内容正文:
必考点13 等差数列
题型一 等差数列的相关计算
例题1记Sn为等差数列{an}的前n项和,若3S3=S2+S4,a1=2,则a5=( )
A.-12 B.-10
C.10 D.12
【答案】B
【解析】设等差数列{an}的公差为d,由3S3=S2+S4,得3(3a1+3d)=2a1+d+4a1+6d,即3a1+2d=0.将a1=2代入上式,解得d=-3,故a5=a1+(5-1)d=2+4×(-3)=-10.
例题2记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4+a5=24,S6=48,则{an}的公差为( )
A.1 B.2
C.4 D.8
【答案】C
【解析】设等差数列{an}的公差为d,
则由得
即解得d=4.
【解题技巧提炼】
等差数列基本运算的常见类型及解题策略
(1)求公差d或项数n.在求解时,一般要运用方程思想.
(2)求通项.a1和d是等差数列的两个基本元素.
(3)求特定项.利用等差数列的通项公式或等差数列的性质求解.
(4)求前n项和.利用等差数列的前n项和公式直接求解或利用等差中项间接求解.
[提醒] 在求解数列基本量问题中主要使用的是方程思想,要注意使用公式时的准确性与合理性,更要注意运算的准确性.在遇到一些较复杂的方程组时,要注意运用整体代换思想,使运算更加便捷.
题型二 等差数列的判定与证明
例题1若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=.
(1)求证:成等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
【解析】(1)证明:当n≥2时,由an+2SnSn-1=0,
得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,
因为Sn≠0,所以-=2,
又==2,
故是首项为2,公差为2的等差数列.
(2)由(1)可得=2n,所以Sn=.
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=-=
当n=1时,a1=不适合上式.
故an=
【解题技巧提炼】
等差数列的判定与证明方法
方法
解读
适合题型
定义法
对于数列{an},an-an-1(n≥2,n∈N*)为同一常数⇔{an}是等差数列
解答题中的证明问题
等差中项法
2an-1=an+an-2(n≥3,n∈N*)成立⇔{an}是等差数列
通项公式法
an=pn+q(p,q为常数)对任意的正整数n都成立⇔{an}是等差数列
选择、填空题中的判定问题
前n项和公式法
验证Sn=An2+Bn(A,B为常数)对任意的正整数n都成立⇔{an}是等差数列
[提醒] 如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.判断时易忽视定义中从第2项起,以后每项与前一项的差是同一常数,即易忽视验证a2-a1=d这一关键条件.
题型三 等差数列的性质与应用
例题1已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 014,,则S2 019=________.
【答案】8076
【解析】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,∴d=1.
故+2 018d=-2 014+2 018=4,
∴S2 019=4×2 019=8 076.
【解题技巧提炼】
一般地,运用等差数列性质可以优化解题过程,但要注意性质运用的条件,如m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N*);数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差数列;也成等差数列.等差数列的性质是解题的重要工具.
题型四 等差数列前n项和的最值问题
例题1在等差数列{an}中,已知a1=13,3a2=11a6,则数列{an}的前n项和Sn的最大值为________.
【答案】49
【解析】法一 通项法
设等差数列{an}的公差为d.
由3a2=11a6,得3×(13+d)=11×(13+5d),解得d=-2,所以an=13+(n-1)×(-2)=-2n+15.
由得解得≤n≤.
因为n∈N*,
所以当n=7时,数列{an}的前n项和Sn最大,最大值为S7==49.
法二 二次函数法
设等差数列{an}的公差为d.
由3a2=11a6,得3×(13+d)=11×(13+5d),解得d=-2,所以an=13+(n-1)×(-2)=-2n+15.
所以Sn==-n2+14n=-(n-7)2+49,
所以当n=7时,数列{an}的前n项和Sn最大,最大值为S7=49.
【解题技巧提炼】
求数列前n项和的最值的方法
(1)通项法:①若a1>0,d<0,则Sn必有最大值,其n的值可用不等式组来确定;②若a1<0,d>0,则Sn必有最小值,其n的值可用不等式组来确定.
(2)二次函数法:等差数列{an}中,由于Sn=na1+ d=n2+n,可用求函数最值的方法来求前n项和的最值,这里应由n∈N*及二次函数图象的对称