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微专题13 数列的综合应用
——2020高考数学(文)二轮复习微专题聚焦
【考情分析】数列的综合应用在解答题中的考查多以函数、不等式结合,考查数列的最值问题、恒成立问题,证明数列不等式问题,涉及到的数学思想:函数与方程思想 (如:求最值或基本量)、转化与化归思想(如:求和或应用)、特殊到一般思想(如:求通项公式)、分类讨论思想(如:等比数列求和)等,综合考查考生数学抽象、数学运算的核心素养.
考点一 数列的最值问题
【必备知识】
数列是特殊的函数关系,因此常利用函数的思想解决数列中最值问题:
1.等差数列的前n项和与函数的关系
等差数列的前n项和公式为可变形为,令A=,B=a1-,则Sn=An2+Bn.
当A≠0,即d≠0时,Sn是关于n的二次函数,(n,Sn)在二次函数y=Ax2+Bx的图象上,为抛物线y=Ax2+Bx上一群孤立的点.利用此性质可解决前n项和Sn的最值问题.
2.等差数列前n项和的最值
(1)若等差数列的首项a1>0,公差d<0,则等差数列是递减数列,正数项有限,前n项和有最大值,且满足.
(2)若等差数列的首项a1<0,公差d>0,则等差数列是递增数列,负数项有限,前n项和有最小值,且满足.
3.在等差数列中,若,,则
(1)为偶数当时最大;
(2)为奇数当或时最大.
【典型例题】
【例1】等差数列中,,,记,则当__________时,取得最大值.
【解析】在等差数列中,,,,
即,,
,,
由,得,即,
当时,,当,
因此在中,当时,,当时,,
故当时,取得最大值,故答案为.
【方法归纳 提炼素养】——数学思想是函数与方程思想,核心素养是数学运算.
求等差数列前n项和的最值的方法
(1)二次函数法:用求二次函数最值的方法(配方法)求其前n项和的最值,但要注意n∈N*.
(2)图象法:利用二次函数图象的对称性来确定n的值,使Sn取得最值.
(3)项的符号法:当a1>0,d<0时,满足的项数n,使Sn取最大值;当a1<0,d>0时,满足的项数n,使Sn取最小值,即正项变负项处最大,负项变正项处最小,若有零项,则使Sn取最值的n有两个.
【类比训练1】设是等比数列的前项和, ,若,则的最小值为__________.
【答案】20
【解析】很明显等比数列{an}的公比q>0,q≠1.
∵,
则,
∴
当且仅当q3=2,即时取等号.
∴S9−S6的