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第四章 数列
4.2 等差数列 4.2.2 等差数列的前n项和公式
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
[学习任务]
1.能利用等差数列的前n项和解决实际问题.(重点)
2.会求等差数列前n项和的最值.(难点)
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
[对应学生用书第16页]
知识点 等差数列前n项和Sn的最值
(1)若a1<0,d>0,则数列的前面若干项为负数项(或0),所以将这些项相加即得Sn的最 小 值.
(2)若a1>0,d<0,则数列的前面若干项为正数项(或0),所以将这些项相加即得Sn的最 大 值.
特别地,若a1>0,d>0,则 S1 是Sn的最 小 值;若a1<0,d<0,则 S1 是Sn的最大值.
小
大
S1
小
S1
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
[对应学生用书第16页]
探究一 等差数列前n项和的最值问题
[例1] 在等差数列{an}中,若a1=25,且S9=S17,求Sn的最大值.
[解] 方法一:∵S9=S17,a1=25,
∴9×25+d=17×25+d,
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
解得d=-2.
∴Sn=25n+×(-2)=-n2+26n=-(n-13)2+169.
∴当n=13时,Sn有最大值,即S13=169.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
方法二:同方法一,求出公差d=-2.
∴an=25+(n-1)×(-2)=-2n+27.
∵a1=25>0,
∴解得
∴当n=13时,Sn有最大值.
S13=25×13+×(-2)=169,因此Sn的最大值为169.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
方法三:∵S9=S17,∴a10+a11+…+a17=0.
由等差数列的性质得a13+a14=0.
∵a1>0,∴d<0.∴a13>0,a14<0.
∴当n=13时,Sn有最大值.
S13=25×13+×(-2)=169.
因此Sn的最大值为169.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
方法四:设Sn=An2+Bn.
∵S9=S17,
∴二次函数对称轴为n==13,且开口方向向下,
∴当n=13时,Sn取得最大值.
由方法一知d=-2,
∴S13=25×13+×(-2)=169.
因此Sn的最大值为169.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
求等差数列前n项和Sn的最值的方法
(1)二次函数法:
将Sn=n2+n配方,转化为求二次函数的最值问题,借助函数的单调性来解决,体现了函数思想.
(2)通项法:
若a1>0,d<0,则数列的所有正数项之和最大;
若a1<0,d>0,则数列的所有负数项之和最小.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
1.(1)(2022·烟台高二期末)在等差数列{an}中,若Sn为其前n项和,若S13<0,S14>0,则使Sn最小的n的值为( )
A.14 B.13
C.8 D.7
(2)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a5+a7=4,a6+a8=-2,则当Sn取最大值时,n的值是 ( )
A.5 B.6
C.7 D.8
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
解析 (1)由题意知S13==13a7<0,S14==7(a7+a8)>0,所以a7<0,a8>0.所以当n=7时,Sn取得最小值.
(2)依题意得2a6=4,2a7=-2,所以a6=2>0,a7=-1<0.又数列{an}是等差数列,因此在该数列中,前6项均为正数,自第7项起,以后各项均为负数,于是当Sn取最大值时,n=6.
答案 (1)D (2)B
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
探究二 等差数列求和的实际应用问题
[例2] 某单位用分期付款的方式为职工购买40套公寓,共需1 150万元,购买当天先付150万元,以后每月这一天都交付50万元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150万元后的第一个月开始算分期付款的第一个月,则全部按期付清后,买这40套公寓实际花了多少钱?
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
[解] 由于购房时先付150万元,则欠款1000万元.
依题意分20次付款,则每次付款金额顺次构成数列{an},
∴an=50+[1000-50(n-1)]×1%=60-(n-1)(1≤n≤20,n∈N*),
∴{an}是以60为首项,-为公差的等差数列,
∴a20=60-19×=50.5,
∴S20=(a1+a20)×20=10×(60+50.5)=1105.
∴实际共付1105+150=1255(万元).
故全部按期付清后,买这40套公寓实际花了1255万元.
第2课时 等差数列前n项和的综合应用
等差数列的求和公式在日常生活中有广泛的应用,利用它可以解决一些分期付款、行程、相遇问