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文档简介
高考数学一轮复习讲义数列之等差数列
一'知识点讲解及规律方法结论总结
1.等差数列的概念
(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①差都等于②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
表水.
(2)等差中项
如果a,A,。成等差数列,那么A叫做。与6的③等差中项,目々⑷也.
2
(3)等差数列的通项公式及其变形
通项公式:⑤a“=ai+(〃—1)d,其中ai是首项,I是公差.
通项公式的变形:an—am+(w—tn)d(m,.
由斯=曲+(ai—(Z)可知,当dHO时,斯可看作关于〃的一次函数.
规律总结
等差数列的单调性
当d>0时,数列{斯}为递增数列;当时,数列{aj为递减数列;当1=0时,数列
UJ为常数列.
2,等差数列的前"项和
(1)等差数列的前〃项和公式:Xg+而〉=⑥=.
(2)由S,=M+上与(ai—”可知,当dWO时,S”可看作关于〃的二次
函数,故可借助二次函数的图象和性质来研究S,的最值问题.
3.等差数列的性质
(1)等差数列项的性质
设数列{为},彷”}均为等差数列.
a.若左+/=m+〃(匕I,m,7i^N*),则诙+的=。,"+。0,特别地,若p+g=2?”,则⑦_
ap+a。2am•反不"定成-AA.
b.若{斯}公差为d,贝h〃2〃}也是等差数列,公差为⑧2d.
c.{pan-\-qbn}(p,q为常数)也是等差数列.
d.若{«„)与仍“}有公共项,则{斯}与{bn}的公共项从小到大排成的新数列也是等差数列,首
项是第一个相同的公共项,公差是lan}与仍.}的公差的⑨最小公倍数.
e.若{斯}公差为则延,ak+,n>%2"”…(笈,〃zGN*)组成公差为⑩md的等差数
列,即下标成等差数列,则相应的项也成等差数列.
£若c是非零常数,贝|匕颔}是等比数列.
(2)等差数列前〃项和的性质
设S“为等差数列{%}的前n项和.
a.{包}是等差数列,其首项等于⑪ai,公差是{斯}的公差的;.
b.S加,S2m~Sm,必L82〃,…(根£N*)是等差数列.
s
C.两个等差数列{飙},仍.}的前n项和Sn,T”之间的关系为了二二⑫詈.
T2n-1-―
二'基础题练习
1.[教材改编]如果三角形的三个内角成等差数列,则中间角的大小为60。.
解析由题意可设三个内角分别为x—d,x,x~\~d,则有(x—d)+%+(%+d)=180°,
可得x=60。.
2.若等差数列{斯}满足〃7+〃8+〃9>0,〃7+。10<0,则当n=8时,{斯}的前〃项和最
大.
解析由〃7+〃8+〃9>0可得。8>0,由乃+的。V。可得〃8+。9<0,所以〃9<0,所以当〃
=8时,{〃〃}的前〃项和最大.
3.[教材改编]已知{斯}为等差数列,且〃20=30,430=20,则。50=0.
解析由题意可得,公差.=2。3。=一],所以a5o=〃2o+3Od=3O—3O=O.
30—20
4.[教材改编]某公司购置了一台价值220万元的设备,随着设备在使用过程中老化,每经
过一年,其价值减少20万元.当设备价值低于购进价值的5%时,设备将报废,则该机器最
多使用10年.
解析设使用〃年后,该设备的价值为诙万元,则易知{为}是以(220-20)为首项,一20
为公差的等差数列,所以斯=(220-20)+(/2-1)X(-20)=220—20”.令220—
20〃2220X5%,得"W10.45,所以该设备最多使用10年.
5.已知等差数列{如}的项数为奇数,其中所有奇数项和为290,所有偶数项和为261,则该
数列的项数为19.
解析设等差数列{诙}的前〃项和为乱,项数为殊一1,则当=一匕=迎,解得上=10,则
S偶k~l261
项数为2X10—1=19.
6.[易错题]已知数列{斯}满足防=1,an+an+i=n,则〃20=9.
解析因为斯+斯+1=〃,所以〃1+〃2=1,。2+的=2,…,419+。20=19.因为41=1,所以
可得。1=1,。3=2,。5=3,。7=4,…,和。2=0,"4=1,<26—2,。8=3,…,奇数项、偶
数项分别构成等差数列,所以〃2左=%一1(%£N*),所以"20=1。-1=9.
三'知识点例题讲解及方法技巧总结
命题点1等差数列的基本运算
例1[2023全国卷甲]记S〃为等差数列{斯}的前〃项和.若。2+〃6=10,a4a8=45,则85=
(C)
A.25B.22C.20D.15
解析解法一由。2+。6=10,可得2〃4=10,所以〃4=5,又〃4。8=45,所以〃8=9.设等
差数列{〃〃}的公差为",则d=/°4=2_q=]又44=5,所以。1=2,所以§5=541+
8—44
—Xd^20,故选C.
2
解法二设等差数列{斯}的公差为d,则由42+%=10,可得“i+3d=5①,由。4〃8=
45,可得(m+3d)(ai+7d)=45②,由①②可得刃=2,d=l,所以$5=5。1+芋Xd
=20,故选C.
例2[2023新高考卷I]设等差数列{斯}的公差为d,且1>1.令儿=",记S“,G分别为
an
数列{斯},彷〃}的前〃项和.
(1)若3。2=3防+的,513+73=21,求{斯}的通项公式;
(2)若瓦}为等差数列,且S99一n9=99,求d.
解析(1)因为3〃2=34I+〃3,所以3=〃i+2d,
所以3d=〃i+2d,所以〃i=d,所以斯=zzd.
因为儿=叫2,所以为=亡业=竺1,所以羽=3=3(d+3d>=6第73="+'+优
annda22
2.3.49
dddd
因为S3+T3=21,所以6d+2=21,解得d=3或
d2
因为d>l,所以d=3.所以{诙}的通项公式为an=3n.
(2)因为劣=吧U,且比,}为等差数列,
an
所以2岳="+%,即2X巨=马+工,
a2ala3
所以」一一三=一一,所以谥一3aid+2/=0,
解得ai=d或=2".
①当〃i=d时,an=nd9所以劣=吐匕=上;=早,
ClfiTLCLa
$99=99'七+。99)=99(d+99d)=99乂5Qrf
22
7_99(%+"9)_99弓+*)_99X51
因为S99—n9=99,所以99X501—吆2=99,即50心一4-51=0,解得或1=-1
a50
(舍去).
②当〃i=2d时,an=(〃+1)d,所以吐&==3,
an(n+1)dd
c99(。1+的9)99(2d+100d)八八/八,
S99=------^―=---------------=99X5Id,
_99(%+仍9)_99弓+茶_99x50
199------------------------------------.
22d
因为S99—兀9=99,所以99X514—吆色=99,即514—d—50=0,解得1=一史(舍去)
d51
或d=l(舍去).
综上,d=.
方法技巧
1.等差数列基本运算中常用的数学思想
方程等差数列中有五个量的,an,d,n,Sn,一般可“知三求二”,通过列方程
思想(组)求解.
整体
将已知和所求都用m和d表示,寻求两者之间的联系,整体代换求解.
思想
2.等差数列基本运算中常用的设元技巧
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,〃+3d.
训练1(1)[2021北京高考]已知{斯}和以}是两个等差数列,且詈(1WZW5)是常值,
bk
若为=288,«5=96,d=192,则%的值为(C)
A.64B.100C.128D.132
解析因为{斯}和{勿}是两个等差数列,所以2〃3=。1+〃5=288+96=384,所以的=192,
又当1WZW5时,”是常值,所以血=也,即强=驷,从而加=128.故选C.
bkb3%b3192
(2)[2022全国卷乙]记S”为等差数列{斯}的前〃项和.若2s3=38+6,则公差d=2.
解析因为2s3=3&+6,所以2(3ai+3d)=3(2s+d)+6,化简得3d=6,解得d=2.
命题点2等差数列的判定与证明
例3[2021全国卷甲]已知数列{斯}的各项均为正数,记S.为{斯}的前〃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{斯}是等差数列;②数歹收离}是等差数列;③02=30.
解析①③今②.
已知数列{斯}是等差数列,a2=3ai,
设数列U的公差为d,则。2=3的=。1+4,故d=2ai,所以S"=〃ai+""d=w2al.
因为数列{斯}的各项均为正数,所以,3=〃梃7,
=
所以个Sn+、一&l=(w+1)«Va7Vai(常数),所以数列是等差数列.
①②今③.
已知数列{斯}是等差数列,{图}是等差数列.
设数列{a,}的公差为d,
则Sn—nai+n(n^1)d—^dn2+(m—g)n.
因为数列{仄}是等差数列,所以数列{户}的通项是关于力的一次函数,则的一1=0,即
d=2〃i,所以〃2=〃i+d=3〃i.
②③n①.
已知数列{£3是等差数列,〃2=3〃1,
所以S2=〃l+。2=4。1.
设数列的公差为d,则d>0,y[S^—y[s[=j4a1—y/a^=df得〃1=",所以&l=
yfs[+(H—1)d=nd,所以&=〃2d2,
所以斯=S〃一S〃-1=层/一(n—1)2d2=2d2n—d2(〃22),〃i="也满足上式,所以
lefn—d2.
=221
因为斯一an-i2dn—d—[2d(九一1)—法]=2法(常数)(〃22),所以数列{斯}是等
差数列.
方法技巧
等差数列的判定与证明的方法
定义法an-an-\(n>2,〃£N*)为同一常数={斯}是等差数列
=
等差中项法2an-ian~\~(2n-2(〃》3,z?£N*)成立={〃〃}是等差数列
通项公式法an=pn+qCp,4为常数)对任意的正整数〃都成立=UJ是等差数列
前n项和
2
Sn=An+Bn(A,2为常数)对任意的正整数〃都成立={斯}是等差数列
公式法
训练2(1)[2023新高考卷I]设另为数列{斯}的前〃项和,设甲:{斯}为等差数列;乙:
{闻为等差数列.则(C)
n
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
解析若{诙}为等差数列,设其公差为d,则诙=〃i+(n—1)d,所以S〃=〃〃i+
空^—―6?,所以昆=。1+(〃-1)所以且H——=ai~\-(n+1-1)---[〃i+(n-1)
2n2'n+1n22
=-,为常数,所以{闻为等差数列,即甲n乙;若{包}为等差数列,设其公差为/,则包=
2nnn
—
y+(n1)(n—1)t,所以(n—1)t,所以当几22时,an=Sn—Sn-\
=nai~\~n(几—1)t—[(n—1)〃i+(n—1)(n—2)%]=〃i+2(n—1)t,当〃=1时,Si
=〃i也满gt式,所以诙=〃i+2(n—1)t(〃£N*),所以即+i—a〃=〃i+2(n+1—1)t
—[的+2(n-1)t\=2t,为常数,所以{斯}为等差数列,即甲u乙.所以甲是乙的充要条
件,故选C.
(2)[多选Z2023福建莆田九中质检]已知数列{诙}的前”项和为S“,则下列结论正确的是
(BCD)
A.若数列{&}为等差数列,则数列{斯}为等差数列
B.若数列{包}为等差数列,则数列{a}为等差数列
nn
2
C.若数列{«„}和{里n}均为等差数列,则S=2«3
n3
D.若数列{a„}和k列均为等差数列,则数列{a„}是常数列
解析对于A,若数列{SJ为等差数列,设公差为d,可得a〃=S"—S,-i=d(a22),但
是首项ai的值不确定,所以数列{诙}不一定为等差数列,故选项A错误;对于B,若数列
{闻为等差数列,设公差为优,则包=Si+(«-1)d',可得S”="Si+"(H-1)d',当〃=
nn
=
1时,=当〃22时,anSn—Sn-i=nS\-\~n(〃一1)d'~(n—1)Si—(〃一1)(〃一
2)d'=Si+(2〃-2)d',则cin—斯-i=2d'(〃23),由〃2=Si+2d',得。2—〃i=
2d',所以析一斯.i=2d'(〃22),故数列{斯}为等差数列,故选项B正确;对于C,由数
2
列{斯}为等差数列,可设恁=切+。,k,Z?为常数,则成=标/+2的〃+庐,所以攀=总?+
2
2kb+-,因为数列{岐}为等差数列,所以“22时,^-―=^+--—(--
nnnn-lnn-ln
二一)为常数,则〃=0,所以Z?=0,故a=kn,所以S3=QI+〃2+〃3=6Z,又。3=3%,所
n—1n
以$3=2的,故选项C正确;对于D,由数列{诙}为等差数列,可设斯=川+&p,q为常
数,则成=p2/+2pg〃+q2,因为{碌}为等差数列,所以底一彳_]=(2/1—1)p2+2pq为
常数,则0=0,所以诙=4,则数列{斯}是常数列,故选项D正确.故选BCD.
命题点3等差数列的性质
例4(1)[新高考卷I]将数歹!j{2w—1}与{3w—2}的公共项从小到大排列得到数列{诙},则
{a„}的前”项和为3川一2〃.
解析{2〃-1}与{3〃-2}的第一个公共项为1,则易知{斯}是以1为首项,2义3=6为公差
的等差数列,则5"="+"''1'-义6=3〃2—2加
(2)已知另为等差数列{斯}的前〃项和,且|;=3,则段
解析设S3=〃z(根W0),则S6=3九因为{呢}为等差数列,所以S3,S6-S3,S9-S6,Sn
一S9,…成等差数列,公差为相,所以可推出$9=6:%Si2—10m,故辿=§.
Sg3
训练3(1)数列{诙},仍“}均为等差数列,且。1=—5,加=-15,02025+^2025=100,则
数列{为+6“}的前2025项和为81000.
解析易得数列{斯+6.}为等差数列,首项为。1+加=-20,;.{斯+小}的前2025项和为
2025X-20+100=81000.
2
(2)等差数列{诙},仍"}的前”项和分别为S“,Tn,若金=二,则詈=2,詈=
Tn3n+ldu—32b11一
19
32—•
解析由题音可得也1—2ali_。1+。21(。1+。21)X21+2_S21_2X21__21由昆=2?1_2足
2
2bli匕1+。21(匕1+匕21)X214-27213x21+132Tn3n+l3n+n
_
及等差数列前〃项和性质可设S〃=A2层,Tn=A(3/+几)(AW0),.*.^io=Sio59=
2222
A(2X10-2X9)=38A,bn=Tu-Tw=A[(3X11+11)—(3X10+10)]=64A,
•a】。_384__19
**i?n64A32"
命题点4等差数列前n项和的最值
例5[2022全国卷甲]记S,为数列{。〃}的前n项和•己知也+〃=2斯+1.
n
(1)证明:{斯}是等差数列.
(2)若〃4,〃7,〃9成等比数列,求S〃的最小值.
解析(1)由号1+〃=2斯+1,得2S〃+九2=2。/+〃①,
所以2S〃+i+(及+1)2=2斯+i(〃+1)+(〃+1)②,
②一①,得2。〃+1+2几+1=2。〃+1(几+1)—2ann+1,
化简得斯+1—斯=1,所以数列{〃〃}是公差为1的等差数列.
(2)由(1)知数列{斯}的公差为1.
2
由账=。4〃9,得(。1+6)=(〃1+3)(〃1+8),解得〃1=一12.
所以a=—12〃+巴勺产-=三包=3(M-y)2一等,所以当W=12或”=13时,5“取得
最小值,最小值为一78.
方法技巧
求等差数列前〃项和S”的最值的方法
(1)通项法:①若。1>0,d<0,则S“必有最大值,/可用不等式组an20,来确定;
&+1<0
②若ai<0,d>Q,则当必有最小值,"可用不等式组即W°,来确定.
(an+i>0
(2)二次函数法:由于S“=#+(5一g)n,故可用二次函数求最值的方法求S.的最
值,结合〃GN*及二次函数图象的对称性来确定n的值.
(3)不等式组法:一般情况下,S"最大时,有(〃>2,〃GN*),解得”的
St>Sn+i
范围,进而确定〃的值和对应的的值(即S,的最值).
训练4等差数列{斯}的前”项和为S“,若VwGN*,S"WS7,则数列{斯}的通项公式可能是
(B)
A.a”=16—3"B.O"=15—2n
==
C.an2n—14D.a„2n—15
解析因为数列{斯}是等差数列,且VwGN*,S.WS7,所以该数列从第8项起为非正数,
即。7》0,<28^0.
对于A,访=16—3><7=—5<0,故A不正确;对于B,。7=15—2X7=l>0,制=15—
2X8=-l<0,故B正确;对于C,劭=2义7—14=0,痣=2乂8—14=2>0,故C不正
确;对于D,«7=2X7-15=-l<0,故D不正确.故选B.
四'命题点习题讲解
1.[命题点14021新高考卷H]记&是公差不为0的等差数列{呢}的前"项和,若的=8,
〃2〃4=S4.
(1)求数列{诙}的通项公式;
(2)求使*>斯成立的〃的最小值.
解析(1)设等差数列{〃〃}的公差为d(dWO),
则由题意,得{解得{
I++3d)=4al+6d,(d=2,
所以斯="i+(n—1)d=2n—6.
n(aian)n(210)2
(2)解法一Sn=+=7=»-5W,
则由〃2—5〃>2〃一6,整理得/—7〃+6>0,解得〃VI或〃>6.
因为〃£N*,所以使S〃>斯成立的n的最小值为7.
(ai+ani)(九一1)
解法二由与>斯得当一1>0(〃22),即>0,
2
所以ai+a“—1=2〃-12>0,解得”>6,所以”的最小值为7.
2.[命题点2/多选]两个等差数列{斯}和仍“},其公差分别为Ji和d2,其前〃项和分别为Sn
和〃,则下列说法正确的是(AB)
A.若{用为等差数列,则di=2ai
B.若{S"+T,J为等差数列,则4+刈=0
C.若血瓦}为等差数列,则&=』2=。
D.若6"GN*,贝!1{a%}也为等差数列,且公差为小+办
解析由题意得S"=9/+n,G=g/+加若数列{店}为等差数
列,则由等差数列通项公式的特征,可得/一9=0,即4=2ai,所以选项A正确;Sn+
。=空为2+(的+d—?_?)”,由等差数列通项公式的特征,可得幺署=0,即4+
“2=0,所以选项B正确;当a=0或必=0时,数列{斯小}为等差数列,所以选项C错
误;因为a“=ai+(71—1)d\,bn^bi+(n—1)血所以⑺一])42=。1
+[61+(〃-1)di—l]di=(ai+6Ml—di)+(n—1)didZ,可知数列{a%}是等差数列,
且公差为di(h,所以选项D错误.故选AB.
3.[命题点2Z202i全国卷乙]记S”为数列{词的前〃项和,3为数列⑸}的前任项积,已知
-+-^=2.
S/ibn
(1)证明:数列仍“}是等差数列.
(2)求{斯}的通项公式.
解析(1)因为"是数列{SJ的前〃项积,所以当时,S“=F,
n—1
代入:十三=2可得,一整理可得2儿一1+1=2/?〃,即匕〃—(〃22).
5nDnDnDn2
。2।13。心、?73
又一+—=-=2,所以"=一,
故{为}是以|为首项,l为公差的等差数列.
(2)由(1)可知,儿=手,则白+推=2,
当n=\时,a\=S\=~,
__n+2n+11
当G2时,斯-3cM品c—1~
n+1nn(n+1)
当〃=1时,a尸O产一启11
2’
3
n=1,
2
故dn1
n>2.
n(n+1)
4.[命题点4]在等差数列{aj中,若也<—1,且它的前〃项和S,有最大值,则使S〃>0成
立的正整数〃的最大值是(C)
A.15B.16C.17D.14
解析因为等差数列{斯}的前〃项和有最大值,
所以等差数列{。〃}为递减数列,
又为V—1,所以砌>0,aioVO,
所以ag+aio<Of
所以阮=11^1=95+初)<0,且阮=^^=17硒>。.
故使得S〃>0成立的正整数"的最大值为17.
五'习题实战演练
1.[2024河南名校模拟]设&是等差数列{诙}的前w项和,若。2+。5+例=15,则团=
(C)
A.15B.30C.45D.60
解析由题意得。2+怒+。8=3。5=15,所以。5=5,所以$9=9‘°;°9〉-=9。5=45.故选C.
2.[2024湖北武汉模拟]已知等差数列{斯}的前〃项和为&.若S1=3,自+?=18,则&=
24
(C)
A.21B.48C.75D.83
解析解法一令劣=且,则数列{/?〃}为等差数列力1=学=3,?=/?2+。4=18,设数列
n124
{仇}的公差为d,则3+d+3+3d=18,解得d=3,:.b=3n,即且=3〃".8=3层,故一
nn
=3X52=75.故选C.
,n(n—1)d
解法二设等差数列{a“}的公差为d,则手=型一12——=的+彳4/,又因为ai=Si=3,
则g++=ai+g+ai+|d=2ai+2d=6+24=18,解得1=6,因此$5=5.+子4=5的+
101=5X3+10X6=75.故选C.
3.[2024吉林白城模拟]已知等差数列{斯}是递增数列,且满足G+的=14,a2a6=33,贝U
〃1。7=(C)
A.33B.16C.13D.12
解析由等差数列的性质,得42+。6=的+〃5=14,又〃。26=33,解得卜2-3,或
一一a二11
6a
11,又{斯}是递增数列,,卜23,:,d=--=2f(。2—d)(恁+d)
6-2
la6=3,la6=11,
=(3—2)X(11+2)=13.故选C.
4.[2023陕西宝鸡模拟]已知首项为2的等差数列{斯}的前30项中,奇数项的和为A,偶数
项的和为8,且5—A=45,贝|斯=(B)
A.3n—2B.3n—1
C.3n+1D.3n+2
解析在等差数列{诙}中,首项。1=2,设其公差为d,由前30项中奇数项的和为A,偶
数项的和为3,且3—A=45,可得一的+。2--------〃29+"30=154=45,解得d=3,an=
。1+(n—1)d=2+3(n—1),即斯=3〃-1,故选B.
5.[多选Z2024山东模拟]已知等差数列{斯}的前〃项和为斗,公差为d,侬=0—4,S产
154,则(AC)
A.d=12
B.6ZI=30
C.-320是数列{斯}中的项
DS〃取得最大值时,〃=14
解析由题意可得43="i+2d=ai—4,即d=-2,A正确;5=154=7〃i+—d=4i=
28,B错误;an=ai+(〃一1)d=30—2〃,令斯=—320,得几=175,即C正确;Sn=
(ai+an)n=n(29—n),结合二次函数图象的对称性及单调性,可知当〃=14或〃=15
时,S〃取得最大值,即D错误.故选AC.
6.[2023广州市二检]在数歹U{斯}中,“1=2,am+n=am+an(m,〃£N*),若a/上+1=440,
则正整数k=10.
解析解法一令m=l,则斯+1=斯+的,即诙+i—斯=2,所以数列{出}是以2为首项,
2为公差的等差数列,即即=2+(n-1)乂2=2%又左为正整数,所以〃口左+1=2女X2(k
+1)=440,即攵1+1)=110,解得%=10或女=一11(舍去).故填10.
解法二(列举法)令m=〃=1,则。2=。1+的=4;令m=1,n=2,则〃3=。1+。2=6;
令m=n=2,则〃4=〃2+〃2=8.通过观察找规律可知,数列{斯}是以2为首项,2为公差的
等差数列,即为=2+(n—1)X2=2n,又%为正整数,所以为蕉+i=2ZX2(Z+1)=
440,即上(Z+1)=110,解得%=10或%=—11(舍去).故填10.
7[2024江西抚州模拟改编]在数列{斯}中,已知加+i—斯=斯+2一斯+1,Qioi3=l,则该数
列前2025项的和S2Q25=2025.
解析由念+1—斯=诙+2-诙+1可知,数列{见}为等差数列,所以。1+〃2025=2的013=2,所
c_(。1+。2025)“2025_2x2025_
以02025------------------------------------2UZD.
8.[2024广州大学附属中学模拟]设数列{斯}和仍.}都为等差数列,记它们的前〃项和分别
为5和〃,若/髭,则自=「^・
解析由数列{斯}和仍“}都为等差数列,且?=芸—,令an=k(2n—1),bn=k(2n+
1),20,k为常数,因此等差数列{如}的首项的=%,等差数列{久}的首项"=3左,所以
«l+«n
271aafc+fc(2n—1)_
Sn__i^~n一n
Tb+bbr+bn3k+k(2n+l)n+2
nr2n
9.[2024浙江普陀中学模拟]已知正项数列{诙}的前〃项和为见=2.
(1)记金=丹」,证明:数列{c”}的前w项和乙<4
3n+l2
(2)若S〃=2斯+14—2"+3(”GN*),证明:数歹!J琮}为等差数列,并求⑷}的通项公式.
an+l一111+1_1
解析(1)
Sn'S/i+i5+iSnSn+i
Snn•••FW+9打上打…Sn
1111
a
iSn+i2Sn+i
ill-1
:数列LJ为正项数列,.".5„+1>0,;.;一乙<;,即
2sn+l22
n+2
(2)当”三2且"GN*时,Sn-i=2an-i+14-2,
==n+3n+2n+2
anSn~Sn-12an+14—2—2an-1—14+2=2an~2an-1—2,整理可得an~2an-i
=2〃+2£=4(〃22),
2n2n—1
当"=1时,ai=Si=2m+14—2计3,得“1=2,y=l,
数列{爱}是以1为首项,4为公差的等差数列,
A+4(H-1)=4〃-3,
:.a„=(4〃一3)-2".
10.[2024四川南充校考]若一个凸"(«eN*)边形的最小内角为95。,其他内角依次增加
10°,则n的值为(B)
A.6或12B.6C.8D.12
解析由题知该凸“边形所有内角的取值范围为(0°,180°),内角和为(〃-2)J80。.因
为最小内角为95。,其他内角依次增加10。,所以它的所有内角按从小到大的顺序排列构成
等差数列,且最大内角为95。+(〃一1)-10°=(10n+85)°,
所以(〃一2)J80=<95±IO;些5)上,即/―18〃+72=0,解得w=6或〃=12,当w=12
时,95°+(12-1)X10°>180°,不合题意,舍去,故〃=6,故选B.
11.[2024湖北孝感高中模拟]设等差数列{斯}的前〃项和为S”,满足2a3—怒=7,a2+Sy=
12,则出的最大值为(B)
A.14B.16C.18D.20
解析设{“〃}的公差为d,则由题意得2a3—。5=2(ai+2d)—(ai+4d)—ai—1,02+67
=(ai+d)+(7。1+-d)=56+224=12,d——2.
因此S”=7〃+"'"J。X(-2)=一(71-4)2+16W16,故S,的最大值为16.故选B.
12.[全国卷H]北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层.上层中心有一块
圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加
9块.下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块.已知每层环数
相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)(C)
A.3699块B.3474块
C.3402块D.3339块
解析由题意知,由天心石开始向外的每环的扇面形石板块数构成一个等差数列,记为
{an],设数列{斯}的公差为d,前〃项和为S”易知其首项的=9,d=9,所以a〃=ai+(n
—1)d=9〃.由等差数列的性质知S”Sin-Sn,$3”一$2"也成等差数列,
n11
所以(S3„-S2„)一(S2“一S.)=S2n-2Sn,即729=2(9产—2X(9;9n),解得〃=9,
27x(927x9)
所以三层共有扇面形石板的块数为S3n=S27=+=3402.故选C.
13.[2024江西吉安万安中学模拟]已知正项数列{斯}的前〃项和为S“,若{斯}与{店}均为
等差数列,请写出一个满足题意的{小}的通项公式:源=2-1(答案不唯一).
解析令数列{跖}的公差为d,显然0>0,由{斯}是等差数列,得底+叵=2后,即
VH7+J3al+3d=2J2al+d,两边平方得4ai+d=2,3由+3。/,两边平方并整理得d
=2勾,则an=ai~\-(«—1)d=(2n—1)ai,
此时S〃=巴受1刃=层〃1,y[S^
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