第六章 第45课时 等差数列及其前n项和(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第六章 第45课时 等差数列及其前n项和(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第45课时 等差数列及其前n项和
[考试要求] 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.能在具体的情境问题中识别数列的等差关系,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、二次函数的关系.
知识点1 等差数列的有关概念
(1)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都等于________,那么这个数列就叫做等差数列.
数学语言表达式:an+1-an=d(n∈N*,d为常数).
(2)等差中项:由三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有________.
知识点2 等差数列的有关公式
(1)通项公式:an=________=nd+(a1-d) 当d≠0时,an是关于n的一次函数.
(2)前n项和公式:Sn= Sn=________________=n2+n 当d≠0时,Sn是关于n的二次函数,且没有常数项.
知识点3 等差数列的常见性质
(1)已知数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和.
①通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N*);
②若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则________________;
③ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为________的等差数列;
④若{bn}是等差数列,则{pan+qbn}也是等差数列;
⑤数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…构成等差数列;
⑥数列成等差数列.
(2)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,=;
②若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
(i)S2n+1=(2n+1)an+1;(ii)S奇-S偶=an+1,=.
(3)两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为=.
[常用结论]
1.已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(其中p,q为常数),则数列{an}一定是等差数列,且公差为p.
2.在等差数列{an}中,d<0,则Sn存在最大值;若d>0,则Sn存在最小值.
3.等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是递增数列;当d<0时,{an}是递减数列;当d=0时,{an}是常数列.
4.数列{an}是等差数列 Sn=An2+Bn(A,B为常数).
1.(人教A版选择性必修第二册P15练习T2改编)方程x2+6x+1=0的两根的等差中项为________.
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2.(人教A版选择性必修第二册P15练习T4)已知在等差数列{an}中,a4+a8=20,a7=12,则a4=________.
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3.(北师大版选择性必修第二册P19练习T2)在等差数列{an}中,已知a3+a15=40,则S17=________.
4.(苏教版选择性必修第一册P151练习T6)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=100,S16=392,则S24=________.
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考点一 等差数列基本量的运算
[典例1] (1)(多选)(2025·南昌期末)记等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a5=4,S3=-6,则有(  )
A.a1=-4 B.a3<0
C.S5=0 D.S2<S3
(2)(2024·新高考Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=________.
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通性通法:(1)等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,n,d,an,Sn,知道其中三个就能求出另外两个(简称“知三求二”).
(2)确定等差数列的关键是求出两个最基本的量,即首项a1和公差d.
[多维变迁]
1.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,a4=a5,则=(  )
A.15 B.1
C.-1 D.-9
2.在数列{an}中,a1=2,=,则数列{an}的通项公式为an=________.
考点二 等差数列的判定与证明
[典例2] (1)(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,则“数列{an}为等差数列”的充要条件是(  )
A.当n≥2时,an+1-an=d(d为常数)
B.an=kn+b(k,b为常数)
C.Sn=an2+bn(a,b为常数)
D.2an+1=an+an+2
(2)(2021·全国甲卷)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等差数列;②数列{}是等差数列;③a2=3a1.
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通性通法:1.等差数列的判定与证明的常用方法
(1)定义法:对任意n∈N*,an+1-an是同一常数.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2 {an}为等差数列.
(3)通项公式法:an=an+b(a,b是常数) {an}为等差数列.
(4)前n项和公式法:Sn=an2+bn(a,b为常数) {an}为等差数列.
2.若要判定一个数列不是等差数列,则只需找出三项an,an+1,an+2,使得这三项不满足2an+1=an+an+2即可.
考点三 等差数列的性质及应用
 项的性质
[典例3] (1)(2025·资阳期末)在等差数列{an}中,若a2+a8=10,a4=4,则公差d=(  )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
(2)(2024·全国甲卷)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=(  )
A.-2 B.
C.1 D.
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 和的性质
[典例4] (1)(2026·武汉模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=20,S20=10,则S30=(  )
A.0 B.-10
C.-30 D.-40
(2)(2025·哈尔滨南岗区期末)已知Sn,Tn分别是等差数列{an}与{bn}的前n项和,且=(n=1,2,…),则=(  )
A. B.
C. D.
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思维建模:片段和模型
第1步 罗列片段:罗列出所涉及的各个片段;
第2步 求片段值:Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,求各片段的值;
第3步 求值:求出结果.
[多维变迁]
(人教A版选择性必修第二册P23练习T5)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为290,所有偶数项的和为261,则此数列中间一项的值为________,总项数为________.
 等差数列前n项和的最值
[典例5] 等差数列{an}中,设Sn为其前n项和,且a1>0,S3=S11,则当n为多少时,Sn最大?
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通性通法:求等差数列前n项和的最值常用的方法
(1)邻项变号法,利用等差数列的单调性,求出其正负转折项,或者利用性质求其正负转折项,便可求得和的最值;
(2)函数法,利用公差不为零的等差数列的前n项和Sn=An2+Bn(A≠0)为二次函数,通过二次函数的性质求最值.
1.(链接考点一)(2026·重庆模拟)已知等差数列{an}的前4项为a,3b,2,5b,则a9=(  )
A.5 B.6
C.7 D.8
2.(链接考点二)(多选)已知等差数列{an}的公差d>0,则(  )
A.{a2n-1}是等差数列
B.{2an-1}是等差数列
C.是递增数列
D.{an+3nd}是递增数列
3.(链接考向1)(2025·南阳期中)已知在等差数列{an}中,a5=20,a10=35,则a20=(  )
A.50 B.55
C.60 D.65
4.(链接考向2)(2025·大同二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=8,S8=40,则S12=(  )
A.52 B.96
C.106 D.120
5.(链接考向3)(人教A版选择性必修第二册P23例9)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=10,公差d=-2,则Sn的最大值为____________,取得最大值时n=________.
第45课时 等差数列及其前n项和
理法先行·题练固本
梳必备·破题有方
知识点1 (1)同一个常数 (2)2A=a+b
知识点2 (1)a1+(n-1)d (2)na1+d
知识点3 (1)ak+al=am+an md
链教材·夯基固本
1.-3 [设方程x2+6x+1=0的两根分别为x1和x2,
则x1+x2=-6,所以两根的等差中项为-3.]
2.6 [由题意可得
解得a1=0,d=2,故a4=a1+3d=6.]
3.340 [S17=(a1+a17)=(a3+a15)=×40=340.]
4.876 [法一:由S8=8a1+d=100,
S16=16a1+d=392,
得a1=2,d=3,
∴S24=24×2+×3=876.
法二:∵S8,S16-S8,S24-S16成等差数列,
∴2(S16-S8)=S8+(S24-S16),
得S24=3S16-3S8=876.]
考点深研·题型突破
考点一
典例1 (1)AC (2)95 [(1)设等差数列{an}的公差为d,则
解得故A正确;
a3=a1+2d=-4+4=0,故B错误;
S5=5a1+d=-20+20=0,故C正确;
因为S2=2a1+d=-8+2=-6,S3=-6,所以S2=S3,故D错误.
故选AC.
(2)法一(基本量法):设等差数列{an}的公差为d,
则由题意得
解得
则S10=10a1+d=10×(-4)+45×3=95.
法二(利用下标和性质):设等差数列{an}的公差为d,
由a3+a4=a2+a5=7,
3a2+a5=5,
得a2=-1,a5=8,
故d==3,a6=11,
则S10=×10=5(a5+a6)=5×19=95.]
多维变迁
1.D [设等差数列{an}的公差为d(d≠0).
∵a4=a5,∴a4=(a4+d),解得a4=d,a5=2d.
∴a1=a4-3d=-2d,∴a1+a4=-d.
∴=-9.故选D.]
2.2n2 [由,
而+(n-1)d=(n-1)=n,所以数列{an}的通项公式为an=2n2.]
考点二
典例2 (1)BCD [对于A,当n≥1时,an+1-an=d 数列{an}为等差数列,A错误;
对于B,若数列{an}为等差数列,则an=a1+(n-1)d=dn+a1-d,符合an=kn+b的形式,
若an=kn+b,则an+1-an=k(n+1)+b-kn-b=k(常数),即数列{an}为等差数列,
故数列{an}的通项公式可以表示为an=kn+b 数列{an}为等差数列,B正确;
对于C,若数列{an}为等差数列,则Sn=na1+n,符合Sn=an2+bn的形式,
若Sn=an2+bn,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=an2+bn-a(n-1)2-b(n-1)=2an+b-a,
当n=1时,a1=a+b符合上式,故an=2an+b-a,即数列{an}为等差数列,
故数列{an}的前n项和可以表示为Sn=an2+bn的形式 数列{an}为等差数列,C正确;
对于D,由2an+1=an+an+2,可得an+1-an=an+2-an+1 数列{an}为等差数列,D正确.]
(2)证明:①③ ②.
已知{an}是等差数列,a2=3a1.
设等差数列{an}的公差为d,则a2=3a1=a1+d,得d=2a1,
所以Sn=na1+d=n2a1.
因为数列{an}的各项均为正数,所以=n,
所以=(n+1)-n}是等差数列.
①② ③.
已知{an}是等差数列,{}是等差数列.
设等差数列{an}的公差为d,
则Sn=na1+d=n2d+n.
因为数列{}的通项公式是关于n的一次函数,则a1-=0,即d=2a1,
所以a2=a1+d=3a1.
②③ ①.
已知数列{}是等差数列,a2=3a1,所以S1=a1,S2=a1+a2=4a1.
设数列{}的公差为d,d>0,则=d,
得a1=d2,所以+(n-1)d=nd,所以Sn=n2d2,
所以an=Sn-Sn-1=n2d2-(n-1)2d2=2d2n-d2(n≥2),当n=1时也满足,故an=2d2n-d2,n∈N*是关于n的一次函数,所以数列{an}是等差数列.
考点三
考向1 典例3 (1)C (2)D [(1)在等差数列{an}中,a2+a8=2a5=10,解得a5=5,
又a4=4,
故公差d=a5-a4=5-4=1.
故选C.
(2)法一(利用等差数列的基本量):由S9=1,根据等差数列的求和公式,
S9=9a1+d=1 9a1+36d=1,
又a3+a7=a1+2d+a1+6d=2a1+8d=(9a1+36d)=.
故选D.
法二(利用等差数列的性质):根据等差数列的性质,a1+a9=a3+a7,由S9=1,根据等差数列的求和公式,
S9==1,故a3+a7=.
故选D.
法三(特殊值法):不妨取等差数列的公差d=0,则S9=1=9a1 a1=,则a3+a7=2a1=.
故选D.]
考向2 典例4 (1)C (2)C [(1)根据题意,数列{an}为等差数列,则S10,S20-S10,S30-S20成等差数列,
则有S10+(S30-S20)=2(S20-S10),即20+(S30-10)=2(10-20),
解得S30=-30.
故选C.
(2)Sn,Tn分别是等差数列{an}与{bn}的前n项和,且(n=1,2,…),
则.
故选C.]
多维变迁
 29 19 [设等差数列的项数为2n-1,设所有的奇数项和为S,则S==nan,设所有的偶数项和为T,则T==(n-1)an,,解得n=10,则项数为2n-1=19,中间项为a10.由S=10a10=290,得a10=29,所以此数列中间一项是29,总项数为19.]
考向3 典例5 解:法一:设公差为d.
由S3=S11,
可得3a1+d=11a1+d,
即d=-a1.
从而Sn=n2+n=-(n-7)2+a1,
因为a1>0,所以-<0.
故当n=7时,Sn最大.
法二:易知Sn=An2+Bn(A≠0)是关于n的二次函数,
由S3=S11,可知Sn=An2+Bn的图象关于直线n==7对称.
由法一可知A=-<0,
故当n=7时,Sn最大.
法三:设公差为d.
由法一可知d=-a1.
要使Sn最大,则有

解得6.5≤n≤7.5,故当n=7时,Sn最大.
法四:设公差为d.
由S3=S11,可得2a1+13d=0,
即(a1+6d)+(a1+7d)=0,故a7+a8=0,
又由a1>0,S3=S11可知d<0,
所以a7>0,a8<0,
所以当n=7时,Sn最大.
随堂·对点检测
1.A [等差数列{an}的前4项为a,3b,2,5b,

故等差数列{an}的公差为,
所以a9=1+8×=5.故选A.]
2.ABD [an=a1+(n-1)d=dn+a1-d.
由等差数列的性质,得{a2n-1}是公差为2d的等差数列,故A正确.
2an-1=2dn+2a1-2d-1,所以{2an-1}是公差为2d的等差数列,故B正确.
=d+,当a1-d>0时,是递减数列,故C错误.
an+3nd=4dn+a1-d,因为4d>0,所以{an+3nd}是递增数列,故D正确.故选ABD.]
3.D [等差数列{an}中,a5=20,a10=35,
则d==3,
则a20=a10+10d=35+30=65.
故选D.]
4.B [因为等差数列{an}的前n项和为Sn,所以S4,S8-S4,S12-S8成等差数列,
即S4+S12-S8=2(S8-S4),解得S12=96.
故选B.]
5.30 5或6 [法一:由an+1-an=-2<0,得an+10;当n=6时,an=0;当n>6时,an<0.所以S1S7>….故当n=5或6时,Sn最大.
因为S5=×[10+10+(5-1)×(-2)]=30,所以Sn的最大值为30.
法二:因为Sn=na1+d=n2+n=-n2+11n=-,所以当n取与最接近的整数,即5或6时,Sn最大,最大值为30.]
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第六章 数列
第45课时 等差数列及其前n项和
[考试要求] 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.能在具体的情境问题中识别数列的等差关系,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、二次函数的关系.
理法先行·题练固本
知识点1 等差数列的有关概念
(1)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都等于__________,那么这个数列就叫做等差数列.
数学语言表达式:an+1-an=d(n∈N*,d为常数).
(2)等差中项:由三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有________.
同一个常数
2A=a+b
知识点2 等差数列的有关公式
(1)通项公式:an=_____________=nd+(a1-d) 当d≠0时,an是关于n的一次函数.
(2)前n项和公式:Sn= Sn=____________
=n2+n 当d≠0时,Sn是关于n的二次函数,且没有常数项.
a1+(n-1)d
na1+d
知识点3 等差数列的常见性质
(1) 已知数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和.
①通项公式的推广:an=am+(n-m)d(n,m∈N*);
②若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则______________;
③ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公差为___的等差数列;
④若{bn}是等差数列,则{pan+qbn}也是等差数列;
⑤数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…构成等差数列;
⑥数列成等差数列.
ak+al=am+an
md
(2) 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,;
②若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
(i)S2n+1=(2n+1)an+1;(ii)S奇-S偶=an+1,.
(3)两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为.
1.(人教A版选择性必修第二册P15练习T2改编)方程x2+6x+1=0的两根的等差中项为 ______________.
-3 [设方程x2+6x+1=0的两根分别为x1和x2,
则x1+x2=-6,所以两根的等差中项为-3.]
-3 
2.(人教A版选择性必修第二册P15练习T4)已知在等差数列{an}中,a4+a8=20,a7=12,则a4=______________.
6 [由题意可得
解得a1=0,d=2,故a4=a1+3d=6.]
6
3.(北师大版选择性必修第二册P19练习T2)在等差数列{an}中,已知a3+a15=40,则S17=______________.
340 [S17=(a1+a17)=(a3+a15)=×40=340.]
340 
4.(苏教版选择性必修第一册P151练习T6)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=100,S16=392,则S24=______________.
876 [法一:由S8=8a1+d=100,
S16=16a1+d=392,
得a1=2,d=3,
∴S24=24×2+×3=876.
法二:∵S8,S16-S8,S24-S16成等差数列,
∴2(S16-S8)=S8+(S24-S16),
得S24=3S16-3S8=876.]
876 
[常用结论]
1.已知数列{an}的通项公式是an=pn+q(其中p,q为常数),则数列{an}一定是等差数列,且公差为p.
2.在等差数列{an}中,d<0,则Sn存在最大值;若d>0,则Sn存在最小值.
3.等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是递增数列;当d<0时,{an}是递减数列;当d=0时,{an}是常数列.
4.数列{an}是等差数列 Sn=An2+Bn(A,B为常数).
考点深研·题型突破
考点一 等差数列基本量的运算
[典例1] (1)(多选)(2025·南昌期末)记等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a5=4,S3=-6,则有(  )
A.a1=-4 B.a3<0
C.S5=0 D.S2(2)(2024·新高考Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=______________.


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(1)AC (2)95 [(1)设等差数列{an}的公差为d,则
解得故A正确;
a3=a1+2d=-4+4=0,故B错误;
S5=5a1+d=-20+20=0,故C正确;
因为S2=2a1+d=-8+2=-6,S3=-6,所以S2=S3,故D错误.
故选AC.
(2)法一(基本量法):设等差数列{an}的公差为d,
则由题意得
解得
则S10=10a1+d=10×(-4)+45×3=95.
法二(利用下标和性质):设等差数列{an}的公差为d,
由a3+a4=a2+a5=7,3a2+a5=5,
得a2=-1,a5=8,
故d==3,a6=11,
则S10=×10=5(a5+a6)=5×19=95.]
通性通法:(1)等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,n,d,an,Sn,知道其中三个就能求出另外两个(简称“知三求二”).
(2)确定等差数列的关键是求出两个最基本的量,即首项a1和公差d.
[多维变迁]
1.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,a4=a5,则=
(  )
A.15 B.1
C.-1 D.-9

D [设等差数列{an}的公差为d(d≠0).
∵a4=a5,∴a4=(a4+d),解得a4=d,a5=2d.
∴a1=a4-3d=-2d,∴a1+a4=-d.
∴=-9.
故选D.]
2.在数列{an}中,a1=2,,则数列{an}的通项公式为an=______________.
2n2 [由,
而为公差的等差数列,则+(n-1)d=(n-1)=n,所以数列{an}的通项公式为an=2n2.]
2n2 
【教用·备选题】
(2025·肇东市月考)广丰永和塔位于江西省上饶市广丰区的水尾山森林公园风景区内,塔为砖石结构,塔高九层,沿塔内石阶可层层攀登而上.每当夜色降临,金灯齐明,塔身晶莹剔透,远望犹如仙境.某游客从塔底层(一层)进入塔身,沿石阶逐级攀登,一步一阶,此后每上一层均沿塔走廊绕塔一周以便浏览美景,现知底层到二层共二十六级台阶,此后每往上一层减少两级台阶,顶层绕塔一周需十二步,
每往下一层绕塔一周需多三步,则这位游客从底层进入
塔身开始到顶层绕塔一周结束,走的总步数为(  )
A.332 B.387
C.352 D.368

A [设从第n(1≤n≤8,n∈N*)层到第(n+1)层所走的台阶数为an,绕第m(2≤m≤9,m∈N*)层塔一周所走的步数为bm,
由题意知,a1=26,an+1-an=-2,b9=12,bm+1-bm=-3,
所以数列{an}是首项为26,公差为-2的等差数列,数列{bm}是公差为-3的等差数列,
所以an=28-2n,n∈{1,2,3,4,5,6,7,8},
b2=b9-7×(-3)=33,bm=b2+(m-2)×(-3)=39-3m,m∈{2,3,4,5,6,7,8,9},
所以数列{an}所有项的和为=152,
数列{bm}所有项的和为=180,
所以这位游客从底层进入塔身开始到顶层绕塔一周结束,走的总步数为152+180=332.
故选A.]
考点二 等差数列的判定与证明
[典例2] (1)(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,则“数列{an}为等差数列”的充要条件是(  )
A.当n≥2时,an+1-an=d(d为常数)
B.an=kn+b(k,b为常数)
C.Sn=an2+bn(a,b为常数)
D.2an+1=an+an+2



(2)(2021·全国甲卷)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等差数列;②数列{}是等差数列;③a2=3a1.
(1)BCD [对于A,当n≥1时,an+1-an=d 数列{an}为等差数列,A错误;
对于B,若数列{an}为等差数列,则an=a1+(n-1)d=dn+a1-d,符合an=kn+b的形式,
若an=kn+b,则an+1-an=k(n+1)+b-kn-b=k(常数),即数列{an}为等差数列,
故数列{an}的通项公式可以表示为an=kn+b 数列{an}为等差数列,B正确;
对于C,若数列{an}为等差数列,则Sn=na1+n,符合Sn=an2+bn的形式,
若Sn=an2+bn,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=an2+bn-a(n-1)2-b(n-1)=2an+b-a,
当n=1时,a1=a+b符合上式,故an=2an+b-a,即数列{an}为等差数列,
故数列{an}的前n项和可以表示为Sn=an2+bn的形式 数列{an}为等差数列,C正确;
对于D,由2an+1=an+an+2,可得an+1-an=an+2-an+1 数列{an}为等差数列,D正确.]
(2)[证明] ①③ ②.
已知{an}是等差数列,a2=3a1.
设等差数列{an}的公差为d,则a2=3a1=a1+d,得d=2a1,
所以Sn=na1+d=n2a1.
因为数列{an}的各项均为正数,所以=n,
所以=(n+1)-n}是等差数列.
①② ③.
已知{an}是等差数列,{}是等差数列.
设等差数列{an}的公差为d,
则Sn=na1+d=n2d+n.
因为数列{}的通项公式是关于n的一次函数,则a1-=0,即d=2a1,所以a2=a1+d=3a1.
②③ ①.
已知数列{}是等差数列,a2=3a1,所以S1=a1,S2=a1+a2=4a1.
设数列{}的公差为d,d>0,则=d,
得a1=d2,所以+(n-1)d=nd,所以Sn=n2d2,
所以an=Sn-Sn-1=n2d2-(n-1)2d2=2d2n-d2(n≥2),当n=1时也满足,故an=2d2n-d2,n∈N*是关于n的一次函数,所以数列{an}是等差数列.
通性通法:1.等差数列的判定与证明的常用方法
(1)定义法:对任意n∈N*,an+1-an是同一常数.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2 {an}为等差数列.
(3)通项公式法:an=an+b(a,b是常数) {an}为等差数列.
(4)前n项和公式法:Sn=an2+bn(a,b为常数) {an}为等差数列.
2.若要判定一个数列不是等差数列,则只需找出三项an,an+1,an+2,使得这三项不满足2an+1=an+an+2即可.
考点三 等差数列的性质及应用
考向1 项的性质
[典例3] (1)(2025·资阳期末)在等差数列{an}中,若a2+a8=10,a4=4,则公差d=(  )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
(2)(2024·全国甲卷)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=(  )
A.-2 B.
C.1 D.


(1)C (2)D [(1)在等差数列{an}中,a2+a8=2a5=10,解得a5=5,
又a4=4,
故公差d=a5-a4=5-4=1.
故选C.
(2)法一(利用等差数列的基本量):由S9=1,根据等差数列的求和公式,S9=9a1+d=1 9a1+36d=1,又a3+a7=a1+2d+a1+6d=2a1+8d=(9a1+36d)=.
故选D.
法二(利用等差数列的性质):根据等差数列的性质,a1+a9=a3+a7,由S9=1,根据等差数列的求和公式,
S9==1,故a3+a7=.
故选D.
法三(特殊值法):不妨取等差数列的公差d=0,则S9=1=9a1 a1=,则a3+a7=2a1=.
故选D.]
考向2 和的性质
[典例4] (1)(2026·武汉模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=20,S20=10,则S30=(  )
A.0 B.-10
C.-30 D.-40
(2)(2025·哈尔滨南岗区期末)已知Sn,Tn分别是等差数列{an}与{bn}的前n项和,且(n=1,2,…),则=(  )
A. B.
C. D.


(1)C (2)C [(1)根据题意,数列{an}为等差数列,则S10,S20-S10,S30-S20成等差数列,
则有S10+(S30-S20)=2(S20-S10),即20+(S30-10)=2(10-20),
解得S30=-30.故选C.
(2)Sn,Tn分别是等差数列{an}与{bn}的前n项和,且(n=1,2,…),
则.
故选C.]
思维建模:片段和模型
第1步 罗列片段:罗列出所涉及的各个片段;
第2步 求片段值:Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,求各片段的值;
第3步 求值:求出结果.
[多维变迁]
(人教A版选择性必修第二册P23练习T5)已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为290,所有偶数项的和为261,则此数列中间一项的值为______________,总项数为______________.
29 19 [设等差数列的项数为2n-1,设所有的奇数项和为S,则S==nan,设所有的偶数项和为T,则T==(n-1)·an,,解得n=10,则项数为2n-1=19,中间项为a10.由S=10a10=290,得a10=29,所以此数列中间一项是29,总项数为19.]
29 
19 
考向3 等差数列前n项和的最值
[典例5] 等差数列{an}中,设Sn为其前n项和,且a1>0,S3=S11,则当n为多少时,Sn最大?
[解] 法一:设公差为d.由S3=S11,
可得3a1+d=11a1+d,
即d=-a1.
从而Sn=n2+n=-(n-7)2+a1,因为a1>0,所以-<0.
故当n=7时,Sn最大.
法二:易知Sn=An2+Bn(A≠0)是关于n的二次函数,
由S3=S11,可知Sn=An2+Bn的图象关于直线n==7对称.
由法一可知A=-<0,故当n=7时,Sn最大.
法三:设公差为d.
由法一可知d=-a1.
要使Sn最大,则有

解得6.5≤n≤7.5,故当n=7时,Sn最大.
法四:设公差为d.
由S3=S11,可得2a1+13d=0,
即(a1+6d)+(a1+7d)=0,故a7+a8=0,
又由a1>0,S3=S11可知d<0,
所以a7>0,a8<0,
所以当n=7时,Sn最大.
通性通法:求等差数列前n项和的最值常用的方法
(1)邻项变号法,利用等差数列的单调性,求出其正负转折项,或者利用性质求其正负转折项,便可求得和的最值;
(2)函数法,利用公差不为零的等差数列的前n项和Sn=An2+Bn(A≠0)为二次函数,通过二次函数的性质求最值.
1.(链接考点一)(2026·重庆模拟)已知等差数列{an}的前4项为a,3b,2,5b,则a9=(  )
A.5 B.6
C.7 D.8

A [等差数列{an}的前4项为a,3b,2,5b,

故等差数列{an}的公差为,
所以a9=1+8×=5.
故选A.]
2.(链接考点二)(多选)已知等差数列{an}的公差d>0,则(  )
A.{a2n-1}是等差数列
B.{2an-1}是等差数列
C.是递增数列
D.{an+3nd}是递增数列



ABD [an=a1+(n-1)d=dn+a1-d.
由等差数列的性质,得{a2n-1}是公差为2d的等差数列,故A正确.
2an-1=2dn+2a1-2d-1,所以{2an-1}是公差为2d的等差数列,故B正确.
=d+,当a1-d>0时,是递减数列,故C错误.
an+3nd=4dn+a1-d,因为4d>0,所以{an+3nd}是递增数列,故D正确.故选ABD.]
3.(链接考向1)(2025·南阳期中)已知在等差数列{an}中,a5=20,a10=35,则a20=(  )
A.50 B.55
C.60 D.65

D [等差数列{an}中,a5=20,a10=35,
则d==3,
则a20=a10+10d=35+30=65.
故选D.]
4.(链接考向2)(2025·大同二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=8,S8=40,则S12=(  )
A.52 B.96
C.106 D.120

B [因为等差数列{an}的前n项和为Sn,所以S4,S8-S4,S12-S8成等差数列,
即S4+S12-S8=2(S8-S4),解得S12=96.
故选B.]
5.(链接考向3)(人教A版选择性必修第二册P23例9)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=10,公差d=-2,则Sn的最大值为______________,取得最大值时n=______________.
30 
5或6
30 5或6 [法一:由an+1-an=-2<0,得an+10;当n=6时,an=0;当n>6时,an<0.所以S1S7>….故当n=5或6时,Sn最大.因为S5=×[10+10+(5-1)×(-2)]=30,所以Sn的最大值为30.
法二:因为Sn=na1+d=n2+n=-n2+11n=
-,所以当n取与最接近的整数,即5或6时,Sn最大,最大值为30.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

一、单项选择题
1.(2025·全国二卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若S3=6,S5=-5,则S6=(  )
A.-20 B.-15
C.-10 D.-5
课时作业(四十五) 等差数列及其前n项和
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
B [根据S3=3a2=6得a2=2,根据S5=5a3=-5得a3=-1,所以{an}的公差d=a3-a2=-3,所以a6=a3+3d=-10,所以S6=S5+a6=-5-10=-15.]

2.(苏教版选择性必修第一册P154习题4.2(2)T8改编)设等差数列的项数n为奇数,则其奇数项之和与偶数项之和的比为(  )
A. B.
C. D.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
D [由题知,奇数项有a1+·2d=(a1+d)+·2d=所以奇数项之和与偶数项之和的比.故选D.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

3.(2023·全国甲卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a2+a6=10,a4a8=45,则S5=(  )
A.25 B.22
C.20 D.15
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
C [法一:由a2+a6=10,可得2a4=10,所以a4=5,又a4a8=45,所以a8=9.设等差数列{an}的公差为d,则d==1,又a4=5,所以a1=2,所以S5=5a1+d=20,故选C.
法二:设等差数列{an}的公差为d,则由a2+a6=10,可得a1+3d=5①,由a4a8=45,可得(a1+3d)·(a1+7d)=45②,由①②可得a1=2,d=1,所以S5=5a1+d=20,故选C.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

4.(2025·南昌期末)设等差数列{an},{bn}的前n项和分别是Sn,Tn,若,则=(  )
A. B.
C. D.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
A [∵{an},{bn}是等差数列,

=.
故选A.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

5.(2025·天津卷)已知数列{an}的前n项和Sn=-n2+8n,则{|an|}的前12项和为(  )
A.48 B.112
C.80 D.144
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
C [当n=1时,a1=S1=-1+8=7,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-n2+8n-[-(n-1)2+8(n-1)]=-2n+9,显然a1=7也符合该式,所以an=-2n+9,所以|an|=所以{|an|}的前12项和为=80.故选C.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

6.(2025·渭南期末)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则中下两层共有扇面形石板(  )
A.2 699块 B.3 474块
C.3 402块 D.2 997块
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
D [设第n环扇面形石板的块数为an,上层共有n环,Sn为{an}的前n项和,
则{an}是首项为9,公差为9的等差数列,
an=9+9(n-1)=9n,Sn=(n2+n),
上层、中层、下层的块数分别为Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,
由下层比中层多729块,得S3n-S2n=S2n-Sn+729,
∴(9n2+3n)-(4n2+2n)=(4n2+2n)-(n2+n)+729,解得n=9,
∴中下两层共有扇面形石板:
S27-S9=(272+27)-(92+9)=2 997,
∴中下两层共有扇面形石板2 997块.
故选D.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

二、多项选择题 
7.(人教A版选择性必修第二册P55复习参考题4T8(1)改编)若a,b,c(a,b,c均不为0)是等差数列,则下列说法正确的是(  )
A.a2,b2,c2一定成等差数列
B.2a,2b,2c可能成等差数列
C.ka+2,kb+2,kc+2一定成等差数列
D.,,可能成等差数列
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11


BCD [对于A,令a=1,b=2,c=3,则a2=1,b2=4,c2=9,不满足2b2=a2+c2,故A错误;对于B,令a=b=c,则2a=2b=2c,满足2a+2c=2·2b,故B正确;对于C,∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b,∴(ka+2)+(kc+2)=k(a+c)+4=2(kb+2),即ka+2,kb+2,kc+2一定成等差数列,故C正确;对于D,令a=b=c,则,故D正确.故选BCD.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

8.(2025·沈阳期末)已知Sn是等差数列{an}的前n项和,a1=S10=10,则下列说法正确的是(  )
A.{an}的公差为-2
B.an=12-2n
C.数列为递增数列
D.当且仅当n=6时,Sn取得最大值
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11

AB [A选项,由a1=S10=10,
得10a1+d=10,
即100+45d=10,解得d=-2,A正确;
B选项,an=10-2(n-1)=12-2n,B正确;
C选项,由对B选项的分析知Sn==-n2+11n,所以=-n+11,
所以数列为递减数列,C错误;
D选项,由二次函数f (n)=-n2+11n的性质可知,其对称轴方程为n=,
又n∈N*,所以当n=5或n=6时,Sn取得最大值,D错误.
故选AB.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
三、填空题
9.(2025·上海期末)已知等差数列{an}满足a2+a4+a6=3,a3+a5+a7=9,则a1+a8= ______________.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
4
4 [由题意有a2+a6=2a4,a3+a7=2a5,
由a2+a4+a6=3a4=3,解得a4=1,
由a3+a5+a7=3a5=9,解得a5=3,
∴a1+a8=a4+a5=1+3=4.]
10.(湘教版选择性必修第一册P19例7改编)某剧场有20排座位,后一排比前一排多2个座位,最后一排有60个座位,则剧场总共的座位数为______________.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
820 [设第n排的座位数为an(n∈N*),数列{an}为等差数列,其公差d=2,则an=a1+(n-1)d=a1+2(n-1).由已知a20=60,得60=a1+2×(20-1),解得a1=22,则剧场总共的座位数为=820.]
820 
四、解答题
11.(2023·新高考Ⅰ卷)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
[解] (1)因为3a2=3a1+a3,所以3(a2-a1)=a1+2d,所以3d=a1+2d,所以a1=d,
所以an=nd.
因为bn=,所以bn=,
所以S3==6d,T3=b1+b2+b3=.
因为S3+T3=21,
所以6d+=21,
解得d=3或d=,
因为d>1,所以d=3.
所以{an}的通项公式为an=3n.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
(2)因为bn=,且{bn}为等差数列,
所以2b2=b1+b3,
即2×,
所以-3a1d+2d2=0,
解得a1=d或a1=2d.
①当a1=d时,an=nd,所以bn=,
S99==99×50d,
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
T99=.
因为S99-T99=99,
所以99×50d-=99,
即50d2-d-51=0,
解得d=或d=-1(舍去).
②当a1=2d时,an=(n+1)d,
所以bn=,
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
S99==99×51d,
T99=.
因为S99-T99=99,
所以99×51d-=99,
即51d2-d-50=0,
解得d=-(舍去)或d=1(舍去).
综上,d=.
题号
1
3
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6
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9
10
11
谢谢!课时作业(四十五) 等差数列及其前n项和
一、单项选择题
1.(2025·全国二卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若S3=6,S5=-5,则S6=(  )
A.-20 B.-15
C.-10 D.-5
2.(苏教版选择性必修第一册P154习题4.2(2)T8改编)设等差数列的项数n为奇数,则其奇数项之和与偶数项之和的比为(  )
A. B.
C. D.
3.(2023·全国甲卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a2+a6=10,a4a8=45,则S5=(  )
A.25 B.22
C.20 D.15
4.(2025·南昌期末)设等差数列{an},{bn}的前n项和分别是Sn,Tn,若=,则=(  )
A. B.
C. D.
5.(2025·天津卷)已知数列{an}的前n项和Sn=-n2+8n,则{|an|}的前12项和为(  )
A.48 B.112
C.80 D.144
6.(2025·渭南期末)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则中下两层共有扇面形石板(  )
A.2 699块 B.3 474块
C.3 402块 D.2 997块
二、多项选择题 
7.(人教A版选择性必修第二册P55复习参考题4T8(1)改编)若a,b,c(a,b,c均不为0)是等差数列,则下列说法正确的是(  )
A.a2,b2,c2一定成等差数列
B.2a,2b,2c可能成等差数列
C.ka+2,kb+2,kc+2一定成等差数列
D.可能成等差数列
8.(2025·沈阳期末)已知Sn是等差数列{an}的前n项和,a1=S10=10,则下列说法正确的是(  )
A.{an}的公差为-2 B.an=12-2n
C.数列为递增数列 D.当且仅当n=6时,Sn取得最大值
三、填空题
9.(2025·上海期末)已知等差数列{an}满足a2+a4+a6=3,a3+a5+a7=9,则a1+a8= ________.
10.(湘教版选择性必修第一册P19例7改编)某剧场有20排座位,后一排比前一排多2个座位,最后一排有60个座位,则剧场总共的座位数为________.
四、解答题
11.(13分)(2023·新高考Ⅰ卷)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
课时作业(四十五)
1.B [根据S3=3a2=6得a2=2,根据S5=5a3=-5得a3=-1,所以{an}的公差d=a3-a2=-3,所以a6=a3+3d=-10,所以S6=S5+a6=-5-10=-15.]
2.D [由题知,奇数项有a1+·2d=(a1+d)+·2d=.故选D.]
3.C [法一:由a2+a6=10,可得2a4=10,所以a4=5,又a4a8=45,所以a8=9.设等差数列{an}的公差为d,则d==1,又a4=5,所以a1=2,所以S5=5a1+d=20,故选C.
法二:设等差数列{an}的公差为d,则由a2+a6=10,可得a1+3d=5①,由a4a8=45,可得(a1+3d)(a1+7d)=45②,由①②可得a1=2,d=1,所以S5=5a1+d=20,故选C.]
4.A [∵{an},{bn}是等差数列,
∴.故选A.]
5.C [当n=1时,a1=S1=-1+8=7,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-n2+8n-[-(n-1)2+8(n-1)]=-2n+9,显然a1=7也符合该式,所以an=-2n+9,所以|an|=所以{|an|}的前12项和为=80.故选C.]
6.D [设第n环扇面形石板的块数为an,上层共有n环,Sn为{an}的前n项和,
则{an}是首项为9,公差为9的等差数列,
an=9+9(n-1)=9n,Sn=(n2+n),
上层、中层、下层的块数分别为Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,
由下层比中层多729块,得S3n-S2n=S2n-Sn+729,
∴(9n2+3n)-(4n2+2n)=(4n2+2n)-(n2+n)+729,解得n=9,
∴中下两层共有扇面形石板:
S27-S9=(272+27)-(92+9)=2 997,
∴中下两层共有扇面形石板2 997块.
故选D.]
7.BCD [对于A,令a=1,b=2,c=3,则a2=1,b2=4,c2=9,不满足2b2=a2+c2,故A错误;对于B,令a=b=c,则2a=2b=2c,满足2a+2c=2·2b,故B正确;对于C,∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b,∴(ka+2)+(kc+2)=k(a+c)+4=2(kb+2),即ka+2,kb+2,kc+2一定成等差数列,故C正确;对于D,令a=b=c,则,故D正确.故选BCD.]
8.AB [A选项,由a1=S10=10,得10a1+d=10,
即100+45d=10,解得d=-2,A正确;
B选项,an=10-2(n-1)=12-2n,B正确;
C选项,由对B选项的分析知Sn==-n2+11n,所以=-n+11,
所以数列为递减数列,C错误;
D选项,由二次函数f (n)=-n2+11n的性质可知,其对称轴方程为n=,
又n∈N*,所以当n=5或n=6时,Sn取得最大值,D错误.故选AB.]
9.4 [由题意有a2+a6=2a4,a3+a7=2a5,
由a2+a4+a6=3a4=3,解得a4=1,
由a3+a5+a7=3a5=9,解得a5=3,
∴a1+a8=a4+a5=1+3=4.]
10.820 [设第n排的座位数为an(n∈N*),数列{an}为等差数列,其公差d=2,则an=a1+(n-1)d=a1+2(n-1).由已知a20=60,得60=a1+2×(20-1),解得a1=22,则剧场总共的座位数为=820.]
11.解:(1)因为3a2=3a1+a3,所以3(a2-a1)=a1+2d,所以3d=a1+2d,所以a1=d,
所以an=nd.
因为bn=,所以bn=,
所以S3==6d,T3=b1+b2+b3=.
因为S3+T3=21,
所以6d+=21,解得d=3或d=,
因为d>1,所以d=3.
所以{an}的通项公式为an=3n.
(2)因为bn=,且{bn}为等差数列,
所以2b2=b1+b3,即2×,
所以,
所以-3a1d+2d2=0,
解得a1=d或a1=2d.
①当a1=d时,an=nd,
所以bn=,
S99==99×50d,
T99=
=.
因为S99-T99=99,
所以99×50d-=99,
即50d2-d-51=0,
解得d=或d=-1(舍去).
②当a1=2d时,an=(n+1)d,所以bn=,
S99=
=99×51d,
T99=
=.
因为S99-T99=99,
所以99×51d-=99,
即51d2-d-50=0,
解得d=-(舍去)或d=1(舍去).
综上,d=.
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