内容正文:
专题4.1 等差数列 高中数学导学案
专题4.1 等差数列
考点预览
一、必备知识
1.等差数列的定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d表示.
符号语言:(或者)(为常数,)
2.等差数列的通项公式: .
3.等差数列的四种判断方法和两种证明方法
(1)定义法(或者)(是常数)是等差数列.
(2)等差中项法: ()是等差数列.
(3)通项公式:(为常数)是等差数列.(可以看做关于的一次函数)
(4)前项和公式:(为常数)是等差数列.(可以看做关于的二次函数,但是不含常数项)
提醒;证明一个数列是等差数列,只能用定义法或等差中项法
4.等差数列的性质
①
②若,则(特别的,当,有)
5.等差数列的前项和公式
(1)首项为,末项为的等差数列的前项和公式
(2)首项为,公差为的等差数列的前项和公式
6.等差数列前项和性质
(1)若数列是公差为的等差数列,则数列也是等差数列,且公差为
(2)设等差数列的公差为,为其前项和,则,,,,…组成公差为的等差数列
(3)在等差数列,中,它们的前项和分别记为则
(4)若等差数列的项数为,则
,。
(5)若等差数列的项数为,则,,,
二、考点专练:
地 城
考点01
等差数列的基本量计算
【经典例题】
1.(22-23高二上·河北邢台·月考)设等差数列的公差为,若,,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·广西玉林·期末)记等差数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·云南大理白族大理·期末)已知数列是首项为1,公差为2的等差数列,则( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.(21-22高二上·广东深圳南山区·期末)在等差数列中,,,则( )
A.10 B.17 C.21 D.35
2.(23-24高二上·广西南宁·调研)已知数列是等差数列,为其前项和,,,则的值为( )
A.48 B.56 C.81 D.100
3.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末)已知等差数列的前5项之和为25,,则公差为( )
A.6 B.3 C.4 D.5
4.(24-25高二上·广西南宁·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,则为( )
A.42 B.48 C.60 D.72
5.(24-25高二上·广西百色普通高中·期末)等差数列的前n项和为,其中,则的值是( )
A.2 B. C.2或 D.4
6.(24-25高二上·陕西西安鄠邑区·期末)已知数列为递增的等差数列,若,则的公差为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【经典例题】地 城
考点02
等差数列定义的应用
1.设数列的前项和为,且,,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·云南保山·期末)已知数列满足,点在直线上,则数列的通项公式为 .
3.我国天文学和数学著作《周髀算经》中记载:一年有二十四个节气,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),二十四节气及晷长变化如图所示,相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,周而复始.已知每年冬至的晷长为一丈三尺五寸,夏至的晷长为一尺五寸(一丈等于十尺,一尺等于十寸),则说法不正确的是( )
A.相邻两个节气晷长减少或增加的量为十寸 B.秋分的晷长为75寸
C.立秋的晷长比立春的晷长长 D.立冬的晷长为一丈五寸
【变式训练】
1.(24-25高二上·江苏启东中学·月考)从集合中取个元素,若这个元素的和不大于50,则的最大值为 .
2.某学校报告厅共有20排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位.若第10排有41个座位,则该报告厅座位的总数是 .
3.(24-25高二上·云南昆明第八中学·期末)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支.十天干即:甲、乙,丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,比如第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”,…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,之后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,…,以此类推,2025年是乙巳年,请问:在100年后的2125年为( )
A.癸未年. B.辛丑年 C.乙酉年 D.戊戌年
4.(2023·甘肃·高三一模)斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥,它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成.如图1,这是一座斜拉索大桥,共有10对永久拉索,在索塔两侧对称排列.如图2,已知拉索上端相邻两个锚的间距约为4m,拉索下端相邻两个锚的间距均为18m.最短拉索的锚,满足,,以所在直线为轴,所在直线为轴,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【经典例题】地 城
考点03
等差数列的前n项和
1.已知数列的前n项和,则数列通项公式为 .
2.已知等差数列和的前项和分别为、,若,则( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.(24-25高三上·河南TOP二十名校·调研)已知为等差数列的前项和,若,,则 .
2.(24-25高二上·广西南宁·期末)已知数列的前项和公式为,则的通项公式 .
3.(24-25高二上·广西贵港·期末)设数列的前项和为,若,且的等差中项为),则( )
A.4 B.8 C.10 D.12
4.等差数列的前n项和为,已知,则( )
A.0 B.2 C.4 D.8
5.已知数列的前项和为,且,,则( )
A.200 B.210 C.400 D.410
地 城
考点04
等差数列中的最值与范围问题
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末) (多选)已知是等差数列,其前n项和为,,则下列结论一定正确的有( )
A. B.最小 C. D.
2.(23-24高二上·广西玉林·期末) (多选)数列的前项和为,已知,则下列说法正确的是( )
A.是递减数列 B.
C.当时, D.当或时,取得最大值
【变式训练】
1.(多选)已知是等差数列的前项和,且,下列说法正确的是( )
A. B. C.数列的最大项为 D.
2.(23-24高二上·江苏徐州高级中学·期中) (多选)记为等差数列的前项和.若,则以下结论一定正确的是( )
A. B.的最大值为 C. D.
3.(24-25高二上·云南昆明第八中学·期末) (多选)等差数列是递增数列,公差为d,前n项和为,满足,下列选项正确的是( )
A. B.
C.取得最小值时, D.时n的最小值为10
4.(24-25高二上·湖南长郡十八校·) (多选)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.等差数列为单调递增数列 B.数列是递增数列
C.有最小值 D.存在正整数,当时,总有
5.(23-24高二下·河南·期中) (多选)已知数列的前项和为,下列说法正确的是( )
A.若,则是等差数列 B.若,则是等比数列
C.若是等差数列,则 D.若是等比数列,且,则
地 城
考点05
解答题
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西百色·期末)已知等差数列和正项等比数列满足:,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)已知数列满足,求数列的前项和.
2.(22-23高二上·广东广州思源学校·期末)已知等差数列的前n项和满足,.
(1)求的通项公式;
(2),求数列的前n项和.
3.(24-25高二上·广西玉林·期末)已知数列为等差数列,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)是数列中的项吗?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由;
(3)求数列前项和的最大值.
【变式训练】
1.已知等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
2.(19-20高二下·河北秦皇岛抚宁区第一中学·)已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式:
(2)设,求数列的前项和.
3.记是公差不为0的等差数列的前项和,,且,,成等比数列.
(1)求和;
(2)若,求数列的前20项和.
4.(24-25高二上·云南楚雄州·期末)记为等差数列的前n项和,已知,
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,,求的通项公式.
5.(25-26高二上·河南豫北名校·)已知数列满足,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)若数列满足,求的前项和;
(3)设,求数列中的最小项.
三、强化实训
1.(23-24高二上·山西运城·期末)已知等差数列的前n项和为,已知,则公差 .
2.(23-24高二下·大庆市·期末)已知等差数列的前项和为,且,,则数列的公差为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·佳木斯市·期末)在等差数列中,已知,则该数列前2019项的和( )
A.2018 B.2019 C.4036 D.4038
4.等差数列中的前项和分别为,则( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·甘肃兰州西北中学·期中)《张丘建算经》是中国古代的数学著作,书中有一道题为:“今有女善织,日益功疾(注:从第2天开始,每天比前一天多织的布量相同),第一天织5尺布,现一月(按30天计)共织360尺布”,则第30天织布( )
A.7尺 B.14尺 C.21尺 D.19尺
6.(23-24高二上·广西玉林·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下图所示的几何体,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,第四层有10个球,…,则第三十五层球的个数为( )
A.561 B.595 C.630 D.666
7.(多选)已知等差数列的前n项和为,且,,若,则i的取值为( )
A.1或2 B.3或4 C.5 D.11
8.(24-25高二上·河南新乡·期末) (多选)设等差数列的前项和为,公差为,已知,则( )
A. B. C.当时,的最大值为9 D.当时,取得最大值
9.(23-24高二下·佳木斯市·期末)(多选)若是公比为的等比数列,记为的前项和,则下列说法正确的是( )
A.若是递增数列,则,; B.若,,则是递减数列
C.若,则; D.若,则是等比数列
10.(23-24高二下·佳木斯市·期末)(多选)数列满足,,则( )
A.数列是递减数列 B.
C.点()都在直线 D.数列的前项和的最大值为32
11.(23-24高二下·哈尔滨市·期末)(多选)某公司为入职员工实行每月加薪,小王入职第1个月工资为a元,从第2个月到第13个月,每月比上个月增加100元,从第14个月到第25个月,每月比上个月增加50元,已知小王前3个月的工资之和为9300元,则( )
A.
B.小王第3个月与第13个月工资之和等于第2个月与第14个月工资之和
C.小王入职后第20个月的工资为4550元
D.小王入职后前15个月的工资之和是55350元
12.(24-25高三上·山东济宁·期末)已知数列满足,,记.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记,求数列的前项和.
13.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知数列是等差数列,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,符号表示的和,求.
14.已知数列中,,.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)设,为数列的前n项和,证明:.
试卷第1页,共3页
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$专题4.1 等差数列 高中数学导学案
专题4.1 等差数列
考点预览
一、必备知识
1.等差数列的定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d表示.
符号语言:(或者)(为常数,)
2.等差数列的通项公式: .
3.等差数列的四种判断方法和两种证明方法
(1)定义法(或者)(是常数)是等差数列.
(2)等差中项法: ()是等差数列.
(3)通项公式:(为常数)是等差数列.(可以看做关于的一次函数)
(4)前项和公式:(为常数)是等差数列.(可以看做关于的二次函数,但是不含常数项)
提醒;证明一个数列是等差数列,只能用定义法或等差中项法
4.等差数列的性质
①
②若,则(特别的,当,有)
5.等差数列的前项和公式
(1)首项为,末项为的等差数列的前项和公式
(2)首项为,公差为的等差数列的前项和公式
6.等差数列前项和性质
(1)若数列是公差为的等差数列,则数列也是等差数列,且公差为
(2)设等差数列的公差为,为其前项和,则,,,,…组成公差为的等差数列
(3)在等差数列,中,它们的前项和分别记为则
(4)若等差数列的项数为,则
,。
(5)若等差数列的项数为,则,,,
二、考点专练:
地 城
考点01
等差数列的基本量计算
【经典例题】
1.(22-23高二上·河北邢台·月考)设等差数列的公差为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由已知可得,解得.故选:B.
2.(24-25高二上·广西玉林·期末)记等差数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,则.故选:C.
3.(24-25高二上·云南大理白族大理·期末)已知数列是首项为1,公差为2的等差数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题得,即,则,故选A.
【变式训练】
1.(21-22高二上·广东深圳南山区·期末)在等差数列中,,,则( )
A.10 B.17 C.21 D.35
【答案】B
【详解】设等差数列的公差为,则,所以.
故选:B
2.(23-24高二上·广西南宁·调研)已知数列是等差数列,为其前项和,,,则的值为( )
A.48 B.56 C.81 D.100
【答案】C
【详解】设数列的首项和公差分别为和,,,.
故选:C.
3.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末)已知等差数列的前5项之和为25,,则公差为( )
A.6 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】在等差数列中,,所以,所以公差.故选:A.
4.(24-25高二上·广西南宁·期末)在等差数列中,为其前项的和,若,则为( )
A.42 B.48 C.60 D.72
【答案】A
【详解】为等差数列,所以也为等差数列,因为,所以,所以.故选:.
5.(24-25高二上·广西百色普通高中·期末)等差数列的前n项和为,其中,则的值是( )
A.2 B. C.2或 D.4
【答案】A
【详解】由等差数列的定义和性质可得,再由,可得,
故故选:A
6.(24-25高二上·陕西西安鄠邑区·期末)已知数列为递增的等差数列,若,则的公差为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【详解】因为,所以为方程的两根,又因为为递增的等差数列,所以,故公差为.故选:D
【经典例题】地 城
考点02
等差数列定义的应用
1.设数列的前项和为,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】∵,∴,若与中有一个为0,则另一个也为0,这样应有,这是不可能的,因此对所有,,∴,即,
∴数列是等差数列,又,∴,∴.故选:D.
2.(24-25高二上·云南保山·期末)已知数列满足,点在直线上,则数列的通项公式为 .
【答案】
【详解】由题知,,即,∴数列是首项公差为2的等差数列,
∴,从而.故答案为:.
3.我国天文学和数学著作《周髀算经》中记载:一年有二十四个节气,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),二十四节气及晷长变化如图所示,相邻两个节气晷长减少或增加的量相同,周而复始.已知每年冬至的晷长为一丈三尺五寸,夏至的晷长为一尺五寸(一丈等于十尺,一尺等于十寸),则说法不正确的是( )
A.相邻两个节气晷长减少或增加的量为十寸 B.秋分的晷长为75寸
C.立秋的晷长比立春的晷长长 D.立冬的晷长为一丈五寸
【答案】C
【详解】由题意可知夏至到冬至的晷长构成等差数列,其中寸,寸,公差为寸,则,解得(寸),同理可知由冬至到夏至的晷长构成等差数列,首项,末项,公差(单位都为寸).故选项A正确;春分的晷长为,秋分的晷长为,所以正确;立冬的晷长为,即立冬的晷长为一丈五寸,正确;立春的晷长,立秋的晷长分别为,,,故错误.故选:C.
【变式训练】
1.(24-25高二上·江苏启东中学·月考)从集合中取个元素,若这个元素的和不大于50,则的最大值为 .
【答案】7
【详解】记,则是首项为1,公差为2的等差数列,且为递增数列,由题意,集合中取出个不同元素,它们的和,要使最大,则中的元素从小到大依次取个,∴,∵,∴的最大值为7.故答案为:7.
2.某学校报告厅共有20排座位,从第2排起后一排都比前一排多2个座位.若第10排有41个座位,则该报告厅座位的总数是 .
【答案】840
【详解】设报告厅的座位从第1排到第20排,各排的座位数依次排成一列,构成数列,其前项和为.根据题意,数列是一个公差为的等差数列,且,故.由,因此,则该报告厅总座位数为840个座位.故答案为:840
3.(24-25高二上·云南昆明第八中学·期末)天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支.十天干即:甲、乙,丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,比如第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”,…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,之后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,…,以此类推,2025年是乙巳年,请问:在100年后的2125年为( )
A.癸未年. B.辛丑年 C.乙酉年 D.戊戌年
【答案】C
【详解】天干是以10为公差的等差数列,地支是以12为公差的等差数列,则余0,则2125年对应的天干为乙,余4,则2125年对应的地支为酉,所以2125年为乙酉年.故选:C
4.(2023·甘肃·高三一模)斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥,它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成.如图1,这是一座斜拉索大桥,共有10对永久拉索,在索塔两侧对称排列.如图2,已知拉索上端相邻两个锚的间距约为4m,拉索下端相邻两个锚的间距均为18m.最短拉索的锚,满足,,以所在直线为轴,所在直线为轴,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意知,分别是公差为4和18的等差数列,
所以,,
所以,,即最长拉索所在直线的斜率为.故选:B.
【经典例题】地 城
考点03
等差数列的前n项和
1.已知数列的前n项和,则数列通项公式为 .
【答案】
【详解】由,得当n=1时,a1=S1=1;当n≥2时,,
当n=1时,a1=1,不符合上式.∴数列的通项公式为.故答案为:.
2.已知等差数列和的前项和分别为、,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为等差数列和的前项和分别为、,满足,所以,又,故,故选:B
【变式训练】
1.(24-25高三上·河南TOP二十名校·调研)已知为等差数列的前项和,若,,则 .
【答案】16
【详解】由,,可得:,解得:,所以,
故答案为:16
2.(24-25高二上·广西南宁·期末)已知数列的前项和公式为,则的通项公式 .
【答案】
【详解】当时,;当时,,符合.
所以.故答案为:
3.(24-25高二上·广西贵港·期末)设数列的前项和为,若,且的等差中项为),则( )
A.4 B.8 C.10 D.12
【答案】D
【详解】因为,当时,,得,当时,,所以,则,所以,又,所以,所以是等差数列.
因为,所以.故选:D
4.等差数列的前n项和为,已知,则( )
A.0 B.2 C.4 D.8
【答案】D
【详解】因为等差数列的前n项和为,所以,则,即,故选:D
5.已知数列的前项和为,且,,则( )
A.200 B.210 C.400 D.410
【答案】B
【详解】由题,,又因为所以,当时,可解的,
当时,,与相减得,
当为奇数即时,数列是以为首相,为公差的等差数列,
当为偶数即时,数列是以为首相,为公差的等差数列,
所以当为正整数时,,则.故选B.
地 城
考点04
等差数列中的最值与范围问题
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西三新学术联盟·期末) (多选)已知是等差数列,其前n项和为,,则下列结论一定正确的有( )
A. B.最小 C. D.
【答案】AC
【详解】因为数列是等差数列,设公差为,若,得,,,所以选项A正确;,如果,则,则最小;如果,则,由于,则最小;如果,则,由,时,则没有最小值,所以选项B错误;,得,所以选项C正确;,所以选项D错误.故选:AC.
2.(23-24高二上·广西玉林·期末) (多选)数列的前项和为,已知,则下列说法正确的是( )
A.是递减数列 B.
C.当时, D.当或时,取得最大值
【答案】ACD
【详解】由数列的前项和为,当时,,又由,适合上式,所以数列的通项公式为,对于A中,由,即,所以数是递减数列,所以A正确;对于B中,由,所以B错误;对于C中,当时,,所以C正确;对于D中,因为的对称轴为,开口向下,又因为是正整数,且或时,取得最大值,所以D正确.故选:ACD.
【变式训练】
1.(多选)已知是等差数列的前项和,且,下列说法正确的是( )
A. B. C.数列的最大项为 D.
【答案】ABD
【详解】由题意,,则,,又是等差数列,所以,故A正确;又,则,故D正确;因为,故B正确;因为时,,当时,,所以当时,取得最大值,所以数列的最大项为,故C错误.故选:ABD
2.(23-24高二上·江苏徐州高级中学·期中) (多选)记为等差数列的前项和.若,则以下结论一定正确的是( )
A. B.的最大值为 C. D.
【答案】AC
【详解】设等差数列的公差为,因为,则,故,
所以,所以,故A正确;
由于的正负不清楚,故可能为最大值或最小值,故B错误;
因为,则,故C正确;
因为,所以,即,故D错误.
故选:AC.
3.(24-25高二上·云南昆明第八中学·期末) (多选)等差数列是递增数列,公差为d,前n项和为,满足,下列选项正确的是( )
A. B.
C.取得最小值时, D.时n的最小值为10
【答案】AD
【详解】由可得,故,由于是递增数列,故,因此,故A正确,B错误,进而可得当时,,当时,因此取得最小值时,或,C错误,由于,故当时,,因此时n的最小值为10,D正确,故选:AD
4.(24-25高二上·湖南长郡十八校·) (多选)已知等差数列的前项和为,且,则( )
A.等差数列为单调递增数列 B.数列是递增数列
C.有最小值 D.存在正整数,当时,总有
【答案】ACD
【详解】对于A,设等差数列的公差为,则,所以等差数列为单调递增数列,故A正确;对于B,不妨取,则不是递增数列,故B错误;对于C,因为,,所以由二次函数图象性质知必有最小值,故C正确;对于D,因为,结合一次函数性质,不论为何值,存在正整数,当时,().
故选:ACD.
5.(23-24高二下·河南·期中) (多选)已知数列的前项和为,下列说法正确的是( )
A.若,则是等差数列 B.若,则是等比数列
C.若是等差数列,则 D.若是等比数列,且,则
【答案】BC
【详解】对选项A,因为,当时,,两式作差可得,当时,;又,不满足上式,故,故数列不为等差数列,所以选项A错误;对选项B,因为,当时,,两式作差可得,当时,;
又满足,故,得到为常数,故数列为等比数列,所以选项B正确;对选项C,因为是等差数列,故,所以选项C正确;对选项D,因为是等比数列,且,,不妨取,所以,故选项D错误.
故选:BC.
地 城
考点05
解答题
【经典例题】
1.(23-24高二上·广西百色·期末)已知等差数列和正项等比数列满足:,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)已知数列满足,求数列的前项和.
【详解】(1)设的公差为,的公比为,由可得:,即①,
由可得:,即②,
联立①②解得:或,因,故,
于是,.
(2)由(1)得:,,则,
故
.
2.(22-23高二上·广东广州思源学校·期末)已知等差数列的前n项和满足,.
(1)求的通项公式;
(2),求数列的前n项和.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,解得,
所以.
(2)由(1)知,,则,
所以
.
3.(24-25高二上·广西玉林·期末)已知数列为等差数列,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)是数列中的项吗?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由;
(3)求数列前项和的最大值.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
因为数列为等差数列,且,,则,解得,,
所以,.
(2)令,得,
又,故不是数列的项.
(3)设数列的前项和为,
法1:,
所以当时,取最大值,最大值为.
法2:因为,所以数列单调递减,
令,得,
又由,故前项均为正数,且,
所以前项和最大,.
【变式训练】
1.已知等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【详解】(1)因为是等差数列,则
由,得,解得,
所以数列的通项公式为.
(2)由(1)得, ,
所以的前项和 .
所以.
2.(19-20高二下·河北秦皇岛抚宁区第一中学·)已知在等差数列中,.
(1)求数列的通项公式:
(2)设,求数列的前项和.
【详解】(1)设等差数列的公差为,由,可得
解得,所以等差数列的通项公式可得;
(2)由(1)可得,
所以.
3.记是公差不为0的等差数列的前项和,,且,,成等比数列.
(1)求和;
(2)若,求数列的前20项和.
【详解】(1)设等差数列的公差为,则,
由成等比数列,得, 则,即,
而,解得,所以,.
(2)由(1)知,又,则,
因此,
所以.
4.(24-25高二上·云南楚雄州·期末)记为等差数列的前n项和,已知,
(1)求的通项公式;
(2)若数列满足,,求的通项公式.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
因为,,解得,,
故的通项公式为;
(2)由题意,可得,
当时, ,
当时,也成立,
所以的通项公式为
5.(25-26高二上·河南豫北名校·)已知数列满足,.
(1)证明数列是等差数列,并求的通项公式;
(2)若数列满足,求的前项和;
(3)设,求数列中的最小项.
【详解】(1)由题可知,则,即.
所以是公差为的等差数列.
所以,故.
(2),
则.
故
(3)由题意知,则,
易知关于单调递增,当时,,当时,,
所以,故数列中的最小项为.
三、强化实训
1.(23-24高二上·山西运城·期末)已知等差数列的前n项和为,已知,则公差 .
【答案】3
【详解】依题意,得,而,得,故答案为:3
2.(23-24高二下·大庆市·期末)已知等差数列的前项和为,且,,则数列的公差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设等差数列的首项和公差分别为和,则由题意可得,联立解得.故选:B.
3.(23-24高二下·佳木斯市·期末)在等差数列中,已知,则该数列前2019项的和( )
A.2018 B.2019 C.4036 D.4038
【答案】B
【详解】由题得.故选B
4.等差数列中的前项和分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】等差数列中的前项和分别为,.故选:B.
5.(25-26高二上·甘肃兰州西北中学·期中)《张丘建算经》是中国古代的数学著作,书中有一道题为:“今有女善织,日益功疾(注:从第2天开始,每天比前一天多织的布量相同),第一天织5尺布,现一月(按30天计)共织360尺布”,则第30天织布( )
A.7尺 B.14尺 C.21尺 D.19尺
【答案】D
【详解】由题意该女每天织布数量构成首项为的等差数列,设公差为,则,解得,所以第30天织布(尺).故选:D.
6.(23-24高二上·广西玉林·期末)南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中有如下图所示的几何体,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,第四层有10个球,…,则第三十五层球的个数为( )
A.561 B.595 C.630 D.666
【答案】C
【详解】由题意,设各层球的个数构成数列,可得, 所以,则.故选:C.
7.(多选)已知等差数列的前n项和为,且,,若,则i的取值为( )
A.1或2 B.3或4 C.5 D.11
【答案】ABC
【详解】设等差数列的公差为d,因为,,解得,,∴.若(i,,且),所以,即,∴,或,或,或,或,,∴i的取值集合是.故选:ABC.
8.(24-25高二上·河南新乡·期末) (多选)设等差数列的前项和为,公差为,已知,则( )
A. B. C.当时,的最大值为9 D.当时,取得最大值
【答案】AD
【详解】设数列的公差为,
对于A,由,得,又,所以,故A正确;
对于B,由A知,则,故B错误;
对于C,当时,,当时,,又,所以当时,,且,所以当时,的最大值为8,故C错误;
对于D,因为当时,,当时,,所以当取得最大值时,,故D正确.
故选:AD.
9.(23-24高二下·佳木斯市·期末)(多选)若是公比为的等比数列,记为的前项和,则下列说法正确的是( )
A.若是递增数列,则,; B.若,,则是递减数列
C.若,则; D.若,则是等比数列
【答案】BD
【详解】在等比数列中若,则奇数项与偶数项异号,是摆动数列,不是单调数列,故A不正确;
等比数列中:若,,则恒成立,所以是递减数列,故B正确;若等比数列中,则,,则,故C不正确;设等比数列的公比为,若,则,所以是等比数列,公比为:,故D正确;故选:BD.
10.(23-24高二下·佳木斯市·期末)(多选)数列满足,,则( )
A.数列是递减数列 B.
C.点()都在直线 D.数列的前项和的最大值为32
【答案】AC
【详解】数列满足,,即,所以数列是递减数列,故A正确;且数列是以为首项,为公差的等差数列,所以,则点()都在直线上,故B不正确,C正确;
数列的前项和,又因为,所以时,,时,,则的最大值为,故D不正确.故选:AC.
11.(23-24高二下·哈尔滨市·期末)(多选)某公司为入职员工实行每月加薪,小王入职第1个月工资为a元,从第2个月到第13个月,每月比上个月增加100元,从第14个月到第25个月,每月比上个月增加50元,已知小王前3个月的工资之和为9300元,则( )
A.
B.小王第3个月与第13个月工资之和等于第2个月与第14个月工资之和
C.小王入职后第20个月的工资为4550元
D.小王入职后前15个月的工资之和是55350元
【答案】ACD
【详解】小王入职后各月工资依次排成一列,构成数列,对于A,小王前3个月的工资之和为,解得,A正确;对于B,当时,是等差数列,首项,公差为100,当时,是等差数列,,公差为50,,B错误;对于C,小王入职后第13个月的工资为,第20个月的工资为,C正确;对于D,小王入职后前15个月的工资之和,D正确.故选:ACD
12.(24-25高三上·山东济宁·期末)已知数列满足,,记.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)记,求数列的前项和.
【详解】(1)因为,
所以数列是以2为公差的等差数列.
(2)因为,所以,所以,
所以,
所以.
13.(24-25高二上·云南昆明·期末)已知数列是等差数列,且满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,符号表示的和,求.
【详解】(1)设等差数列的公差为,因为,
∴, 解得,
∴,
(2)∵,
∴,
∴.
14.已知数列中,,.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)设,为数列的前n项和,证明:.
【详解】(1)∵,∴,即,
∴是以为首项,2为公差的等差数列.
(2)由(1)得,,∴.
(3)由(2)得,,
∴,
∵,∴,且随着的增大而减小,
∴,当时,,∴.
试卷第1页,共3页
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