内容正文:
44
1.在等差数列 an{ } 中,a1=-3,11a5=5a8-12.求:
(1)通项公式an;
(2)a2+a5+a8++a26.
试题精讲
2.在数列 an{ } 中,已知a1=2,an+1=
an
1+an
(n ∈N∗ ).
(1)求证:1an{ } 是等差数列;
(2)求数列 an{ } 的一个通项公式.
7.2.2 等差数列前n项和公式
学习目标 重点难点
◎ 理解等差数列的前n 项和公式;
◎ 应用等差数列知识,解决数列的相关计算问题.
重点:等差数列的前n 项和公式及其应用.
难点:等差数列前n项和公式的推导知识的实际应用.
1.等差数列前n 项和公式:① ;② .
2.等差数列的性质:设数列 an{ } 为等差数列,公差为d,则
① 若d >0,则此数列为 数列;若d <0,则此数列为 数列;若d=0,则此数列为常
数列.
② 若 an{ } 是等差数列,且m+n=p+q(m,n,p,q∈N∗ ),则am +an = (特殊地,当m+n=
2p 时,am +an = ).
45
③ 在等差数列中,每隔相同数量的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成一个新的数列,新的数列
是 .
④ 在等差数列{an}中,若an =m,am =n(m ≠n),则am+n =0.
1 等差数列前n项和公式
【例1】 已知等差数列 an{ } 的公差是正数,且a3a7=-12,a4+a6=-4,求它的前20项的和S20.
【解题思路】 解法一:设等差数列 an{ } 的公差为d,则d >0,由已知可得
(a1+2d)(a1+6d)= -12,
a1+3d+a1+5d= -4,{
解得
a1=-10,
d=2,{ 故S20=-10×20+
20×(20-1)×2
2 =-200+380=180.
解法二:由等差数列的性质可得a4+a6=a3+a7,即a3+a7=-4,又因为a3a7=-12,由韦达定理可
知,a3,a7 是方程x2+4x-12=0的两个根,解方程可得x1= -6,x2=2.因为d>0,所以 an{ } 是递增数列,
所以a3= -6,a7=2,故d=
a7-a3
7-3 =
2-(-6)
4 =2
,a1= -10,S20= -10×20+
20×(20-1)×2
2 =180.
变式训练1 在等差数列 an{ } 中,已知a6+a9+a12+a15=34,求它的前20项之和.
2 等差数列前n项和公式的应用
【例2】 在数列{an}中,a1=
3
5
,an =2-
1
an-1
(n≥2,n∈N∗ ),数列{bn}满足bn =
1
an -1
(n≥2,n∈
N∗ ).
(1)求证:数列{bn}是等差数列;
(2)求数列{an}中的最大项和最小项,并说明理由.
【解题思路】 (1)证明:因为an=2-
1
an-1
(n≥2,n∈N∗),bn=
1
an -1
(n≥2,n∈N∗),所以bn-bn-1=
1
an -1-
1
an-1-1
=
1
2-
1
an-1
-1
-
1
an-1-1
=
an-1
an-1-1
-
1
an-1-1
=
an-1-1
an-1-1
=1.b1=
1
a1-1=-
5
2
,所以
数列{bn}是以-
5
2
为首项,1为公差的等差数列.
(2)因为a1=
3
5
,b1= -
5
2
,数列{bn}是以-
5
2
为首项,1为公差的等差数列,所以bn = -
5
2+
(n-1)×
1=n-
7
2.
又因为bn =
1
an -1
,所以1
bn =
an -1,所以an =
1
bn +
1=
1
n-
7
2
+1=1+
2
2n-7
.当n=4时,1+
2
2n-7
取最大值3;当n=3时,1+
2
2n-7
取最小值-1.故数列{an}中的最大项是a4=3,最小项是a3= -1.
46
变式训练2 已知数列{an}中,a1=
3
5
,nan+1=(n+1)an +n(n+1),求数列{an}的通项公式.
自 我 测 评
一、选择题
1.在等差数列 an{ } 中,若a3=5,a7=1,则S6= ( )
A.60 B.57 C.30 D.27
2.若等差数列 an{ } 的前n 项和为Sn,且满足a2=2,S5=20,则a4= ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.已知等差数列 an{ } 的前n 项和为Sn,若a1=2,a4+a7=22,则S19= ( )
A.380 B.200 C.190 D.100
4.某同学利用寒假进行网络平台勤工俭学,共收入1200元.第一天收入10元,之后由于技术熟练,从第
2天起每天的收入都比前一天多10元,该同学一共进行网络平台勤工俭学的天数是 ( )
A.14 B.15 C.16 D.17
5.记等差数列 an{ } 的前n 项和为Sn,已知S5=15,S7=35,则a1= ( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
6.在等差数列 an{ } 中,a1+a5=10,a4=7,则数列 an{ } 的公差为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.设Sn 为等差数列 an{ } 的前n 项和,若满足an =an-1+2(n ≥2),且S3=9,则a1= ( )
A.5 B.3 C.-1 D.1
8.已知 an{ } 为等差数列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,则a20 等于 ( )
A.-1 B.1 C.3 D.7
二、填空题
9.已知S 为等差数列 an{ } 的前n 项和,S=140,a1=5,公差d=2,则项数n 为 .
10.设等差数列 an{ } 的前n 项和为Sn,若a1=2,S5=30,则公差d= .
11.1+4+7++(3n-2)= .
12.设等差数列 an{ } 的前n 项和为Sn,若a2=3,S5=25,则a7= .
13.在等差数列 an{ } 中,已知a1=3,d=-1,Sn =-4,则n= .
14.«张丘建算经»是我国北魏时期数学家张丘建所著,约成书于公元466~485年间.其中记载着一道
“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,且每日增加的数量相同.已知第一日织布4
尺,20日共织布365尺,则该女子织布每日增加 尺.
三、解答题
15.某礼堂共有25排座位,后一排比前一排多两个座位,最后一排有70个座位,问礼堂共有多少个座位?
47
16.已知数列 an{ } 为等差数列.
(1)若a4=3,a7=9,求a8; (2)若a3+a10=12,求S12.
17.已知等差数列 an{ } 中,a2=2,a1+a5=6.
(1)求 an{ } 的通项公式; (2)求数列 an{ } 的前n 项和Sn.
18.等差数列 an{ } 的前n 项和记为Sn,已知a10=20,S20=410.
(1)求数列 an{ } 的通项公式; (2)若Sn =155,求n 的值.
在等差数列{an}中,已知a1=18,前n 项和为Sn,且S3=S7.
(1)求此数列的通项公式及前n 项和公式; (2)求前几项和最大,最大值是多少?
训练测评参考答案 163
5=7.an+1 -an =2(n+1)+5-(2n+5)=2,
故此数列是以7为首项,公差为2的等差数列.
7.A 【解析】由题意得a3 =a1 +2d =12,把a1 =
13代入,求得d= -
1
2
,则an =13-
1
2
(n-1)=
-
1
2n+
27
2 =2
,解得n=23.
8.B 【解析】设数列 an{ } 的公差为d,则由a1 +
a5 =10,a4 =7,可得2a1+4d=10,a1+3d=
7,解得d =2.
二、填空题
9.2,-2 【解析】由等差数列的基本性质可知,
A-6=B-A,
B-A = -6-B,{ ⇒
2A-B =6,
2B-A = -6,{ 解得
A =2,
B = -2.{
10.-3 【解析】an =12-5(n-1)= -5n+17,故
a4 = -5×4+17= -3.
11.13 【解析】d =an+1-an =3,故an =1+(n-
1)×3=3n-2.所以,a5 =3×5-2=13.
12.4
13.9 【解析】a3 =a1 +2d,故d =2,an =a1 +
(n-1)d=1+(n-1)×2=2n-1.所以,a5 =
2×5-1=9.
14.8
三、解答题
15.解:因为 an{ } 是等差数列,所以a3 =a1+2d,即
-9=a1 +2×3,a1 = -15,an =3n-18.故
a2 = -12,a4 = -6,a5 = -3,a6 =0.
16.解:设这三个数中的第二个数为a,则(a-3)+
a+(a+3)=18,解得a=6.所以,这三个数分
别为3,6,9.
17.解:在等差数列 an{ } 中,
a1 +4d = -3,
a1 +8d = -15,{ 解得
a1 =9,
d= -3.{ 故an =9+(n-1)×(-3)= -3n+
12.把-48代入,则-3n+12= -48,n=20.故
48是该数列中的项,且是第20项.
18.解:设公差为k,所以b=a+k,c=a+2k,d=
a+3k,e=a+4k.
故 b+c+d
a+e =
a+k+a+2k+a+3k
a+a+4k =
3a+6k
2a+4k =
3(a+2k)
2(a+2k)=
3
2.
【能力提升】
1.解:(1)设等差数列 an{ } 的公差为d,因为a1 =
-3,11a5 =5a8-12,所以11(-3+4d)=5(-3+
7d)-12,解得d =
2
3
,故an = -3+
2
3
(n-
1)=
2n-11
3 .
(2)由(1)an =
2
3n-
11
3
,可知a2 = -
7
3
,a26 =
41
3
,所求各项组成以a2 = -
7
3
为首项,公差为2
的等差数列,此时有41
3 = -
7
3+
(n-1)×2,n=
9,此等差数列有9项.因此a2 +a5 +a8 + +
a26 =9a1 +36d =9× -
7
3( ) +36×2=51.
2.解:(1)因为a1 =2,an+1 =
an
1+an
(n∈N∗ ),所
以 1
an+1
=
1+an
an =
1
an +
1,1an+1
-
1
an =
1为常数,
1
a1 =
1
2.
故数列 1
an{ } 是以
1
2
为首项,1为公差的
等差数列.
(2)1an =
1
a1 +
(n-1)d =
1
2 +
(n-1)×1=
2n-1
2
,所以an =
2
2n-1
.
7.2.2 等差数列前n项和公式
【变式训练1】
解:解法一:由a6+a9+a12+a15 =34得4a1+38d=
34,故S20 =20a1 +
20×19
2 d =20a1 +190d =
5(4a1 +38d)=5×34=170.
解法 二:因 为 S20 =
(a1 +a20)×20
2 = 10
(a1 +
a20),由等差数列的性质可得a6+a15 =a9+a12 =
a1 +a20,所以a1 +a20 =17,故S20 =170.
【变式训练2】
解:由已知可得an+1
n+1=
an
n +1
,即an+1
n+1-
an
n =1
,又
因为a1 =
3
5
,所以 an
n{ } 是以
a1
1 =
3
5
为首项,1为
公差的等差数列.所以
an
n =
3
5 +
(n-1)×1=n-
2
5
,故an =n2 -
2
5n.
164 数学同步辅导与测评拓展模块一·下册
自我测评
【基础巩固】
一、选择题
1.D 【解 析】 设 等 差 数 列 an{ } 的 公 差 为 d,
a1 +2d =5,
a1 +6d =1,{ 解得
a1 =7,
d = -1.{ 所以S6 =6×7+
6×5
2 ×
(-1)=27.
2.D 【解析】设等差数列 an{ } 的公差为d,则a2 =
a1 +d =2,S5 =5a1+10d =20,解得a1 =0,
d =2,所以a4 =0+2×3=6.
3.A 【解析】设等差数列 an{ } 的公差为d,则2a1+
9d =4+9d =22,d =2,所以S19 =19×2+
19×18
2 ×2=380.
4.B 【解析】记每天的收入为数列 an{ } ,则 an{ } 为
公差为 10 的等差数 列,且a1 = 10,则 10n+
n(n-1)
2 ×10=1200
,解得n =15或 -16(舍
去),故选B.
5.D 【解析】设等差数列 an{ } 的首项为a1,公差为
d,则
5a1 +
5×4
2 d =15
,
7a1 +
7×6
2 d =35
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
解得
d =2,
a1 = -1.{
6.B 【解析】设数列 an{ } 的公差为d,则由a1 +
a5 =10,a4 =7,可得2a1+4d=10,a1+3d=
7,解得d =2.
7.D 【解析】因为an =an-1+2(n≥2),所以an -
an-1 =2(n≥2),所以等差数列 an{ } 的公差是2,
由S3 =3a1 +
3×2
2 ×2=9
,解得a1 =1.
8.B 【解析】由已知a1 +a3+a5 =105,a2+a4+
a6 =99,得a3 =35,a4 =33,所以d=a4-a3 =
-2.故a20 =a3 +17d =35+(-2)×17=1.
二、填空题
9.10 【解析】因为S =na1 +
n(n-1)
2 d
,且S =
140,a1 =5,公差d=2,所以n2+4n-140=0,
解得n=10或n= -14(舍).
10.2 【解析】设等差数列 an{ } 的公差为d,因为等
差数列 an{ } 的前项和为Sn,a1 =2,所以S5 =
5×2+10d =30,解得d =2.
11.
(3n-1)n
2
【解析】明显数列 3n-2{ } 为等差
数列,所 以 1+4+7+ + (3n -2)=
(1+3n-2)n
2 =
(3n-1)n
2 .
12.13 【解析】S5 =
a1 +a5
2 ×5=
2a3
2 ×5=5a3 =
25,a3 =5,设等差数列 an{ } 的公差为d,则d=
a3-a2 =2,所以a7 =a2+5d=3+5×2=13.
13.8 【解析】根据题意知,Sn =na1+
n(n-1)d
2 =
3n+
n(n-1)
2 ×
(-1)= -
1
2n
2+
7
2n= -4
,
整理得n2-7n-8=0,解得n=8或n= -1
(舍去).
14.32
【解析】由题可知,每日织布数成等差数列,记
为 an{ } ,设公差为d,则有a1 =4,S20 =20a1 +
190d =365,解得d =
3
2.
三、解答题
15.解:由题意知,各排座位数成等差数列,设公差为
d,则d=2,又因为a25 =70,所以70=a1+(25
-1)× 2, 解 得 a1 = 22.所 以,S25 =
25×(22+70)
2 =1150.
16.解:(1)设公差为d,a7-a4 =3d,即9-3=3d,
解得d =2.所以a8 =a7 +d =11.
(2)因为a3 +a10 =a1+a12 =12,所以S12 =
12(a1 +a12)
2 =6
(a1 +a12)=72.
17.解:(1)设等差数列 an{ } 的公差为d,因为a2 =
2,a1 +a5 = 6, 所 以
a1 +d =2,
2a1 +4d =6,{ 解 得
a1 =1,
d =1.{ 故an =1+(n-1)=n.
(2)Sn =
(a1+an)n
2 =
(1+n)n
2 =
1
2n
2+
1
2n.
18.解:(1)因为a10 =a1 +9d =20,S20 =20a1 +
20×19
2 d=410
,解得a1 =11,d=1.所以an =
11+(n-1)×1=n+10.
(2)因为Sn =
n(a1 +an)
2 =
n
2
(21+n)=155,
化简得n2+21n-310=0,解得n=10或n=
训练测评参考答案 165
-31(舍).
【能力提升】
解:(1)因为S3 =3a1 +
3×(3-1)
2 d
,S7 =7a1 +
7×(7-1)
2 d
,又因为S3 =S7,所以3a1 +3d =
7a1 +21d,即18d = -4a1,又因为a1 =18,所以
d = -4.故an =18+(n-1)×(-4)= -4n+22;
Sn =18n+
n(n-1)
2 ×
(-4)= -2n2 +20n.
(2)由(1)知Sn = -2n2+20n.当n=
20
-2×(-2)=
5时,(Sn)max = (-2)×52+20×5=50.故前5项和
最大,最大值为50.
7.3 等比数列
7.3.1 等比数列的概念
【变式训练1】
B 【解析】因为S3 =a1 +a2 +a3 =
1
4 +
1
4q+
1
4q
2 =
3
4
,解得q= -2或1.故选B.
【变式训练2】
C 【解析】设 3+2与2- 3 的等比中项为a,则
a2 = (3+2)(2- 3)= (2)2 -(3)
2
=1,所以
a= ±1.故选C.
自我测评
【基础巩固】
一、选择题
1.B 【解析】a5 =a2q3 =3q3 =
1
9
,则q=
1
3.
2.B 【解析】在等比数列中,首项为 -1,第五项为
-16,则可知公比q= ±2.当q=2时,a= -2,
b= -4,c= -8;当q= -2时,a=2,b= -4,
c=8.所以b= -4,ac=16.
3.A 【解析】a7-3a4 = (a5-3a2)q2 =1×q2 =
9,则q= ±3.
4.B 【解析】由等差数列1,a1,a2,7得1+3d=7,
得d=2,所以a1 =3,a2 =5;由等比数列1,b1,
b2,b3,9得9=1×q4,则q2 =3,所以b2 =1×
q2 =3,所以
b2
a2 -a1 =
3
5-3=
3
2.
5.B 【解析】因为a2a5 =a3a4 =10,所以lga3+
lga4 =lga3a4 =lga2a5 =lg10=1.
6.C 【解析】由(a+1)2 = 2×22=4,得a+1=
±2,所以a=1或-3.
7.B 【解析】由a4+a5 =(a2+a3)q2 =20q2 =60,
得q2 =3,所以a6+a7 =(a4+a5)q2 =60×3=
180.
8.D 【解析】S3 =a1+a2+a3 =
1
2+
1
2q+
1
2q
2 =
3
2
,解得q=1或-2.
二、填空题
9.6 【解析】a3a5 +2a4a7 +a6a8 =a24 +2a4a7 +
a27 = (a4 +a7)2 =36,又因为an >0,故a4 +
a7 =6.
10.43× -
1
3( )
n-1
【解析】当n=1时,a1 =S1 =
1+
1
4a1
,解得a1 =
4
3
;当n≥2时,an =Sn -
Sn-1 = 1+
1
4an( ) - 1+
1
4an-1( ) =
1
4
(an -
an-1),所以
3
4an = -
1
4an-1
,可得an = -
1
3an-1
,
故该数列是以a1 =
4
3
,公比q= -
1
3
的等比数
列,所 以 该 数 列 的 通 项 公 式 为 an =
4
3 ×
-
1
3( )
n-1
.
11.±6 3 【解析】设此数列为 2,x,y,30,则 有
x2 =2y,
2y=x+30,{ 解得
x =6,
y=18,{ 或
x = -5,
y=
25
2.{ (舍)
故插入的两个正数为6,18.设6,18的等比中项
为z,则有z2 =6×18,解得z= ±6 3.
三、解答题
12.解:(1)由an+1 =2an +1,得an+1+1=2(an +
1).又因为an +1≠0 ,所以
an+1 +1
an +1 =
2,即
{an +1}为等比数列.
(2)由(1)知an+1= (a1+1)qn-1,即an = (a1+
1)qn-1 -1=2×2n-1 -1=2n -1.
13.解:因为a1 =b1,a3 =3b3,所以a1 +2d =
3a1d2,所以a1(1-3d2)= -2d ①.
因为a5 =5b5,所以a1+4d=5a1d4,所以a1(1-