资源简介 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.-397C.-401 D.-4052.(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.32C.33 D.343.(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.42C.49 D.634.(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+2C.在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+qD.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-5C.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.-15C.-10 D.-52.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.45C.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.-10C.-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 654C.1 472 D.1 4605.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.20C.19 D.106.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≤0B.a7=0C.S6与S7均为Sn的最大值D.满足Sn<0的n的最小值为148.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 5.3.5No2.储备知识要点1.同一个常数2.2A=a+b3.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=5,①a1+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.-397C.-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.32C.33 D.34B [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.42C.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+2C.在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+qD.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.]3.51.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+ba1+(n-1)d4.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-5C.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=5,①a1+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.-15C.-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,而(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.45C.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.-10C.-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 654C.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.20C.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≤0B.a7=0C.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.8dC.9d D.10dC [由S4=7S1 4a1+6d=7a1 a1=2d,所以an=d(n+1),故a8=9d.故选C.]题号1352468791011121314课后作业(四十一) 等差数列√题号21345687910111213142.(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.9C.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21345687910111213143.(2026·辽宁大连模拟)已知数列{an}满足=( )A.12 B.16C.18 D.20题号2134568791011121314√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2134568791011121314√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2134568791011121314√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.19C.20 D.21题号2134568791011121314√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21345687910111213147.(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2134568791011121314√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21345687910111213148.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2134568791011121314√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2134568791011121314二、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2B.Sn取最小值时,n=6C.S4=S7D.数列{|an|}的前10项和为50题号2134568791011121314√√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213456879101112131410.(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2134568791011121314√√√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2134568791011121314三、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213456879101112131422 [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213456879101112131410 [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2134568791011121314[解] (1)证明:因为+n=2an+1,即2Sn+n2=2nan+n,①当n≥2时,2Sn-1+,②①-②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2134568791011121314(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213456879101112131414.(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2134568791011121314[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2134568791011121314(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2134568791011121314①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2134568791011121314②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2134568791011121314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.8dC.9d D.10d2.(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.9C.10 D.113.(2026·辽宁大连模拟)已知数列{an}满足= ( )A.12 B.16C.18 D.204.(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.1805.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.19C.20 D.217.(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2B.Sn取最小值时,n=6C.S4=S7D.数列{|an|}的前10项和为5010.(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≥a7D.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.D3.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.]11.212.10 [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+,②①-②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=.3/3 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第六章 第41课时 等差数列.docx 第六章 第41课时 等差数列.pptx 课后作业41 等差数列.docx