内容正文:
2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第二册)
4.2.2等差数列的前n项和公式9题型分类
一、等差数列的前n项和公式
Sn=na1+=
二、等差数列的前n项和公式与二次函数的关系
等差数列{}的前n项和==+(-)n,令=A,-=B,则=+Bn.
(1)当A=0,B=0时,=0是常数函数,{}是各项为0的常数列.
(2)当A=0,B≠0时, =Bn是关于n的一次函数,{}是各项为非零的常数列.
(3)当A≠0,B≠0时,=+Bn是关于n的二次函数(常数项为0).
三、等差数列前n项和公式的性质
(1)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
(2)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列也为等差数列.
(3)等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,则.
(一)
利用等差数列的前n项和公式求基本量
1.等差数列的通项公式:=+(n-1)d,其中为首项,d为公差.
2.等差数列的前n项和公式:Sn=na1+=.
3.利用等差数列的前n项和,求解等差数列的基本量,即可得解.
题型1: 利用等差数列的前n项和公式求基本量
1-1.(2024高二·全国·课堂例题)已知数列是等差数列.
(1)若,,求;
(2)若,,求;
(3)若,,,求n.
1-2.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列为等差数列,前n项和为,求解下列问题:
(1)若,,求;
(2)若,,求;
(3)若,,,求n.
1-3.(2024高二·全国·课后作业)等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求n.
1-4.(2024高二上·江苏镇江·期中)已知等差数列的前项和为,,则( )
A.78 B.100 C.116 D.120
1-5.(2024高二下·广东珠海·期末)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
(二)
等差数列前n项和的性质
等差数列前n项和公式的性质
(1)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
(2)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列也为等差数列.
(3)等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,则.
题型2: 等差数列片段和的性质
2-1.(2024高二上·上海闵行·阶段练习)已知等差数列的前n项和为,满足,,则 .
2-2.(2024高二上·贵州贵阳·期末)等差数列的前n项和记为,且,,则=( )
A.70 B.90 C.100 D.120
2-3.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)设等差数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
2-4.(2024高二上·湖北省直辖县级单位·期中)已知为等差数列,若,则=( )
A.73 B.120 C.121 D.122
2-5.(2024高三·全国·专题练习)设等差数列的前项和为,若,,则等于( )
A. B. C. D.
题型3:等差数列前n项和与n的比值
3-1.(2024高二上·江苏常州·期末)在等差数列中,,其前项和为,则 .
3-2.(2024·贵州毕节·模拟预测)等差数列的前项和为,若且,则( )
A. B.
C. D.
3-3.(2024高二上·新疆·期末)已知等差数列的首项为,前项和为,若,且,则的取值范围为 .
题型4:两个等差数列前n项和的比值
4-1.(2024高二下·河南周口·期中)设等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
4-2.(2024高三上·江苏镇江·阶段练习)等差数列,的前项和分别是与,且,则 ; .
4-3.(2024高二上·浙江嘉兴·期末)已知等差数列和的前项和分别为、,若,则( )
A. B. C. D.
4-4.(2024高二下·黑龙江鹤岗·期中)已知等差数列和的前项和为分别为和,若,则的值为( )
A. B. C. D.
题型5:等差数列奇数项与偶数项的和
5-1.(2024·山东济南·二模)已知等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项之和为,所有偶数项之和为,则该数列的中间项为( )
A. B. C. D.
5-2.(2024高二·江苏·课后作业)已知等差数列中,前m(m为奇数)项的和为77,其中偶数项之和为33,且,求通项公式.
5-3.(2024高一下·安徽宣城·阶段练习)已知等差数列共有项,若数列中奇数项的和为,偶数项的和为,,则公差的值为( )
A. B. C. D.
5-4.(2024·重庆·二模)已知等差数列的前30项中奇数项的和为,偶数项的和为,且,,则( )
A. B. C. D.
5-5.(2024高二下·河南周口·期中)一个等差数列共100项,其和为80,奇数项和为30,则该数列的公差为( )
A. B.2 C. D.
5-6.(2024高一下·海南海口·期中)已知等差数列的项数为奇数,且奇数项的和为40,偶数项的和为32,则( )
A.8 B.9 C.10 D.11
题型6:含绝对值的等差数列前n项和
6-1.(2024高三上·河南·期中)已知等差数列的公差为整数,,设其前n项和为,且是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
6-2.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)已知是等差数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式与前项和;
(2)若,求数列的前项和.
6-3.(2024高二下·江苏盐城·开学考试)在等差数列中,,
(1)求数列的通项公式;
(2)求的前项和.
6-4.(2024高二上·江苏南京·阶段练习)在公差为的等差数列中,已知,且.
(1)求;
(2)若,求.
(三)
等差数列的前n项和与二次函数的关系
等差数列的前n项和公式与二次函数的关系:
等差数列的前n项和=+(-)n,令=A,-=B,则=+Bn.
(1)当A=0,B=0时,=0是常数函数,{}是各项为0的常数列.
(2)当A=0,B≠0时,=Bn是一次函数,{}是各项为非零的常数列.
(3)当A≠0,B≠0时,=+Bn是关于n的二次函数(常数项为0).
题型7:等差数列的前n项和与二次函数的关系.
7-1.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)数列为等差数列,它的前n项和为,若,则λ的值是 .
7-2.(2024高三下·云南昆明·阶段练习)已知为等差数列的前n项和,且,则( )
A.2600 B.2480 C.1660 D.1460
7-3.(2024高二下·上海青浦·阶段练习)等差数列的公差,其前项和为,若,则中,不同的数值有 个.
7-4.(24-25高二上·上海·期末)某化工厂打算投入一条新的生产线,但需要经环保部门审批同意方可投入生产.已知该生产线连续生产n年的累计年产量为(单位:万件),但如果年产量超过60万件,将会给环境造成危害,为保护环境,环保部门应给该厂这条生产线拟定最长的生产期限是 年.
(四)
等差数列前n项和的最值
1.通项法
若>0,d<0,则Sn必有最大值,其n可用不等式组来确定;
若<0,d>0,则Sn必有最小值,其n可用不等式组来确定.
2.二次函数法
对于公差为非零的等差数列{an},由于==+(-)n,所以可用求函数最值的方法来求前n项和Sn的最值.这里应由n及二次函数图象对称轴的位置来确定n的值.
题型8:等差数列前n项和的最值
8-1.(2024高二上·湖南株洲·阶段练习)已知是等差数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式.
(2)求的最大值.
8-2.(2024高二下·河南南阳·阶段练习)等差数列{an}中,已知,,则的前n项和的最小值为( )
A.S4 B.S5 C.S6 D.S7
8-3.(2024高二上·江苏苏州·开学考试)等差数列中,为它前项和,若,,,则当( )时,最大.
A.20 B.19 C. D.
8-4.(2024高二下·安徽马鞍山·期中)设等差数列{}的前n项和为,若,则当取得最大值时,=( )
A.8 B.9 C.10 D.11
(五)
等差数列前n项和实际应用
(1)与等差数列前n项和有关的应用题,其关键在于构造合适的等差数列.
(2)遇到与正整数有关的应用题时,可以考虑与数列知识联系,抽象出数列的模型,并用有关知识解决相关的问题,是数学建模的核心素养的体现.
题型9:等差数列前n项和实际应用
9-1.(2024高二上·福建福州·期末)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌若干块扇面形石板构成第1环,依次向外共砌27环,从第2环起,每环依次增加相同块数的扇面形石板.已知最内3环共有54块扇面形石板,最外3环共有702块扇面形石板,则圜丘坛共有扇面形石板(不含天心石)( )
A.3339块 B.3402块 C.3474块 D.3699块
9-2.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)按照小方的阅读速度,他看完《巴黎圣母院》共需820分钟.2023年10月26日,他开始阅读《巴黎圣母院》,当天他读了1个小时,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天减少2分钟,则他恰好读完《巴黎圣母院》的日期为( )
A.2023年11月12日 B.2023年11月13日
C.2023年11月14日 D.2023年11月15日
9-3.(2024高二上·江苏镇江·期中)在中国古代诗词中,有一道“八子分绵”的名题:“九百九十六斤绵,赠分八子做盘缠,次第每人分十七,要作第八数来言”.题意是把996斤绵分给8个儿子做盘缠.按照年龄从大到小的顺序依次分绵,年龄小的比年龄大的多分17斤绵.则年龄最小的儿子分到的绵是( )
A.65斤 B.82斤 C.184斤 D.201斤
一、单选题
1.(2024高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)明代数学家程大位在《算法统宗》中已经给出由n,和d求各项的问题,如九儿问甲歌:“一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七.借问长儿多少岁,各儿岁数要详推.”则该问题中老人的长子的岁数为( )
A.35 B.32 C.29 D.26
2.(2024高二上·江苏南京·期中)设等差数列的前项和为,若,则( )
A. B.4 C. D.
3.(2024高三上·河南·阶段练习)中国古代数学名著《算法统宗》记载有这样一个问题:“今有俸粮三百零五石,令五等官(正一品、从一品、正二品、从二品、正三品)依品递差十三石分之,问,各若干?”其大意是,现有俸粮305石,分给正一品、从一品、正二品、从二品、正三品这5位官员,依照品级递减13石分这些俸粮,问,每个人各分得多少俸粮?在这个问题中,正二品分得的俸粮是( )
A.35石 B.48石 C.61石 D.74石
4.(2024高二下·江西九江·期末)中国古代数学著作《九章算术》中有这样一个问题:“某贾人擅营,月入益功疾(注:从第2个月开始,每月比前一月多入相同量的铜钱),第3月入25贯,全年(按12个月计)共入510贯”,则该人第11月营收贯数为( )
A.64 B.65 C.68 D.70
5.(2024高一下·四川成都·期末)已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和,有最大值,当时,的最大值为( )
A.20 B.17 C.19 D.21
6.(2024高二上·甘肃兰州·期中)已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为
A.6 B.5 C.4 D.3
7.(2024高三上·全国·阶段练习)已知某等差数列的项数为奇数,前三项与最后三项这六项之和为,所有奇数项的和为,则这个数列的项数为( )
A. B. C. D.
8.(2024高二下·河南驻马店·阶段练习)设,分别是两个等差数列,的前n项和.若对一切正整数n,恒成立,( )
A. B. C. D.
9.(2024高二下·山东淄博·阶段练习)两个等差数列,它们的前n项和之比为,则这两个数列的第9项之比是( )
A. B. C. D.
10.(2024高三·全国·专题练习)已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=﹣2018,,则S2020等于( )
A.﹣4040 B.﹣2020 C.2020 D.4040
11.(2024高一下·河北衡水·期中)等差数列前项的和为,前项的和为,则它的前项的和为( )
A.130 B.170 C.210 D.260
12.(2024高二下·湖北咸宁·阶段练习)已知数列的前n项和为,且,则=( )
A.0 B. C. D.
13.(2024高二上·黑龙江牡丹江·期末)在等差数列中,已知,,则( )
A.90 B.40 C.50 D.60
14.(2024高二上·甘肃临夏·期中)设等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.27 B.45 C.81 D.18
15.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.36 C.42 D.54
16.(2024高三上·黑龙江哈尔滨·期中)一百零八塔,位于宁夏吴忠青铜峡市,是始建于西夏时期的实心塔群,共分十二阶梯式平台,自上而下一共12层,每层的塔数均不少于上一层的塔数,总计108座.已知其中10层的塔数成公差不为零的等差数列,剩下两层的塔数之和为8,则第11层的塔数为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
17.(2024高二·全国·课后作业)等差数列共有项,其中奇数项之和为,偶数项之和为,则的值是( )
A. B. C. D.
18.(2024高一下·四川·阶段练习)已知等差数列共有项,其中奇数项之和为290,偶数项之和为261,则的值为( ).
A.30 B.29 C.28 D.27
19.(2024高二下·湖北·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,且,则( )
A. B. C. D.
20.(2024高二下·辽宁朝阳·阶段练习)等差数列中,已知,前n项和为,且,则最小时n的值为( )
A.11 B.11或12 C.12 D.12或13
21.(2024高三上·重庆渝中·阶段练习)在等差数列中,为其前项和.若,且,则等于( )
A.-2021 B.-2020 C.-2019 D.-2018
22.(2024高二上·山东济南·阶段练习)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B. C. D.
23.(2024高二上·陕西西安·阶段练习)等差数列的前n项和,若,则( )
A.10 B.20 C.30 D.15
24.(2024高二上·福建三明·期中)《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次有小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种,这些节气的日影长依次成等差数列,冬至、立春、春分日影长之和为尺,前九个节气日影长之和为尺,则小满日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
25.(2024高二下·全国·开学考试)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A.18 B.36 C.40 D.42
二、多选题
26.(2024高二下·湖北·阶段练习)公差为的等差数列的前项和为,若,则下列选项正确的是( )
A. B.时,的最小值为2022
C.有最大值 D.时,的最大值为4043
27.(2024高二上·广西贵港·期末)我国古代数学著作《算法统宗》中有如下问题:“今有善走者,日增等里,首日行走一百里,九日共行一千二百六十里,问日增几何?”其意思是:今有一位善于步行的人,第一天行走了一百里,以后每天比前一天多走里,九天他共步行了一千二百六十里,求的值.关于该问题,下列结论正确的是( )
A. B.此人第三天行走了一百二十里
C.此人前七天共行走了九百一十里 D.此人前八天共行走了一千零八十里
28.(2024高二下·河南信阳·阶段练习)等差数列的前项和记为,若,则成立的是( )
A.
B.的最大值是
C.
D.当时,最大值为
29.(2024高二上·湖南益阳·期末)已知两个等差数列、的前项和分别为和,且,则使得为整数的的取值可以是( )
A. B. C. D.
三、填空题
30.(2024高二下·陕西商洛·期末)等差数列的前项和为,若,,则 .
31.(2024高二上·湖南张家界·期中)已知等差数列的前项和为,若,,则 .
32.(2024高二上·江苏徐州·期中)已知为等差数列的前n项和,且满足,,则 .
33.(2024高二上·江苏盐城·期中)设各项均为正数的等差数列的前项和为,若,则 .
34.(2024高二上·河南许昌·期末)设等差数列、的前项和分别为、,若对任意的,都有,则 .
35.(2024高二上·湖南株洲·阶段练习)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则 .
36.(2024高二上·内蒙古乌兰察布·期中)设等差数列{an}的前n项和为,且,则 .
37.(2024高二下·辽宁·期末)等差数列中,,前项和为,若,则 .
38.(2024高二下·辽宁阜新·期中)已知等差数列的前n项和为,等差数列的前n项和为,且,求 .
39.(2024高三上·天津武清·阶段练习)等差数列的前项和分别是与,且,则 .
40.(2024高二下·湖北十堰·阶段练习)设数列的前项和为,点均在函数的图象上,则数列的通项公式 .
41.(2024高三上·湖北·阶段练习)等差数列中,为其前项和,若,,则 .
四、解答题
42.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列均为等差数列.
(1)设,,求;
(2)设,,求;
(3)设,求.
43.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知等差数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的最小值及取得最小值时n的值.
44.(2024高二上·江苏南通·阶段练习)数列的前n项和为,对任意,点在直线上.
(1)求.
(2)求的最小值及此时n的值.
45.(2024高二下·广西桂林·期末)在等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前n项和,求n.
46.(2024高二上·安徽马鞍山·期中)已知等差数列,前项和为,又.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
47.(2024高二上·上海·课后作业)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
48.(2024高二·全国·随堂练习)一个物体第1s下落4.90m,以后每秒比前一秒多下落9.80m.
(1)如果它从山顶下落,经过5s到达地面,那么这山的高度是多少米?
(2)如果它从1960m的高空下落到地面,要经过多长时间?
49.(2024高二上·甘肃酒泉·期中)已知等差数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的最小值及取得最小值时的值.
50.(2024高三上·湖北·期中)已知为等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
51.(2024高二下·湖北省直辖县级单位·阶段练习)设单调递减的等差数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式及前项和;
(2)设数列的前项和为,求.
52.(2024高二下·河南南阳·阶段练习)已知数列为等差数列,其前n项和为,且,,数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
53.(2024高二上·江苏盐城·期中)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式
(2)若,求的前项和.
54.(2024高三上·贵州·阶段练习)记等差数列的前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)记数列的前项和为,求.
55.(2024高二下·甘肃临夏·阶段练习)记为等差数列的前项和,已知,.
(1)求等差数列的通项公式;
(2)求的最小值及对应的n值.
56.(2024高二下·辽宁铁岭·期末)记等差数列的前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)求以及的最小值.
57.(2024高一下·安徽合肥·阶段练习)已知数列的前n项和
求数列的通项公式;
求证:数列是等差数列.
58.(2024高二下·全国·课后作业)已知数列的前项和,求证:是等差数列.
59.(2024高二·全国·课后作业)已知一个数列的前项和.
(1)当时,求证:该数列是等差数列;
(2)若数列是等差数列,求满足条件.
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4.2.2等差数列的前n项和公式9题型分类
一、等差数列的前n项和公式
Sn=na1+=
二、等差数列的前n项和公式与二次函数的关系
等差数列{}的前n项和==+(-)n,令=A,-=B,则=+Bn.
(1)当A=0,B=0时,=0是常数函数,{}是各项为0的常数列.
(2)当A=0,B≠0时, =Bn是关于n的一次函数,{}是各项为非零的常数列.
(3)当A≠0,B≠0时,=+Bn是关于n的二次函数(常数项为0).
三、等差数列前n项和公式的性质
(1)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
(2)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列也为等差数列.
(3)等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,则.
(一)
利用等差数列的前n项和公式求基本量
1.等差数列的通项公式:=+(n-1)d,其中为首项,d为公差.
2.等差数列的前n项和公式:Sn=na1+=.
3.利用等差数列的前n项和,求解等差数列的基本量,即可得解.
题型1: 利用等差数列的前n项和公式求基本量
1-1.(2024高二·全国·课堂例题)已知数列是等差数列.
(1)若,,求;
(2)若,,求;
(3)若,,,求n.
【答案】(1)2700
(2)
(3).
【分析】(1)可以直接利用公式求和;
(2)可以先利用和的值求出d,再利用公式求和;
(3)已知公式中的,d和,解方程即可求得n.
【详解】(1)因为,,根据公式,
可得.
(2)因为,,所以.根据公式,
可得.
(3)把,,代入,
得.
整理,得.
解得,或(舍去).
所以.
1-2.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列为等差数列,前n项和为,求解下列问题:
(1)若,,求;
(2)若,,求;
(3)若,,,求n.
【答案】(1)2
(2)1596
(3)11
【分析】设出公差,根据题意列出方程组,即可求得等差数列的首项和公差,即可求得答案.
【详解】(1)由题意知数列为等差数列,,,
设公差为d,故,
解得;
(2)数列为等差数列,,,
设公差为d,故,解得,
则;
(3)由题意知数列为等差数列,,,
设公差为d,则,解得,
由,得,
解得或(舍去),
故.
1-3.(2024高二·全国·课后作业)等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求n.
【答案】(1),.
(2)11
【分析】(1)利用等差数列的定义计算基本量即可;
(2)利用等差数列的求和公式计算基本量即可.
【详解】(1)设公差为,则由题意可得,
又,
所以,;
(2)由(1)可知,
即,所以.
1-4.(2024高二上·江苏镇江·期中)已知等差数列的前项和为,,则( )
A.78 B.100 C.116 D.120
【答案】D
【分析】先利用等差数列的通项公式及求和公式列方程组求出首项和公差,进而用求和公式求出即可.
【详解】设等差数列的公差为,
,
解得,
则.
故选:D.
1-5.(2024高二下·广东珠海·期末)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【分析】直接利用等差数列公式计算得到答案.
【详解】设等差数列的公差为d,由题意,则,
解得,所以.
故选:A
(二)
等差数列前n项和的性质
等差数列前n项和公式的性质
(1)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…也是等差数列.
(2)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列也为等差数列.
(3)等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,则.
题型2: 等差数列片段和的性质
2-1.(2024高二上·上海闵行·阶段练习)已知等差数列的前n项和为,满足,,则 .
【答案】
【分析】根据等差数列片段和性质可得,,成等差数列,再根据等差中项的性质计算可得;
【详解】因为是等差数列,所以,,成等差数列,
则,
因为,,所以,解得.
故答案为:.
2-2.(2024高二上·贵州贵阳·期末)等差数列的前n项和记为,且,,则=( )
A.70 B.90 C.100 D.120
【答案】D
【分析】根据等差数列前n项和的性质可得成等差数列,即可求得的值.
【详解】在等差数列中,成等差数列,
所以,则,即.
故选:D.
2-3.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)设等差数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
根据给定条件,利用等差数列片断和性质即可得解.
【详解】
在等差数列中,,,成等差数列,即,
设,则,于是,解得,所以.
故选:A
2-4.(2024高二上·湖北省直辖县级单位·期中)已知为等差数列,若,则=( )
A.73 B.120 C.121 D.122
【答案】B
【分析】
求得等差数列的首项和公差,从而求得正确答案.
【详解】设等差数列的公差为,
则,
所以.
故选:B
2-5.(2024高三·全国·专题练习)设等差数列的前项和为,若,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用等差数列片段和的性质可求得的值.
【详解】因为等差数列的前项和为,则、、为等差数列,
其公差为,
因此,.
故答案为:.
题型3:等差数列前n项和与n的比值
3-1.(2024高二上·江苏常州·期末)在等差数列中,,其前项和为,则 .
【答案】110
【分析】构造,可知是以2为首项,1为公差的等差数列,求出的通项公式,即可求得,进而求得.
【详解】解:由题知为等差数列,记数列,
所以,由,可知,
所以是以2为首项,1为公差的等差数列,
所以,
所以,所以.
故答案为:110
3-2.(2024·贵州毕节·模拟预测)等差数列的前项和为,若且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】等差数列前n项和构成的数列{}为等差数列,公差为原数列公差的一半﹒
【详解】设的公差为d,
∵
∴,
即{}为等差数列,公差为,
由知,
故﹒
故选:A﹒
3-3.(2024高二上·新疆·期末)已知等差数列的首项为,前项和为,若,且,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据等差数列通项和前项和的函数性可证得数列为等差数列,结合已知等式可求得,由可构造不等式组求得结果.
【详解】设等差数列的公差为,
,,
数列是以为首项,为公差的等差数列,
,解得:;
,,解得:,
即的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】结论点睛:若数列为等差数列,公差为,为数列的前项和,则数列是以为首项,为公差的等差数列.
题型4:两个等差数列前n项和的比值
4-1.(2024高二下·河南周口·期中)设等差数列,的前项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等差数列的前项和公式,结合等差数列下标的性质进行求解即可.
【详解】因为,,
所以.
故选:D
4-2.(2024高三上·江苏镇江·阶段练习)等差数列,的前项和分别是与,且,则 ; .
【答案】 / /
【分析】空1:根据等差数列的性质和求和公式,得到,代入即可求解;空2:设,,,代入即可求出.
【详解】空1:由等差数列的前项和公式,可得,
又由等差数列的性质,可得,
因为,可得.
空2:设,
所以,
,所以.
故答案为:;.
4-3.(2024高二上·浙江嘉兴·期末)已知等差数列和的前项和分别为、,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等差数列的性质和通项公式可得,再根据等差数列的求和公式可得,结合已知条件求解即可
【详解】设等差数列的公差为,则,
因为,
所以,
因为等差数列和的前项和分别为、,满足,
所以,
所以,
故选:C
4-4.(2024高二下·黑龙江鹤岗·期中)已知等差数列和的前项和为分别为和,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等差数列的求和公式,设,,求出即可得解.
【详解】,
令,则,
所以,,
所以,
故选:B
题型5:等差数列奇数项与偶数项的和
5-1.(2024·山东济南·二模)已知等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项之和为,所有偶数项之和为,则该数列的中间项为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题可设等差数列共有项,然后通过即可得出结果.
【详解】设等差数列共有项,
则,,中间项为,
故
,
,
故选:B.
5-2.(2024高二·江苏·课后作业)已知等差数列中,前m(m为奇数)项的和为77,其中偶数项之和为33,且,求通项公式.
【答案】
【分析】设公差等于d,由题意可得偶数项共有项,从而列出方程组求出m,d,,由此能求出数列的通项公式.
【详解】∵等差数列中,前m(m为奇数)项的和为77,
∴,①
∵其中偶数项之和为33,由题意可得偶数项共有项,公差等于,
+×=33,②
∵,
∴,③
由①②③,解得,
故.
数列的通项公式为.
5-3.(2024高一下·安徽宣城·阶段练习)已知等差数列共有项,若数列中奇数项的和为,偶数项的和为,,则公差的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】计算得出,利用等差数列求和公式得出,由此可解得与的值.
【详解】由题意,,
所以,,
,
所以,,.
故选:A.
【点睛】本题考查等差数列公差的求解,同时也考查了等差数列奇数项和偶数项的和的问题,考查计算能力,属于中等题.
5-4.(2024·重庆·二模)已知等差数列的前30项中奇数项的和为,偶数项的和为,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件列出关于首项和公差的方程,即可求解.
【详解】设等差数列的公差为,首项为,
则,所以,
因为,即,则,
等差数列的奇数项是以为首项,为公差的等差数列,等差数列的前30项中奇数项有15项,所以,得,
所以.
故选:B
5-5.(2024高二下·河南周口·期中)一个等差数列共100项,其和为80,奇数项和为30,则该数列的公差为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【分析】
根据等差数列的项的关系及和的性质列式求解即可.
【详解】
设等差数列的公差为,则由条件可知:
数列的奇数项之和为,①
偶数项之和为,②
由②-①,得,所以,即该数列的公差为.
故选:D.
5-6.(2024高一下·海南海口·期中)已知等差数列的项数为奇数,且奇数项的和为40,偶数项的和为32,则( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】A
【分析】设等差数列有,项.公差为.由于奇数项和为40,偶数项和为32,可得,,分别相加相减即可得出.
【详解】解:设等差数列有奇数项,.公差为.
奇数项和为40,偶数项和为32,
,
,
,,
,即等差数列共项,且
故选:.
【点睛】本题考查了等差数列的通项公式性质及其前项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
题型6:含绝对值的等差数列前n项和
6-1.(2024高三上·河南·期中)已知等差数列的公差为整数,,设其前n项和为,且是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的性质即可求解公差,进而可求解,
(2)分情况,即可根据等差数列求和公式求解.
【详解】(1)设的公差为d,依题意得,
所以,即,
化简得,解得或(舍去),
故,
(2)依题意,.
当时,,故;
当时,,
故.
故
6-2.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)已知是等差数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式与前项和;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)根据等差数列基本量的计算可得公差和首项,进而根据公式即可求解,
(2)根据当时,,;当时,,,即可分类求解,结合等差数列求和公式即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,解得.
所以数列的通项公式为,
数列的前项和.
(2)由得,所以当时,,;
由得,所以当时,,.
所以,当时,;
当时,
.
所以,.
6-3.(2024高二下·江苏盐城·开学考试)在等差数列中,,
(1)求数列的通项公式;
(2)求的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)根据等差数列的基本量进行计算即可;
(2)先分析的正负,然后利用等差数列的求和公式即可.
【详解】(1)
设等差数列的公差为,
,,
,
解得.
.
(2)
由,解得.
当时,的前项和.
.
当时,的前项和
.
的前项和
6-4.(2024高二上·江苏南京·阶段练习)在公差为的等差数列中,已知,且.
(1)求;
(2)若,求.
【答案】(1)当时,,
当时,;
(2)65
【分析】(1)根据基本量进行计算;(2)先判断前10项为正数,再计算即可.
【详解】(1)由,,
,解得或,
当时,,
当时,;
(2)由, ,
所以数列前10项为正数,第11项为0,从第12项起为负数,
所以==.
(三)
等差数列的前n项和与二次函数的关系
等差数列的前n项和公式与二次函数的关系:
等差数列的前n项和=+(-)n,令=A,-=B,则=+Bn.
(1)当A=0,B=0时,=0是常数函数,{}是各项为0的常数列.
(2)当A=0,B≠0时,=Bn是一次函数,{}是各项为非零的常数列.
(3)当A≠0,B≠0时,=+Bn是关于n的二次函数(常数项为0).
题型7:等差数列的前n项和与二次函数的关系.
7-1.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)数列为等差数列,它的前n项和为,若,则λ的值是 .
【答案】
【分析】根据等差数列前n项和公式的函数特征求解.
【详解】设等差数列的首项为,公差为,
所以,
又,
,解得.
故答案为:.
7-2.(2024高三下·云南昆明·阶段练习)已知为等差数列的前n项和,且,则( )
A.2600 B.2480 C.1660 D.1460
【答案】B
【分析】根据等差数列的前项和的特征,先得出的值,再由当时,,得出的通项公式,求出的值,从而可得出也为等差数列,根据等差数列前项和的公式可得出答案.
【详解】因为为等差数列,所以,
当时,,
由,则
所以,所以,公差为6;
,则也为等差数列,
公差,
所以,
故选:B.
7-3.(2024高二下·上海青浦·阶段练习)等差数列的公差,其前项和为,若,则中,不同的数值有 个.
【答案】2020
【分析】
根据给定条件,求出与的关系,再利用前项和公式,结合二次函数对称性求解即得.
【详解】依题意,,解得,
因此,,
由于二次函数图象的对称轴为,
则在的2024个数值中,,
所以不同的数值有2020个.
故答案为:2020
7-4.(24-25高二上·上海·期末)某化工厂打算投入一条新的生产线,但需要经环保部门审批同意方可投入生产.已知该生产线连续生产n年的累计年产量为(单位:万件),但如果年产量超过60万件,将会给环境造成危害,为保护环境,环保部门应给该厂这条生产线拟定最长的生产期限是 年.
【答案】8
【分析】计算出,解不等式,则有,再利用二次函数的单调性即可得到答案.
【详解】解:第一年年产量为,以后各年年产量为(,为正整数),当时也符合上式,
∴(为正整数).
令,得.
设,对称轴为,
则当时,严格增,又因为为正整数,,,
则最大生产期限应拟定为8年,
故答案为:8.
(四)
等差数列前n项和的最值
1.通项法
若>0,d<0,则Sn必有最大值,其n可用不等式组来确定;
若<0,d>0,则Sn必有最小值,其n可用不等式组来确定.
2.二次函数法
对于公差为非零的等差数列{an},由于==+(-)n,所以可用求函数最值的方法来求前n项和Sn的最值.这里应由n及二次函数图象对称轴的位置来确定n的值.
题型8:等差数列前n项和的最值
8-1.(2024高二上·湖南株洲·阶段练习)已知是等差数列的前项和,且.
(1)求数列的通项公式.
(2)求的最大值.
【答案】(1);
(2)28.
【分析】
(1)利用公式进行求解.
(2)利用给定的前项和,结合二次函数求出最值即得.
【详解】(1)等差数列的前项和,
当时,,
当时,,
显然满足上式,
所以数列的通项公式是.
(2)由于,而,
于是当时,,
所以的最大值是28.
8-2.(2024高二下·河南南阳·阶段练习)等差数列{an}中,已知,,则的前n项和的最小值为( )
A.S4 B.S5 C.S6 D.S7
【答案】C
【分析】由等差数列的性质将转化为,而,可知数列是递增数列,从而可求得结果.
【详解】∵等差数列中,,
∴,即,又,
∴的前项和的最小值为.
故选:C
8-3.(2024高二上·江苏苏州·开学考试)等差数列中,为它前项和,若,,,则当( )时,最大.
A.20 B.19 C. D.
【答案】C
【分析】
根据等差数列的下标性质,结合等差数列前项和公式进行求解即可.
【详解】,
,
因此可得,而,因此该等差数列是递减数列,
所以当时,最大,
故选:C
8-4.(2024高二下·安徽马鞍山·期中)设等差数列{}的前n项和为,若,则当取得最大值时,=( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】C
【分析】根据条件,利用等差数列的性质可得出,,即可求解.
【详解】在等差数列{}中,由,得,
则,又,
∴,,则当取得最大值时,.
故选:C
(五)
等差数列前n项和实际应用
(1)与等差数列前n项和有关的应用题,其关键在于构造合适的等差数列.
(2)遇到与正整数有关的应用题时,可以考虑与数列知识联系,抽象出数列的模型,并用有关知识解决相关的问题,是数学建模的核心素养的体现.
题型9:等差数列前n项和实际应用
9-1.(2024高二上·福建福州·期末)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌若干块扇面形石板构成第1环,依次向外共砌27环,从第2环起,每环依次增加相同块数的扇面形石板.已知最内3环共有54块扇面形石板,最外3环共有702块扇面形石板,则圜丘坛共有扇面形石板(不含天心石)( )
A.3339块 B.3402块 C.3474块 D.3699块
【答案】B
【分析】依题意每层扇面形石板的块数成等差数列设为,其中,,根据下标和性质求出,再根据等差数列求和公式求出即可.
【详解】解:依题意每层扇面形石板的块数成等差数列设为,其中,,
所以,
所以
所以,故圜丘坛共有扇面形石板(不含天心石)块.
故选:B
9-2.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)按照小方的阅读速度,他看完《巴黎圣母院》共需820分钟.2023年10月26日,他开始阅读《巴黎圣母院》,当天他读了1个小时,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天减少2分钟,则他恰好读完《巴黎圣母院》的日期为( )
A.2023年11月12日 B.2023年11月13日
C.2023年11月14日 D.2023年11月15日
【答案】C
【分析】
根据等差数列的求和公式即可求解.
【详解】根据题意,从2023年10月26日开始到读完的前一天,
他每天阅读《巴黎圣母院》的时间(单位:分钟)依次构成等差数列,且首项为60,公差为,
则由,且,得,
所以小方读此书20天恰好可以读完,故他恰好读完《巴黎圣母院》的日期为2023年11月14日.
故选:C
9-3.(2024高二上·江苏镇江·期中)在中国古代诗词中,有一道“八子分绵”的名题:“九百九十六斤绵,赠分八子做盘缠,次第每人分十七,要作第八数来言”.题意是把996斤绵分给8个儿子做盘缠.按照年龄从大到小的顺序依次分绵,年龄小的比年龄大的多分17斤绵.则年龄最小的儿子分到的绵是( )
A.65斤 B.82斤 C.184斤 D.201斤
【答案】C
【分析】首先根据题意设个儿子按年龄从小到大依次分绵斤,斤,斤,…,斤,从而得到数列为公差为的等差数列,再根据求解即可.
【详解】设个儿子按年龄从小到大依次分绵斤,斤,斤,…,斤,
则数列为公差为的等差数列.
因为绵的总数为斤,
所以,解得.
故选:C.
一、单选题
1.(2024高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)明代数学家程大位在《算法统宗》中已经给出由n,和d求各项的问题,如九儿问甲歌:“一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七.借问长儿多少岁,各儿岁数要详推.”则该问题中老人的长子的岁数为( )
A.35 B.32 C.29 D.26
【答案】A
【分析】由题意可得九个儿子的岁数从大到小构成公差为的等差数列,然后根据等差数的求和公式列方程求解即可.
【详解】根据题意,九个儿子的岁数从大到小构成公差为的等差数列,设长子的岁数为,
则,解得.
故选:A
2.(2024高二上·江苏南京·期中)设等差数列的前项和为,若,则( )
A. B.4 C. D.
【答案】C
【分析】由已知条件利用等差数列前项和公式推导出,由此能求出的值
【详解】设等差数列的首项为,公差为,
∵等差数列的前项和为,,
∴,整理得,
∴.
故选:.
3.(2024高三上·河南·阶段练习)中国古代数学名著《算法统宗》记载有这样一个问题:“今有俸粮三百零五石,令五等官(正一品、从一品、正二品、从二品、正三品)依品递差十三石分之,问,各若干?”其大意是,现有俸粮305石,分给正一品、从一品、正二品、从二品、正三品这5位官员,依照品级递减13石分这些俸粮,问,每个人各分得多少俸粮?在这个问题中,正二品分得的俸粮是( )
A.35石 B.48石 C.61石 D.74石
【答案】C
【分析】由等差数列的定义结合求和公式得出正一品的俸粮数,进而得出正二品分得的俸粮数.
【详解】正一品、从一品、正二品、从二品、正三品这5位官员所分得的俸粮数记为数列,
由题意,是以为公差的等差数列,且,解得.
故正二品分得俸粮的数量为(石).
故选:C
4.(2024高二下·江西九江·期末)中国古代数学著作《九章算术》中有这样一个问题:“某贾人擅营,月入益功疾(注:从第2个月开始,每月比前一月多入相同量的铜钱),第3月入25贯,全年(按12个月计)共入510贯”,则该人第11月营收贯数为( )
A.64 B.65 C.68 D.70
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用等差数列的通项公式及前n项和公式,列出方程求解作答.
【详解】
依题意,该人每个月的收入依次排成一列构成等差数列,其前项和为,有,
设的公差为d,因此,解得,
所以该人第11月营收贯数,
故选:B.
5.(2024高一下·四川成都·期末)已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和,有最大值,当时,的最大值为( )
A.20 B.17 C.19 D.21
【答案】C
【分析】可判断数列是递减的等差数列,利用前项和公式和等差数列的性质可得进而可得的最大值.
【详解】因为,所以和异号,
又等差数列的前项和有最大值,
所以数列是递减的等差数列,
所以,,
所以,
,
所以当时,的最大值为19.
故选:C.
6.(2024高二上·甘肃兰州·期中)已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【详解】因为某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,因此数列的第一、三、五、七、九项的和,写出数列的第二、四、六、八、十项的和,都用首项和公差表示,两式相减,得到结果.
5a1+20d=15
5a1+25d=30
d=3,选B
7.(2024高三上·全国·阶段练习)已知某等差数列的项数为奇数,前三项与最后三项这六项之和为,所有奇数项的和为,则这个数列的项数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由等差数列的性质与求和公式求解即可
【详解】由已知,,
所以,
所有奇数项的和为,
于是可得.
故选:A.
8.(2024高二下·河南驻马店·阶段练习)设,分别是两个等差数列,的前n项和.若对一切正整数n,恒成立,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知和等差数列的性质,可得.
【详解】由等差数列的性质,可得
.
故选:B
9.(2024高二下·山东淄博·阶段练习)两个等差数列,它们的前n项和之比为,则这两个数列的第9项之比是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
根据等差数列的前项和公式与等差数列的性质结合题意求解即可
【详解】设两个等差数列的前项和分别为,
则由题意可知,
所以
,
故选:C
10.(2024高三·全国·专题练习)已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=﹣2018,,则S2020等于( )
A.﹣4040 B.﹣2020 C.2020 D.4040
【答案】C
【分析】根据等差数列前n项和的性质,结合等差数列的通项公式进行求解即可.
【详解】∵Sn是等差数列{an}的前n项和,∴数列{}是等差数列.
∵a1=﹣2018,,
∴数列{}的公差d,首项为﹣2018,
∴2018+2019×1=1,
∴S2020=2020.
故选:C.
11.(2024高一下·河北衡水·期中)等差数列前项的和为,前项的和为,则它的前项的和为( )
A.130 B.170 C.210 D.260
【答案】C
【分析】根据等差数列前项和的性质,结合已知数据,求解即可.
【详解】利用等差数列的性质:成等差数列,
所以,即,解得.
故选:C.
12.(2024高二下·湖北咸宁·阶段练习)已知数列的前n项和为,且,则=( )
A.0 B. C. D.
【答案】D
【分析】
由题意根据等差中项的性质判断数列为等差数列,利用等差数列前n项和片段和的性质即可求得答案.
【详解】由可得,
故数列为等差数列,
又,故也成等差数列,
即 ,
故选:D
13.(2024高二上·黑龙江牡丹江·期末)在等差数列中,已知,,则( )
A.90 B.40 C.50 D.60
【答案】D
【分析】根据题意得到成等差数列,从而求出,得到答案.
【详解】因为为等差数列,所以成等差数列,
,,故,
.
故选:D
14.(2024高二上·甘肃临夏·期中)设等差数列的前n项和为,若,,则( )
A.27 B.45 C.81 D.18
【答案】B
【分析】根据等差数列前项和的性质可得,,成等差数列,从而可列方程可求出结果.
【详解】因为等差数列,所以,,成等差数列,
可得,即,解得
,即.
故选:B.
15.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.36 C.42 D.54
【答案】B
【分析】
利用等差数列的前项和公式列方程组求解即可.
【详解】
因为等差数列中,,
所以,
解得,
则,
故选:B
16.(2024高三上·黑龙江哈尔滨·期中)一百零八塔,位于宁夏吴忠青铜峡市,是始建于西夏时期的实心塔群,共分十二阶梯式平台,自上而下一共12层,每层的塔数均不少于上一层的塔数,总计108座.已知其中10层的塔数成公差不为零的等差数列,剩下两层的塔数之和为8,则第11层的塔数为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
【答案】A
【分析】设成为等差数列的其中10层的塔数为:,设出公差,根据题意得,又,,且,故只能满足,进而可得答案.
【详解】设成为等差数列的其中10层的塔数为:,由已知得,该等差数列为递增数列,因为剩下两层的塔数之和为8,故剩下两层中的任一层,都不可能是第十二层,所以,第十二层塔数必为;
故,①;
又由②,,且,所以,
①+②得,,得,
由知,
又因为观察答案,当且仅当时,满足条件,所以,;
组成等差数列的塔数为:1,3,5,7,9,11,13,15,17,19;
剩下两层的塔数之和为8,只能为2,6.
所以,十二层的塔数,从上到下,可以如下排列:
1,2,3,5,6,7,9,11,13,15,17,19;其中第二层的2和第五层的6不组成等差数列,满足题意,则第11层的塔数为17.
故答案选:A
17.(2024高二·全国·课后作业)等差数列共有项,其中奇数项之和为,偶数项之和为,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由奇数项和与偶数项和的差可求得,由可构造方程求得的值.
【详解】,,
,
,解得:.
故选:D.
18.(2024高一下·四川·阶段练习)已知等差数列共有项,其中奇数项之和为290,偶数项之和为261,则的值为( ).
A.30 B.29 C.28 D.27
【答案】B
【分析】由等差数列的求和公式与等差数列的性质求解即可
【详解】奇数项共有项,其和为,
∴.
偶数项共有n项,其和为,
∴.
故选:B.
19.(2024高二下·湖北·期末)已知等差数列,的前项和分别为,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
利用等差数列的前项和公式求解.
【详解】由已知得,可设,,
则,,
即,
故选:.
20.(2024高二下·辽宁朝阳·阶段练习)等差数列中,已知,前n项和为,且,则最小时n的值为( )
A.11 B.11或12 C.12 D.12或13
【答案】C
【分析】利用等差数列前n项和公式,再根据二次函数性质求解.
【详解】根据题意由可得,
整理可得.
所以,
由,可得;
由二次函数性质可知,当时,取最小时.
故选:C
21.(2024高三上·重庆渝中·阶段练习)在等差数列中,为其前项和.若,且,则等于( )
A.-2021 B.-2020 C.-2019 D.-2018
【答案】A
【分析】根据等差数列的性质可知,数列也为等差数列,结合已知条件求出等差数列的首项,即可得到.
【详解】因为为等差数列的前项和,令,则也为等差数列,设其公差为,
由得,
又得.
故选:A.
22.(2024高二上·山东济南·阶段练习)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由等差数列片段和的性质可得出、、、成等差数列,即可求得的值.
【详解】解:由等差数列的性质可知,、、、成等差数列,
且该数列的公差为,则,
所以,,
因此,.
故选:D.
23.(2024高二上·陕西西安·阶段练习)等差数列的前n项和,若,则( )
A.10 B.20 C.30 D.15
【答案】A
【分析】由等差数列性质得,成等差数列,设公差为d,则,可求得对应公差,则可求值
【详解】由等差数列有成等差数列,设为d,
则,
故.
故选:A
24.(2024高二上·福建三明·期中)《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,依次有小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种,这些节气的日影长依次成等差数列,冬至、立春、春分日影长之和为尺,前九个节气日影长之和为尺,则小满日影长为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】B
【分析】利用等差数列的前n项和和等差中项,求得通项公式求解.
【详解】从冬至日起,依次构成等差数列,设为,
由题意得: ,
解得,
又冬至、立春、春分日影长之和为31.5尺:,
所以,
所以,
所以,
故选:B
25.(2024高二下·全国·开学考试)设等差数列的前项和为,若,,则( )
A.18 B.36 C.40 D.42
【答案】B
【分析】确定为等差数列,得到,代入数据计算得到答案.
【详解】,故为等差数列,
故,故,解得.
故选:B
二、多选题
26.(2024高二下·湖北·阶段练习)公差为的等差数列的前项和为,若,则下列选项正确的是( )
A. B.时,的最小值为2022
C.有最大值 D.时,的最大值为4043
【答案】CD
【分析】AB选项,根据,得到,从而得到,A错误,时,的最小值为2023,B错误;C选项,求出,由二次函数性质得到有最大值;D选项,计算出,,得到答案.
【详解】对于:由可得,
故等差数列的公差,故A错误;
对于B:由A得,数列为单调递减数列,且,故时,
的最小值为2023,故B错误;
对于C:由A得,,故是关于的开口向下的二次函数,
其有最大值,没有最小值,故C正确;
对于D:因为数列的前2022项均为正数,
且,
,
时,的最大值为4043,故D正确
故选:CD
27.(2024高二上·广西贵港·期末)我国古代数学著作《算法统宗》中有如下问题:“今有善走者,日增等里,首日行走一百里,九日共行一千二百六十里,问日增几何?”其意思是:今有一位善于步行的人,第一天行走了一百里,以后每天比前一天多走里,九天他共步行了一千二百六十里,求的值.关于该问题,下列结论正确的是( )
A. B.此人第三天行走了一百二十里
C.此人前七天共行走了九百一十里 D.此人前八天共行走了一千零八十里
【答案】BCD
【分析】
根据等差数列的前9项和和首项求出公差判断A,根据通项公式计算第3项判断B,根据求和公式计算前7项和及前8项和即可判断C、D.
【详解】
由题意,设此人第一天走里,第天走里,则是等差数列,,
由,可得,故选项A错误;
所以,故选项B正确;
所以,所以,,故选项C、D正确.
故选:BCD.
28.(2024高二下·河南信阳·阶段练习)等差数列的前项和记为,若,则成立的是( )
A.
B.的最大值是
C.
D.当时,最大值为
【答案】BC
【分析】
根据已知条件求得的关系式,再根据等差数列的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】设等差数列的公差为,
,A选项错误.
所以,C选项正确.
所以的最大值是,B选项正确.
由于时,,是单调递减数列,
所以当时,没有最大值,D选项错误.
故选:BC
29.(2024高二上·湖南益阳·期末)已知两个等差数列、的前项和分别为和,且,则使得为整数的的取值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】
利用等差数列中项以及等差数列求和公式可得出,即可得出正整数的可能取值.
【详解】由等差中项以及等差数列求和公式可得,
又因为,.
故选:ACD.
三、填空题
30.(2024高二下·陕西商洛·期末)等差数列的前项和为,若,,则 .
【答案】15
【分析】根据等差数列的性质得到,求出答案.
【详解】设,由等差数列的性质可得,
又,则,解得.
故答案为:15
31.(2024高二上·湖南张家界·期中)已知等差数列的前项和为,若,,则 .
【答案】
【分析】
利用等差数列片断和的性质即可得解.
【详解】
因为是等差数列,所以是等差数列,
则,即,解得.
故答案为:.
32.(2024高二上·江苏徐州·期中)已知为等差数列的前n项和,且满足,,则 .
【答案】92
【分析】
根据已知条件求得等差数列的首项和公差,从而求得.
【详解】设等差数列的公差为,
则,,
所以.
故答案为:
33.(2024高二上·江苏盐城·期中)设各项均为正数的等差数列的前项和为,若,则 .
【答案】
【分析】
根据等差数列的通项公式,结合题意,化简得到,求得,再利用等差数列的前项和公式,即可求解.
【详解】由题意,设等差数列的公差为,
因为,可得,
即,可得,且,解得,
又由.
故答案为:.
34.(2024高二上·河南许昌·期末)设等差数列、的前项和分别为、,若对任意的,都有,则 .
【答案】
【分析】
根据等差数列的性质即可求解.
【详解】,
由于,
故答案为:
35.(2024高二上·湖南株洲·阶段练习)已知等差数列,的前项和分别为,,若,则 .
【答案】/
【分析】根据给定条件,结合等差数列前项和公式、等差数列性质计算即得.
【详解】等差数列,的前项和分别为,,且,
所以.
故答案为:
36.(2024高二上·内蒙古乌兰察布·期中)设等差数列{an}的前n项和为,且,则 .
【答案】4
【分析】先利用关系式,求出公差,进而用等差数列的通项公式和求和公式得到方程组,即可求出答案.
【详解】由题意得:,,
则等差数列的公差,
则,,
解得:或(舍去),
故答案为:4.
37.(2024高二下·辽宁·期末)等差数列中,,前项和为,若,则 .
【答案】
【分析】由已知结合等差数列的性质可得为等差数列,再设公差为及通项公式即可求解.
【详解】设的公差为,由等差数列的性质可知,因为,故,故为常数,所以为等差数列,设公差为
,,
,
,
,则
故答案为:
38.(2024高二下·辽宁阜新·期中)已知等差数列的前n项和为,等差数列的前n项和为,且,求 .
【答案】
【分析】
根据等差数列的性质和等差数列的求和公式结合已知可求得结果.
【详解】因为等差数列的前n项和为,等差数列的前n项和为,且,
所以
,
故答案为:
39.(2024高三上·天津武清·阶段练习)等差数列的前项和分别是与,且,则 .
【答案】/
【分析】根据等差数列的性质和求和公式,得到,代入即可求解.
【详解】由等差数列的前项和公式,得,
又由等差数列的性质,得,而,
所以.
故答案为:
40.(2024高二下·湖北十堰·阶段练习)设数列的前项和为,点均在函数的图象上,则数列的通项公式 .
【答案】
【分析】代入法求得,由表达式可知数列为等差数列,求得首项和公差后可得通项公式.
【详解】解:依题意得,即,
所以数列为等差数列,且,,
设其公差为,则,
所以.
故答案为:.
41.(2024高三上·湖北·阶段练习)等差数列中,为其前项和,若,,则 .
【答案】
【解析】先利用等差数列的求和公式证得是等差数列,并由已知条件计算该数列的公差,进而利用等差数列的推广的通项公式求解.
【详解】等差数列中,记首项为,公差为,利用等差数列求和公式,可得,
又
所以是首项为,公差为等差数列,
由,,得,
所以的公差为
所以
所以
故答案为:
【点睛】本题考查等差数列的证明,及等差数列通项公式的求法,解题的关键是要证得是等差数列,考查学生的逻辑推理能力与运算求解能力,属于难题.
四、解答题
42.(2024高二上·上海·课后作业)已知数列均为等差数列.
(1)设,,求;
(2)设,,求;
(3)设,求.
【答案】(1)260
(2)21.7
(3)49
【分析】(1)利用等差数列前n项和公式计算作答.
(2)求出等差数列的公差,再利用前n项和公式计算作答.
(3)求出,再利用前n项和公式计算作答.
【详解】(1)依题意,.
(2),于是,从而.
(3)设公差为,则,,于是,
所以.
43.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知等差数列的前n项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的最小值及取得最小值时n的值.
【答案】(1)
(2)当时,最小,最小值为-26
【分析】(1)根据等差数列的通项公式和求和公式列方程,解方程得到,,然后写通项即可;
(2)方法一:根据等差数列的性质求最小值即可;
方法二:根据前项和的函数性质求最小值.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由,,得,,解得,,
所以.
(2)方法一:由知是递增数列,
当时,;当时,.
所以,
所以当时,最小,最小值为.
方法二:,
又,所以当时,最小,最小值为-26.
44.(2024高二上·江苏南通·阶段练习)数列的前n项和为,对任意,点在直线上.
(1)求.
(2)求的最小值及此时n的值.
【答案】(1)
(2),或
【分析】
(1)根据题意,得到,得到数列是等差数列,结合等差数列的求和公式,即可求解;
(2)由数列的通项公式为,得到时,,时,,即可求解.
【详解】(1)
因为在上,可得,所以,
则,所以数列是等差数列,
所以.
(2)由数列的通项公式为,
令,解得且,
即当时,;当时,;时,,
所以当或时,的最小值为.
45.(2024高二下·广西桂林·期末)在等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前n项和,求n.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意列出方程组,即可求得答案;
(2)利用等差数列的前n项和,解方程可得答案.
【详解】(1)设数列的首项为,公差为d,
则,解得,
∴.
(2)由以及,,,
得方程,整理得,
解得或(舍去),
故.
46.(2024高二上·安徽马鞍山·期中)已知等差数列,前项和为,又.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的求和公式和等差数列的通项公式即得.
(2)由,令求出的取值范围,再分段求出数列的前项和
【详解】(1)设等差数列的公差为,首项为,
因为,所以,
所以,由,解得,
又,所以;
(2)
设,的前项和为,得,
,得
当时,,即,所以
当时,得 ,所以,
则
综上所述:
47.(2024高二上·上海·课后作业)在等差数列中,
(1)已知,,求;
(2)已知,,求.
【答案】(1)44
(2)
【分析】
(1)根据等差数列通项公式设,根据,的值得出关于,的方程组,解出后根据等差数列求和公式求出;
(2)根据等差数列通项公式设,根据,的值得出关于,的方程组,解出后根据等差数列求和公式求出.
【详解】(1)设,
则
解得
故.
(2)设,
则
解得
故.
48.(2024高二·全国·随堂练习)一个物体第1s下落4.90m,以后每秒比前一秒多下落9.80m.
(1)如果它从山顶下落,经过5s到达地面,那么这山的高度是多少米?
(2)如果它从1960m的高空下落到地面,要经过多长时间?
【答案】(1)
(2)
【分析】根据题意,利用等差数列的前项和公式列式求解即可.
【详解】(1)由题意可知,物体每秒下落的高度构成等差数列,
设该等差数列为,前项和为,则,公差,
所以,
故这山的高度是.
(2)由(1)可得,,解得(负值舍去),
所以要经过落地.
49.(2024高二上·甘肃酒泉·期中)已知等差数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求的最小值及取得最小值时的值.
【答案】(1)
(2)当时,最小,最小值为.
【分析】(1)列方程求出,即可求数列的通项公式;
(2)由(1)知,利用二次函数的性质可求的最小值及取得最小值时的值.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
由,得,
解得,
所以.
(2)由(1)知,
又,所以当时,取最小,最小值为.
50.(2024高三上·湖北·期中)已知为等差数列的前项和,若,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的通项公式列方程,解方程即可;
(2)分和两种情况求和.
【详解】(1)设的公差为,则:,
.
(2),
令,
当时,,
,
当时,,
综上所述:.
51.(2024高二下·湖北省直辖县级单位·阶段练习)设单调递减的等差数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式及前项和;
(2)设数列的前项和为,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】
(1)根据已知条件结合等差数列的性质可得,解方程组求出,从而可求出,,
(2)由,得,然后分和两种情况求.
【详解】(1)因为数列为等差数列,所以,
又,解得,或,
又因为数列单调递减,所以,
所以,所以,解得,
所以.
(2)由,解得,
,解得,即,
所以当时,,
当时,,
综上.
52.(2024高二下·河南南阳·阶段练习)已知数列为等差数列,其前n项和为,且,,数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)根据等差数列的通项公式以及求和公式,建立方程组,可得答案;
(2)利用分组求和方法,可得答案.
【详解】(1)
数列为等差数列,其前n项和为,且,,
设数列的首项为,公差为d,则,
解得,,所以.
(2)
数列.
当时,,所以.
当时,,所以
.
所以.
53.(2024高二上·江苏盐城·期中)已知数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式
(2)若,求的前项和.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)利用与的关系式进行通项公式的求解;
(2)由通项公式可知,当时,其和为负数,则当求绝对值之和时,可直接添加负号即可,当时,可通过前8项的变号来进行计算即可.
【详解】(1)由,
当时,可得,
当时,,适合上式,
所以数列的通项公式为.
(2)由,可得,则,
令,可得,
当时,可得,
当时,可得
,
因为,所以,
所以.
注意:分类标准和,都可以.
54.(2024高三上·贵州·阶段练习)记等差数列的前项和为,已知.
(1)求的通项公式;
(2)记数列的前项和为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的基本量,建立方程,即可求解;
(2)首先列出,再根据数列的前项和公式,即可求解.
【详解】(1)设的公差为,,
则,得;
则;
所以数列的通项公式为;
(2)由题可知
55.(2024高二下·甘肃临夏·阶段练习)记为等差数列的前项和,已知,.
(1)求等差数列的通项公式;
(2)求的最小值及对应的n值.
【答案】(1);
(2)的最小值为,对应.
【分析】(1)根据给定条件,求出等差数列的公差即可求解作答.
(2)由数列的单调性求出的最小值及对应的n值作答.
【详解】(1)等差数列中,,,则的公差,
所以等差数列的通项公式.
(2)由(1)知,等差数列单调递增,由,得,解得,
因此数列前15项均为负数,从第16项起均为正数,
所以当时,取得最小值.
56.(2024高二下·辽宁铁岭·期末)记等差数列的前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)求以及的最小值.
【答案】(1);
(2),的最小值为.
【分析】(1)根据给定条件,求出公差,再求出通项作答.
(2)由(1)结合等差数列前n项和公式求解作答.
【详解】(1)设等差数列的公差为,由,,得,
解得,于是,
所以数列的通项公式是.
(2)由(1)知,,
显然,当且仅当时取等号,
所以,的最小值为.
57.(2024高一下·安徽合肥·阶段练习)已知数列的前n项和
求数列的通项公式;
求证:数列是等差数列.
【答案】(1);(2)见解析
【分析】(1)当时,类比写出,两式相减整理得;当时,求得并验证通项公式,从而确定数列通项公式.
(2)根据(1)求得的通项公式,利用等差数列的定义证明即可.
【详解】解:当时,,
当时,,满足,
即数列的通项公式.
证明:,
当时,为常数,
则数列是等差数列.
【点睛】本题主要考查已知数列的前项和求数列的通项公式的方法,考查等差数列的判断方法.
已知数列的前项和求数列的通项公式,求解过程分为三步:
(1)当时,用替换中的得到一个新的关系,利用 便可求出当时的表达式;
(2)当时, 求出;
(3)对时的结果进行检验,看是否符合时的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分与两段来写.
58.(2024高二下·全国·课后作业)已知数列的前项和,求证:是等差数列.
【答案】证明见解析
【分析】先由求出,再利用等差数列的定义证明即可.
【详解】由题意得
①若,则,
②若,则,经检验满足上式.
故,
由可知,数列是首项为23,公差为的等差数列.
59.(2024高二·全国·课后作业)已知一个数列的前项和.
(1)当时,求证:该数列是等差数列;
(2)若数列是等差数列,求满足条件.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用可得答案;
(2)利用可得答案.
【详解】(1)当时,,令,,
所以时,
,
所以,
此时,
所以,
所以,
可得数列是公差为的等差数列.
(2),
令,得,
所以时,
,
所以,
所以,
可得时,数列是公差为的等差数列,
若数列是等差数列,则,
所以.
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