内容正文:
热点08 等差数列的通项公式及求和公式
知识点一 等差数列
1.等差数列的概念:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示.即,为常数.
2.等差中项:如果a,A,b成等差数列,那么A叫做a与b的等差中项,且.
3.等差数列的通项公式及其变形
以为首项,d为公差的等差数列的通项公式为.
公式的变形:,.
知识点二 等差数列的前项和
等差数列的前n项和公式:.
令,,可得,则
当,即时,是关于n的二次函数,点是的图象上一系列孤立的点;
当,即时,是关于n的一次函数,即或常函数,即,点是直线上一系列孤立的点.
知识点三 等差数列的性质
1.等差数列的常用性质
(1)若,则;
(2)若,则;
(3)下标成等差数列的项组成以md为公差的等差数列
若分别是公差为的等差数列,则有
数列
结论
公差为d的等差数列(c为任一常数)
公差为cd的等差数列(c为任一常数)
公差为2d的等差数列(k为常数)
公差为的等差数列(p,q为常数)
2.与等差数列各项的和有关的性质
设等差数列(公差为d)和的前n项和分别为,
(1)数列是等差数列,首项为,公差为.
(2)构成公差为的等差数列.
(3)若数列共有项,则,;
若数列共有项,则,.
(4),.
热点一 等差数列的判断及证明
例1.已知数列是等差数列,下面的数列中①②③④必为等差数列的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】由数列是等差数列,不妨设其公差为,则,
对于①,因,,则为常数,故是等差数列;
对于②,不妨设,则,,于是为常数,故是等差数列;
对于③,设,则,,于是为常数,故是等差数列;
对于④,若数列为,显然是等差数列,则数列为,因,故不是等差数列.
即在①,②,③,④中,是等差数列的有3个,
故选:C.
例2.已知数列的前项和是的二次函数,且.
(1)求;
(2)证明:数列是等差数列.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)解:设数列的前项和为,
因为,
可得,解得,
所以.
(2)证明:由(1)知,
当时,可得;
当时,,
当时,适合上式,所以,
又由,所以数列表示首项为,公差的等差数列.
变式1-1.已知数列满足,,记,求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
【答案】证明见解析;.
【详解】由,得,
又,所以数列是首项为、公差为的等差数列.
于是,由,解得.
变式1-2.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)
【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.
变式1-3.数列的前项和为,且,当时,.
(1)计算:,;
(2)证明为等差数列,并求数列的通项公式;
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【详解】(1)由,,
令,得,又,所以,
令,得,又;
(2)因为当时,,
所以,
所以数列为等差数列,首项为,公差为,
所以,
所以,
于是,当时,
,
当时,,满足上式,
故.
热点二 等差数列基本量的计算
例3.设为等差数列的前项和,若,则的公差为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【详解】由题设,又,故,
所以的公差.
故选:C
例4.记为等差数列的前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设等差数列的公差为,则,
解得,所以,
所以.
故选:.
变式2-1.已知公差不为0的等差数列的前项和为,若,则 .
【答案】9
【详解】设等差数列的公差为,
由可得,
化简得,因,解得.
故答案为:9.
变式2-2.已知等差数列的前项和为,若,则 .
【答案】5
【详解】设公差为,由得,
,解得.
故答案为:5
变式2-3.已知等差数列的前项和为,若,则满足的的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题可得,解得,
则,
所以,
由可得,,解得,
故满足的的取值范围是.
热点三 等差中项的应用
例5.等差数列中,设前项和为,,则等于( )
A.80 B.85 C.90 D.95
【答案】B
【详解】由题意可得,
故选:B.
例6.若数列 是等差数列,且 ,则 ( )
A.30 B. C.20 D.
【答案】A
【详解】数列是等差数列,则是和的等差中项,
有,即,解得.
故选:A
变式3-1.已知成等差数列的四个数,四个数之和为26,第二个数与第三个数之积为40,求这个等差数列.
【答案】或
【详解】设这四个数依次为(公差为).
因为四个数之和为26,第二个数与第三个数之积为40,
所以,解得:或,
∴这个数列为或
变式3-2.已知等差数列满足,则( )
A. B.5 C.5或-5 D.或
【答案】C
【详解】由题,解得,
故选:C.
变式3-3.若函数的四个零点从小到大恰好构成等差数列,则 .
【答案】/
【详解】,若,无解,舍去,
若,此时,此时,只有两个零点,舍去,
若,,
若,则,故,
若,则,故,
其中,
因为四个零点从小到大恰好构成等差数列,
所以,故,故,解得.
故答案为:
热点四 等差数列的性质
例7.已知等差数列中,,则=( )
A.6 B. C.5 D.
【答案】C
【详解】因为,
所以,
故选:C.
例8.在与15之间插入5个数,使这7个数成等差数列,则插入的5个数之和为( )
A.21 B.24 C.27 D.30
【答案】D
【详解】设插入的5个数依次为,则数列成等差数列,
因此,解得,
所以.
故选:D
变式4-1.公差不为0的等差数列中,,则的值不可能是( )
A.9 B.16 C.22 D.25
【答案】C
【详解】因为,所以,
又,,
所以或或或或或或或或,
所以的值可能是,,,,.
故选:.
变式4-2.在等差数列中,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【详解】因为,令的公差为d,
则,
故选:D.
变式4-3.在等差数列中,已知与是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为与是方程的两根,由韦达定理得,
因为数列为等差数列,所以,,
所以,
故选:B.
热点五 等差数列前n项和的性质
例9.已知是等差数列的前n项和,若,则( )
A.44 B.52 C.68 D.84
【答案】D
【详解】由题意可得,,成等差数列,
所以,
因为,,
则,解得.
故选:D.
例10.已知等差数列与等差数列的前项和分别记为,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据等差数列前项和公式,当时,.
由等差数列性质,所以.
同理,对于数列,当时,.
又因为,所以.
已知,当时,.
而,所以.
故选:C.
变式5-1.设等差数列的前项和分别为,若对任意的,都有,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由等差数列性质知:,,
.
故选:D.
变式5-2.已知是等差数列的前项和.
(1)证明:是等差数列;
(2)设为数列的前项和,若,求.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【详解】(1)证明:设等差数列的公差为,
,.
.
是等差数列.
(2),
数列的首项为2,第四项为.
数列的公差.
.
变式5-3.(多选)已知等差数列的前项和为,则( )
A.数列是递增数列
B.数列是递增数列
C.数列中的最小项为
D.成等差数列,且公差为
【答案】ABD
【详解】设等差数列的首项为,公差为;
由可得,解得,
由等差数列性质可得当时,数列是递增数列,即A正确;
依题意可得,
所以,因此可得,即B正确;
由,由二次函数性质以及可得,
当时,,所以C错误;
易知,则,
因此,
即可得,也即,
同理可得,
即,
因此成等差数列,且公差为,即D正确.
故选:ABD
热点六 等差数列an与Sn求通项
例11.若数列的前n项和满足,则( )
A.数列为等差数列 B.数列为递增数列
C.为等差数列 D.为等差数列
【答案】D
【详解】当时,,
当时,,∴,
对于A:不满足,故A不正确;
对于B:,故B不正确;
对于C,,,,不满足,故C不正确;
对于D:,,,三项可构成等差数列,且公差为8,故D正确;
故选:D.
例12.已知各项均为正数的数列的前项和为,且满足,则 .
【答案】2024
【详解】由于数列的各项均为正数,即,
当时,,即,
当时,由,可得,两式相减得,
又,
为一个以2为首项,2为公差的等差数列,.
故答案为:2024.
变式6-1.设等差数列的公差是,如果它的前项和,那么
【答案】
【详解】当时,,
当时,,
符合的情况,
故,
故答案为:.
变式6-2.(多选)数列的前项和为,已知,则下列结论正确的是( ).
A. B.为等差数列
C.不可能为常数列 D.若为递增数列,则
【答案】ABD
【详解】对于A选项:当时,,A正确;
对于B选项:当时,,
显然时,上式也成立,所以.
因为,
所以是以2k为公差的等差数列,B正确:
对于C 选项,由上可知,当时,为常数列,C错误;
对于D选项,若为递增数列,则公差,即,D正确.
故选:ABD .
变式6-3.设数列的前n项和为,且方程有一根为().求数列的通项公式.
【答案】
【详解】依题,且,将代入上式,得,记,令,求出不动点,由定理2(ⅱ)知:,
∴数列是公差为的等差数列,
∴,因此数列的通项公式为.
热点七 绝对值求和
例13.在等差数列中,,,求数列的前n项和
【答案】
【详解】设公差为d,由等差数列的求和公式 得,,
解得,,所以,由得,
即数列的前5项为正,其余各项为负,则数列的前n项和,
所以当时,;当时,,
即 ;
故答案为:.
例14.已知数列是首项为1的等差数列,公差,设数列的前项和为,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)因为成等比数列,则有,
即,而,解得,则,
所以的通项公式是.
(2)由(1)知,令,则数列为递增数列,其前4项为负值,从第5项开始为正值,
设的前项和为,则,
若,,
若,
,
所以.
变式7-1.已知等差数列的前n项和为,其中,.
(1)求数列的通项;
(2)求数列的前n项和为.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设的公差为,
则,解得,
所以;
(2)因为,所以,
当时,,此时,
,
当时,,此时,
,
综上所述:.
变式7-2.已知在等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设是数列的前项和,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:设等差数列的公差为,则,解得,
所以,.
(2)解:.
因此,.
变式7-3.等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意得:,解得,;
(2),当时,,;时,,;
当时,;
当时,;即
,综上所述:.
热点八 等差数列的最值与范围问题
例15.已知等差数列的前项和有最大值,若,,则时的最大值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【详解】由,可得,解得,
因为等差数列的前项和有最大值,所以数列为递减数列,即,
又因为,可得,即,
即是方程的两根,且,
解得,可得,
又由,解得,
所以,
令,即,解得且,
所以实数的最大值为.
故选:C.
例16.已知等差数列的前n项和为,若,公差.
(1)求数列的通项公式和前n项和;
(2)求的最大值及取得最大值时n的值.
【答案】(1)
(2)当或时取得最大值,最大值为30
【详解】(1)等差数列中,若,公差,
则有,.
(2),又,
∴当或时取得最大值,最大值为.
变式8-1.(多选)在等差数列中,且,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】设等差数列的公差为,其前项和为,由,得,
对于A,数列是递增等差数列,且前10项均为负数,从第11项起为正,则,
即,A正确;
对于B,,B错误;
对于C,,C错误;
对于D,由,得,,D正确.
故选:AD
变式8-2.已知等差数列的前n项和为,,,则当取得最大值时,n的值为( )
A.5 B.6 C.5或6 D.6或7
【答案】C
【详解】因为:,
所以,所以.
所以数列单调递减,又,所以,当时,.
所以当或时,相等且最大.
故选:C
变式8-3.等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式,并计算;
(2)若,求;
(3)若取到最小值,求.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)设的公差为,则,解得,
所以,;
(2)由(1)知,,得,
所以,即,解得(负值舍去),故;
(3)由(2)知,,
所以当时,取得最小值.
热点九 等差数列的恒成立问题
例17.记等差数列的前项和为,已知,且.
(1)求;
(2)若对于任意的恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)设公差为,则,解得,
故
(2)由,可得,
即恒成立.
设,则,
当时,则,
当,即时,则,
所以,故,所以,
即实数的取值范围为.
例18.已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若对任意恒成立,求实数λ的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设等差数列的公差为d,则
解得
故
(2)由(1)可知,,
令,可知二次函数的对称轴为,
而,故当时,有最小值‑15,
故,即实数λ的取值范围为.
变式9-1.已知数列满足:,,,从第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.
(1)求;
(2)设,若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意得,,,…,
数列是以为首项,公差的等差数列,
,
,,,…,,
将所有上式累加可得,.
又也满足上式,.
(2)由(1)得,,则,
恒成立,,
恒成立,,即的取值范围是.
变式9-2.已知数列满足,.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)设数列前n项和为,且对任意的恒成立,求k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)因为,所以,即,
所以数列是首项为,公差为的等差数列;
(2)由(1)得,所以,
要使对任意的恒成立,只需要即可,
令,
则
,
所以数列是递增数列,
所以,即,
所以.
变式9-3.已知数列的前项和为,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若不等式对任意的正整数恒成立,求整数的最大值.
【答案】(1)
(2)4
【详解】(1)当时,,
两式相减得,
,
,即,
数列表示首项,公差为2的等差数列,
.
(2),
即,
由得对任意的正整数恒成立,
又对任意的正整数恒成立.
设,则,
当时,最大,最大值为,
,解得,则的最大整数为4.
一、单选题
1.(2023-24高三上·广东湛江·阶段练习)已知等差数列满足,则( )
A.3 B.4 C.8 D.10
【答案】B
【详解】设等差数列的公差为,
则 .
故选:B.
2.(2023-24高二上·江苏盐城·期中)已知数列的通项公式是,则下列结论中,正确的是( )
A.该数列是公差为的等差数列 B.该数列的图象只能在第一象限
C.该数列是个有穷数列 D.该数列的图象是直线上满足的点集
【答案】D
【详解】由知数列为等差数列,公差为1,故A错误;
因为,所以数列的图象上有点在x轴上,故B错误;
由通项公式是知,数列是无穷数列,故C错误;
由通项公式是知该数列的图象是直线上满足的点集,故D正确.
故选:D
3.(2023-24高二下·河南南阳·期末)若是正项无穷的等差数列,且,则的公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,得,
因为是正项无穷的等差数列,
所以,所以,得,
即的公差的取值范围是.
故选:D
4.(2023-24高三上·四川眉山·阶段练习)已知正项等差数列满足,,则值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,即,
所以,.又,所以,
解得,故.
故选:C.
5.(2023-24高二上·甘肃酒泉·期中)在等差数列中,已知,,则数列的前n项和的最大值为( )
A.98 B.50 C.49 D.7
【答案】C
【详解】设公差为,因为,,
所以,即,解得,
所以,
所以当时取得最大值,最大值为.
故选:C
6.(2023-24高三上·广东深圳·阶段练习)已知实数,满足,若下列四个数,,,经过适当排序后构成公差为的等差数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】不相等的实数,满足.
当时,显然有,
要想构成等差数列,则有:,
这与矛盾;
当时,,
要想构成等差数列,则有:或(舍去),
此时四个数由大到小为,,,.故.
故选:D
7.(2023-24高二上·上海·期中)满足条件的等差数列共有( )个
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【详解】由,得.
设等差数列的公差为,由题意知①,
当时,由①,得或2,此时或;
当时,由①,得,此时;
当时,由①,得或1,此时或.
所以满足题意的等差数列共有5个.
故选:D
8.(2024·广东广州·模拟预测)数列中,,,若是数列的前项积,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】依题意,,,
所以,所以,
所以
,
函数的开口向下,对称轴为,
所以当或时,取得最大值为.
故选:D
二、多选题
9.(2023-24高二上·甘肃兰州·期中)(多选)下列关于等差数列单调性的结论正确的是( )
A.若数列是递增数列,则公差
B.若公差,则数列一定是递增数列或者递减数列
C.若,则数列是递减数列
D.若,则数列是递增数列
【答案】ABD
【详解】对于A,若数列是递增数列,则,即公差,故A正确;
对于B,若公差,则或,
当时,有,则是递增数列;
当时,有,则是递减数列,故B正确;
对于C,若,因为数列是等差数列,
则,所以数列是递增数列,故C错误;
对于D,若,因为数列是等差数列,
则,即,所以数列是递增数列,故D正确.
故选:ABD
10.(2023-24高二上·河南商丘·期末)已知等差数列的前项和为,无论首项和公差如何变化,始终是一个定值,则下列各数也为定值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】因为数列为等差数列,则,
若始终是一个定值,所以是定值,故B正确;
又因为,,
所以与也为定值,所以C,D正确;
没有足够条件判断A,故A错误;
故选:BCD.
11.(2023-24高三上·福建·期中)记等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B.是递增数列
C.当时,取得最小值 D.若,则的最小值为11
【答案】BD
【详解】对于A,由题意可得,解得,故A错误;
对于B,,故是递增数列,故B正确;
对于C,,
所以,当时,取到最小值,故C错误;
对于D,令,即,解得或,
因为,所以使的的最小值为11,故D正确.
故选:BD
三、填空题
12.(2024·陕西榆林·三模)已知为等差数列的前项和,且,则 .
【答案】2
【详解】由等差数列的前项和可得,,
则,所以.
故答案为:
13.(2023-24高二上·浙江宁波·期中)已知,,则 .
【答案】/0.1
【详解】由,得,
又,则,
所以数列首项为1,公差为1的等差数列,所以,
又可得,又,所以,得,
所以,
故答案为:
14.(2023-24高三上·重庆·期中)南宋数学家杨辉为我国古代数学研究做出了杰出贡献,他的著名研究成果“杨辉三角”记录于其重要著作《详解九章算法》,该著作中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列,以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4项为1,3,7,13,则该数列的第10项为 .
【答案】91
【详解】设该二阶等差数列为,则,,,,
由二阶等差数列的定义可知,,,,,
所以数列是以为首项,公差的等差数列,
即,
所以,,,,,
将所有上式累加可得,
所以.
故答案为:91.
四、解答题
15.(2023-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)一个等差数列的第3项是9,第9项是3,求它的第12项.
【答案】0
【详解】设该等差数列为,公差为,
则,解得,
所以.
16.(2023-24高二上·海南省直辖县级单位·阶段练习)设为数列的前n项和,.
(1)求;
(2)证明是等差数列.
【答案】(1),;
(2)证明见解析.
【详解】(1)数列的前n项和,
则当时,;
当时,,满足上式,
所以.
(2)由(1)知,当时,,
因此(常数),
所以数列是等差数列.
17.(2023-24高二上·吉林长春·期中)设等差数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)当为何值时,最大?并求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,最大,且的最大值为123
【详解】(1)设等差数列的公差为,由,,
所以,解得,
所以;
(2)由(1)可得,,
所以;
(3)令,解得,
令,解得,
又,所以当时,最大,.
18.(2023-24高二上·吉林长春·期中)已知数列和都是等差数列,公差分别为,,数列满足.
(1)数列是不是等差数列?若是,证明你的结论;若不是,请说明理由.
(2)若的公差为,的公差为,,,求数列的通项公式.
【答案】(1)数列是等差数列,理由见解析
(2)
【详解】(1)数列是等差数列,理由如下:
因为数列,都是等差数列,公差分别为,,
所以,,
因为,
所以
为常数,
所以数列是以为公差的等差数列;
(2)因为,,
所以,
由(1)可知数列是等差数列,且公差为,
因为的公差为,的公差为,
所以数列的公差,
所以数列的通项公式为.
19.(2024·浙江宁波·一模)已知数列为等差数列,且满足.
(1)若,求的前项和;
(2)若数列满足,且数列的前项和,求数列的通项公式.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当时,由,则,由,则,
所以等差数列的公差为,
即通项公式,
所以前项和.
(2)当时,,可得,
当时,
,
将代入上式,则,
综上所述,,.
,可得,
由(1)可知,则,
由方程,可得,解得,
由,则等差数列的公差为,所以,
由,,则.
2
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热点08 等差数列的通项公式及求和公式
知识点一 等差数列
1.等差数列的概念:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示.即,为常数.
2.等差中项:如果a,A,b成等差数列,那么A叫做a与b的等差中项,且.
3.等差数列的通项公式及其变形
以为首项,d为公差的等差数列的通项公式为.
公式的变形:,.
知识点二 等差数列的前项和
等差数列的前n项和公式:.
令,,可得,则
当,即时,是关于n的二次函数,点是的图象上一系列孤立的点;
当,即时,是关于n的一次函数,即或常函数,即,点是直线上一系列孤立的点.
知识点三 等差数列的性质
1.等差数列的常用性质
(1)若,则;
(2)若,则;
(3)下标成等差数列的项组成以md为公差的等差数列
若分别是公差为的等差数列,则有
数列
结论
公差为d的等差数列(c为任一常数)
公差为cd的等差数列(c为任一常数)
公差为2d的等差数列(k为常数)
公差为的等差数列(p,q为常数)
2.与等差数列各项的和有关的性质
设等差数列(公差为d)和的前n项和分别为,
(1)数列是等差数列,首项为,公差为.
(2)构成公差为的等差数列.
(3)若数列共有项,则,;
若数列共有项,则,.
(4),.
热点一 等差数列的判断及证明
例1.已知数列是等差数列,下面的数列中①②③④必为等差数列的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例2.已知数列的前项和是的二次函数,且.
(1)求;
(2)证明:数列是等差数列.
变式1-1.已知数列满足,,记,求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
变式1-2.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.
变式1-3.数列的前项和为,且,当时,.
(1)计算:,;
(2)证明为等差数列,并求数列的通项公式;
热点二 等差数列基本量的计算
例3.设为等差数列的前项和,若,则的公差为( )
A. B.1 C. D.2
例4.记为等差数列的前项和,若,,则( )
A. B. C. D.
变式2-1.已知公差不为0的等差数列的前项和为,若,则 .
变式2-2.已知等差数列的前项和为,若,则 .
变式2-3.已知等差数列的前项和为,若,则满足的的取值范围是 .
热点三 等差中项的应用
例5.等差数列中,设前项和为,,则等于( )
A.80 B.85 C.90 D.95
例6.若数列 是等差数列,且 ,则 ( )
A.30 B. C.20 D.
变式3-1.已知成等差数列的四个数,四个数之和为26,第二个数与第三个数之积为40,求这个等差数列.
变式3-2.已知等差数列满足,则( )
A. B.5 C.5或-5 D.或
变式3-3.若函数的四个零点从小到大恰好构成等差数列,则 .
热点四 等差数列的性质
例7.已知等差数列中,,则=( )
A.6 B. C.5 D.
例8.在与15之间插入5个数,使这7个数成等差数列,则插入的5个数之和为( )
A.21 B.24 C.27 D.30
变式4-1.公差不为0的等差数列中,,则的值不可能是( )
A.9 B.16 C.22 D.25
变式4-2.在等差数列中,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
变式4-3.在等差数列中,已知与是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
热点五 等差数列前n项和的性质
例9.已知是等差数列的前n项和,若,则( )
A.44 B.52 C.68 D.84
例10.已知等差数列与等差数列的前项和分别记为,若,则的值为( )
A. B. C. D.
变式5-1.设等差数列的前项和分别为,若对任意的,都有,则的值为( )
A. B. C. D.
变式5-2.已知是等差数列的前项和.
(1)证明:是等差数列;
(2)设为数列的前项和,若,求.
变式5-3.(多选)已知等差数列的前项和为,则( )
A.数列是递增数列
B.数列是递增数列
C.数列中的最小项为
D.成等差数列,且公差为
热点六 等差数列an与Sn求通项
例11.若数列的前n项和满足,则( )
A.数列为等差数列 B.数列为递增数列
C.为等差数列 D.为等差数列
例12.已知各项均为正数的数列的前项和为,且满足,则 .
变式6-1.设等差数列的公差是,如果它的前项和,那么
变式6-2.(多选)数列的前项和为,已知,则下列结论正确的是( ).
A. B.为等差数列
C.不可能为常数列 D.若为递增数列,则
变式6-3.设数列的前n项和为,且方程有一根为().求数列的通项公式.
热点七 绝对值求和
例13.在等差数列中,,,求数列的前n项和
例14.已知数列是首项为1的等差数列,公差,设数列的前项和为,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
变式7-1.已知等差数列的前n项和为,其中,.
(1)求数列的通项;
(2)求数列的前n项和为.
变式7-2.已知在等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设是数列的前项和,求.
变式7-3.等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
热点八 等差数列的最值与范围问题
例15.已知等差数列的前项和有最大值,若,,则时的最大值为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
例16.已知等差数列的前n项和为,若,公差.
(1)求数列的通项公式和前n项和;
(2)求的最大值及取得最大值时n的值.
变式8-1.(多选)在等差数列中,且,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
变式8-2.已知等差数列的前n项和为,,,则当取得最大值时,n的值为( )
A.5 B.6 C.5或6 D.6或7
变式8-3.等差数列中,,.
(1)求数列的通项公式,并计算;
(2)若,求;
(3)若取到最小值,求.
热点九 等差数列的恒成立问题
例17.记等差数列的前项和为,已知,且.
(1)求;
(2)若对于任意的恒成立,求实数的取值范围.
例18.已知等差数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若对任意恒成立,求实数λ的取值范围.
变式9-1.已知数列满足:,,,从第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.
(1)求;
(2)设,若恒成立,求的取值范围.
变式9-2.已知数列满足,.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)设数列前n项和为,且对任意的恒成立,求k的取值范围.
变式9-3.已知数列的前项和为,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若不等式对任意的正整数恒成立,求整数的最大值.
一、单选题
1.(2023-24高三上·广东湛江·阶段练习)已知等差数列满足,则( )
A.3 B.4 C.8 D.10
2.(2023-24高二上·江苏盐城·期中)已知数列的通项公式是,则下列结论中,正确的是( )
A.该数列是公差为的等差数列 B.该数列的图象只能在第一象限
C.该数列是个有穷数列 D.该数列的图象是直线上满足的点集
3.(2023-24高二下·河南南阳·期末)若是正项无穷的等差数列,且,则的公差的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2023-24高三上·四川眉山·阶段练习)已知正项等差数列满足,,则值为( )
A. B. C. D.
5.(2023-24高二上·甘肃酒泉·期中)在等差数列中,已知,,则数列的前n项和的最大值为( )
A.98 B.50 C.49 D.7
6.(2023-24高三上·广东深圳·阶段练习)已知实数,满足,若下列四个数,,,经过适当排序后构成公差为的等差数列,则( )
A. B. C. D.
7.(2023-24高二上·上海·期中)满足条件的等差数列共有( )个
A.2 B.3 C.4 D.5
8.(2024·广东广州·模拟预测)数列中,,,若是数列的前项积,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2023-24高二上·甘肃兰州·期中)(多选)下列关于等差数列单调性的结论正确的是( )
A.若数列是递增数列,则公差
B.若公差,则数列一定是递增数列或者递减数列
C.若,则数列是递减数列
D.若,则数列是递增数列
10.(2023-24高二上·河南商丘·期末)已知等差数列的前项和为,无论首项和公差如何变化,始终是一个定值,则下列各数也为定值的是( )
A. B.
C. D.
11.(2023-24高三上·福建·期中)记等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B.是递增数列
C.当时,取得最小值 D.若,则的最小值为11
三、填空题
12.(2024·陕西榆林·三模)已知为等差数列的前项和,且,则 .
13.(2023-24高二上·浙江宁波·期中)已知,,则 .
14.(2023-24高三上·重庆·期中)南宋数学家杨辉为我国古代数学研究做出了杰出贡献,他的著名研究成果“杨辉三角”记录于其重要著作《详解九章算法》,该著作中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列,以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4项为1,3,7,13,则该数列的第10项为 .
四、解答题
15.(2023-24高二上·黑龙江牡丹江·期末)一个等差数列的第3项是9,第9项是3,求它的第12项.
16.(2023-24高二上·海南省直辖县级单位·阶段练习)设为数列的前n项和,.
(1)求;
(2)证明是等差数列.
17.(2023-24高二上·吉林长春·期中)设等差数列的前项和为,已知,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)当为何值时,最大?并求的最大值.
18.(2023-24高二上·吉林长春·期中)已知数列和都是等差数列,公差分别为,,数列满足.
(1)数列是不是等差数列?若是,证明你的结论;若不是,请说明理由.
(2)若的公差为,的公差为,,,求数列的通项公式.
19.(2024·浙江宁波·一模)已知数列为等差数列,且满足.
(1)若,求的前项和;
(2)若数列满足,且数列的前项和,求数列的通项公式.
2
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