第5章 第29讲 等差数列(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考数学高三总复习大一轮复习(广东专版)
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“等差数列”专题,依据高考评价体系梳理了定义、通项公式、前n项和公式、性质及判定证明等核心考点,通过真题分析明确基本运算、性质应用等高频考点权重,归纳选择、填空、解答题常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题溯源+技巧总结+素养提升”,如结合2024全国甲卷等真题,提炼“知三求二”方程思想、性质应用等技巧,培养学生推理能力与模型观念。通过前n项和最值的“邻项变号法”等实例,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此高效指导复习。
内容正文:
第29讲 等差数列
高三总复习数学 广东专版
第五章 数列
课程标准
1.通过生活中的实例,理解等差数列的概念和通项公式的意义.
2.探索并掌握等差数列的前n项和公式,理解等差数列的通项公式与前n项和公式的关系.
3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的
问题.
4.体会等差数列与一元一次函数的关系.
03
课时分层测评
02
考点探究 能力提升
教材梳理 夯实基础
01
内容索引
教材梳理 夯实基础
返回
1.等差数列的有关概念
定义 (1)文字语言:如果一个数列从第___项起,每一项与它的前一项的差都等于____________,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的______,通常用字母d表示.
(2)符号语言:an +1-an=d(n∈N*,d为常数)
等差
中项 由三个数a,A,b组成等差数列,则A叫做a与b的等差中项,且有2A=______
2
同一个常数
公差
a+b
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
微提醒 等差数列的函数性质:当d≠0时,an可看作关于n的一次函数,Sn可看作关于n的二次函数,可借助二次函数的图象和性质来研究Sn的最值问题.
(1)等差数列{an}的单调性:当d>0时,{an}是递增数列;当d<0时,{an}是递减数列;当d=0时,{an}是常数列.(2)在等差数列{an}中,若a1>0,d<0,则Sn存在最大值;若a1<0,d>0,则Sn存在最小值.
a1+ (n-1)d
3.等差数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am+_________(n,m∈N*).
(2)若{an}为等差数列,且m+n=p+q(m,n,p,q,∈N*),则am+an=________.特别地,若m+n=2p,则am+an=_____(m,n,p∈N*).注:上述两式,反之不一定成立.
(3)若{an},{bn}是等差数列,则{pan+qbn}(p,q是常数)也是等差数列.
(4)若{an}是等差数列,公差为d,则ak,,,…(k,m∈N*)是公差为____的等差数列.
(n-m)d
ap+aq
2ap
md
(5)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列Sm,-Sm,-,…也是等差数列.
(6)若Sn为等差数列{an}的前n项和,则数列也为等差数列,其首项与{an}首项相同,公差是{an}公差的.
常用结论
1.(1)数列{an}是等差数列⇔an=pn+q(其中p,q为常数),这里公差d=p.
(2)数列{an}是等差数列⇔Sn=An2+Bn(A,B为常数),这里公差d=2A.
2.等差数列奇数项和与偶数项和的性质
(1)若项数为2n,则S偶-S奇=nd,.
(2)若项数为2n-1,则S偶=(n-1)an,S奇=nan,S奇-S偶=an,.
3.[教材知识横向拓展]两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为.
1.(多选)下列结论正确的是
A.若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列
B.数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N*,都有2an+1=an+an+2
C.在等差数列{an}中,若am+an=ap+aq,则m+n=p+q
D.若无穷等差数列{an}的公差d>0,则其前n项和Sn不存在最大值
自测诊断
√
√
因为a4+a8=10,所以2a6=10,即a6=5,又a10=6,所以4d=6-5=1,即d=.故选A.
2.(链接人教A选择性必修二P15T4)等差数列{an}中,a4+a8=10,a10=6,则公差d等于
A. B.
C.2 D.-
√
3.(链接人教A选择性必修二P18练习T3)在等差数列{an}中,an=m,am=n,且n≠m,则am+n=_____.
设等差数列{an}的公差为d,则⇒
所以am+n=a1+(m+n-1)d=m+n-1-m-n+1=0.
0
4.(链接人教A选择性必修二P23例8)某剧场有20排座位,后一排比前一排多2个座位,最后一排有60个座位,则剧场总共的座位数为_____.
返回
820
设第n排的座位数为an(n∈N*),数列{an}为等差数列,其公差d=2,则an=a1+(n-1)d=a1+2(n-1).由已知a20=60,得60=a1+2×(20-1),解得a1=22,则剧场总共的座位数为=820.
考点探究 能力提升
返回
1.(2025·全国二卷)记Sn为等差数列的前n项和.若S3=6,S5=-5,则
S6=
A.-20 B.-15
C.-10 D.-5
考点一 等差数列基本量的运算(高考超重点) 自主练透
根据S3=3a2=6得a2=2,根据S5=5a3=-5得a3=-1,所以{an}的公差d=a3-a2=-3,所以a6=a3+3d=-10,所以S6=S5+a6=-5-10=-15.故选B.
√
溯源教材15
溯源 (人教A选择性必修二P23T3)在等差数列中,Sn为其前n项的和,若S4=6,S8=20,求S16.
透视 该高考题与教材习题是“同源题型”,解题路径完全一致(列方程→求a1、d→算指定和),仅数值、所求项不同,本质是等差数列前n项和公式与方程思想的综合应用训练.这种有关等差数列小题的考查是近几年高考的热向命题点,需要重点关注.2024年全国甲卷(文)曾经进行了类似考查:
透视 (2024·全国甲卷文)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=
A.-2 B.
C.1 D.
√
解析:设等差数列{an}的公差为d,由S9=9a1+d=9=1,得a1+4d=,则a3+a7=a1+2d+a1+6d=2a1+8d=2(a1+4d)=.故选D.
预测 已知等差数列的前5项和S5=35,且满足a5=13a1,则等差数列{an}的公
差为
-3 B. -1
C. 1 D. 3
√
解析:S5=5a1+10d=35;a5=a1+4d=13a1,解得d=3,a1=1.故选D.
2.(一题多解)记Sn为等差数列的前n项和.若a2+a6=10,a4a8=45,则S5=
A.25 B.22
C.20 D.15
法一:设等差数列的公差为d,首项为a1,依题意可得,a2+a6=a1+d+a1+5d=10,即a1+3d=5.又a4a8==45,解得d=1,a1=2,所以S5=5a1+×d=5×2+10=20.故选C.
法二:a2+a6=2a4=10,a4a8=45,所以a4=5,a8=9,从而d==1,于是a3=a4-d=5-1=4,所以S5=5a3=20.故选C.
√
3.(双空题)(2025·北京模拟)生命在于运动,某健身房为吸引会员来健身,推出打卡送积分活动(积分可兑换礼品),第一天打卡得1积分,以后只要连续打卡,每天所得积分都会比前一天多2积分.若某天未打卡,则当天没有积分,且第二天打卡需从1积分重新开始.某会员参与打卡活动,若连续打卡5天,则共获得积分为____;若该会员从3月1日开始到3月20日,他共得193积分,中途有一天未打卡,则他未打卡的那天可以是3月________日.
8或13
25
对于空①,连续打卡的积分规律为:第1天得1分,第2天得3分,第3天得5分,依此类推.这实际上是一个首项为1、公差为2的等差数列.前5天的总积分为S5=1+3+5+7+9=25.对于空②,若他连续打卡,则从打卡第1天开始,逐日所得积分依次成等差数列,且首项为1,公差为2,第n天所得积分为2n-1.假设他连续打卡n天,第n+1天中断了,则他所得积分之和为++=193,化简得n2-19n+84=0,解得n=7或12,所以他未打卡的那天是3月8日或3月13日.
4.记Sn是公差不为0的等差数列的前n项和,若a3=S5,a2a4=S4.
(1)求数列的通项公式;
解:设等差数列的公差为d(d≠0),
则由题意,得
解得
所以an=a1+(n-1)d=2n-6.
(2)(一题多解)求使Sn>an成立的n的最小值.
解:法一:Sn==n2-5n,
则由n2-5n>2n-6,整理得n2-7n+6>0,解得n<1或n>6.
因为n∈N*,所以使Sn>an成立的n的最小值为7.
法二:由Sn>an得>0(n≥2),即>0,
所以a1+=2n-12>0,解得n>6,所以n的最小值为7.
等差数列基本运算的常用方法
1.等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个(简称“知三求二”),体现了用方程的思想来解决问题.
2.a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用技巧.
3.减少运算量的设元技巧:若三个数成等差数列,可将三个数设为a-d,a,a+d;若四个数成等差数列,可将四个数设为a-3d,a-d,a+d,a+3d.
规律方法
已知数列满足a1=2,an+1=2-(n∈N*),令bn=.
(1)求a2,a3的值;
解:因为a1=2,且an+1=2-,
当n=1时,a2=2-,
当n=2时,a3=2-.
考点二 等差数列的判定与证明(高考超重点) 师生共研
典例1
(2)求证:数列是等差数列,并求出数列的通项公式.
解:证明:因为an+1=2-,
所以an+1-1=1-,
两边同时取倒数有=1+.
bn=,有b1==1,bn+1-bn=1,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,
所以bn=n,所以an=.
(2021·全国甲卷)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等差数列;②数列{}是等差数列;③a2=3a1.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
解:①③⇒②.
已知{an}是等差数列,a2=3a1.
设数列{an}的公差为d,则a2=3a1=a1+d,得d=2a1,
所以Sn=na1+d=n2a1.
教师备选
因为数列{an}的各项均为正数,所以=n,
所以-=(n+1)-n(常数),所以数列{}是等差数列.
①②⇒③.
已知{an}是等差数列,{}是等差数列.
设数列{an}的公差为d,则Sn=na1+d=n2d+n.
因为数列{}是等差数列,所以数列{}的通项公式是关于n的一次
函数,
则a1-=0,即d=2a1,
所以a2=a1+d=3a1.
②③⇒①.
已知数列{}是等差数列,a2=3a1,所以S1=a1,S2=a1+a2=4a1.
设数列{}的公差为d,d>0,则--=d,
得a1=d2,所以+(n-1)d=nd,所以Sn=n2d2,
所以n≥2时,an=Sn-=n2d2-(n-1)2d2=2d2n-d2,对n=1也适合,
所以an=2d2n-d2,
所以-an=2d2(n+1)-d2-(2d2n-d2)=2d2(常数),
所以数列{an}是等差数列.
等差数列的判定与证明的常用方法
1.定义法:-an=d(d是常数,n∈N*)或an-=d(d是常数,n∈N*,n≥2)⇔{an}为等差数列.
2.等差中项法:2=an+(n∈N*)⇔{an}为等差数列.
3.通项公式法:an=an+b(a,b是常数,n∈N*)⇔{an}为等差数列.
4.前n项和公式法:Sn=an2+bn(a,b为常数)⇔{an}为等差数列.
注意:若要判定一个数列不是等差数列,则只需找出三项an,,,使得这三项不满足2=an+即可;但如果要证明一个数列是等差数列,则必须证明任意n∈N*都满足上式.
规律方法
对点练1.(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,则“数列{an}为等差数列”的充要条件是
A.当n≥2时,-an=d(d为常数)
B.an=kn+b(k,b为常数)
C.Sn=an2+bn(a,b为常数)
D.2=an+
√
√
√
对于A,当n≥1时,-an=d⇔数列{an}为等差数列,故A错误;对于B,若数列{an}为等差数列,则an=a1+(n-1)d=dn+a1-d,符合an=kn+b的形式,若an=kn+b,则-an=k(n+1)+b-kn-b=k(常数),即数列{an}为等差数列,故数列{an}的通项公式可以表示为an=kn+b⇔数列{an}为等差数列,故B正确;对于C,若数列{an}为等差数列,则Sn=na1++n,符合Sn=an2+bn的形式,若Sn=an2+bn,当n≥2时,an=Sn-=an2+bn-a(n-1)2-b(n-1)=2an+b-a,当n=1时,a1=a+b符合上式,故an=2an+b-a,即数列{an}为等差数列,故数列{an}的前n项和可以表示为Sn=an2+bn的形式⇔数列{an}为等差数列,故C正确;对于D,由2=an+,可得-an=-⇔数列{an}为等差数列,故D正确.故选BCD.
对点练2.(2021·全国乙卷)记Sn为数列的前n项和,bn为数列的前n项积,已知+=2.
(1)证明:数列是等差数列;
解:证明:因为bn是数列的前n项积,所以n≥2时,Sn=,
代入+=2,可得+=2,
整理可得2+1=2bn,即bn-(n≥2).
又+=2,所以b1=,
故为首项,为公差的等差数列.
(2)求的通项公式.
解:由(1)可知,bn=,则+=2,所以Sn=,
当n=1时,a1=S1=,
当n≥2时,an=Sn--=-.
当n=1时,a1=≠-=-,
故an=
角度1 等差数列项的性质
(1)(2025·山东名校联盟开学考试)已知等差数列{an}的项数为n(n≥6),若该数列前3项的和为3,最后三项的和为63,所有项的和为110,则n的值为
A.10 B.11
C.12 D.13
考点三 等差数列的性质及其应用 多维探究
典例2
√
设这个数列有n项,则a1+a2+a3=3,an-2+an-1+an=63,因此3(a1+
an)=3+63=66,即a1+an=22,则Sn==11n=110,解得n=
10.故选A.
(2)(2025·甘肃甘南模拟预测)已知各项为正的等差数列的前n项和为Sn,且a3+a7+a11=15-,则a7·a8的最大值为
A.4 B.5
C. D.
√
由a3+a7+a11=3a7,S15=15a8,得3a7=15-3a8,所以a7+a8=5.由已
知得a7>0,a8>0,则a7·a8≤,当且仅当a7=a8=时等号
成立.故选C.
角度2 等差数列前n项和的性质
(1)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S3=9,S6=63,则a7+a8+a9等于
A.63 B.71
C.99 D.117
√
典例3
由等差数列{an}的前n项和性质,得S3,S6-S3,S9-S6也成等差数列,即2(S6-S3)=S3+S9-S6.又S3=9,S6=63,则S9=162,因此a7+a8+a9=S9-S6=162-63=99.故选C.
(2)(一题多变)设等差数列{an},{bn}的前n项和分别是Sn,Tn,若,则等于
A. B.
C. D.
√
因为等差数列{an},{bn}的前n项和分别是Sn,Tn,所以.故选B.
(变条件)在本例(2)中,将改为,则=______.
.
变式探究
(数智赋能辅助)
设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S8=100,S16=392,则S24=_______.
教师备选
876
法一:由S8=8a1+d=100,S16=16a1+d=392,得a1=2,d=3,所以S24=24×2+×3=876.
法二:因为S8,S16-S8,S24-S16成等差数列,所以2(S16-S8)=S8+(S24-S16),得S24=3S16-3S8=876.
角度3 等差数列前n项和的最值
(一题多变,教材典例再练)(人教A选择性必修二P23例9)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=10,公差d=-2,则Sn是否存在最大值?若存在,求Sn的最大值及取得最大值时n的值;若不存在,请说明理由.
解:法一:由a1>0和d<0,可以证明{an}是递减数列,且存在正整数k,使得当n≥k时,an<0,Sn递减.这样,就把求Sn的最大值转化为求{an}的所有正数项的和.
由an+1-an=-2<0,得an+1<an,
所以{an}是递减数列.
又由an=10+(n-1)×(-2)=-2n+12,
典例4
可知:
当n<6时,an>0;
当n=6时,an=0;当n>6时,an<0.
所以S1<S2<…<S5=S6>S7>….
也就是说,当n=5或6时,Sn最大.
因为S5=10×5+×(-2)=30,
所以Sn的最大值为30.
法二:等差数列的前n项和公式可写成Sn=n2+(a1-)n,所以当d≠0时,Sn可以看成二次函数y=x2+(a1-)x(x∈R)当x=n时的函数值.如图,当d<0时,Sn关于n的图象是一条开口向下的抛物线上的一些点.因此,可以利用二次函数求相应的n,Sn的值.
因为Sn=n2+(a1-)n=-n2+11n=-(n-)2+,
所以,当n取与最接近的整数即5或6时,Sn最大,最大值为30.
1.(变条件)若将本例中“a1=10,公差d=-2”改为“a1=13,S3=S11”,则Sn最大时,n为何值?
解:法一(邻项变号法): 由S3=S11,得a4+a5+…+a11=0,
根据等差数列的性质,可得a7+a8=0.
根据首项等于13,可推知这个数列为递减数列,从而得到a7>0,a8<0,故n=7时Sn最大.
法二(函数法): 由S3=S11,可得3a1+3d=11a1+55d,把a1=13代入,得d=-2,
故Sn=13n-n(n-1)=-n2+14n.根据二次函数的性质,知当n=7时Sn最大.
变式探究
(数智赋能辅助)
法三(图象法):根据a1=13,S3=S11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n项和是关于n的二次函数,以及二次函数图象的对称性,可得只有当n==7时,Sn取得最大值.
2.(变条件)若将本例中“a1=10,公差d=-2”改为“a1=20,S10=S15”,则Sn最大时,n为何值?
解:因为a1=20,S10=S15,所以10×20+d=15×20+d,所以d=-.
法一:由an=20+(n-1)×=-n+,得a13=0.即当n≤12时,an>
0,当n≥14时,an<0.
所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值.
法二:Sn=20n+=-n2+n=-+.因为n∈N*,
所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值.
法三:由S10=S15,得a11+a12+a13+a14+a15=0,
所以5a13=0,即a13=0.即当n≤12时,an>0,当n≥14时,an<0.
所以当n=12或n=13时,Sn取得最大值.
1.应用等差数列性质的解题策略
规律方法
2.求等差数列前n项和Sn最值的两种方法
规律方法
对点练3.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若,则=______.
令S5=t,则由,得S10-S5=2t.又由等差数列{an}的性质得S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15成等差数列,故有S10-S5=2t,S15-S10=3t,S20-S15=4t,相加可得S20-S5=9t,所以S20=10t,则,所以.
对点练4.(双空题)已知等差数列的项数为奇数,且奇数项和为44,偶数项和为33,则数列的中间项为_____;项数为_____.
7
11
设等差数列的项数为2n+1(),则S奇=a1+a3+a5+…+a2n-1+a2n+1=an+1=44,S偶=a2+a4+a6+…+a2n-2+a2n==nan+1=33.所以,解得n=3,即等差数列的项数为2n+1=7.因为 2n+1项的数列的中间项为第n+1项,即
an+1,所以由an+1=44得4an+1=44,解得an+1=11,即中间项为11.
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课 时 分 层 测 评
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设等差数列的公差为d,因为a2+a3=14,且a4-a2=8,所以故选A.
1.已知等差数列满足a2+a3=14,且a4-a2=8,则首项a1=
A.1 B.2
C.3 D.4
√
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
11
12
13
14
2.记等差数列{an}的前n项和为Sn,a3+a7=6,a12=17,则S16=
A.120 B.140
C.160 D.180
√
因为a3+a7=2a5=6,所以a5=3,所以a5+a12=3+17=20,所以S16==8(a5+a12)=160.故选C.
2
3
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5
6
7
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12
13
14
由题意设S3=3t,则S6=7t.由是等差数列,所以S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9也成等差数列,所以S9-S6=2()-3t=5t,解得S9=12t;S12-S9=2()-4t=6t,解得S12=18t,所以.故选C.
3.已知等差数列的前n项和为Sn,若,则=
A. B.3
C. D.
√
2
3
4
5
6
7
8
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10
1
11
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14
4.鬼工球,又称同心球,要求制作者使用一整块完整的材料,将其雕成每层均同球心的数层可自由转动的空心球,空心球的球面厚度不计.为保证鬼工球的每一层均可以自由转动,要求其从最内层起,每层与其外一层球面的间距构成首项为1 mm、公差为4 mm的等差数列,若一个鬼工球最外层与最内层的半径之差为190 mm,则该鬼工球的层数为
A.9
B.10
C.11
D.12
√
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已知每层与其外一层球面的间距构成首项a1=1 mm、公
差d=4 mm的等差数列.设该鬼工球的层数为n,由于最外
层与最内层的半径之差就是这个等差数列的前n项和,即
Sn=190 mm. 根据等差数列前n项和公式Sn=na1+d,
将a1=1,d=4,Sn=190代入可得 n×1+×4=190,即2n2-n-190=0得到n1=10,n2=-(因为层数n为正整数,所以舍去).该鬼工球的层数为10.故选B.
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5.(多选)若数列{an}为等差数列,Sn为其前n项和,S5<S6,S6=S7,S7>S8,则下列说法正确的有
A.公差d<0
B.S12>0
C.S9>S5
D.使Sn<0的最小正整数n为14
√
√
√
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由题意得,S5<S6,则S6-S5=a6>0;S6=S7,则S7-S6=a7=0;S7>S8,则S8-S7=a8<0.由a6>a7,得d<0,故A正确;S12==6(a6+a7)=6a6>0,故B正确;S9-S5=a6+a7+a8+a9=2(a7+a8)=2a8<0,故S9<S5,故C错误;S14==7(a7+a8)=7a8<0,S13==13a7=0,故D正确.故选ABD.
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6.(多选)设等差数列{an}的前n项和为Sn,则以下四个选项中正确的是
A.若a5=0,则S9=0
B.若S6-S9=a10,且a2>a1,则a8<0且a9>0
C.若S16=64,且在前16项中,偶数项的和与奇数项的和之比为3∶1,则公差为2
D.若(n+1)Sn>n,且,则S3和S4均是Sn的最大值
√
√
√
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对于A,因为{an}是等差数列,a5=0,所以S9==9a5=0,故A正确;对于B,因为a2>a1,所以公差d=a2-a1>0,即{an}是递增数列,因为S6-S9=a10,即S9-S6=-a10,所以a9+a8+a7=-a10,即a10+a9+a8+a7=0,则a8+a9=0,所以a8<0且a9>0,故B正确;对于C,因为S16=64,所以=64,则a1+a16=8,则a8+a9=8.又a2+a4+a6+a8+a10+a12+a14+a16=8a9,a1+a3+a5+a7+a9+a11+a13+a15=8a8,所以8a9=3×8a8,即a9=3a8,故4a8=8,得a8=2,a9=6,所以{an}的公差为a9-a8=4,故C错误;
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对于D,因为(n+1)Sn>n,即>,即>,整理得d<0.因为,所以(a6+a2)(a6-a2)=0,由于a6-a2=4d≠0,所以a6+a2=0,故2a4=0,即a4=0.因为d<0,所以{an}是递减数列,则a3>0,a5<0,所以S3>S2>S1,S3=S4>S5>S6>…,故S3和S4均是Sn的最大值,故D正确.故选ABD.
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7.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 020,-=6,则S2 027=__________.
12 162
由等差数列性质知为等差数列,设公差为d',则-=6d'=6,所以d'=1,首项为=-2 020,所以=-2 020+×1=6,所以S2 027=2 027×6=12 162.
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由等差数列的性质可得a1+ak=a2+ak-1=a3+ak-2,再由a1+a2+a3=3,ak+ak-1+ak-2=27,可得3()=30,所以a1+ak=10,则Sk==5k=150,解得k=30.
8.已知等差数列的前n项和为Sn,a1+a2+a3=3,若ak+ak-1+ak-2=27,Sk=150,则k=_______.
30
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9.(10分)(2022·全国甲卷)记Sn为数列{an}的前n项和.已知+n=2an+1.
(1)证明:{an}是等差数列;
解:证明:由+n=2an+1,
得2Sn+n2=2ann+n①,
所以2+(n+1)2=2an+1 (n+1)+(n+1)②,
②-①,得
2an+1+2n+1=2an+1 (n+1)-2ann+1,
化简得an+1-an=1,
所以数列{an}是公差为1的等差数列.
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(2)若a4,a7,a9成等比数列,求Sn的最小值.
解:由(1)知数列{an}的公差为1.
由a4,a7,a9成等比数列,得=a4a9,
即(a1+6)2=(a1+3)(a1+8),解得a1=-12.
所以Sn=-12n+-,
所以当n=12或13时,Sn取得最小值,最小值为-78.
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10.(交汇题)(多选)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=4,S5=35,则
A.nan的最小值为1
B.nSn的最小值为1
C.为递增数列
D.为递减数列
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√
√
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设{an}的公差为d,由S5==5a3=35,得a3=7.又a2=4,所以d=3,a1=1,所以an=3n-2,Sn=.对于A,nan=n(3n-2)=3-,故n=1时,nan取得最小值1,故A正确;对于B,nSn=,令f(x)=x3-x2,则f' (x)=x2-x,知f(x)在区间上单调递增,所以n=1时,nSn取得最小值1,故B正确;对于C,n-,故为递增数列,故C正确;对于D,=-+,因为=1,=1,所以不是递减数列,故D错误.故选ABC.
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(2025·山东临沂二模)已知为正项等差数列,若4a3-a7=8,则a1a3的最大值为
A.4 B.6
C.8 D.10
教师备选
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4a3-a7=4()- ()=3a1+2d=8,解得a1=.由于为正项等差数列,则当d=0时,a1=an=,a1a3=;当d>0时,解得0<d<4,所以a1a3=(8-2d)() ≤=8,当且仅当d=1,a1=2,等号成立.综上,a1a3的最大值为8.故选C.
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11.(原创题)已知数列与均是等差数列(n∈N*),且a2=2,则a2 027=________.
因为数列均是等差数列,所以设an=kn+b,则=k2n+2kb+,可知b2=0,即b=0,所以an=kn.又a2=2,所以2k=2,解得k=1,即an=n,所以a2 027=2 027.
2 027
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12.(15分)(2023·新课标Ⅰ卷)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=,记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.
(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;
解:因为3a2=3a1+a3,所以3d=a1+2d,解得a1=d,
所以S3=3a2=3(a1+d)=6d.
又T3=b1+b2+b3=++,
所以S3+T3=6d+=21,
即2d2-7d+3=0,解得d=3或d=(舍去),
所以an=a1+(n-1)·d=3n.
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(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.
解:因为{bn}为等差数列,
所以2b2=b1+b3,即+,
所以6,即-3a1d+2d2=0,解得a1=d或a1=2d.
因为d>1,所以an>0,
又S99-T99=99,由等差数列性质知,99a50-99b50=99,即a50-b50=1,
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所以a50-=1,即-a50-2 550=0,解得a50=51或a50=-50(舍去).
当a1=2d时,a50=a1+49d=51d=51,解得d=1,与d>1矛盾,舍去;
当a1=d时,a50=a1+49d=50d=51,解得d=.
综上,d=.
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13.(多选)已知递增数列{an}满足=2-an(n∈N*),其前n项和为Sn,则下列说法正确的是
A.若a2,a6为方程x2+2x-35=0的两根,则 2a3+a6=3
B.若a9+a5<0,S14>0,则a7是数列{an}中最大的负数项
C.若S6=4S3,则S12-S9=S6
D.S9=2(S6-S3)
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由an+2=2an+1-an(n∈N*),得an+2--an,所以数列{an}为等差数列.又数列{an}递增,则公差d>0.对于A,若a2,a6为方程x2+2x-35=0的两根,且a2<a6,则a2=-7,a6=5,故d==3,所以a3=-4,则2a3+a6=-8+=-,故A错误;对于B,因为a9+a5=2a7<0,S14==7(a7+a8)>0,所以a8>0.由数列{an}递增,知a7是数列{an}中最大的负数项,故B正确;对于C,因为数列{an}为等差数列,所以S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9成等差数列.令S3=k,则S6=4k,S9-S6=5k,S12-S9=7k,所以S12-S9=S6,故C正确;对于D,因为S3,S6-S3,S9-S6成等差数列,所以2(S6-S3)=S3+S9-S6,可得S9=3(S6-S3),故D错误.故选BC.
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14.(新定义)(2025·安徽江淮十校联考)已知表示不超过x的最大整数,记=x-,设n∈N*,且++=2,当1≤n≤2 027时,所有满足条件的n的和等于__________.
343 408
由于分母2,3,6的最小公倍数为6,故可先考虑1≤n≤6时满足++=2的n的值的情况.当n=1时,++++++=1≠2,不满足;当n=2时,++++=0++=1≠2,不满足;
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当n=3时,+++++0+=1≠2,不满足;当n=4时,++++=0++=1≠2,不满足;当n=5时,++++++=2,满足;当n=6时,++={3}+{2}+{1}=0+0+0=0≠2,不满足.综上,满足题意的n可以表示为n=6k+5,k∈N的形式,由1≤6k+5≤2 027,可得0≤k≤337,k∈N,即所有满足条件的n构成等差数列,其首项为5,末项为2 027,项数为338,故
当1≤n≤2 027时,所有满足条件的n的和等于=343 408.
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谢 谢 观 看
等差数列
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