4.2.2 第1课时等差数列的前n项和公式(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)

2025-02-27
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内容正文:

∴06=e+(75-60)d=20+15×15=24. 4 课堂检测·固双基 对点训练1:7方法一:设等差数列a,|的公差为d. 1.A在等差数列1a.中,4,+山,=2a,所以4,=4=7. 2 a=2 2.B由已知m1=(lg2)2+1g5(lg2+1)=lg2(lg2+lg5)+ 由题意,得+=3,」 。 lg5=1 1a,+7d=6, d=2 1 因为数列a,|是等差数列,设公差为d,由m+4:=5,又4,= 1.解得d=1, 故有0。=1+(n-1)×1=n,a=3, 方法二:设等差数列1a.的公差为d, 2叶·2·25…24·25=2+%*5+5=29=25 4,-4=6d=3,d=2 1 故选B. 3.4a+a5=204,a,+a0+ap=3no, 1 六00=4+2d=6+2×2=7, .3(+5)+2(a+a0+a3)=6au+60=6(a+aw) =24, 例2:(1)A:1a,|是等差数列..2a=4+aa,故03=2 .a4+0n=4. ×6-3=9. 4.90因为数列a,,1b都是等差数列,所以{a.+b.I也构成 (2)35方法一:设数列1a1,1b.的公差分别为d,4,因 了等差数列,所以(2+6)-(4,+6,)=(%,+,)-(a2+ 为a+b=(a1+2d1)+(b,+2d)=(a1+b1)+2(d1+d)=! b),所以+b=90. 7+2(d1+d2)=21, :5.AB设这四个数分别为a-3d.a-d,a+d.a+3d. 所以d+d2=7,所以a+6,=(a+b)+2(4+4)= 21+2×7=35. 则[化3d038 方法二:因为数列1a.,16,}都是等差数列. 所以数列a,+b.也构成等差数列,所以2(出+6)= 部或”. (a1+b,)+(a+6,),所以2×21=7+a5+6,所以a5+b=35. 所以这四个数依次为-2,4,10,16或16,10,4,-2. (3)D方法一:4+a4+a+aw+a,=750, 故选AB. .5n=750, 4.2.2等差数列的前n项和公式 .4=150,.42+a=2a=300. 方法二:a3+a+a5+a。+a,=750, .a1+2d+a1+3d+a1+4d+a1+5d+a1+6d=750. 第1课时 等差数列的前n项和公式 a,+4d=150,2+a=,+d+a,+7d=2(a1+4d)必备知识·探新知 =300. 对点训练2:(1)因为(a+1+a+)-(a,+a2)= 知识点:an+a。4+…+2+叫1 n(tu)ma(n-Dd 2 2 (a,1-a)+(a。3-a2)=2d,所以数列a,+4,4+a,4+ 练一练: a5,…是公差为2d的等差数列. 1.Λa+偏=。+,又1-a。+4=7. (2)8方法一:b1为等差数列, a,=7, “.可设其公差为d, 则5.-13(a,*a.13×2=13a,=13x7=91. 则4.0-_12--21=2. 2 2 10-3 7 故选A bn=b+(n-3)d=2n-8. bg=2×8-8=8 2.A由S4=45得S6=a+)×15=15a,=45=4, 2 方法二岭学0学 3,所以22-a6=(46+%)-a。=w=3.故选L 关键能力·攻重难 得么0当x5+4 例1:(1)B设等差数列1a.1的公差为d, 4+a,=a1+2d+a,+7d=2a1+9d=13 =2×5+(-2)=8. 则 例3:设四个数分别为a-3d,a-d,a+d.a+3d =7%+79=7+21=5. 则[8-o+0+a=巴 解得,=2 ld=1, 由①,得a=号代入②.得d=±子四个数为25,8,山 g=a1+7d=2+7=9,故选B. 或1.8,5,2 (2)CS2=a1+42=2m1+d=4①D S=4a1+6d-20② 对点训练3:设这三个数为a+d,a,a-d(d>0) 则/3a=12. 由①2解得a,=宁d=3故选C (a+)·4·(a-d)=48 得子 (315由6,+1=2.%+91=5得4= 2 27 所以这三个数是6,4,2 d=分所以5=15a,+5144=15 2 例4:B 对点训练1:(1)①由等差数列的前n项和公式, -121 得8a,+28d=48. 方法二:根据等差数列前n项和的性质可知S,S。-S,S 1241+66d=168, -S6,S-S,仍成等差数列,设S=k,则S。=3k.S。-S=2k, 解方程组,得-8, So -S6=3k.Sp -So=4k, ld=4. 六S,=S。+3k=6k,S2=S+4k=10k, ②:a1+mn=a+as=40 S17a,*an)-20×17=340 2 (3)A因为S,为等差数列.|的前项和,所以数列 (2)13a1+41+4,=34, ① a。+a。-4+a-2=146, ② 倍}是等差数列设数列倍}的公差为.则由品-品 .①+②,得(a1+a.)+(a2+a。)+(a3+a,-2)=180. 又a1+4n=42+a,-1=仙+4n-2, =2,得2=2,解得=1,所以品-子+2=4+ .3(a1+an)=180,则a1+a.=60. 2022d'=-2021+2022=1,所以S2m=2023. 3.=aa,+a)-600-30m=390. 例3:(1)8由等差数列的性质,得a,+a,+a=3n,>0,a 2 2 >0. .n=13 又因为出,+o<0,所以aw+4<0,所以,<0,所以S> 例2:(1)BS.-S-4=a.+a-1+a-1+-3=80, S,S>8,即数列1a}的前8项和最大 S4=a1+a3+03+a1=40. ra1+2d=8. 两式相加得4(a1+a.)=120,a1+a。=30, (2)①设公差为d.由题意得 由3=na,+2=210n=14 a,4=6 2 r4+2d=8, ac已暖号会-字器 .解得{=2.=-2m+14. (3)方法一:因为S0,Sm-Sm,S0-Sm,,Sm-S0,Sw ②由①得S=n12+)4-2m=-+13n Sm成等差数列,设公差为d,前10项的和为:10×100+10x9 2 2 =10.所以d=-22. -(-+ 所以前1项的和S。=11×10+ⅡX104=1×100+ 2 当n取与号最接近的整数,即6或7时,8有最大值,最大 x10×(-22)=-110, 值为S=S,=-7+13×7=42. 2 对点训练3:(1)B方法一:因为d<0,1I=1a。1,所以 方法二:设等差数列1a.的公差为d, 则子a-+a,所以数列倍}收等差数列 %+a=0,则4,=0,所以4,+5d=0,所以S.=m+an2业d 2 n -5a+0ag4 2 所8-8高 由neN知,当n=5或n=6时,S最大 方法二:因为d<0,1a1=1a1,所以a+a,=0 10100Sm10 所以a1+:=a,+a,=0,所以 即10010.11010 100-10=10 1(a+n2=0. S= 2 所以So=-110. 方法三:设等差数列a.的公差为d S0=a1+a2+…+00+au+ap+…+a10=(41++… +ae)+[(a,+10d)+(a:+10d)+…+(a1m+10d)]=So+ Sm+100×10, 又Sm-10Sm 100×994-100×94=10-10×100,即 易知S,对应的二次函数的图象开口向下(如图所示),利用 2 2 二次函数图象的对称性及n∈N知,当n=5或n=6时,S,取得 100d=-22,所以Sm=-110. 最大值。 对点训练2:(1)210在等差数列中,S.,S2-S.S.-S 方法三:因为d<0,la1=a,1 成等差数列 所以a,+a,=0. .30,70,S-100成等差数列. 而1+,=2a6,所以6=0 ∴.2×70=30+(S。-100),S。=210. 所以S,=S6: (2)品方法一:设数列a,的公差为4,由等差数列的前 故S,S均为S,的最大值 项和公式,相略品宁 (2)14或15方法一:由5:=,得1a,+山x10a= 2 18u,+1817,即4=-14d>0,所以4<0. 放a4,=2d且d≠0, 2 晓会测品 解不等式组.=,+(n-1)d≥0, 【an+1=a,+d≤0. -122 即-4+(-d0,得14≤n≤15. -14d+nd≤0, 第2课时等差数列前n项和习题课 又n∈N,故当n=14或n=15时,Sn最大 必备知识·探新知 方法二:由S:=Sw,可得a,=-14d, S,n=1, 所以8=m+a0号-g 知识点:l.S-844={5.-5n≥2 2 由4,>0知d<0,结合二次函数图象的对称性及∈N”,可 2}动) 得当n=14或n=15时,Sn最大 练一练: 方法三:由S,=Sw知,a2+ag+a4+a5+aw+an+aw= B当n=1时,a1=S,=12=1: 0,即7as=0,所以as=0. 当n≥2时,a.=S.-S-1=n2-(m-1)=2n-1. 又a1>0,所以d<0.故当n=14或n=15时.S最大, a,=1也满足a,=2m-1,故对任意的neN”,a。=2n-1, 方法四:由S:=S,S。对应的二次函数图象的对称性及对 因此,。+a,=2(p+g)-2=2×5-2=8. 称输a"生8空可知,当a=4或a=15时最大 故选B 2 关键能力·攻重难 例4:a1=5=6, 例1:(1)Aa4=S4-S=42-1-32+1=7. n≥2时,=S。-S-1=(2+3n+2)-[(n-1)2+ 3(n-1)+2]=2m+2, (2a=1时4=8=-子1-1=-是 a=6不满足上式 当n≥2时,%,=S.-S-1 「6(n=1), .0。= 12n+2(n≥2), -+a-【-a-炉+a-0-刂 显然41-1=6-6=0,,-=2,1a,不是等差数列 课堂检测·固双基 =-3+,因为=一不适合.=-3+ L.A由等差数列的前n项和公式可知 sw=10a,+094.=5+344, 所以a,= 2 因为Sm=4S, -3n+2a≥2》 所以10a,+1091=45a,+5 (3)因为a.+25.·S.-1=0, 2 所以a。=-2S.·S。- 化简得宁 当a=1时,4=分 所以选A. 当n≥2,neN*时,an=Sn-S.- 4+2d=6, 所以S。-S,-1=-25S。-① 2.C由题意得 1 3a,+2×3×2l=12, 因为a=子,所以S50, ①式的两边同除以S5。得: 解得,,=2, ld=2. S-S =-2,即-、=2 3.Can=Sn-Sm-4=2,an1=S.1-Sn=3,公差d=a1-a =3-2=1.由5.=m(4,+0)=0,得a,=-a,=-2 所以数列侣}是首项为2.公差为2的等差数列。 2 a.=-2+(m-1)·1=2,解得m=5. 所以时=2+2(m-)=2n,嗶:8=六 4.95因为数列a。为等差数列,则由题意得 6=g解得3则s=a产 ∫a1+2d+a,+3d-7 则a,=-2,.1=-2nn-1)n≥2). 因为a=不满足a,=2ad-可m≥2),所以数列的 09=0x(-4+45x3=95 2,n=1, 5.(1)设等差数列1a,的公差为d, 通项公式为4,= 1 则a,=a,+(n-1)d, 2n(n-万n≥2. 由于41=1,1=-3, 对点训练1:C因为 1 又4=a,+2d, ,+4+…+a.2n- 所以d=-2, 所以++…+=2n-1. 因此4,=3-2n (2)由a,=3-2n,得3=1+3-2D,n=2n-m. 所以4,+2+…+a。=(2n-1)n, 2 即41+a2+…+a。-1=(2n-3)(n-1)(n≥2), 所以8=2k-2=-35, 当n≥2时 即k2-2k-35=0, a.=(2n-1)n-(2n-3)(n-1)=4n-3. 解得k=7或k=-5, 又因为,=1,满足上式, 又因为k∈N·,所以k=7. 所以a=4n-3. -123! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # 6789%:;<                                1.在等差数列{an}中,若a1 + a7 = 14,则a4 = (  ) A. 7 B. 8 C. 14 D. 16 2.已知等差数列{an}满足a1 = (lg 2)2 + lg 5 ( )lg 2 + 1 ,a3 + a2 = 5,则2a1·2a2·2a3·2a4 ·2a5的值为 (B ) A. 1 024 B. 215 C. 256 D. 28 3.等差数列{an}中,3(a3 + a5)+ 2(a7 + a10 + a13)= 24,则a4 + a10 = 4      . 4.数列{an},{bn}都是等差数列,且a1 = 15, b1 = 35,a2 + b2 = 70,则a3 + b3 = 90      . 5.(多选题)已知四个数成等差数列,它们的和 为28,中间两项的积为40,则这四个数依次 为 (  ) A. - 2,4,10,16 B. 16,10,4,- 2 C. 2,5,8,11 D. 11,8,5,2 请同学们认真完成练案[4                 ] 4. 2. 2  等差数列的前n项和公式 第1课时  等差数列的前n项和公式 !"#$%&'( 课程标准 1.借助教材实例了解等差数列前n项和公式的推导过程. 2.借助教材掌握a1,an,d,n,Sn的关系. 3.掌握等差数列的前n项和公式、性质及其应用. 学法解读 1.了解等差数列前n项和公式的推导过程.(逻辑推理、数学运算) 2.掌握等差数列前n项和的公式及其应用.(逻辑推理、数学运算) )*+,%-.+                                等差数列的前n项和公式的 推导(倒序相加法)     设Sn 是等差数列{an}的前n项和,d为 {an}的公差, Sn = a1 + a2 + a3 +…+ an. 倒序得Sn = an + an -1 +…+ a2 + a1  , 两式相加得2Sn =(a1 + an)+(a2 + an -1) +…+(an + a1). 由等差数列的性质得a1 + an = a2 + an -1 = a3 + an -2 =…= an + a1, 所以有Sn =               ①. 又an = a1 +(n - 1)d,代入①式,得Sn =                 ②. 想一想:等差数列前n项和公式的内涵是 什么?     提示:Sn = n(a1 + an)2 反映了等差数列的前 n项和与它的首项、末项之间的关系;Sn = na1 + n(n - 1) 2 d反映了等差数列的前n项和与它的首 项、公差之间的关系,而且是关于n的“二次函 数”.两者从不同的角度反映了等差数列的性质                  . !"& # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : #                                  练一练: 1.设Sn 为等差数列{an}的前n项和,且 a4 - a6 + a9 = 7,则S13 = (A ) A. 91 B. 81 C. 110 D. 130 2.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若 S15 = 45,则2a12 - a16 = (A ) A. 3 B. 4 C. 5 D.       6 /012%345 题型探究 题型一有关等差数列前n项和公式的计算                                1.(1)等差数列{an}的前n项和为Sn,且a3 + a8 = 13,S7 = 35,则a8 = (B ) A. 8 B. 9 C. 10 D. 11 (2)记等差数列{an}的前n项和为Sn,若 S2 = 4,S4 = 20,则该数列的公差d为 (C ) A. 7 B. 6 C. 3 D. 2 (3)(2024·徐州高二检测)已知等差数列 {an}的前n项和为Sn,且S6 = 2,S9 = 5,则S15 = 15      .     [规律方法]  等差数列前n项和公式的运 算方法与技巧 类型 “知三求二型” 基本量 a1,d,n,an,Sn 方法 运用等差数列的通项公式和前n项和公式建立方程(组),通过解方程(组)求出未知量 思想 方程的思想 注意 ①利用等差数列的性质简化计算; ②注意已知与未知条件的联系; ③有时运用整体代换的思想.     对点训练? (1)在等差数列{an}中, 前n项和为Sn. ①已知S8 = 48,S12 = 168,求首项a1 和公 差d; ②已知a3 + a15 = 40,求S17 .     (2)若一个等差数列前3项的和为34,最后 3项的和为146,且所有项的和为390,则这个数 列有13  项. 题型二 等差数列前n项和的性质 2.(1)已知等差数列{an}的前n项和为Sn, S4 = 40,Sn = 210,Sn -4 = 130,则n = (B ) A. 12   B. 14 C. 16 D. 18 (2)(2024·河南信阳高一联考)两个等差 数列{an},{bn},若a1 + a2 +…+ anb1 + b2 +…+ bn = 7n + 2 n + 3 ,则 a7 b7 = (C ) A. 5114   B. 51 8 C. 93 16 D. 93 12 (3)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且 S10 = 100,S100 = 10,试求S110 .     [尝试作答        ]     [规律方法]  等差数列前n项和的性质 (1)等差数列{an}中,Sn,S2n - Sn,S3n - S2n 也构成等差数列. (2)若{an}与{bn}均为等差数列,且前n项 和分别为Sn与S′n,则anbn = S2n -1 S′2n -1 . (3)若等差数列{an}的前n项和为Sn,则数 列Sn{ }n 是等差数列,且首项为a1,公差为d2                                                             . !"' ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " # . # # # # # # # (4)项的个数的“奇偶”性质. {an}为等差数列,公差为d. ①若共有2n项,则S2n = n(an + an +1); S偶- S奇= nd;S偶S奇= an +1 an ; ②若共有2n + 1 项,则S2n +1 = (2n + 1)an +1; S偶- S奇= - an +1;S偶S奇= n n + 1. (5)等差数列{an}中,若Sn = m,Sm = n(m ≠n),则Sm + n = -(m + n). (6)等差数列{an}中,若Sn = Sm(m≠n),则 Sm + n =0. 对点训练? (1)等差数列{an}的前m 项和为30,前2m项和为100,则数列{an}的前 3m项的和S3m = 210      . (2)设Sn是等差数列{an}的前n项和.若 S3 S6 = 13,则 S6 S12 =         . (3)设Sn 为等差数列{an}的前n项和, a1 = - 2 021,S2 0072 007 - S2 005 2 005 = 2,则S2 023 = (A ) A. 2 023 B. - 2 023 C. 2 022 D. - 2 022 题型三 等差数列前n项和的最值 3.(1)若等差数列{an}满足a7 + a8 + a9 >0,a7 + a10 <0,则当n = 8      时,{an}的前n项 和最大; (2)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已 知a3 = 8,S4 = 36. ①求{an}的通项公式; ②当n为何值时,Sn 有最大值?并求其最 大值. [分析]  求Sn的最大值,可以利用数列的 通项公式求解,也可以利用前n项和的函数特 性求解.     [尝试作答      ]     [规律方法]  等差数列前n项和最值的两 种求法 (1)转折项法 ①当a1 > 0,d < 0时,由不等式组an≥0,an +1≤0{ , 可求得Sn取最大值时的n值. ②当a1 < 0,d > 0时,由不等式组an≤0,an +1≥0{ , 可求得Sn取最小值时的n值. (2)利用二次函数求Sn的最值 知道公差不为0的等差数列的前n项和Sn 可以表示成Sn = an2 + bn(a≠0)的形式,我们可 将其变形为Sn = a n + b2( )a 2 - b 2 4a. ①若a >0,则当n + b2( )a 2 最小时,Sn有最小值; ②若a <0,则当n + b2( )a 2 最小时,Sn有最大值. 对点训练? (1)在等差数列{an}中, 若| a3 | = | a9 |,公差d < 0,则前n项和Sn取得最 大值时正整数n = (B ) A. 4或5 B. 5或6 C. 6或7 D. 7或8 (2)在等差数列{an}中,若a1 > 0,S11 = S18, 则数列{an}的前14或15  项的和最大. 易错警示     由和求项注意验证首项 4.已知数列{an}的前n项和Sn = n2 + 3n + 2,判断{an}是否为等差数列. [错解]  ∵ an = Sn - Sn -1 =(n2 + 3n + 2)- [(n - 1)2 + 3(n - 1)+ 2]= 2n + 2. an +1 - an =[2(n + 1)+ 2]-(2n + 2)= 2 (常数), ∴数列{an}是等差数列. [误区警示]  an = Sn - Sn -1是在n≥2的条 件下得到的,a1是否满足需另外计算验证.     [正解                                                                             ] !"( # # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : # 6789%:;< 1.等差数列{an}中,S10 = 4S5,则a1d = (A ) A. 12       B. 2      C. 1 4       D. 4 2.已知{an}为等差数列,其前n项和为Sn,若 a3 = 6,S3 = 12,则公差d等于 (C ) A. 1 B. 53 C. 2 D. 3 3.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sm -1 = - 2,Sm = 0,Sm +1 = 3,则m = (C ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 4.(2024·新课标Ⅱ卷)记Sn 为等差数列{an} 的前n项和,若a3 + a4 = 7,3a2 + a5 = 5,则S10 =         . 5.已知等差数列{an}中,a1 = 1,a3 = - 3. (1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{an}的前k项和Sk = - 35,求k 的值. 请同学们认真完成练案[5                         ] 第2课时  等差数列前n项和习题课 !"#$%&'( 课程标准 1.会利用数列的前n项和Sn求数列的通项公式an. 2.会使用裂项法求数列的前n项和. 学法解读 1.构造等差数列求和模型,解决实际问题.(数学建模、数学运算) 2.能够利用等差数列前n项和的函数性质求其前n项和的最值.(数学抽象、逻辑推理、数学 运算) 3.理解并应用等差数列前n项和的性质.(逻辑推理、数学运算) )*+,%-.+                                由Sn求an及裂项法求Sn     1.已知数列的前n项和Sn,若a1 适合an, 则通项公式an = Sn - Sn -1  ,若a1不适合an,则                       . 2.形如                    (bn - an = d,d为常数)的数列适合用裂项求和,其裂项形 式为1anbn =                   .     练一练:已知数列{an}的前n项和Sn = n2, 若p + q = 5 p,q∈N( ) ,则ap + aq = (B ) A. 7 B. 8 C. 9 D.            10 !")

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4.2.2 第1课时等差数列的前n项和公式(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)
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4.2.2 第1课时等差数列的前n项和公式(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)
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