内容正文:
等差数列
考点一 判断是否为等差数列 2
考点二 求等差数列的项或通项 3
考点三 等差中项及下标和性质 4
考点四 等差数列的证明 4
考点五 等差数列前n 项和 6
考点六 含有绝对值的求和 7
考点七 下标和性质及其推论 8
考点八 前n项和Sn的性质 10
考点九 前n项和Sn的最值 12
考点十 与等差数列有关的裂项求和 14
【知识点梳理】
1.定义
如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,记为.
代数形式:是常数)
2.等差中项
若成等差数列,则称与的等差中项,则.
3.通项公式
等差数列的首项为,公差为,则. (由定义与累加法可得)
4.前项和
等差数列的首项为,公差为,则其前项和为
(由倒序相加法可证)
5.证明一个数列是等差数列的方法
① 定义法: 是常数,是等差数列;
② 中项法: 是等差数列;
③ 通项公式法: 是常数) 是等差数列;
④ 前项和公式法: 是常数)是等差数列;
注:方法③④不可以在解答题里直接使用.
6. 基本性质(其中
若数列是首项为,公差为的等差数列,它具有以下性质:
若, 则;
;
;
下标成等差数列且公差为的项组成公差为的等差数列;
数列(是常数)是公差是的等差数列;
若数列也是等差数列,则数列(为非零常数)也是等差数列;
成等差数列;
.
考点一 判断是否为等差数列
【典型例题】
下列数列中,不是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
【过关检测】
若是等差数列,则下列数列中也成等差数列的是( )
A. B. C. D.
考点二 求等差数列的项或通项
【典型例题】
1.在单调递增的等差数列中,若,,则( )
A. B. C.0 D.
2.在数列中,,则( )
A. B. C. D.
【过关检测】
1.设数列,都是等差数列,且,,,那么数列的第37项为( )
A.0 B.37 C.100 D.
2.已知数列满足,其中,则( )
A.1 B. C.2 D.
3.已知数列满足,,则( )
A.3 B.2或 C.3或 D.2
4.已知数列满足,则数列的前项和的最大值是 .
考点三 等差中项及下标和性质
【典型例题】
在等差数列中,若,则___________.
【过关检测】
1.已知等差数列的前三项为,则此数列的首项=______.
2.已知等差数列满足,则 .
3.已知数列为等差数列,若,且与的等差中项为6,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
考点四 等差数列的证明
【典型例题1】
设数列{an}满足当n>1时,an=,且a1=.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)a1a2是否是数列{an}中的项?如果是,求出是第几项;如果不是,请说明理由.
【过关检测】
1.已知,在数列中,,.
(1)证明:是等差数列.
(2)求的值.
2.已知数列的前n项和为,,.证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;
3.数列的首项,.证明是等差数列,并求的通项公式.
【典型例题2】
已知数列的前n项和是n的二次函数,且,,.
(1)求的表达式;
(2)求数列的通项公式并证明数列是等差数列.
【过关检测】
已知数列是递增数列,其前项和满足.证明:是等差数列;
考点五 等差数列前n 项和
【典型例题】
记为等差数列的前项和,,,则( )
A.-77 B.-70 C.-49 D.-42
【过关检测】
1.若等差数列的前项和为,且满足,,则公差( )
A.1 B. C.2 D.
2.已知等差数列的前n项和为,且,,则( )
A.12 B.15 C.18 D.24
3.已知等差数列的前项和为,,,则 .
4.已知等差数列的前n项和满足,则( )
A.12 B.13 C.14 D.15
5.已知一个等差数列共项,且其前四项之和为21,末四项之和为67,前项和为286,则项数为( )
A.24 B.26 C.25 D.28
考点六 含有绝对值的求和
【典型例题】
已知等差数列 中,,,记,记的前项和为,的前项和为.
(1)求首项和公差;
(2)求和的表达式
【过关检测】
1.已知数列的前项和.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
2.在数列中,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
考点七 下标和性质及其推论
【方法原理】1.如果为等差数列,当时,.因此,出现等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与(或其他项)有关的条件;若求项,可由转化为求am-n+an+m的值.
2.若为等差数列,为前项和,则.
3.若,为等差数列,,为前项和,若,有.
【典型例题1】
等差数列中,,则数列前11项和( )
A.12 B.60 C.66 D.72
【过关检测】
1.设等差数列的前项和为,且 ,则的值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
2.已知等差数列的前项和为,若,则( )
A. B. C.1 D.
3.正项等差数列的前和为,已知,则=( )
A.35 B.36 C.45 D.54
【典型例题2】
设等差数列、的前n项和分别是,,若,则=( )
A. B. C. D.
【过关检测】
1.两等差数列和,前n项和分别为,,且,则的值为( )
A. B. C. D.
2.已知等差数列,的前n项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
3.已知两个等差数列与的前项和分别为和,且,则使得为整数的正整数的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
考点八 前n项和Sn的性质
【方法原理】(1)等差数列的项和也构成一个等差数列,即,为等差数列,公差为.(2)若为等差数列,则是等差数列,公差为,且.
【典型例题1】
已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.26 C.56 D.42
【过关检测】
1.已知等差数列的前项和为,若,则 ( )
A.288 B.144 C.96 D.25
2.是等差数列}的前n项和,若,则为( )
A. B. C. D.
3.设等差数列的前项和,若,,则( )
A.18 B.27 C.45 D.63
4.设为等差数列的前项和,且,,则 .
【典型例题2】
已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【习题检测】
一个等差数列共有项,若前项的和为100,后项的和为200,则中间项的和为( )
A.75 B.100 C.50 D.125
【典型例题3】
记数列的前n项和为,若是等差数列,,则( )
A. B. C.0 D.4
【过关检测】
1.设为等差数列的前项和,且,,则( )
A. B. C. D.
2.在等差数列中,,其前项和为,若,则( )
A.0 B.2018 C. D.2020
3.(多选)记为公差d不为0的等差数列的前n项和,则( ).
A.,,成等差数列
B.,,成等差数列
C.
D.
考点九 前n项和Sn的最值
【方法原理】(1)函数法:利用等差数列前项和的函数表达式,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.
(2)邻项变号法:①若,则满足的项数使得取得最大值;
②若,则满足的项数使得取得最小值.
【典型例题】
1.(多选)递增等差数列,满足,前n项和为,下列选项正确的是( )
A. B.
C.当时最小 D.时n的最小值为8
2.已知等差数列的前项和为,若,,则,,…,中最大的是( )
A. B. C. D.
3.已知等差数列的前项和为,若,则当最小时,的值为 .
【过关检测】
1.(多选)已知等差数列的前n项和为,若,则( )
A. B.
C.的最小值为 D.的最小值为
2.(多选)设等差数列的前n项和为,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列是等差数列 D.对任意,都有
3.已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和有最大值,那么取得最小正值时等于( )
A.1 B. C. D.
考点十 与等差数列有关的裂项求和
【方法原理】把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得前项和.裂项时常用的五种变形:
(1) ;
(2) .
(3) ;
(4) .
(5)若数列是等差数列,且公差,则 .
1.已知是等差数列的前项和,若,则数列的前2024项和为 .
2.若数列的通项公式为,则( )
A. B. C. D.
3.记为等差数列的前n项和.若,则数列的前2024项和为( )
A. B. C. D.
4.设数列的各项都为正数,且.
(1)证明数列为等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
5.已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
6.记为等差数列的前n项和,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
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等差数列
考点一 判断是否为等差数列 2
考点二 求等差数列的项或通项 3
考点三 等差中项及下标和性质 6
考点四 等差数列的证明 8
考点五 等差数列前n 项和 11
考点六 含有绝对值的求和 13
考点七 下标和性质及其推论 15
考点八 前n项和Sn的性质 19
考点九 前n项和Sn的最值 24
考点十 与等差数列有关的裂项求和 28
【知识点梳理】
1.定义
如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,记为.
代数形式:是常数)
2.等差中项
若成等差数列,则称与的等差中项,则.
3.通项公式
等差数列的首项为,公差为,则. (由定义与累加法可得)
4.前项和
等差数列的首项为,公差为,则其前项和为
(由倒序相加法可证)
5.证明一个数列是等差数列的方法
① 定义法: 是常数,是等差数列;
② 中项法: 是等差数列;
③ 通项公式法: 是常数) 是等差数列;
④ 前项和公式法: 是常数)是等差数列;
注:方法③④不可以在解答题里直接使用.
6. 基本性质(其中
若数列是首项为,公差为的等差数列,它具有以下性质:
若, 则;
;
;
下标成等差数列且公差为的项组成公差为的等差数列;
数列(是常数)是公差是的等差数列;
若数列也是等差数列,则数列(为非零常数)也是等差数列;
成等差数列;
.
考点一 判断是否为等差数列
【典型例题】
下列数列中,不是等差数列的是( )
A.1,4,7,10 B.
C. D.10,8,6,4,2
【答案】C
【解析】根据等差数列的定义,可得:
A中,满足(常数),所以是等差数列;
B中,(常数),所以是等差数列;
C中,因为,不满足等差数列的定义,所以不是等差数列;
D中,满足(常数),所以是等差数列.故选:C.
【过关检测】
若是等差数列,则下列数列中也成等差数列的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A: =(an+an+1)(an+1﹣an)=d[2a1+(2n﹣1)d],与n有关系,因此不是等差数列.
B:== 与n有关系,因此不是等差数列.
C:3an+1﹣3an=3(an+1﹣an)=3d为常数,仍然为等差数列;
D: 当数列{an}的首项为正数、公差为负数时,{|an|}不是等差数列;故选:C
2.已知数列,c为常数,那么下列说法正确的是( )
A.若是等差数列时,不一定是等差数列
B.若不是等差数列时,一定不是等差数列
C.若是等差数列时,一定是等差数列
D.若不是等差数列时,一定不是等差数列
【答案】D
【解析】当是等差数列时,由等差数列的性质可知,一定是等差数列,A错;
对于数列:1,2,4,5,令,则为等差数列,B错;
当c为0时, 0,0,0,0是等差数列,但不是等差数列,C错.故选D.
考点二 求等差数列的项或通项
【典型例题】
1.在单调递增的等差数列中,若,,则( )
A. B. C.0 D.
【答案】A
【解析】因为,,所以,所以,解得
故选:A
【答案】C
【解析】因为是等差数列,所以,,
解得:,故选:C
2.在数列中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、由递推关系证明数列是等差数列
【分析】根据题目条件得到为等差数列,公差为1,并求出首项,从而得到通项公式,求出,得到答案.
【详解】因为,所以为等差数列,公差为1,首项为,
故,所以,
因为,所以,.
故选:C
【过关检测】
1.设数列,都是等差数列,且,,,那么数列的第37项为( )
A.0 B.37 C.100 D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】判断等差数列、利用等差数列的性质计算
【分析】根据题意可判断也是等差数列,进一步可判断数列为常数列,得解.
【详解】因为,都是等差数列,所以也是等差数列.
又因为,,
所以数列的公差为0,即数列为常数列.
所以的第37项为100.
故选:C.
2.已知数列满足,其中,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、利用等差数列的性质计算
【分析】根据已知递推关系,可以得到,数列为等差数列,然后利用等差数列的性质求得的值.
【详解】由,得是等差数列,.
故选:C
3.已知数列满足,,则( )
A.3 B.2或 C.3或 D.2
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据数列递推公式写出数列的项
【分析】根据递推公式计算即可.
【详解】因为,,
所以,
所以,
,
,
,
所以或,
故选:C.
4.已知数列满足,则数列的前项和的最大值是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、求等差数列前n项和的最值
【分析】化简得到,得出为等差数列,求得,得到时,,结合等差数列的求和公式,即可求解.
【详解】由数列满足,可得,
又由,可得,所以数列表示首项为,公差为的等差数列,
所以,
令,即,解得,且,
所以,当时,;当时,,
所以数列的前项和的最大值是.
故答案为:.
考点三 等差中项及下标和性质
【典型例题】
在等差数列中,若,则___________.
【答案】60;
【解析】在等差数列中,,,解得,
.故答案为:60
【过关检测】
1.已知等差数列的前三项为,则此数列的首项=______ .
【答案】
【解析】依题意可得,解得,故等差数列的前三项为,所以故答案为:
2.已知等差数列满足,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】等差中项的应用、利用等差数列的性质计算
【分析】由等差数列的性质可得,代入条件式,可求得,再根据,可得解.
【详解】在等差数列中,,又,
,解得,又,而,解得.
故答案为:.
3.已知数列为等差数列,若,且与的等差中项为6,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】设的公差为.
数列为等差数列,,且与的等差中项为6,
,解得,,.故选:D.
考点四 等差数列的证明
【典型例题1】
设数列{an}满足当n>1时,an=,且a1=.
(1)求证:数列为等差数列;
(2)a1a2是否是数列{an}中的项?如果是,求出是第几项;如果不是,请说明理由.
【答案】(1)见证明;(2) a1a2是数列{an}中的项,是第11项.
【解析】(1)证明:根据题意a1=及递推关系an≠0.因为an=.取倒数得+4,
即=4(n>1),所以数列是首项为5,公差为4的等差数列.
(2)解:由(1),得=5+4(n-1)=4n+1,.
又,解得n=11.
所以a1a2是数列{an}中的项,是第11项.
【过关检测】
1.已知,在数列中,,.
(1)证明:是等差数列.
(2)求的值.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】(1)证明:当时,因为,所以,即。
易知,所以,即。
所以是首项为,公差为的等差数列。
(2)由(1)知,
所以,所以。
2.已知数列的前n项和为,,.证明:数列为等差数列,并求数列的通项公式;
【答案】证明见解析,;
【详解】由,则,又,
所以数列是首项、公差均为的等差数列,则,
所以.
3.数列的首项,.证明是等差数列,并求的通项公式.
【答案】证明见解析;
【详解】解:由,可得,
所以,即
又由,可得,
所以是以2为首项,1为公差的等差数列,所以
则,即数列的通项公式为.
【典型例题2】
已知数列的前n项和是n的二次函数,且,,.
(1)求的表达式;
(2)求数列的通项公式并证明数列是等差数列.
【答案】(1)
(2),证明见解析
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、由递推关系证明数列是等差数列、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据题意,由待定系数法列出方程,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由与的关系,代入计算,即可得到数列的通项公式,再由等差数列的定义,即可证明.
【详解】(1)设.
∵,,.
∴解得
∴.
(2)∵,当时,
.
当时,也成立.∴,
当时,,
从而.
所以数列是一个等差数列.
【过关检测】
已知数列是递增数列,其前项和满足.证明:是等差数列;
【答案】证明见解析
【详解】当时,,解得,
当时,,则,
即,即
又数列为递增数列,
所以,故,
即,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列;
考点五 等差数列前n 项和
【典型例题】
记为等差数列的前项和,,,则( )
A.-77 B.-70 C.-49 D.-42
【答案】A
【解析】由,得,∴,,.故选:A
【过关检测】
1.若等差数列的前项和为,且满足,,则公差( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【解析】∵,∴,,解得.故选:A.
2.已知等差数列的前n项和为,且,,则( )
A.12 B.15 C.18 D.24
【答案】B
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】由题意解方程组,求得数列的首项和公差,根据等差数列的前n项和公式,即可求得答案.
【详解】设等差数列的公差为d,
由,,得,解得,
故,
故选:B
3.已知等差数列的前项和为,,,则 .
【答案】153
【知识点】等差数列前n项和的基本量计算、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】根据等差数列的前n项和公式求出公差,据此求出,即可得出.
【详解】由有,,,
则有,解得,
所以,所以.
故答案为:153
4.已知等差数列的前n项和满足,则( )
A.12 B.13 C.14 D.15
【答案】D
【解析】因为,所以,又,所以.
故,解得.故选:D.
5.已知一个等差数列共项,且其前四项之和为21,末四项之和为67,前项和为286,则项数为( )
A.24 B.26 C.25 D.28
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】根据等差数列前四项和与后四项和,求解首项和某项的和,利用前和求解项数,判断选项
【详解】由前四项之和为21,末四项之和为67,
所以,即
又由前项和为,则,所以.
故选:B
考点六 含有绝对值的求和
【典型例题】
已知等差数列 中,,,记,记的前项和为,的前项和为.
(1)求首项和公差;
(2)求和的表达式
【答案】(1),;(2),.
【解析】(1)由题可得,解得 ,;
(2)由(1)可知,
,,
当,即时,,
当时,
,
.
【过关检测】
1.已知数列的前项和.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为,
所以当时,,
又因为时,适合上式,所以;
(2)因为.
①当时,,
所以;
②当时,,
所以
.
所以.
2.在数列中,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和、含绝对值的等差数列前n项和
【分析】(1)由已知条件可得数列是等差数列,再根据可求出公差,从而可求出数列的通项公式,
(2)设数列的前n项和为,则由等差数列的求和公式可求出,由可求得时,,当时,,然后分情况可求出.
【详解】(1)∵,∴,
∴数列是等差数列,设其公差为d.
∵,∴,
∴
(2)设数列的前n项和为,则由(1)可得,
由(1)知,令,得,
∴当时,,
则
;
当时,,则,
∴
考点七 下标和性质及其推论
【方法原理】1.如果为等差数列,当时,.因此,出现等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与(或其他项)有关的条件;若求项,可由转化为求am-n+an+m的值.
2.若为等差数列,为前项和,则.
3.若,为等差数列,,为前项和,若,有.
【典型例题1】
等差数列中,,则数列前11项和( )
A.12 B.60 C.66 D.72
【答案】C
【解析】在等差数列中,,所以
所以.故选:C.
【过关检测】
1.设等差数列的前项和为,且 ,则的值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【知识点】利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】先求得,再利用求解即可.
【详解】由,可得,
则.
故选:A.
2.已知等差数列的前项和为,若,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】可以根据等差数列的基本量,即将题目条件全转化成和来处理,亦可用等差数列的性质进行处理,或者特殊值法处理.
【详解】方法一:利用等差数列的基本量
由,根据等差数列的求和公式,,
又.
故选:D
方法二:利用等差数列的性质
根据等差数列的性质,,由,根据等差数列的求和公式,
,故.
故选:D
方法三:特殊值法
不妨取等差数列公差,则,则.
故选:D
3.正项等差数列的前和为,已知,则=( )
A.35 B.36 C.45 D.54
【答案】C
【解析】正项等差数列的前项和,,,
解得或(舍),,故选C.
【典型例题2】
设等差数列、的前n项和分别是,,若,则=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】两个等差数列的前n项和之比问题、利用等差数列的性质计算
【分析】方法1,利用等差数列前n项和公式将,和比较确定n的值,即得答案;
方法2,利用等差数列的性质结合前n项和公式将化为,即得答案.
【详解】方法1:因为等差数列,的前项和分别是,,
因为,
所以,
故选:C
方法2:因为等差数列,的前项和分别是,.
所以,
故选:C.
【过关检测】
1.两等差数列和,前n项和分别为,,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】在为等差数列中,当,,,时,.
所以,
又因为,所以.故选:A.
2.已知等差数列,的前n项和分别为,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算、两个等差数列的前n项和之比问题
【分析】根据已知及等差数列前n项和的特征,设,,再由求值即可.
【详解】根据已知及等差数列前n项和,设,,
则.
故选:C
3.已知两个等差数列与的前项和分别为和,且,则使得为整数的正整数的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】利用等差数列的性质计算、求等差数列前n项和
【分析】利用等差数列的性质,先把数列对应项的比转化为前项和的比,再分离常数,结合为正整数求的个数.
【详解】因为为整数,
所以的值可以为:1,5,16.
故选:A
考点八 前n项和Sn的性质
【方法原理】(1)等差数列的项和也构成一个等差数列,即,为等差数列,公差为.(2)若为等差数列,则是等差数列,公差为,且.
【典型例题1】
已知等差数列的前项和为,若,则( )
A.30 B.26 C.56 D.42
【答案】D
【知识点】等差数列片段和的性质及应用
【分析】先通过求出,再利用求解即可.
【详解】设等差数列的公差为
由已知,
则
,
得,
.
故选:D.
【过关检测】
1.已知等差数列的前项和为,若,则 ( )
A.288 B.144 C.96 D.25
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】求等差数列前n项和、等差数列前n项和的基本量计算
【分析】利用等差数列的前项和列方程组求出,进而即可求解.
【详解】由题意,即,解得.
于是.
故选:B.
2.是等差数列}的前n项和,若,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,根据是一个首项为,公差为的等差数列,各项分别为,故.故选:.
3.设等差数列的前项和,若,,则( )
A.18 B.27 C.45 D.63
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】等差数列片段和的性质及应用
【分析】根据成等差数列,得到方程,求出答案.
【详解】由题意得成等差数列,
即成等差数列,
即,解得.
故选:C
4.设为等差数列的前项和,且,,则 .
【答案】39
【难度】0.65
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、利用等差数列的性质计算、等差数列前n项和的基本量计算、等差数列片段和的性质及应用
【分析】由题意成等差数列,结合,即可求解.
【详解】由题意为等差数列的前项和,且,,
所以,
而成等差数列,
所以.
故答案为:39.
【典型例题2】
已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【习题检测】
一个等差数列共有项,若前项的和为100,后项的和为200,则中间项的和为( )
A.75 B.100 C.50 D.125
【答案】A
【典型例题3】
记数列的前n项和为,若是等差数列,,则( )
A. B. C.0 D.4
【答案】C
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、利用an与sn关系求通项或项
【分析】由已知是等差数列,可求得的公差,进而求得的通项公式,可得,利用,计算可得结果.
【详解】因为是等差数列,,
所以的公差,所以,
所以,
所以,
故选:C.
【过关检测】
1.设为等差数列的前项和,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设等差数列的公差为,
则,则,
因此,.故选:A.
2.在等差数列中,,其前项和为,若,则( )
A.0 B.2018 C. D.2020
【答案】D
【解析】设等差数列的公差为d,由等差数列的性质可得为等差数列,的公差为.,,解得.
则.故选:D.
3.(多选)记为公差d不为0的等差数列的前n项和,则( ).
A.,,成等差数列
B.,,成等差数列
C.
D.
【答案】ABD
【知识点】等差数列片段和的性质及应用、等差数列前n项和的基本量计算、利用等差数列的性质计算
【分析】由等差数列性质及前项和公式对4个选项依次判断即可.
【详解】
,
,
,,成等差数列,故选项A正确;
,,
,,,
,
即,,成等差数列,故选项B正确;
,
不成立,即选项C错误;
,
成立,即选项D正确;
故选:ABD.
考点九 前n项和Sn的最值
【方法原理】(1)函数法:利用等差数列前项和的函数表达式,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.
(2)邻项变号法:①若,则满足的项数使得取得最大值;
②若,则满足的项数使得取得最小值.
可从以下两个方面入手:1、找出相邻两项间的正负,可借助项的性质推导;2、找到首项与公差的线性关系,并利用图象分析.
注意:看清楚问题是什么?尤其是跟前n项和有关的问法,是问的取最小值(最大值)时,n的取值,还是>0或者<0时,n的取值.
【典型例题】
1.(多选)递增等差数列,满足,前n项和为,下列选项正确的是( )
A. B.
C.当时最小 D.时n的最小值为8
【答案】ABD
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和、等差数列前n项和的基本量计算、求等差数列前n项和的最值
【分析】由等差数列通项公式基本量的计算即可判断AB;由等差数列前n项和二次函数特性即可判断C;由等差数列前n项和的不等式法即可判断D.
【详解】A、B:由题意可设等差数列的公差为d,
因为,可得,解得,
又由等差数列是递增数列,可知,则,故A,B正确.
C:,
由得,当或4时最小,故C错误.
D:令,解得或,即时n的最小值为8,故D正确.
故选:ABD.
2.已知等差数列的前项和为,若,,则,,…,中最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
3.已知等差数列的前项和为,若,则当最小时,的值为 .
【答案】1012
【难度】0.65
【知识点】求等差数列前n项和、求等差数列前n项和的最值
【分析】由等差数列,和,求出最小时的值.
【详解】因为等差数列中,
,
所以,
则当最小时,.
故答案为:
【过关检测】
1.(多选)已知等差数列的前n项和为,若,则( )
A. B.
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】ACD
【知识点】等差数列的单调性、求等差数列前n项和、等差数列前n项和的其他性质及应用、求等差数列前n项和的最值
【分析】由、知、,即可判断AB;根据数列的单调性即可判断CD.
【详解】由,得,即,
由,得,即,所以.
A:由,可知,故A正确;
B:由,可知数列的公差,故B错误;
C:,由知随的增大而增大,
则,所以的最小值为,故C正确;
D:当时,;当时,;
当时,;当时,,
所以当时,;当时,;当时,,
又,,
所以,,
所以,即,
所以的最小值为,故D正确;
故选:ACD
2.(多选)设等差数列的前n项和为,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列是等差数列 D.对任意,都有
【答案】BCD
【知识点】求等差数列前n项和的最值、等差数列前n项和的基本量计算、求等差数列前n项和、判断等差数列
【分析】由题意首先得,,,结合等差数列求和公式即可判断AB,进一步可判断D,结合等差数列求和公式以及定义可判断C.
【详解】由题意等差数列的前n项和为,且,,
所以,,,
,故A错B对;
由题意(分别为首项公差),所以,
所以数列是分别以为首项公差的等差数列,故C正确;
因为,,,所以,所以对任意,都有,故D正确.
故选:BCD.
3.已知数列是等差数列,若,,且数列的前项和有最大值,那么取得最小正值时等于( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解析】因为等差数列的前项和有最大值,故可得
因为,故可得,
整理得,即,
又因为,故可得.
又因为,,故取得最小正值时n等于.故选:D.
考点十 与等差数列有关的裂项求和
【方法原理】把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得前项和.裂项时常用的五种变形:
(1) ;
(2) .
(3) ;
(4) .
(5)若数列是等差数列,且公差,则 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】裂项相消法求和
【分析】略
【详解】略
1.已知是等差数列的前项和,若,则数列的前2024项和为 .
【答案】/
【难度】0.65
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、求等差数列前n项和、等差数列前n项和的基本量计算、裂项相消法求和
【分析】根据给定条件,求出等差数列的通项及前项和,再利用裂项相消法求和即得.
【详解】等差数列中,,又,则,
因此等差数列的公差,则,,
于是,
数列的前项和,
所以数列的前2024项和为.
故答案为:
2.若数列的通项公式为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】裂项相消法求和
【分析】利用裂项相消求和可得答案.
【详解】,
则.
故选:A.
3.记为等差数列的前n项和.若,则数列的前2024项和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、等差数列通项公式的基本量计算、等差数列前n项和的基本量计算、裂项相消法求和
【分析】由已知条件求出数列的首项与公差,得到数列通项,裂项相消求数列的前2024项和.
【详解】设的公差为d,由得
解得,所以.
则
数列的前2024项和为.
故选:C
4.设数列的各项都为正数,且.
(1)证明数列为等差数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【难度】0.85
【知识点】由递推关系证明数列是等差数列、裂项相消法求和、构造法求数列通项
【分析】(1)将两边取倒数,再结合等差数列的定义即可得证;
(2)利用裂项相消法求解即可.
【详解】(1)由数列的各项都为正数,且,
得,即,
所以数列是以为公差的等差数列;
(2),由(1)得,
所以,则,
所以.
5.已知等差数列满足.
(1)求的通项公式;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【难度】0.65
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、裂项相消法求和、数列不等式恒成立问题
【分析】(1)设等差数列的公差为,由已知条件可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,结合等差数列的通项公式可得出数列的通项公式;
(2)由已知可得,利用裂项相消法可求出,即可证得结论成立.
【详解】(1)解:由已知可得,
设等差数列的公差为,则,解得,
所以,.
(2)证明:,
所以,
.
故对任意的,.
6.记为等差数列的前n项和,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.85
【知识点】利用定义求等差数列通项公式、等差数列前n项和的基本量计算、裂项相消法求和
【分析】(1)根据等差数列中的基本量可解得,可求出的通项公式为;
(2)利用裂项求和即可求出数列的前n项和.
【详解】(1)设的公差为,因为,,
所以,解得
由等差数列通项公式可得.
即的通项公式为
(2)因为,
因此,
所以.
即数列的前n项和.
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