等差数列求和方法【考点1】等差数列的前n 项和公式 (1)等差数列的前n 项和公式:2)(1n n a a n S +=,或d n n na S n 2)1(1-+=,此式还可变形为n da n d S n )2(212-+=.(2)倒序相加法:将一个数列倒过来排列,当它与原数列相加时,若有规律可循,并且容易求和,则这样的数列求和时可用倒序相加法(等差数列前n 项公式的推导所用方法).例1在等差数列{a n }中,(1)已知S 12=84,S 20=460,求S 28; (2)已知a 6=10,S 5=5,求a 8和S 8.【点拨】利用等差数列前n 项和公式的变形形式n da n d S n )2(212-+=待定系数法求解. 【解析】(1)不妨设S n =An 2+Bn ,∴⎩⎨⎧-==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=+172460202084121222B A B A B A ∴S n =2n 2-17n∴S 28=2×282-17×28=1092.(2)∵S 6=S 5+a 6=5+10=15,又S 6=2)10(62)(6161+=+a a a ∴15=2)10(61+a 即a 1=-5而d =31616=--a a ∴a 8=a 6+2 d =16S 8=442)(881=+a a .【答案】(1)1092;(2)44.【小结】本题考查等差数列前n 项和公式.例2设等差数列{}n a 的第10项为23,第25项为22-,求:(1)数列{}n a 的通项公式; (2)数列{}n a 前50项的绝对值之和.【点拨】通过通项公式找到数列{}n a 中的正.负分界项,利用等差数列前n 项和公式求解. 【解析】(1)由已知可知22,232510-==a a ,d a a 151025=-d 152322=--∴,解得3-=d .509101=-=d a a 533+-=∴n a n .(2)此数列的前17项均为正数,从第18项开始均为负数.前50项的绝对值之和()()()20591175442225017175017501918173211321=--⨯=-=--=+++-++++=+++++=-S S S S S a a a a a a a a a a a a S n n ΛΛΛ.【答案】(1)353n a n =-+;(2)2059. 【小结】本题考查等差数列前n 项和公式练习1:已知数列{}n a 的通项公式112+-=n a n ,如果)(N n a b n n ∈=,求数列{}n b 的前n 项和. 【解题过程】【解析】112,5211,6n n n n b a n n -≤⎧==⎨-≥⎩,当5n ≤时,2(9112)102n n S n n n =+-=-当6n ≥时,255525(1211)10502n n n S S S n n n --=+=++-=-+ ∴⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≤+-=)6(,5010)5(,1022n n n n n n S n .【考点2】等差数列前n 项和的最值 (1)在等差数列{a n }中当a 1>0,d <0时,S n 有最________值,使S n 取到最值的n 可由不等式组__________确定; 当a 1<0,d >0时,S n 有最________值,使S n 取到最值的n 可由不等式组__________确定. (2)因为S n =d2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,若d ≠0,则从二次函数的角度看:当d >0时,S n 有最______值;当d <0时,S n 有最______值;且n 取最接近对称轴的自然数时,S n 取到最值. 一个有用的结论:若S n =an 2+bn ,则数列{a n }是等差数列.反之亦然.例3设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=12,且S 12>0,S 13<0.(1)求公差d 的范围;(2)问前几项的和最大,并说明理由.【点拨】找到数列{}n a 中的正.负分界项是解题关键.【解析】(1)根据题意,有:⎩⎪⎨⎪⎧12a 1+12×112d >0,13a 1+13×122d <0,a 1+2d =12,整理得:⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+11d >0,a 1+6d <0,a 1+2d =12.解之得:-247<d <-3.(2)∵d <0,∴a 1>a 2>a 3>…>a 12>a 13>…,而S 13=13a 1+a 132=13a 7<0,∴a 7<0.又S 12=12a 1+a 122=6(a 1+a 12)=6(a 6+a 7)>0,∴a 6>0.∴数列{a n }的前6项和S 6最大.【答案】(1)-247<d <-3;(2)数列{a n }的前6项和S 6最大.【小结】本题考查等差数列的最值.练习1:设{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和,且S 5<S 6,S 6=S 7>S 8,则下列结论正确的是________(只填序号).①d <0;②a 7=0;③S 9>S 5;④S 6与S 7均为S n 的最大值 【解题过程】【解析】由S 5<S 6,得a 6=S 6-S 5>0.又S 6=S 7⇒a 7=0,所以d <0.故①②正确.由S 7>S 8⇒a 8<0,因此,S 9-S 5=a 6+a 7+a 8+a 9=2(a 7+a 8)<0即S 9<S 5故③错误,④正确.【考点3】等差数列前n 项和的性质(1)数列{}{}{}212n n n a a ka b -+,,仍为等差数列,232n n n n n S S S S S --,,……仍为等差数列;(2)若n 为偶数,则2nS S d -=偶 奇;若n 为奇数,则S S a -=偶 奇中(中间项);例4一个等差数列的前10项之和为100,前100项之和为10,则前110项之和是________.【点拨】利用232n n n n n S S S S S --,,……成等差数列求解.【解析】数列S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90,S 110-S 100 成等差数列,设其公差为D .前10项的和10S 10+10×92·D =S 100=10,解得D =-22,∴S 110-S 100=S 10+(11-1)D=100+10×(-22)=-120.∴S 110=-120+S 100=-110. 【答案】-110.【小结】本题考查等差数列前n 项和的性质.练习1:等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若363,7,S S ==则9S 等于 . 【解答过程】【解析】由{}n a 是等差数列知36396,,S S S S S --成等差数列,即()92437S ⨯=+-,解得912S =.例5已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为________. 【点拨】根据S 偶-S 奇=n2d 求解.【解析】当项数n 为偶数时,由S 偶-S 奇=n2d 知30-15=5d ,∴d =3.【答案】3【小结】本题考查等差数列的前n 项和公式.当项数n 为偶数时,由S 偶-S 奇=n2d ;含21n +项的等差数列,其奇数项的和与偶数项的和之比为1=S n S n+奇偶,之差为1=n S S a +-奇偶. 练习1:等差数列}{n a 共有21n +项,其中奇数项之和为319,偶数项之和为290,则其中间项为_________. 【解题过程】【解析】设数列公差为d ,首项为1a ,奇数项共1n +项:令其和为1319n S +=;偶数项共n 项:令其和为290n T =.有()()()12121432212131929029n n n n n n S T a a a a a a a a nd ++-+-=--+-++-=-=-=⎡⎤⎣⎦L ,有211129n n a nd a nd a ++-=+==.基础练习1.(2014·福建卷) 等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6等于___________. 2.已知数列{a n }中,a 1=-60,a n +1=a n +3,则|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a 30|等于____________.3.在等差数列{}n a 中,10120S =,则29a a +=____________.4.等差数列{}n a 中,39a a =,公差0d <,则使前n 项和n S 取得最大值的自然数n 是____. 5.若数列{}n a 是等差数列,首项10a >,200320040a a +>,200320040a a ⋅<,则使前n 项和0n S >成立的最大自然数n 是________.6.(2014·北京卷) 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.7.若{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,若a 1>0,d<0,S 4=S 8,则S n >0成立的最大自然数n 为________.8.设n S 是等差数列{}n a 的前n 项和,若361,3S S =,则612SS 等于____________. 9.已知等差数列}{n a 的前n 项和是n S ,若1>m ,且0211=-++-m m m a a a ,3812=-m S ,则=m ___.10.一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项与奇数项和之比为32∶27,则这个等差数列的公差是____________.11.已知公差大于零的等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足:34117a a ⋅=,2522a a += (1)求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)若数列{}n b 是等差数列,且nn S b n c=+,求非零常数c . 12.(2014·全国卷) 等差数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=10,a 2为整数,且S n ≤S 4. (1)求{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .13.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,2(1)n n S na n n =--. (1)求2a ,3a ,4a ,并求出数列{}n a 的通项公式;(2)设数列11{}n n a a +⋅的前n 项和为n T ,求证:41<n T .参考答案1.【解析】 设等差数列{a n }的公差为d ,由等差数列的前n 项和公式,得S 3=3×2+3×22d=12,解得d =2,则a 6=a 1+(6-1)d =2+5×2=12.2.【解析】∵a n +1=a n +3,∴a n +1-a n =3为常数,故{a n }为等差数列. ∴a n =-60+(n -1)×3,即a n =3n -63 ∴a n =0时,n =21;a n >0时,n>21;a n <0时,n<21 ∴S 30′=|a 1|+|a 2|+…+|a 30|=-a 1-a 2-a 3-…-a 21+a 22+a 23+…+a 30 =-2(a 1+a 2+…+a 21)+S 30 =-2S 21+S 30 =765.3.【解析】本题考查等差数列的前n 项和公式及等差数列的质.()11010102a a S +=.()295120a a =+=2924.a a ∴+=4.【解析】本题考查等差数列的性质.39,a a =-由题意可知即390a a +=所以63920a a a =+=,又因为公差0d <,所以70a <,n S 取得最大值的自然数n 是5或6.【答案】5或65.【解析】本题考查等差数列的性质及前n 项和公式.由200320040a a +>,200320040a a ⋅<得200320040,0a a ><()1400620032004400640064600()=022a a a a S ++=>140072004200440074007()4007()022a a a a S ++==<,所以前n 项和0n S >成立的最大自然数n 是4006. 【答案】40066.【解析】∵a 7+a 8+a 9=3a 8>0,a 7+a 10=a 8+a 9<0,∴a 8>0,a 9<0,∴n=8时,数列{a n }的前n 项和最大.7.【解析】S 4=S 8⇒a 5+a 6+a 7+a 8=0⇒a 6+a 7=0, 又a 1>0,d<0,S 12=a 1+a 12·122=0,故n<12时,S n >0.即S n >0成立的最大自然数n 为11.8.【解析】本题考查等差数列的性质232,,,n n n n n S S S S S --L 成等差数列. 由36396129,,,S S S S S S S ---成等差数列得设36,3S x S x ==,则9636S S x x =+=, 129410S S x x =+=,612310S S =. 9.【解析】10. 10.【解析】 S 偶=a 2+a 4+a 6+a 8+a 10+a 12;S 奇=a 1+a 3+a 5+a 7+a 9+a 11.则⎩⎪⎨⎪⎧ S 奇+S 偶=354S 偶÷S 奇=32∶27,∴S 奇=162,S 偶=192,∴S 偶-S 奇=6d =30,d =5.11.【解析】本题考查等差数列的概念及其性质. 由公差大于零的等差数列{}n a ,m n p q m n p q a a a a +=++=+,解得34,a a 的值,从而求得通项公式;{}n b 是等差数列, 只需计算前三项的的值就可以求得c 的值.【答案】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,且0d >.342522a a a a +=+=Q ,又34117a a ⋅=,34,a a ∴是方程2221170x x -+=的两个根. 又公差0d >,34a a ∴<,349,13a a ∴==.1129313a d a d +=⎧⎨+=⎩,114a d =⎧∴⎨=⎩, 43n a n ∴=-.()2由()1知,()211422n n n S n n n -=⨯+⨯=-, 22n n S n n b n c n c -∴==++ 1231615,,123b b b c c c∴===+++ {}n b Q 是等差数列,2132b b b ∴=+,2120,2c c c ∴+=∴=-(0c =舍去).12.【解析】(1)由a 1=10,a 2为整数知,等差数列{a n }的公差d 为整数. 又S n ≤S 4,故a 4≥0,a 5≤0,于是10+3d ≥0,10+4d ≤0,解得-103≤d ≤-52, 因此d =-3.故数列{a n }的通项公式为a n =13-3n .(2)b n =1(13-3n )(10-3n )=13⎝ ⎛⎭⎪⎫110-3n -113-3n .于是T n =b 1+b 2+…+b n =13⎝ ⎛⎭⎪⎫17-110+⎝ ⎛⎭⎪⎫14-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫110-3n -113-3n =13⎝ ⎛⎭⎪⎫110-3n -110=n 10(10-3n ). 13.【解析】(Ⅰ)由)1(2--=n n na S n n 得n na a n S S a n n n n n 4)1(111--+=-=+++ .41=-∴+n n a a 所以,数列}{n a 是以1为首项,4为公差的等差数列34-=∴n a n ,13,9,5432===a a a (Ⅱ))14)(34(1139195151111113221+-++⨯+⨯+⨯=+++=+n n a a a a a a T n n n ΛΛΘ 41)1411(41]141341131919151511[41<+-=+-+++-+-+-=n n n Λ。