内容正文:
专题07 等差数列
等差数列基本量的计算
1.(21-22高一下·四川绵阳·期末)已知等差数列的前项和为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件建立关于、的方程组,解出这两个量的值,利用等差数列的求和公式可求得的值.
【详解】设等差数列的公差为,则①,
②,
联立①②可得,,因此,.
故选:C.
2.(23-24高二下·四川绵阳·期末)设等差数列的前项和为,已知,则( )
A.32 B.64
C.84 D.108
【答案】C
【分析】根据等差数列下标和性质求出,再根据等差数列求和公式及下标和性质计算可得.
【详解】因为,
又,即,解得,
所以.
故选:C
3.(23-24高二上·四川成都·期末)记为等差数列的前项和.若,则( )
A.140 B.150 C.160 D.180
【答案】B
【分析】由等差数列的性质可求出,再利用等差前的性质可以求出,即可求解.
【详解】,
,
,
,
,
.
故选:B.
4.(23-24高二下·四川南充·期末)在等差数列中,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】根据等差数列项的性质计算即可.
【详解】因为是等差数列,
所以,所以.
故选:D.
5.(23-24高二下·四川凉山·期末)在等差数列中,,,则数列的公差d( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】利用等差数列的基本量运算,列出方程组,解之即得.
【详解】因为,,所以,解得d=2.
故选:B.
6.(23-24高二下·四川成都·期末)记 为等差数列的前 项和,若 ,则 ( )
A.2 B.3 C.10 D.4
【答案】A
【分析】先根据等差数列求和公式化简即得.
【详解】是等差数列,可得,
所以.
故选:A.
7.(23-24高二上·四川德阳·期末)等差数列满足,,则( )
A.4 B.3 C. D.2
【答案】B
【分析】设等差数列的公差为,先根据条件列方程求出和,再利用等差数列的通项公式求即可.
【详解】设等差数列的公差为,
由已知可得,
解得,
所以.
故选:B.
等差数列求通项公式
8.(23-24高一下·四川成都·期末)已知数列满足:,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对两边取倒数后,可以判断是首项为1,公差为的等差数列,即可求得.
【详解】由数列满足:,
两边取倒数得:,即,
所以数列是首项为1,公差为的等差数列,
所以,
所以
故选:D
9.(23-24高三上·四川成都·期末)设函数,数列,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件先求出和的通项公式,然后令等于的值可求解出结果.
【详解】因为,所以,
又因为,所以,
令,解得,
故选:B.
10.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和为,满足,且,,则数列的通项公式 .
【答案】
【分析】由,知,两式作差,即可证明为等差数列,从而求出.
【详解】由题意,则,
又,
,
,
,,为等差数列,
,,
,,,
故答案为:
11.(23-24高二上·四川内江·期末)若数列为等差数列且,,则数列的通项公式 .
【答案】/1+2n
【分析】根据等差数列的通项公式及题中条件,列出方程组求解即可.
【详解】设数列的公差为,
则,解得,
所以,
故答案为:.
12.(22-23高一下·四川成都·期末)已知数列满足:, (),则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题可得数列为等差数列,进而即得.
【详解】∵,
所以,又,
∴是以为首项,1为公差的等差数列,
∴,
所以.
故选:A.
等差数列求和
13.(23-24高二下·四川乐山·期末)已知数列的前n项和,记数列的前n项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据条件,利用与间的关系,求出,从而有,再利用累加法,即可求出结果.
【详解】因为①,当时,②,
所以①②得到,
当,,满足,所以,
得到,
所以,
故选:D.
14.(23-24高二上·四川达州·期末)在递增等差数列中有,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分析条件,求出通项公式后利用裂项相消法求和即可.
【详解】设公差为,首项为,由等差数列下标和性质得,结合,
是递增等差数列,解得,(另一组解舍),
故,,,
即,
令,则原式为求的前项和,
故原式,
故选:C
15.(22-23高二下·四川凉山·期末)已知数列的前项和为,则( )
A.1012 B. C.2023 D.
【答案】D
【分析】根据数列的通项公式,可求得,依此类推,即可求解.
【详解】∵,
故
故
.
故选:D.
16.(23-24高二下·四川南充·期末)已知数列是等差数列,且是数列的前项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和,求证:.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)运用等差数列的公式和性质求解即可;
(2)先求出,再求出,后裂项相消,求出,结合不等式性质证明即可.
【详解】(1)由于则,
则,因此,
故数列的通项公式为.
(2)由(1)知,,则,
则,即.
,
由于,则,故成立.
17.(23-24高三上·四川·期末)在等差数列中,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用等差数列的定义及性质计算基本量即可求通项公式;
(2)利用裂项相消法求和即可.
【详解】(1)设的公差为,则,
解得,
所以;
(2)由(1)知,
所以
.
18.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)设等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用等差数列的通项公式及前项和公式即可求解;
(2)根据(1)的结论,再利用数列求和中的裂项相消法即可求解.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
依题意得,解得.
故数列的通项公式是
(2)由(1)知,.
所以
.
等差数列性质及前n项和性质
19.(23-24高一·四川成都·期末)等差数列有项,若前项的和为,前项的和为,则中间项的和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用等差数列片段和的性质可求得数列的前项的和,进而可得出结果.
【详解】设等差数列的前项和为,由已知条件可知,,
由于、、成等差数列,即,
即,解得,
因此,数列中间项的和为.
故选:B.
【点睛】本题考查利用等差数列片段和的性质求值,考查计算能力,属于中等题.
20.(22-23高一下·四川成都·期末)等差数列的前2项和为30,前4项和为100,则它的前6项和是( )
A.130 B.170 C.210 D.260
【答案】C
【分析】由题得成等差数列,解方程即得解.
【详解】由题得成等差数列,
又,
所以,
所以.
故选:C.
【点睛】本题主要考查等差数列的性质,考查等差中项的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
21.(23-24高二下·四川成都·期末)南宋数学家杨辉为我国古代数学研究作出了杰出贡献,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》中, 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,其特点是从数列中第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列. 若某个二阶等差数列 的前四项分别为: ,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.数列 是单调递增数列 D.数列 有最大项
【答案】D
【分析】根据二阶等差数列的定义求出数列的通项公式,从而可得数列 是单调递增数列,则,A、C不符合题意;再利用累加法计算可判断B;借助基本不等式判断D.
【详解】设该数列为,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,即数列 是单调递增数列,
,则,A、C不符合题意;
所以,将所有上式累加可得
,所以,
即该数列的第11项为,B不符合题意;
由于,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
但由于,即数列 有最小值为,
而当时,单调递增,所以无最大值,D符合题意.
故选:D.
22.(12-13高一下·四川成都·期末)已知两个等差数列{an}与{bn}的前n项和分别为An和Bn,且,则使得为整数的正整数n的个数是
A.2 B.3 C.5 D.4
【答案】C
【详解】∵数列{an}和{bn}均为等差数列,且其前n项和An和Bn满足,则
.
所以验证知,当n=1,2,3,5,11时,为整数. 故选C.
23.(23-24高二上·四川南充·期末)已知数列的通项公式为,则下列结论正确的是( )
A.
B.数列是等差数列,且公差
C.对于任意的正整数,均有成立
D.存在唯一的正整数,使数列的前项和取得最小值
【答案】ABC
【分析】根据数列的通项公式可得出数列是以为首项,为公差的等差数列,从而可判断出选项B和C的正误,再利用等差数列的前公式及其性质,即可判断出选项A和D的正误,从而得出结果.
【详解】因为,所以为常数,
又,故数列是以为首项,为公差的等差数列,所以选项B和C正确,
又,所以,故选项A正确,
对于选项D,因为,令,二次函数的对称轴为,
由二次函数的对称性知,当或时,取到最小值,所以选项D错误,
故选:ABC.
等差数列证明
24.(21-22高一下·四川遂宁·期末)已知各项均为正数的数列的前项和为.
(1)求证:数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)若表示不超过的最大整数,如,求的值;
(3)设,,问是否存在正整数m,使得对任意正整数n均有恒成立?若存在求出m的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析,;
(2);
(3)存在,最大值为673.
【分析】(1)利用给定的递推公式,结合“当时,”进行计算判断,再求出通项作答.
(2)在时,可得,再求和确定范围,按定义即可作答.
(3)利用裂项相消法求和,再判断单调性即可求解作答.
【详解】(1)因为,则当时,,
即,而,有,即,
所以数列是以为首项,公差为1的等差数列,
于是得,即,
当时,,又满足上式,
所以的通项公式为.
(2)由(1)知,当时,,
则
当时,,即对任意的,都有,
所以.
(3)由(1)知,,
则有,
因,则数列单调递增,,
因对任意正整数均有成立,于是得,解得,而,则,
所以存在正整数,使得对任意正整数均有总成立,的最大值为673.
【点睛】易错点睛:使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.
25.(21-22高一下·四川广安·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和;
(3)若存在,使得成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
(3)
【分析】(1)依题意可得,再两边取倒数整理得,即可得到数列表示首项为,公差为的等差数列,再根据等差数列的通项公式求出,即可得解;
(2)由(1)可得,再利用错位相减法求和即可;
(3)由(1)可得,利用累乘法求出,则问题转化为存在,使成立,令,利用作差法说明单调性,求出的最小值,即可求出参数的取值范围.
【详解】(1)解:因为,可得
可得,所以
即
又因为,可得,
所以数列表示首项为,公差为的等差数列,
所以,所以.
(2)解:因为,所以,
故①,
所以②,
两式相减可得,
所以;
(3)解:由,可得,
则,
存在,使得成立,
即存在,使成立,即存在,使成立,
设,则,
令,
当时,,即,
当时,,即,
当时,可得,即的最小值为3,
所以,即实数的取值范围.
26.(21-22高一下·四川眉山·期末)已知数列满足,,令,设数列前n项和为.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)若存在,使不等式成立,求实数的取值范围;
(3)设正项数列满足,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)根据等差数列的定义证明;(2)根据裂项相消法计算求解;(3)求出通项公式,然后根据放缩法证明.
【详解】(1)因为,所以数列为等差数列,首项为1,公差为2;
(2)由(1)问可知;故;
所以.
所以存在,使不等式成立,
即存在,使不等式成立,
即存在,使不等式成立,所以;
因为,
当且仅当,即时取得等号;
综上:实数的取值范围是:;
(3)因为,所以,所以,即;
因为;
所以;
∴
;
综上:原不等式得证.
27.(21-22高一下·四川宜宾·期末)已知数列满足,.
(1)证明:数列是等差数列,并求数列的通项公式;
(2)在0和之间插入n个数,使得这n+2个数成等差数列且公差记为,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析,;
(2).
【分析】(1)对给定递推公式两边取倒数,再利用等差数列定义判断,求出通项作答.
(2)利用等差数列性质求出,再利用裂项相消法求和作答.
【详解】(1)因数列满足,,有,因此,,
所以数列是首项为,公差为1的等差数列,有,
数列的通项公式为.
(2)由(1)知,,依题意,,
因此,,
所以数列的前n项和.
28.(20-21高一下·四川成都·期末)已知数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,则关于正整数的不等式(其中)最多有几个解.
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)根据等差数列的定义即可证明,进而可求其通向;(2)由错位相减法求和,将所求代入不等式中化简可得,结合指数的性质即可求解.
【详解】(1) ,所以 是以公差为1的等差数列,
(2),故
所以,两式相减得:
,进而 可得:
将代入化简得:
,当,根据指数的增长趋势可判断,当满足: 时,此时满足的 可取:
故最多有8个解
29.(21-22高一下·四川成都·期末)已知正项数列的前n项和为,,且.
(1)证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)由可得,所以数列是以公差为3的等差数列,可求出数列的通项公式
(2)求出,由裂项相消法求出.
【详解】(1)由得,
∴.
又,∴,∴.
∴数列是以公差为3的等差数列.
又,∴,,∴.
(2)由(1)知.
∴
.
等差数列的实际应用
30.(21-22高一下·四川凉山·期末)骑行是一种健康自然的运动旅游方式,能充分享受旅行过程之美.一辆单车,一个背包即可出行,简单又环保.在不断而来的困难当中体验挑战,在旅途的终点体验成功.一种变速自行车后齿轮组由7个齿轮组成,它们的齿数成等差数列,其中最小和最大的齿轮的齿数分别为10和28,求后齿轮所有齿数之和( )
A.134 B.133 C.114 D.113
【答案】B
【分析】根据等差数列的前项和公式计算.
【详解】由题意7个齿轮的齿轮数构成等差数列,首末两项分别为10和28,
所以所有齿数之和为.
故选:B.
31.(21-22高一下·四川成都·期末)我国古代数学著作《周髀算经》中记载了二十四节气与晷长的关系:每个节气的晷长损益相同.晷是按照日影测定时刻的仪器,晷长即为所测量影子的长度,如图1所示,损益相同,即相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,且周而复始.二十四节气及晷长变化如图2所示.已知谷雨时节晷长为5.5尺,霜降时节晷长为9.5尺,则二十四节气中晷长的最大值为( )
A.14.5 B.13.5 C.12.5 D.11.5
【答案】B
【分析】设相邻两个节气晷长减少或增加的量为,由图可知冬至的晷长最大,设为,从冬至到谷雨减少,从霜降到冬至增加,然后根据题意列方程组可求得答案
【详解】设相邻两个节气晷长减少或增加的量为,由图可知冬至的晷长最大,设为,从冬至到谷雨减少,从霜降到冬至增加,则
,解得,
所以二十四节气中晷长的最大值为,
故选:B
32.(21-22高一下·四川巴中·期末)2022年北京冬奥会开幕式始于24节气倒计时,它将中国人的物候文明、传承久远的诗歌、现代生活的画面和谐统一起来.我国古人将一年分为24个节气,如图所示,相邻两个节气的日晷长变化量相同,冬至日晷长最长,夏至日晷长最短,周而复始.已知冬至日晷长为13.5尺,夏至日晷长为1.5尺,则一年中夏至到秋分的日晷长的和为( )尺.
A.24 B.60 C.40 D.31.5
【答案】D
【分析】根据给定条件可得以冬至日晷长为首项,夏至日晷长为第13项的等差数列,求出公差即可列式计算作答.
【详解】依题意,冬至日晷长为13.5尺,记为,夏至日晷长为1.5尺,记为,
因相邻两个节气的日晷长变化量相同,则从冬至日晷长到夏至日晷长的各数据依次排成一列得等差数列,
数列的公差,
因夏至日晷长最短,冬至日晷长最长,
所以夏至到冬至的日晷长依次排成一列是递增等差数列,首项为1.5尺,末项为13.5尺,公差为1,共13项,
秋分为第7项,故,
所以一年中夏至到秋分的日晷长的和为(尺).
故选:D.
33.(23-24高二上·四川达州·期末)传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数.他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类,如图中的1,3,6,10称为三角数,则下列各数中是三角数的是( )
A.20 B.21 C.22 D.23
【答案】B
【分析】由题意整理数列的通项公式,依次建立四个选项的方程求正整数解即可.
【详解】由题意,三角形数可看作,则第个三角形数为,
对于A,令,即,其解不是正整数;
对于B,令,即或(舍);
对于C,令,即,其解不是正整数;
对于D,令,即,其解不是正整数;
故选:B.
34.(23-24高二上·四川凉山·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下俯视图所示的几何体,后人称之为“三角垛”.其最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,第四层10个…,则第二十层球的个数为( )
A.210 B.220 C.230 D.240
【答案】A
【分析】依据规律找出每一层小球数构成的数列的递推关系,利用累加法求出通项,从而求出第20项即可.
【详解】设第层的小球个数为依次构成数列,由题:
从而有规律:
所以所以.
即第20层有210个小球,
故选:A.
35.(23-24高二下·四川达州·期末)把一个无穷数列从第2项起,每一项减去它的前一项,得到一个新数列,此数列叫做原数列的1阶差数列.对1阶差数列作同样的处理得到的数列叫做原数列的2阶差数列,如此类推,可得到原数列的阶差数列.如果一个数列的阶差数列是由一个非零常数组成的常数数列,则称这个数列为阶等差数列,非零常数叫做数列的阶公差.
例如,原数列:,,,,,,,
1阶差数列:15,65,175,369,671,1105,
2阶差数列:50,110,194,302,434,
3阶差数列:60,84,108,132,
4阶差数列:24,24,24,
所以原数列为4阶等差数列,24为该数列的4阶公差.
已知数列是2阶等差数列,2阶公差为1,且,.
(1)已知数列是数列的1阶差数列,求数列的通项;
(2)求数列的通项公式;
(3)数列的前项和为,,,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)由题意可得,进而可求数列的通项公式;
(2)由题意可得,由累加法可求数列数列的通项公式;
(3)由(2)可得,进而可求,可证结论.
【详解】(1)因为数列是2阶等差数列,2阶公差为1,又数列是数列的1阶差数列,
所以,所数列是等差数列,
又,,所以,
所以.
(2)由题意可得,
,
,
,
,
累加得,
又,所以;
(3)由(2)可得,可得,
,
所以,
由,
所以.
含绝对值的等差数列求和
36.(23-24高二上·天津·阶段练习)在数列中,,则等于( )
A.445 B.765 C.1080 D.3105
【答案】B
【分析】根据题意可得数列是首项为,公差为的等差数列,去绝对值后利用分组求和的方法即可求出结果.
【详解】依题意由可得为定值,
因此可知数列是以为首项,公差为的等差数列,
即可得,所以当时,,当时,,
所以
.
故选:B
37.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)已知数列的通项公式,则 .
【答案】
【分析】本题考查的是数列求和,关键是构造新数列,求和时先考虑比较特殊的前两项,剩余7项按照等差数列求和即可.
【详解】令,
则所求式子为的前9项和.
其中,,
从第三项起,是一个以1为首项,4为公差的等差数列,
,
故答案为101.
【点睛】本题考查的是数列求和,关键在于把所求式子转换成为等差数列的前项和,另外,带有绝对值的数列在求和时要注意里面的特殊项.
38.(23-24高二上·四川南充·期末)已知等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列通项公式求出公差,最后写出其通项即可;
(2)分和并结合等差数列求和公式即可得到答案.
【详解】(1)数列是等差数列,且,
公差,
因此,.
(2)由(1)知,
所以,当时,;当时,;当时,,
因此,当时,
,
当时,
,
综上,.
39.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)利用累加法可求数列的通项公式,注意验证是否符合;
(2)由(1)可知,由,由,则即可得到答案
【详解】(1)由,
当时,,
化简得到,
而也满足上式,故数列的通项公式为;
(2)由(1)可知,
由,由,
所以
等差数列的最值问题
40.(21-22高一下·四川广安·期末)设等差数列的前n项和为,,公差为d,,.则下列结论不正确的是( )
A. B.当时,取得最小值
C. D.使得成立的最大自然是n是17
【答案】D
【分析】根据已知条件结合等差数列的通项公式,性质及求和公式逐个分析判断即可
【详解】对于A,因为等差数列中,,,
所以,所以公差,所以A正确,
对于B,由于,,,所以前9项均为负数,所以当时,取得最小值,所以B正确,
对于C,,所以C正确,
对于D,因为,所以,, ,,所以使得成立的最大自然是n是18,所以D错误,
故选:D
41.(21-22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.
42.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知是公差为d的等差数列,其前n项和是,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据条件,结合数列的通项和前项和的关系,结合选项,即可判断.
【详解】因为,,
所以,故A错误,B正确;
,故C正确;
因为,
,
所以,故D错误.
故选:BC
43.(23-24高二下·四川成都·期末)等差数列 的前 项和为 ,则( )
A. B.
C. D.当 时, 的最小值为 16
【答案】ABD
【分析】对于A,由等差数列性质即可判断;对于B,由公差的定义即可判断;对于C,作差结合公差小于0即可判断;对于D,只需注意到,由此即可判断.
【详解】对于A,由题意,故A正确;
对于B,,其中为等差数列的公差,即,故B正确;
对于C,,即,故C错误;
对于D,由题意,
从而当,,且,故D正确.
故选:ABD.
44.(21-22高二上·重庆·期末)已知递减的等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=S8,则( )
A.a7>0 B.S13<0 C.S15<0 D.S7最大
【答案】ACD
【分析】由可得,由等差数列{an}为递减数列,所以,所以当时,时,根据等差数列的求和公式和性质,逐项分析判断即可.
【详解】由可得,
由等差数列{an}为递减数列,
所以,故A正确;
又,故B错误;
,故C正确;
由等差数列{an}为递减数列,所且,
所以当时,
时,所以S7最大,故D正确
故选:ACD
45.(22-23高二上·重庆·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则取得最大值时的值为 .
【答案】
【分析】根据等差中项的性质可得,再结合等差数列的单调性可得解.
【详解】由已知数列为等差数列,
则,
又,
所以,
则,
所以数列为递减数列,
则当时,,当时,,
所以当时,取得最大值,
故答案为:.
46.(21-22高一下·四川遂宁·期末)设等差数列满足:,公差.若当且仅当时,数列的前项和取得最大值,则首项的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用公式对式子化简,再借助函数来处理.
【详解】由,
得,
由积化和差公式,得,
整理,得,
所以 ,因为公差,所以,
则.所以
,
设,其图像的对称轴方程为.
由题意,当且仅当时,数列的前项和取得最大值,
所以,解得.
则首项的取值范围是.故B,C,D错误.
故选:A.
47.(23-24高二下·四川凉山·期末)已知等差数列的前n项和为,且满足,,则下列选项正确的有( )
A. B.数列是递增数列
C.当n=15时,取得最大值为225 D.的最小值为1
【答案】ACD
【分析】利用已知可求得,进而可得通项公式与前项和公式,再结合选项逐项判断即可.
【详解】因为,,所以,解得,,,
对于A.令n=9,解得,故A正确;
对于B.d=-2<0,数列是递减数列,因此数列不是递增数列,故B错误;
对于C.,当n=15时,取得最大值为225.故C正确;
对于D.,
令,,∴f(x)在上单调递增,∴的最小值为1,故D正确.
故选:ACD.
等差数列的综合应用
48.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列满足 ,若 为数列 的前 项和,则
【答案】77
【分析】根据等差数列及等比数列求和公式分组求和计算即可.
【详解】因为当n为奇数时为等差数列,公差为1,,
;
当n为偶数时为等比数列,公比为2,,
;
所以.
故答案为:77.
49.(23-24高二上·四川眉山·期末)已知公差不为零的等差数列满足,且,,成等比数列.设为数列的前项和,则数列的前项和为
【答案】
【分析】设公差为,由题意可得,,解方程求出,由等差数列的通项公式和前项和求出,,再由裂项相消法求出.
【详解】设公差为,由,得,
化简得,因为,,
又因为,所以
所以.
所以,
所以,
所以数列的前项和为:
.
故答案为:.
50.(22-23高二上·福建莆田·期末)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
【答案】
【分析】由题意根据等差数列的前项和可得,再利用构造法结合等差数列的通项即可得解.
【详解】因为,
所以,
∴数列是首项为,公差为的等差数列,
,
所以.
故答案为:.
51.(21-22高一下·四川绵阳·期末)已知在单调递增的等差数列中,满足,是和的等比中项,为数列的前n项和,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】由题意可得,进而可得,再利用基本不等式即可求得答案.
【详解】解:由题意可得,
设等差数列的公差为d,则,
解得(舍去),
故,
则,当且仅当时等号成立,
此时取得最小值,故最小值为6.
故答案为:6.
52.(21-22高二上·四川达州·期末)已知等比数列满足,.
(1)求数列的前8项和;
(2)求数列的前项积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设等比数列的公比为,由,求出公比,然后由等比数列前项和公式可得答案.
(2) 先得出通项公式,然后可得,由指数的运算性质,结合由等差数列前项和公式可得答案.
【详解】(1)设等比数列的公比为,,解得
所以
所以
(2)
53.(20-21高一下·四川资阳·期末)已知数列中,,且对任意,,有.
(1)求的通项公式;
(2)已知,,且满足,求,;
(3)若(其中对任意恒成立,求的最大值.
【答案】(1)
(2),;或,;或,
(3)
【分析】(1)令,根据等差数列定义即可求解;
(2)根据(1)化简后求解即可;
(3)原不等式转化为恒成立,再由的单调性求最小值即可.
【详解】(1)由已知,令,则,即,
则数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
;
(2)由(1),得,
则.
由,知,,
则或或,
解得,;或,;或,;
(3)不等式对任意恒成立,
即为恒成立,
即不等式恒成立.
令,
则
,于是,
单调递增,则中,为最小,
故.
的最大值为.
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专题07 等差数列
等差数列基本量的计算
1.(21-22高一下·四川绵阳·期末)已知等差数列的前项和为,,,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·四川绵阳·期末)设等差数列的前项和为,已知,则( )
A.32 B.64
C.84 D.108
3.(23-24高二上·四川成都·期末)记为等差数列的前项和.若,则( )
A.140 B.150 C.160 D.180
4.(23-24高二下·四川南充·期末)在等差数列中,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.(23-24高二下·四川凉山·期末)在等差数列中,,,则数列的公差d( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(23-24高二下·四川成都·期末)记 为等差数列的前 项和,若 ,则 ( )
A.2 B.3 C.10 D.4
7.(23-24高二上·四川德阳·期末)等差数列满足,,则( )
A.4 B.3 C. D.2
等差数列求通项公式
8.(23-24高一下·四川成都·期末)已知数列满足:,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
9.(23-24高三上·四川成都·期末)设函数,数列,满足,,则( )
A. B. C. D.
10.(23-24高二上·四川泸州·期末)已知各项均为正数的数列的前n项和为,满足,且,,则数列的通项公式 .
11.(23-24高二上·四川内江·期末)若数列为等差数列且,,则数列的通项公式 .
12.(23-24高一下·四川成都·期末)已知数列满足:, (),则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
等差数列求和
13.(23-24高二下·四川乐山·期末)已知数列的前n项和,记数列的前n项和为,则( )
A. B. C. D.
14.(23-24高二上·四川达州·期末)在递增等差数列中有,,则( )
A. B. C. D.
15.(22-23高二下·四川凉山·期末)已知数列的前项和为,则( )
A.1012 B. C.2023 D.
16.(23-24高二下·四川南充·期末)已知数列是等差数列,且是数列的前项和.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前项和,求证:.
17.(23-24高三上·四川·期末)在等差数列中,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
18.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)设等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
等差数列性质及前n项和性质
19.(23-24高一·四川成都·期末)等差数列有项,若前项的和为,前项的和为,则中间项的和为( )
A. B. C. D.
20.(22-23高一下·四川成都·期末)等差数列的前2项和为30,前4项和为100,则它的前6项和是( )
A.130 B.170 C.210 D.260
21.(23-24高二下·四川成都·期末)南宋数学家杨辉为我国古代数学研究作出了杰出贡献,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》中, 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,其特点是从数列中第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列. 若某个二阶等差数列 的前四项分别为: ,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.数列 是单调递增数列 D.数列 有最大项
22.(21-22高一下·四川成都·期末)已知两个等差数列{an}与{bn}的前n项和分别为An和Bn,且,则使得为整数的正整数n的个数是
A.2 B.3 C.5 D.4
23.(23-24高二上·四川南充·期末)(多选)已知数列的通项公式为,则下列结论正确的是( )
A.
B.数列是等差数列,且公差
C.对于任意的正整数,均有成立
D.存在唯一的正整数,使数列的前项和取得最小值
等差数列证明
24.(21-22高一下·四川遂宁·期末)已知各项均为正数的数列的前项和为.
(1)求证:数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)若表示不超过的最大整数,如,求的值;
(3)设,,问是否存在正整数m,使得对任意正整数n均有恒成立?若存在求出m的最大值;若不存在,请说明理由.
25.(21-22高一下·四川广安·期末)已知数列中,,.
(1)证明数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和;
(3)若存在,使得成立,求实数k的取值范围.
26.(21-22高一下·四川眉山·期末)已知数列满足,,令,设数列前n项和为.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)若存在,使不等式成立,求实数的取值范围;
(3)设正项数列满足,求证:.
27.(21-22高一下·四川宜宾·期末)已知数列满足,.
(1)证明:数列是等差数列,并求数列的通项公式;
(2)在0和之间插入n个数,使得这n+2个数成等差数列且公差记为,求数列的前n项和.
28.(20-21高一下·四川成都·期末)已知数列满足.
(1)求证:数列是等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,则关于正整数的不等式(其中)最多有几个解.
29.(21-22高一下·四川成都·期末)已知正项数列的前n项和为,,且.
(1)证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
等差数列的实际应用
30.(21-22高一下·四川凉山·期末)骑行是一种健康自然的运动旅游方式,能充分享受旅行过程之美.一辆单车,一个背包即可出行,简单又环保.在不断而来的困难当中体验挑战,在旅途的终点体验成功.一种变速自行车后齿轮组由7个齿轮组成,它们的齿数成等差数列,其中最小和最大的齿轮的齿数分别为10和28,求后齿轮所有齿数之和( )
A.134 B.133 C.114 D.113
31.(21-22高一下·四川成都·期末)我国古代数学著作《周髀算经》中记载了二十四节气与晷长的关系:每个节气的晷长损益相同.晷是按照日影测定时刻的仪器,晷长即为所测量影子的长度,如图1所示,损益相同,即相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,且周而复始.二十四节气及晷长变化如图2所示.已知谷雨时节晷长为5.5尺,霜降时节晷长为9.5尺,则二十四节气中晷长的最大值为( )
A.14.5 B.13.5 C.12.5 D.11.5
32.(21-22高一下·四川巴中·期末)2022年北京冬奥会开幕式始于24节气倒计时,它将中国人的物候文明、传承久远的诗歌、现代生活的画面和谐统一起来.我国古人将一年分为24个节气,如图所示,相邻两个节气的日晷长变化量相同,冬至日晷长最长,夏至日晷长最短,周而复始.已知冬至日晷长为13.5尺,夏至日晷长为1.5尺,则一年中夏至到秋分的日晷长的和为( )尺.
A.24 B.60 C.40 D.31.5
33.(23-24高二上·四川达州·期末)传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数.他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类,如图中的1,3,6,10称为三角数,则下列各数中是三角数的是( )
A.20 B.21 C.22 D.23
34.(23-24高二上·四川凉山·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下俯视图所示的几何体,后人称之为“三角垛”.其最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,第四层10个…,则第二十层球的个数为( )
A.210 B.220 C.230 D.240
35.(23-24高二下·四川达州·期末)把一个无穷数列从第2项起,每一项减去它的前一项,得到一个新数列,此数列叫做原数列的1阶差数列.对1阶差数列作同样的处理得到的数列叫做原数列的2阶差数列,如此类推,可得到原数列的阶差数列.如果一个数列的阶差数列是由一个非零常数组成的常数数列,则称这个数列为阶等差数列,非零常数叫做数列的阶公差.
例如,原数列:,,,,,,,
1阶差数列:15,65,175,369,671,1105,
2阶差数列:50,110,194,302,434,
3阶差数列:60,84,108,132,
4阶差数列:24,24,24,
所以原数列为4阶等差数列,24为该数列的4阶公差.
已知数列是2阶等差数列,2阶公差为1,且,.
(1)已知数列是数列的1阶差数列,求数列的通项;
(2)求数列的通项公式;
(3)数列的前项和为,,,证明:.
含绝对值的等差数列求和
36.(23-24高二上·四川·期末)在数列中,,则等于( )
A.445 B.765 C.1080 D.3105
37.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)已知数列的通项公式,则 .
38.(23-24高二上·四川南充·期末)已知等差数列中,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
39.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)已知数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
等差数列的最值问题
40.(21-22高一下·四川广安·期末)设等差数列的前n项和为,,公差为d,,.则下列结论不正确的是( )
A. B.当时,取得最小值
C. D.使得成立的最大自然是n是17
41.(21-22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
42.(23-24高二上·四川泸州·期末)(多选)已知是公差为d的等差数列,其前n项和是,若,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
43.(23-24高二下·四川成都·期末)(多选)等差数列 的前 项和为 ,则( )
A. B.
C. D.当 时, 的最小值为 16
44.(21-22高二上·重庆·期末)(多选)已知递减的等差数列{an}的前n项和为Sn,S6=S8,则( )
A.a7>0 B.S13<0 C.S15<0 D.S7最大
45.(22-23高二上·重庆·期末)已知等差数列的前项和为,若,,则取得最大值时的值为 .
46.(21-22高一下·四川遂宁·期末)设等差数列满足:,公差.若当且仅当时,数列的前项和取得最大值,则首项的取值范围是( )
A. B.
C. D.
47.(23-24高二下·四川凉山·期末)(多选)已知等差数列的前n项和为,且满足,,则下列选项正确的有( )
A. B.数列是递增数列
C.当n=15时,取得最大值为225 D.的最小值为1
等差数列的综合应用
48.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列满足 ,若 为数列 的前 项和,则
49.(23-24高二上·四川眉山·期末)已知公差不为零的等差数列满足,且,,成等比数列.设为数列的前项和,则数列的前项和为
50.(22-23高二上·福建莆田·期末)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
51.(21-22高一下·四川绵阳·期末)已知在单调递增的等差数列中,满足,是和的等比中项,为数列的前n项和,则的最小值为 .
52.(21-22高二上·四川达州·期末)已知等比数列满足,.
(1)求数列的前8项和;
(2)求数列的前项积.
53.(20-21高一下·四川资阳·期末)已知数列中,,且对任意,,有.
(1)求的通项公式;
(2)已知,,且满足,求,;
(3)若(其中对任意恒成立,求的最大值.
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