知识表格等差数列习题课
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自主梳理1.等差数列的有关定义(1)一般地,如果一个数列从第一项起,每一项与它的前一项的—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(n£N*,d为常数).(2)数列a,A,b成等差数列的充要条件是,其中A叫做a,b的2.等差数列的有关公式(1)通项公式:a n=,a n=a m+(m,n W N*).(2)前n项和公式:S n==.3.等差数列的前n项和公式与函数的关系S n=dn2+数列U{a n}是等差数列的充要条件是其前n项和公式S n=4.等差数列的性质(1)若m+n=p+q(m,n,p,q W N*),则有,特别地,当m+n=2p时,.(2)等差数列中,S m,S2m-S m,S3y m—S2m成等差数列.(3)等差数列的单调性:若公差d>0,则数列为;若d<0,则数列为;若d=0,则数列为.自我检测1.已知等差数列{a n}中,a5+a9—a7=10,记S n=a1+a2H\-a n,贝U S13的值为.2.等差数列U{a n}的前n项和为S n,且S3=6,a3=4,则公差d=.3.设等差数列U{a n}的前n项和为S n.若S9=72,则a2+a4+a9=.4.若等差数列U{a n}的前5项之和S5=25,且a2=3,则a7=.5.设是等差数列{4的前〃项和,若^=9,则19=.il 后练习区一逍题精,现"答尊探究点一等差数列的基本量运算例1等差数列{a }的前n 项和记为S .已知a 10=30,a 20=50,⑴求通项an ;nn (2)若S n =2彳2,求n .变式迁移1设等差数列U {a }的公差为d (d W 0),它的前10项和S 10=110,且a 1,a 2,a 4成等比数列,求公差d 和通项公式an.探究点二等差数列的判定31一 例2已知数列{a n }中,a 1=5,a n =2-(n 三2,n —t(n £N *).(1)求证:数列出}是等差数列; (2)求数列{a /中的最大值和最小值,并说明理由. 变式迁移2已知数列{%}中,a 1=5且a n =2a n _^+2n —1(n 三2且n £*).(1)求a 2,a 3的值.(2)是否存在实数口,使得数列{吟}为等差数列?若存在,求出口的值;若不存在,说明理由.N *),数列U{b }满足b =一nn a 一1 n探究点三等差数列性质的应用例3若一个等差数列的前5项之和为34,最后5项之和为146,且所有项的和为360,求这个数列的项数.变式迁移3已知数列{a n}是等差数列.⑴前四项和为21,末四项和为67,且前n项和为286,求n;(2)若S=20,S2=38,求S3;(3)若项数为奇数,且奇数项和为44,偶数项和为33,求数列的中间项和项数.探究点四等差数列的综合应用例4已知数列{%}满足2%+I=%+%+2(〃£N*),它的前〃项和为S”,且%=10,S6=72.若勾=2a n—30,求数歹U{勾}的前n项和的最小值.变式迁移4在等差数歹U{a}中,a16+a17+a18=a9=—36,其前n项和为S.⑴求S n的最小值,并求出S n取最小值时n的值."(2)求T n=1a j+l a2H——H a n if1.等差数列的判断方法有:(1)定义法:a n+1-a n=d(d是常数)。
等差数列习题课一、选择题(每小题5分,共30分,多选题全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.等差数列{}a n 中,a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,则a 6的值为( ) A .10 B .9 C .8 D .7【解析】选B.因为等差数列{}a n 中,a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,所以2(a 2+a 5+a 8)=(a 1+a 4+a 7)+(a 3+a 6+a 9),所以a 3+a 6+a 9=27,所以3a 6=27,所以a 6=9.2.已知等差数列{a n }的公差d≠0,S n 是其前n 项和,若a 1+a 3+a 5=-15,a 2+a 4+a 6=-21,则18 S 3的值是( )A .-5B .-58C .-98D .-18【解析】选C.由等差数列性质知3a 3=-15,3a 4=-21, 故a 3=-5,a 4=-7,则a 2=-3. 则18 S 3=18 ×3(a 1+a 3)2 =3a 28 =-98 .3.在数列{}a n 中,a 1=3,且对任意大于1的正整数n ,点(a n ,a n -1 )在直线x -y - 3 =0上,则( ) A .a n =3nB .a n =3nC .a n =n - 3D .a n =3n 2【解析】选D.因为点(a n ,a n -1 )在直线x -y - 3 =0上,所以a n -a n -1= 3 ,所以数列{}a n 是首项为 3 ,公差为 3 的等差数列.所以数列{}a n 的通项公式为 a n = 3 +(n -1)·3 = 3 n. 所以a n =3n 2.4.若数列{a n }的通项a n =2n -6,设b n =|a n |,则数列{b n }的前7项和为( ) A .14 B .24 C .26 D .28【解析】选C.当n≤3时,a n ≤0,b n =|a n |=-a n =6-2n ,即b 1=4,b 2=2,b 3=0.当n>3时,a n >0,b n =|a n |=a n =2n -6, 即b 4=2,b 5=4,b 6=6,b 7=8.所以数列{b n }的前7项和为4+2+0+2+4+6+8=26.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 5=5,S 5=15,则数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n a n +1 的前100项和为( )A .100101B .99101C .99100D .101100【解析】选A.因为a 5=5,S 5=15,所以5(a 1+5)2 =15,所以a 1=1.所以d =a 5-a 15-1=1,所以a n =n.所以1a n a n +1 =1n (n +1) =1n -1n +1.则数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n a n +1 的前100项的和为:T 100=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12 +⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13 +…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1100-1101 =1-1101 =100101 .6.(多选题)等差数列{a n }中,a na 2n是一个与n 无关的常数,则该常数的可能值为( )A .1B .12 C .2 D .3【解析】选AB.本题考查等差数列.设等差数列{a n }的公差为d ,则a na 2n=a 1-d +dna 1-d +2dn为常数,则a 1=d 或d =0,a n a 2n =12 或1.二、填空题(每小题5分,共10分)7.在等差数列{a n }中,a 2=3,a 3+a 4=9,则a 1a 6=______.【解析】因为a 2=3,a 3+a 4=9,所以a 2+a 3+a 4=12,即3a 3=12,故a 3=4,a 4=5,所以a n =n +1,所以a 1a 6=2×7=14. 答案:148.已知数列{a n }满足a n =11-2n ,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 8|=________. 【解析】原式=(a 1+a 2+a 3+a 4+a 5)-(a 6+a 7+a 8) =(9+7+5+3+1)-(-1-3-5)=34. 答案:34三、解答题(每小题10分,共20分)9.已知数列{a n }中,a 7=6,a 10=-3,S n 为等差数列{a n }的前n 项和. (1)求数列{a n }的通项公式及S n 的最大值; (2)求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 19|+|a 20|的值. 【解析】(1)因为a 7=6,a 10=-3,故⎩⎨⎧a 1+6d =6a 1+9d =-3,解得a 1=24,d =-3,则a n =-3n +27, 数列的前n 项和公式为:S n =n×24+n (n -1)2 ×(-3)=-32 n 2+512 n , 注意到数列{a n }单调递减,且a 8>0,a 9=0, 所以S n 的最大值=S 8=S 9=108.(2)因为|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 19|+|a 20|=a 1+a 2+a 3+…+a 9-(a 10+a 11+…+a 20), 所以a 1+a 2+a 3+…+a 9-(a 10+a 11+…+a 20)=2S 9-S 20,由于S 9=108,S 20=-90,即|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 19|+|a 20|=306.10.已知S n 为各项均为正数的数列{a n }的前n 项和,a 1∈(0,2),a 2n +3a n +2=6S n .(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1 ,数列{b n }的前n 项和为T n ,若对任意n ∈N *,t≤4T n 恒成立,求实数t 的最大值.【解析】(1)①当n =1时,a 21 +3a 1+2=6S 1=6a 1, 即a 21 -3a 1+2=0,又因为a 1∈(0,2),解得a 1=1. ②对任意n ∈N *,由a 2n +3a n +2=6S n 知 a 2n +1 +3a n +1+2=6S n +1,两式相减,得a 2n +1 -a 2n +3(a n +1-a n )=6a n +1,即(a n +1+a n )(a n +1-a n -3)=0,由a n >0得a n +1-a n -3=0,即a n +1-a n =3, 所以{a n }是首项为1,公差为3的等差数列,所以a n =1+3(n -1)=3n -2. (2)由a n =3n -2得b n =1a n a n +1 =1(3n -2)(3n +1)=13 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13n -2-13n +1 , 所以T n =b 1+b 2+…+b n =13 ⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14+⎝ ⎛⎭⎪⎫14-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13n -2-13n +1 =13 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-13n +1 =n 3n +1 . 因为T n +1-T n =n +13(n +1)+1 -n 3n +1=1(3n +1)(3n +4)>0,所以T n +1>T n ,即数列{T n }是递增数列, 所以t≤4T n ,t 4 ≤T n ,t 4 ≤T 1=14 ,t≤1, 所以实数t 的最大值是1.(35分钟 70分)一、选择题(每小题5分,共20分,多选题全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.已知数列{}a n 的前n 项和为S n ,若a n =1n +n +1,S n =10,则n =( ) A .90 B .119 C .120 D .121【解析】选C.因为a n =1n +n +1=n +1 -n ,所以S n =⎝⎛⎭⎫2-1 +⎝⎛⎭⎫3-2 +…+(n +1 -n )=n +1 -1=10,故n +1=121 ,故n =120.2.已知数列{a n }是等差数列,a 1<0,a 8+a 9>0,a 8·a 9<0.则使S n >0的n 的最小值为( )A .8B .9C .15D .16【解析】选D.因为等差数列{a n },首项a 1<0,a 8+a 9>0,a 8·a 9<0,所以a 8<0,a 9>0, 由S n =12 n(a 1+a n ),可得S 15=15a 8<0,S 16=16(a 1+a 16)2 =8(a 8+a 9)>0,所以使前n 项和S n >0成立的最小自然数n 的值为16.3.已知函数f(x)是(-1,+∞)上的单调函数,且函数y =f(x -2)的图象关于直线x =1对称,若数列{a n }是公差不为0的等差数列,且f(a 50)=f(a 51),则数列{a n }的前100项的和为( )A .-200B .-100C .0D .-50【解析】选B.因为函数y =f(x -2)的图象关于直线x =1对称,则函数f(x)的图象关于直线x =-1对称,又因为函数f(x)是(-1,+∞)上的单调函数,{a n }是公差不为0的等差数列,f(a 50)=f(a 51),所以a 50+a 51=-2,S 100=100(a 1+a 100)2=50(a 50+a 51)=-100. 4.(多选题)设{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项的和,且S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,则下列结论正确的是( ) A .d <0 B .a 7=0C .S 9>S 5D .S 6与S 7均为S n 的最大值【解析】选ABD.由S 5<S 6得a 1+a 2+…+a 5<a 1+a 2+…+a 5+a 6,即a 6>0,又因为S 6=S 7,所以a 1+a 2+…+a 6=a 1+a 2+…+a 6+a 7, 所以a 7=0,故B 正确;同理由S 7>S 8,得a 8<0,因为d =a 7-a 6<0,故A 正确;而C 选项S 9>S 5,即a 6+a 7+a 8+a 9>0,可得2(a 7+a 8)>0,由结论a 7=0,a 8<0,显然C 选项是错误的.因为S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,所以S 6与S 7均为S n 的最大值,故D 正确. 二、填空题(每小题5分,共20分)5.在等差数列{}a n 中,S n 为其前n 项的和,若S 4=12,S 8=40,则S 16=________. 【解析】设等差数列的公差为d , 则⎩⎪⎨⎪⎧S 4=4a 1+4×32d =12S 8=8a 1+8×72d =40,解得a 1=32 ,d =1,所以S 16=16×32 +16×152 ×1=144. 答案:1446.已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,满足a 2+a 8=6,S 5=-5,则a 6=________,S n 的最小值为________.【解析】依题意得:⎩⎨⎧2a 1+8d =6,5a 1+10d =-5,解得⎩⎨⎧a 1=-5,d =2,所以a 6=-5+10=5,S n =-5n +n (n -1)2 ×2=n 2-6n , 当n =3时,S n 的最小值为-9. 答案:5 -97.已知数列{a n }中a 1=1,a 2=2,当整数n>1时,S n +1+S n -1=2(S n +S 1)都成立,则S 15=________.【解析】因为数列{a n }中,当整数n>1时, S n +1+S n -1=2(S n +S 1)都成立⇔S n +1-S n =S n -S n -1+2⇔a n +1-a n =2(n>1).所以当n≥2时,{a n }是以2为首项,2为公差的等差数列. 所以S 15=14a 2+14×132 ×2+a 1=14×2+14×132 ×2+1=211. 答案:2118.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若1≤a 1≤3,3≤a 1+S 3≤6,则a 2a 1的取值范围是________.【解析】在等差数列{a n }中,a 1+a 3=2a 2, 所以S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2, 又3≤a 1+S 3≤6,所以3≤a 1+3a 2≤6. 由1≤a 1≤3得13 ≤1a 1≤1.所以1≤a 1+3a 2a 1≤6,即1≤1+3a 2a 1≤6,所以0≤a 2a 1 ≤53 .即a 2a 1的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,53 .答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,53三、解答题(每小题10分,共30分)9.已知数列{a n },a n ∈N *,S n 是其前n 项和,S n =18 (a n +2)2. (1)求证:{a n }是等差数列;(2)设b n =12 a n -30,求数列{b n }的前n 项和的最小值. 【解析】(1)当n =1时,a 1=S 1=18 (a 1+2)2, 解得a 1=2.当n≥2时,a n =S n -S n -1=18 (a n +2)2-18 (a n -1+2)2,即8a n =(a n +2)2-(a n -1+2)2, 整理得(a n -2)2-(a n -1+2)2=0, 即(a n +a n -1)(a n -a n -1-4)=0. 因为a n ∈N *,所以a n +a n -1>0,所以a n -a n -1-4=0,即a n -a n -1=4(n≥2). 故数列{a n }是以2为首项,4为公差的等差数列. (2)设数列{b n }的前n 项和为T n ,因为b n =12 a n -30,且由(1)知,a n =2+(n -1)×4=4n -2(n ∈N *), 所以b n =12 (4n -2)-30=2n -31.故数列{b n }是单调递增的等差数列. 令2n -31=0,得n =1512 .因为n ∈N *,所以当n≤15时,b n <0;当n≥16时,b n >0,即b 1<b 2<…<b 15<0<b 16<b 17<….故当n =15时,T n 取得最小值,最小值为T 15=-29-12 ×15=-225. 10.已知等差数列{a n }(n ∈N *)满足:a 3=7,a 5+a 7=26,{a n }的前n 项和为S n . (1)求a n 及S n ;(2)令b n =1a 2n -1 ,求数列{b n }的前n 项和T n .【解析】(1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d , 由于a 3=7,a 5+a 7=26,所以a 1+2d =7,2a 1+10d =26,解得a 1=3,d =2. 所以a n =2n +1,S n =n(n +2)(n ∈N *).(2)因为a n =2n +1,所以a 2n -1=4n(n +1),所以b n =14n (n +1) =14 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n -1n +1 . 故T n =b 1+b 2+…+b n=14 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=14 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-1n +1 =n 4(n +1) ,所以数列{b n }的前n 项和T n =n 4n +1 (n ∈N *). 【补偿训练】数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2-2a n +1+a n =0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设H n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |,求H n . 【解析】(1)因为a n +2-2a n +1+a n =0. 所以a n +2-a n +1=a n +1-a n =…=a 2-a 1.所以{a n }是等差数列且a 1=8,a 4=2,所以d =-2,a n =a 1+(n -1)d =10-2n.故a n =10-2n(n ∈N *).(2)因为a n =10-2n ,令a n =0,得n =5.当n>5时,a n <0;当n =5时,a n =0;当n<5时,a n >0.设S n =a 1+a 2+…+a n .所以当n>5时,H n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n )=S 5-(S n -S 5)=2S 5-S n =n 2-9n +40,当n≤5时,H n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=a 1+a 2+…+a n =9n -n 2.所以H n =⎩⎨⎧9n -n 2,n≤5,n 2-9n +40,n>5 (n ∈N *).11.数列{a n }满足a 1=12 ,a n +1=12-a n(n ∈N *). (1)求证:⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -1 为等差数列,并求出{a n }的通项公式. (2)设b n =1a n-1,数列{b n }的前n 项和为B n ,对任意n≥2都有B 3n -B n >m 20 成立,求正整数m 的最大值.【解析】(1)因为a n +1=12-a n, 所以1a n +1-1 =112-a n-1 =2-a n a n -1=-1+1a n -1 , 即1a n +1-1 -1a n -1=-1, 所以⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -1 是首项为-2,公差为-1的等差数列,1a n -1=-2+(n -1)×(-1)=-(n +1),所以a n =nn +1 .(2)b n =n +1n -1=1n ,令C n =B 3n -B n =1n +1 +1n +2 +…+13n ,所以C n +1-C n =1n +2 +1n +3 +…+13(n +1) - 1n +1 -…-13n =-1n +1 +13n +2 +13n +3 +13n +1=13n +2 -23n +3 +13n +1 >23n +3 -23n +3 =0,所以C n +1-C n >0,{C n }为单调递增数列,又因为n≥2,所以(B 3n -B n )min =B 6-B 2=13 +14 +15 +16 =1920 ,m 20 <1920 ,m<19. 又因为m ∈N *,所以m 的最大值为18.。
等差数列习题课1. 进一步了解等差数列的定义,通项公式及前n 项和公式;2. 理解等差数列的性质,等差数列前n 项和公式的性质应用; 项和之比问题,以及实际应用。
一、知识回顾1.等差数列的定义用递推公式表示为:)(1++∈=-N n d a a n n 或),2(1+-∈≥=-N n n d a a n n ,其中d 为常数,叫这个数列的公差。
2.等差数列的通项公式:d n a a n )1(1-+=, 3.等差数列的分类:当0>d 时,}{n a 是递增数列;当0<d 时,}{n a 是递减数列;当0=d 时,}{n a 是常数列。
4.等差中项:如果在b a ,中间插入一个数A ,使b A a ,,成等差数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,且2ba A += 5.等差数列的前n 项和公式:2)(1n n a a n S +=,或d n n na S n 2)1(1-+=,此式还可变形为n da n d S n )2(212-+= 6.等差数列的主要性质: (1)d m n a a m n )(-+=(2)若q p n m +=+,则q p n m a a a a +=+(反之也成立)(其中+∈N q p n m ,,,);特别的,若pn m 2=+(,,m n p N +∈),则p n m a a a 2=+(3) ,,,2m n m n n a a a ++组成公差为md 的等差数列. (4) ,,,232n n n n n S S S S S --组成公差为d n 2的等差数列. 7.等差数列的判定方法:(1)定义法:1n n a a d +-=(d 为常数)(n ∈N*){}n a ⇔是等差数列; (2)中项法:122n n n a a a ++=+(n ∈N*){}n a ⇔是等差数列;(3)通项公式法:n a kn b =+(k ,b 是常数)(n ∈N*){}n a ⇔是等差数列; (4)前n 项和公式法:2n S An Bn =+(A 、B 是常数)(n ∈N*){}n a ⇔等差数列.二、典例分析 ※等差数列的判定 例1:※等差数列性质的应用例2:※已知前n 项和求通项公式例3.已知数列{}n a 的前n 项之和为① n n S n -=22 ② 12++=n n S n求数列{}n a 的通项公式。
数学人教B必修5第二章2.2 等差数列习题课——等差数列习题课1.进一步了解等差数列的定义,通项公式以及前n项和公式.2.理解等差数列的性质,等差数列前n项和公式的性质的应用.3.掌握等差数列前n项和之比的问题,及其实际应用.题型一已知S n求a n【例1】已知数列{a n}的前n项和S n=-错误!n2+错误!n,求数列{a n}的通项公式a n.分析:求a1→错误!→错误!→错误!反思:数列{a n}的前n项和S n与通项a n的关系已知数列{a n}的通项就可以求数列{a n}的前n项和S n;反过来,若已知前n项和S n也可以求数列{a n}的通项公式a n。
∵S n=a1+a2+a3+…+a n,∴S n-1=a1+a2+a3+…+a n-1(n≥2).在n≥2的条件下,把上面两式相减可得:a n=S n-S n-1(n≥2),当n=1时,a1=S1,所以a n与S n有如下关系:a n=错误!注意:a n=S n-S n-1并非对所有的n∈N+都成立,而只对n≥2的正整数成立.由S n求通项公式a n时,要分n=1和n≥2两种情况,然后验证两种情况可否用统一解析式表示,若不能,则用分段函数的形式表示.题型二数列{|a n|}的求和问题【例2】在等差数列{a n}中,a1=-60,a17=-12,求数列{|a n|}的前n项和.分析:先分清哪些项是负的,然后再分段求出前n项的绝对值之和.反思:等差数列各项取绝对值后组成的数列{|a n|}的前n项和,可分为以下情形:(1)等差数列{a n}的各项都为非负数,这种情形中数列{|a n|}就等于数列{a n},可以直接求解.(2)在等差数列{a n}中,a1>0,d<0,这种数列只有前边有限项为非负数,从某项开始其余所有项都为负数,可把数列{a n}分成两段处理.(3)在等差数列{a n}中,a1<0,d>0,这种数列只有前边有限项为负数,其余都为非负数,同样可以把数列{a n}分成两段处理.总之,解决此类问题的关键是找到数列{a n}的正负分界点.题型三等差数列前n项和的比值问题【例3】等差数列{a n},{b n}的前n项和分别为S n,T n,若错误!=错误!,求错误!.分析:本题可把“项比”转化成“和比",也可把“和比”转化为“项比”.反思:本题的关键是建立通项和前n项和的内在联系,解法一侧重于待定系数法,而解法二应用整体代换思想.1已知在等差数列{a n}中,a7+a9=16,a4=1,则a12的值是( ).A.15 B.30 C.31 D.642等差数列{a n}的前n项和为S n,若S2=2,S4=10,则S6等于( ).A.12 B.18 C.24 D.423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( ).A.13项B.12项C.11项D.10项4设2a=3,2b=x,2c=12,且a,b,c成等差数列,则x的值为________.5设等差数列{a n}满足a3=5,a10=-9.(1)求{a n}的通项公式;(2)求{a n}的前n项和S n及使得S n最大的序号n的值.答案:典型例题·领悟【例1】解:a1=S1=-错误!×12+错误!×1=101。