第六章 第41课时 等差数列(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41课时 等差数列(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第41课时 等差数列
[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等差数列模型,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.
1.(人教A版选择性必修第二册P15例2改编)等差数列-5,-9,-13,…的第100项是 (  )
A.-393 B.-397
C.-401 D.-405
2.(北师大版选择性必修第二册P17练习T3(2)改编)设数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,若a6=2且S5=30,则S8= (  )
A.31 B.32
C.33 D.34
3.(苏教版选择性必修第一册P151练习T6改编)已知等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=7,S10=21,则S15= (  )
A.35 B.42
C.49 D.63
4.(多选)(湘教版选择性必修第一册P21习题1.2T6改编)下列说法中正确的是 (  )
A.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
B.数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N+,都有2an+1=an+an+2
C.在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+q
D.若无穷等差数列{an}的公差d>0,则其前n项和Sn不存在最大值
5.(人教B版选择性必修第三册P28习题5-2AT3改编)在7和21之间插入3个数,使这5个数成等差数列,则这个等差数列的公差是___________.
1.等差数列的定义
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__________________,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).
(1)当d>0时,{an}是递增数列;
(2)当d<0时,{an}是递减数列;
(3)当d=0时,{an}是常数列.
2.等差中项
若三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有__________________.
3.等差数列的通项公式
设等差数列{an}的公差为d,则其通项公式为:an=______________________,其推导方法是累加法.当d≠0时,an=dn+(a1-d)是关于n的一次函数.通项公式可推广为:an=am+(n-m)d.
4.等差数列的前n项和公式
设等差数列{an}的公差为d,则其前n项和公式为:Sn==na1+d,其推导方法是倒序相加法.
当d≠0时,Sn=n2+n是关于n的二次函数.当d<0时,Sn存在最大值;当d>0时,Sn存在最小值.
1.抓住基本量:首项a1和公差d,其中d=.
2.抓住常用性质:已知{an}是等差数列,其公差为d,Sn是其前n项和,则
(1)项的性质: 若p+q=s+t,则ap+aq=as+at(p,q,s,t∈N*).
(2)片段和性质:数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(m∈N*)也是等差数列,且公差为m2d.
(3)也是等差数列,其首项与{an}的首项相同,公差是{an}的公差的.
(4)若等差数列{an}的项数为偶数2n,则
①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);
②S偶-S奇=nd,.
(5)若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
①S2n+1=(2n+1)an+1;
②S奇-S偶=an+1,.
(6)若{an},{bn}均为等差数列且其前n项和分别为Sn,Tn,则.
考点一 等差数列基本量的运算
[典例1] (1)(多选)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S4=0,a5=5,则下列选项正确的是 (  )
A.a2+a3=0 B.an=2n-5
C.Sn=n(n-4) D.d=-2
(2)为了让自己渐渐养成爱运动的习惯,小明10月1日运动了5分钟,从第二天开始,每天运动的时长比前一天多2分钟,则从10月1日到10月的最后一天,小明运动的总时长为___________分钟.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:解决等差数列运算问题的思想方法
(1)方程思想:等差数列中包含a1,d,n,an,Sn五个量,可通过列方程(组)达到“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.
[巩固迁移]
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.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)(2026·福建厦门模拟)已知Sn是数列{an}的前n项和,若,求证:{an}为等差数列.
(2)已知数列{an}满足a1=1,4anan+1+1=3an+an+1.
证明是等差数列,并求{an}的通项公式.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:判定数列{an}是等差数列的常用方法
(1)定义法:对任意n∈N*,an+1-an是同一个常数.
(2)等差中项法:对任意n≥2,n∈N*,满足2an=an+1+an-1.
(3)通项公式法:对任意n∈N*,都满足an=pn+q(p,q为常数).
(4)前n项和公式法:对任意n∈N*,都满足Sn=An2+Bn(A,B为常数).
[巩固迁移]
3.记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
考点三 等差数列性质的应用
 等差数列项的性质
[典例3] (2025·山东威海三模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2+a6=15-a10,则S11= (  )
A.40 B.45
C.50 D.55
 等差数列前n项和的性质
[典例4] (1)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)有两个等差数列,其前n项和分别为Sn,Tn.
①若=___________;
②若=___________.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:利用等差数列的性质解题的三个关注点
(1)在等差数列题目中,出现项的和问题,一般考虑应用项的性质,如利用2am=am-n+am+n可实现项的合并与拆分.
(2)在Sn=中,Sn与a1+an可相互转化.
(3)利用Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,可求S2m或S3m.
[巩固迁移]
4.已知两个等差数列2,6,10,…及2,8,14,…,200,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为 (  )
A.1 666 B.1 654
C.1 472 D.1 460
5.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若m>1,且am-1+am+1--1=0,S2m-1=39,则m= (  )
A.39 B.20
C.19 D.10
6.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 024,=6,则S2 026=___________.
考点四 等差数列的前n项和及其最值
[典例5] 在等差数列{an}中,已知a1=20,其前n项和为Sn,且S10=S15.求当n取何值时,Sn取得最大值?并求出它的最大值.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:处理等差数列前n项和Sn的最值的两类观点
(1)函数观点:利用等差数列前n项和的函数表达式Sn=an2+bn,通过配方或借助图象,利用求二次函数的最值的方法求解.注意n∈N*.
(2)邻项变号观点:
①当a1>0,d<0时,满足的项数m使得Sn取得最大值Sm;
②当a1<0,d>0时,满足的项数m使得Sn取得最小值Sm.
[巩固迁移]
7.(多选)设是等差数列,Sn是其前n项和,且S5S8,则下列结论正确的是 (  )
A.d≤0
B.a7=0
C.S6与S7均为Sn的最大值
D.满足Sn<0的n的最小值为14
8.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0,则S1,S2,…,S12中,___________最大.
第41课时 等差数列
以题引理·激活思维
No1.深研教材典题
1.C 2.B 3.B 4.BD 5.3.5
No2.储备知识要点
1.同一个常数
2.2A=a+b
3.a1+(n-1)d
精研考点·提升素养
考点一
典例1 (1)ABC (2)1 085 [(1)S4==0,
所以a1+a4=a2+a3=0,故A正确;
a5=a1+4d=5,①
a1+a4=a1+a1+3d=0,②
联立①②得
所以an=-3+(n-1)×2=2n-5,故B正确,D错误;
Sn=-3n+×2=n2-4n=n(n-4),故C正确.故选ABC.
(2)由题意知,小明每天的运动时长构成等差数列{an},其中a1=5,d=2,
∴S31=31×5+×2=1 085(分钟),
∴小明运动的总时长为1 085分钟. ]
巩固迁移
1.B 2.2n2
考点二
典例2 证明:(1)因为=1为首项,为公差的等差数列,
所以(n-1)=,
即Sn=an,①
所以Sn+1=an+1,②
由②-①可得an+1,
即=…==a1,
所以an+1=(n+1)a1,an=na1,
所以an+1-an=a1,所以{an}为等差数列.
(2)由已知得an+1=.
所以


==2,
又因为=1,
所以是以1为首项,2为公差的等差数列,
所以=2n-1,
解得an=.
巩固迁移
3.解:(1)证明:因为bn是数列{Sn}的前n项积,
所以当n≥2时,Sn=,
代入=2可得,=2,
整理可得2bn-1+1=2bn,
即bn-bn-1=(n≥2).
又=2,所以b1=,
故数列{bn}是以为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,bn==2,所以Sn=(n∈N*),
当n=1时,a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=.
当n=1时,a1=不满足上式,
故an=
考点三
考向1 典例3 D [由a2+a6=15-a10可得3a6=15,即a6=5,
则S11==11a6=11×5=55.
故选D.]
考向2 典例4 (1)C (2)①
[(1)由等差数列{an}的前n项和的性质可得S10,S20-S10,S30-S20也成等差数列,
∴2(S20-S10)=S10+(S30-S20),
∴2×(10-20)=20+S30-10,
解得S30=-30.故选C.
(2)①若,
则.
②若,则可设Sn=k,Tn=k,k≠0,
所以a3=S3-S2=15k-6k=9k,b2=T2-T1=14k-4k=10k,所以.]
巩固迁移
4.A [等差数列2,6,10,…中,公差d1=4,
等差数列2,8,14,…,200中,公差d2=6,
∵4,6的最小公倍数是12,
∴新数列{an}的公差d=12,首项为2,
∴an=2+(n-1)×12=12n-10.
令12n-10≤200,得n≤17,n∈N*.
∴数列{an}共有17项,
∵a17=12×17-10=194,
∴数列{an}的各项之和为=1 666.故选A.]
5.B [数列{an}为等差数列,则am-1+am+1=2am,则am-1+am+1--1=0可化为2am--1=0,解得am=1.又S2m-1=(2m-1)am=39,则m=20.故选B.]
6.2 026 [由等差数列的性质可得也为等差数列,
设其公差为d,则=6d=6,所以d=1,
所以+2 025d=-2 024+2 025=1,
所以S2 026=2 026.]
考点四
典例5 解:法一(函数法):
因为a1=20,S10=S15,
所以10×20+d,
解得d=-.
所以Sn=20n+
=-.
因为n∈N*,所以当n=12或n=13时,Sn有最大值,且最大值为S12=S13=130.
法二(图象法):
因为等差数列{an}的前n项和Sn是关于n的二次函数,且S10=S15,所以10×20+d,
所以d=-.
又,所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值.
因为S12=S13=12×20+=130,所以最大值为S12=S13=130.
法三(邻项变号法):
因为a1=20,S10=S15,
所以10×20+d,
所以d=-.
an=20+(n-1)×.
因为a1=20>0,d=-<0,
所以数列{an}是递减数列.
由an=-≤0,得n≥13,即a13=0.
当n≤12时,an>0;当n≥14时,an<0.
所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值,且最大值为S12=S13=12×20+=130.
法四(性质法):
由S10=S15,得S15-S10=a11+a12+a13+a14+a15=0,所以5a13=0,即a13=0.
又d=,
所以当n=12或n=13时,Sn有最大值,
且最大值为S12=S13=12×20+=130.
巩固迁移
7.BCD [对于AB,因为S6=S7>S8,所以S7-S6=a7=0,S8-S7=a8<0,
所以d=a8-a7<0,故A错误,B正确;
对于C,因为S5S8,数列{an}为递减数列,所以S6与S7均为Sn的最大值,故C正确;
对于D,因为2a7=a1+a13,所以S13==0,S14=<0,故D正确.
故选BCD.]
8.S6 [∵S12>0,S13<0,a3=12>0,
∴a1>0,d<0,∴a1+a12>0,a1+a13<0.
由等差数列的性质可得,a6+a7>0,2a7<0,
即a6>0,a7<0,|a6|>|a7|,
故当n=6时,S6最大.]
6/6(共81张PPT)
第41课时 等差数列
第六章 数列
[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等差数列模型,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.
以题引理·激活思维
1.(人教A版选择性必修第二册P15例2改编)等差数列-5,-9,
-13,…的第100项是(  )
A.-393 B.-397
C.-401 D.-405

C [由a1=-5,d=-9-(-5)=-4,得这个数列的通项公式为an=-5-4(n-1)=-4n-1,所以a100=-4×100-1=-401.]
2.(北师大版选择性必修第二册P17练习T3(2)改编)设数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,若a6=2且S5=30,则S8=(  )
A.31 B.32
C.33 D.34
B [由题意知
所以S8=8a1+=32.故选B.]

3.(苏教版选择性必修第一册P151练习T6改编)已知等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=7,S10=21,则S15=(  )
A.35 B.42
C.49 D.63

B [法一:由题意知,S5,S10-S5,S15-S10成等差数列,即7,14,S15-21成等差数列,
∴S15-21+7=28,∴S15=42.故选B.
法二:∵{an}为等差数列,∴也为等差数列,
∴,∴S15=42.故选B.]
4.(多选)(湘教版选择性必修第一册P21习题1.2T6改编)下列说法中正确的是(  )
A.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
B.数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N+,都有2an+1=an+an+2
C.在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+q
D.若无穷等差数列{an}的公差d>0,则其前n项和Sn不存在最大值


5.(人教B版选择性必修第三册P28习题5-2AT3改编)在7和21之间插入3个数,使这5个数成等差数列,则这个等差数列的公差是_____________.
3.5 [设在7和21之间插入3个数,使这5个数成等差数列{an},所以解得d=3.5.]
3.5
1.等差数列的定义
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__________,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).
(1)当d>0时,{an}是递增数列;
(2)当d<0时,{an}是递减数列;
(3)当d=0时,{an}是常数列.
同一个常数
2.等差中项
若三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有____________.
3.等差数列的通项公式
设等差数列{an}的公差为d,则其通项公式为:an=____________,其推导方法是累加法.当d≠0时,an=dn+(a1-d)是关于n的一次函数.通项公式可推广为:an=am+(n-m)d.
2A=a+b
a1+(n-1)d
4.等差数列的前n项和公式
设等差数列{an}的公差为d,则其前n项和公式为:Sn=d,其推导方法是倒序相加法.
当d≠0时,Sn=n是关于n的二次函数.当d<0时,Sn存在最大值;当d>0时,Sn存在最小值.
1.抓住基本量:首项a1和公差d,其中d==.
2.抓住常用性质:已知{an}是等差数列,其公差为d,Sn是其前n项和,则
(1)项的性质: 若p+q=s+t,则ap+aq=as+at(p,q,s,t∈N*).
(2)片段和性质:数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(m∈N*)也是等差数列,且公差为m2d.
(3)

(4)若等差数列{an}的项数为偶数2n,则
①S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1);
②S偶-S奇=nd,.
(5)若等差数列{an}的项数为奇数2n+1,则
①S2n+1=(2n+1)an+1;
②S奇-S偶=an+1,.
(6)若{an},{bn}均为等差数列且其前n项和分别为Sn,Tn,则.
考点一 等差数列基本量的运算
[典例1] (1)(多选)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S4=0,a5=5,则下列选项正确的是(  )
A.a2+a3=0 B.an=2n-5
C.Sn=n(n-4) D.d=-2
(2)为了让自己渐渐养成爱运动的习惯,小明10月1日运动了5分钟,从第二天开始,每天运动的时长比前一天多2分钟,则从10月1日到10月的最后一天,小明运动的总时长为_____________分钟.
精研考点·提升素养



1 085
(1)ABC (2)1 085 [(1)S4==0,
所以a1+a4=a2+a3=0,故A正确;
a5=a1+4d=5,①
a1+a4=a1+a1+3d=0,②
联立①②得
所以an=-3+(n-1)×2=2n-5,故B正确,D错误;
Sn=-3n+×2=n2-4n=n(n-4),故C正确.故选ABC.
(2)由题意知,小明每天的运动时长构成等差数列{an},其中a1=5,d=2,
∴S31=31×5+×2=1 085(分钟),
∴小明运动的总时长为1 085分钟.]
名师点评:解决等差数列运算问题的思想方法
(1)方程思想:等差数列中包含a1,d,n,an,Sn五个量,可通过列方程(组)达到“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.
[巩固迁移]
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

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.在数列{an}中,a1=2,,则数列{an}的通项公式为an=_____________.
2n2 [由,

(n-1)=n,
所以数列的通项公式为an=2n2.]
2n2
【教用·备选题】
1.(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

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=5,①
由a4a8=45,可得(a1+3d)(a1+7d)=45,②
由①②可得a1=2,d=1,所以S5=5a1+×d=20.故选C.]
2.若冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气,自冬至日起,其日影长依次成等差数列,前三个节气日影长之和为28.8尺,最后三个节气日影长之和为4.5尺,则春分时节的日影长为(  )
A.5.1尺 B.4.5尺
C.4.1尺 D.3.5尺

A [设冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气日影长构成等差数列{an},公差为d,由题意得
解得
所以an=a1+(n-1)d=11.4-0.9n,
所以a7=11.4-0.9×7=5.1,
即春分时节的日影长为5.1尺.]
考点二 等差数列的判定与证明
[典例2] (1)(2026·福建厦门模拟)已知Sn是数列{an}的前n项和,若,求证:{an}为等差数列.
(2)已知数列{an}满足a1=1,4anan+1+1=3an+an+1.证明是等差数列,并求{an}的通项公式.
[证明] (1)因为=1为首项,为公差的等差数列,
所以(n-1)=,即Sn=an,①
所以Sn+1=an+1,②
由②-①可得an+1,
即=…==a1,所以an+1=(n+1)a1,an=na1,
所以an+1-an=a1,所以{an}为等差数列.
(2)由已知得an+1=.
所以
==2,
又因为=1,
所以是以1为首项,2为公差的等差数列,
所以=2n-1,解得an=.
名师点评:判定数列{an}是等差数列的常用方法
(1)定义法:对任意n∈N*,an+1-an是同一个常数.
(2)等差中项法:对任意n≥2,n∈N*,满足2an=an+1+an-1.
(3)通项公式法:对任意n∈N*,都满足an=pn+q(p,q为常数).
(4)前n项和公式法:对任意n∈N*,都满足Sn=An2+Bn(A,B为常数).
[巩固迁移]
3.记Sn为数列{an}的前n项和,bn为数列{Sn}的前n项积,已知=2.
(1)证明:数列{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
[解] (1)证明:因为bn是数列{Sn}的前n项积,
所以当n≥2时,Sn=,
代入=2可得,=2,
整理可得2bn-1+1=2bn,
即bn-bn-1=(n≥2).
又=2,所以b1=,
故数列{bn}是以为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,bn=,
则=2,
所以Sn=(n∈N*),
当n=1时,a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=.
当n=1时,a1=不满足上式,故an=
【教用·备选题】
1.若2a=3,2b=6,2c=12,则(  )
A.a,b,c成等差数列
B.a,b,c成等比数列
C.成等差数列
D.成等比数列

A [因为2a=3,2b=6,2c=12,
所以a=log23,b=log26,c=log212,
则2b=a+c,故a,b,c成等差数列.
故选A.]
2.(1)已知数列{an}的前n项和为Sn,是等差数列;
(2)已知数列{an}的前n项积为Tn,且满足,证明:数列{Tn}为等差数列.
[证明] (1)由Sn=an-2n-1,得Sn+1=an+1-2n.
所以(Sn+1-Sn)=an+1-an-2n-1,
即an+1=an+1-an-2n-1,整理得an+1-2an=2n,
上式两边同时除以2n,得=1.
又Sn=an-2n-1,所以a1=a1-1,即a1=2,
所以是首项为2,公差为1的等差数列.
(2)因为,
当n=1时,=3a1,易知a1≠0,则T1=a1=3,
当n≥2时,,所以Tn-Tn-1=2,
故数列{Tn}是以3为首项,2为公差的等差数列.
考点三 等差数列性质的应用
考向1 等差数列项的性质
[典例3] (2025·山东威海三模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2+a6=15-a10,则S11=(  )
A.40 B.45
C.50 D.55

D [由a2+a6=15-a10可得3a6=15,即a6=5,
则S11==11a6=11×5=55.故选D.]
考向2 等差数列前n项和的性质
[典例4] (1)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)有两个等差数列,其前n项和分别为Sn,Tn.
①若=_____________;
②若=_____________.

(1)C (2)① [(1)由等差数列{an}的前n项和的性质可得S10,S20-S10,S30-S20也成等差数列,∴2(S20-S10)=S10+(S30-S20),∴2×(10-20)=20+S30-10,解得S30=-30.故选C.
(2)①若,
则.
②若,
则可设Sn=k,Tn=k,k≠0,
所以a3=S3-S2=15k-6k=9k,b2=T2-T1=14k-4k=10k,所以.]
名师点评:利用等差数列的性质解题的三个关注点
(1)在等差数列题目中,出现项的和问题,一般考虑应用项的性质,如利用2am=am-n+am+n可实现项的合并与拆分.
(2)在Sn=中,Sn与a1+an可相互转化.
(3)利用Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,可求S2m或S3m.
[巩固迁移]
4.已知两个等差数列2,6,10,…及2,8,14,…,200,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列{an},则数列{an}的各项之和为(  )
A.1 666 B.1 654
C.1 472 D.1 460

A [等差数列2,6,10,…中,公差d1=4,
等差数列2,8,14,…,200中,公差d2=6,
∵4,6的最小公倍数是12,
∴新数列{an}的公差d=12,首项为2,
∴an=2+(n-1)×12=12n-10.
令12n-10≤200,得n≤17,n∈N*.
∴数列{an}共有17项,
∵a17=12×17-10=194,
∴数列{an}的各项之和为=1 666.
故选A.]
5.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若m>1,且am-1+am+1--1=0,S2m-1=39,则m=(  )
A.39 B.20
C.19 D.10

B [数列{an}为等差数列,则am-1+am+1=2am,则am-1+am+1--1=0可化为2am--1=0,解得am=1.又S2m-1=(2m-1)am=39,则m=20.故选B.]
6.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 024,=6,则S2 026=_____________.
2 026 [由等差数列的性质可得也为等差数列,
设其公差为d,则=6d=6,
所以d=1,
所以+2 025d=-2 024+2 025=1,
所以S2 026=2 026.]
2 026
考点四 等差数列的前n项和及其最值
[典例5] 在等差数列{an}中,已知a1=20,其前n项和为Sn,且S10=S15.求当n取何值时,Sn取得最大值?并求出它的最大值.
[解] 法一(函数法):因为a1=20,S10=S15,
所以10×20+d,解得d=-.
所以Sn=20n+n=-.因为n∈N*,所以当n=12或n=13时,Sn有最大值,且最大值为S12=S13=130.
法二(图象法):
因为等差数列{an}的前n项和Sn是关于n的二次函数,且S10=S15,所以10×20+d,
所以d=-.
又,所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值.
因为S12=S13=12×20+=130,所以最大值为S12=S13=130.
法三(邻项变号法):
因为a1=20,S10=S15,
所以10×20+d,
所以d=-.
an=20+(n-1)×.
因为a1=20>0,d=-<0,
所以数列{an}是递减数列.
由an=-≤0,得n≥13,即a13=0.
当n≤12时,an>0;当n≥14时,an<0.
所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值,且最大值为S12=S13=12×20+=130.
法四(性质法):
由S10=S15,得S15-S10=a11+a12+a13+a14+a15=0,所以5a13=0,即a13=0.
又d=,
所以当n=12或n=13时,Sn有最大值,
且最大值为S12=S13=12×20+=130.
名师点评:处理等差数列前n项和Sn的最值的两类观点
(1)函数观点:利用等差数列前n项和的函数表达式Sn=an2+bn,通过配方或借助图象,利用求二次函数的最值的方法求解.注意n∈N*.
(2)邻项变号观点:
①当a1>0,d<0时,满足的项数m使得Sn取得最大值Sm;
②当a1<0,d>0时,满足的项数m使得Sn取得最小值Sm.
[巩固迁移]
7.(多选)设是等差数列,Sn是其前n项和,且S5S8,则下列结论正确的是(  )
A.d≤0
B.a7=0
C.S6与S7均为Sn的最大值
D.满足Sn<0的n的最小值为14



BCD [对于AB,因为S6=S7>S8,所以S7-S6=a7=0,S8-S7=a8<0,
所以d=a8-a7<0,故A错误,B正确;
对于C,因为S5S8,数列{an}为递减数列,所以S6与S7均为Sn的最大值,故C正确;
对于D,因为2a7=a1+a13,
所以S13==0,S14=<0,
故D正确.故选BCD.]
8.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0,则S1,S2,…,S12中,_____________最大.
S6 [∵S12>0,S13<0,a3=12>0,
∴a1>0,d<0,∴a1+a12>0,a1+a13<0.
由等差数列的性质可得,a6+a7>0,2a7<0,
即a6>0,a7<0,|a6|>|a7|,
故当n=6时,S6最大.]
S6
一、单项选择题
1.(2025·江西萍乡三模)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若{an}的公差为d,S4=7S1,则a8=(  )
A.7d B.8d
C.9d D.10d
C [由S4=7S1 4a1+6d=7a1 a1=2d,所以an=d(n+1),故a8=9d.故选C.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
课后作业(四十一) 等差数列

题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
2.(2026·广东深圳开学考试)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1+a2+a3=a5+a7,S4=34,则a5=(  )
A.8 B.9
C.10 D.11

D [设等差数列{an}的公差为d,
所以a1+a2+a3=3a1+3d=a5+a7=2a1+10d,
化简得a1=7d.
因为S4=34,所以4a1+d=4a1+6d=34.
解得d=1,a1=7.
所以a5=a1+4d=7+4=11.故选D.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
3.(2026·辽宁大连模拟)已知数列{an}满足=(  )
A.12 B.16
C.18 D.20
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

B [由=2可得是公差为2的等差数列,故+5×2=16.故选B.]
4.(2024·九省联考)记等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a7=6,a12=17,则S16=(  )
A.120   B.140  
C.160   D.180
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

C [因为a3+a7=2a5=6,所以a5=3,所以a5+a12=3+17=20,所以S16==8(a5+a12)=160.故选C.]
5.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=(  )
A.    
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

B [由等差数列的性质知S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…是等差数列.由,可设S5=t(t≠0),则S10=3t,于是S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…依次为t,2t,3t,4t,…,所以S20=t+2t+3t+4t=10t,所以.]
6.(2026·湖南长沙模拟)某校新建一个报告厅,要求容纳840个座位,报告厅共有21排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位,则第1排应安排的座位数为(  )
A.18 B.19
C.20 D.21
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

C [设第一排安排的座位数为a1,因为从第2排起后一排都比前一排多2个座位,所以每排座位数构成一个公差d=2的等差数列{an},且该数列的前21项和S21=840,即S21=21a1+×2=840,解得a1=20.故选C.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
7.(2026·湖北重点中学模拟)已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若=(  )
A.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

D [因为等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,所以,
因为,所以可设Sn=kn2,Tn=kn(2n+1),则S5-S4=9k,T4-T3=15k,
所以.故选D.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
8.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,则三层共有扇面形石板(不含天心石)(  )
A.3 699块
B.3 474块
C.3 402块
D.3 339块
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14

C [由题意知,由天心石开始向外的每环的扇面形石板块数构成一个等差数列,记为{an},易知其首项a1=9,公差d=9,所以an=a1+(n-1)d=9n.设数列{an}的前n项和为Sn,由等差数列的性质知Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等差数列,所以2(S2n-Sn)=Sn+S3n-S2n,所以(S3n-S2n)-(S2n-Sn)=S2n-2Sn==9n2=729,得n=9,所以三层共有扇面形石板的块数为S3n=
==3 402.故选C.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
二、多项选择题
9.(2025·广东茂名二模)等差数列{an}中,a2+a3=-12,a5+a7=2.记数列{an}的前n项和为Sn,下列选项正确的是(  )
A.数列{an}的公差为2
B.Sn取最小值时,n=6
C.S4=S7
D.数列{|an|}的前10项和为50
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14


AD [对于A,设等差数列{an}的公差为d,
则由题意知解得故A正确;
对于B,an=-9+2(n-1)=2n-11,
Sn=-9n+×2=n2-10n=(n-5)2-25,
则当n=5时,Sn取最小值-25,故B错误;
对于C,S4=42-10×4=-24,S7=72-10×7=-21,则S4≠S7,故C错误;
对于D,数列{|an|}的前10项和为|-9|+|-7|+|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5+7+9=50,故D正确.故选AD.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
10.(2025·江苏南京二模)已知数列{an}中,a3=,an-an+1=
-3an+1an,n∈N*,其前n项和为Sn,则(  )
A.a1=
C.an≥a7 D.S10<0
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14



ABD [由an-an+1=-3anan+1,得=-3,所以数列是以-3为公差的等差数列,故+2×(-3),又a3==14,得a1=,故A正确;+(-3)(n-1)=17-3n,得an=,故B正确;令=17-3n=0,解得n=,对于an=,a1,a2,a3,a4,a5为正,且依次递增;a6,a7,…,an为负,且依次递增,所以an≥a6,故C错误;
S10=a1+a2+…+a10==0,故D正确.故选ABD.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
三、填空题
11.(2022·全国乙卷)记Sn为等差数列的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=_____________.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
2
2 [由2S3=3S2+6可得2
=3+6,化简得2a3=a1+a2+6,
即2=2a1+d+6,解得d=2.]
12.在等差数列{an}中,a2=,a3+a4=4,设bn=[an],[x]表示不超过x的最大整数,如[0.2]=0,[3.5]=3,则数列{bn}的前6项和S6=_____________.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
10 [设等差数列{an}的公差为d,则a3+a4=2a2+3d=+3d=4,即d=,所以an=a2+(n-2)d=n,故a1=1,a2=,a3=,a4=,a5=,a6=3,所以b1=b2=b3=1,b4=b5=2,b6=3,则数列{bn}的前6项和S6=10.]
10
四、解答题
13.(2022·全国甲卷)记Sn为数列{an}的前n项和.已知+n=2an+1.
(1)证明:{an}是等差数列;
(2)若a4,a7,a9成等比数列,求Sn的最小值.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
[解] (1)证明:因为+n=2an+1,
即2Sn+n2=2nan+n,①
当n≥2时,2Sn-1+,②
①-②得,2Sn+n2-2Sn-1-,
即2an+2n-1=2nan-2an-1+1,
即2,
所以an-an-1=1,n≥2且n∈N*,
所以是以1为公差的等差数列.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
(2)由(1)可得a4=a1+3,a7=a1+6,a9=a1+8,
又a4,a7,a9成等比数列,所以=a4 ·a9 ,
即,解得a1=-12,
所以Sn=-12n+n=,
所以当n=12或n=13时,Sn有最小值,=-78.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
14.(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
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6
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[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
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(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.
题号
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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).
题号
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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=.
题号
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谢 谢 !课后作业(四十一) 等差数列
说明:单项选择题每题5分,多项选择题每题6分,填空题每题5分,本试卷共88分
一、单项选择题
1.(2025·江西萍乡三模)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若{an}的公差为d,S4=7S1,则a8= (  )
A.7d B.8d
C.9d D.10d
2.(2026·广东深圳开学考试)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1+a2+a3=a5+a7,S4=34,则a5= (  )
A.8 B.9
C.10 D.11
3.(2026·辽宁大连模拟)已知数列{an}满足= (  )
A.12 B.16
C.18 D.20
4.(2024·九省联考)记等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a7=6,a12=17,则S16= (  )
A.120   B.140  
C.160   D.180
5.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若= (  )
A.
6.(2026·湖南长沙模拟)某校新建一个报告厅,要求容纳840个座位,报告厅共有21排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位,则第1排应安排的座位数为 (  )
A.18 B.19
C.20 D.21
7.(2026·湖北重点中学模拟)已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若= (  )
A.
8.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,则三层共有扇面形石板(不含天心石) (  )
A.3 699块 B.3 474块
C.3 402块 D.3 339块
二、多项选择题
9.(2025·广东茂名二模)等差数列{an}中,a2+a3=-12,a5+a7=2.记数列{an}的前n项和为Sn,下列选项正确的是 (  )
A.数列{an}的公差为2
B.Sn取最小值时,n=6
C.S4=S7
D.数列{|an|}的前10项和为50
10.(2025·江苏南京二模)已知数列{an}中,a3=,an-an+1=-3an+1an,n∈N*,其前n项和为Sn,则 (  )
A.a1=
C.an≥a7
D.S10<0
三、填空题
11.(2022·全国乙卷)记Sn为等差数列的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=___________.
12.在等差数列{an}中,a2=,a3+a4=4,设bn=[an],[x]表示不超过x的最大整数,如[0.2]=0,[3.5]=3,则数列{bn}的前6项和S6=___________.
四、解答题
(13分) (2022·全国甲卷)记Sn为数列{an}的前n项和.已知+n=2an+1.
(1)证明:{an}是等差数列;
(2)若a4,a7,a9成等比数列,求Sn的最小值.
14.(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.
课后作业(四十一)
1.C 2.D
3.B [由=2可得是公差为2的等差数列,故+5×2=16.故选B.]
4.C [因为a3+a7=2a5=6,所以a5=3,所以a5+a12=3+17=20,所以S16==8(a5+a12)=160.故选C.]
5.B [由等差数列的性质知S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…是等差数列.由,可设S5=t(t≠0),则S10=3t,于是S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…依次为t,2t,3t,4t,…,所以S20=t+2t+3t+4t=10t,所以.]
6.C [设第一排安排的座位数为a1,因为从第2排起后一排都比前一排多2个座位,所以每排座位数构成一个公差d=2的等差数列{an},且该数列的前21项和S21=840,即S21=21a1+×2=840,解得a1=20.故选C.]
7.D [因为等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,所以,
因为,所以可设Sn=kn2,Tn=kn(2n+1),则S5-S4=9k,T4-T3=15k,
所以.故选D.]
8.C [由题意知,由天心石开始向外的每环的扇面形石板块数构成一个等差数列,记为{an},易知其首项a1=9,公差d=9,所以an=a1+(n-1)d=9n.设数列{an}的前n项和为Sn,由等差数列的性质知Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等差数列,所以2(S2n-Sn)=Sn+S3n-S2n,所以(S3n-S2n)-(S2n-Sn)=S2n-2Sn=-2×=9n2=729,得n=9,所以三层共有扇面形石板的块数为S3n==3 402.故选C.]
9.AD [对于A,设等差数列{an}的公差为d,则由题意知
解得故A正确;
对于B,an=-9+2(n-1)=2n-11,
Sn=-9n+×2=n2-10n=(n-5)2-25,
则当n=5时,Sn取最小值-25,故B错误;
对于C,S4=42-10×4=-24,S7=72-10×7=-21,则S4≠S7,故C错误;
对于D,数列{|an|}的前10项和为|-9|+|-7|+|-5|+|-3|+|-1|+1+3+5+7+9=50,故D正确.故选AD.]
10.ABD [由an-an+1=-3anan+1,得=-3,所以数列是以-3为公差的等差数列,故+2×(-3),又a3==14,得a1=,故A正确;+(-3)(n-1)=17-3n,得an=,故B正确;令=17-3n=0,解得n=,对于an=,a1,a2,a3,a4,a5为正,且依次递增;a6,a7,…,an为负,且依次递增,所以an≥a6,故C错误;
S10=a1+a2+…+a10=-1-<=0,故D正确.
故选ABD.]
11.2
12.10 [设等差数列{an}的公差为d,则a3+a4=2a2+3d=+3d=4,即d=,所以an=a2+(n-2)d=n,故a1=1,a2=,a3=,a4=,a5=,a6=3,所以b1=b2=b3=1,b4=b5=2,b6=3,则数列{bn}的前6项和S6=10.]
13.解:(1)证明:因为+n=2an+1,
即2Sn+n2=2nan+n,①
当n≥2时,2Sn-1+
=2an-1+,②
①-②得,2Sn+n2-2Sn-1-=2nan+n-2an-1-,
即2an+2n-1=2nan-2an-1+1,
即2an-2an-1=2,
所以an-an-1=1,n≥2且n∈N*,
所以是以1为公差的等差数列.
(2)由(1)可得a4=a1+3,a7=a1+6,a9=a1+8,
又a4,a7,a9成等比数列,所以=a4 ·a9 ,
即,解得a1=-12,
所以Sn=-12n+n2-n=,
所以当n=12或n=13时,Sn有最小值,=-78.
14.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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