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第5章 數列
第2節(jié) 等差數列及其前n項和
考點一 等差數列的通項公式
1.(2013安徽,5分)設Sn為等差數列{an}的前n項和,S8=4a3,a7=-2,則a9=( )
A.-6 B.-4
C.-2 D.2
解析:本題主要考查等差數列的基礎知識和基本運算,意在考查考生的運算求解能力.
根據等差數列的定義和性質可得,S8=4(a3+a6),又S8=4a3,所以a6=0,又a7=-2,所以a8=-4,a9=-6.
答案:A
2.(2013新課標全國Ⅰ,12分)已知等差數列{an}的
2、前n項和Sn滿足S3=0,S5=-5.
(1)求{an}的通項公式;
(2)求數列的前n項和.
解:本題主要考查等差數列的基本知識,特殊數列求和等.
(1)設{an}的公差為d,則Sn=na1+d.
由已知可得解得a1=1,d=-1.
故{an}的通項公式為an=2-n.
(2)由(1)知==,從而數列的前n項和為=.
3.(2013新課標全國Ⅱ,12分)已知等差數列{an}的公差不為零,a1=25,且a1,a11,a13成等比數列.
(1)求{an}的通項公式;
(2)求a1+a4+a7+…+a3n-2.
解:本題主要考查等比數列的性質、等差數列的通項公式及等差數列的求
3、和,意在考查考生的運算求解能力.
(1)設{an}的公差為d.由題意,a=a1a13,
即(a1+10d)2=a1(a1+12d),
于是d(2a1+25d)=0.
又a1=25,所以d=0(舍去),或d=-2.
故an=-2n+27.
(2)令Sn=a1+a4+a7+…+a3n-2.
由(1)知a3n-2=-6n+31,故{a3n-2}是首項為25,公差為-6的等差數列.從而Sn=(a1+a3n-2)=(-6n+56)=-3n2+28n.
4.(2013山東,12分)設等差數列{an}的前n項和為Sn,且S4=4S2,a2n=2an+1.
(1)求數列{an}的通項公式;
4、
(2)若數列{bn}滿足++…+=1-,n∈N*,求{bn}的前n項和Tn.
解:本題主要考查等差數列的通項公式、錯位相減法等知識,考查方程思想、轉化思想和運算能力、推理論證能力.
(1)設等差數列{an}的首項為a1,公差為d.
由S4=4S2,a2n=2an+1得
解得a1=1,d=2.
因此an=2n-1,n∈N*.
(2)由已知++…+=1-,n∈N*,
當n=1時,=;
當n≥2時,=1--=,
所以=,n∈N*.
由(1)知an=2n-1,n∈N*,
所以bn=,n∈N*.
又Tn=+++…+,
Tn=++…++,
兩式相減得
Tn=+-
=
5、--,
所以Tn=3-.
5.(2010浙江,4分)在如下數表中,已知每行、每列中的數都成等差數列,
第1列
第2列
第3列
…
第1行
1
2
3
…
第2行
2
4
6
…
第3行
3
6
9
…
…
…
…
…
…
…
那么位于表中的第n行第n+1列的數是________.
解析:第n行的第一個數是n,第n行的數構成以n為公差的等差數列,則其第n+1項為n+nn=n2+n.
答案:n2+n
6.(2010新課標全國,12分)設等差數列{an}滿足a3=5,a10=-9.
(1)求{an}的通項公式;
6、
(2)求{an}的前n項和Sn及使得Sn最大的序號n的值.
解:(1)由已知a3=5,a10=-9得
可解得
數列{an}的通項公式為an=11-2n.
(2)由(1)知,Sn=na1+d=10n-n2.
因為Sn=-(n-5)2+25,
所以當n=5時,Sn取得最大值.
7.(2010浙江,14分)設a1,d為實數,首項為a1,公差為d的等差數列{an}的前n項和為Sn,滿足S5S6+15=0.
(1)若S5=5,求S6及a1;
(2)求d的取值范圍.
解:(1)由題意知S6=-=-3,a6=S6-S5=-8,
所以解得a1=7,所以S6=-3,a1=7.
(2)因
7、為S5S6+15=0,
所以(5a1+10d)(6a1+15d)+15=0,
即2a+9da1+10d2+1=0,
故(4a1+9d)2=d2-8,所以d2≥8.
故d的取值范圍為d≤-2或d≥2.
考點二 等差數列的前n項和
1.(2012遼寧,5分)在等差數列{an}中,已知a4+a8=16,則該數列前11項和S11=( )
A.58 B.88
C.143 D.176
解析:因為{an}是等差數列,所以a4+a8=2a6=16?a6=8,則該數列的前11項和為S11==11a6=88.
答案:B
2.(2011江西,5分)設{an}為等差數列
8、,公差d=-2,Sn為其前n項和.若S10=S11,則a1=( )
A.18 B.20
C.22 D.24
解析:由S10=S11得a11=S11-S10=0,a1=a11+(1-11)d=0+(-10)(-2)=20.
答案:B
3.(2009寧夏、海南,5分)等差數列{an}的前n項和為Sn.已知am-1+am+1-a=0,S2m-1=38,則m=________.
解析:∵am-1+am+1=2am,∴2am-a=0,
∴am=0或am=2.
∵S2m-1==(2m-1)am=38,
∴am=2,
∴(2m-1)2=38,解得m=10.
9、
答案:10
4.(2012北京,5分)已知{an}為等差數列,Sn為其前n項和,若a1=,S2=a3,則a2=________;Sn=________.
解析:設公差為d,則由S2=a3得2a1+d=a1+2d,所以d=a1=,故a2=a1+d=1,Sn=na1+d=.
答案:1
5.(2011廣東,5分)等差數列{an}前9項的和等于前4項的和.若a1=1,ak+a4=0,則k=____________.
解析:設{an}的公差為d,由S9=S4及a1=1,
得91+d=41+d,
所以d=-.又ak+a4=0,
所以[1+(k-1)(-)]+[1+(4-1)(-)]=0
10、.
即k=10.
答案:10
6.(2011廣東,5分)等差數列{an}前9項的和等于前4項的和.若a1=1,ak+a4=0,則k=____________.
解析:設{an}的公差為d,由S9=S4及a1=1,
得91+d=41+d,
所以d=-.又ak+a4=0,
所以[1+(k-1)(-)]+[1+(4-1)(-)]=0.
即k=10.
答案:10
7.(2011湖南,5分)設Sn是等差數列{an}(n∈N*)的前n項和,且a1=1,a4=7,則S5=______.
解析:設數列的公差為d,則3d=a4-a1=6,得d=2,所以S5=51+2=25.
答案:25
11、
8.(2013福建,12分)已知等差數列{an}的公差d=1,前n項和為Sn.
(1)若1,a1,a3成等比數列,求a1;
(2)若S5>a1a9,求a1的取值范圍.
解:本題主要考查等差數列、等比數列、不等式等基礎知識,考查運算求解能力,考查函數與方程思想、化歸與轉化思想.
(1)因為數列{an}的公差d=1,且1,a1,a3成等比數列,
所以a=1(a1+2),
即a-a1-2=0,解得a1=-1或a1=2.
(2)因為數列{an}的公差d=1,且S5>a1a9,
所以5a1+10>a+8a1,
即a+3a1-10<0,解得-5
12、)已知等差數列{an}滿足:a3=7,a5+a7=26.{an}的前n項和為Sn.
(1)求an及Sn;
(2)令bn=(n∈N*),求數列{bn}的前n項和Tn.
解:(1)設等差數列{an}的首項為a1,公差為d,
由于a3=7,a5+a7=26,
所以a1+2d=7,2a1+10d=26,
解得a1=3,d=2.
由于an=a1+(n-1)d,Sn=,
所以an=2n+1,Sn=n(n+2).
(2)因為an=2n+1,
所以a-1=4n(n+1),
因此bn==(-).
故Tn=b1+b2+…+bn
=(1-+-+…+-)
=(1-)
=,
所以數列{b
13、n}的前n項和Tn=.
考點三 等差數列的性質及應用
(2013遼寧,5分)下面是關于公差d>0的等差數列{an}的四個命題:
p1:數列{an}是遞增數列;p2:數列{nan}是遞增數列;p3:數列是遞增數列;p4:數列{an+3nd}是遞增數列.
其中的真命題為( )
A.p1,p2 B.p3,p4
C.p2,p3 D.p1,p4
解析:本題主要考查等差數列的通項公式和數列單調性的判斷,意在以數列為載體,考查考生對一次函數、二次函數和反比例函數的掌握情況.設an=a1+(n-1)d=dn+a1-d,它是遞增數列,所以p1為真命題;若an=3n-12,則滿足已知,但nan=3n2-12n并非遞增數列,所以p2為假命題;若an=n+1,則滿足已知,但=1+是遞減數列,所以p3為假命題;設an+3nd=4dn+a1-d,它是遞增數列,所以p4為真命題.
答案:D
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