为d ,则由6S 5 — 5S 3= 5，得6（a 1+ 3d ） = 2, 1 所以a 4=1 1 答案：1 10. 设数列｛a n ｝是等差数列，且a 4=— 4, a 9= 4, S n 是数列｛a n ｝的前n 项和，贝U （ ） A . S 5V S 6 B . S 5= S o C . S 7= S 5 D . S 7= S o 解析：因为 a 4=— 4, a 9= 4，所以 a 4 + a 9= 0,即卩 a 6 + a 7= 0,所以 S 7= S s + a 6+ a 7= S 5. 答案：C 11. ________________________________________________________ （文）在等差数列｛a n ｝中，若a 1<0, S 9= S 12,则当n 等于 _____________________________ 时，S n 取得最小值. S 13 = 13 x (a 1 + a 13) 2 13 x (a 5+ a 9) 2 13X 8 2 =52. 解析：设数列｛a n｝的公差为d,则由题意得 1 1 9a i + 2X 9X (9 — 1)d = 12a i + 12X (12 — 1)d , 即 3a i = — 30d , ??? a i =— 10d. ? a 1 <0, ?- d>0. 1 1 2 21 …S n = n a 1 + 二门⑴—1)d = qdn 2— gdn d 21 2 441d =2 n - T — 8 . * ?-S n 有最小值，又n € N , ? n =10,或n = 11时，S n 取最小值. 答案：10或11 (理)若数列｛a n ｝是等差数列，数列｛b n ｝满足b n = a n a n +1 a n +2(n € N *), ｛b n ｝的前n 项和 用S n 表示，若｛a n ｝满足3a 5= 8a 12> 0,则当n 等于 ___________ 时，S n 取得最大值. 解析：(先判断数列｛a n ｝中正的项与负的项) ? 3a 5 = 8a 12> 0, /. 3a 5= 8(a 5 + 7d) >0, %>0, ? d v 0, ? a— 76 d , 5 5 1 12. (2010 株州模拟)已知二次函数 f(x)= ax 2 + bx + c(x € R)，满足 f(0) = f(-) = 0,且 f(x) 1 的最小值是一8.设数列｛a n ｝的前n 项和为S n ,对一切n € N *，点(n , S n )在函数f(x)的 图象上. (1)求数列｛ a n ｝的通项公式； ⑵通过bn = n+；构造一个新的数列 ｛bn ｝ ,是否存在非零常数 C,使得｛b n ｝为等差数列； ⑶令C n = ，设数列｛ C n 2C n ｝的前n 项和为T n ,求T n . 1 1 0+ 2 1 解：(1)因为f(0) = f§)= 0,所以f(x)的对称轴为x =〒=寸，又因为f(x)的最小值是— 1 1 1 1 ，由二次函数图象的对称性可设 f(x)= a(x — -)2—". 解得a 5 = 76 a n 》0 由 ？ a n + 1 w 0 —-^d + (n — 1)d > 0 76 ——d + nd w 0 5 ?- n = 16. 答案：16 1 1 151 w n w 161 5 5 故｛a n ｝是首项为正数的递减数 列. 8 4 8 §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 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. 《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．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 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 第2讲等差数列及其前n项和 一、选择题 1． {a n}为等差数列，公差d＝－2，S n为其前n项和．若S10＝S11，则a1＝( ) A．18 B．20 C．22 D．24 解析由S10＝S11得a11＝S11－S10＝0，a1＝a11＋(1－11)d＝0＋(－10)×(－2)＝20. 答案 B 2．设等差数列{a n}的前n项和为S n.若a1＝－11，a4＋a6＝－6，则当S n取最小值时，n等于( )． A．6 B．7 C．8 D．9 解析由a4＋a6＝a1＋a9＝－11＋a9＝－6，得a9＝5，从而d＝2，所以S n＝－11n＋n(n－1)＝n2－12n＝(n－6)2－36，因此当S n取得最小值时，n＝6. 答案 A 3．已知{a n}为等差数列，a1＋a3＋a5＝105，a2＋a4＋a6＝99，则a20等于()．A．－1 B．1 C．3 D．7 解析两式相减，可得3d＝－6，d＝－2.由已知可得3a3＝105，a3＝35，所以a20＝a3＋17d＝35＋17×(－2)＝1. 答案B 4．在等差数列{a n}中，S15>0，S16<0，则使a n>0成立的n的最大值为 ()． A．6 B．7 C．8 D．9 解析依题意得S15＝15(a1＋a15) 2 ＝15a8>0，即a8>0；S16＝ 16(a1＋a16) 2 ＝8(a1 ＋a16)＝8(a8＋a9)<0，即a8＋a9<0，a9<－a8<0.因此使a n>0成立的n的最大值是8，选C. 答案C 5．设S n 为等差数列{a n }的前n 项和，若a 1＝1，公差d ＝2，S k ＋2－S k ＝24，则k ＝( )． A ．8 B ．7 C ．6 D ．5 解析 由a 1＝1，公差d ＝2得通项a n ＝2n －1，又S k ＋2－S k ＝a k ＋1＋a k ＋2，所以2k ＋1＋2k ＋3＝24，得k ＝5. 答案 D 6．已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ，且A n B n ＝7n ＋45 n ＋3，则 使得a n b n 为整数的正整数的个数是 ( )． A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 解析 由A n B n ＝7n ＋45n ＋3得：a n b n ＝A 2n －1B 2n －1＝14n ＋382n ＋2＝7n ＋19n ＋1，要使a n b n 为整数，则需 7n ＋19n ＋1 ＝7＋ 12 n ＋1 为整数，所以n ＝1,2,3,5,11，共有5个． 答案 D 二、填空题 7．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 ＝________. 解析 a 7－a 5＝2d ＝4，d ＝2，a 1＝a 11－10d ＝21－20＝1， S k ＝k ＋ k k －1 2 ×2＝k 2＝9.又k ∈N *，故k ＝3. 答案 3 8．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________． 解析 依题意得S 4＝4a 1＋4×32d ＝4a 1＋6d ，S 3＝3a 1＋3×2 2d ＝3a 1＋3d ，于是有4a 1＋6d 12－3a 1＋3d 9＝1，由此解得d ＝6，即公差为6. 答案 6 9．在等差数列{a n }中，a 1＝－3,11a 5＝5a 8－13，则数列{a n }的前n 项和S n 的最小 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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