7.2.2 等差数列(含答案)
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(对应学生用书第103页)考点1等差数列基本量的运算解决等差数列运算问题的思想方法(1)方程思想:等差数列的基本量为首项a1和公差d、通常利用已知条件及通项公式或前n项和公式列方程(组)求解、等差数列中包含a1、d、n、a n、S n五个量、可“知三求二”.(2)整体思想:当所给条件只有一个时、可将已知和所求都用a1、d表示、寻求两者间的联系、整体代换即可求解.(3)利用性质:运用等差数列性质可以化繁为简、优化解题过程.又零七、借问长儿多少岁、各儿岁数要详推.在这个问题中、记这位公公的第n 个儿子的年龄为a n 、则a 1=( )A .23B .32C .35D .38C [由题意可知年龄构成的数列为等差数列、其公差为-3、则9a 1+9×82×(-3)=207、解得a 1=35、故选C.]确定等差数列的关键是求出两个最基本的量、即首项a 1和公差d .考点2 等差数列的判定与证明等差数列的4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2a n +1=a n +a n +2.2.已知数列{a n}的前n项和为S n、a1=1、a n≠0、a n a n+1=λS n-1、其中λ为常数.(1)证明:a n+2-a n=λ;(2)是否存在λ、使得{a n}为等差数列?并说明理由.[解](1)证明:由题设知a n a n+1=λS n-1、a n+1a n+2=λS n+1-1、两式相减得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1、由于a n+1≠0、所以a n+2-a n=λ.(2)由题设知a1=1、a1a2=λS1-1、可得a2=λ-1.由(1)知、a3=λ+1.令2a2=a1+a3、解得λ=4.故a n+2-a n=4、由此可得{a2n-1}是首项为1、公差为4的等差数列、a2n-1=4n-3;{a2n}是首项为3、公差为4的等差数列、a2n=4n-1.所以a n=2n-1、a n+1-a n=2、因此存在λ=4、使得数列{a n}为等差数列.考点3等差数列的性质及应用B [数列{a n }为等差数列、则a m -1+a m +1=2a m 、则a m -1+a m +1-a 2m -1=0可化为2a m -a 2m -1=0、解得a m =1.又S 2m -1=(2m -1)a m =39、则m =20.故选B.]2.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n 、若对任意的n ∈N *、都有Sn Tn =2n -34n -3、则a2b3+b13+a14b5+b11的值为( ) A .2945 B .1329 C .919 D .1930C [由题意可知b 3+b 13=b 5+b 11=b 1+b 15=2b 8、∴a2b3+b13+a14b5+b11=a2+a142b8=a8b8=S15T15=2×15-34×15-3=2757=919.故选C.] 考点4 等差数列前n 项和的最值问题求等差数列前n 项和S n 最值的2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 =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)邻项变号法:①当a 1>0、d <0时、满足⎩⎨⎧am≥0,am +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⎩⎨⎧am≤0,am +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .。
【课堂例题】例1.在等差数列{}n a 中,前10项和为30,前20项和为100,求前30项和.例2.在等差数列{}n a 中,前n 项和为n S ,(1)已知127a =,求23S ;(2)若247913a a a a +++=,求10S .例3.已知等差数列245,4,3,77的前n 项和为n S ,求使得n S 最大的序号n 的值.【基础训练】1.已知等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,(1)若23n S n n =+,则n a = .(2)若223n S n n =-,则d = ;2.若等差数列{}n a 的前n 项和n S 满足(13)2n n n S -=,则当n = 时,n S 取到最大值. 3.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S , (1)若73a =,则13S = ; (2)若391a a +=,则11S = ;(3)若194S =,则10a = .4.已知数列{}n a 的前n 项和2,n S an bn c =++其中,,a b c 为常数,那么“0c =”是“{}n a 为等差数列”的( )A.充分非必要条件;B.必要非充分条件;C.充要条件;D.非充分非必要条件.5.已知5-与16之间加入5个数,使得这7个数成等差数列, 求新加入的这5个数的和.6.已知等差数列{}n a 的前10项和为50,前30项和为210, 求{}n a 的前20项和的大小.7.已知等差数列{}n a 的中,*445,n a n n N =-∈,前n 项和为n S ,当n 取何值时,n S 取到最值,并指出取到最大值还是最小值.【巩固提高】8.已知等差数列{}n a 的前12项和为354,前12项中的奇数项的和与偶数项的和之比为27:32,求公差d .9.(1)等差数列{}n a 中,若10100100,10S S ==,求110S 的值;(2)推广(1)的结果,并证明你的推广.(选做)10.已知数列{}n a 为非常数等差数列,22*1,n n n c a a n N +=-∈,(1)证明:数列{}n c 也是等差数列;(2)若1352524626130,13013a a a a a a a a k ++++=++++=-(k 为常数),写出{}n c 的通项公式;(3)在(2)中,设数列{}n c 的前n 项和为n S ,若n S 在4,5n =同时取到最大值, 求实数k 的值.【温故知新】11.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足*2,n n S n N =∈,则n a = .【课堂例题答案】例1.210例2.(1)161;(2)652. 例3.7,8n =【习题答案】1.(1)*22,n n N +∈;(2)42.6或73.(1)39;(2)112;(3)4194.C5.5526.1207.11n =时,n S 取到最小值.8.59.(1)110-;(2)已知,n m S m S n ==,且m n ≠,则()n m S n m +=-+证:不妨设m n <11()()2m n n m m n n m a a S S a a m n ++-+-=++==-,则12m n a a ++=-11()()(2)()222n m n m m n n m n m n m S a a a a n m ++++++=+=+=⨯-=-+ 证毕 10.(1)证:设{}n a 的公差为(0)d d ≠ 221111()()()n n n n n n n n n c a a a a a a d a a ++++=-=+-=-+ 2111112,()[()]()2n n n n n n n n n c c d a a d a a d a a d -+-+-∀≥-=-+--+=--=-为常数 因此{}n c 是以22d -为公差的等差数列. 证毕 (2)22*22520,n c k n k k n N =-++∈提示:条件两式相减,解得d k =-,代如第一式后解得121012,1011a k a k =+=+ 从而求得212320c k k =+,因此21(1)(2)n c c n d =+-⨯-(3)43k =-提示:45S S =或50c =,解得43k =-或0(舍去) 11.12,12,2n n n -=⎧⎨≥⎩。
1.已知{a n }为等差数列,a 2+a 8=12,则a 5等于( )A .4B .5C .6D .7解析:选C.由等差数列性质得a 2+a 8=2a 5=12,所以a 5=6.2.等差数列{a n }的公差为d ,则数列{ca n }(c 为常数且c ≠0)( )A .是公差为d 的等差数列B .是公差为cd 的等差数列C .不是等差数列D .以上都不对答案:B3.在等差数列{a n }中,a 10=10,a 20=20,则a 30=________.解析:法一:d =a 20-a 1020-10=20-1020-10=1,a 30=a 20+10d =20+10=30. 法二:由题意可知,a 10、a 20、a 30成等差数列,所以a 30=2a 20-a 10=2×20-10=30. 答案:304.已知三个数成等差数列,其和为15,首、末两项的积为9,求这三个数.解:由题意,可设这三个数分别为a -d ,a ,a +d ,则⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=15,(a -d )(a +d )=9, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =5d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a =5,d =-4. 所以,当d =4时,这三个数为1,5,9;当d =-4时,这三个数为9,5,1.一、选择题1.下列命题中,为真命题的是( )A .若{a n }是等差数列,则{|a n |}也是等差数列B .若{|a n |}是等差数列,则{a n }也是等差数列C .若存在自然数n 使2a n +1=a n +a n +2,则{a n }是等差数列D .若{a n }是等差数列,则对任意n ∈N *都有2a n +1=a n +a n +2答案:D2.等差数列{a n }中,前三项依次为1x +1,56x ,1x,则a 101=( ) A .5013 B .1323C .24D .823解析:选D.∵53x =1x +1x +1,∴x =2. ∴首项a 1=1x +1=13,d =12(12-13)=112. ∴a 101=823,故选D. 3.若数列{a n }是等差数列,且a 1+a 4=45,a 2+a 5=39,则a 3+a 6=( )A .24B .27C .30D .33解析:选D.经观察发现(a 2+a 5)-(a 1+a 4)=(a 3+a 6)-(a 2+a 5)=2d =39-45=-6,所以a 3+a 6=a 2+a 5-6=39-6=33.4.在等差数列{a n }中,若a 4+a 6+a 8+a 10+a 12=120,则a 9-13a 11的值为( )A .14B .15C .16D .17解析:选C.设等差数列{a n }的公差为d ,则由等差数列的性质得5a 8=120,∴a 8=24,a 9-13a 11=3a 9-a 113=2a 9+(a 9-a 11)3=2(a 9-d )3=2a 83=2×243=16. 5.设{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 .0B .37C .100D .-37解析:选C.设{a n },{b n }的公差分别是d 1,d 2,∴(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 37+b 37=100.6.首项为-24的等差数列从第10项起开始为正数,则公差d 的取值范围是( )A .d >83B .d <3 C.83≤d <3 D.83<d ≤3 解析:选D.设等差数列为{a n },首项a 1=-24,则a 9≤0⇒a 1+8d ≤0⇒-24+8d ≤0⇒d ≤3,a 10>0⇒a 1+9d >0⇒-24+9d >0⇒d >83. ∴83<d ≤3. 二、填空题7.已知{a n }为等差数列,a 3+a 8=22,a 6=7,则a 5=________.解析:由于{a n }为等差数列,故a 3+a 8=a 5+a 6,故a 5=a 3+a 8-a 6=22-7=15.答案:158.在等差数列{a n }中,若a 7=m ,a 14=n ,则a 21=________.解析:∵a 7、a 14、a 21成等差数列,∴a 7+a 21=2a 14,a 21=2a 14-a 7=2n -m .答案:2n -m9.已知{a n }为等差数列,a 15=8,a 60=20,则a 75=________.解析:法一:因为{a n }为等差数列,所以a 15,a 30,a 45,a 60,a 75也成等差数列,设其公差为d ,a 15为首项,则a 60为其第四项,所以a 60=a 15+3d ,得d =4.所以a 75=a 60+d ⇒a 75=24.法二:因为a 15=a 1+14d ,a 60=a 1+59d ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+14d =8a 1+59d =20,解得⎩⎨⎧a 1=6415d =415. 故a 75=a 1+74d =6415+74×415=24. 答案:24三、解答题10.已知正数a ,b ,c 组成等差数列,且公差不为零,那么由它们的倒数所组成的数列1a ,1b ,1c能否成为等差数列? 解:由已知,得a ≠b 且b ≠c 且c ≠a ,且2b =a +c ,a >0,b >0,c >0.因为2b -(1a +1c )=2b -a +c ac =2ac -2b 2abc =2ac -(a +c )22abc =-(a -c )22abc <0,所以2b ≠1a +1c. 所以1a ,1b ,1c不能成为等差数列. 11.已知{a n }是等差数列,且a 1+a 2+a 3=12,a 8=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若从数列{a n }中,依次取出第2项,第4项,第6项,…,第2n 项,按原来顺序组成一个新数列{b n },试求出{b n }的通项公式.解:(1)∵a 1+a 2+a 3=12,∴a 2=4,∵a 8=a 2+(8-2)d ,∴16=4+6d ,∴d =2,∴a n =a 2+(n -2)d =4+(n -2)×2=2n .(2)a 2=4,a 4=8,a 8=16,…,a 2n =2×2n =4n .当n >1时,a 2n -a 2(n -1)=4n -4(n -1)=4.∴{b n }是以4为首项,4为公差的等差数列.∴b n =b 1+(n -1)d =4+4(n -1)=4n .12.某单位用分期付款方式为职工购买40套住房,共需1150万元,购买当天先付150万元,以后每月这一天都交付50万元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150万元后的第一个月算分期付款的第一个月,求分期付款的第10个月应付多少钱?最后一次应付多少钱?解:购买时先付150万元,还欠款1000万元.依题意知20次可付清.设每次交付的欠款依次为a 1,a 2,a 3,…,a 20,构成数列{a n },则a 1=50+1000×0.01=60;a 2=50+(1000-50)×0.01=59.5;a 3=50+(1000-50×2)×0.01=59;…a n =50+[1000-50(n -1)]×0.01=60-12(n -1)(1≤n ≤20). 所以{a n }是以60为首项,-12为公差的等差数列. 则a 10=60-9×12=55.5, a 20=60-19×12=50.5, 故第10个月应付55.5万元,最后一次应付50.5万元.。
等差数列及其前n 项和【课前回顾】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.这个常数叫做等差数列的公差,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 +b2,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 2n }也是等差数列,公差为2d . (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 +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.4.与等差数列各项的和有关的性质(1)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也成等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }公差的12. (2)若{a n }是等差数列,S m ,S 2m ,S 3m 分别为{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.(3)关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质. ①若项数为2n ,则S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. ②若项数为2n -1,则S 偶=(n -1)a n ,S 奇=na n ,S 奇-S 偶=a n ,S 奇S 偶=n n -1. (4)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 -1T 2n -1.【课前快练】1.在等差数列{}a n 中,若a 2=4,a 4=2,则a 6=( ) A .-1 B .0 C .1D .6解析:选B ∵{}a n 为等差数列,∴2a 4=a 2+a 6,∴a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0.2.(2017·全国卷Ⅲ)等差数列{a n }的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }前6项的和为( )A .-24B .-3C .3D .8 解析:选A 设等差数列{a n }的公差为d , 因为a 2,a 3,a 6成等比数列,所以a 2a 6=a 23, 即(a 1+d )(a 1+5d )=(a 1+2d )2. 又a 1=1,所以d 2+2d =0. 又d ≠0,则d =-2,所以{a n }前6项的和S 6=6×1+6×52×(-2)=-24.3.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,且a 1=1,a 4=4,则a 10=( )A .-45B .-54C.413D.134解析:选A 设等差数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的公差为d ,由题意可知,1a 4=1a 1+3d =14,解得d =-14,所以1a 10=1a 1+9d =-54,所以a 10=-45. 4.已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 3+a 9=a 10-a 8,若a n =0,则n =________. 解析:因为a 3+a 9=a 10-a 8,所以a 1+2d +a 1+8d =a 1+9d -(a 1+7d ), 解得a 1=-4d ,所以a n =-4d +(n -1)d =(n -5)d , 令(n -5)d =0(d ≠0),可解得n =5. 答案:55.在等差数列{a n }中,a n >0,a 7=12a 4+4,S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 19=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由a 7=12a 4+4,得a 1+6d =12(a 1+3d )+4,即a 1+9d =8,所以a 10=8,因此S 19=19(a 1+a 19)2=19×a 10=19×8=152. 答案:152考点一 等差数列的基本运算1.等差数列运算中方程思想的应用(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 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解决问题.[易错提醒] 在求解数列基本量运算中,要注意公式使用时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意整体代换思想的运用,使运算更加便捷.2.等差数列前n 项和公式的应用方法根据不同的已知条件选用两个求和公式,若已知首项和公差,则使用公式S n =na 1+n (n -1)2d ;若已知通项公式,则使用公式S n =n (a 1+a n )2,同时注意与性质“a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2=…”的结合使用.【典型例题】1.若等差数列{a n }的前5项和S 5=25,且a 2=3,则a 7=( ) A .12 B .13 C .14D .15解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d , 由S 5=5(a 2+a 4)2,得5(3+a 4)2=25,解得a 4=7,所以7=3+2d ,解得d =2,所以a 7=a 4+3d =7+3×2=13.2.(2017·全国卷Ⅰ)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 .1B .2C .4D .8解析:选C 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+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4.3.(2018·福州质检)设等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d ,若a k 是a 6与a k +6的等比中项,则k =( )A .5B .6C .9D .11解析:选C 因为a k 是a 6与a k +6的等比中项, 所以a 2k =a 6a k +6.又等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d , 所以[a 2+(k -2)d ]2=(a 2+4d )[a 2+(k +4)d ], 所以(k -3)2=3(k +3),解得k =9,或k =0(舍去),故选C.4.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若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+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1. ∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.答案:-72考点二 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法用定义证明等差数列时,容易漏掉对起始项的检验,从而产生错解.比如,对于满足a n -a n -1=1(n ≥3)的数列{a n }而言并不能判定其为等差数列,因为不能确定起始项a 2-a 1是否等于1.【典型例题】(2018·贵州适应性考试)已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n . (1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式.[思维路径](1)要求数列的项,可根据已知首项和递推关系式,令n =1,2可解得.(2)证明⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其关键应推出a n +1n +1-a n n 为常数,对所给条件进行必要的变形即可.解:(1)由已知,得a 2-2a 1=4, 则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6. 由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)证明:由已知na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n , 得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a nn=2,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项a 11=1,公差d =2的等差数列.则a nn =1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n .【针对训练】1.(2018·陕西质检)已知数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn (a ,b ∈R)且a 2=3,a 6=11,则S 7等于( )A .13B .49C .35D .63解析:选B 由S n =an 2+bn (a ,b ∈R)可知数列{a n }是等差数列,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7(a 2+a 6)2=49.2.已知数列{a n }中,a 1=2,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),设b n =1a n -1(n ∈N *).求证:数列{b n }是等差数列.证明:∵a n =2-1a n -1(n ≥2), ∴a n +1=2-1a n.∴b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=12-1a n-1-1a n -1=a n -1a n -1=1, ∴{b n }是首项为b 1=12-1=1,公差为1的等差数列.考点三 等差数列的性质及前n 项和的最值1.应用等差数列的性质解题的2个注意点(1)如果{a n }为等差数列,m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).因此,若出现a m -n ,a m ,a m +n 等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与a m (或其他项)有关的条件;若求a m 项,可由a m =12(a m -n +a m +n )转化为求a m -n ,a m +n 或a m +n +a m -n 的值.(2)要注意等差数列通项公式及前n 项和公式的灵活应用,如a n =a m +(n -m )d ,d =a n -a m n -m,S 2n -1=(2n -1)a n ,S n =n (a 1+a n )2=n (a 2+a n -1)2(n ,m ∈N *)等.2.求等差数列前n 项和S n 最值的2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 =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)邻项变号法:①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 .3.理清等差数列的前n 项和与函数的关系 等差数列的前n 项和公式为S n =na 1+n (n -1)2d 可变形为S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,令A =d2,B =a 1-d2,则S n =An 2+Bn .当A ≠0,即d ≠0时,S n 是关于n 的二次函数,(n ,S n )在二次函数y =Ax 2+Bx 的图象上,即为抛物线y =Ax 2+Bx 上一群孤立的点.利用此性质可解决前n 项和S n 的最值问题.【典型例题】1.在等差数列{a n}中,a1=29,S10=S20,则数列{a n}的前n项和S n的最大值为() A.S15B.S16C.S15或S16D.S17解析:选A∵a1=29,S10=S20,∴10a1+10×92d=20a1+20×192d,解得d=-2,∴S n=29n+n(n-1)2×(-2)=-n2+30n=-(n-15)2+225.∴当n=15时,S n取得最大值.2.已知函数f(x)的图象关于直线x=-1对称,且f(x)在(-1,+∞)上单调,若数列{a n}是公差不为0的等差数列,且f(a50)=f(a51),则数列{a n}的前100项的和为() A.-200 B.-100C.-50 D.0[学审题]①由函数的对称性及单调性知f(x)在(-∞,-1)上也单调;②结合函数的性质知a50+a51=-2.解析:选B因为函数f(x)的图象关于直线x=-1对称,又函数f(x)在(-1,+∞)上单调,所以f(x)在(-∞,-1)上也单调,且数列{a n}是公差不为0的等差数列.又f(a50)=f(a51),所以a50+a51=-2,所以S100=100(a1+a100)2=50(a50+a51)=-100.【针对训练】1.(2018·岳阳模拟)在等差数列{a n}中,如果a1+a2=40,a3+a4=60,那么a7+a8=() A.95B.100C.135 D.80解析:选B由等差数列的性质可知,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8构成新的等差数列,于是a7+a8=(a1+a2)+(4-1)[(a3+a4)-(a1+a2)]=40+3×20=100.2.设等差数列{a n}的前n项和为S n,且a1>0,a3+a10>0,a6a7<0,则满足S n>0的最大自然数n的值为()A.6 B.7C.12 D.13解析:选C因为a1>0,a6a7<0,所以a6>0,a7<0,等差数列的公差小于零,又a3+a10=a1+a12>0,a1+a13=2a7<0,所以S12>0,S13<0,所以满足S n>0的最大自然数n的值为12.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),则数列{a n }的项数为________.解析:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,① a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216, ∴a 1+a n =36, 又S n =n (a 1+a n )2=324, ∴18n =324,∴n =18. 答案:18【课后演练】1.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 .144D .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.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 .20B .36C .24D .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.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 .23D .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 =473-23n .∵a k ·a k+1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N *,∴k =23.4.已知数列{a n }的首项为3,{b n }为等差数列,且b n =a n +1-a n (n ∈N *),若b 3=-2,b 2=12,则a 8=( )A .0B .-109C .-181D .121解析:选B 设等差数列{b n }的公差为d ,则d =b 3-b 2=-14,因为a n +1-a n =b n ,所以a 8-a 1=b 1+b 2+…+b 7=7(b 1+b 7)2=7b 4=7×(-2-14)=-112,又a 1=3,所以a 8=-109.5.在数列{a n }中,a 1=3,a n +1=3a na n +3,则a 4=( ) A.34 B .1 C.43D.32解析:选A 依题意得1a n +1=a n +33a n =1a n +13,1a n +1-1a n =13,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1a 1=13为首项、13为公差的等差数列,则1a n =13+n -13=n 3,a n =3n ,a 4=34.6.已知数列{a n }满足a n +1-a n =2,a 1=-5,则|a 1|+|a 2|+…+|a 6|=( ) A .9 B .15 C .18D .30解析:选C 由a n +1-a n =2可得数列{a n }是等差数列,公差d =2,又a 1=-5,所以a n =2n -7,所以|a 1|+|a 2|+|a 3|+|a 4|+|a 5|+|a 6|=5+3+1+1+3+5=18.7.(2016·北京高考)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 3+a 5=0,则S 6=________.解析:∵a 3+a 5=2a 4,∴a 4=0. ∵a 1=6,a 4=a 1+3d ,∴d =-2. ∴S 6=6a 1+6×(6-1)2d =6×6-30=6.答案:68.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________.解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧ 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. 答案:S 59.若等差数列{a n }的前17项和S 17=51,则a 5-a 7+a 9-a 11+a 13=________.解析:因为S 17=a 1+a 172×17=17a 9=51,所以a 9=3. 根据等差数列的性质知a 5+a 13=a 7+a 11, 所以a 5-a 7+a 9-a 11+a 13=a 9=3. 答案:310.在等差数列{a n }中,公差d =12,前100项的和S 100=45,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=________.解析:因为S 100=1002(a 1+a 100)=45,所以a 1+a 100=910, a 1+a 99=a 1+a 100-d =25,则a 1+a 3+a 5+…+a 99=502(a 1+a 99)=502×25=10. 答案:1011.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且S n +1=S n +a n +3,a 4+a 5=23,则S 8=( ) A .72 B .88 C .92D .98解析:选C 法一:由S n +1=S n +a n +3,得a n +1-a n =3,故数列{a n }是公差为3的等差数列,又a 4+a 5=23=2a 1+7d =2a 1+21,∴a 1=1,S 8=8a 1+8×72d =92.法二:由S n +1=S n +a n +3,得a n +1-a n =3,故数列{a n }是公差为3的等差数列,S 8=8(a 1+a 8)2=8(a 4+a 5)2=92. 12.在我国古代著名的数学专著《九章算术》里有一段叙述:今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增一十三里;驽马初日行九十七里,日减半里,良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢,问:几日相逢( )A .8日B .9日C .12日D .16日解析:选B 设n 日相逢,则依题意得103n +n (n -1)2×13+97n +n (n -1)2×⎝⎛⎭⎫-12=1125×2,整理得n 2+31n -360=0, 解得n =9(负值舍去),故选B.13.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,其中n ∈N *,则下列命题错误的是( ) A .若a n >0,则S n >0 B .若S n >0,则a n >0C .若a n >0,则{S n }是单调递增数列D .若{S n }是单调递增数列,则a n >0解析:选D 由等差数列的性质可得:∀n ∈N *,a n >0,则S n >0,反之也成立.a n >0,d >0,则{S n }是单调递增数列.因此A 、B 、C 正确.对于D ,{S n }是单调递增数列,则d >0,而a n >0不一定成立.14.在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前 n 项和为S n ,当且仅当n =8 时S n 取得最大值,则d 的取值范围为________.解析:由题意,当且仅当n =8时S n 有最大值,可得⎩⎪⎨⎪⎧ d <0,a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧ d <0,7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78. 答案:⎝⎛⎭⎫-1,-78 15.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =________. 解析:因为等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3, 所以a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,数列的公差d =1,a m +a m +1=S m +1-S m -1=5,即2a 1+2m -1=5,所以a 1=3-m .由S m =(3-m )m +m (m -1)2×1=0, 解得m =5.答案:516.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n -1(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 4a n +1,求{b n }的前n 项和T n .解:(1)当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1, 当n =1时,a 1=2-1=1,满足a n =2n -1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =2n -1(n ∈N *). (2)由(1)得,b n =log 4a n +1=n +12, 则b n +1-b n =n +22-n +12=12, ∴数列{b n }是首项为1,公差d =12的等差数列,∴T n =nb 1+n (n -1)2d =n 2+3n 4. 17.已知递增等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2a 3=15,S 4=16.(1)求数列{a n }的通项公式以及S n 的表达式;(2)若数列{b n }满足:b 1=1,b n +1-b n =1a n a n +1,求数列{b n }的通项公式. 解:(1)设数列{a n }的公差为d (d >0), 则⎩⎪⎨⎪⎧ a 2a 3=(a 1+d )(a 1+2d )=15,S 4=4a 1+6d =16, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=7,d =-2(舍去), ∴a n =1+2(n -1)=2n -1,S n =n (1+2n -1)2=n 2,n ∈N *. (2)由(1)知,b n +1-b n =1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=12⎛⎭⎫12n -1-12n +1, b n -b 1=(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=12⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫12n -3-12n -1=12⎝⎛⎭⎫1-12n -1=n -12n -1(n ≥2),∴b n =3n -22n -1. 当n =1时,b 1=1也符合上式, ∴b n =3n -22n -1(n ∈N *). 18.已知数列{a n }满足,a n +1+a n =4n -3(n ∈N *).(1)若数列{a n }是等差数列,求a 1的值;(2)当a 1=2时,求数列{a n }的前n 项和S n . 解:(1)法一:∵数列{a n }是等差数列, ∴a n =a 1+(n -1)d ,a n +1=a 1+nd . 由a n +1+a n =4n -3,得a 1+nd +a 1+(n -1)d =4n -3, ∴2dn +(2a 1-d )=4n -3,即2d =4,2a 1-d =-3,解得d =2,a 1=-12. 法二:在等差数列{a n }中,由a n +1+a n =4n -3, 得a n +2+a n +1=4(n +1)-3=4n +1,∴2d =a n +2-a n =4n +1-(4n -3)=4,∴d =2.又∵a 1+a 2=2a 1+d =2a 1+2=1,∴a 1=-12. (2)由题意知,①当n 为奇数时, S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a n -1+a n )=2+4[2+4+…+(n -1)]-3×n -12=2n 2-3n +52. ②当n 为偶数时,S n =a 1+a 2+a 3+…+a n =(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a n -1+a n ) =1+9+…+(4n -7)=2n 2-3n 2. 综上,S n =⎩⎨⎧2n 2-3n +52,n 为奇数,2n 2-3n 2,n 为偶数.。
专题7.2 等差数列及其前n 项和(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.与归纳推理相结合,考查数列的概念与通项,凸显逻辑推理的核心素养.2.与函数、不等式相结合,考查数列的概念及其性质,凸显数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养. 3.与递推公式相结合,考查对求通项公式的方法的掌握,凸显数学运算、数学建模的核心素养.【知识点展示】(一)等差数列1.定义:等差数列定义:一般地,如果一个数列从第项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母表示.用递推公式表示为或.2.等差数列的通项公式:;说明:等差数列(通常可称为数列)的单调性:为递增数列,为常数列, 为递减数列.3.等差中项的概念:定义:如果,,成等差数列,那么叫做与的等差中项,其中 . 2d 1(2)n n a a d n --=≥1(1)n n a a d n +-=≥1(1)n a a n d =+-A P d 0>0d =0d <a A b A a b 2a bA +=,,成等差数列. 4.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列. 5.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别. (二)等差数列的前和的求和公式:. (三)等差数列的通项公式及前n 项和公式与函数的关系(1)当d ≠0时,等差数列{a n }的通项公式a n =dn +(a 1-d )是关于d 的一次函数. (2)当d ≠0时,等差数列{a n }的前n 项和S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n 是关于n 的二次函数. (四)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 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. (五)等差数列的性质:(1)在等差数列中,从第2项起,每一项是它相邻二项的等差中项;(2)在等差数列中,相隔等距离的项组成的数列是等差数列, 如:,,,,……;,,,,……;(3)在等差数列中,对任意,,,;(4)在等差数列中,若,,,且,则,特殊地,时,则,是的等差中项.(5)等差数列被均匀分段求和后,得到的数列仍是等差数列,即成等差数列.(6)两个等差数列{}n a 与{}n b 的和差的数列{}n n a b ±仍为等差数列. (7)若数列{}n a 是等差数列,则{}n ka 仍为等差数列.(8)设数列是等差数列,且公差为,(Ⅰ)若项数为偶数,设共有项,则①-S S nd =奇偶; ②;(Ⅱ)若项数为奇数,设共有项,则①S S -偶奇(中间项);②. (9)等差数列中,(),p q a q a p p q ==≠,则0p q a +=,m n m n S S S mnd +=++.a Ab ⇔2a bA +=n 11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+{}n a {}n a 1a 3a 5a 7a 3a 8a 13a 18a {}n a m n N +∈()n m a a n m d =+-n ma a d n m-=-()m n ≠{}n a m n p q N +∈m n p q +=+m n p q a a a a +=+{}n a d 2n 1n n S a S a +=奇偶21n -n a a ==中1S nS n =-奇偶(10)如果两个等差数列有公共项,那么由它们的公共项顺次组成的新数列也是等差数列,且新等差数列的公差是两个原等差数列公差的最小公倍数.(11)若与{}n b 为等差数列,且前n 项和分别为n S 与'n S ,则2121'm m m m a Sb S --=. (12)等差数列的增减性:0d >时为递增数列,且当10a <时前n 项和n S 有最小值.0d <时为递减数列,且当10a >时前n 项和n S 有最大值.【常考题型剖析】题型一:等差数列基本量的运算例1.(2019·全国·高考真题(理))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知4505S a ==,,则( ) A .25n a n =- B .310n a n =- C .228n S n n =-D .2122n S n n =-【答案】A 【解析】 【分析】等差数列通项公式与前n 项和公式.本题还可用排除,对B ,55a =,44(72)1002S -+==-≠,排除B ,对C ,245540,25850105S a S S ==-=⨯-⨯-=≠,排除C .对D ,24554150,5250522S a S S ==-=⨯-⨯-=≠,排除D ,故选A . 【详解】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,故选A .例2.(2022·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若32236S S =+,则公差d =_______. 【答案】2 【解析】【分析】转化条件为()112+226a d a d =++,即可得解. 【详解】由32236S S =+可得()()123122+36a a a a a +=++,化简得31226a a a =++, 即()112+226a d a d =++,解得2d =. 故答案为:2.{}n a【总结提升】1.解决等差数列运算问题的思想方法(1)方程思想:等差数列的基本量为首项a 1和公差d ,通常利用已知条件及通项公式或前n 项和公式列方程(组)求解,等差数列中包含a 1,d ,n ,a n ,S n 五个量,可“知三求二”.(2)整体思想:当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a 1,d 表示,寻求两者间的联系,整体代换即可求解.(3)利用性质:运用等差数列性质可以化繁为简、优化解题过程. 2.等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量1,,,,n n a d n a S ,知其中三个就能求另外两个,即知三求二,多利用方程组的思想,体现了用方程的思想解决问题.3.特殊设法:三个数成等差数列,一般设为,,a d a a d -+;四个数成等差数列,一般设为3,,,3a d a d a d a d --++.这对已知和,求数列各项,运算很方便.题型二:等差数列的判定与证明例3. (2020·山东·高考真题)某男子擅长走路,9天共走了1260里,其中第1天、第4天、第7天所走的路程之和为390里.若从第2天起,每天比前一天多走的路程相同,问该男子第5天走多少里.这是我国古代数学专著《九章算术》中的一个问题,请尝试解决. 【答案】140里. 【解析】 【分析】由条件确定,该男子这9天中每天走的路程数构成等差数列,根据等差数列的通项公式,和前n 项和公式,列式求解.【详解】解:因为从第2天起,每天比前一天多走的路程相同, 所以该男子这9天中每天走的路程数构成等差数列, 设该数列为{}n a ,第1天走的路程数为首项1a ,公差为d , 则91260S =,147390a a a ++=. 因为1(1)2n n n S na d -=+,1(1)n a a n d =+-, 1(1)n a a n d =+-11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+所以11119(91)91260236390a d a a d a d ⨯-⎧+=⎪⎨⎪++++=⎩,解得110010a d =⎧⎨=⎩,则514100410140a a d =+=+⨯=, 所以该男子第5天走140里.例4.(2021·全国·高考真题(文))记n S 为数列{}n a 的前n 项和,已知210,3n a a a >=,且数列是等差数列,证明:{}n a 是等差数列. 【答案】证明见解析. 【解析】 【分析】的公差d,进一步写出的通项,从而求出{}n a 的通项公式,最终得证. 【详解】∵数列是等差数列,设公差为d(n -()n *∈N∴12n S a n =,()n *∈N∴当2n ≥时,()221111112n n n a S S a n a n a n a -=-=--=- 当1n =时,11121=a a a ⨯-,满足112n a a n a =-, ∴{}n a 的通项公式为112n a a n a =-,()n *∈N ∴()()111111221=2n n a a a n a a n a a --=----⎡⎤⎣⎦∴{}n a 是等差数列.例5.(2021·全国·高考真题(理))已知数列{}n a 的各项均为正数,记n S 为{}n a 的前n 项和,从下面①①①中选取两个作为条件,证明另外一个成立. ①数列{}n a是等差数列:②数列是等差数列;③213a a =. 注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分. 【答案】证明过程见解析 【解析】 【分析】选①②作条件证明③时,结合,n n a S 的关系求出n a ,利用{}n a 是等差数列可证213a a =;也可分别设出公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系,进行证明.选②③作条件证明①时,an b =+,结合,n n a S 的关系求出n a ,根据213a a =可求b ,然后可证{}n a 是等差数列;也可利用前两项的差求出公差,然后求出通项公式,进而证明出结论. 【详解】选①②作条件证明③:[方法一]:待定系数法+n a 与n S 关系式(0)an b a +>,则()2n S an b =+, 当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为{}n a 也是等差数列,所以()()222a b a a a b +=-+,解得0b =;所以()221n a a n =-,21a a =,故22133a a a ==.[方法二] :待定系数法设等差数列{}n a 的公差为d,等差数列的公差为1d ,1(1)n d -,将1(1)2n n n S na d -=+1(1)n d -,化简得())2222211111222d d n a n d n d n d ⎛⎫+-=+-+⎪⎝⎭对于n +∀∈N恒成立.则有21211112,240,d d a d d d ⎧=⎪⎪-=-⎨=,解得112d d a =.所以213a a =. 选①③作条件证明②:因为213a a =,{}n a 是等差数列, 所以公差2112d a a a =-=, 所以()21112n n n S na d n a -=+=,)1n =+=所以是等差数列. 选②③作条件证明①: [方法一]:定义法(0)an b a +>,则()2n S an b =+, 当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b -=-=+--+()22a an a b =-+;因为213a a =,所以()()2323a a b a b +=+,解得0b =或43a b =-; 当0b =时,()221,21n a a a a n ==-,当2n ≥时,2-1-2n n a a a =满足等差数列的定义,此时{}n a 为等差数列;当43a b =-4=3an b an a +-03a=-<不合题意,舍去. 综上可知{}n a 为等差数列. [方法二]【最优解】:求解通项公式因为213a a =,因为也为等差数列,所以公差1d()11n d =-=故21n S n a =,当2n ≥时,()()221111121n n n a S S n a n a n a -=-=--=-,当1n =时,满足上式,故{}n a 的通项公式为()121n a n a =-,所以()1123n a n a -=-,112n n a a a --=,符合题意. 【整体点评】这类题型在解答题中较为罕见,求解的关键是牢牢抓住已知条件,结合相关公式,逐步推演,选①②时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n(0)an b a =+>,平方后得到n S 的关系式,利用11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩得到{}n a 的通项公式,进而得到213a a =,是选择①②证明③的通式通法;法二:分别设出{}n a 与{}n S的公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系1d =12d a =,进而得到213a a =;选①③时,按照正常的思维求出公差,表示出n S进行证明;选②③时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数,(0)an b a =+>,结合,n n a S 的关系求出n a ,根据213a a =可求b ,然后可证{}n a两项的差1d11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,求出{}n a 的通项公式,进而证明出结论. 【总结提升】等差数列的四种判断方法(1) 定义法:对于数列{}n a ,若d a a n n =-+1()n N ∈*(常数),则数列{}n a 是等差数列; (2) 等差中项:对于数列{}n a ,若212+++=n n n a a a ()n N ∈*,则数列{}n a 是等差数列; (3)通项公式:n a pn q =+(,p q 为常数,n N ∈*)⇔是等差数列;(4)前n 项和公式:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)⇔是等差数列;(5)是等差数列⇔n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列. 提醒:判断时易忽视定义中从第2项起,以后每项与前一项的差是同一常数,即易忽视验证a 2-a 1=d 这一关键条件.题型三:等差数列的前n 项和例6.【多选题】(2022·湖南永州·三模)已知等差数列{}n a 是递减数列,n S 为其前n 项和,且78S S =,则( )A .0d >B .80a =C .150S >D .7S 、8S 均为n S 的最大值【答案】BD 【解析】【分析】根据等差数列的性质以及其前n 项和的性质,逐个选项进行判断即可求解 【详解】因为等差数列{}n a 是递减数列,所以,10n n a a +-<,所以,0d <,故A 错误; 因为78S S =,所以8870a S S =-=,故B 正确; 因为()115158151502a a S a +===,故C 错误; 因为由题意得,789000a a a >⎛ = <⎝,所以,*78()n S S S n N =≥∈,故D 正确;故选:BD例7.(2020·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.若1262,2a a a =-+=,则10S =__________. 【答案】25 【解析】 【分析】因为{}n a 是等差数列,根据已知条件262a a +=,求出公差,根据等差数列前n 项和,即可求得答案. 【详解】{}n a 是等差数列,且12a =-,262a a +=设{}n a 等差数列的公差d根据等差数列通项公式:()11n a a n d +-= 可得1152a d a d +++= 即:()2252d d -++-+= 整理可得:66d = 解得:1d =根据等差数列前n 项和公式:*1(1),2n n n S na d n N -=+∈ 可得:()1010(101)1022045252S ⨯-=-+=-+=∴1025S =. 故答案为:25.例8.(2018·全国·高考真题(文))记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,已知17a =-,315S =-. (1)求{}n a 的通项公式; (2)求n S ,并求n S 的最小值.【答案】(1)n a =2n –9,(2)Sn =n 2–8n ,最小值为–16. 【解析】 【详解】分析:(1)根据等差数列前n 项和公式,求出公差,再代入等差数列通项公式得结果,(2)根据等差数列前n 项和公式得nS 的二次函数关系式,根据二次函数对称轴以及自变量为正整数求函数最值.详解:(1)设{}n a 的公差为d ,由题意得3a 1+3d =–15.由a 1=–7得d =2.所以{n a }的通项公式为n a =2n –9. (2)由(1)得Sn =n 2–8n =(n –4)2–16. 所以当n =4时,Sn 取得最小值,最小值为–16.例9.(2021·全国·高考真题)记n S 是公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和,若35244,a S a a S ==. (1)求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)求使n n S a >成立的n 的最小值. 【答案】(1)26n a n =-;(2)7. 【解析】 【分析】(1)由题意首先求得3a 的值,然后结合题意求得数列的公差即可确定数列的通项公式; (2)首先求得前n 项和的表达式,然后求解二次不等式即可确定n 的最小值. 【详解】(1)由等差数列的性质可得:535S a =,则:3335,0a a a =∴=,设等差数列的公差为d ,从而有:()()22433a a a d a d d =-+=-,()()()41234333322S a a a a a d a d a a d d =+++=-+-++-=-, 从而:22d d -=-,由于公差不为零,故:2d =, 数列的通项公式为:()3326n a a n d n =+-=-.(2)由数列的通项公式可得:1264a =-=-,则:()()214252n n n S n n n -=⨯-+⨯=-,则不等式n n S a >即:2526n n n ->-,整理可得:()()160n n -->, 解得:1n <或6n >,又n 为正整数,故n 的最小值为7.例10.(2022·福建·厦门一中模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和n S ,11a =,0n a >,141n n n a a S +=-. (1)计算2a 的值,求{}n a 的通项公式;(2)设1(1)nn n n b a a +=-,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .【答案】(1)23a =,21n a n =- (2)24(21)n T n n =+ 【解析】 【分析】(1)根据11,1,2n nn S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,作差得到24n n a a +-=,再根据等差数列通项公式计算可得;(2)由(1)可得(1)(21)(21)n n b n n =--+,利用并项求和法计算可得; (1)解:当1n =时,12141a a a =-,解得23a =, 由题知141n n n a a S +=-①,12141n n n a a S +++=-②,由②-①得121()4n n n n a a a a +++-=,因为0n a >,所以24n n a a +-=, 于是:数列{}n a 的奇数项是以11a =为首项,以4为公差的等差数列, 即()2114(1)432211n a n n n -=+-=-=--,偶数项是以23a =为首项,以4为公差的等差数列,即234(1)41n a n n =+-=- 所以{}n a 的通项公式21n a n =-; (2)解:由(1)可得(1)(21)(21)n n b n n =--+,212(43)(41)(41)(41)4(41)n n b b n n n n n -=---+-+=-+21234212(341)()()()4[37(41)]44(21)2n n n n n T b b b b b b n n n -+-=++++++=+++-=⨯=+. 【总结提升】1.利用等差数列的单调性或性质,求出其正负转折项,便可求得和的最值.当10a >,0d <时,n S 有最大值;10a <,0d >时,n S 有最小值;若已知n a ,则n S 最值时n 的值(n N +∈)则当10a >,0d <,满足100n n a a +≥⎧⎨≤⎩的项数n 使得n S 取最大值,(2)当10a <,0d >时,满足10n n a a +≤⎧⎨≥⎩的项数n 使得n S 取最小值.2.利用等差数列的前n 项和:2n S An Bn =+(,A B 为常数, n N ∈*)为二次函数,通过配方或借助图像,二次函数的性质,转化为二次函数的最值的方法求解;有时利用数列的单调性(0d >,递增;0d <,递减);3. 利用数列中最大项和最小项的求法:求最大项的方法:设为最大项,则有11n n n n a a a a -+≥⎧⎨≥⎩;求最小项的方法:设为最小项,则有11n n n n a a a a -+≤⎧⎨≤⎩.只需将等差数列的前n 项和1,2,3,n =依次看成数列{}n S ,利用数列中最大项和最小项的求法即可.4.在解含绝对值的数列最值问题时,注意转化思想的应用. 题型四:等差数列性质及应用例11.(2020·浙江·高考真题)已知等差数列{an }的前n 项和Sn ,公差d ≠0,11a d≤.记b 1=S 2,bn+1=S2n+2–S 2n ,n *∈N ,下列等式不可能...成立的是( ) A .2a 4=a 2+a 6 B .2b 4=b 2+b 6 C .2428a a a = D .2428b b b =【答案】D 【解析】 【分析】根据题意可得,21212222n n n n n b S a a S ++++=+=-,而1212b S a a ==+,即可表示出题中2468,,,b b b b ,再结合等差数列的性质即可判断各等式是否成立. 【详解】对于A ,因为数列{}n a 为等差数列,所以根据等差数列的下标和性质,由4426+=+可得,4262a a a =+,A 正确;对于B ,由题意可知,21212222n n n n n b S a a S ++++=+=-,1212b S a a ==+, ∴234b a a =+,478b a a =+,61112b a a =+,81516b a a =+. ∴()47822b a a =+,26341112b b a a a a +=+++.根据等差数列的下标和性质,由31177,41288+=++=+可得()26341112784=2=2b b a a a a a a b +=++++,B 正确;对于C ,()()()()2224281111137222a a a a d a d a d d a d d d a -=+-++=-=-, 当1a d =时,2428a a a =,C 正确; 对于D ,()()22222478111213452169b a a a d a a d d =+=+=++,n a n a()()()()2228341516111125229468145b b a a a a a d a d a a d d =++=++=++,()22428112416832b b b d a d d d a -=-=-.当0d >时,1a d ≤,∴()113220d a d d a -=+->即24280b b b ->;当0d <时,1a d ≥,∴()113220d a d d a -=+-<即24280b b b ->,所以24280b b b ->,D 不正确.故选:D.例12.(2014·北京高考真题(理))若等差数列{}n a 满足7897100,0a a a a a ++>+<,则当n =__________时,{}n a 的前n 项和最大. 【答案】8 【解析】由等差数列的性质,,,又因为,所以所以,所以,,故数列的前8项最大.例13.(2016·北京·高考真题(理))已知{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若16a =,350a a +=,则6=S _______. 【答案】6 【解析】 【详解】试题分析:因为{}n a 是等差数列,所以35420a a a +==,即40a =,又4136a a d -==-,所以2d =-, 所以616156615(2)6S a d =+=⨯+⨯-=.故答案为6.例14.(2021·江西新余四中高二月考(理))等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,若2132n n S n T n +=+,则2517208101214a a a ab b b b +++=+++________.【答案】4365【分析】 证明得出2121n n n n a S b T --=,结合等差中项的基本性质可求得结果. 【详解】因为等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,则()()()()()()12121121212121221212n n n n n n n nn a a n a S a n b b T n b b -----+-===-+-,所以,25172011218101214112142211434321265a a a a a Sb b b b b T +++⨯+====+++⨯+.故答案为:4365. 【温馨提醒】等差数列的性质主要涉及“项的性质”和“和的性质”,因此,要注意结合等差数列的通项公式、前n 项和公式求解.。
2.2 等差数列概念、通项公式、性质第1课时 等差数列的概念及通项公式题型一 等差数列的概念例1 判断下列数列是不是等差数列?(1)9,7,5,3,…,-2n +11,…;(2)-1,11,23,35,…,12n -13,…;(3)1,2,1,2,…;(4)1,2,4,6,8,10,…;(5)a ,a ,a ,a ,a ,….跟踪训练1 数列{a n }的通项公式a n =2n +5(n ∈N +),则此数列( )A .是公差为2的等差数列B .是公差为5的等差数列C .是首项为5的等差数列D .是公差为n 的等差数列题型二 等差中项例2 在-1与7之间顺次插入三个数a ,b ,c ,使这五个数成等差数列,求此数列.跟踪训练2 若m 和2n 的等差中项为4,2m 和n 的等差中项为5,求m 和n 的等差中项.题型三 等差数列通项公式的求法及应用例3 在等差数列{a n }中,(1)若a 5=15,a 17=39,试判断91是否为此数列中的项.(2)若a 2=11,a 8=5,求a 10.跟踪训练3 (1)求等差数列8,5,2,…的第20项;(2)判断-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项,如果是,是第几项?等差数列的判定与证明典例1 已知数列{a n }满足a n +1=3a n +3n ,且a 1=1.(1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.典例2 已知数列{a n }:a 1=a 2=1,a n =a n -1+2(n ≥3).(1)判断数列{a n }是否为等差数列?说明理由;(2)求{a n }的通项公式.【课堂练习】1.下列数列不是等差数列的是( )A .1,1,1,1,1B .4,7,10,13,16 C.13,23,1,43,53 D .-3,-2,-1,1,22.已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n (n ∈N +),则它的公差d 为( )A .2B .3C .-2D .-33.已知在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 成等差数列,则角B 等于( )A .30°B .60°C .90°D .120°4.若数列{a n }满足3a n +1=3a n +1,则数列{a n }是( )A .公差为1的等差数列B .公差为13的等差数列 C .公差为-13的等差数列 D .不是等差数列 5.已知等差数列1,-1,-3,-5,…,-89,则它的项数是( )A .92B .47C .46D .451.判断一个数列是否为等差数列的常用方法(1)a n +1-a n =d (d 为常数,n ∈N +)⇔{a n }是等差数列;(2)2a n +1=a n +a n +2(n ∈N +)⇔{a n }是等差数列;(3)a n =kn +b (k ,b 为常数,n ∈N +)⇔{a n }是等差数列.但若要说明一个数列不是等差数列,则只需举出一个反例即可.2.由等差数列的通项公式a n =a 1+(n -1)d 可以看出,只要知道首项a 1和公差d ,就可以求出通项公式,反过来,在a 1,d ,n ,a n 四个量中,只要知道其中任意三个量,就可以求出另一个量.【巩固提升】一、选择题1.设数列{a n }(n ∈N +)是公差为d 的等差数列,若a 2=4,a 4=6,则d 等于( )A .4B .3C .2D .12.已知等差数列-5,-2,1,…,则该数列的第20项为( )A .52B .62C .-62D .-523.在数列{a n }中,a 1=2,2a n +1-2a n =1,则a 101的值为( )A .52B .51C .50D .494.若5,x ,y ,z ,21成等差数列,则x +y +z 的值为( )A .26B .29C .39D .525.已知在等差数列{a n }中,a 3+a 8=22,a 6=7,则a 5等于( )A .15B .22 C7 D .296.等差数列20,17,14,11,…中第一个负数项是( )A .第7项B .第8项C .第9项D .第10项7.一个等差数列的前4项是a ,x ,b ,2x ,则a b等于( ) A.14 B.12 C.13 D.238.在数列{a n }中,a 2=2,a 6=0,且数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1是等差数列,则a 4等于( ) A.12 B.13 C.14 D.16二、填空题9.若一个等差数列的前三项为a,2a -1,3-a ,则这个数列的通项公式为__________________.10.现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为________升.11.首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差d 的取值范围是________.12. 已知数列{a n }中,a 1=1,a n -1-a n =a n a n -1(n ≥2,n ∈N +),则a 10=________.三、解答题13.已知{a n }为等差数列,且a 3=-6,a 6=0,求{a n }的通项公式.14.已知数列{a n }满足a n +1=6a n -4a n +2,且a 1=3(n ∈N +). (1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -2是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.15.已知数列{a n }满足:a 1=10,a 2=5,a n -a n +2=2(n ∈N +),求数列{a n }的通项公式.2.2.1答案例1.由等差数列的定义得(1)(2)(5)为等差数列,(3)(4)不是等差数列.跟踪训练1 .A例2. ∵-1,a ,b ,c ,7成等差数列,∴b 是-1与7的等差中项,∴b =-1+72=3. 又a 是-1与3的等差中项,∴a =-1+32=1. 又c 是3与7的等差中项,∴c =3+72=5. ∴该数列为-1,1,3,5,7.跟踪训练2 解 由m 和2n 的等差中项为4,得m +2n =8.又由2m 和n 的等差中项为5,得2m +n =10.两式相加,得3m +3n =18,即m +n =6.所以m 和n 的等差中项为m +n 2=3.例3 解 (1)因为⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+4d =15.a 1+16d =39,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=7,d =2,所以a n =7+2(n -1)=2n +5.令2n +5=91,得n =43.因为43为正整数,所以91是此数列中的项.(2)设{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =11,a 1+7d =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=12,d =-1.∴a n =12+(n -1)×(-1)=13-n ,所以a 10=13-10=3.跟踪训练3 解 (1)由a 1=8,a 2=5,得d =a 2-a 1=5-8=-3,由n =20,得a 20=8+(20-1)×(-3)=-49.(2)由a 1=-5,d =-9-(-5)=-4,得这个数列的通项公式为a n =-5+(n -1)×(-4)=-4n -1. 由题意,令-401=-4n -1,得n =100,即-401是这个数列的第100项.典例1 (1)证明 由a n +1=3a n +3n ,两边同时除以3n +1,得a n +13n +1=a n 3n +13,即a n +13n +1-a n 3n =13. 由等差数列的定义知,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 3n 是以a 13=13为首项,13为公差的等差数列. (2)解 由(1)知a n 3n =13+(n -1)×13=n 3, 故a n =n ·3n -1,n ∈N +.典例2 解 (1)当n ≥3时,a n =a n -1+2,即a n -a n -1=2,而a 2-a 1=0不满足a n -a n -1=2(n ≥3),∴{a n }不是等差数列.(2)当n ≥2时,a n 是等差数列,公差为2.当n ≥2时,a n =1+2(n -2)=2n -3,又a 1=1不适合上式,∴{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 1,n =1,2n -3,n ≥2.课堂练习DCBBC巩固提升1—8 DAACABCA9. a n =n 4+1 10. 6766 11. ⎝ ⎛⎦⎥⎤83,3 12. 11013. 解 设数列{a n }的公差为d ,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =-6,a 1+5d =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=-10,d =2,所以数列{a n }的通项公式为a n =a 1+(n -1)d =-10+(n -1)×2=2n -12.14. (1)证明 由1a n +1-2=16a n -4a n +2-2=a n +2(6a n -4)-2(a n +2) =a n +24a n -8=(a n -2)+44(a n -2)=1a n -2+14, 得1a n +1-2-1a n -2=14,n ∈N +, 故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -2是等差数列. (2)解 由(1)知1a n -2=1a 1-2+(n -1)×14=n +34, 所以a n =2n +10n +3,n ∈N +. 15.解 由a n -a n +2=2知,{a n }的奇数项,偶数项分别构成公差为-2的等差数列.当n =2k -1时,2k =n +1,a 2k -1=a 1+(k -1)·(-2)=12-2k ,∴a n =12-(n +1)=11-n (n 为奇数).当n =2k 时,a 2k =a 2+(k -1)·(-2)=5-2k +2=7-2k .∴a n =7-n (n 为偶数).∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 7-n ,n 为偶数,11-n ,n 为奇数.2.2第2课时 等差数列的性质题型一 a n =a m +(n -m )d 的应用例1 在等差数列{a n }中,已知a 2=5,a 8=17,求数列的公差及通项公式.跟踪训练1 {b n }为等差数列,若b 3=-2,b 10=12,则b 8=________.题型二 等差数列性质的应用例2 已知等差数列{a n }中,a 1+a 4+a 7=15,a 2a 4a 6=45,求此数列的通项公式.引申探究1.在例2中,不难验证a 1+a 4+a 7=a 2+a 4+a 6,那么,在等差数列{a n }中,若m +n +p =q +r +s ,m ,n ,p ,q ,r ,s ∈N +,是否有a m +a n +a p =a q +a r +a s ?2.在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7=________.跟踪训练2 在等差数列{a n }中,已知a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,求a 3+a 6+a 9的值.题型三 等差数列的设法与求解例3 已知三个数成单调递增等差数列,它们的和等于18,它们的平方和等于116,求这三个数.跟踪训练3 三个数成等差数列,这三个数的和为6,三个数之积为-24,求这三个数.数列问题如何选择运算方法典例 等差数列{a n }中,a 3+a 7+2a 15=40,求a 10.【课堂练习】1.在等差数列{a n }中,已知a 3=10,a 8=-20,则公差d 等于( )A .3B .-6C .4D .-32.在等差数列{a n }中,已知a 4=2,a 8=14,则a 15等于( )A .32B .-32C .35D .-353.等差数列{a n }中,a 4+a 5=15,a 7=12,则a 2等于( )A .3B .-3C .32D .-324.设公差为-2的等差数列{a n },如果a 1+a 4+a 7+…+a 97=50,那么a 3+a 6+a 9+…+a 99等于( )A .-182B .-78C .-148D .-825.在等差数列{a n }中,已知a 2+2a 8+a 14=120,则2a 9-a 10=________.1.在等差数列{a n }中,每隔相同数目的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.2.在等差数列{a n }中,首项a 1与公差d 是两个最基本的元素,有关等差数列的问题,如果条件与结论间的联系不明显,则均可根据a 1,d 的关系列方程组求解,但是,要注意公式的变形及整体计算,以减少计算量.【巩固提升】一、选择题1.已知数列{a n }为等差数列,a 3=6,a 9=18,则公差d 为( )A .1B .3C .2D .42.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的值等于( )A .45B .75C .180D .3003.已知等差数列{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( )A .12B .8C .6D .44.等差数列{a n }中,a 3+a 7-a 10=-1,a 11-a 4=21.则a 7等于( )A .7B .10C .20D .305.已知数列{a n }为等差数列且a 1+a 7+a 13=4π,则tan(a 2+a 12)的值为( ) A. 3 B .±3C .-33 D .- 36.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 15=30,则a 9等于( )A .12B .24C .16D .327.若a ,b ,c 成等差数列,则二次函数y =ax 2-2bx +c 的图象与x 轴的交点的个数为( )A .0B .1C .2D .1或28.已知{a n }是公差为正数的等差数列,a 1+a 2+a 3=15,a 1a 2a 3=80,则a 11+a 12+a 13的值为() A .105 B .120 C .90 D .75二、填空题9.在等差数列{a n }中,已知a m =n ,a n =m ,m ,n ∈N +,则a m +n 的值为________.10.若三个数成等差数列,它们的和为9,平方和为59,则这三个数的积为________.11.在下面的数表中,已知每行、每列中的数都成等差数列.第1列 第2列 第3列 …第1行 1 2 3 …第2行 2 4 6 …第3行 3 6 9 …… … … … …那么位于表中的第n 行第n +1列的数是__________.12.若等差数列{a n }满足a n +1+a n =4n -3,则{a n }的通项公式为__________________.三、解答题13.在等差数列{a n }中,(1)若a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=80,求a 7-12a 8;(2)已知a 1+2a 8+a 15=96,求2a 9-a 10.14.已知{a n }为等差数列,且a 1+a 3+a 5=18,a 2+a 4+a 6=24.(1)求a 20的值;(2)若b n =32a n -412,试判断数列{b n }从哪一项开始大于0.15.已知两个等差数列{a n}:5,8,11,…与{b n}:3,7,11,…,它们的项数均为100,则它们有多少个彼此具有相同数值的项?2.2.2答案例1 在等差数列{a n}中,已知a2=5,a8=17,求数列的公差及通项公式.解因为a8=a2+(8-2)d,所以17=5+6d,解得d=2.又因为a n=a2+(n-2)d,所以a n=5+(n-2)×2=2n+1.跟踪训练1 . 8例2 解方法一因为a1+a7=2a4,a1+a4+a7=3a4=15,所以a4=5.又因为a2a4a6=45,所以a2a6=9,所以(a4-2d)(a4+2d)=9,即(5-2d)(5+2d)=9,解得d=±2.若d=2,a n=a4+(n-4)d=2n-3,n∈N+;若d=-2,a n=a4+(n-4)d=13-2n,n∈N+.方法二设等差数列的公差为d,则由a1+a4+a7=15,得a1+a1+3d+a1+6d=15,即a1+3d=5. ①由a2a4a6=45,得(a1+d)(a1+3d)(a1+5d)=45,将①代入上式,得(5-2d)×5×(5+2d)=45,即(5-2d)(5+2d)=9,②联立①②解得a1=-1,d=2或a1=11,d=-2,即a n=-1+2(n-1)=2n-3;或a n=11-2(n-1)=-2n+13.引申探究1.解设公差为d,则a m=a1+(m-1)d,a n=a1+(n-1)d,a p=a1+(p-1)d,a q=a1+(q-1)d,a r=a1+(r-1)d,a s=a1+(s-1)d,∴a m+a n+a p=3a1+(m+n+p-3)d,a q+a r+a s=3a1+(q+r+s-3)d,∵m +n +p =q +r +s ,∴a m +a n +a p =a q +a r +a s .2.20解析 ∵a 3+a 8=10,∴a 3+a 3+a 8+a 8=20. ∵3+3+8+8=5+5+5+7,∴a 3+a 3+a 8+a 8=a 5+a 5+a 5+a 7,即3a 5+a 7=2(a 3+a 8)=20.跟踪训练2解 方法一 ∵(a 2+a 5+a 8)-(a 1+a 4+a 7)=3d , (a 3+a 6+a 9)-(a 2+a 5+a 8)=3d ,∴a 1+a 4+a 7,a 2+a 5+a 8,a 3+a 6+a 9成等差数列. ∴a 3+a 6+a 9=2(a 2+a 5+a 8)-(a 1+a 4+a 7)=2×33-39=27.方法二 ∵a 1+a 4+a 7=a 1+(a 1+3d )+(a 1+6d ) =3a 1+9d =39,∴a 1+3d =13, ①∵a 2+a 5+a 8=(a 1+d )+(a 1+4d )+(a 1+7d ) =3a 1+12d =33.∴a 1+4d =11,② 联立①②解得⎩⎪⎨⎪⎧ d =-2,a 1=19.∴a 3+a 6+a 9=(a 1+2d )+(a 1+5d )+(a 1+8d ) =3a 1+15d =3×19+15×(-2)=27.例3. 解 设这三个数分别为a -d ,a ,a +d ,且d >0.由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ (a -d )+a +(a +d )=18,(a -d )2+a 2+(a +d )2=116,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =6,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧ a =6,d =-2.∵d >0,∴a =6,d =2.∴这个数列是4,6,8.跟踪训练3. 解 设这三个数分别为a -d ,a ,a +d .由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ (a -d )+a +(a +d )=6,(a -d )·a ·(a +d )=-24, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,d =-4.∴所求三个数为-2,2,6或6,2,-2.典例 解 方法一 设{a n }的公差为d .则a 3+a 7+2a 15=a 1+2d +a 1+6d +2(a 1+14d ) =4a 1+36d =4(a 1+9d )=4a 10=40,∴a 10=10.方法二 ∵a 3+a 7+2a 15=a 3+a 7+a 15+a 15=a 10+a 10+a 10+a 10=40, ∴a 10=10.课堂练习 BCAD 30巩固提升1—8CCBCDADA9.010.-2111. n2+n12. an =2n -5213.解 (1)a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=5a 6=80,∴a 6=16,∴a 7-12a 8=12(2a 7-a 8)=12(a 6+a 8-a 8)=12a 6=8. (2)∵a 1+2a 8+a 15=4a 8=96,∴a 8=24. ∴2a 9-a 10=a 10+a 8-a 10=a 8=24.14.解 (1)因为a 1+a 3+a 5=18,a 2+a 4+a 6=24, 所以a 3=6,a 4=8,则公差d =2, 所以a 20=a 3+17d =40.(2)由(1)得a n =a 3+(n -3)d =6+(n -3)×2=2n ,所以b n =32×2n -412=3n -412. 由b n >0,即3n -412>0,得n >416, 所以数列{b n }从第7项开始大于0. 15. 解 因为a n =3n +2(n ∈N *),b k =4k -1(k ∈N *),两数列的共同项可由3n +2=4k -1求得,所以n =43k -1.而n ∈N *,k ∈N *, 所以设k =3r (r ∈N *),得n =4r -1.由已知⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤3r ≤100,1≤4r -1≤100,且r ∈N *,可得1≤r ≤25. 所以共有25个相同数值的项.。
一、等差数列选择题1.在等差数列{}n a 中,若n S 为其前n 项和,65a =,则11S 的值是( ) A .60B .11C .50D .552.等差数列{}n a 中,22a =,公差2d =,则10S =( ) A .200 B .100 C .90 D .80 3.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=4,则必有( )A .a 5=4B .a 6=4C .a 5=2D .a 6=24.数列{}n a 为等差数列,11a =,34a =,则通项公式是( ) A .32n -B .322n - C .3122n - D .3122n + 5.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若936S S =,则612SS =( ) A .177B .83 C .143D .1036.若两个等差数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,且3221n n S n T n +=+,则1215a b =( ) A .32B .7059C .7159D .857.已知数列{}n a 中,132a =,且满足()*1112,22n n n a a n n N -=+≥∈,若对于任意*n N ∈,都有n a nλ≥成立,则实数λ的最小值是( ) A .2B .4C .8D .168.《张丘建算经》是我国北魏时期大数学家张丘建所著,约成书于公元466-485年间.其中记载着这么一道“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,且每日增加的数量相同.已知第一日织布4尺,20日共织布232尺,则该女子织布每日增加( )尺 A .47B .1629C .815D .459.南宋数学家杨辉《详解九张算法》和《算法通变本末》中,提出垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差不相等,但是逐项差数之差或者高次成等差数列.在杨辉之后一般称为“块积术”.现有高阶等差数列,其前7项分别1,7,15,27,45,71,107,则该数列的第8项为( ) A .161B .155C .141D .13910.在等差数列{}n a 中,10a >,81335a a =,则n S 中最大的是( ) A .21SB .20SC .19SD .18S11.已知数列{x n }满足x 1=1,x 2=23,且11112n n n x x x -++=(n ≥2),则x n 等于( ) A .(23)n -1B .(23)n C .21n + D .12n + 12.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知58a =,36S =,则107S S -的值是( ) A .48B .60C .72D .2413.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2n S n =.定义数列{}n b 如下:()*1m m b m m+∈N 是使不等式()*n a m m ≥∈N 成立的所有n 中的最小值,则13519 b b b b ++++=( )A .25B .50C .75D .10014.“中国剩余定理”又称“孙子定理”,1852年英国来华传教伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲.1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将正整数中能被3除余2且被7除余2的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列{} n a ,则5a =( ) A .103B .107C .109D .10515.在等差数列{}n a 的中,若131,5a a ==,则5a 等于( ) A .25B .11C .10D .916.已知数列{}n a 中,12(2)n n a a n --=≥,且11a =,则这个数列的第10项为( ) A .18B .19C .20D .2117.已知数列{}n a 是公差不为零且各项均为正数的无穷等差数列,其前n 项和为n S .若p m n q <<<且()*,,,p q m n p q m n N +=+∈,则下列判断正确的是( )A .22p p S p a =⋅B .p q m n a a a a >C .1111p q m n a a a a +<+ D .1111p q m nS S S S +>+ 18.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若542S S =,248a a +=,则5a 等于( ) A .6B .7C .8D .1019.已知等差数列{}n a 中,7916+=a a ,41a =,则12a 的值是( ) A .15B .30C .3D .6420.设等差数列{}n a 、{}n b 的前n 项和分别是n S 、n T .若237n n S n T n =+,则63a b 的值为( ) A .511B .38C .1D .2二、多选题21.已知数列{}n a 是等差数列,前n 项和为,n S 且13522,a a S +=下列结论中正确的是( ) A .7S 最小B .130S =C .49S S =D .70a =22.已知数列{}n a 满足:12a =,当2n ≥时,)212n a =-,则关于数列{}n a 的说法正确的是 ( )A .27a =B .数列{}n a 为递增数列C .221n a n n =+-D .数列{}n a 为周期数列23.题目文件丢失!24.已知数列{}n a 中,11a =,1111n n a a n n +⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,*n N ∈.若对于任意的[]1,2t ∈,不等式()22212na t a t a a n<--++-+恒成立,则实数a 可能为( ) A .-4B .-2C .0D .225.若数列{}n a 满足112,02121,12n n n n n a a a a a +⎧≤≤⎪⎪=⎨⎪-<<⎪⎩,135a =,则数列{}n a 中的项的值可能为( ) A .15B .25C .45D .6526.{} n a 是等差数列,公差为d ,前项和为n S ,若56S S <,678S S S =>,则下列结论正确的是( ) A .0d <B .70a =C .95S S >D .170S <27.在下列四个式子确定数列{}n a 是等差数列的条件是( )A .n a kn b =+(k ,b 为常数,*n N ∈);B .2n n a a d +-=(d 为常数,*n N ∈);C .()*2120n n n a a a n ++-+=∈N ; D .{}n a 的前n 项和21n S n n =++(*n N ∈).28.已知数列{}n a 满足:13a =,当2n ≥时,)211n a =-,则关于数列{}n a 说法正确的是( )A .28a =B .数列{}n a 为递增数列C .数列{}n a 为周期数列D .22n a n n =+29.已知数列{}n a 是递增的等差数列,5105a a +=,6914a a ⋅=-.12n n n n b a a a ++=⋅⋅,数列{}n b 的前n 项和为n T ,下列结论正确的是( )A .320n a n =-B .325n a n =-+C .当4n =时,n T 取最小值D .当6n =时,n T 取最小值30.设公差不为0的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若1718S S =,则下列各式的值为0的是( ) A .17aB .35SC .1719a a -D .1916S S -【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、等差数列选择题 1.D 【分析】根据题中条件,由等差数列的性质,以及等差数列的求和公式,即可求出结果. 【详解】因为在等差数列{}n a 中,若n S 为其前n 项和,65a =, 所以()1111161111552a a S a +===.故选:D. 2.C 【分析】先求得1a ,然后求得10S . 【详解】依题意120a a d =-=,所以101104545290S a d =+=⨯=. 故选:C 3.C 【分析】利用等差数列的性质直接计算求解 【详解】因为a 3+a 7=2a 5=4,所以a 5=2. 故选:C 4.C 【分析】根据题中条件,求出等差数列的公差,进而可得其通项公式. 【详解】因为数列{}n a 为等差数列,11a =,34a =, 则公差为31322a a d -==, 因此通项公式为()33111222n a n n =+-=-. 故选:C. 5.D 【分析】由等差数列前n 项和性质得3S ,63S S -,96S S -,129S S -构成等差数列,结合已知条件得633S S =和31210S S =计算得结果. 【详解】已知等差数列{}n a 的前项和为n S ,∴3S ,63S S -,96S S -,129S S -构成等差数列, 所以()()633962S S S S S ⋅-=+-,且936S S =,化简解得633S S =.又()()()96631292S S S S S S ⋅-=-+-,∴31210S S =,从而126103S S =. 故选:D 【点睛】 思路点睛:(1)利用等差数列前n 项和性质得3S ,63S S -,96S S -,129S S -构成等差数列, (2)()()633962S S S S S ⋅-=+-,且936S S =,化简解得633S S =, (3)()()()96631292S S S S S S ⋅-=-+-,化简解得31210S S =. 6.C 【分析】可设(32)n S kn n =+,(21)n T kn n =+,进而求得n a 与n b 的关系式,即可求得结果. 【详解】因为{}n a ,{}n b 是等差数列,且3221n n S n T n +=+, 所以可设(32)n S kn n =+,(21)n T kn n =+,又当2n 时,有1(61)n n n a S S k n -=-=-,1(41)n n n b T T k n -=-=-, ∴1215(6121)71(4151)59a kb k ⨯-==⨯-, 故选:C .7.A 【分析】 将11122n n n a a -=+变形为11221n n n n a a --=+,由等差数列的定义得出22n n n a +=,从而得出()22nn n λ+≥,求出()max22n n n +⎡⎤⎢⎥⎣⎦的最值,即可得出答案. 【详解】 因为2n ≥时,11122n n n a a -=+,所以11221n n n n a a --=+,而1123a = 所以数列{}2nn a 是首项为3公差为1的等差数列,故22nn a n =+,从而22n n n a +=. 又因为n a n λ≥恒成立,即()22nn n λ+≥恒成立,所以()max 22n n n λ+⎡⎤≥⎢⎥⎣⎦. 由()()()()()()()1*121322,221122n n nn n n n n n n n n n n +-⎧+++≥⎪⎪∈≥⎨+-+⎪≥⎪⎩N 得2n = 所以()()2max2222222n n n +⨯+⎡⎤==⎢⎥⎣⎦,所以2λ≥,即实数λ的最小值是2 故选:A 8.D 【分析】设该妇子织布每天增加d 尺,由等差数列的前n 项和公式即可求出结果 【详解】设该妇子织布每天增加d 尺, 由题意知2020192042322S d ⨯=⨯+=, 解得45d =. 故该女子织布每天增加45尺. 故选:D 9.B 【分析】画出图形分析即可列出式子求解. 【详解】所给数列为高阶等差数列,设该数列的第8项为x ,根据所给定义:用数列的后一项减去前一项得到一个新数列,得到的新数列也用后一项减去前一项得到一个新数列,即得到了一个等差数列,如图:由图可得:3612107y x y -=⎧⎨-=⎩ ,解得15548x y =⎧⎨=⎩.故选:B. 10.B 【分析】设等差数列的公差为d .由已知得()()1137512a d a d +=+,可得关系1392a d =-.再运用求和公式和二次函数的性质可得选项. 【详解】设等差数列的公差为d .由81335a a =得,()()1137512a d a d +=+,整理得,1392a d =-. 又10a >,所以0d <,因此222120(20)2002222n d d d dS n a n n dn n d ⎛⎫=+-=-=-- ⎪⎝⎭, 所以20S 最大. 故选:B. 11.C 【分析】由已知可得数列1n x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列,求出数列1n x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的通项公式,进而得出答案.【详解】 由已知可得数列1n x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列,且121131,2x x ==,故公差12d = 则()1111122n n n x +=+-⨯=,故21n x n =+故选:C 12.A 【分析】根据条件列方程组,求首项和公差,再根据107891093S S a a a a -=++=,代入求值. 【详解】由条件可知114832362a d a d +=⎧⎪⎨⨯+=⎪⎩,解得:102a d =⎧⎨=⎩, ()10789109133848S S a a a a a d -=++==+=.故选:A 13.B 【分析】先求得21n a n =-,根据n a m ≥,求得12m n +≥,进而得到21212k k b --=,结合等差数列的求和公式,即可求解. 【详解】由题意,等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2n S n =,可得21n a n =-,因为n a m ≥,即21n m -≥,解得12m n +≥, 当21m k =-,(*k N ∈)时,1m m b k m +=,即()()11212m m m mk m b m m +===++, 即21212k k b --=, 从而()13519113519502b b b b ++++=++++=.故选:B. 14.B 【分析】根据题意可知正整数能被21整除余2,即可写出通项,求出答案. 【详解】根据题意可知正整数能被21整除余2,21+2n a n ∴=, 5215+2107a ∴=⨯=.故选:B. 15.D 【分析】利用等差数列的性质直接求解. 【详解】 因为131,5a a ==,315529a a a a =+∴=,故选:D . 16.B 【分析】由已知判断出数列{}n a 是以1为首项,以2为公差的等差数列,求出通项公式后即可求得10a .【详解】()122n n a a n --=≥,且11a =,∴数列{}n a 是以1为首项,以2为公差的等差数列,通项公式为()12121n a n n =+-=-,10210119a ∴=⨯-=,故选:B. 17.D 【分析】利用等差数列的求和公式可判断A 选项的正误;利用作差法结合等差数列的通项公式可判断B 选项的正误;利用p q m n a a a a <结合不等式的基本性质可判断C 选项的正误;利用等差数列的求和公式结合不等式的基本性质可判断D 选项的正误. 【详解】对于A 选项,由于()()1221222p pp p p p a a Sp a a pa ++==+≠,故选项A 错误;对于B 选项,由于m p q n -=-,则()()p q m n m n m n a a a a a p m d a q n d a a ⋅-⋅=+-⋅+--⋅⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()()()22m n m n m n a q n d a q n d a a q n a a d q n d =--⋅+--=----⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦()()()2220q n n m d q n d =-----<,故选项B 错误;对于C 选项,由于1111p q m n m n p q p q p q m n m na a a a a a a a a a a a a a a a ++++==>=+⋅⋅⋅,故选项C 错误; 对于D 选项,设0x q n m p =-=->,则()()()20pq mn m x n x mn x n m x -=-+-=---<,从而pq mn <,由于222222p q m n p q pq m n mn +=+⇔++=++,故2222p q m n +>+.()()()()()()111111p q pq p q mn m n m n --=-++<-++=--,故()()22221122p q m n p q p q m n m nS S p q a d m n a d S S +--+--+=++>++=+.()()()()()221111112112224p q p p q q pq p q pq p q S S pa d qa d pqa a d d--+---⎡⎤⎡⎤⋅=+⋅+=++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦()()()221121124mn m n mn p q mna a d d+---<++()()()221121124m n mn m n mn m n mna a d d S S +---<++=,由此1111p q m n p q p q m n m nS S S S S S S S S S S S +++=>=+,故选项D 正确. 故选:D. 【点睛】关键点点睛:本题考查等差数列中不等式关系的判断,在解题过程中充分利用基本量来表示n a 、n S ,并结合作差法、不等式的基本性质来进行判断. 18.D 【分析】由等差数列的通项公式及前n 项和公式求出1a 和d ,即可求得5a . 【详解】解:设数列{}n a 的首项为1a ,公差为d , 则由542S S =,248a a +=,得:111154435242238a d a d a d a d ⨯⨯⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭+++=⎧⎪⎨⎪⎩,即{1132024a d a d +-+=, 解得:{123a d =-=,51424310a a d ∴=+=-+⨯=.故选:D. 19.A 【分析】设等差数列{}n a 的公差为d ,根据等差数列的通项公式列方程组,求出1a 和d 的值,12111a a d =+,即可求解.【详解】设等差数列{}n a 的公差为d ,则111681631a d a d a d +++=⎧⎨+=⎩,即117831a d a d +=⎧⎨+=⎩ 解得:174174d a ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,所以12117760111115444a a d =+=-+⨯==, 所以12a 的值是15, 故选:A 20.C【分析】令22n S n λ=,()37n T n n λ=+,求出n a ,n b ,进而求出6a ,3b ,则63a b 可得.【详解】令22n S n λ=,()37n T n n λ=+,可得当2n ≥时,()()221221221n n n a S S n n n λλλ-=-=--=-,()()()()137134232n n n b T T n n n n n λλλ-=-=+--+=+,当1n =,()11112,3710a S b T λλλ====+=,符合()221n a n λ=-,()232n b n λ=+故622a λ=,322b λ=,故631a b =. 【点睛】由n S 求n a 时,11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,注意验证a 1是否包含在后面a n 的公式中,若不符合要单独列出,一般已知条件含a n 与S n 的关系的数列题均可考虑上述公式求解.二、多选题21.BCD 【分析】由{}n a 是等差数列及13522,a a S +=,求出1a 与d 的关系,结合等差数列的通项公式及求和公式即可进行判断. 【详解】设等差数列数列{}n a 的公差为d .由13522,a a S +=有()1112542252a a a d d ⨯+=++,即160a d += 所以70a =,则选项D 正确.选项A. ()71176773212S a d a d d ⨯=+=+=-,无法判断其是否有最小值,故A 错误. 选项B. 113137131302a S a a +=⨯==,故B 正确. 选项C. 9876579450a a a a S a a S -=++++==,所以49S S =,故C 正确. 故选:BCD 【点睛】关键点睛:本题考查等差数列的通项公式及求和公式的应用,解答本题的关键是由条件13522,a a S +=得到160a d +=,即70a =,然后由等差数列的性质和前n 项和公式判断,属于中档题. 22.ABC 【分析】由)212n a =-1=,再利用等差数列的定义求得n a ,然后逐项判断. 【详解】当2n ≥时,由)212n a =-,得)221n a +=,1=,又12a =,所以是以2为首项,以1为公差的等差数列,2(1)11n n =+-⨯=+,即221n a n n =+-,故C 正确;所以27a =,故A 正确;()212n a n =+-,所以{}n a 为递增数列,故正确;数列{}n a 不具有周期性,故D 错误; 故选:ABC23.无24.AB 【分析】 由题意可得11111n n a a n n n n +-=-++,利用裂项相相消法求和求出122n a n n=-<,只需()222122t a t a a --++-+≥对于任意的[]1,2t ∈恒成立,转化为()()210t a t a --+≤⎡⎤⎣⎦对于任意的[]1,2t ∈恒成立,然后将选项逐一验证即可求解.【详解】111n n n a a n n++-=,11111(1)1n n a a n n n n n n +∴-==-+++,则11111n n a a n n n n --=---,12111221n n a a n n n n ---=-----,,2111122a a -=-, 上述式子累加可得:111n a a n n -=-,122n a n n∴=-<,()222122t a t a a ∴--++-+≥对于任意的[]1,2t ∈恒成立,整理得()()210t a t a --+≤⎡⎤⎣⎦对于任意的[]1,2t ∈恒成立,对A ,当4a =-时,不等式()()2540t t +-≤,解集5,42⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,包含[]1,2,故A 正确;对B ,当2a =-时,不等式()()2320t t +-≤,解集3,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,包含[]1,2,故B 正确;对C ,当0a =时,不等式()210t t +≤,解集1,02⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,不包含[]1,2,故C 错误;对D ,当2a =时,不等式()()2120t t -+≤,解集12,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,不包含[]1,2,故D 错误, 故选:AB. 【点睛】本题考查了裂项相消法、由递推关系式求通项公式、一元二次不等式在某区间上恒成立,考查了转化与划归的思想,属于中档题. 25.ABC 【分析】利用数列{}n a 满足的递推关系及135a =,依次取1,2,3,4n =代入计算2345,,,a a a a ,能得到数列{}n a 是周期为4的周期数列,得项的所有可能值,判断选项即得结果. 【详解】数列{}n a 满足112,02121,12n n n n n a a a a a +⎧≤≤⎪⎪=⎨⎪-<<⎪⎩,135a =,依次取1,2,3,4,...n =代入计算得,211215a a =-=,32225a a ==,43425a a ==,5413215a a a =-==,因此继续下去会循环,数列{}n a 是周期为4的周期数列,所有可能取值为:1234,,,5555. 故选:ABC. 【点睛】本题考查了数列的递推公式的应用和周期数列,属于基础题. 26.ABD 【分析】结合等差数列的性质、前n 项和公式,及题中的条件,可选出答案. 【详解】由67S S =,可得7670S S a -==,故B 正确; 由56S S <,可得6560S S a -=>,由78S S >,可得8780S S a -=<,所以876a a a <<,故等差数列{}n a 是递减数列,即0d <,故A 正确; 又()9567897820S S a a a a a a -=+++=+<,所以95S S <,故C 不正确; 又因为等差数列{}n a 是单调递减数列,且80a <,所以90a <, 所以()117179171702a a S a +==<,故D 正确.故选:ABD. 【点睛】关键点点睛:本题考查等差数列性质的应用,解题的关键是熟练掌握等差数列的增减性及前n 项和的性质,本题要从题中条件入手,结合公式()12n n n a S S n --≥=,及()12n n n a a S +=,对选项逐个分析,可判断选项是否正确.考查学生的运算求解能力与逻辑推理能力,属于中档题. 27.AC 【分析】 直接利用等差数列的定义性质判断数列是否为等差数列. 【详解】A 选项中n a kn b =+(k ,b 为常数,*n N ∈),数列{}n a 的关系式符合一次函数的形式,所以是等差数列,故正确,B 选项中2n n a a d +-=(d 为常数,*n N ∈),不符合从第二项起,相邻项的差为同一个常数,故错误;C 选项中()*2120n n n a a a n ++-+=∈N ,对于数列{}n a 符合等差中项的形式,所以是等差数列,故正确;D 选项{}n a 的前n 项和21n S n n =++(*n N ∈),不符合2n S An Bn =+,所以{}n a 不为等差数列.故错误. 故选:AC 【点睛】本题主要考查了等差数列的定义的应用,如何去判断数列为等差数列,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题型. 28.ABD 【分析】由已知递推式可得数列2=,公差为1的等差数列,结合选项可得结果. 【详解】)211n a =-得)211n a +=,1=,即数列2=,公差为1的等差数列,2(1)11n n =+-⨯=+,∴22n a n n =+,得28a =,由二次函数的性质得数列{}n a 为递增数列,所以易知ABD 正确, 故选:ABD. 【点睛】本题主要考查了通过递推式得出数列的通项公式,通过通项公式研究数列的函数性质,属于中档题. 29.AC 【分析】由已知求出数列{}n a 的首项与公差,得到通项公式判断A 与B ;再求出n T ,由{}n b 的项分析n T 的最小值. 【详解】解:在递增的等差数列{}n a 中, 由5105a a +=,得695a a +=,又6914a a =-,联立解得62a =-,97a =, 则967(2)3963a a d ---===-,16525317a a d =-=--⨯=-. 173(1)320n a n n ∴=-+-=-.故A 正确,B 错误;12(320)(317)(314)n n n n b a a a n n n ++==---可得数列{}n b 的前4项为负,第5项为正,第六项为负,第六项以后均为正. 而5610820b b +=-=>.∴当4n =时,n T 取最小值,故C 正确,D 错误.故选:AC . 【点睛】本题考查等差数列的通项公式,考查数列的求和,考查分析问题与解决问题的能力,属于中档题. 30.BD 【分析】 由1718S S =得180a =,利用17180a a d d =-=-≠可知A 不正确;;根据351835S a =可知 B 正确;根据171920a a d -=-≠可知C 不正确;根据19161830S S a -==可知D 正确. 【详解】因为1718S S =,所以18170S S -=,所以180a =,因为公差0d ≠,所以17180a a d d =-=-≠,故A 不正确;13518351835()35235022a a a S a +⨯====,故B 正确; 171920a a d -=-≠,故C 不正确;19161718191830S S a a a a -=++==,故D 正确.故选:BD. 【点睛】本题考查了等差数列的求和公式,考查了等差数列的下标性质,属于基础题.。
【课堂例题】
例1.在等差数列{}n a 中,公差为d
(1)如果4710,19a a ==,求d ;
(2)如果214,3a d ==-,求7a .
例2.梯子共有5级,从上往下数第1级宽35厘米,第5级宽43厘米,且各级的宽度依次组成等差数列{}n a ,求第2,3,4级的宽度.
例3.已知数列{},{}n n a b 均为等差数列,判断数列{}n n pa qb +(,p q 是常数)是否为等差数列?
例4.已知{}n a 是等差数列,
(1)求证:2n n k n k a a a -+=+(其中k 是常数)
(2),,,p q l k 是正整数,求证:如果p q l k +=+,那么p q l k a a a a +=+
【知识再现】
1.若数列{}n a 是通项公式是n a an b =+(,a b 是常数),则{}n a 是以 为公差的等差数列,反之亦然.
2.对于以d 为公差的等差数列{}n a 中的任意两项,n m a a 满足:n m a a -= .
【基础训练】
1.(1)已知等差数列*35,n a n n N =+∈,则首项1a = ,公差d = ;
(2)已知数列{122}n -,则公差d = ,-2012是第 项.
2.
(1)(2)(3)3.n a 4.(1)已知等差数列n a 的首项117a =,公差0.6d =-,那么该等差数列在第 项首次出现负数项;
(2)首项为125
的等差数列,从第10项开始,每一项都大于1,则这个数列的公差的取值范围是 .
5.(1) 已知数列{}n a 是等差数列,且1n n n b a a +=+,求证:数列{}n b 是等差数列.
(2)已知,,,a b c d 成等差数列,求证:23,23,23a b b c c d ---成等差数列.
6.等差数列{}n a 中,若5130.3, 3.5a a ==,求下列各项的值:
(1)9a ; (2)117a a +;(3)1920212223a a a a a ++++.
7.已知数列{}n a 的各项均不为零,且1
13,23n n n a a n a --=≥+,1n n
b a =,
(1)求证:数列{}n b 是等差数列;(2)若10.5a =,求数列{}n a 的通项公式.
提示:第2小题利用第1小题的结果.这里{}n b 也叫做辅助数列,
一般若某数列的递推公式较复杂,则可以通过构造辅助数列来达到求该数列的通项的目的.
【巩固提高】
8.已知非零实数,,a b c 不全相等,如果,,a b c 成等差数列, 那么1
11
,,a b c 能不能构成等差数列?为什么?
提示:只举反例不符合题意.
9.已知两个等差数列的公差不相等,但第5项相等,
这两个等差数列中除第5项外,还有序号相同且数值相等的项吗?为什么?
(选做)10.以下两题任选一题:(建议选第二题,比较简单)
(1)已知等差数列{}n a 中,已知,()p q a q a p p q ==≠,求p q a +的值.
(2)已知数列*2,n n a n N =∈,能否从数列取出不同的三项,,k p q a a a 构成等差数列? 如果可以,求出满足条件的一组(,,)k p q ;如果不可以,请说明理由.
【温故知新】
11.已知112,2,2n n a a a n n -==+≥,则4a = .
【课堂例题答案】
例1.(1)3d =;(2)71a =-
例2.37,39,41
例3.是,证:设{},{}n n a b 的公差分别为,'d d ,
当2n ≥时,11()()'n n n n pa qb pa qb pd qd --+-+=+为常数 证毕
例4.证:(1)(),()n k n n k n a a n k n d a a n k n d -+=+--=++-,因此2n k n k n a a a -++=
(2)112(2)2(2)p q l k a a a p q d a l k d a a +=++-=++-=+ 证毕
【知识再现答案】
1.a .
2.()n m d -
【习题答案】
1.(1)8,3
(2)-2,1012 2.(1)132
-
;(2)38;(3)10 3.1,1122n + 4.(1)30; (2)83(
,]7525
提示:1091,1a a >≤ 5.证:(1)122n n n n b b a a d ++-=-=(d 为{}n a 的公差)
(2)设,2,3b a t c a t d a t =+=+=+
2(23)(23)(23)2(4)(3)(5)0b c a b c d a t a t a t -----=--------= 证毕
6.(1)1.9;(2)3.8;(3)33.5. 提示:5139117513,2
a a a a a a a +=
+=+, 19202122232113555(2)a a a a a a a a ++++==-
7.(1)证:1111
3113,3,23n n n n n n a b b n a a a ----+==+∴=+≥ 证毕 (2)*3,5n a n N n =∈+ 8.不能构成等差数列. 证:反证法,假设111,,a b c
构成等差数列, 则224()0211b a c a c a c a b c a c ac b a c
=+⎧+⎪⇒=⇒-=⇒==⎨+=+⎪⎩与已知矛盾,因此假设不成立,即111,,a b c
不能构成等差数列 9.没有.
假设存在(5)k k a b k =≠,则55(5)(5)'a k d b k d +-=+-
(,'d d 分别为{},{}n n a b 的公差)
55a b = ,(5)(5)'k d k d ∴-=-,
5,'k d d ≠∴= 与已知矛盾,因此假设不成立,即不存在满足条件的项. 提示:该问题的几何意义是两条不平行的直线有且仅有一个交点.
10.(1)0 提示:1,()0p q
p q p a a d a a p q p d q q p q +-==-=++-=-=-.
(2)不存在,假设存在,,k p q 满足条件,不妨设k p q << 那么2p k q a a a =+,则12
22p k q +=+ 两边同除以2k ,则12
12p k q k +--=+ 因为1,1p k q k +-->,所以等式左边为偶数,右边为奇数,等式不可能成立. 因此假设不成立.
11.20。