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第02讲 等差数列讲义讲义-2026届高三数学二轮复习专题(新高考通用)(原卷版+解析版)
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这是一份第02讲 等差数列讲义讲义-2026届高三数学二轮复习专题(新高考通用)(原卷版+解析版),文件包含第02讲等差数列讲义思维导图+知识要点+解题技巧+题型归纳+巩固提升-2026年高考数学复习数列专题新高考通用-原卷版docx、第02讲等差数列讲义思维导图+知识要点+解题技巧+题型归纳+巩固提升-2026年高考数学复习数列专题新高考通用-解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共215页, 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc21079" 思维导图 PAGEREF _Tc21079 \h 2
\l "_Tc23308" 高考分析 PAGEREF _Tc23308 \h 2
\l "_Tc23739" 学习目标 PAGEREF _Tc23739 \h 4
\l "_Tc6713" 知识要点 PAGEREF _Tc6713 \h 5
\l "_Tc6226" 解题策略 PAGEREF _Tc6226 \h 11
\l "_Tc16319" 题型归纳 PAGEREF _Tc16319 \h 12
\l "_Tc21502" 题型01:等差数列的定义 PAGEREF _Tc21502 \h 12
\l "_Tc26780" 一:验证某数是否为等差数列中的项 PAGEREF _Tc26780 \h 13
\l "_Tc9189" 二:等差数列的判断 PAGEREF _Tc9189 \h 15
\l "_Tc32526" 题型02:等差数列的通项公式 PAGEREF _Tc32526 \h 16
\l "_Tc7475" 一:利用等差数列定义求通项 PAGEREF _Tc7475 \h 16
\l "_Tc28634" 二:利用前n项和求通项 PAGEREF _Tc28634 \h 17
\l "_Tc31957" 题型03:等差数列通项公式的应用 PAGEREF _Tc31957 \h 20
\l "_Tc25218" 题型04:等差中项及其应用 PAGEREF _Tc25218 \h 21
\l "_Tc31051" 题型05:等差数列的性质 PAGEREF _Tc31051 \h 22
\l "_Tc21614" 题型06:等差数列前n项和的有关计算 PAGEREF _Tc21614 \h 24
\l "_Tc13842" 一:利用基本量求值 PAGEREF _Tc13842 \h 24
\l "_Tc19874" 二:结合等差数列的性质(等差中项)解题 PAGEREF _Tc19874 \h 26
\l "_Tc31256" 题型07:等差数列前n项和的性质 PAGEREF _Tc31256 \h 28
\l "_Tc24581" 题型08:等差数列与函数的关系 PAGEREF _Tc24581 \h 29
\l "_Tc30077" 题型09:等差数列前n项和的最值问题 PAGEREF _Tc30077 \h 33
\l "_Tc969" 一:单选题 PAGEREF _Tc969 \h 33
\l "_Tc16247" 二:多选题 PAGEREF _Tc16247 \h 36
\l "_Tc8361" 三:填空题 PAGEREF _Tc8361 \h 37
\l "_Tc10385" 四:解答题 PAGEREF _Tc10385 \h 39
\l "_Tc5591" 题型10:等差数列片段和的性质 PAGEREF _Tc5591 \h 40
\l "_Tc26807" 题型11: 等差数列前n项和与n的比值问题 PAGEREF _Tc26807 \h 42
\l "_Tc25324" 题型12:两个等差数列前n项和之比 PAGEREF _Tc25324 \h 45
\l "_Tc4865" 题型13:等差数列的奇偶项和问题 PAGEREF _Tc4865 \h 48
\l "_Tc279" 题型14: 含绝对值的等差数列的前n项和 PAGEREF _Tc279 \h 50
\l "_Tc27784" 题型15: 等差数列的判定与证明 PAGEREF _Tc27784 \h 53
\l "_Tc26406" 题型16:等差数列中对称设项法的应用 PAGEREF _Tc26406 \h 57
\l "_Tc17745" 题型17:等差数列的综合问题 PAGEREF _Tc17745 \h 58
\l "_Tc18205" 题型18: 数学文化中的等差数列问题 PAGEREF _Tc18205 \h 61
\l "_Tc30146" 巩固提升 PAGEREF _Tc30146 \h 65
差数列是高考数学的常考核心考点,近3年高考数学全国卷及新高考卷中相关考点考查频率达8次, 命题兼顾基础与综合,梯度清晰适配不同层次考生。
一、 考查占比与题型分布
1. 分值占比:单题分值4-17分,整套试卷中该知识点总分值占比约5%-8%,是小题拿分、大题稳分的关键板块。
2. 题型分布:选填题多单独出题,考查基础知识点,难度偏易,比如2025全国二卷第7题、北京卷第5题;解答题多为中档题,常和等比数列、求和公式综合考查,如2024新高考I卷第19题,也会在压轴题中结合新定义、新情景出题,难度偏大。
3. 高频考区:新高考卷更侧重解答题的综合应用,全国甲乙卷侧重选填题的基础计算与性质应用,天津、上海卷则会在解答题中设置独立的等差数列设问。
二、 核心考查考点
1. 基础必考点:基本量计算是高频考题,围绕首项a1、公差d、通项an 、前n项和Sn,考查“知三求二”的方程思想,近5年多套试卷选填题均有涉及。
2. 常考重点:等差数列的判定与证明、中项性质、项与前n项和的性质,、前n项和的分段性质,多在解答题第一问和中档选填题出现。
3. 难点拓展点:前n项和的最值求解、奇偶项讨论、含绝对值的等差数列问题,还会结合函数、不等式、实际情景综合命题,压轴题中还会出现新定义类等差数列衍生题型,侧重考查知识迁移能力。
三、 命题趋势
1. 基础题型稳定:基本量计算、基础性质应用的选填题会长期保留,题目难度不会大幅提升,是考生必拿分题型。
2. 综合考查深化:解答题中,等差数列与等比数列的综合出题频率最高,同时和函数、不等式、数学文化的结合考查逐渐增多,对知识整合能力要求提升。
3. 创新题型增多:新定义、新情景类题目成为压轴题新方向,题目灵活度高,侧重考查数学抽象、数学运算核心素养,区分度较强。
四、 备考侧重建议
1. 夯实基础:熟练掌握通项公式、前n项和公式,确保基本量计算类题目解题快且准,不丢基础分。
2. 吃透性质:重点熟记等差数列的项、和相关性质,掌握“性质优先用”的解题思路,提升选填题解题速度。
3. 突破综合:针对性练习等差数列与等比数列的综合题,总结通项证明、求和的固定解题步骤,同时强化与函数、不等式结合题的解题逻辑。
4. 拓展创新:适量练习新定义类数列题,培养快速理解新规则、迁移已有知识解题的能力。
等差数列 精准学习目标(适配高考,分3层级)
一、基础层级(保底必拿分,对应高考选填基础题)
1. 牢记等差数列2个核心公式:通项公式、前n项和公式能熟练变形。
2. 掌握基本量思想:明确首项a_1、公差d是核心量,实现“知三求二”(已知a1、an 、Sn中3个,求剩余2个),计算零失误。
3. 理解等差数列定义:能根据定义判断简单数列是否为等差数列。
二、提升层级(稳抓中档分,对应高考选填中档题+解答题第1问)
1. 吃透5大核心性质,做到性质优先用(提速提准确率)
◦ 下标和性质:
◦ 中项性质:等差中项);和的中项特征
◦ 和的性质:
◦ 奇偶项性质:
◦ 通项与和的关联:
2. 掌握2种核心判定/证明方法:定义法、等差中项法
3. 会求前n项和Sn的最值:2种方法(配方法转化为二次函数、通项正负分界法)灵活切换。
三、拔高层级(冲刺高分,对应高考解答题第2问+压轴创新题)
1. 能处理综合题型:熟练对接等比数列、函数(如an与一次函数、Sn与二次函数关联)、不等式、数列不等式放缩,构建解题逻辑链。
2. 攻克易错拓展题型:含绝对值的等差数列求和、含参数的等差数列存在性问题、等差衍生数列(如子数列、差数列)分析。
3. 适配创新题型:能快速解读新定义等差类数列(如“等差子数列”“绝对等差数列”),迁移核心知识解题。
4. 落实核心素养:提升数学运算(复杂计算快准)、逻辑推理(证明严谨)、数学抽象(新情景转化)能力,适配高考命题趋势。
目标自查清单(快速对标)
基础:基本量计算100%对;提升:性质应用+判定证明无卡点;拔高:综合题能梳理解题步骤
知识点一 等差数列的定义
1.一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,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,公差通常用字母d表示.
2.等差数列的定义可用数学符号语言描述为:an−an−1=d对任意的n≥2,n∈N∗均成立或an+1−an=d对任意的n∈N∗均成立.
注:
(1)“从第2项起”是因为首项没有前一项.
(2)如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项起或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列,但可以说从第2项起或第3项起该数列是一个等差数列.
(3)注意定义中“同一个常数”,可理解为从第2项起,每一项与前一项的差是常数且是同一个常数,则这个数列是等差数列,如果不是同一个常数,该数列就不是等差数列.
(4)公差d一定是由后一项减前一项所得,不能颠倒前、后项的位置.
(5)要注意定义中的an+1−an=d (常数)是对任意n∈N∗都成立,若有一项不满足,则an就不是等差数列.例如,数列1,1,2,3,4,5,⋅⋅⋅不是等差数列.
(6)常数列是公差为0的等差数列.
知识点二 等差中项
1.由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成是最简单的等差数列.这时,A叫做a与b的等差中项.
a,A,b成等差数列是A=a+b2的充要条件.
2.在等差数列an中,任取相邻的三项an−1,an,an+1n≥2,n∈N∗,则an是an−1与an+1的等差中项;反之,若an−1+an+1=2an对任意的n≥2,n∈N∗均成立,则数列an是等差数列.
因此,数列an是等差数列⇔2an=an−1+an+1n≥2,n∈N∗.
用此结论可判断所给数列是否为等差数列,称为等差中项法.
知识点三 等差数列的通项公式
1.等差数列的通项公式
首项为a1,公差为d的等差数列an的通项公式为an=a1+n−1d.
2.等差数列通项公式的推导
通项公式的推导,教材是根据等差数列的定义,通过归纳的方式得出的,还可以采用以下的推导方法:
方法一(累加法)因为an是等差数列,所以
an−an−1=d,
an−1−an−2=d,
an−2−an−3=d,
……
a2−a1=d,
上述式子等号两边分别相加得an−a1=n−1d,所以an=a1+n−1d.
方法二(迭代法)因为an是等差数列,所以an=an−1+d=an−2+d+d=an−2+2d=an−3+d+2d
=an−3+3d=⋅⋅⋅=a1+n−1d.
方法三(逐差法)因为an是等差数列,所以an=an−an−1+an−1=an−an−1+an−1−an−2+an−2=⋅⋅⋅=
an−an−1+an−1−an−2+⋅⋅⋅+a2−a1+a1=a1+n−1d.
3.等差数列通项公式的变形应用
已知等差数列an中的任意两项an和amn,m∈N∗且m≠n,则
an=a1+n−1dam=a1+m−1d,⇒an−am=n−md⇒d=an−amn−m an=am+n−md
这表明已知等差数列的任意两项即可求出其公差,进而求出通项公式.
知识点四 等差数与一次函数的关系
由于an=a1+n−1d=dn+a1−d,当d≠0时,等差数列an的第n项an是一次函数fx=dx+a1−dx∈N∗,当x=n时的函数值,即an=fn.
因此,从图象上看,表示数列an的各点均匀分布在直线fx=dx+a1−d上.
(1)点(n,an)落在直线y=dx+(a1-d)上,这条直线的斜率为d,在y轴上的截距为a1-d ;
(2)这些点的横坐标每增加1,函数值增加d.
反之,任给一次函数fx=kx+b (k,b为常数),则f1,f2,…,fn,…构成一个等差数列nk+b,其首项为k+b,公差为k.
2.等差数列的单调性
由等差数列和一次函数的关系可知等差数列的单调性受公差d的影响.
(1)当d>0时,数列为递增数列,图象如图 = 1 \* GB2 ⑴所示;
(2)当d0时图象开口向上,d0,d0,d>0,则S1是{Sn}的最小值;若a10Sn+10,an2+2an=4Sn+3,则{an}的通项公式an= .
【答案】2n+1
【解析】先利用项与和的关系an=Sn−Sn−1n≥2,得到,再利用等差数列通项公式求解答案.
【解析】当n=1时,a12+2a1=4S1+3=4a1+3,因为an>0,所以a1=3;
当n≥2时,an2+2an−an−12−2an−1=4Sn+3−4Sn−1−3=4an,
即,
因为an>0,所以,所以数列{an}是首项为3,公差为2的等差数列,
所以an=2n+1
【典型例题6】设等差数列an前n项和Sn,a1=1,满足2Sn+1=nan+5+2,n∈N•,求数列an的通项公式
【答案】an=2n−1
【解析】依题意有2a1+a2=a1+5+2,
,∴a2=3,
又an为等差数列,设公差为d,
∴d=a2−a1=2,∴an=1+2n−1=2n−1
【变式训练2-2-1】已知等差数列an的前n项和Sn=n2,则a4=( )
A.1B.3C.5D.7
【变式训练2-2-2】设Sn为数列an的前n项和,若Sn=n2+2n,则an=( )
A.2n+1B.C.n+1D.n−1
【变式训练2-2-3】已知正项数列an满足1a1a2+1a2a3+⋯+1anan+1=n2n+1n∈N∗,若a5−2a6=7,则a1=( )
A.B.1C.32D.2
【变式训练2-2-4】设Sn为数列an的前n项和,若Sn=n2+2n,则an=( )
A.2n+1B.C.n+1D.n−1
【变式训练2-2-5】已知正项数列an的前n项和为Sn,且4Sn=an+12,则a2023=( )
A.4045B.4042C.4041D.4040
【变式训练2-2-6】设Sn是数列an的前n项和,且a1=−1,an+1=SnSn+1,则下列选项错误的是( )
A.B.an=−1,n=11n−1−1n,n≥2,n∈N∗
C.数列为等差数列D.1S1+1S2+..+1S100=-5050
【变式训练2-2-7】已知各项均为正数的数列an的前n项和为Sn,且满足anan+1=2Snn∈N∗,则a2024= .
【变式训练2-2-8】已知数列an的前n项和Sn=n2+2,则该数列的首项a1= ,通项公式an= .
【变式训练2-2-9】已知数列an的前n项和Sn=a−2n2+n+a,n∈N∗.若an是等差数列,则an的通项公式为 .
【变式训练2-2-10】已知数列的前项和为,若,,则数列的通项公式________
【变式训练2-2-11】在数列an中,a12+a23+a34+⋅⋅⋅+ann+1=n2+n,求an的通项公式.
【变式训练2-2-12】设Sn为数列an的前n项和,已知∀n∈N∗,an>0,an2+1=2anSn,求an
【变式训练2-2-13】设等差数列an前n项和Sn,a1=1,满足2Sn+1=nan+5+2,n∈N∗,求数列an的通项公式
【变式训练2-2-14】已知等差数列an的公差为整数,,设其前n项和为Sn,且Snan+1是公差为12的等差数列,求数列an的通项公式
题型03:等差数列通项公式的应用
等差数列通项公式的求法与应用技巧
(1)等差数列的通项公式可由首项与公差确定,所以要求等差数列的通项公式,只需求出首项与公差即可.
(2)等差数列an的通项公式an=a1+(n−1)d中共含有四个参数,即a1,d,n,an,如果知道了其中的任意三个数,那么就可以由通项公式求出第四个数,这一求未知量的过程,我们通常称之为“知三求一”.
(3)通项公式可变形为an=dn+(a1−d),可把an看作自变量为n的一次函数.
【典型例题1】已知等差数列an中,a6=−24 ,a30=−48 ,则首项a1与公差d分别为( )
A.−18,−2B.−18,−1C.−19,−2D.−19,−1
【答案】D
【解析】由题意列出方程组,即可求得答案.
设等差数列an的公差为d,
依题得a1+5d=−24a1+29d=−48,解得a1=−19d=−1.
故选:D
【典型例题2】等差数列an中,a2+a6=8,a3+a4=3,则an的通项为( )
A.5n−16B.5n−11C.3n−8D.3n−5
【答案】A
【解析】根据已知条件求得等差数列an的首项和公差,从而求得an.
设等差数列an的公差为d,
依题意2a1+6d=82a1+5d=3,解得d=5,a1=−11,
所以an=−11+n−1×5=5n−16.
故选:A
【变式训练3-1】在数列an中,,且数列1an是等差数列,则a19=( )
A.16B.116C.19D.119
【变式训练3-2】等差数列an中,a2=4 , a4=10,则a8 =( )
A.26B.22C.18D.14
【变式训练3-3】已知数列an是等差数列,若,则a5=( )
A.8B.6C.5D.4
【变式训练3-4】在等差数列an中,已知a1=−9,a3+a5=−9,,则n=( )
A.7B.8C.9D.10
【变式训练3-5】已知等差数列an满足a3+a7=32,a6−a4=6,则a1=( )
A.2B.4C.6D.8
【变式训练3-6】在等差数列an中,已知,,则数列an的通项公式可以为( )
A.an=4n−1B.an=2n+1 C.an=−35n+445D.an=35n−85
【变式训练3-7】在等差数列an中,若a3−a5=2,则a7−a3=( )
A.3B.−3C.4D.−4
题型04:等差中项及其应用
若a,A,b成等差数列,则A=a+b2;反之,由A=a+b2也可得到a,A,b成等差数列,
所以A是a,b的等差中项⇔A=a+b2.
【典型例题1】在等差数列an中,a3、a5是方程x2−4x+3=0的两根,则a4的值为( )
A.2B.3C.±2D.32
【答案】A
【解析】利用韦达定理结合等差中项的性质可求得a4的值.
由韦达定理和等差中项的性质可得a3+a5=4=2a4,
因此,a4=2.
故选:A.
【典型例题2】若2a+1是a−1与的等差中项,则实数a的值为( )
A.−14B.110C.43D.5
【答案】D
【解析】根据等差中项的概念,列式即可求得答案.
由题意知2a+1是a−1与的等差中项,
故2(2a+1)=a−1+4a−2,则a=5.
故选:D
【典型例题3】已知数列an是等差数列,且a6=4,a14=64.设a6与a14的等差中项为x,a6与x的等差中项为y,求x+y.
【答案】53
【解析】根据等差中项的性质求出x,y即可.
因为a6=4,a14=64,且a6与a14的等差中项为x,
所以x=a6+a142=34,
又a6与x的等差中项为y,所以y=a6+x2=19,
所以x+y=53.
【变式训练4-1】已知m和2n的等差中项是4,和n的等差中项是5,则2m−n和2n−m的等差中项是( )
A.8B.6C.4.5D.3
【变式训练4-2】各项均为正数的等比数列an的前n项和为Sn,且成等差数列,若a1=1,则S4=( )
A.58或15B.58或−15C.15D.58
【变式训练4-3】已知正项等比数列an的前n项和为Sn,若−3,S5,S10成等差数列,则S15−S10的最小值为( )
A.8B.9C.10D.12
【变式训练4-4】记Sn为等比数列anan>0的前n项和,且a1a3=16,S1,34S2,12S3成等差数列,则S6=( )
A.126B.128C.254D.256
【变式训练4-5】在数列an中,a1=2,n∈N∗,bn是an和an+1的等差中项,设Sn为数列bn的前n项和,则S6= .
【变式训练4-6】已知公比为2的等比数列an的前n项和为Sn,且a1,a2+1,a3成等差数列,则S5= .
【变式训练4-7】已知数列an满足2an+1=an+an+2(n为正整数),且a3+a8+a13=2π,则csa7+a9= .
【变式训练4-8】在3与15之间插入3个数,使这5个数成等差数列,则插入的3个数之和为 .
题型05:等差数列的性质
等差数列运算的两种常用思路
(1)基本量法:根据已知条件,列出关于a1,d的方程(组),确定a1,d,然后求其他量.
(2)巧用性质法:观察等差数列中项的序号,若m,n,p,q∈N+,且m+n=p+q,则am+an=ap+aq.
【典型例题1】在等差数列an中,若a3+a4+a5+a6+a7=45,则a2+a8=( )
A.16B.17C.18D.19
【答案】C
【解析】由题意a3+a4+a5+a6+a7=a3+a7+a4+a6+a5=5a5=45,得a5=9,
所以a2+a8=2a5=18,故C正确.
故选:C.
【典型例题2】已知Sn为等差数列an的前n项和,a9+a12=12,则S20=( )
A.240B.60C.180D.120
【答案】D
【解析】S20=20a1+a202=10a9+a12=120.
故选:D.
【典型例题3】记Sn为等差数列an的前n项和.若,a4a8=45,则S5= .
【答案】20
【解析】根据等差数列性质求首项和公差,再求前5项和即可.
因为an是等差数列,所以a2+a6=2a4=10,a4a8=45,
所以a4=5,a8=9,
所以a8−a4=4d=4,d=1,a1=2,
所以S5=5a1+5×42d=5×2+5×42=10+10=20.
故答案为:20.
【变式训练5-1】已知等差数列an满足,则a2+a8=( )
A.12B.18C.20D.30
【变式训练5-2】已知an为等差数列,a2+a4+a6=36,则2a5−a6=( )
A.8B.12C.16D.20
【变式训练5-3】已知数列an是等差数列,若12,则a3+a15等于( )
A.7B.21C.14D.17
【变式训练5-4】已知等差数列an,其前n项和为Sn,若a2+a5+a8=3,则S9=( )
A.3B.6C.9D.27
【变式训练5-5】已知数列an是等差数列,且a2+2a3+a8=32,则a4= ( )
A.4B.6C.8D.10
【变式训练5-6】在等差数列an中,2a1+a4+a7+3a9+a11=24,则此数列的前13项之和等于( )
A.24B.26C.28D.25
【变式训练5-7】在等差数列an中,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,则a3a4= .
【变式训练5-8】已知公差不为0的等差数列an满足am+ap=2a4n,m,p∈N∗,则1m+1+4p的最小值为 .
【变式训练5-9】已知,,a3,a4成等差数列,且,a4为方程2x2−5x+2=0的两根,则a2+a3= .
题型06:等差数列前n项和的有关计算
等差数列中的基本计算
(1)利用基本量求值:
等差数列的通项公式和前n项和公式中有五个量a1,d,n,an和Sn,这五个量可以“知三求二”.一般是利用公式列出基本量a1和d的方程组,解出a1和d,便可解决问题.解题时注意整体代换的思想.
(2)结合等差数列的性质解题:
等差数列的常用性质:若m+n=p+qm,n,p,q∈N∗,则am+an=ap+aq,常与求和公式Sn=na1+an2结合使用.
一:利用基本量求值
【典型例题1】等差数列an的前n项和Sn,a3=3,S11=66,则S9=( )
A.9B.12C.30D.45
【答案】D
【解析】由等差数列的通项公式与前n项和公式求得an,然后再由前n项和公式结合等差数列的性质计算.
{an}是等差数列,
∴S11=11a6=66,,d=a6−a36−3=1,
an=3+(n−3)×1=n,,
S9=9a5=9×5=45.
故选:D.
【典型例题2】已知数列3n+1与数列4n−1,其中n∈N∗.它们的公共项由小到大组成新的数列an,则an的前20项的和为( )
A.2380B.2400C.2420D.2440
【答案】C
求等差数列前n项和
【解析】先确定公共项为为等差数列,求出首项和公差后即可求和.
明显数列3n+1和数列4n−1均为等差数列
令3n1+1=4n2−1,可得n1=4n2−23,
则n2=2,5,8,⋯,
则数列an为等差数列,且a1=4×2−1=7,公差为4×5−1−4×2−1=12,
所以an的前20项的和为20×7+20×192×12=2420.
故选:C.
【典型例题3】在等差数列an中,Sn是其前n项和,已知S3=4,S6=9,则S9= .
【答案】15
等差数列前n项和的基本量计算
【解析】利用等差数列前n项和公式列出方程组,求出a1=119,d=19,由此能求出S9.
在等差数列an中,Sn是其前n项和,S3=4,S6=9,
∴3a1+3×22d=46a1+6×52d=9,
解得a1=119,d=19,
S9=9×119+9×82×19=15.
故答案为:15.
【变式训练6-1-1】若an为等差数列,Sn是数列an的前n项和,a4+a6=14,S7=35,则等于( )
A.7B.6C.5D.4
【变式训练6-1-2】已知等差数列an的前n项和为,则S10=( )
A.158B.160C.162D.164
【变式训练6-1-3】已知数列an和bn均为等差数列,它们的前n项和分别为Sn和Tn,且an>0,anbn=n2+36n,S23=T23,则a1+b1=( )
A.272B.312C.D.412
【变式训练6-1-4】公差为不为零的等差数列an的前n项和为Sn,若S9=3a2+a5+ak,则k=( )
A.8B.10C.11D.12
【变式训练6-1-5】记Sn为等差数列an的前n项和.若,a4a8=45,则S5= .
【变式训练6-1-6】已知等差数列an的前n项和为Sn,且,则an的公差为 .
【变式训练6-1-7】已知Sn为等差数列an的前n项和,,则Snan= .
【变式训练6-1-8】已知等差数列an的前n项和为Sn,a1+a2+a3=1,a10+a11+a12=7,则S102= .
【变式训练6-1-9】《算学启蒙》作者是元代著名数学家朱世杰,这是一部在中国乃至世界最早的科学普及著作.里面涉及一些“堆垛”问题,主要利用“堆垛”研究数列以及数列的求和问题.某同学模仿“堆垛”问题,将108根相同的铅笔刚好全部堆放成纵断面为等腰梯形的“垛”,要求层数不小于2,且从上往下,每一层比下一层少1根,则该“等腰梯形垛”最多可以堆放 层.
【变式训练6-1-10】已知等差数列an的前n项和为Sn.若,且a3≠0,则S4S3=
【变式训练6-1-11】设等差数列an的公差为d,且d>1.令,记Sn,Tn分别为数列的前n项和.,若,求an的通项公式;
【变式训练6-1-12】已知Sn为等差数列an的前n项和,若,,则a2023= .
【变式训练6-1-13】已知an为等差数列,bn=an−6,n为奇数2an,n为偶数,记Sn,Tn分别为数列an,bn的前n项和,S4=32,,求an的通项公式;
二:结合等差数列的性质(等差中项)解题
若项数为2n−1(n∈N∗),则S2n−1=2n−1a1+a2n−12=(2n−1)⋅an (an是数列的中间项),
例如S9=9⋅a5,S13=13⋅a7,S17=17⋅a9
【典型例题1】已知等差数列an的前n项和为Sn,a8=17,S17=340,则数列an的公差是( )
A.−4B.−3C.14D.3
【答案】D
【解析】根据等差数列前n项和公式求出a9,进一步求出公差.
因为S17=17a1+a172=17⋅2a92=17a9=340,所以a9=20,
又a8=17,所以d=a9−a8=20−17=3.
故选:D
【典型例题2】已知等差数列an的前n项和为Sn,a9+a8=55,则S16=( )
A.880B.220C.110D.440
【答案】D
求等差数列前n项和
【解析】根据等差数列的性质可求a1+a16的值,从而可求S16.
因为a9+a8=55,所以a1+a16=55,
故S16=162a1+a16=8×55=440,
故选:D.
【变式训练6-2-1】设Sn为等差数列an的前n项和,若S5=4a1,a1>0,若n>1时,Sn=an,则n等于( )
A.11B.12C.20D.22
【变式训练6-2-2】记Sn为等差数列an的前n项和,若a4+a5=24,S6=48,则S17=( )
A.510B.408C.62D.16
【变式训练6-2-3】已知等差数列an的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=( )
A.−2B.73C.1D.29
【变式训练6-2-4】已知等差数列an,其前n项和为,则S9=( )
A.24B.36C.48D.64
【变式训练6-2-5】等差数列an的前n项和为Sn,若S11为定值时2a2+a7+ak也是定值,则k的值为( )
A.9B.11C.13D.不能确定
【变式训练6-2-6】设Sn为等差数列an的前n项和,若a8+a10−3a9=a2−2,则S10=( )
A.5B.10C.252D.15
【变式训练6-2-7】设等差数列an的前n项和为Sn,已知a2+a4=−2,则S5=( )
A.−2B.−5C.1D.2
【变式训练6-2-8】等差数列an的前n项和为Sn.若,则S2024=( )
A.8096B.4048C.4046D.2024
【变式训练6-2-9】记Sn为等差数列an的前n项和.若,则S5=( )
A.25B.22C.20D.15
【变式训练6-2-10】等差数列an的前n项和为,当S11为定值时,2a2+a7+ak也是定值,则k的值为( )
A.11B.13C.15D.不能确定
【变式训练6-2-11】已知数列an的前n项和为Sn,且数列an满足.若,则a9=( )
A.9B.10C.17D.19
【变式训练6-2-12】数列an满足a1=0,an+1−an=2n,则an= .
题型07:等差数列前n项和的性质
【方法技巧与总结】
利用等差数列前n项和的性质简化计算
(1)在解决等差数列问题时,先利用已知求出a1和d,再求所求,是基本解法,有时运算量大些;
(2)等差数列前n项和Sn的有关性质在解题过程中,如果运用得当可以达到化繁为简、化难为易、事半功倍的效果.
(3)设而不求,整体代换也是很好的解题方法.
【典型例题1】设公差不为0的等差数列an的前n项和为Sn,已知S9=3a3+a5+am,则m=( )
A.9B.8C.7D.6
【答案】C
【解析】因为S9=3a3+a5+am,又S9=9a5,
所以9a5=3a3+a5+am,
所以a3+a5+am=3a5,即a3+am=2a5,
设等差数列an的公差为d,
则a1+2d+a1+(m−1)d=2(a1+4d),
所以(m+1)d=8d,又d≠0,
所以1+m=8,
所以m=7.
故选:C.
【典型例题2】若等差数列an的前7项和为48,前14项和为72,则它的前21项和为( )
A.96B.72C.60D.48
【答案】B
【解析】解法一:由S7=7a1+7×62d=48,S14=14a1+14×132d=72,解得a1=40849,d=−2449,
所以S21=21×40849+21×202×−2449=72;
解法二:S7=a1+a2+⋅⋅⋅+a7,S14−S7=a8+a9+⋅⋅⋅+a14=S7+7×7d,S21−S14=a15+a16+⋅⋅⋅+a21=S7+7×14d,所以,S14−S7,S21−S14成等差数列,公差为49d,由等差中项定义得2S14−S7=S7+S21−S14,即2×72−48=48+S21−72,解得S21=72.
故选:B
【变式训练7-1】记Sn为等差数列an的前n项和.若,则S15=( )
A.140B.150C.160D.180
【变式训练7-2】已知等差数列an的前n项和为Sn,n∈N∗,a8=3,则S15=( )
A.60B.45C.30D.15
【变式训练7-3】已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a4+a6=10,则S9=( )
A.38B.50C.36D.45
【变式训练7-4】已知等差数列an的前n项和为Sn,若a3+a6=18,则S8=( )
A.96B.72C.48D.24
【变式训练7-5】已知等差数列an的前n项和为Sn且满足S9=54,则a5=( )
A.4B.5C.6D.7
【变式训练7-6】已知等差数列an的前n项和为Sn,且a8+a14=3a11−4,则S21=( )
A.72B.84C.144D.168
【变式训练7-7】已知数列{an}是等差数列,前四项和为21,末四项和为67,且前n项和为286,则n的值为( )
A.28B.26C.14D.13
题型08:等差数列与函数的关系
等差数列的前n项和公式与二次函数的关系
等差数列{}的前n项和,令,,
则.
(1)当A=0,B=0(即d=0,=0)时,=0是常数函数,{}是各项为0的常数列.
(2)当A=0,B≠0(即d=0,≠0)时,=Bn是关于n的一次函数,{}是各项为非零的常数列.
(3)当(即)时,是关于的二次函数式(常数项为0).数列S1,S2,S3,⋯,Sn的图象是抛物线y=Ax2+Bx上的一群孤立的点.
【典型例题1】(多选)等差数列an中,a1>0,公差d0,公差d0(n≥2),若数列{Sn}是递减数列,则an=Sn−Sn−10,有数列{Sn}是递增数列,D正确.
故选:ABD
【变式训练8-1】在等差数列an中,首项a1>0,公差d0时n的最小值是21D.Sn最小时,n=10
【变式训练8-3】(多选)等差数列an的前n项和为Sn,若a1>0,公差d≠0,且,则下列命题正确的有( )
A.是数列中的最大项B.a7是数列an中的最大项
C.S14=0D.满足Sn>0的n的最大值为13
【变式训练8-4】设Sn为等差数列an的前n项和,则对∀n∈N∗,an+1>an,是“nSn+1>n+1Sn”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
【变式训练8-5】(多选)已知数列an的前n项和为Sn=11n−n2,则下列说法正确的是( )
A.an是递增数列B.a3=6
C.当n=6时Sn取最大值D.满足Sn>0的最大的正整数n为10
【变式训练8-6】(多选)设数列an的前n项和为Sn,,则下列说法正确的是( )
A.an是等差数列
B.S3,S6−S3,S9−S6成等差数列,公差为−9
C.当n=16或n=17时,Sn取得最大值
D.Sn≥0时,n的最大值为33
【变式训练8-7】)已知an是无穷等差数列,其前项和为Sn,则“an为递增数列”是“存在n∈N∗使得Sn>0”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
【变式训练8-8】(多选)数列an满足a1=−21,a2=−12,an+1+an−1=2an−2n≥2,Sn是an的前n项和,则下列说法正确的是( )
A.ann−8是等差数列
B.an=−n2+12n+32
C.a6是数列an的最大项
D.对于两个正整数m、n(n>m),Sn−Sm的最大值为10
【变式训练8-9】(多选)已知无穷等差数列an的前n项和为Sn,a1>0,d0,d0的最大的正整数k一定不等于12.
S14=14×a1+a142=7a7+a8,S15=15×a1+a152=15a80,则满足Sk>0的最大的正整数k为14;
当a7+a8≤0时,S14≤0,则满足Sk>0的最大的正整数k为13,
故满足Sk>0的最大的正整数k可能为13与14,一定不等于12与15.
故选:AD.
【典型例题2】(多选)已知无穷等差数列an的前n项和为Sn,S6S8,则( )
A.在数列an中,公差d0的最大正整数为14
【答案】AB
【解析】由已知条件可得a7>0,a8S8可得a8a2>⋅⋅⋅>a7>0>a8>⋅⋅⋅,
所以可得S10,a8S14>S12,则下列结论中正确的是( )
A.an是递增数列B.an>0时,n的最大值为13
C.数列中的最大项为S13D.Sn>0时,n的最大值为27
【变式训练9-2】(多选)设an是公差为d的等差数列,Sn是其前n项的和,且a10,a6+a90
C.Sn的最大值为D.S14>0
5.记Sn为等差数列an的前n项和,若,则S15=( )
A.240B.225C.120D.30
6.已知等差数列an的前n和为Sn,Snan=n+12,则a3a5=( )
A.35B.53C.3D.13
7.已知等差数列an的前n项和为Sn,若a2=9,S4=40,则数列an的公差( )
A.3B.2C.32D.4
8.已知Sn是等差数列an的前n项和,a1>0,且,则下列说法不正确的是( )
A.公差d0
C.
D.n=17时,Sn最大
9.若等差数列an的公差d=2,a8:a7=7:8,则a1=( )
A.−15B.−28C.15D.28
10.等差数列an,bn的前n项和分别为Sn,Tn,且Sn+TnTn=5n+53n+2(n∈N∗),则a5b5=( )
A.1317B.C.2129D.3347
二、多选题
11.已知数列an满足,则( )
A.数列an为等差数列
B.an+an+2
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