人教版2013届高三一轮复习课时训练29:等差数列及前n项和
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第29讲 等差数列及其前n 项和1.等差数列的有关概念 (1)等差数列的定义一般地,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,通常用字母__d __表示,定义表达式为__a n -a n -1=d (常数)(n ∈N *,n ≥2)__或__a n +1-a n =d (常数)(n ∈N *)__.(2)等差中项若三个数a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且有A =__a +b2__.2.等差数列的有关公式 (1)等差数列的通项公式如果等差数列{}a n 的首项为a 1,公差为d ,那么它的通项公式是__a n =a 1+(n -1)d __. (2)等差数列的前n 项和公式设等差数列{}a n 的公差为d ,其前n 项和S n =__na 1+n (n -1)2d __或S n =__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,公差为d ,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.(6)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列. (7)S 2n -1=(2n -1)a n .(8)若n 为偶数,则S 偶-S 奇=nd2;若n 为奇数,则S 奇-S 偶=a 中(中间项).1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).(1)若一个数列从第2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)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.( √ )(3)等差数列{}a n 的单调性是由公差d 决定的.( √ )(4)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.( × ) (5)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( × )解析 (1)错误.若这些常数都相等,则这个数列是等差数列;若这些常数不全相等,这个数列就不是等差数列.(2)正确.如果数列{a n }为等差数列,根据定义a n +2-a n +1=a n +1-a n ,即2a n +1=a n +a n +2;反之,若对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2,则a n +2-a n +1=a n +1-a n =a n -a n -1=…=a 2-a 1,根据定义数列{a n }为等差数列.(3)正确.当d >0时为递增数列;d =0时为常数列;d <0时为递减数列.(4)错误.根据等差数列的通项公式,a n =a 1+(n -1)d =dn +(a 1-d ),只有当d ≠0时,等差数列的通项公式才是n 的一次函数,否则不是.(5)错误.根据等差数列的前n 项和公式S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,显然只有公差d ≠0时才是关于n 的常数项为0的二次函数,否则不是(甚至也不是n 的一次函数,即a 1=d =0时).2.已知等差数列{}a n 的前n 项和为S n ,且满足S 33-S 22=1,则数列{}a n 的公差是( C )A .12 B .1 C .2D .3解析 由S 33-S 22=1,得a 1+a 2+a 33-a 1+a 22=(a 1+d )-2a 1+d 2=d2=1,所以d =2.3.在等差数列{}a n 中,a 2+a 6=3π2,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫2a 4-π3=( D )A .32 B .12 C .-32D .-12解析 ∵a 2+a 6=3π2,∴2a 4=3π2.∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 4-π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-π3=-cos π3=-12.4.在等差数列{}a n 中,已知a 4+a 8=16,则该数列前11项和S 11=( B ) A .58 B .88 C .143D .176解析 S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 4+a 8)2=88.5.在数列{}a n 中,若a 1=1,a n +1=a n +2(n ≥1),则该数列的通项a n =__2n -1__. 解析 由a n +1=a n +2知{a n }为等差数列,其公差为2. 故a n =1+(n -1)×2=2n -1.一 等差数列的基本量计算(1)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,体现了用方程组解决问题的思想.(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的作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.【例1】 (1)在等差数列{}a n 中,a 1+a 5=8,a 4=7,则a 5=( B ) A .11 B .10 C .7D .3 (2)设等差数列{}a n 的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =__5__.解析 (1)设数列{a n }的公差为d ,则有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+4d =8,a 1+3d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =3,所以a 5=-2+4×3=10.(2)由S m -1=-2,S m =0,S m +1=3, 得a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,所以等差数列的公差d =a m +1-a m =3-2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧a m =a 1+(m -1)d =2,S m =a 1m +12m (m -1)d =0,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+m -1=2,a 1m +12m (m -1)=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,m =5.二 等差数列的性质及应用在等差数列{}a n 中,数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列;⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列.等差数列的性质是解题的重要工具.【例2】 (1)设等差数列{}a n 的前n 项和为S n ,且S 3=-12,S 9=45,则S 12=__114__. (2)已知{}a n ,{}b n 都是等差数列,若a 1+b 10=9,a 3+b 8=15,则a 5+b 6=__21__. 解析 (1)因为{a n }是等差数列,所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9成等差数列,所以2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),即2(S 6+12)=-12+(45-S 6),解得S 6=3;又2(S 9-S 6)=(S 6-S 3)+(S 12-S 9),即2×(45-3)=(3+12)+(S 12-45),解得S 12=114.(2)因为{a n },{b n }都是等差数列,所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6,所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6),即2×15=9+(a 5+b 6),解得a 5+b 6=21.三 等差数列的判定与证明判定数列{}a n 是等差数列的常用方法:(1)定义法:对任意n ∈N *,a n +1-a n 是同一常数.(2)等差中项法:对任意n ≥2,n ∈N *,满足2a n =a n +1+a n -1. (3)通项公式法:数列的通项公式a n 是n 的一次函数.(4)前n 项和公式法:数列的前n 项和公式S n 是n 的二次函数,且常数项为0. 【例3】 已知数列{}a n 的前n 项和为S n ,a 1=2,且满足a n +1=S n +2n +1(n ∈N *).(1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n 2n 为等差数列;(2)求S 1+S 2+…+S n 的值.解析 (1)证明:由条件可知,S n +1-S n =S n +2n +1,即S n +1-2S n =2n +1,整理得S n +12n +1-S n2n =1.因为S 121=a 121=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n 2n 是以1为首项,1为公差的等差数列.(2)由(1)可知,S n2n =1+n -1=n ,所以S n =n ·2n.令T n =S 1+S 2+…+S n ,则T n =1·2+2·22+…+n ·2n,① 2T n =1·22+…+(n -1)·2n +n ·2n +1,②①-②,得-T n =2+22+ (2)-n ·2n +1,整理得T n =2+(n -1)·2n +1.四 等差数列前n 项和的最值问题求等差数列前n 项和的最值的方法(1)运用配方法转化为二次函数,借助二次函数的单调性以及数形结合的思想,从而使问题得解.(2)通项公式法:求使a n ≥0(a n ≤0)成立时最大的n 值即可.一般地,等差数列{}a n 中,若a 1>0,且S p =S q (p ≠q ),则:①若p +q 为偶数,则当n =p +q2时,S n 最大; ②若p +q 为奇数,则当n =p +q -12或n =p +q +12时,S n 最大.【例4】 等差数列{}a n 中,a 1>0,S 5=S 12,当n 为何值时,S n 有最大值? 解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=S 12得5a 1+10d =12a 1+66d ,d =-18a 1<0.设此数列的前n 项和最大,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a n=a 1+(n -1)·⎝ ⎛⎭⎪⎫-18a 1≥0,a n +1=a 1+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-18a 1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤9,n ≥8,即8≤n ≤9,又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值.1.在等差数列{}a n 中,a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+…+a 9,则m 的值为( A ) A .37 B .36 C .20D .19解析 ∵a m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37,∴m =37.故选A .2.若数列{}a n 满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2,则使a k ·a k +1<0的k 值为( D ) A .22B .21C .24D .23解析 因为3a n +1=3a n -2,所以a n +1-a n =-23,所以数列{a n }是首项为15,公差为-23的等差数列,所以a n =15-23·(n -1)=-23n +473,令a n =-23n +473>0,得n <23.5,所以使a k ·a k+1<0的值k 为23.3.等差数列{}a n 中,a 3=π4,则cos(a 1+a 2+a 6)=__-2解析 ∵a 1+a 2+a 6=3a 3=34π,∴cos(a 1+a 2+a 6)=cos 34π=-22.4.数列{}a n 中,a 1=-23,a n +1-a n -3=0. (1)求数列的前n 项和S n ;(2)求使得数列{}S n 是递增数列的n 的取值范围. 解析 (1)因为a n +1-a n -3=0,所以a n +1-a n =3, 即数列{a n }是等差数列,公差d =3. 又a 1=-23,所以数列{a n }的前n 项和为S n =-23n +12n (n -1)·3,即S n =32n 2-492n .(2)S n =32n 2-492n 的对应函数为f (x )=32x 2-492x ,它的图象是一条抛物线,其开口方向向上,对称轴为x =496.当x ≥496时,函数f (x )是增函数.因为8<496<9,且496-8<9-496,所以f (8)<f (9).综上,可知使得数列{S n }是递增数列的n 的取值范围是{n |n ≥8,n ∈N *}.易错点 性质应用不灵活错因分析:等差数列{}a n 中,有如下结论:①若m +n =p +q =2k ,则a m +a n =a p +a q =2a k ;②若1+n =2k ,则S n =n (a 1+a n )2=na k ;③a n =a m +(n -m )d 不能灵活应用.【例1】 等差数列{}a n 中,a 1>0,公差d <0,a 5=3a 7,前n 项和为S n ,若S n 取得最大值,则n =________.解析 方法一 由已知得a 1+4d =3(a 1+6d ),∴a 1=-7d ,S n =d2(n 2-15n ),∴n =7或8时,S n 最大.方法二 ∵a 5=(a 5+2d )+2a 7,∴a 7+d =0,即a 8=0. ∵d <0,∴a 1>a 2>…>a 7>a 8=0>a 9>…, ∴n =7或8时,S n 最大.方法三 ∵a 5=a 7+2a 7=a 7+a 5+a 9,∴a 7+a 9=0, 于是a 8=0,∵d <0,∴a 1>a 2>…>a 7>a 8=0>a 9>…, ∴n =7或8时,S n 最大. 答案 7或8【跟踪训练1】 (2018·山西孝义模拟)在等差数列{a n }中,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,以S n 表示{a n }的前n 项和,则使S n 取到最大值的n 是( B )A .21B .20C .19D .18解析 因为a 1+a 3+a 5=3a 3=105,a 2+a 4+a 6=3a 4=99,所以a 3=35,a 4=33.所以d =-2,a 1=39.由a n =a 1+(n -1)d =39-2(n -1)=41-2n ≥0,解得n ≤412,所以当n =20时,S n 达到最大值,故选B .课时达标 第29讲[解密考纲]主要考查等差数列的通项公式,等差中项及其性质,以及前n 项和公式的应用,三种题型均有涉及.一、选择题1.已知等差数列{a n }的前13项之和为39,则a 6+a 7+a 8=( B ) A .6 B .9 C .12D .18解析 由等差数列的性质得,S 13=13a 7=39,∴a 7=3.由等差中项,得a 6+a 7+a 8=3a 7=9,故选B .2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5=8,S 3=6,则a 9=( C ) A .8 B .12 C .16D .24解析 由已知得a 1+4d =8,3a 1+3×22d =6,解得a 1=0,d =2.故a 9=a 1+8d =16,故选C .3.设S n 是公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,且a 1>0,若S 5=S 9,则当S n 最大时,n =( B )A .6B .7C .10D .9解析 由题意可得S 9-S 5=a 6+a 7+a 8+a 9=0,∴2(a 7+a 8)=0,即a 7+a 8=0.又∵a 1>0,∴该等差数列的前7项为正数,从第8项开始为负数.∴当S n 最大时,n =7.4.等差数列{a n }中,a 1+3a 8+a 15=120,则2a 9-a 10=( C ) A .20 B .22 C .24D .-8解析 在等差数列{a n }中,∵a 1+3a 8+a 15=120,∴5a 8=120,∴a 8=24.2a 9-a 10=a 8=24,故选C .5.在等差数列{a n }中,a 9=12a 12+3,则数列{a n }的前11项和S 11=( C )A .24B .48C .66D .132解析 设公差为d ,a 9=12a 12+3即a 1+8d =12(a 1+11d )+3,整理,得a 1+5d =6,即a 6=6.∴S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=66,故选C .6.设S n 是公差为d (d ≠0)的无穷等差数列{a n }的前n 项和,则下列命题错误的是( C ) A .若d <0,则数列{S n }有最大项 B .若数列{S n }有最大项,则d <0C .若数列{S n }是递增数列,则对任意的n ∈N *,均有S n >0 D .若对任意的n ∈N *,均有S n >0,则数列{S n }是递增数列解析 选项C 显然是错的,举出反例:-1,0,1,2,3,…满足数列{S n }是递增数列,但是S n >0不成立.二、填空题7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-3,a k +1=32,S k =-12,则正整数k =__13__.解析 由S k +1=S k +a k +1=-12+32=-212,又S k +1=(k +1)(a 1+a k +1)2=(k +1)⎝⎛⎭⎪⎫-3+322=-212,解得k =13. 8.(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__20__.解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+d )2=-3,5a 1+5×42d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =3,a 1=-4,从而a 9=a 1+8d =20.9.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若-1<a 3<1,0<a 6<3,则S 9的取值范围是__(-3,21)__.解析 设S 9=9a 1+36d =x (a 1+2d )+y (a 1+5d ),由待定系数法得x =3,y =6. 因为-3<3a 3<3,0<6a 6<18,两式相加即得-3<S 9<21. 三、解答题10.在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=-3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{a n }的前k 项和S k =-35,求k 的值. 解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d . 由a 1=1,a 3=-3,可得1+2d =-3,解得d =-2. 从而a n =1+(n -1)×(-2)=3-2n . (2)由(1)知a n =3-2n , 所以S n =n [1+(3-2n )]2=2n -n 2.由S k =-35,得2k -k 2=-35,即(k +5)(k -7)=0, 又k ∈N *,故k =7.11.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=12.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.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1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)由(1)得1S n =2n ,∴S n =12n.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=12不适合上式.故a n=⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.12.等差数列{a n }中,a 2=4,a 4+a 7=15. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n -2+n ,求b 1+b 2+b 3+…+b 10的值. 解析 (1)设等差数列{a n }的公差为d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =4,(a 1+3d )+(a 1+6d )=15,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =1,所以a n =a 1+(n -1)d =n +2. (2)由(1)可得b n =2n+n , 所以b 1+b 2+b 3+…+b 10=(2+1)+(22+2)+(23+3)+…+(210+10) =(2+22+23+…+210)+(1+2+3+…+10) =2×(1-210)1-2+(1+10)×102=(211-2)+55=211+53=2 101.。
高考数学(理科)一轮复习等差数列及其前n项和学案带答案学案29等差数列及其前n项和导学目标: 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.了解等差数列与一次函数的关系.4.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.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____项起,每一项与它的前一项的____ 等于同一个常数,那幺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:an=________,an=am+________ (m,n∈N*).(2)前n项和公式:Sn=__________=____________.3.等差数列的前n项和公式与函数的关系Sn=d2n2+a1-d2n.数列{an}是等差数列的充要条件是其前n项和公式Sn=__________. 4.等差数列的性质(1)若m+n=p+q (m,n,p,q∈N*),则有__________,特别地,当m+n=2p时,______________.(2)等差数列中,Sm,S2m-Sm,S3m-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变式迁移1设等差数列{an}的公差为d (d≠0),它的前10项和S10=110,且a1,a2,a4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例 2 已知数列{an}中,a1=35,an=2-1an-1 (n≥2,n∈N*),数列{bn}满足bn=1an-1 (n∈N*).(1)求证:数列{bn}是等差数列;(2)求数列{an}中的最大值和最小值,并说明理由.变式迁移2已知数列{an}中,a1=5且an=2an-1+2n-1(n≥2且n∈N*).(1)求a2,a3的值.(2)是否存在实数λ,使得数列{an+λ2n}为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.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{an}是等差数列.(1)前四项和为21,末四项和为67,且前n项和为286,求n;(2)若Sn=20,S2n=38,求S3n;(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 (2011厦门月考)已知数列{an}满足2an+1=an+an+2 (n∈N*),它的前n项和为Sn,且a3=10,S6=72.若bn=12an-30,求数列{bn}的前n项和的最小值.变式迁移4在等差数列{an}中,a16+a17+a18=a9=-36,其前n项和为Sn.(1)求Sn的最小值,并求出Sn取最小值时n的值.(2)求Tn=|a1|+|a2|+…+|an|.1.等差数列的判断方法有:(1)定义法:an+1-an=d (d是常数){an}是等差数列.(2)中项公式:2an+1=an+an+2 (n∈N*){an}是等差数列.(3)通项公式:an=pn+q (p,q为常数){an}是等差数列.(4)前n项和公式:Sn=An2+Bn(A、B为常数){an}是等差数列.2.对于等差数列有关计算问题主要围绕着通项公式和前n项和公式,在两个公式中共五个量a1、d、n、an、Sn,已知其中三个量可求出剩余的量,而a与d是最基本的,它可以确定等差数列的通项公式和前n项和公式.3.要注意等差数列通项公式和前n项和公式的灵活应用,如an=am+(n-m)d,S2n-1=(2n-1)an等.4.在遇到三个数成等差数列问题时,可设三个数为①a,a+d,a+2d;②a-d,a,a+d;③a-d,a+d,a+3d等可视具体情况而定.(满分:75分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2010重庆)在等差数列{an}中,a1+a9=10,则a5的值为() A.5B.6C.8D.102.(2010全国Ⅱ)如果等差数列an中,a3+a4+a5=12,那幺a1+a2+…+a7=()A.14B.21C.28D.353.(2010山东潍坊五校联合高三期中)已知{an}是等差数列,a1=-9,S3=S7,那幺使其前n项和Sn最小的n是()A.4B.5C.6D.74.在等差数列{an}中,若a4+a6+a8+a10+a12=120,则a9-13a11 的值为()A.14B.15C.16D.175.等差数列{an}的前n项和满足S20=S40,下列结论中正确的是() A.S30是Sn中的最大值B.S30是Sn中的最小值C.S30=0D.S60=0题号12345答案二、填空题(每小题4分,共12分)6.(2010辽宁)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=3,S6=24,则a9=________.7.(2009海南,宁夏)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知am-1+am+1-a2m=0,S2m-1=38,则m=________.8.在数列{an}中,若点(n,an)在经过点(5,3)的定直线l上,则数列{an}的前9项和S9=________.三、解答题(共38分)9.(12分)(2011莆田模拟)设{an}是一个公差为d (d≠0)的等差数列,它的前10项和S10=110,且a22=a1a4.(1)证明:a1=d;(2)求公差d的值和数列{an}的通项公式.10.(12分)(2010山东)已知等差数列{an}满足:a3=7,a5+a7=26,{an}的前n项和为Sn.(1)求an及Sn;(2)令bn=1a2n-1 (n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.11.(14分)(2010广东湛师附中第六次月考)在数列{an}中,a1=1,3anan-1+an-an-1=0(n≥2).(1)证明数列{1an}是等差数列;(2)求数列{an}的通项;(3)若λan+1an+1≥λ对任意n≥2的整数恒成立,求实数λ的取值范围.答案自主梳理1.(1)2差an+1-an=d(2)A=a+b2等差中项2.(1)a1+(n-1)d(n-m)d(2)na1+n(n-1)2d(a1+an)n23.An2+Bn4.(1)am+an=ap+aq am+an=2ap(3)递增数列递减数列常数列自我检测1.A 2.C 3.A 4.B 5.24课堂活动区例1解题导引(1)等差数列{an}中,a1和d是两个基本量,用它们可以表示数列中的任何一项,利用等差数列的通项公式与前n项和公式,列方程组解a1和d,是解决等差数列问题的常用方法;(2)由a1,d,n,an,Sn这五个量中的三个量可求出其余两个量,需选用恰当的公式,利用方程组观点求解.解(1)由an=a1+(n-1)d,a10=30,a20=50,得方程组a1+9d=30,a1+19d=50,解得a1=12,d=2.所以an=2n+10.(2)由Sn=na1+n(n-1)2d,Sn=242.得12n+n(n-1)2×2=242.解得n=11或n=-22(舍去).变式迁移1解由题意,知S10=10a1+10×92d=110,(a1+d)2=a1(a1+3d),即2a1+9d=22,a1d=d2.∵d≠0,∴a1=d.解得a1=d=2,∴an=2n.例2解题导引 1.等差数列的判定通常有两种方法:第一种是利用定义,即an-an-1=d(常数)(n≥2),第二种是利用等差中项,即2an=an+1+an-1 (n≥2).2.解选择、填空题时,亦可用通项或前n项和直接判断.(1)通项法:若数列{an}的通项公式为n的一次函数,即an=An+B,则{an}是等差数列.(2)前n项和法:若数列{an}的前n项和Sn是Sn=An2+Bn的形式(A,B是常数),则{an}为等差数列.3.若判断一个数列不是等差数列,则只需说明任意连续三项不是等差数列即可.(1)证明∵an=2-1an-1 (n≥2,n∈N*),bn=1an-1,∴当n≥2时,bn-bn-1=1an-1-1an-1-1=12-1an-1-1-1an-1-1=an-1an-1-1-1an-1-1=1.又b1=1a1-1=-52.∴数列{bn}是以-52为首项,以1为公差的等差数列.(2)解由(1)知,bn=n-72,则an=1+1bn=1+22n-7,设函数f(x)=1+22x-7,易知f(x)在区间-∞,72和72,+∞内为减函数.∴当n=3时,an取得最小值-1;当n=4时,an取得最大值3.变式迁移2解(1)∵a1=5,∴a2=2a1+22-1=13,a3=2a2+23-1=33.(2)假设存在实数λ,使得数列{an+λ2n}为等差数列.设bn=an+λ2n,由{bn}为等差数列,则有2b2=b1+b3.∴2×a2+λ22=a1+λ2+a3+λ23.∴13+λ2=5+λ2+33+λ8,解得λ=-1.事实上,bn+1-bn=an+1-12n+1-an-12n=12n+1[(an+1-2an)+1]=12n+1[(2n+1-1)+1]=1.综上可知,存在实数λ=-1,使得数列{an+λ2n}为首项为2、公差为1的等差数列.例3解题导引本题可运用倒序求和的方法和等差数列的性质:若m+n=p+q (m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq,从中我们可以体会运用性质解决问题的方便与简捷,应注意运用;也可用整体思想(把a1+n-12d看作整体).解方法一设此等差数列为{an}共n项,依题意有a1+a2+a3+a4+a5=34,①an+an-1+an-2+an-3+an-4=146. ②根据等差数列性质,得a5+an-4=a4+an-3=a3+an-2=a2+an-1=a1+an.将①②两式相加,得(a1+an)+(a2+an-1)+(a3+an-2)+(a4+an-3)+(a5+an-4)=5(a1+an)=180,∴a1+an=36.由Sn=n(a1+an)2=36n2=360,得n=20.所以该等差数列有20项.方法二设此等差数列共有n项,首项为a1,公差为d,则S5=5a1+5×42d=34,①Sn-Sn-5=[n(n-1)d2+na1]-[(n-5)a1+(n-5)(n-6)2d]=5a1+(5n-15)d=146.②①②两式相加可得10a1+5(n-1)d=180,∴a1+n-12d=18,代入Sn=na1+n(n-1)2d=na1+n-12d=360,得18n=360,∴n=20.所以该数列的项数为20项.变式迁移3解(1)依题意,知a1+a2+a3+a4=21,an-3+an-2+an-1+an=67,∴a1+a2+a3+a4+an-3+an-2+an-1+an=88.∴a1+an=884=22.∵S n=n(a1+an)2=286,∴n=26.(2)∵S n,S2n-Sn,S3n-S2n成等差数列,∴S3n=3(S2n-Sn)=54.(3)设项数为2n-1 (n∈N*),则奇数项有n项,偶数项有n-1项,中间项为an,则S奇=(a1+a2n-1)n2=nan=44,S偶=(a2+a2n-2)(n-1)2=(n-1)an=33,∴n n-1=43.∴n=4,an=11.∴数列的中间项为11,项数为7.例4解题导引若{an}是等差数列,求前n项和的最值时,(1)若a1>;0,d;0,且满足an≤0an+1≥0,前n项和Sn最小;(3)除上面方法外,还可将{an}的前n项和的最值问题看作Sn关于n的二次函数最值问题,利用二次函数的图象或配方法求解,注意n∈N*.解方法一∵2an+1=an+an+2,∴{an}是等差数列.设{an}的首项为a1,公差为d,由a3=10,S6=72,得a1+2d=106a1+15d=72,∴a1=2d=4.∴a n=4n-2.则bn=12an-30=2n-31.解2n-31≤0,2(n+1)-31≥0,得292≤n≤312.∵n∈N*,∴n=15.∴{bn}前15项为负值. ∴S15最小.可知b1=-29,d=2,∴S15=15×(-29+2×15-31)2=-225.方法二同方法一求出bn=2n-31.∵S n=n(-29+2n-31)2=n2-30n=(n-15)2-225,∴当n=15时,Sn有最小值,且最小值为-225.变式迁移4解(1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,∵a16+a17+a18=3a17=-36,∴a17=-12,∴d=a17-a917-9=3,∴a n=a9+(n-9)d=3n-63,an+1=3n-60,令an=3n-63≤0an+1=3n-60≥0,得20≤n≤21,∴S20=S21=-630,∴n=20或21时,Sn最小且最小值为-630.(2)由(1)知前20项小于零,第21项等于0,以后各项均为正数.当n≤21时,Tn=-Sn=-32n2+1232n.当n>;21时,Tn=Sn-2S21=32n2-1232n+1 260.综上,Tn=-32n2+1232n(n≤21,n∈N*)32n2-1232n+1 260 (n>;21,n∈N*).课后练习区1.A 2.C 3.B 4.C 5.D6.157.108.279.(1)证明∵{an}是等差数列,∴a2=a1+d,a4=a1+3d,又a22=a1a4,于是(a1+d)2=a1(a1+3d),即a21+2a1d+d2=a21+3a1d (d≠0).化简得a1=d.…………………………(6分)(2)解由条件S10=110和S10=10a1+10×92d,得到10a1+45d=110.由(1)知,a1=d,代入上式得55d=110,故d=2,an=a1+(n-1)d=2n.因此,数列{an}的通项公式为an=2n,n∈N*.…………………………………………(12分)10.解(1)设等差数列{an}的首项为a1,公差为d,由于a3=7,a5+a7=26,所以a1+2d=7,2a1+10d=26,解得a1=3,d=2.…………………………………………………………………………(4分)由于an=a1+(n-1)d,Sn=n(a1+an)2,所以an=2n+1,Sn=n(n+2).…………………………………………………………(6分)(2)因为an=2n+1,所以a2n-1=4n(n+1),因此bn=14n(n+1)=141n-1n+1.………………………………………………………(8分)故Tn=b1+b2+…+bn=141-12+12-13+…+1n-1n+1=141-1n+1=n4(n+1).所以数列{bn}的前n项和Tn=n4(n+1). …………………………………………………(12分)11.(1)证明将3anan-1+an-an-1=0(n≥2)整理得1an-1an-1=3(n≥2).所以数列{1an}为以1为首项,3为公差的等差数列.…………………………………(4分)(2)解由(1)可得1an=1+3(n-1)=3n-2,所以an=13n-2.……………………………………………………………………………(7分)(3)解若λan+1an+1≥λ对n≥2的整数恒成立,即λ3n-2+3n+1≥λ对n≥2的整数恒成立.整理得λ≤(3n+1)(3n-2)3(n-1)………………………………………………………………(9分)令cn=(3n+1)(3n-2)3(n-1)cn+1-cn=(3n+4)(3n+1)3n-(3n+1)(3n-2)3(n-1)=(3n+1) (3n-4)3n(n-1).………………………(11分)因为n≥2,所以cn+1-cn>;0,即数列{cn}为单调递增数列,所以c2最小,c2=283.所以λ的取值范围为(-∞,283].……………………………………………………(14分)。
1.等差数列的定义一般地,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,通常用字母d 表示.2.等差数列的通项公式如果等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,那么它的通项公式是a n =a 1+(n -1)d .3.等差中项由三个数a ,A ,b 组成的等差数列可以看成最简单的等差数列.这时,A 叫做a 与b 的等差中项.4.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.(6)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…构成等差数列.5.等差数列的前n 项和公式设等差数列{a n }的公差为d ,其前n 项和S n =n (a 1+a n )2或S n =na 1+n (n -1)2d . 6.等差数列的前n 项和公式与函数的关系S n =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).7.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.【知识拓展】等差数列的四种判断方法(1)定义法:a n +1-a n =d (d 是常数)⇔{a n }是等差数列.(2)等差中项法:2a n +1=a n +a n +2 (n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.(3)通项公式:a n =pn +q (p ,q 为常数)⇔{a n }是等差数列.(4)前n 项和公式:S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)⇔{a n }是等差数列.【思考辨析】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.( √ )1.在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6等于( )A .-1B .0C .1D .6答案 B解析 由等差数列的性质,得a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0,故选B.2.(教材改编)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 .31B .32C .33D .34 答案 B解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+5d =2,5a 1+10d =30,解得⎩⎨⎧ a 1=263,d =-43,∴S 8=8a 1+8×72d =32. 3.(2016·全国乙卷)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于( )A .100B .99C .98D .97答案 C解析 由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1, ∴a 100=a 10+90d =98,故选C.4.设数列{a n }是等差数列,若a 3+a 4+a 5=12,则a 1+a 2+…+a 7等于( )A .14B .21C .28D .35答案 C∴a 1+a 2+…+a 7=7a 4=28.5.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大. 答案 8解析 因为数列{a n }是等差数列,且a 7+a 8+a 9=3a 8>0,所以a 8>0.又a 7+a 10=a 8+a 9<0,所以a 9<0.故当n =8时,其前n 项和最大.题型一 等差数列基本量的运算例1 (1)在数列{a n }中,若a 1=-2,且对任意的n ∈N *有2a n +1=1+2a n ,则数列{a n }前10项的和为( )A .2B .10 C.52 D.54(2)(2016·北京)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=________.答案 (1)C (2)6解析 (1)由2a n +1=1+2a n 得a n +1-a n =12, 所以数列{a n }是首项为-2,公差为12的等差数列, 所以S 10=10×(-2)+10×(10-1)2×12=52. (2)∵a 3+a 5=2a 4=0,∴a 4=0.又a 1=6,∴a 4=a 1+3d =0,∴d =-2.∴S 6=6×6+6×(6-1)2×(-2)=6. 思维升华 等差数列运算问题的通性通法(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.(1)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,已知a 2=3,a 6=11,则S 7等于( )A .13B .35C .49D .63(2)(2016·江苏)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________. 答案 (1)C (2)20∴S 7=7(a 1+a 7)2=49. (2)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+(a 1+d )2=-3,5a 1+5×42d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3, 则a 9=a 1+8d =-4+8×3=20.题型二 等差数列的判定与证明例2 已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.(1)证明 因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *), b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1(2-1a n)-1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)解 由(1)知b n =n -72, 则a n =1+1b n =1+22n -7. 设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间(-∞,72)和(72,+∞)上为减函数. 所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.引申探究本例中,若将条件变为a 1=35,na n +1=(n +1)a n +n (n +1),试求数列{a n }的通项公式. 解 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=35, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以a 11=35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 . 思维升华 等差数列的四个判定方法(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后,可递推得出a n +2-a n +1=a n +1-a n =a n -a n -1=a n -1-a n -2=…=a 2-a 1,根据定义得出数列{a n }为等差数列.(3)通项公式法:得出a n =pn +q 后,得a n +1-a n =p 对任意正整数n 恒成立,根据定义判定数列{a n }为等差数列.(4)前n 项和公式法:得出S n =An 2+Bn 后,根据S n ,a n 的关系,得出a n ,再使用定义法证明数列{a n }为等差数列.(1)在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( ) A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n答案 A解析 由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得 1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知{1a n }是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n . (2)数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2.①设b n =a n +1-a n ,证明{b n }是等差数列;②求{a n }的通项公式.①证明 由a n +2=2a n +1-a n +2,得a n +2-a n +1=a n +1-a n +2,即b n +1=b n +2.又b 1=a 2-a 1=1,所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.②解 由①得b n =1+2(n -1)=2n -1,即a n +1-a n =2n -1.于是∑n k =1 (a k +1-a k )=∑nk =1(2k -1), 所以a n +1-a 1=n 2,即a n +1=n 2+a 1.又a 1=1,所以{a n }的通项公式为a n =n 2-2n +2.题型三 等差数列性质的应用命题点1 等差数列项的性质例3 (1)(2015·广东)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________.(2)已知{a n },{b n }都是等差数列,若a 1+b 10=9,a 3+b 8=15,则a 5+b 6=________.答案 (1)10 (2)21解析 (1)因为{a n }是等差数列,所以a 3+a 7=a 4+a 6=a 2+a 8=2a 5,a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=25,所以a 5=5,故a 2+a 8=2a 5=10.(2)因为{a n },{b n }都是等差数列,所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6,所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6),即2×15=9+(a 5+b 6),解得a 5+b 6=21.命题点2 等差数列前n 项和的性质例4 (1)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=-12,S 9=45,则S 12=________.(2)在等差数列{a n }中,a 1=-2 018,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018的值等于( ) A .-2 018B .-2 016C .-2 019D .-2 017 答案 (1)114 (2)A解析 (1)因为{a n }是等差数列,所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9成等差数列,所以2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),即2(S 6+12)=-12+(45-S 6),解得S 6=3.又2(S 9-S 6)=(S 6-S 3)+(S 12-S 9),即2×(45-3)=(3+12)+(S 12-45),解得S 12=114.(2)由题意知,数列{S n n}为等差数列,其公差为1, ∴S 2 0182 018=S 11+(2 018-1)×1 =-2 018+2 017=-1.∴S 2 018=-2 018.思维升华 等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,a m -a n =(m -n )d ⇔a m -a n m -n=d (m ≠n ),其几何意义是点(n ,a n ),(m ,a m )所在直线的斜率等于等差数列的公差.(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 2n -1=(2n -1)a n .(1)在等差数列{a n }中,已知a 4+a 8=16,则该数列前11项和S 11等于( )A .58B .88C .143D .176(2)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.3727B.3828C.3929D.4030答案 (1)B (2)A解析 (1)S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 4+a 8)2=11×162=88. (2)a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=a 1+a 132×13b 1+b 132×13=S 13T 13 =3×13-22×13+1=3727.6.等差数列的前n 项和及其最值考点分析 公差不为0的等差数列,求其前n 项和与最值在高考中时常出现.题型有小题,也有大题,难度不大.典例1 (1)在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 7+a 9)=54,则此数列前10项的和S 10等于( )A .45B .60C .75D .90 (2)在等差数列{a n }中,S 10=100,S 100=10,则S 110=________.解析 (1)由题意得a 3+a 8=9,所以S 10=10(a 1+a 10)2=10(a 3+a 8)2=10×92=45. (2)方法一 设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则⎩⎨⎧10a 1+10×92d =100,100a 1+100×992d =10,解得⎩⎨⎧ a 1=1 099100,d =-1150.所以S 110=110a 1+110×1092d =-110. 方法二 因为S 100-S 10=(a 11+a 100)×902=-90, 所以a 11+a 100=-2,所以S 110=(a 1+a 110)×1102=(a 11+a 100)×1102=-110. 答案 (1)A (2)-110典例2 在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 取得最大值,并求出它的最大值.规范解答解 ∵a 1=20,S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142d , ∴d =-53. 方法一 由a n =20+(n -1)×⎝⎛⎭⎫-53=-53n +653, 得a 13=0.即当n ≤12时,a n >0,当n ≥14时,a n <0.∴当n =12或n =13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝⎛⎭⎫-53 =130.方法二 S n =20n +n (n -1)2·⎝⎛⎭⎫-53 =-56n 2+1256n =-56⎝⎛⎭⎫n -2522+3 12524. ∵n ∈N *,∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.方法三 由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0.∴5a 13=0,即a 13=0.∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.1.(2016·重庆一诊)在数列{a n }中,a n +1-a n =2,a 2=5,则{a n }的前4项和为( )A .9B .22C .24D .32 答案 C解析 由a n +1-a n =2,知{a n }为等差数列且公差d =2,∴由a 2=5,得a 1=3,a 3=7,a 4=9,∴前4项和为3+5+7+9=24,故选C.2.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何?”其意思为:“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位)这个问题中,甲所得为( )A.54钱B.53钱C.32钱D.43钱 答案 D解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =3a 1+9d ,2a 1+d =52,⎩⎨⎧ a 1=43,d =-16,故选D.3.(2017·佛山调研)已知等差数列{a n }满足a 2=3,S n -S n -3=51(n >3),S n =100,则n 的值为( )A .8B .9C .10D .11答案 C解析 由S n -S n -3=51,得a n -2+a n -1+a n =51,所以a n -1=17,又a 2=3,S n =n (a 2+a n -1)2=100,解得n =10. 4.在等差数列{a n }中,a 9=12a 12+6,则数列{a n }的前11项和S 11等于( ) A .24B .48C .66D .132 答案 D解析 方法一 由a 1+8d =12(a 1+11d )+6,得a 1+5d =12,∴a 1=12-5d .又S 11=11a 1+11×102d =11a 1+55d =11(12-5d )+55d =132.方法二 由a 9=12a 12+6,得2a 9-a 12=12. 由等差数列的性质得,a 6+a 12-a 12=12,a 6=12,S 11=11(a 1+a 11)2=11×2a 62=132,故选D. 5.已知数列{a n }满足a n +1=a n -57,且a 1=5,设{a n }的前n 项和为S n ,则使得S n 取得最大值的序号n 的值为( )A .7B .8C .7或8D .8或9答案 C解析 由题意可知数列{a n }是首项为5,公差为-57的等差数列,所以a n =5-57(n -1)=40-5n 7,该数列前7项是正数项,第8项是0,从第9项开始是负数项,所以S n 取得最大值时,n =7或n =8,故选C.*6.设等差数列{a n }满足a 1=1,a n >0(n ∈N *),其前n 项和为S n ,若数列{S n }也为等差数列,则S n +10a 2n的最大值是( )A .310B .212C .180D .121 答案 D解析 设数列{a n }的公差为d ,依题意得2S 2=S 1+S 3,因为a 1=1,所以22a 1+d =a 1+3a 1+3d , 化简可得d =2a 1=2,所以a n =1+(n -1)×2=2n -1,S n =n +n (n -1)2×2=n 2, 所以S n +10a 2n =(n +10)2(2n -1)2=(n +102n -1)2 =⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12(2n -1)+2122n -12 =14⎝⎛⎭⎫1+212n -12≤121, 故选D.7.(2015·安徽)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于________.答案 27解析 由题意知数列{a n }是以1为首项,以12为公差的等差数列,∴S 9=9×1+9×82×12=9+18=27.8.已知数列{a n }中,a 1=1且1a n +1=1a n +13(n ∈N *),则a 10=________. 答案 14解析 由已知得1a 10=1a 1+(10-1)×13=1+3=4,故a 10=14.9.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,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.10.设等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 答案1941解析 ∵{a n },{b n }为等差数列, ∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941, ∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=1941. 11.在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=-3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{a n }的前k 项和S k =-35,求k 的值. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 则a n =a 1+(n -1)d .由a 1=1,a 3=-3,可得1+2d =-3,解得d =-2. 从而a n =1+(n -1)×(-2)=3-2n . (2)由(1)可知a n =3-2n ,所以S n =n [1+(3-2n )]2=2n -n 2.由S k =-35,可得2k -k 2=-35, 即k 2-2k -35=0,解得k =7或k =-5. 又k ∈N *,故k =7.12.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=12.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(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1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .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=12不适合上式.故a n=⎩⎨⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.*13.已知数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且满足2S n =a 2n +n -4(n ∈N *).(1)求证:数列{a n }为等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n =1时,有2a 1=a 21+1-4, 即a 21-2a 1-3=0, 解得a 1=3(a 1=-1舍去). 当n ≥2时,有2S n -1=a 2n -1+n -5, 又2S n =a 2n +n -4,两式相减得2a n =a 2n -a 2n -1+1,即a2n-2a n+1=a2n-1,也即(a n-1)2=a2n-1,因此a n-1=a n-1或a n-1=-a n-1.若a n-1=-a n-1,则a n+a n-1=1.而a1=3,所以a2=-2,这与数列{a n}的各项均为正数相矛盾,所以a n-1=a n-1,即a n-a n-1=1,因此数列{a n}是首项为3,公差为1的等差数列.(2)解由(1)知a1=3,d=1,所以数列{a n}的通项公式a n=3+(n-1)×1=n+2,即a n=n+2.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S 10=S 11,则a 1=( )A .18B .20C .22D .24解析 由S 10=S 11得a 11=S 11-S 10=0,a 1=a 11+(1-11)d =0+(-10)×(-2)=20. 答案 B2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 1=-11,a 4+a 6=-6,则当S n 取最小值时,n 等于( ).A .6B .7C .8D .9解析 由a 4+a 6=a 1+a 9=-11+a 9=-6,得a 9=5,从而d =2,所以S n =-11n +n (n -1)=n 2-12n =(n -6)2-36,因此当S n 取得最小值时,n =6. 答案 A3.已知{a n }为等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,则a 20等于( ). A .-1B .1C .3D .7解析 两式相减,可得3d =-6,d =-2.由已知可得3a 3=105,a 3=35,所以a 20=a 3+17d =35+17×(-2)=1. 答案 B4.在等差数列{a n }中,S 15>0,S 16<0,则使a n >0成立的n 的最大值为( ). A .6B .7C .8D .9解析 依题意得S 15=15(a 1+a 15)2=15a 8>0,即a 8>0;S 16=16(a 1+a 16)2=8(a 1+a 16)=8(a 8+a 9)<0,即a 8+a 9<0,a 9<-a 8<0.因此使a n >0成立的n 的最大值是8,选C. 答案 C5.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 .8B .7C .6D .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 D6.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 +45n +3,则使得a nb n为整数的正整数的个数是( ). A .2B .3C .4D .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+12n +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 -12×2=k 2=9.又k ∈N *,故k =3.答案 38.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 412-S 39=1,则公差为________.解析 依题意得S 4=4a 1+4×32d =4a 1+6d ,S 3=3a 1+3×22d =3a 1+3d ,于是有4a 1+6d12-3a 1+3d9=1,由此解得d =6,即公差为6. 答案 69.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 的最小值为________.解析 (直接法)设公差为d ,则11(-3+4d )=5(-3+7d )-13, 所以d =59,所以数列{a n }为递增数列.令a n ≤0,所以-3+(n -1)·59≤0,所以n ≤325,又n ∈N *,前6项均为负值, 所以S n 的最小值为-293. 答案 -29310.设项数为奇数的等差数列,奇数项之和为44,偶数项之和为33,则这个数列的中间项是________,项数是________.解析 设等差数列{a n }的项数为2n +1, S 奇=a 1+a 3+…+a 2n +1=(n +1)(a 1+a 2n +1)2=(n +1)a n +1,S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2n =n (a 2+a 2n )2=na n +1,∴S 奇S 偶=n +1n =4433,解得n =3,∴项数2n +1=7,S 奇-S 偶=a n +1,即a 4=44-33=11为所求中间项. 答案 11 7 三、解答题11.设a 1,d 为实数,首项为a 1,公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S 5S 6+15=0.(1)若S 5=5,求S 6及a 1; (2)求d 的取值范围. 解 (1)由题意知S 6=-15S 5=-3,a 6=S 6-S 5=-8,所以⎩⎨⎧5a 1+10d =5,a 1+5d =-8.解得a 1=7,所以S 6=-3,a 1=7.(2)因为S 5S 6+15=0,所以(5a 1+10d )(6a 1+15d )+15=0,即2a 21+9da 1+10d 2+1=0,故(4a 1+9d )2=d 2-8,所以d 2≥8. 故d 的取值范围为d ≤-22或d ≥2 2.12.在等差数列{a n }中,公差d >0,前n 项和为S n ,a 2·a 3=45,a 1+a 5=18. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =S n n +c (n ∈N *),是否存在一个非零常数c ,使数列{b n }也为等差数列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由题设,知{a n }是等差数列,且公差d >0, 则由⎩⎨⎧ a 2a 3=45,a 1+a 5=18,得⎩⎨⎧(a 1+d )(a 1+2d )=45,a 1+(a 1+4d )=18.解得⎩⎨⎧a 1=1,d =4.∴a n =4n -3(n ∈N *).(2)由b n =S nn +c =n (1+4n -3)2n +c =2n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n -12n +c ,∵c ≠0,∴可令c =-12,得到b n =2n . ∵b n +1-b n =2(n +1)-2n =2(n ∈N *), ∴数列{b n }是公差为2的等差数列.即存在一个非零常数c =-12,使数列{b n }也为等差数列. 13.在数列{a n }中,a 1=8,a 4=2,且满足a n +2+a n =2a n +1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 是数列{|a n |}的前n 项和,求S n .解 (1)由2a n +1=a n +2+a n 可得{a n }是等差数列, 且公差d =a 4-a 14-1=2-83=-2.∴a n =a 1+(n -1)d =-2n +10. (2)令a n ≥0,得n ≤5.即当n ≤5时,a n ≥0,n ≥6时,a n <0. ∴当n ≤5时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a n =-n 2+9n ; 当n ≥6时,S n =|a 1|+|a 2|+…+|a n | =a 1+a 2+…+a 5-(a 6+a 7+…+a n ) =-(a 1+a 2+…+a n )+2(a 1+a 2+…+a 5) =-(-n 2+9n )+2×(-52+45) =n 2-9n +40,∴S n =⎩⎨⎧-n 2+9n ,n ≤5,n 2-9n +40,n ≥6.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2a n =S 2+S n 对一切正整数n 都成立. (1)求a 1,a 2的值;(2)设a 1>0,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫lg 10a 1a n 的前n 项和为T n .当n 为何值时,T n 最大?并求出T n 的最大值.解 (1)取n =1,得a 2a 1=S 2+S 1=2a 1+a 2,① 取n =2,得a 22=2a 1+2a 2,② 由②-①,得a 2(a 2-a 1)=a 2,③(i)若a 2=0,由①知a 1=0, (ii)若a 2≠0,由③知a 2-a 1=1.④由①、④解得,a 1=2+1,a 2=2+2;或a 1=1-2,a 2=2- 2.综上可得a 1=0,a 2=0;或a 1=2+1,a 2=2+2;或a 1=1-2,a 2=2- 2. (2)当a 1>0时,由(1)知a 1=2+1,a 2=2+2.当n ≥2时,有(2+2)a n =S 2+S n ,(2+2)a n -1=S 2+S n -1, 所以(1+2)a n =(2+2)a n -1,即a n =2a n -1(n ≥2), 所以a n =a 1(2)n -1=(2+1)·(2)n -1. 令b n =lg 10a 1a n,则b n =1-lg(2)n -1=1-12(n -1)lg 2=12lg 1002n -1,所以数列{b n }是单调递减的等差数列(公差为-12lg 2), 从而b 1>b 2>…>b 7=lg 108>lg 1=0, 当n ≥8时,b n ≤b 8=12lg 100128<12lg 1=0, 故n =7时,T n 取得最大值,且T n 的最大值为 T 7=7(b 1+b 7)2=7(1+1-3lg 2)2=7-212lg 2.。
第2讲 等差数列及其前n 项和泊头一中韩俊华 【2013年高考会这样考】1.考查运用基本量法求解等差数列的基本量问题(知三求二问题,知三求一问题).2.考查等差数列的性质、前n 项和公式及综合应用. 【复习指导】1.掌握等差数列的定义与性质、通项公式、前n 项和公式等.2.掌握等差数列的判断方法,等差数列求和的方法.基础梳理1.等差数列的定义(1)文字定义:如果一个数列从第 项起,每一项与它的前一项的差都等于 ,那么这个数列就叫做等差数列,这个叫做 等差数列的 ,通常用字母d 表示(2)符号定义: ①. ② 2.等差数列的通项公式:n a = ,变式:d = ()1n ≠或n a = ,变式:d = ()n m ≠(其中*,m n N ∈)或n a = 。
(函数的一次式) 3.等差中项如果A =a +b2A 叫做a 与b 的等差中项.4 等差数列的判定方法 ①定义法:②等差中项法: ③通项公式法: 4.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则 (m ,n ,p ,q ∈N *).特别的若:m +n =2p ,则(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 的等差数列(4)在有穷等差数列中与首末两项等距离的任意两项的和相等:即: (5)等差数列的单调性:若d >0,则数列{a n }为 若d=0,则数列{a n }为 若d <0,则数列{a n }为(6)等差数列中公差d= = (7)等差数列中a n =m ,a m =n 则a m+n =(8)若数列{a n } {b n }均为等差数列,则若{c a n +kb n }仍为 ,另外数列 (9)若项数为2n ,则 ①S S -=奇偶; ②S S =偶奇; ③2n S =(用1,n n a a +表示,1,n n a a +为中间两项) (10)若项数为21n +,则 ①S S -=奇偶; ②S S =奇偶; ③21n S +=(用1n a +表示,1n a +为中间项)(11)若等差数列{n a },{n b }的前n 项和分别为n n S T ,,则2121n n nn a S b T --=(12).23243m m m m m m m S S S S S S S --- ,,,,为等差数列。
⾼三⼀轮复习等差数列及其前n项和等差数列及其前n项和突破点⼀等差数列的基本运算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,并能⽤等差数列有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与⼀次函数的关系[基本知识]1.等差数列的有关概念(1)定义:如果⼀个数列从第2项起,每⼀项与它的前⼀项的差都等于同⼀个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表⽰为a n+1-a n=d(n∈N*,d为常数).(2)等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是A=a+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=a1+(n-1)d.(2)前n项和公式:S n=na1+n(n-1)2d=n(a1+a n)2.[基本能⼒]⼀、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)若⼀个数列从第2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)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.()(3)等差数列{a n}的单调性是由公差d决定的.()(4)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.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)√⼆、填空题1.若m和2n的等差中项为4,2m和n的等差中项为5,则m与n的等差中项是________.答案:32.在等差数列{a n}中,a2=3,a3+a4=9,则a1a6的值为________.答案:143.已知{a n}是等差数列,且a3+a9=4a5,a2=-8,则该数列的公差是________.答案:44.在等差数列{a n}中,已知d=2,S100=10 000,则S n=________.答案:n2[典例感悟]1.(2018·全国卷Ⅰ)记S n为等差数列{a n}的前n项和,若3S3=S2+S4,a1=2,则a5=() A.-12B.-10C .10D .12解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得3(3a 1+3d )=2a 1+d +4a 1+6d ,即3a 1+2d =0.将a 1=2代⼊上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 2.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴ a 1=2,d =-3或a 1=-4,d =3.∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7. (2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2 .[⽅法技巧]解决等差数列基本量计算问题的思路(1)在等差数列{a n }中,a 1与d 是最基本的两个量,⼀般可设出a 1和d ,利⽤等差数列的通项公式和前n 项和公式列⽅程(组)求解即可.(2)与等差数列有关的基本运算问题,主要围绕着通项公式a n =a 1+(n -1)d 和前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d ,在两个公式中共涉及五个量:a 1,d ,n ,a n ,S n ,已知其中三个量,选⽤恰当的公式,利⽤⽅程(组)可求出剩余的两个量.[针对训练]1.已知数列?a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=( )A .10B .30C .40D .20解析:选B 法⼀:设数列?a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法⼆:由于数列a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.2.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五⼈分五钱,令上⼆⼈所得与下三⼈等,问各得⼏何?”其意思为“已知甲、⼄、丙、丁、戊五⼈分五钱,甲、⼄两⼈所得与丙、丁、戊三⼈所得相同,且甲、⼄、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五⼈各得多少钱?”(“钱”是古代⼀种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32C.43D .54解析:选C 甲、⼄、丙、丁、戊五⼈所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.3.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满⾜a 1+a 2=10,S 5=40. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10, S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8,所以?a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2.(2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=?11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6,设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n . 当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.突破点⼆等差数列的性质及应⽤[基本知识]等差数列的常⽤性质(1)通项公式的推⼴:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(5)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运⽤性质及有关公式求解.(6)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(7)若{a n }是等差数列,则S n n 也是等差数列,其⾸项与{a n }的⾸项相同,公差是{a n }的公差的12.(8)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S偶-S奇=nd,S奇S偶=a na n+1.(9)若等差数列{a n}的项数为奇数2n+1,则①S2n+1=(2n+1)a n+1;②S奇S偶=n+1n.[基本能⼒]1.在等差数列{a n}中,a3+a7=37,则a2+a4+a6+a8=________.解析:依题意,得a2+a4+a6+a8=(a2+a8)+(a4+a6)=2(a3+a7)=74.答案:742.设{a n}是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的⾸项是________.答案:23.在等差数列{a n}中,3(a3+a5)+2(a7+a10+a13)=24,则该数列前13项的和是________.答案:26[全析考法]考法⼀等差数列的性质[例1](1)若数列{an}为等差数列,S n为其前n项和,且a1=2a3-3,则S9=()A.25B.27C.50 D.54(2)在等差数列{a n}中,若a1,a2 019为⽅程x2-10x+16=0的两根,则a2+a1 010+a2 018=() A.10 B.15 C.20 D.40[解析](1)设等差数列{an}的公差为d,a1=2a3-3=2a1+4d-3,∴a5=a1+4d=3,S9=9a5=27.(2)因为a1,a2 019为⽅程x2-10x+16=0的两根,所以a1+a2 019=10.由等差数列的性质可知,a1 010=a1+a2 0192=5,a2+a2 018=a1+a2 019=10,所以a2+a1 010+a2 018=10+5=15.故选B.[答案](1)B(2)B[⽅法技巧]利⽤等差数列的性质求解问题的注意点(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 mn-m,S2n-1=(2n-1)a n,n (a 1+a n )2=n (a 2+a n -1)2(n ,m ∈N *)等. [提醒] ⼀般地,a m +a n ≠a m +n ,等号左、右两边必须是两项相加,当然也可以是a m -n +a m +n =2a m .考法⼆等差数列前n 项和最值问题等差数列的通项a n 及前n 项和S n 均为n 的函数,通常利⽤⼆次函数法或通项变号法解决等差数列前n 项和S n 的最值问题.[例2] (2018·全国卷Ⅱ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15. (1)求{a n }的通项公式; (2)求S n ,并求S n 的最⼩值. [解] (1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15. ⼜a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9. (2)法⼀:(⼆次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16,所以当n =4时,S n 取得最⼩值,最⼩值为-16. 法⼆:(通项变号法) 由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n . 由S n 最⼩a n ≤0,a n +1≥0,即?2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,⼜n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最⼩值为S 4=-16. [⽅法技巧]求等差数列前n 项和S n 最值的2种⽅法(1)⼆次函数法利⽤等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配⽅或借助图象求⼆次函数最值的⽅法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满⾜a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最⼤值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满⾜?a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最⼩值为S m .[集训冲关]1.[考法⼀]设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则3a 5等于( )A .15B .17C .19D .21解析:选A 因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8. ⼜S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8,所以S 153a 5=15a 8a 8=15. 2.[考法⼀]在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( ) A .9 B .10 C .11D .12解析:选B ∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.⼜a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10. 3.[考法⼆]等差数列{a n }中,S n 为前n 项和,且a 1=25,S 17=S 9,请问:数列前多少项和最⼤?解:法⼀:∵a 1=25,S 17=S 9,∴17a 1+17×162d =9a 1+9×82d ,解得d =-2. ∵a 1=25>0,由a n =25-2(n -1)≥0,a n +1=25-2n ≤0,得n ≤1312,n ≥1212.∴当n =13时,S n 有最⼤值.法⼆:∵a 1=25,S 17=S 9,∴17a 1+17×162d =9a 1+9×82d ,解得d =-2. 从⽽S n =25n +n (n -1)(-2)=-n 2+26n =-(n -13)2+169. 故前13项之和最⼤.突破点三等差数列的判定与证明[典例] 各项均不为0的数列{a n }满⾜a n +1(a n +a n +2)2=a n +2a n ,且a 3=2a 8=15.(1)证明数列?1a n 是等差数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }的通项公式为b n =a n2n +6,求数列{b n }的前n 项和S n . [解] (1)证明:依题意,a n +1a n +a n +2a n +1=2a n +2a n ,两边同时除以a n a n +1a n +2,可得1a n +2+1a n =2a n +1,故数列1a n 是等差数列,设数列1a n 的公差为d .因为a 3=2a 8=15,所以1a 3=5,1a 8=10,所以1a 8-1a 3=5=5d ,即d =1,所以1a n =1a 3+(n -3)d =5+(n -3)×1=n +2,故a n =1n +2.(2)由(1)可知b n =a n 2n +6=12·1(n +2)(n +3)=12( 1n +2-1n +3 ),故S n =12( 13-14+14-15+…+1n +2-1n +3 )=n 6(n +3).[⽅法技巧]等差数列的判定与证明⽅法[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. [针对训练]已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6. (1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解:(1)设数列{a n }的公差为d ,则2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴a 1=4,d =-6,∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2.(2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2 =-6n 2-4n -6,2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.[课时跟踪检测][A 级基础题]1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是( ) A .30 B .29 C .28D .27解析:选C 由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.故选C.2.数列{2n -1}的前10项的和是( ) A .120 B .110 C .100D .10解析:选C ∵数列{2n -1}是以1为⾸项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=(1+19)×102=100.故选C.3.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于( ) A .2 B .0 C .-1D .-2解析:选D 因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2,故选D.4.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =( ) A .4 B .3 C .2D .1解析:选C ∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2,故选C.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为( ) A .20 B .40 C .60D .80解析:选D 设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得?a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80.故选D.[B 级提升题]1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011C.910D .89解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d =12,⼜a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n=1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=1-12+12-13+…+110-111=1-111=1011.选B.2.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=( ) A .12 B .13 C .14D .15解析:选D 法⼀:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15,故选D.法⼆:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去),则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15,故选D.3.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于( ) A .-18 B .27 C .18D .-27解析:选B 法⼀:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27,故选B. 法⼆:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27,故选B.4.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列?S n n 的前11项和为( )A .-45B .-50C .-55D .-66解析:选D ∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为⾸项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n2n =-n ,∴数列S n n 是以-1为⾸项,-1为公差的等差数列,∴数列S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66,故选D.5.《九章算术》“⽵九节”问题: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( ) A .1升B .6766升C.4744升 D .3733升解析:选B 设该等差数列为{a n },公差为d ,由题意得 a 1+a 2+a 3+a 4=3,a 7+a 8+a 9=4,即4a 1+6d =3,3a 1+21d =4,解得a 1=1322,d =766.∴a 5=1322+4×766=6766.故选B. 6.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最⼤值是( ) A .15 B .20 C .26D .30解析:选C 设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由a n ≥0,a n +1≤0?14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最⼤,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26,故选C.7.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=( ) A .2 018 B .-2 018 C .4 036D .-4 036解析:选C 设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,∴S n n 是等差数列.∵S 1212-S 10 10=2,∴S n n 的公差为1,⼜S 11=a 11=-2 015,∴S n n 是以-2 015为⾸项,1为公差的等差数列,∴S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,∴S 2 018=4 036.故选C.8.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n )(n ∈N *)在函数y =x 2-10x 的图象上,等差数列{b n }满⾜b n +b n +1=a n (n ∈N *),其前n 项和为T n ,则下列结论正确的是( ) A .S n <2T n B .b 4=0 C .T 7>b 7D .T 5=T 6解析:选D 因为点(n ,S n )(n ∈N *)在函数y =x 2-10x 的图象上,所以S n =n 2-10n ,所以a n =2n -11,⼜b n +b n +1=a n (n ∈N *),数列{b n }为等差数列,设公差为d ,所以2b 1+d =-9,2b 1+3d =-7,解得b 1=-5,d =1,所以b n =n -6,所以b 6=0,所以T 5=T 6,故选D. 9.已知数列{a n }是等差数列,其前n 项和S n 有最⼤值,且a 2 019a 2 018<-1,则使得S n >0的n 的最⼤值为( ) A .2 018 B .2 019 C .4 035D .4 037解析:选C 设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知d <0,a 2 018>0,a 2 018+a 2 019<0,所以S 4 035=4 035(a 1+a 4 035)2=4 035a 2 018>0,S 4 036=4 036(a 1+a 4 036)2=4 036(a 2 018+a 2 019)2<0,所以使得S n >0的n 的最⼤值为4 035,故选C.10.设等差数列{a n }满⾜a 3+a 7=36,a 4a 6=275,且a n a n +1有最⼩值,则这个最⼩值为( ) A .-10 B .-12 C .-9D .-13解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3+a 7=36,∴a 4+a 6=36,⼜a 4a 6=275,联⽴,解得a 4=11,a 6=25或a 4=25,a 6=11,当a 4=11,a 6=25时,可得a 1=-10,d =7,此时a n =7n -17,a 2=-3,a 3=4,易知当n ≤2时,a n <0,当n ≥3时,a n >0,∴a 2a 3=-12为a n a n +1的最⼩值;当 a 4=25,a 6=11时,可得a 1=46,d =-7,此时a n =-7n +53,a 7=4,a 8=-3,易知当n ≤7时,a n >0,当n ≥8时,a n <0,∴a 7a 8=-12为a n a n +1的最⼩值.综上,a n a n +1的最⼩值为-12.11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________. 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得?a 1=1,d =2,∴a n =2n -1.答案:2n -112.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法⼀:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法⼆:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.答案:a n =6n -313.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最⼤值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.⼜数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,⾃第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最⼤值时,n =6. 答案:614.设公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2,a 5,a 11成等⽐数列,且a 11=2(S m -S n )(m >n >0,m ,n ∈N *),则m +n 的值是________.解析:设等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),因为a 2,a 5,a 11成等⽐数列,所以a 25=a 2a 11,所以(a 1+4d )2=(a 1+d )(a 1+10d ),解得a 1=2d ,⼜a 11=2(S m -S n )(m >n >0,m ,n ∈N *),所以2ma 1+m (m -1)d -2na 1-n (n -1)d =a 1+10d ,化简得(m +n +3)(m -n )=12,因为m >n >0,m ,n ∈N *,所以 m -n =1,m +n +3=12或m -n =2,m +n +3=6,解得?m =5,n =4或m =52,n =12(舍去),所以m +n =9.答案:915.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=45,S 6=60. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满⾜b n +1-b n =a n (n ∈N *),且b 1=3,求?1b n 的前n 项和T n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 6=S 6-S 5=15,所以?a 6=a 1+5d =15,S 5=5a 1+10d =45,解得a 1=5,d =2,所以a n =2n +3.(2)b n =(b n -b n -1)+(b n -1-b n -2)+…+(b 2-b 1)+b 1 =a n -1+a n -2+…+a 1+3=n 2+2n ,所以1b n =1n (n +2)=121n -1n +2,所以T n =121+12-1n +1-1n +2=3n 2+5n 4n 2+12n +8.16.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1(2)在(1)中,设b n =S n n +c ,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列.解:(1)∵a 1,a 2(a 12·4=2n 2-n .(2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c=2n 2-n n -12=2n ,∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为⾸项,2为公差的等差数列.。
课时过关检测(二十九) 数列的概念与表示A 级——基础达标1.已知数列{a n }的前4项依次为2,6,12,20,则数列{a n }的通项公式可能是( ) A .a n =4n -2 B .a n =2n+2(n -1) C .a n =n 2+nD .a n =3n -1+2n -1解析:C 对于A ,a 3=10≠12,故A 错误;对于B ,a 4=16+6=22≠20,故B 错误;对于C ,a 1=12+1=2,a 2=22+2=6,a 3=32+3=12,a 4=42+4=20,故C 正确;对于D ,a 3=9+5=14≠12,故D 错误.故选C .2.(2022·潍坊一模)已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且满足S n =n 2+4n +1,则a 1+a 3+a 5=( )A .27B .28C .29D .30解析:B 因为S n =n 2+4n +1,当n =1时,a 1=S 1=6,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n+3.经检验,当n =1时不符合,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2n +3,n ≥2,所以a 1+a 3+a 5=28.故选B .3.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,a n +1=S n +1(n ∈N *),则S 5=( ) A .31 B .42 C .37D .47解析:D 由题意,得S n +1-S n =S n +1(n ∈N *),所以S n +1+1=2(S n +1)(n ∈N *),又S 1+1=3,故数列{S n +1}是首项为3,公比为2的等比数列,则S 5+1=3×24,所以S 5=47.4.已知递增数列{a n },a n ≥0,a 1=0.对于任意的正整数n ,不等式t 2-a 2n -3t -3a n ≤0恒成立,则正数t 的最大值为( )A .1B .2C .3D .6解析:C 因为数列{a n }是递增数列,又t 2-a 2n -3t -3a n =(t -a n -3)(t +a n )≤0,t +a n >0,所以t ≤a n +3恒成立,即t ≤(a n +3)min =a 1+3=3,所以t max =3.5.(多选)(2022·泰安模拟)大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.数列中的每一项,都代表太极衍生过程中曾经经历过的两仪数量总和,其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,…,则下列说法正确的是( )A .此数列的第20项是200B .此数列的第19项是182C .此数列偶数项的通项公式为a 2n =2n 2D .此数列的前n 项和为S n =n (n -1)解析:AC 观察此数列,偶数项通项公式为a 2n =2n 2,奇数项是后一项减去后一项的项数,a 2n -1=a 2n -2n ,由此可得a 20=2×102=200,A 、C 正确;a 19=a 20-20=180,B 错误;S n =n (n -1)=n 2-n 是一个等差数列的前n 项和,而题中数列不是等差数列,不可能有S n =n (n -1),D 错误.故选A 、C .6.(多选)(2022·潍坊一模)已知数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧3n +1,n 为奇数,2-2n ,n 为偶数,则( )A .a 6=19B .a 7>a 6C .S 5=22D .S 6>S 5解析:BC 因为a n =⎩⎪⎨⎪⎧3n +1,n 为奇数,2-2n ,n 为偶数,所以a 1=4,a 2=-2,a 3=10,a 4=-6,a 5=16,a 6=-10,a 7=22,所以A 错误,B 正确;S 5=a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=4+(-2)+10+(-6)+16=22,故C 正确;因为a 6=-10,所以S 6-S 5=a 6<0,所以S 6<S 5,故D 错误.故选B 、C .7.已知数列{a n }的通项公式a n =632n ,若a 1·a 2·…·a n ≤a 1·a 2·…·a k 对n ∈N *恒成立,则正整数k 的值为________.解析:a n =632n ,当n ≤5时,a n >1;当n ≥6时,a n <1,由题意知,a 1·a 2·…·a k 是{a n }的前n 项乘积的最大值,所以k =5.答案:58.已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +n (n ∈N *),则a 4=________,a n =________. 解析:由题意可得a 1=1,a n +1-a n =n ,则当n ≥2时,a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+[1+2+3+…+(n -1)]=1+n n -12=n 2-n +22,又a 1=1也适合上式,故a n =n 2-n +22,则a 4=42-4+22=7.答案:7n 2-n +229.(2022·北京质检)已知数列{a n }满足21·a 1+22·a 2+23.a 3+ (2)·a n =(n -1)·2n +1+2(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:∵2a 1+22a 2+23a 3+…+2n -1a n -1+2n a n =(n -1)·2n +1+2,∴2a 1+22a 2+23a 3+…+2n -1a n -1=(n -2)·2n +2(n ≥2),两式相减,得2n a n =n ·2n ,即a n =n (n ≥2),当n =1时,a 1=1,适合a n =n ,故a n =n (n ∈N *).答案:n10.如果连续自然数数列a 1,a 2,…,a n ,…满足lg 2+lg ⎝⎛⎭⎪⎫1+1a 1+lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a 2+…+lg ⎝⎛⎭⎪⎫1+1a n =lg n ,那么这个数列最多有几项?并求数列的前n 项和S n . 解:由已知得:2·⎝⎛⎭⎪⎫1+1a 1·⎝⎛⎭⎪⎫1+1a 2·…·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a n =n ,即2·a 1+1a 1·a 2+1a 2·a 3+1a 3·…·a n +1a n=n . ∵a 1,a 2,…,a n ,…为连续自然数, ∴上式可化简为2·a n +1a 1=n ,即2·a 1+na 1=n , ∴2n +2a 1=na 1,即(n -2)(a 1-2)=4.若要n 最大,且n ∈N *,则只能有⎩⎪⎨⎪⎧n -2=4,a 1-2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧n =6,a 1=3,∴该数列最多有6项,首项为3, ∴S 6=3+4+5+6+7+8=33.B 级——综合应用11.设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)na n +12n ,则S 1+S 3+S 5=( )A .0B .1764C .564D .2164解析:D 数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =(-1)na n +12n ,当n 为偶数时,S n =S n -S n -1+12n ,即有S n -1=12n ,所以S 1+S 3+S 5=14+116+164=2164.故选D .12.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1n +1=a n n +ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,则a n =( ) A .2+n ln n B .2+(n -1)ln n C .1+n +ln n D .2n +n ln n解析:D 由题意得,a n +1n +1=a n n +ln n +1n ,则a n n =a n -1n -1+ln n n -1,a n -1n -1=a n -2n -2+ln n -1n -2,…,a 22=a 11+ln 21,由累加法得,a n n =a 11+ln n n -1+ln n -1n -2+…+ln 21,即a nn=a 1+ln ⎝⎛⎭⎪⎫n n -1·n -1n -2·…·21,则a n n =2+ln n ,所以a n =2n +n ln n ,故选D .13.请写出一个符合下列要求的数列{a n }的通项公式:①{a n }为无穷数列;②{a n }为单调递增数列;③0<a n <2.这个数列的通项公式可以是________.解析:因为函数a n =2-1n 的定义域为N *,且a n =2-1n 在N *上单调递增,0<2-1n<2,所以满足3个条件的数列的通项公式可以是a n =2-1n.答案:a n =2-1n(答案不唯一)14.(2022·绵阳模拟)在数列{a n }中,a 1=1,a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若存在n ∈N *,使得a n ≤(n +1)λ成立,求实数λ的最小值. 解:(1)∵a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +12a n +1,∴当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n-1=n2a n , 两式相减得na n =n +12a n +1-n 2a n ,即n +1a n +1na n=3(n ≥2), ∵a 1=1,∴1=1+12a 2,即a 2=1,∴2·a 21·a 1=2≠3.∴数列{na n }是从第二项开始的等比数列, ∴当n ≥2时,有na n =2×3n -2,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n×3n -2,n ≥2.(2)存在n ∈N *使得a n ≤(n +1)λ成立⇔λ≥a nn +1有解,①当n =1时,a 12=12,则λ≥12,即λmin =12;②当n ≥2时,a nn +1=2×3n -2n n +1,设f (n )=2×3n -2n n +1,∴f n +1f n =3nn +2>1,∴f (n )单调递增,∴f (n )min =f (2)=13,∴实数λ的最小值是13.由①②可知实数λ的最小值是13.C 级——迁移创新15.(多选)已知数列{a n }满足a n =n ·k n(n ∈N *,0<k <1),下列命题正确的有( ) A .当k =12时,数列{a n }为递减数列B .当k =45时,数列{a n }一定有最大项C .当0<k <12时,数列{a n }为递减数列D .当k1-k为正整数时,数列{a n }必有两项相等的最大项解析:BCD 当k =12时,a 1=a 2=12,知A 错误;当k =45时,a n +1a n =45·n +1n,当n <4时,a n +1a n >1,当n >4时,a n +1a n <1,所以可判断{a n }一定有最大项,B 正确;当0<k <12时,a n +1a n =k n +1n<n +12n ≤1,所以数列{a n }为递减数列,C 正确;当k 1-k 为正整数时,1>k ≥12,当k =12时,a 1=a 2>a 3>a 4>…,当1>k >12时,令k 1-k =m ∈N *,解得k =m m +1,则a n +1a n =m n +1n m +1,当n =m时,a n +1=a n ,结合B ,数列{a n }必有两项相等的最大项,故D 正确.故选B 、C 、D .16.(2022·益阳一模)设曲线f (x )=xn +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,求x 1·x 2·x 3·x 4·…·x 2 020的值.解:由f (x )=xn +1得f ′(x )=(n +1)x n,切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0得x n =n n +1 ,故x 1·x 2·x 3·x 4·…·x 2 020=12 ×23 ×…×2 0202 021 =12 021.。
【2019最新】精选高考数学一轮复习课时规范练29等差数列及其前n项和理新人教B版基础巩固组1.已知等差数列{an}中,a4+a5=a3,a7=-2,则a9=( )A.-8B.-6C.-4D.-22.(2017陕西咸阳二模,理4)《张丘建算经》卷上一题为“今有女善织,日益功疾,且从第二天起,每天比前一天多织相同量的布,现在一月(按30天计)共织布390尺,最后一天织布21尺”,则该女第一天织布多少尺?( )A.3B.4C.5D.63.已知在每项均大于零的数列{an}中,首项a1=1,且前n项和Sn满足Sn-Sn-1=2(n∈N*,且n≥2),则a81等于( )A.638B.639C.640D.6414.已知数列{an}是等差数列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,{an}的前n项和为Sn,则使得Sn取最大值时,n的值是( )A.18B.19C.20D.215.(2017辽宁沈阳质量检测)设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sn+2-Sn=36,则n=( )A.5B.6C.7D.86.(2017北京丰台一模,理10)已知{an}为等差数列,Sn为其前n项和.若a2=2,S9=9,则a8= .7.已知在数列{an}中,a1=1,a2=2,当整数n≥2时,Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1)都成立,则S15= .8.一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则该数列的公差d= .9.若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=.(1)求证:成等差数列;(2)求数列{an}的通项公式.〚导学号21500542〛10.Sn为等差数列{an}的前n项和,且a1=1,S7=28.记bn=[lg an],其中[x]表示不超过x的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.(1)求b1,b11,b101;(2)求数列{bn}的前1 000项和.综合提升组11.若数列{an}满足:a1=19,an+1=an-3(n∈N+),则数列{an}的前n项和数值最大时,n的值为( )A.6B.7C.8D.912.(2017四川广元二诊,理10)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,其中m≥2,则nSn的最小值为( )A.-3B.-5C.-6D.-913.数列{an}是等差数列,数列{bn}满足bn=anan+1an+2(n∈N+),设Sn为{bn}的前n项和.若a12=a5>0,则当Sn取得最大值时,n的值等于.14.已知公差大于零的等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足a3·a4=117,a2+a5=22.(1)求通项公式an;(2)求Sn的最小值;(3)若数列{bn}是等差数列,且bn=,求非零常数c.〚导学号21500543〛创新应用组15.有两个等差数列{an},{bn},其前n项和分别为Sn和Tn,若,则的值为( )A. B. C. D. 〚导学号21500544〛参考答案课时规范练29 等差数列及其前n项和1.B 解法一:由已知可得解得a1=10,d=-2,所以a9=10+(-2)×8=-6.解法二:因为a4+a5=a3,所以a3+a6=a3,a6=0,又a7=-2,所以d=-2,a9=-2+(-2)×2=-6.2.C 设第n天织布an尺,则数列{an}是等差数列,且S30=390,a30=21,∴S30=(a1+a30),即390=15(a1+21),解得a1=5.故选C.3.C 由已知Sn-Sn-1=2,可得=2,∴{}是以1为首项,2为公差的等差数列,故=2n-1,Sn=(2n-1)2,∴a81=S81-S80=1612-1592=640,故选C.4.C a1+a3+a5=105⇒a3=35,a2+a4+a6=99⇒a4=33,则{an}的公差d=33-35=-2,a1=a3-2d=39,Sn=-n2+40n,因此当Sn取得最大值时,n=20.5.D 解法一:由题知Sn=na1+d=n+n(n-1)=n2,Sn+2=(n+2)2,由Sn+2-Sn=36,得(n+2)2-n2=4n+4=36,所以n=8.解法二:Sn+2-Sn=an+1+an+2=2a1+(2n+1)d=2+2(2n+1)=36,解得n=8.6.0 ∵{an}为等差数列,Sn为其前n项和.a2=2,S9=9,∴解得d=-,a1=,∴a8=a1+7d=0.7.211 由Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1)得(Sn+1-Sn)-(Sn-Sn-1)=2S1=2,即an+1-an=2(n≥2),∴数列{an}从第二项起构成以2为首项,2为公差的等差数列,则S15=1+2×14+×2=211.8.5 设该等差数列的前12项中奇数项的和为S奇,偶数项的和为S偶,等差数列的公差为d.由题意得解得又S偶-S奇=6d,所以d==5.9.(1)证明当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,所以=2.又=2,故是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解由(1)可得=2n,∴Sn=.当n≥2时,an=Sn-Sn-1==-.当n=1时,a1=不适合上式.故an=10.解 (1)设{an}的公差为d,据已知有7+21d=28,解得d=1.所以{an}的通项公式为an=n.b1=[lg 1]=0,b11=[lg 11]=1,b101=[lg 101]=2.(2)因为bn=所以数列{bn}的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893.11.B ∵a1=19,an+1-an=-3,∴数列{an}是以19为首项,-3为公差的等差数列.∴an=19+(n-1)×(-3)=22-3n.设{an}的前k项和数值最大,则有k∈N+.∴∴≤k≤.∵k∈N+,∴k=7.∴满足条件的n的值为7.12.D 由Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,得am=2,am+1=3,所以d=1,∵Sm=0,故ma1+d=0,故a1=-,∵am+am+1=5,∴am+am+1=2a1+(2m-1)d=-(m-1)+2m-1=5,解得m=5.∴a1=-=-2,nSn=nn3-n2,设f(n)=n3-n2,则f'(n)=n2-5n,令f'(n)=0,得n=或n=0,由n∈N+,得当n=3时,nSn取最小值×27-×9=-9.故选D.13.16 设{an}的公差为d,由a12=a5>0,得a1=-d,a12<a5,即d<0,所以an=d,从而可知当1≤n≤16时,an>0;当n≥17时,an<0.从而b1>b2>…>b14>0>b17>b18>…,b15=a15a16a17<0,b16=a16a17a18>0,故S14>S13>…>S1,S14>S15,S15<S16,S16>S17>S18>….因为a15=-d>0,a18=d<0,所以a15+a18=-d+d=d<0,所以b15+b16=a16a17(a15+a18)>0,所以S16>S14,故Sn中S16最大.故答案为16.14.解(1)∵数列{an}为等差数列,∴a3+a4=a2+a5=22.又a3·a4=117,∴a3,a4是方程x2-22x+117=0的两实根.又公差d>0,∴a3<a4,∴a3=9,a4=13,∴∴通项公式an=4n-3.(2)由(1)知a1=1,d=4,∴Sn=na1+d=2n2-n=2.∴当n=1时,Sn最小,最小值为S1=a1=1.(3)由(2)知Sn=2n2-n,∴bn=,∴b1=,b2=,b3=.∵数列{bn}是等差数列,∴2b2=b1+b3,即×2=,∴2c2+c=0,∴c=-(c=0舍去),故c=-.15.D 由题意,知a1+a2+a14+a19=2(a8+a10)=4a9,同理b1+b3+b17+b19=4b10,又∵,且Sn和Tn都是关于n的二次函数,∴设Sn=kn×3n=3kn2,设Tn=kn×(2n+1),a9=S9-S8=3k×17,b10=T10-T9=39k,∴.。
课时作业(二十九) 等差数列及其前n项和A 级1.等差数列{a n}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{a n}的公差为( )A.1 B.2C.3 D.42.若等差数列{a n}的前5项和为S5=25,且a2=3,则a7=( )A.12 B.13C.14 D.153.设等差数列{a n}的前n项和S n,若S4=8,S8=20,则a11+a12+a13+a14=( ) A.18 B.17C.16 D.154.(2013·北京模拟)在等差数列{a n}中,2(a1+a4+a7)+3(a9+a11)=24,则此数列的前13项之和等于( )A.13 B.26C.52 D.1565.在等差数列{a n}中,a1>0,a10·a11<0,若此数列的前10项和S10=36,前18项和S18=12,则数列{|a n|}的前18项和T18的值是( )A.24 B.48C.60 D.846.(2012·广东卷)已知递增的等差数列{a n}满足a1=1,a3=a22-4,则a n=________.7.已知数列{a n}中,a1=1且1a n+1=1a n+13(n∈N*),则a10=________.8.各项均不为零的等差数列{a n}中,若a2n-a n-1-a n+1=0(n∈N*,n≥2),则S2 012等于________.9.在等差数列{a n}中,a1+a2+a3+…+a50=200,a51+a52+…+a100=2 700,则a1=________.10.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=-5,且它的前11项的平均值是5.(1)求等差数列的公差d;(2)求使S n>0成立的最小正整数n.11.(2012·重庆卷)已知{a n }为等差数列,且a 1+a 3=8,a 2+a 4=12. (1)求{a n }的通项公式;(2)记{a n }的前n 项和为S n ,若a 1,a k ,S k +2成等比数列,求正整数k 的值.B 级1.设等差数列{a n }的前n 项之和为S n ,S 21=a 21,且a 1>0,则有( ) A .{a n }为递减数列,且S n 的最大值为S 10 B .{a n }为递增数列,且S n 的最小值为S 11 C .{a n }为递增数列,且S n 的最大值为S 10 D .{a n }为递减数列,且S n 的最小值为S 112.设等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________.3.数列{a n }满足a n +1+a n =4n -3(n ∈N *). (1)若{a n }是等差数列,求其通项公式;(2)若{a n }满足a 1=2,S n 为{a n }的前n 项和,求S 2n +1.详解答案课时作业(二十九)A 级1.B 方法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+4d =10,a 1+3d =7.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2.∴d =2.方法二:∵在等差数列{a n }中,a 1+a 5=2a 3=10,∴a 3=5. 又a 4=7,∴公差d =7-5=2. 2.B 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧5a 1+5×42d =25,a 1+d =3∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1d =2,∴a 7=a 1+6d =1+6×2=13.3.A 设{a n }的公差为d ,S 8-S 4=12,(a 5+…+a 8)-S 4=16d ,d =14,a 11+a 12+a 13+a 14=S 4+40d =18.4.B ∵2(a 1+a 4+a 7)+3(a 9+a 11)=6a 4+6a 10=24, ∴a 4+a 10=4. ∴S 13=13a 1+a 132=13a 4+a 102=26.5.C 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,故选C.6.解析: 设等差数列公差为d ,则由a 3=a 22-4,得1+2d =(1+d )2-4, ∴d 2=4,∴d =±2.由于该数列为递增数列,∴d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. 答案: 2n -1 7.解析: 由1a n +1=1a n +13知,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列,则1a n =1+13(n -1),即a n =3n +2.∴a 10=310+2=14.答案: 148.解析: ∵a n -1+a n +1=2a n , ∴a 2n -a n -1-a n +1=a 2n -2a n =0, 解得a n =2或a n =0(舍).∴S 2 012=2×2 012=4 024. 答案: 4 0249.解析: 根据题意可知a 1+a 2+a 3+…+a 50=200①a 51+a 52+a 53+…+a 100=2 700②②-①可得50×50d =2 500,可得d =1.由a 1+a 2+a 3+…+a 50=25×(a 1+a 50)=25(2a 1+49d )=200. 解得a 1=-20.5. 答案: -20.510.解析: (1)∵S 11=55,∴11×(-5)+11×102d =55,∴d =2.(2)S n =(-5)n +n n -12×2>0,n >6,所以使S n >0成立的最小正整数n 为7.11.解析: (1)设数列{a n }的公差为d ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+2d =8,2a 1+4d =12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =2.所以a n =a 1+(n -1)d =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)可得S n =n a 1+a n2=n 2+2n2=n (n +1).因为a 1,a k ,S k +2成等比数列,所以a 2k =a 1S k +2. 从而(2k )2=2(k +2)(k +3),即k 2-5k -6=0, 解得k =6或k =-1(舍去),因此k =6.B 级1.A ∵S 21=a 21,∴S 20=0,又∵a 1>0,∴d <0.∴{a n }为递减数列,∴a 10+a 11=0,a 10>0,a 11<0,∴S 10最大. 2.解析: ∵{a n },{b n }为等差数列, ∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 答案:19413.解析: (1)由题意得a n +1+a n =4n -3,①a n +2+a n +1=4n +1,②②-①得a n +2-a n =4,∵{a n }是等差数列,设公差为d ,∴d =2.∵a 1+a 2=1,∴a 1+a 1+d =1,∴a 1=-12,∴a n =2n -52.(2)∵a1=2,a1+a2=1,∴a2=-1.又∵a n+2-a n=4,∴数列的奇数项与偶数项分别成等差数列,公差均为4,∴a2n-1=4n-2,a2n=4n-5,S2n+1=(a1+a3+…+a2n+1)+(a2+a4+…+a2n)=(n+1)×2+n+1n2×4+n×(-1)+n n-12×4=4n2+n+2.。
. 等差数列的前项和(第二课时)
.求和:
();().
.在等差数列中,
()已知,,求;
()已知,,求;
()已知,,求;
()已知,,求.
.在等差数列中,已知,.
()求;()求.
.在等差数列中,
()已知,求;()已知,求;
()已知,求;()已知,,求.
.一个等差数列的前项和为,前项中,偶数项的和与奇数项的和之比为,求公差.
.已知等差数列的前项和,写出它的前项,并求这个数列的通项公式.
.一个物体从的高空落下,如果该物体第秒降落,以后每秒比前一秒多降落,那么经过几秒钟才能落到地面?
.已知等差数列中,,,求前项和的最小值.
.观察:
……
()第行是多少个数的和?这些数的和是多少?
()计算第行的值.。
人教版2013届高三一轮复习课时训练29
等差数列及前n 项和
1.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
解析:选B.由已知可得⎩⎨⎧
a 1+5d =25a 1+10d =30, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=263d =-43,所以S 8=8a 1+8×72
d =32. 2.(2011·高考大纲全国卷)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:选D.∵S k +2-S k =a k +1+a k +2=a 1+kd +a 1+(k +1)d =2a 1+(2k +1)d =2×1+(2k +1)×2=4k +4=24,∴k =5.
3.等差数列{a n }中,a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,则数列{a n }的前9项和S 9等于________. 解析:∵a 1+a 4+a 7=39,a 3+a 6+a 9=27,
∴3a 4=39,3a 6=27,∴a 4=13,a 6=9,则S 9=92(a 1+a 9)=92(a 4+a 6)=92
×(13+9)=99. 答案:99
4.(2012·荆州质检)已知数列{a n }的通项公式为a n =2n .若a 3,a 5分别为等差数列{b n }的第3项和第5项,试求数列{b n }的通项公式及前n 项和S n .
解:a 3=8,a 5=32,则b 3=8,b 5=32.
设{b n }的公差为d ,则有⎩⎨⎧ b 1+2d =8,b 1+4d =32.解得⎩⎨⎧
b 1=-16.d =12.
从而b n =-16+12(n -1)=12n -28.
所以数列{b n }的前n 项和
S n =n (-16+12n -28)2=6n 2-22n .
一、选择题
1.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 8=30,S 4=7,则a 4的值等于( ) A.14 B.94
C.134
D.174
解析:选C.由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ 8a 1+8×(8-1)d 2=304a 1+4×(4-1)d 2=7,解得⎩⎨⎧ a 1=14d =1,故a 4=a 1+3=134
,故选C. 2.已知数列{a n }为等差数列,其前n 项和为S n ,若a 4+a 5+a 6=π4
,则cos S 9的值为( ) A.12 B.22
C .-12
D .-22
解析:选D.由等差数列的性质可知,a 4+a 6=2a 5,故a 5=π12,所以S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=9π12=3π4,所以cos S 9=cos 3π4=-22
,故选D. 3.若数列{a n }的前n 项和为S n =an 2+n (a ∈R),则下列关于数列{a n }的说法正确的是( )
A .{a n }一定是等差数列
B .{a n }从第二项开始构成等差数列
C .a ≠0时,{a n }是等差数列
D .不能确定其是否为等差数列
解析:选A.由等差数列的前n 项和公式S n =na 1+n (n -1)d 2=(a 1-d 2)n +d 2
n 2可知,该数列{a n }一定是等差数列. 4.在等差数列{a n }中,若S 4=1,S 8=4,则a 17+a 18+a 19+a 20的值为( )
A .9
B .12
C .16
D .17
解析:选A.S 4=1,S 8-S 4=3,而S 4,S 8-S 4,S 12-S 8,S 16-S 12,S 20-S 16成等差数列, 即各项为1,3,5,7,9,
∴a 17+a 18+a 19+a 20=S 20-S 16=9.故选A.
5.已知数列{a n }为等差数列,若a 11a 10
<-1,且它们的前n 项和S n 有最大值,则使S n >0的n 的最大值为( ) A .11 B .19
C .20
D .21
解析:选B.∵a 11a 10
<-1,且S n 有最大值, ∴a 10>0,a 11<0,且a 10+a 11<0,
∴S 19=19(a 1+a 19)2
=19·a 10>0, S 20=20(a 1+a 20)2
=10(a 10+a 11)<0, 故使得S n >0的n 的最大值为19.
二、填空题
6.(2011·高考湖南卷)设S n 是等差数列{a n }(n ∈N *)的前n 项和,且a 1=1,a 4=7,则S 5=________.
解析:设等差数列的公差为d .由a 1=1,a 4=7,得3d =a 4-a 1=6,故d =2,∴a 5=9,S 5=5(a 1+a 5)2
=25. 答案:25
7.(2011·高考广东卷)等差数列{a n }前9项的和等于前4项的和.若a 1=1,a k +a 4=0,则k =________. 解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 9-S 4=0,即a 5+a 6+a 7+a 8+a 9=0,5a 7=0,故a 7=0.而a k +a 4=0,故k =10.
答案:10
8.在数列{a n }中,若点(n ,a n )在经过点(5,3)的定直线l 上,则数列{a n }的前9项和S 9=________. 解析:∵点(n ,a n )在定直线l 上,
∴数列{a n }为等差数列.∴a n =a 1+(n -1)d .
将(5,3)代入,得3=a 1+4d =a 5.
∴S 9=92
(a 1+a 9)=9a 5=3×9=27. 答案:27
三、解答题
9.已知等差数列{a n }中,a 2=8,前10项和S 10=185.求数列{a n }的通项公式a n . 解:设数列{a n }的公差为d ,
因为a 2=8,S 10=185,
所以⎩⎨⎧ a 1+d =810a 1+10×92d =185,解得⎩⎨⎧
a 1=5d =3, 所以a n =5+(n -1)×3=3n +2,
即a n =3n +2.
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 . 解:(1)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)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
. 11.(2012·金华联考)已知各项均不相等的等差数列{a n }的前四项和S 4=14,且a 1,a 3,a 7成等比数列.
(1)求数列{a n }的通项公式;
(2)设T n 为数列{1a n a n +1
}的前n 项和,若T n ≤λa n +1对一切n ∈N *恒成立,求实数λ的最小值. 解:(1)设公差为d .
由已知得⎩⎨⎧
4a 1+6d =14,(a 1+2d )2=a 1(a 1+6d ),
联立解得d =1或d =0(舍去),
∴a 1=2,故a n =n +1.
(2)1a n a n +1=1(n +1)(n +2)=1n +1-1n +2
, ∴T n =12-13+13-14+…+1n +1-1n +2
=1
2-
1
n+2
=
n
2(n+2)
.
∵T n≤λa n+1,
∴
n
2(n+2)
≤λ(n+2).
∴λ≥n
2(n+2)2
.
又
n
2(n+2)2
=
1
2(n+
4
n+4)
≤
1
2(4+4)
=
1
16.
∴λ的最小值为1
16.。