内容正文:
专题02 等比、等差数列中an和Sn的性质应用
重点题型目录:
公式基础:题型归纳型
1、 等差数列性质:
①等差中项:任意两数的等差中项是;
注意:若则;、是公差分别为,的等差数列,则也是等差数列
②通项公式法:(可为零也可不为零→为等差数列充要条件(常数列也是等差数列)→若不为,则是等差数列充分条件);
③前项和公式:
→
可以为零也可不为零→为等差的充要条件→若为零,则是等差数列的充分条件;若不为零,则是等差数列的充分条件;
④当时,是单调递增的,当时,是单调递减的;
⑤非零常数列既可为等比数列,也可为等差数列.(不是非零,即不可能是等比数列)
⑥成等差数列
2、 等比数列性质:
若,则;
①等比中项:任意两数不一定有等比中项,除非有,则等比中项一定有两个
即.推广:
②通项公式法:;验证(为非零常数).
若成等差数列 (其中),则成等比数列
③前项和公式:
;(和不为零)成等比数列
④等比数列中,若,则数列是单调递增的;
若,则数列是单调递减的;
若,则数列是常数列;
若,则数列是摆动数列.
⑤、是公比分别为,的等比数列,则
也是等比数列
⑥正数列成等比的充要条件是数列()成等差数列.
题型一 等差、等比数列的下标性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例1.(1)(25-26高三上·新疆乌鲁木齐·阶段练习)若数列是等差数列,且,则( )
A.1 B. C. D.
(2)(24-25高三上·天津滨海新·期末)已知,若2是与等比中项,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
(3)(24-25高三上·天津西青·阶段练习)“数列为等差数列”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
(4)(25-26高三上·湖南·开学考试)在等比数列中,,,则( )
A. B.
C.数列是以4为公比的等比数列 D.数列的前项和为
(5)(25-26高三上·上海·阶段练习)已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若,,则的值是 .
(6)(25-26高三上·上海·阶段练习)若为等差数列,,则它的前12项和为 .
(7)(2025高三·全国·专题练习)已知在等差数列中,,则 .
(8)(2025高三·全国·专题练习)若等比数列中的,是方程的两个根,则 .
(9).(2025·甘肃白银·模拟预测)已知等比数列的公比,且,则 .
(10).(2025·河北·模拟预测)已知是等比数列,,是函数的两个零点,则 .
【感悟提升】
等差数列中:(1)若,则;(2)若,则;
等比数列中:(1)若,则;(2)若,则;
题型二 等差、等比数列的函数性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例3.(1)(24-25高三上·北京海淀·期中)已知等比数列的公比为,若为递增数列且,则( )
A. B.
C. D.
(2)(24-25高二上·安徽阜阳·期末)已知数列的通项公式是,那么这个数列是( )
A.摆动数列 B.递减数列 C.递增数列 D.常数列
(3)(2025·辽宁沈阳·模拟预测)设数列是等比数列,则“”是“为递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
(4)(25-26高三上·北京·开学考试)为等差数列的前项和,则“数列为递增数列”是“数列为递增数列”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
(5)(2025·广东·模拟预测)已知数列的各项均为正数,数列是常数列,则数列( )
A.是递增数列 B.是递减数列
C.先递增后递减 D.先递减后递增
(6)(2025·山西·三模)(多选)已知数列的通项公式为,则下列说法正确的是( )
A.是递增数列 B.在的所有前项和中,前五项和最小
C.在的所有前项积中,前五项积最小 D.在的所有前项积中,前四项积最大
(7)(24-25高三下·重庆北碚·阶段练习)已知数列的前项和(、为常数),则“”是“为递增的等差数列”的 条件.
(8)(24-25高二上·天津河北·期末)已知数列的通项公式,对任意的正整数,都有恒成立,则实数的取值范围为 .
(9)(24-25高二上·福建三明·期末)已知数列满足,,令,数列的前n项和为,若对任意,恒成立,则实数的取值范围为 .
(10)(2025·北京·模拟预测)记 为数列 的前 项和, 为数列 的前 项和,已知 , 其中 为某个常数,给出下列四个结论:
① 存在 使得 是非常数列的等比数列; ②存在 使得 是非常数列的等差数列;
③存在 使得 是递减数列; ④ 存在 使得 是递减数列.
其中所有正确结论的序号是 .
【感悟提升】
题型三 等差等比数列的判定与证明
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例3.(1)(23-24高三下·上海·期中)下面关于等差、等比数列的说法正确的是( )
A.前项和的数列是等差数列
B.证明数列是等比数列时,只需证明
C.若是等差数列,则也一定成等差数列
D.
(2)(2025·江西鹰潭·一模)数列满足,,给出下列四个结论:
①存在正整数,且,使得;
②存在,使得,,成等比数列;
③存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列;
④
其中所有证确结论的是( )
A.②③ B.③④ C.①②④ D.①③④
(3)(23-24高三上·新疆阿克苏·阶段练习)已知数列的前项和为,.
(1)证时:为等比数列.
(2)求数列的前项和.
(4)(24-25高三下·四川成都·模拟)已知数列和满足,
(1)求的通项公式;
(2)若记的前n项和为,试证: .
.
(5)(24-25高三上·上海普陀·阶段练习)已知数列{an}、{bn}满足:a1=,an+bn=1,bn+1=.
(1)求a2,a3;
(2)证数列为等差数列,并求数列{an}和{bn}的通项公式;
(3)设Sn=a1a2+a2a3+a3a4+…+anan+1,求实数λ为何值时4λSn<bn恒成立.
题型四 等差、等比数列的片段和性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例4.(1).(24-25高高三上·广东揭阳·期末)已知数列是等差数列,,则( )
A. B. C. D.
(2).(25-26高三上·江苏苏州·阶段练习)已知,分别为等差数列,的前n项和,,设点A是直线外一点,点P是直线上一点,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
(3).(24-25高三上·江苏苏州·期中)若等差数列的前n项和为,且,则的值为( )
A. B. C. D.2
(4).(24-25高三下·河南南阳·期末)已知等比数列的前项和为,则( )
A.14 B.18 C.20 D.30
(5).(25-26高三上·江苏苏州·期末)记等差数列的前项和为.若,则( )
A.28 B.48 C.64 D.84
(6).(24-25高三·云南昆明·阶段练习)已知是等差数列,且满足,则S20=( )
A.14 B.15 C.16 D.17
【感悟提升】
设等差数列和的前n项和分别为,则,.
题型五 两个等差数列的前n项和之比
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例5.(1).(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知等差数列 的前项和分别为,且,则( )
A. B.
C. D.
(2).(25-26高三上·河北秦皇岛·阶段练习)已知为等差数列的前项和,若且则( )
A.1 B.2 C.-1 D.-2
(3).(24-25高三上·陕西·阶段练习)已知等差数列和的前n项和分别为和,且,则使得为整数的正整数k的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
(4).(25-26高三上·甘肃兰州·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,则公比( )
A. B.2 C. D.
(5).(2025高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为且,则( )
A. B. C. D.17
(6).(25-26高三上·江苏苏州·阶段练习)设等差数列的前项和分别为.若,则( )
A. B. C. D.2
(7).(25-26高三上·山东·开学考试)已知两个等差数列和的前项和分别为和,且,则使得为整数的正整数的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
(8).(24-25高三上·辽宁·期中)已知,分别为等差数列,的前项和,,设点是直线外一点,点是直线上一点,,则的值为( )
A. B. C. D.
题型六 等差、等比数列奇偶项之和
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例6.(1).(23-24高三上·陕西榆林·阶段练习)已知等差数列的项数为其中奇数项之和为 偶数项之和为 则( )
A. B. C. D.
(2).(24-25高三上·全国·阶段练习)已知数列的前项和,则数列的前10项中所有奇数项之和与所有偶数项之和的比为( )
A. B.2 C. D.
(3).(24-25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.
(4).(2025·安徽·模拟预测)已知项数为奇数的等比数列的首项为1,奇数项之和为21,偶数项之和为10,则这个等比数列的项数为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
(5).(25-26高二上·广东深圳·期末)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.
(6).(24-25高三上·安徽池州·期末)已知等比数列的公比,前项和为,则其偶数项为( )
A.15 B.30
C.45 D.60
(7).(24-25高三上·山西太原·阶段练习)已知一个项数为偶数的等比数列,所有项之和为所有偶数项之和的4倍,前3项之积为64,则( ).
A.11 B.12 C.13 D.14
(8).(24-25高三下·四川眉山·阶段练习)(多选)设是数列的前项和,则下列说法正确的是( )
A.若等差数列的项数为,为所有奇数项的和,为所有偶数项的和,则
B.若是等差数列,则是与的等差中项
C.若是等比数列,则是与的等比中项
D.若数列是首项为1,公比为3的等比数列,则数列的通项公式是
(9).(24-25高三上·江苏·阶段练习)(多选)下列结论中正确的有( )
A.若为等差数列,它的前项和为,则数列也是等差数列
B.若为等差数列,它的前项和为,则数列,,,也是等差数列
C.若等差数列的项数为,它的偶数项和为,奇数项和为,则
D.若各项均不为0的等差数列的项数为,它的偶数项和为,奇数项和为,则
(10).(24-25高三上·广西南宁·阶段练习)(多选)下列结论中正确的有( )
A.若 为等差数列,它的前n项和为 Sn,则数列 也是等差数列
B.若为等比数列,则 也是等比数列
C.若各项均不为的等差数列的项数为,它的偶数项和为 奇数项和为 则
D.已知等差数列的公差为,则
(11).(24-25高二下·广西南宁·期中)(多选)已知为数列的前项和,则下列结论成立的有( )
A.若正项数列为等比数列,则数列为等差数列
B.若数列为等差数列,,则
C.已知等差数列共有项,其中所有奇数项之和为290,所有偶数项之和为261,则
D.若数列的通项公式为,则该数列的前100项和
(12).(2025·河北秦皇岛·二模)已知等比数列的前6项和为126,其中偶数项和是奇数项和的2倍,则 .
【感悟提升】
(1)设等差数列的公差为d,的前n项和分别为,
若数列共有项,则,;
若数列共有项,则,.
(2)若数列是公比为的等比数列,前n项和为,则有如下性质:
若项数为,则,若项数为,则.
1
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专题02 等比、等差数列中an和Sn的性质应用
重点题型目录:
公式基础:题型归纳型
1、 等差数列性质:
①等差中项:任意两数的等差中项是;
注意:若则;、是公差分别为,的等差数列,则也是等差数列
②通项公式法:(可为零也可不为零→为等差数列充要条件(常数列也是等差数列)→若不为,则是等差数列充分条件);
③前项和公式:
→
可以为零也可不为零→为等差的充要条件→若为零,则是等差数列的充分条件;若不为零,则是等差数列的充分条件;
④当时,是单调递增的,当时,是单调递减的;
⑤非零常数列既可为等比数列,也可为等差数列.(不是非零,即不可能是等比数列)
⑥成等差数列
2、 等比数列性质:
若,则;
①等比中项:任意两数不一定有等比中项,除非有,则等比中项一定有两个
即.推广:
②通项公式法:;验证(为非零常数).
若成等差数列 (其中),则成等比数列
③前项和公式:
;(和不为零)成等比数列
④等比数列中,若,则数列是单调递增的;
若,则数列是单调递减的;
若,则数列是常数列;
若,则数列是摆动数列.
⑤、是公比分别为,的等比数列,则
也是等比数列
⑥正数列成等比的充要条件是数列()成等差数列.
题型一 等差、等比数列的下标性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例1.(1)(25-26高三上·新疆乌鲁木齐·阶段练习)若数列是等差数列,且,则( )
A.1 B. C. D.
答案 D
解 因为是等差数列,所以,,解得,故.故选:D
(2)(24-25高三上·天津滨海新·期末)已知,若2是与等比中项,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
答案 B
思路分析:
根据2是与的等比中项可得,的等量关系,然后直接利用基本不等式可求的最小值即可.
解 ∵2是与的等比中项,
∴,∴,即,结合可得,,
∴
,
当且仅当,即,时取等号,
即的最小值为,故选:B.
(3)(24-25高三上·天津西青·阶段练习)“数列为等差数列”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
答案 A
解:如果数列是等差数列,根据等差数列的下标性质可得一定有,
反之成立,不一定有数列是等差数列,
比如满足,但是数列不是等差数列,
所以“数列为等差数列”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
(4)(25-26高三上·湖南·开学考试)在等比数列中,,,则( )
A. B.
C.数列是以4为公比的等比数列 D.数列的前项和为
答案 BCD
解 由等比数列的性质可知,又,,
所以,所以,A错误;
设等比数列的公比为,由,解得,则,
所以,B正确;
由上可知,,设,则,
所以数列是以4为公比的等比数列,C正确;
设数列的前项和为,则,D正确.
故选:BCD.
(5)(25-26高三上·上海·阶段练习)已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若,,则的值是 .
【答案】
【详解】由于数列是等比数列,
则,,,
由于数列是等差数列,
则,,,
则,
故答案为:.
(6)(25-26高三上·上海·阶段练习)若为等差数列,,则它的前12项和为 .
【答案】
【详解】根据题意可知前12项和为,
又易知,
所以前12项和为.
故答案为:.
(7)(2025高三·全国·专题练习)已知在等差数列中,,则 .
【答案】36
【详解】因为,
则,
所以.
故答案为:36
(8)(2025高三·全国·专题练习)若等比数列中的,是方程的两个根,则 .
【答案】/
【详解】由题意得.
因为,,…,,,
所以.
因为,所以,
则.
故答案为:.
(9).(2025·甘肃白银·模拟预测)已知等比数列的公比,且,则 .
【答案】
【详解】由等比数列的公比,且,
则
,
所以.
故答案为:.
(10).(2025·河北·模拟预测)已知是等比数列,,是函数的两个零点,则 .
【答案】
【详解】,是函数的两个零点,即是方程的两根.
所以,,可知,均为负数,
又,且与,同号,故.
故答案为:
【感悟提升】
等差数列中:(1)若,则;(2)若,则;
等比数列中:(1)若,则;(2)若,则;
题型二 等差、等比数列的函数性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例3.(1)(24-25高三上·北京海淀·期中)已知等比数列的公比为,若为递增数列且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为等比数列为递增数列且,
所以,则,即,故选:C.
(2)(24-25高二上·安徽阜阳·期末)已知数列的通项公式是,那么这个数列是( )
A.摆动数列 B.递减数列 C.递增数列 D.常数列
【答案】C.
【详解】因为,
所以数列是递增数列,故选:C
(3)(2025·辽宁沈阳·模拟预测)设数列是等比数列,则“”是“为递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】当时,,虽然有,但是数列为摆动数列,并不是递增数列,所以不充分;
反之当数列是递增数列时,则必有,因此是必要条件,故选:B.
(4)(25-26高三上·北京·开学考试)为等差数列的前项和,则“数列为递增数列”是“数列为递增数列”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【详解】充分性判断:设数列首项,公差,
则通项公式为,其前项和,显然数列为递减数列,又,显然数列为递增数列,
所以“数列为递增数列”无法推出“数列为递增数列”,故充分性不成立.
必要性判断:设数列首项,公差,
则通项公式为,是一个常数列,其前项和,显然数列为递增数列,又,也是一个常数列,显然不是递增数列,
所以“数列为递增数列”无法推出“数列为递增数列”,
故必要性不成立.所以“数列为递增数列”是“数列为递增数列”的既不充分也不必要条件.故选:D.
(5)(2025·广东·模拟预测)已知数列的各项均为正数,数列是常数列,则数列( )
A.是递增数列 B.是递减数列
C.先递增后递减 D.先递减后递增
【答案】A
【详解】设(k为常数),所以,
因为,所以,令,则,
所以,所以单调递减,所以,所以,
所以,
所以,所以数列为递增数列.故选:A.
(6)(2025·山西·三模)(多选)已知数列的通项公式为,则下列说法正确的是( )
A.是递增数列 B.在的所有前项和中,前五项和最小
C.在的所有前项积中,前五项积最小 D.在的所有前项积中,前四项积最大
【答案】ABD
【详解】对于A,,即是等差数列,且为递增数列,故A正确;
对于B,由均为负数,时,,故B正确;
对于C,由均为负数,时,,所以,当时,,
且为递增数列,所以前项积没有最小值,故C错误;
对于D,由,且此时最大,由于,时,,
所以,当时,,故D正确.故选:ABD.
(7)(24-25高三下·重庆北碚·阶段练习)已知数列的前项和(、为常数),则“”是“为递增的等差数列”的 条件.
【答案】充要
【分析】由时,求出,再证明为等差数列,要使为递增的等差数列则即可,再结合充分条件和必要的条件定义即可得出答案.
【详解】当时,,
当时,,
令时,,所以,
,
所以为公差为的等差数列,
,为公差,所以为递增的等差数列,
为递增的等差数列,则,解得:,
所以“”是“为递增的等差数列”的充要条件.故答案为:充要.
(8)(24-25高二上·天津河北·期末)已知数列的通项公式,对任意的正整数,都有恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由可得任意的正整数恒成立,解出的范围即可.
【详解】由题,对任意的正整数,都有恒成立,
,即恒成立,
对任意的正整数恒成立,,即.
故答案为:.
(9)(24-25高二上·福建三明·期末)已知数列满足,,令,数列的前n项和为,若对任意,恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由条件关系可得,证明数列是等比数列,由此可求,再利用错位相减法求数列的和,最后分奇偶讨论恒成立求参数范围.
【详解】因为,所以,
所以,即,
又当时,,
故数列是以3为首项3为公比的等比数列,
,.
上两式相减得,
,
对任意,恒成立,则,
当n为偶数,则恒成立,
令,则,
所以是关于的减函数,得,
所以;
当n为奇数,则,
因为是关于的减函数,得,
所以是关于的增函数,得,
所以.综上可得.故答案为:.
(10)(2025·北京·模拟预测)记 为数列 的前 项和, 为数列 的前 项和,已知 , 其中 为某个常数,给出下列四个结论:
① 存在 使得 是非常数列的等比数列; ②存在 使得 是非常数列的等差数列;
③存在 使得 是递减数列; ④ 存在 使得 是递减数列.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】②③④
【分析】已知,可表达,则由,可得出与的关系,从而判断①和③,由与的关系,假设存在 使得 是非常数列的等差数列,则,验证是否存在,使关系恒成立从而判断②,由递减数列的定义验证判断④.
【详解】由已知,,则,
当时,,则,
整理该式,可得,则,
当时,数列不是等比数列,时,公比为1,不存在 使得 是非常数列的等比数列,①错误;
当时,,此时,只需满足即可,数列递减,存在 使得 是递减数列,③正确;
设存在 使得 是非常数列的等差数列,则,且,则,即,
整理可得(,当时,等式成立,②正确;
因为,则,则,
若时,数列 是递减数列,④正确.
故答案为: ②③④.
【感悟提升】
题型三 等差等比数列的判定与证明
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例3.(1)(23-24高三下·上海·期中)下面关于等差、等比数列的说法正确的是( )
A.前项和的数列是等差数列
B.证明数列是等比数列时,只需证明
C.若是等差数列,则也一定成等差数列
D.
【答案】C
【详解】根据题意,依次分析选项:
对于A,数列的前项和,
则有,数列不是等差数列,A错误;
对于B,证明数列是等比数列时,还需要考虑是否为,B错误;
对于C,由等差数列的性质,若是等差数列,则也一定成等差数列,C正确;对于D,当时,该等式不成立,D错误.
故选:C.
(2)(2025·江西鹰潭·一模)数列满足,,给出下列四个结论:
①存在正整数,且,使得;
②存在,使得,,成等比数列;
③存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列;
④
其中所有证确结论的是( )
A.②③ B.③④ C.①②④ D.①③④
【答案】D
【分析】对于①,求得,判断;对于②,利用反证法,推出矛盾,判断;对于③,利用递推公式得到,求出存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列,判断;对于④,因为,则,算出,判断.
【详解】对于①,由题意知数列中的项:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1597,…,
可得,故①正确;
对于②,若存在,使得,,成等比数列,
则,又,即,解得,
由,,
得,且为整数,
所以,这与相邻两项为整数矛盾,故②错误;
对于③,因为,,,
所以,所以,则,,成等差数列,
故存在常数,使得对任意,都有,,成等差数列,故③正确;
对于④,因为,则,
则
,故④正确;故选:D.
(3)(23-24高三上·新疆阿克苏·阶段练习)已知数列的前项和为,.
(1)证时:为等比数列.
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析; (2).
【详解】(1)当时,由,得,而,即,
所以数列是首项为1,公比为2的等比数列.
(2)由(1)得,即,
因此,
所以
.
(4)(24-25高三下·四川成都·模拟)已知数列和满足,
(1)求的通项公式;
(2)若记的前n项和为,试证: .
【答案】(1)(2)证明见解析
思路分析:(1)根据两递推关系分别相加、相减,可得等比、等差数列,求出通项公式,再相加即可得出的通项公式;
(2)求出的,显然不等式成立,当时,根据放缩不等式及裂项相消求和法证明.
【详解】(1)数列和满足,①
.②
由①+②得:
所以,即
所以数列是为首项,为公比的等比数列.
所以③.
同理①﹣②得,
即(常数),
所以数列是以为首项,2为公差的等差数列.
所以.④
③+④得,所以.
(2)由数列的前n项和为,
所以=
.=,
所以<,
因为
即时,都有成立;
当,
综上,成立.
(5)(24-25高三上·上海普陀·阶段练习)已知数列{an}、{bn}满足:a1=,an+bn=1,bn+1=.
(1)求a2,a3;
(2)证数列为等差数列,并求数列{an}和{bn}的通项公式;
(3)设Sn=a1a2+a2a3+a3a4+…+anan+1,求实数λ为何值时4λSn<bn恒成立.
【答案】(1);(2)证明见解析,,(3)λ≤1
思路分析:(1)由给出的,循环代入和可求解,;
(2)由得,结合,去掉与得到与的关系式,整理变形后可证得数列是以4为首项,1为公差的等差数列,求出其通项公式后即可求得数列和的通项公式;
(3)首先利用裂项求和求出,代入,通过对分类讨论,结合二次函数的最值求使恒成立的实数的值.
【详解】(1)解:,,,
,,,
∴;
(2)证明:由,
,
,即,,
数列是以4为首项,1为公差的等差数列,
,则,
;
(3)解:由,
,
,
要使恒成立,只需恒成立,
设,
当时,恒成立;
当时,由二次函数的性质知不满足对于任意恒成立;
当时,对称轴,在,为单调递减函数,
只需,
,∴时,恒成立,
综上知:时,恒成立.
题型四 等差、等比数列的片段和性质
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例4.(1).(24-25高高三上·广东揭阳·期末)已知数列是等差数列,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,设,为非零实数,则,
因为数列是等差数列, 所以,…,是以为首项,为公差的等差数列,所以,解得,所以,
故选:A
(2).(25-26高三上·江苏苏州·阶段练习)已知,分别为等差数列,的前n项和,,设点A是直线外一点,点P是直线上一点,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据等差数列前项和公式的二次函数特性,且,
不妨设,
则,
又三点共线,则,所以.故选:A
(3).(24-25高三上·江苏苏州·期中)若等差数列的前n项和为,且,则的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C.
【详解】设等差数列的公差为,
化为:,故选:C
(4).(24-25高三下·河南南阳·期末)已知等比数列的前项和为,则( )
A.14 B.18 C.20 D.30
【答案】D
【详解】是等比数列,,
成首项为2,公比为2的等比数列,,故.故选:D.
(5).(25-26高三上·江苏苏州·期末)记等差数列的前项和为.若,则( )
A.28 B.48 C.64 D.84
【答案】B
【详解】设首项为,公差为,由题意得,
则,解得,,
可得,故B正确.故选:B
(6).(24-25高三·云南昆明·阶段练习)已知是等差数列,且满足,则S20=( )
A.14 B.15 C.16 D.17
【答案】C
【详解】设等差数列的首项为,公差为,,
,,解得:,则.
故选:C
【感悟提升】
设等差数列和的前n项和分别为,则,.
题型五 两个等差数列的前n项和之比
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例5.(1).(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知等差数列 的前项和分别为,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题设,条件可化为,设,,
则,
,则.故选:A.
(2).(25-26高三上·河北秦皇岛·阶段练习)已知为等差数列的前项和,若且则( )
A.1 B.2 C.-1 D.-2
【答案】B
【详解】由题意可得,,化简,
所以,.故选:B.
(3).(24-25高三上·陕西·阶段练习)已知等差数列和的前n项和分别为和,且,则使得为整数的正整数k的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】由等差数列的求和公式,得到,,求得,即可求解.
【详解】因为,所以,同理可得,
则,
当时,为整数,即满足条件的k的个数为5.故选:C.
(4).(25-26高三上·甘肃兰州·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,则公比( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】由题知,所以.故选:C.
(5).(2025高三·全国·专题练习)已知数列的前项和为且,则( )
A. B. C. D.17
【答案】A
【详解】因为,且,所以,所以为等比数列.
因为,所以,
因为,所以,即的公比.
所以.故选:A.
(6).(25-26高三上·江苏苏州·阶段练习)设等差数列的前项和分别为.若,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【详解】由题意得,
因为,所以,故A正确.
故选:A
(7).(25-26高三上·山东·开学考试)已知两个等差数列和的前项和分别为和,且,则使得为整数的正整数的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】由等差数列的性质可得,要使为整数,即为整数,计算即可求解.
【详解】由等差数列的性质可得,
因为,所以,
因为,要使为整数,即为整数,
所以,共个,
即使得为整数的正整数的个数是.
故选:C
(8).(24-25高三上·辽宁·期中)已知,分别为等差数列,的前项和,,设点是直线外一点,点是直线上一点,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据等差数列前项和的性质可求解,结合向量共线的性质
【详解】由题意可知三点共线,且,故,
由于可得则,其中为非零实数,
故,
故,故,得,故选:A
题型六 等差、等比数列奇偶项之和
▶▷ 重点题型专练 ◁◀
例6.(1).(23-24高三上·陕西榆林·阶段练习)已知等差数列的项数为其中奇数项之和为 偶数项之和为 则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】项数为的中奇数项共有项,
其和为
项数为的中偶数项共有项, 其和为
所以解得故选: A.
(2).(24-25高三上·全国·阶段练习)已知数列的前项和,则数列的前10项中所有奇数项之和与所有偶数项之和的比为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】当时,,又,
即前10项分别为,
所以数列的前10项中,,所以,故选:C.
(3).(24-25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
【详解】由已知,,
所以,所有奇数项的和为,
于是可得.故选:A.
(4).(2025·安徽·模拟预测)已知项数为奇数的等比数列的首项为1,奇数项之和为21,偶数项之和为10,则这个等比数列的项数为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
【答案】A
【详解】根据题意,数列为等比数列,设,
又由数列的奇数项之和为21,偶数项之和为10,则,
故;故选:
(5).(25-26高二上·广东深圳·期末)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】A
【详解】等差数列共有项,偶数项之和,
奇数项之和,因此,
所以.故选:A
(6).(24-25高三上·安徽池州·期末)已知等比数列的公比,前项和为,则其偶数项为( )
A.15 B.30
C.45 D.60
【答案】D
【详解】设,则,
又因为,所以,
所以.故选: D
(7).(24-25高三上·山西太原·阶段练习)已知一个项数为偶数的等比数列,所有项之和为所有偶数项之和的4倍,前3项之积为64,则( ).
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】B
【详解】由题意可得所有项之和是所有偶数项之和的4倍,∴,
设等比数列的公比为,由等比数列的性质可得,即,
∴,∵,∴解得,又前3项之积,解得,∴.故选:B.
(8).(24-25高三下·四川眉山·阶段练习)(多选)设是数列的前项和,则下列说法正确的是( )
A.若等差数列的项数为,为所有奇数项的和,为所有偶数项的和,则
B.若是等差数列,则是与的等差中项
C.若是等比数列,则是与的等比中项
D.若数列是首项为1,公比为3的等比数列,则数列的通项公式是
【答案】ABD
【分析】A选项,利用等差数列的性质和求和公式分别求出、,两式作差可判断A正确;B选项,利用等差数列的求和公式求出的通项公式,由可判断为等差数列,根据等差数列的性质可判断B正确;C选项,令时,求出、、,即可根据等比数列中的项不能为0判断C错误;D选项,根据题意得,利用累加法及等比数列的求和公式求出的通项公式即可判断D正确.
【详解】A选项,奇数项有项,首项为,末项为,所以,
偶数项有项,首项为,末项为,所以,
所以,A选项正确;
B选项,设等差数列的首项为,公差为,则,,
因为,所以数列为等差数列,因为,所以是与的等差中项,故B正确;
C选项,因为是等比数列,设其公比为q,当时,,等比数列中的项不能为0,此时不是与的等比中项,故C错误;
D选项,,当时,
,
满足上式,所以,故D正确.故选:ABD
(9).(24-25高三上·江苏·阶段练习)(多选)下列结论中正确的有( )
A.若为等差数列,它的前项和为,则数列也是等差数列
B.若为等差数列,它的前项和为,则数列,,,也是等差数列
C.若等差数列的项数为,它的偶数项和为,奇数项和为,则
D.若各项均不为0的等差数列的项数为,它的偶数项和为,奇数项和为,则
【答案】AD
【详解】对于A,,数列是等差数列,故正确;
对于B,,,是等差数列,故错误;
对于C,,,
所以,故错误;对于D,,,所以,故正确;故选:AD.
(10).(24-25高三上·广西南宁·阶段练习)(多选)下列结论中正确的有( )
A.若 为等差数列,它的前n项和为 Sn,则数列 也是等差数列
B.若为等比数列,则 也是等比数列
C.若各项均不为的等差数列的项数为,它的偶数项和为 奇数项和为 则
D.已知等差数列的公差为,则
【答案】ABC
【分析】写出的表的式再根据等差数列的定义可判断A;利用等比数列的定义可判断B;利用等差数列求和公式及下标和的性质可判断C,利用整体思想可判断D.
【详解】对于A,若是等差数列,设数列的公差为,
则,
所以,
所以数列是公差为的等差数列,故A正确;
对于B,若是等比数列,则,设数列的公比为,则,
所以数列是公比为的等比数列,故B正确;
对于C,若各项均不为0的等差数列的项数为,
则,故C正确;
对于D,若等差数列的公差为,,
则,
,
所以,故D错误.
故选:ABC
(11).(24-25高二下·广西南宁·期中)(多选)已知为数列的前项和,则下列结论成立的有( )
A.若正项数列为等比数列,则数列为等差数列
B.若数列为等差数列,,则
C.已知等差数列共有项,其中所有奇数项之和为290,所有偶数项之和为261,则
D.若数列的通项公式为,则该数列的前100项和
【答案】ABC
【详解】对于A:设正项数列为等比数列的公比为,所以,
所以,
则,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,故A正确;
对于B:数列为等差数列,设公差为,则,,
又,即,化简可得,
则,,所以,故B正确;
对于C:设等差数列的所有奇数项之和为,所有偶数项之和为,
由题知,
,
两式相减,可得,故C正确;
对于D:,
则,
所以,故D错误;
故选:ABC
(12).(2025·河北秦皇岛·二模)已知等比数列的前6项和为126,其中偶数项和是奇数项和的2倍,则 .
【答案】2
【分析】根据已知有,结合等比数列的性质得,再应用等比数列的通项公式求首项.
【详解】由题设,可得,
若的公比为,则,
所以,则.故答案为:2
【感悟提升】
(1)设等差数列的公差为d,的前n项和分别为,
若数列共有项,则,;
若数列共有项,则,.
(2)若数列是公比为的等比数列,前n项和为,则有如下性质:
若项数为,则,若项数为,则.
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