新高考数学(理)数列03 等差数列(等差数列的和与性质)一、具体目标:等差数列 (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关系,并能用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.等差数列的和与二次函数的关系及最值问题. 二、知识概述: 一)等差数列的有关概念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:;()d m n a a m n-+=.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 . ,,成等差数列. 4.等差数列的前和的求和公式:. 5.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 +=a Ab ⇔2a bA +=n 11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+【考点讲解】它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列. 6.注意区分等差数列定义中同一个常数与常数的区别. 二)方法规律:1.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. 2.活用方程思想和化归思想在解有关等差数列的问题时可以考虑化归为1a 和d 等基本量,通过建立方程(组)获得解.即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,注意要弄准它们的值.运用方程的思想解等差数列是常见题型,解决此类问题需要抓住基本量1a 、d ,掌握好设未知数、列出方程、解方程三个环节,常通过“设而不求,整体代入”来简化运算. 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.4.若判断一个数列既不是等差数列又不是等比数列,只需用123,,a a a 验证即可. 5.等差数列的前n 项和公式:若已知首项1a 和末项n a ,则1()2n n n a a S +=,或等差数列{a n }的首项是1a , 公差是d ,则其前n 项和公式为1(1)2n n n S na d -=+. 三)等差数列的性质: 1.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;1(1)n a a n d =+-11()(1)22n n n a a n n S na d +-==+{}n a(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.2.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. 3.(),p q a q a p p q ==≠,则0p q a +=,m n m n S S S mnd +=++.4.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.5.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 S b S --=. 四)方法规律:1. 等差数列的性质是等差数列的定义、通项公式以及前n 项和公式等基础知识的推广与变形,熟练掌握和 灵活应用这些性质可以有效、方便、快捷地解决许多等差数列问题.2.等差数列的性质多与其下标有关,解题需多注意观察,发现其联系,加以应用, 故应用等差数列的性质解答问题的关键是寻找项的序号之间的关系.3.应用等差数列的性质要注意结合其通项公式、前n 项和公式.4.解综合题的成败在于审清题目,弄懂来龙去脉,透过给定信息的表象,抓住问题的本质,揭示问题的内在联系和隐含条件,明确解题方向、形成解题策略. 五)等差数列的和1. 等差数列的前n 项和公式{}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{}n a若已知首项1a 和末项n a ,则1()2n n n a a S +=,或等差数列{a n }的首项是1a ,公差是d ,则其前n 项和公式为1(1)2n n n S na d -=+. 2.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.六)求等差数列前n 项和的最值,常用的方法: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100n 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 nn a a a a -+≤⎧⎨≤⎩.只需将等差数列的前n 项和1,2,3,n =L 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.1.【2019年高考全国I 卷理数】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 =- n a n a 【真题分析】【解析】由题知,41514430245d S a a a d ⎧=+⨯⨯=⎪⎨⎪=+=⎩,解得132a d =-⎧⎨=⎩,∴25n a n =-,24n S n n =-,故选A . 【答案】A2.【2018年高考全国I 卷理数】设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若3243S S S =+,12a =,则5a =( )A .12-B .10-C .10D .12【解析】设等差数列的公差为d ,根据题中的条件可得3243332224222d d d ⨯⨯⎛⎫⨯+⋅=⨯++⨯+⋅ ⎪⎝⎭, 整理解得3d =-,所以51421210a a d =+=-=-,故选B . 【答案】B3.【2017年高考全国III 卷理数】等差数列{}n a 的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{}n a 前6项的和为( ) A .24-B .3-C .3D .8【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,由a 2,a 3,a 6成等比数列可得2326a a a =,即()()()212115d d d +=++,整理可得220d d +=,又公差不为0,则2d =-,故{}n a 前6项的和为()()()6166166166122422S a d ⨯-⨯-=+=⨯+⨯-=-.故选A . 【答案】A4.【2017年高考浙江卷】已知等差数列{a n }的公差为d ,前n 项和为S n ,则“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”的 A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【解析】由46511210212(510)S S S a d a d d +-=+-+=,可知当0d >时,有46520S S S +->,即4652S S S +>,反之,若4652S S S +>,则0d >,所以“d >0”是“S 4 + S 6>2S 5”的充要条件,选C .【答案】C5.【2019年高考全国III 卷文数】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若375,13a a ==,则10S =___________. 【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,根据题意可得317125,613a a d a a d =+=⎧⎨=+=⎩得11,2a d =⎧⎨=⎩101109109101012100.22S a d ⨯⨯∴=+=⨯+⨯= 【答案】1006.【2019年高考全国III 卷理数】记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,12103a a a =≠,,则105S S =___________. 【解析】设等差数列{a n }的公差为d ,因213a a =,所以113a d a +=,即12a d =,所以105S S =11111091010024542552a d a a a d ⨯+==⨯+. 【答案】47.【2019年高考北京卷理数】设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=−3,S 5=−10,则a 5=__________,S n的最小值为___________.【解析】法一:等差数列{}n a 中,53510S a ==-,得32,a =-又23a =-,所以公差321d a a =-=,5320a a d =+=,由等差数列{}n a 的性质得5n ≤时,0n a ≤,6n ≥时,n a 大于0,所以n S 的最小值为4S 或5S ,即为10-.法二:等差数列{}n a 中,53510S a ==-,得32,a =-又23a =-,所以公差321d a a =-=,5320a a d =+=,可得()()22224n a a n d n n =+-=-+-=-,()()()12818222n n a a n n n S n n +-===-,所以结合题意可知,n S 的最小值为4S 或5S ,即为10-. 【答案】 0,10-.8.【2019年高考江苏卷】已知数列*{}()n a n ∈N 是等差数列,n S 是其前n 项和.若25890,27a a a S +==,则8S 的值是___________.【解析】由题意可得:()()()25811191470989272a a a a d a d a d S a d ⎧+=++++=⎪⎨⨯=+=⎪⎩, 解得:152a d =-⎧⎨=⎩,则8187840282162S a d ⨯=+=-+⨯=. 【答案】169.【2017课标II ,理15】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,33a =,410S =,则11nk kS ==∑ 。