(人教A版理科)一轮复习:第六章 数列 6-2 含答案
精编2018版高考数学人教A版理一轮复习真题集训第六章数列62和答案

真题演练集训1.已知等差数列{a n}前9项的和为27,a10=8,则a100=( ) A.100 B.99C.98 D.97答案:C解析:由等差数列性质知,S 9=a1+a92=9×2a52=9a5=27,解得a5=3,而a10=8,因此公差d=a10-a510-5=1,∴a100=a10+90d=98,故选C.2.设{a n}是等差数列,下列结论中正确的是( )A.若a1+a2>0,则a2+a3>0B.若a1+a3<0,则a1+a2<0C.若0<a1<a2,则a2>a1a3D.若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)>0答案:C解析:A,B选项易举反例.C中若0<a1<a2,∴a3>a2>a1>0,∵a1+a3>2a1a3,又2a2=a1+a3,∴2a2>2a1a3,即a2>a1a3成立.D中,若a1<0,则(a2-a1)(a2-a3)=d·(-d)=-d2≤0,故D选项错误.故选C.3.已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和.若a1+a22=-3,S5=10,则a9的值是________.答案:20解析:设等差数列{a n }公差为d ,由题意,得⎩⎨⎧ a 1+a 1+d 2=-3,5a 1+5×42d =10, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3, 则a 9=a 1+8d =-4+8×3=20.4.S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =,其中表示不超过x 的最大整数,如=0,=1.(1)求b 1,b 11,b 101;(2)求数列{b n }的前1 000项和.解:(1)设{a n }的公差为d ,据已知有7+21d =28,解得d =1.所以{a n }的通项公式为a n =n .b 1==0,b 11==1,b 101==2.(2)因为b n =⎩⎪⎨⎪⎧ 0,1≤n <10,1,10≤n <100,2,100≤n <1 000,3,n =1 000,所以数列{b n }的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893.课外拓展阅读巧用三点共线解等差数列问题1.等差数列的求解由等差数列与一次函数的关系可知:对于公差为d (d ≠0)的等差数列{a n },其通项公式为a n =dn +(a 1-d ),则点(n ,a n )(n ∈N *)共线,又d =a n -a m n -m (n ≠m ),所以d 为过(m ,a m ),(n ,a n )两点的直线的斜率.由此可用三点共线解决等差数列问题.若数列{a n }为等差数列,a p =q ,a q =p (p ≠q ),则a p +q =________.解法一:设数列{a n}的公差为d,因为a p=a q+(p-q)d,所以q=p+(p-q)d,即q-p=(p-q)d.因为p≠q,所以d=-1.所以a p+q=a p+(p+q-p)d=q+q(-1)=0.解法二:因为数列{a n}为等差数列,所以点(n,a n)(n∈N*)在一条直线上.不妨设p<q,记点A(p,q),B(q,p),则直线AB的斜率k=p-qq-p=-1,如图所示,由图知OC=p+q,即点C的坐标为(p+q,0),故a p+q=0. 0已知{a n}为等差数列,且a100=304,a300=904,求a1 000.因为{a n }为等差数列,则(100,304),(300,904),(1 000,a 1 000)三点共线,所以904-304300-100=a 1 000-9041 000-300, 解得a 1 000=3 004.2.等差数列前n 项和的求解在等差数列前n 项和公式的变形S n =d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n 中,两边同除以n 得S n n =d 2n +⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-d 2.该式说明对任意n ∈N *,所有的点⎝⎛⎭⎪⎫n ,S n n 都在同一条直线上,从而对m ,n ∈N *(m ≠n )有S n n -S m m n -m =d 2(常数),即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是一个等差数列. 已知在等差数列{a n }中,S n =33,S 2n =44,求这个数列的前3n 项的和S 3n .由题意知,⎝⎛⎭⎪⎫n ,33n ,⎝ ⎛⎭⎪⎫2n ,442n ,⎝ ⎛⎭⎪⎫3n ,S 3n 3n 三点在同一条直线上, 从而有442n -33n2n -n =S 3n 3n -442n 3n -2n ,解得S 3n =33. 所以该数列的前3n 项的和为33.。
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课时规范练(A)课时规范练1集合的概念与运算课时规范练3命题及其关系、充要条件课时规范练5函数及其表示课时规范练7函数的奇偶性与周期性课时规范练9指数与指数函数课时规范练11函数的图象课时规范练13函数模型及其应用课时规范练15利用导数研究函数的单调性课时规范练17定积分与微积分基本定理课时规范练19同角三角函数基本关系式及诱导公式课时规范练21简单的三角恒等变换课时规范练23函数y=A sin(ωx+φ)的图象及三角函数的应用课时规范练25平面向量的概念及线性运算课时规范练27平面向量的数量积及其应用课时规范练29数列的概念课时规范练31等比数列课时规范练33二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题课时规范练35合情推理与演绎推理课时规范练37数学归纳法课时规范练39空间几何体的表面积与体积课时规范练41空间直线、平面的平行关系课时规范练43空间向量及其运算课时规范练45直线的倾斜角、斜率与直线的方程课时规范练47圆的方程课时规范练49椭圆课时规范练51抛物线课时规范练53算法初步课时规范练55用样本估计总体课时规范练57分类加法计数原理与分步乘法计数原理课时规范练59二项式定理课时规范练61古典概型与几何概型课时规范练63二项分布与正态分布课时规范练65极坐标方程与参数方程课时规范练67绝对值不等式课时规范练(B)课时规范练2简单不等式的解法课时规范练4简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词课时规范练6函数的单调性与最大(小)值课时规范练8幂函数与二次函数课时规范练10对数与对数函数课时规范练12函数与方程课时规范练14导数的概念及运算课时规范练16利用导数研究函数的极值、最大(小)值课时规范练18任意角、弧度制及任意角的三角函数课时规范练20两角和与差的正弦、余弦与正切公式及二倍角公式课时规范练22三角函数的图象与性质课时规范练24余弦定理、正弦定理及应用举例课时规范练26平面向量基本定理及向量坐标运算课时规范练28复数课时规范练30等差数列课时规范练32数列求和课时规范练34基本不等式及其应用课时规范练36直接证明与间接证明课时规范练38空间几何体的结构及其三视图、直观图课时规范练40空间点、直线、平面之间的位置关系课时规范练42空间直线、平面的垂直关系课时规范练44空间几何中的向量方法课时规范练46点与直线、两条直线的位置关系课时规范练48直线与圆、圆与圆的位置关系课时规范练50双曲线课时规范练52直线与圆锥曲线的位置关系课时规范练54随机抽样课时规范练56变量间的相关关系、统计案例课时规范练58排列与组合课时规范练60随机事件的概率课时规范练62离散型随机变量及其分布列课时规范练64离散型随机变量的均值与方差课时规范练66极坐标方程与参数方程的应用课时规范练68不等式的证明解答题专项解答题专项一函数与导数的综合问题第1课时利用导数证明不等式第2课时利用导数研究不等式恒(能)成立问题第3课时利用导数研究函数的零点解答题专项二三角函数与解三角形解答题专项三数列解答题专项四立体几何中的综合问题解答题专项五直线与圆锥曲线第1课时圆锥曲线中的最值(或范围)问题第2课时圆锥曲线中的定点(或定值)问题第3课时圆锥曲线中的存在性(或证明)问题解答题专项六概率与统计单元质检卷单元质检卷一集合与常用逻辑用语单元质检卷二函数单元质检卷三导数及其应用单元质检卷四三角函数、解三角形单元质检卷五平面向量、数系的扩充与复数的引入单元质检卷六数列单元质检卷七不等式、推理与证明单元质检卷八立体几何单元质检卷九解析几何单元质检卷十算法初步、统计与统计案例单元质检卷十一计数原理单元质检卷十二概率。
高三数学一轮复习 第六章(数列)6-2精品练习 试题

心尺引州丑巴孔市中潭学校第6章 第2节一、选择题1.(2021·宁夏)一个等差数列的前4项是a ,x ,b,2x ,那么a b等于( ) A.14B.12 C.13D.23[答案] C [解析] ⎩⎨⎧2x =a +b2b =x +2x,∴a =x 2,b =32x . ∴a b =13. 2.(文)(2021·模考)数列{a n }的前n 项和为S n ,假设a n =1nn +1,那么S 4等于( ) A.45B.15C.120D.56[答案] A [解析] ∵a n =1nn +1=1n -1n +1, ∴S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+⎝⎛⎭⎫13-14+⎝⎛⎭⎫14-15=45,应选A. (理)等差列{a n }共有2021项,所有项的和为2021,所有偶数项的和为2,那么a 1004=( ) A .1 B .2 C.1502D.1256[答案] B[解析] 依题意得2021a 1+a 20212=2021,a 1+a 2021=1005502,1004a 2+a 20212=2,a 2+a 2021=1251, 故a 2-a 1=-1003502=d (d 为公差),又a 2+a 2021=2a 1005, ∴a 1005=1502,a 1004=a 1005-d =1502+1003502=2. 3.(文)(2021·模拟)等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,假设a m =8,那么m 为( ) A .12 B .8 C .6D .4[答案] B[解析] 由等差数列性质知,a 3+a 6+a 10+a 13=(a 3+a 13)+(a 6+a 10)=2a 8+2a 8=4a 8=32, ∴a 8=8. ∴m =8.应选B.(理)(2021·)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,假设S 3=9,S 6=36,那么a 7+a 8+a 9=( ) A .63 B .45 C .43D .27[答案] B[解析] 由等差数列的性质知,S 3,S 6-S 3,S 9-S 6成等差数列,∴2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),∴a 7+a 8+a 9=S 9-S 6=2(S 6-S 3)-S 3=45.4.(2021·十校)等差数列{a n }中,S n 是{a n }前n 项和,S 6=2,S 9=5,那么S 15=( ) A .15 B .30 C .45D .60[答案] A[解析] 解法1:由等差数列的求和公式及⎩⎨⎧S 6=2S 9=5知,⎩⎨⎧6a 1+6×52d =29a 1+9×82d =5,∴⎩⎨⎧a 1=-127d =427,∴S 15=15a 1+15×142d =15.解法2:由等差数列性质知,{S n n }成等差数列,设其公差为D ,那么S 99-S 66=3D =59-26=29,∴D =227,∴S 1515=S 99+6D =59+6×227=1,∴S 15=15. 5.(文)(2021·一中)设数列{a n }的通项公式为a n =20-4n ,前n 项和为S n ,那么S n 中最大的是( )A .S 3B .S 4或S 5C .S 5D .S 6[答案] B[解析] 由a n =20-4n ≥0得n ≤5,故当n >5时,a n <0,所以S 4或S 5最大,选B.(理)(2021·山师大附中){a n }为等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,以S n 表示{a n }的前n 项和,那么使得S n 到达最大值的n 是( )A .21B .20C .19D .18[答案] B[解析] ∵3d =(a 2+a 4+a 6)-(a 1+a 3+a 5)=99-105=-6,∴d =-2,由a 1+a 3+a 5=105得3a 1+6d =105,∴a 1=39,∴a n =39-2(n -1)=41-2n ,由a n ≥0,n ∈N 得,n ≤20,∴a 20>0,a 21<0,应选B.6.(文)(2021·)公差不为零的等差数列{a n }中,2a 3-a 72+2a 11=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,那么b 6b 8=( )A .2B .4C .8D .16[答案] D[解析] ∵2a 3-a 72+2a 11=0,{a n }为等差数列,∴a 72=2(a 3+a 11)=4a 7,∵{b n }为等比数列,b 7=a 7,∴a 7≠0,∴a 7=4, ∴b 7=4,∴b 6b 8=b 72=16.(理)(2021·)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,假设S 3、S 9、S 6成等差数列,那么( ) A .S 6=-12S 3B .S 6=-2S 3C .S 6=12S 3D .S 6=2S 3[答案] C[解析] ∵S 3、S 9、S 6成等差数列,∴2S 9=S 3+S 6, ∵S n 是等比数列{a n }前n 项的和,∴2q 9=q 3+q 6,∵q ≠0,∴2q 6=1+q 3,∴q 3=1或-12,q 3=1时,S 3、S 9、S 6不成等差数列,应舍去,∴q 3=-12,∴S 6=(a 1+a 2+a 3)+(a 1+a 2+a 3)q 3=S 3(1+q 3)=12S 3.7.(2021·)数列{a n }中,a 1=3,a 2=7,当n ≥1时,a n +2等于a n ·a n +1的个位数字,那么a 2021=( ) A .1 B .3 C .7D .9[答案] D[解析] 由条件知,a 1=3,a 2=7,a 3=1,a 4=7,a 5=7,a 6=9,a 7=3,……可见{a n }是周期为6的周期数列,故a 2021=a 6=9.8.(2021·五校、模拟)在等差数列{a n }中,a 1=-2021,其前n 项的和为S n .假设S 20212021-S 20072007=2,那么S 2021=( )A .-2021B .-2021C .2021D .2021[答案] A[解析] ∵S 20212021-S 20072007=2,∴(a 1+1004d )-(a 1+1003d )=2,∴d =2, ∴S 2021=2010a 1+2021×20212d =-2021. 9.(文)将正偶数按下表排成4列:那么2021在( A .第502行,第1列 B .第502行,第2列 C .第252行,第4列 D .第251行,第4列[答案] C[解析] 2021是第1005个偶数,又1005=8×125+5,故前面共排了125×2+1=251行,余下的一个数2021应排在第4列. (理)数列{a n }满足a 1=0,a n +1=a n +2n ,那么a 2021的值是( )A .2021×2021B .2021×2021C .2021×2021D .2021×2021[答案] C[解析] 解法1:a 1=0,a 2=2,a 3=6,a 4=12,考虑到所给结论都是相邻两整数乘积的形式,可变形为:a 1=0×1 a 2=1×2 a 3=2×3 a 4=3×4猜想a 2021=2021×2021,应选D. 解法2:a n -a n -1=2(n -1),a n -1-a n -2=2(n -2),…a 3-a 2=2×2, a 2-a 1=2×1.∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 3-a 2)+(a 2-a 1)+a 1 =2[(n -1)+(n -2)+…+1]. =2n -1n -1+12=n (n -1).∴a 2021=2021×2021.10.在函数y =f (x )的图象上有点列(x n ,y n ),假设数列{x n }是等差数列,数列{y n }是等比数列,那么函数y =f (x )的解析式可能为( )A .f (x )=2x +1B .f (x )=4x 2C .f (x )=log 3xD .f (x )=⎝⎛⎭⎫34x[答案] D[解析] 对于函数f (x )=⎝⎛⎭⎫34x 上的点列(x n ,y n ),有y n =⎝⎛⎭⎫34x n ,由于{x n }是等差数列,所以x n +1-x n =d ,因此y n +1y n=⎝⎛⎭⎫34x n+1⎝⎛⎭⎫34x n =⎝⎛⎭⎫34x n+1-x n =⎝⎛⎭⎫34d,这是一个与n 无关的常数,故{y n }是等比数列.应选D.二、填空题11.一个等差数列前4项之和为26,最末4项之和为110,所有项之和为187,那么它的项数为________. [答案] 11[解析] ∵a 1+a 2+a 3+a 4=26,a n +a n -1+a n -2+a n -3=110,∴a 1+a n =26+1104=34,又∵S n =n a 1+a n2=187,∴n =11.12.数列{a n }:12,13+23,14+24+34,…,110+210+310+…+910,…,设b n =1a n a n +1,那么数列{b n }的前n项和S n =________.[答案]4n n +1[解析] 由条件知a n =1n +1+2n +1+…+n n +1=n2, ∴b n =4nn +1=4⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,∴S n =4[(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)]=4n n +1. 13.(09·)函数f (x )=sin x +tan x .项数为27的等差数列{a n }满足a n ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,且公差d ≠0.假设f (a 1)+f (a 2)+…+f (a 27)=0,那么当k =_______________时,f (a k )=0.[答案] 14[解析] ∵f (x )=sin x +tan x 为奇函数,且在x =0处有定义,∴f (0)=0. ∵{a n }为等差数列且d ≠0, 且f (a 1)+f (a 2)+…+f (a 27)=0,∴a n (1≤n ≤27,n ∈N *)对称分布在原点及原点两侧∴f (a 14)=0. ∴k =14.14.给定81个数排成如下列图的数表,假设每行9个数与每列的9个数按表中顺序构成等差数列,且表中正中间一个数a 55=5,那么表中所有数之和为______.a 11 a 12 … a 19 a 21 a 22 … a 29… … … …a 91 a 92 … a 99[答案] 405[解析] S =(a 11+…+a 19)+…+(a 91+…+a 99)=9(a 15+a 25+…+a 95)=9×9×a 55=405. 三、解答题15.(09·)数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+2n ,数列{b n }的前n 项和T n =2-b n .(1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)设c n =a n 2·b n ,证明:当且仅当n ≥3时,c n +1<c n .[解析] (1)a 1=S 1=4,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n (n +1)-2(n -1)n =4n . 又a 1=4适合上式,∴a n =4n (n ∈N *).将n =1代入T n =2-b n ,得b 1=2-b 1, ∴T 1=b 1=1.当n ≥2时,T n -1=2-b n -1,T n =2-b n , ∴b n =T n -T n -1=b n -1-b n ,∴b n =12b n -1, ∴b n =21-n.(2)解法1:由c n =a n 2·b n =n 2·25-n,得c n +1c n =12⎝⎛⎭⎫1+1n 2. 当且仅当n ≥3时,1+1n ≤43<2,即c n +1<c n .解法2:由c n =a n 2·b n =n 2·25-n得,c n +1-c n =24-n [(n +1)2-2n 2]=24-n[-(n -1)2+2].当且仅当n ≥3时,c n +1-c n <0,即c n +1<c n .16.(2021·)等差数列{a n }满足:a 3=7,a 5+a 7=26,{a n }的前n 项和为S n . (1)求a n 及S n ; (2)令b n =1a n 2-1(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和T n . [分析] (1)由条件和等差数列的通项公式可列出关于a 1、d 的方程组解出a 1和d ,代入通项公式及前n 项和公式可求得a n ,S n .(2)由a n 可得b n ,观察b n 的结构特点可裂项求和.[解析] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 3=7,a 5+a 7=26, 所以有⎩⎨⎧a 1+2d =72a 1+10d =26,解得a 1=3,d =2,所以a n =3+2(n -1)=2n +1;S n =3n +n n -12×2(2)由(1)知a n =2n +1,所以b n =1a n 2-1=12n +12-1=14·1n n +1=14·⎝⎛⎭⎫1n -1n +1, 所以T n =14·⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1 =14·⎝⎛⎭⎫1-1n +1=n4n +1, 即数列{b n }的前n 项和T n =n 4n +1.[点评] 数列在高考中主要考查等差、等比数列的定义、性质以及数列求和,解决此类题目要注意合理选择公式,对于数列求和应掌握经常使用的方法,如:裂项、叠加、累积.此题应用了裂项求和.17.(文)数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且满足2S n =a n 2+n -4.(1)求证{a n }为等差数列; (2)求{a n }的通项公式.[分析] 利用a n 与S n 的关系及条件式可消去S n (或a n ),得到a n 与a n -1(或S n 与S n -1)的关系式,考虑待求问题,故应消去S n .[解析] (1)当n =1时,有2a 1=a 12+1-4,即a 12-2a 1-3=0,解得a 1=3(a 1=-1舍去).当n ≥2时,有2S n -1=a n -12+n -5,又2S n =a n 2+n -4,两式相减得2a n =a n 2-a n -12+1,即a n 2-2a n +1=a n -12,也即(a n -1)2=a n -12,因此a n -1=a n -1或a n -1=-a n -1.假设a n -1=-a n -1,那么a n +a n -1=1,而a 1=3,所以a 2=-2这与数列{a n }的各项均为正数相矛盾,所以a n -1=a n -1,即a n -a n -1=1,因此{a n }为等差数列.(2)由(1)知a 1=3,d =1,所以数列{a n }的通项公式a n =3+(n -1)=n +2,即a n =n +2. (理)(2021·全国)设数列{a n }满足a 1=2,a n +1-a n =3·22n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和S n . [解析] (1)由得,当n ≥1时,a n +1=[(a n +1-a n )+(a n -a n -1)+…+(a 2-a 1)]+a 1=3(22n -1+22n -3+…+2)+2=22(n +1)-1.而a 1=2,所以数列{a n }的通项公式为a n =22n -1.(2)由b n =na n =n ·22n -1知S n =1·2+2·23+3·25+…+n ·22n -1.①从而22·S n =1·23+2·25+3·27+…+n ·22n +1.②(1-22)S n =2+23+25+…+22n -1-n ·22n +1.=23(4n -1)-n ·22n +1 =13(22n +1-2-3n ·22n +1) =13[(1-3n )2n +1-2] ∴S n =19[(3n -1)22n +1+2].。
2019届高考大一轮复习备考资料之数学人教A版全国用讲

§6.2 等差数列及其前n 项和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. 2.等差数列的通项公式如果等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,那么它的通项公式是a n =a 1+(n -1)d . 3.等差中项由三个数a ,A ,b 组成的等差数列可以看成最简单的等差数列.这时,A 叫做a 与b 的等差中项.4.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n . (3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d . (4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(5)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列. (6)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…构成等差数列. 5.等差数列的前n 项和公式设等差数列{a n }的公差为d ,其前n 项和S n =n (a 1+a n )2 或S n =na 1+n (n -1)2d .6.等差数列的前n 项和公式与函数的关系 S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 7.等差数列的前n 项和的最值在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值. 知识拓展等差数列的四种判断方法(1)定义法:a n +1-a n =d (d 是常数)⇔{a n }是等差数列. (2)等差中项法:2a n +1=a n +a n +2 (n ∈N *)⇔{a n }是等差数列. (3)通项公式:a n =pn +q (p ,q 为常数)⇔{a n }是等差数列. (4)前n 项和公式:S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)⇔{a n }是等差数列.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一个数列从第二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.( × )(2)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( √ )(3)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( × ) (4)已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n ,则它的公差为-2.( √ )(5)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( √ )(6)已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列.( √ ) 题组二 教材改编2.[P46A 组T2]设数列{a n }是等差数列,其前n 项和为S n ,若a 6=2且S 5=30,则S 8等于( ) A .31 B .32 C .33 D .34答案 B解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d =2,5a 1+10d =30,解得⎩⎨⎧a 1=263,d =-43,∴S 8=8a 1+8×72d =32.3.[P39T5]在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=450,则a 2+a 8=________. 答案 180解析 由等差数列的性质,得a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=450,∴a 5=90,∴a 2+a 8=2a 5=180. 题组三 易错自纠4.一个等差数列的首项为125,从第10项起开始比1大,则这个等差数列的公差d 的取值范围是( ) A .d >875B .d <325C.875<d <325D.875<d ≤325答案 D解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 10>1,a 9≤1,即⎩⎨⎧125+9d >1,125+8d ≤1,所以875<d ≤325.故选D.5.若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大. 答案 8解析 因为数列{a n }是等差数列,且a 7+a 8+a 9=3a 8>0,所以a 8>0.又a 7+a 10=a 8+a 9<0,所以a 9<0.故当n =8时,其前n 项和最大.6.一物体从1 960 m 的高空降落,如果第1秒降落4.90 m ,以后每秒比前一秒多降落9.80 m ,那么经过________秒落到地面. 答案 20解析 设物体经过t 秒降落到地面.物体在降落过程中,每一秒降落的距离构成首项为4.90,公差为9.80的等差数列. 所以4.90t +12t (t -1)×9.80=1 960,即4.90t 2=1 960,解得t =20.题型一 等差数列基本量的运算1.(2017·全国Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为( ) A .1 B .2 C .4 D .8 答案 C解析 设{a n }的公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧(a 1+3d )+(a 1+4d )=24,6a 1+6×52d =48,解得d =4.故选C.2.(2016·全国Ⅰ)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于( ) A .100 B .99 C .98 D .97 答案 C解析 由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98,故选C.思维升华 等差数列运算问题的通性通法(1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a 1和公差d ,然后由通项公式或前n 项和公式转化为方程(组)求解.(2)等差数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题. 题型二 等差数列的判定与证明典例 已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *).(1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由. (1)证明 因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *),所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52.所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列.(2)解 由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7,则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数. 所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3. 引申探究本例中,若将条件变为a 1=35,na n +1=(n +1)a n +n (n +1),试求数列{a n }的通项公式.解 由已知可得a n +1n +1=a n n +1,即a n +1n +1-a n n=1,又a 1=35,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以a 11=35为首项,1为公差的等差数列,∴a n n =35+(n -1)·1=n -25,∴a n =n 2-25n . 思维升华 等差数列的四个判定方法(1)定义法:证明对任意正整数n 都有a n +1-a n 等于同一个常数. (2)等差中项法:证明对任意正整数n 都有2a n +1=a n +a n +2.(3)通项公式法:得出a n =pn +q 后,再根据定义判定数列{a n }为等差数列.(4)前n 项和公式法:得出S n =An 2+Bn 后,再使用定义法证明数列{a n }为等差数列. 跟踪训练 若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0, 得S n -S n -1=-2S n S n -1,∴1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列.(2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1).当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n=⎩⎨⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.题型三 等差数列性质的应用命题点1 等差数列项的性质典例 已知{a n },{b n }都是等差数列,若a 1+b 10=9,a 3+b 8=15,则a 5+b 6=________. 答案 21解析 因为{a n },{b n }都是等差数列,所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6,所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6),即2×15=9+(a 5+b 6),解得a 5+b 6=21. 命题点2 等差数列前n 项和的性质典例 (1)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于( ) A .63 B .45 C .36 D .27 答案 B解析 由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列,即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6), 得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,故选B.(2)已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 018=________.答案 6 054解析 由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0182 018=S 11+2 017d =-2 014+2 017=3, ∴S 2 018=3×2 018=6 054. 思维升华 等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a m +a n =a p +a q . (2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1); ②S 2n -1=(2n -1)a n .跟踪训练 (1)在等差数列{a n }中,已知a 4+a 8=16,则该数列前11项和S 11等于( ) A .58 B .88 C .143 D .176 答案 B解析 S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 4+a 8)2=11×162=88. (2)等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7等于( )A.3727 B.1914 C.3929 D.43答案 A解析 a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=a 1+a 132×13b 1+b 132×13=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.等差数列的前n 项和及其最值考点分析 公差不为0的等差数列,求其前n 项和与最值在高考中时常出现,题型有小题,也有大题,难度不大.典例1 (1)在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 7+a 9)=54,则此数列前10项的和S 10等于( ) A .45 B .60 C .75D .90(2)在等差数列{a n }中,S 10=100,S 100=10,则S 110=________. 解析 (1)由题意得a 3+a 8=9,所以S 10=10(a 1+a 10)2=10(a 3+a 8)2=10×92=45.(2)方法一 设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则⎩⎨⎧10a 1+10×92d =100,100a 1+100×992d =10,解得⎩⎨⎧a 1=1 099100,d =-1150.所以S 110=110a 1+110×1092d =-110.方法二 因为S 100-S 10=(a 11+a 100)×902=-90,所以a 11+a 100=-2, 所以S 110=(a 1+a 110)×1102=(a 11+a 100)×1102=-110.答案 (1)A (2)-110典例2 在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n 项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 取得最大值,并求出它的最大值. 规范解答解 ∵a 1=20,S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142d ,∴d =-53.方法一 由a n =20+(n -1)×⎝⎛⎭⎫-53=-53n +653, 得a 13=0.即当n ≤12时,a n >0,当n ≥14时,a n <0. ∴当n =12或n =13时,S n 取得最大值, 且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝⎛⎭⎫-53=130.方法二 S n =20n +n (n -1)2·⎝⎛⎭⎫-53 =-56n 2+1256n=-56⎝⎛⎭⎫n -2522+3 12524. ∵n ∈N *,∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130. 方法三 由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0. ∴5a 13=0,即a 13=0.∴当n =12或n =13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.1.(2018·济南质检)在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6等于( ) A .-1 B .0 C .1 D .6答案 B解析 因为数列是等差数列,a 2=4,2a 4=a 2+a 6=4,所以a 6=0,故选B.2.(2018·日照模拟)由公差为d 的等差数列a 1,a 2,a 3,…组成的新数列a 1+a 4,a 2+a 5,a 3+a 6,…是( ) A .公差为d 的等差数列 B .公差为2d 的等差数列 C .公差为3d 的等差数列 D .非等差数列 答案 B解析 设新数列a 1+a 4,a 2+a 5,a 3+a 6,…的第n 项是b n ,则b n =a n +a n +3=2a 1+(n -1)d +(n +2)d =2a 1+(2n +1)d ,∴b n +1-b n =2d ,∴新数列是以2d 为公差的等差数列,故选B. 3.(2017·宁德一模)若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 2=3a 4-6,则S 9等于( ) A .54 B .50 C .27 D .25 答案 C解析 数列{a n }为等差数列,设公差为d ,则a 4=a 2+2d ,∴a 2=3(a 2+2d )-6,∴2a 2+6d -6=0,∴a 2+3d =3,即a 5=3,则S 9=(a 1+a 9)×92=9×a 5=27.故选C.4.(2017·河南百校联盟模拟)等差数列{a n }中,S n 是其前n 项和,a 1=-9,S 99-S 77=2,则S 10等于( ) A .0 B .-9 C .10 D .-10 答案 A解析 设公差为d ,∵S 99-S 77=2,∴9-12d -7-12d =2,∴d =2,∵a 1=-9,∴S 10=10×(-9)+10×92×2=0,故选A.5.(2017·唐山统考)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 11=22,则a 3+a 7+a 8等于( ) A .18 B .12 C .9 D .6答案 D解析 由题意得S 11=11(a 1+a 11)2=11(2a 1+10d )2=22,即a 1+5d =2,所以a 3+a 7+a 8=a 1+2d+a 1+6d +a 1+7d =3(a 1+5d )=6,故选D.6.(2017·湖南省湘中名校联考)若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,则使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是( ) A .2 016 B .2 017 C .4 032 D .4 033答案 C解析 因为a 1>0,a 2 016+a 2 017>0,a 2 016·a 2 017<0,所以d <0,a 2 016>0,a 2 017<0,所以S 4 032=4 032(a 1+a 4 032)2=4 032(a 2 016+a 2 017)2>0,S 4 033=4 033(a 1+a 4 033)2=4 033a 2 017<0,所以使前n 项和S n >0成立的最大正整数n 是4 032,故选C.7.(2017·安徽省安师大附中、马鞍山二中阶段性测试)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 2+S 3=4,a 3+S 5=12,则a 4+S 7的值是________. 答案 24解析 由a 2+S 3=4及a 3+S 5=12,得⎩⎪⎨⎪⎧4a 1+4d =4,6a 1+12d =12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=0,d =1,∴a 4+S 7=8a 1+24d =24.8.等差数列{a n }中的a 4,a 2 016是3x 2-12x +4=0的两根,则14log a 1 010=________.答案 -12解析 因为a 4和a 2 016是3x 2-12x +4=0的两根,所以a 4+a 2 016=4.又a 4,a 1 010,a 2 016成等差数列,所以2a 1 010=a 4+a 2 016,即a 1 010=2,所以14log a 1 010=-12.9.(2017·郑州模拟)《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有女子善织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布.若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布,则该女最后一天织________尺布.答案 21解析 由题意得,织女每天所织的布的尺数依次排列形成一个等差数列,设为{a n },其中a 1=5,前30项和为390,于是有30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,即该织女最后一天织21尺布. 10.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N *),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 答案 130解析 由a n =2n -10(n ∈N *)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.11.(2016·全国Ⅱ)等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.解 (1)设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+5d =4,a 1+5d =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,d =25.所以{a n }的通项公式为a n =2n +35. (2)由(1)知,b n =⎣⎡⎦⎤2n +35. 当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1; 当n =4,5时,2≤2n +35<3,b n =2; 当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3; 当n =9,10时,4≤2n +35<5,b n =4. 所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.12.(2018·贵州质检)已知数列{a n }的各项均为正数,前n 项和为S n ,且满足2S n =a 2n +n -4(n ∈N *).(1)求证:数列{a n }为等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n =1时,有2a 1=a 21+1-4,即a 21-2a 1-3=0,解得a 1=3(a 1=-1舍去).当n ≥2时,有2S n -1=a 2n -1+n -5,又2S n =a 2n +n -4,两式相减得2a n =a 2n -a 2n -1+1,即a 2n -2a n +1=a 2n -1,也即(a n -1)2=a 2n -1,因此a n -1=a n -1或a n -1=-a n -1.若a n -1=-a n -1,则a n +a n -1=1.而a 1=3,所以a 2=-2,这与数列{a n }的各项均为正数相矛盾, 所以a n -1=a n -1,即a n -a n -1=1,因此数列{a n }是首项为3,公差为1的等差数列.(2)解 由(1)知a 1=3,d =1,所以数列{a n }的通项公式a n =3+(n -1)×1=n +2, 即a n =n +2.13.(2017·郑州一模)设数列{a n }满足:a 1=1,a 2=3,且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是______.答案 245解析 ∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245. 14.已知数列{a n }中,a 1=1且1a n +1=1a n +13(n ∈N *),则a 10=________. 答案 14解析 ∵1a n +1=1a n +13,∴1a n +1-1a n =13, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1a 1=1为首项,13为公差的等差数列, ∴1a 10=1a 1+(10-1)×13=1+3=4, 故a 10=14.15.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =________. 答案 5解析 ∵数列{a n }为等差数列,且前n 项和为S n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列. ∴S m -1m -1+S m +1m +1=2S m m ,即-2m -1+3m +1=0, 解得m =5,经检验符合题意.16.(2017·保定一模)设等差数列{a n }满足a 1=1,a n >0(n ∈N *),其前n 项和为S n ,若数列{S n }也为等差数列,则S n +10a 2n的最大值是________. 答案 121解析 设数列{a n }的公差为d ,由题意得2S 2=S 1+S 3,因为a 1=1,所以22a 1+d =a 1+3a 1+3d , 化简可得d =2a 1=2,所以a n =1+(n -1)×2=2n -1,S n =n +n (n -1)2×2=n 2, 所以S n +10a 2n =(n +10)2(2n -1)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫n +102n -12 =⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12(2n -1)+2122n -12 =14⎝⎛⎭⎫1+212n -12. 又⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝⎛⎭⎫1+212n -12为单调递减数列, 所以S n +10a 2n ≤S 11a 21=112=121.。
2019年高考数学(理)一轮复习第六章 数列习题及答案

第六章⎪⎪⎪列第一节列的概念与简单表示突破点(一) 列的通项公式1.列的定义按照一定顺序排列的一列称为列.列中的每一个叫做这个列的项,列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的称为这个列的第一项(通常也叫做首项).2.列的通项公式如果列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子表示,那么这个公式叫做这个列的通项公式.3.列的递推公式如果已知列{a n }的第一项(或前几项),且任何一项a n 与它的前一项a n -1(或前几项)间的关系可以用一个式子表示,即a n =f (a n -1)(或a n =f (a n -1,a n -2)等),那么这个式子叫做列{a n }的递推公式.4.S n 与a n 的关系已知列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,这个关系式对任意列均成立.本节主要包括2个知识点: 1.列的通项公式;2.列的单调性.[例1] 写出下面各列的一个通项公式: (1)3,5,7,9,…;(2)12,34,78,1516,3132,…;(3)-1,32,-13,34,-15,36,…;(4)3,33,333,3 333,….[解] (1)各项减去1后为正偶,所以a n =2n +1.(2)每一项的分子比分母少1,而分母组成列21,22,23,24,…,所以a n =2n -12n .(3)奇项为负,偶项为正,故通项公式中含因式(-1)n ;各项绝对值的分母组成列1,2,3,4,…;而各项绝对值的分子组成的列中,奇项为1,偶项为3,即奇项为2-1,偶项为2+1,所以a n =(-1)n ·2+-nn.也可写为a n=⎩⎪⎨⎪⎧-1n,n 为正奇,3n ,n 为正偶.(4)将列各项改写为93,993,9993,9 9993,…,分母都是3,而分子分别是10-1,102-1,103-1,104-1,…,所以a n=13(10n-1).[方法技巧]由列的前几项求通项公式的思路方法给出列的前几项求通项时,需要注意观察列中各项与其序号之间的关系,在所给列的前几项中,先看看哪些部分是变的,哪些是不变的,再探索各项中变部分与序号间的关系,主要从以下几个方面考虑:(1)分式形式的列,分子、分母分别求通项,较复杂的还要考虑分子、分母的关系.(2)若第n项和第n+1项正负交错,那么符号用(-1)n或(-1)n +1或(-1)n-1调控.(3)熟悉一些常见列的通项公式.(4)对于较复杂列的通项公式,其项与序号之间的关系不容易发现,这就需要将列各项的结构形式加以变形,可使用添项、通分、分割等方法,将列的各项分解成若干个常见列对应项的“和”“差”“积”“商”后再进行归纳.利用a n与S n的关系求通项[例2] n n n(1)S n=2n2-3n;(2)S n=3n+b.[解] (1)a1=S1=2-3=-1,当n≥2时,a n=S n-S n-1=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,由于a 1也适合此等式,所以{a n }的通项公式为a n =4n -5. (2)a 1=S 1=3+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +b )-(3n -1+b )=2×3n -1. 当b =-1时,a 1适合此等式. 当b ≠-1时,a 1不适合此等式. 所以当b =-1时,a n =2×3n -1;当b ≠-1时,a n =⎩⎪⎨⎪⎧3+b ,n =1,2×3n -1,n ≥2.[方法技巧]已知S n 求a n 的三个步骤(1)先利用a 1=S 1求出a 1.(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式.(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段写.利用递推关系求通项[例3] (1)已知列{a n }满足a 1=2,a n +1=a n +1n 2+n ,则a n =________;(2)若列{a n }满足a 1=23,a n +1=nn +1a n ,则通项a n =________;(3)若列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +3,则a n =________; (4)若列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a na n +2,则a n =________.[解析] (1)由条件知a n +1-a n =1n 2+n =1nn +=1n -1n +1, 则(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)=⎝⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+1n -1-1n ,即a n -a 1=1-1n ,又∵a 1=12,∴a n =1-1n +12=32-1n.(2)由a n +1=nn +1a n (a n ≠0),得a n +1a n =nn +1,故a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1 =n -1n ·n -2n -1·…·12·23=23n. (3)设递推公式a n +1=2a n +3可以转为a n +1-t =2(a n -t ),即a n+1=2a n -t ,则t =-3. 故a n +1+3=2(a n +3).令b n =a n +3,则b 1=a 1+3=4,b n ≠0,且b n +1b n =a n +1+3a n +3=2. 所以{b n }是以4为首项,2为公比的等比列. 所以b n =4×2n -1=2n +1, 即a n =2n +1-3.(4)∵a n +1=2a na n +2,a 1=1,∴a n ≠0, ∴1a n +1=1a n +12, 即1a n +1-1a n =12, 又a 1=1,则1a 1=1, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差列. ∴1a n =1a 1+(n -1)×12=n 2+12, ∴a n =2n +1. [答案] (1)32-1n (2)23n (3)2n +1-3 (4)2n +1[方法技巧]由递推关系式求通项公式的常用方法(1)已知a 1且a n -a n -1=f (n ),可用“累加法”求a n .(2)已知a 1且a na n -1=f (n ),可用“累乘法”求a n .(3)已知a 1且a n +1=qa n +b ,则a n +1+k =q (a n +k )(其中k 可由待定系法确定),可转为等比列{a n +k }.(4)形如a n +1=Aa nBa n +C(A ,B ,C 为常)的列,可通过两边同时取倒的方法构造新列求解.(5)形如a n +1+a n =f (n )的列,可将原递推关系改写成a n +2+a n +1=f (n +1),两式相减即得a n +2-a n =f (n +1)-f (n ),然后按奇偶分类讨论即可.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]已知n ∈N *,给出4个表达式:①a n =⎩⎪⎨⎪⎧0,n 为奇,1,n 为偶,②a n =1+-n2,③a n =1+cos n π2,④a n =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin n π2.其中能作为列:0,1,0,1,0,1,0,1,…的通项公式的是( )A .①②③B .①②④C .②③④D .①③④解析:选A 检验知①②③都是所给列的通项公式.2.[考点一]列1,-58,715,-924,…的一个通项公式是( )A .a n =(-1)n +12n -1n 2+n(n ∈N *)B .a n =(-1)n -12n +1n 3+3n(n ∈N *)C .a n =(-1)n +12n -1n 2+2n(n ∈N *)D .a n =(-1)n -12n +1n 2+2n(n ∈N *)解析:选D 所给列各项可写成:31×3,-52×4,73×5,-94×6,…,通过对比各选项,可知选D.3.[考点二]已知列{a n }的前n 项和为S n =n 2-2n +2,则列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n -3B .a n =2n +3C .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -3,n ≥2D .a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n +3,n ≥2解析:选C 当n =1时,a 1=S 1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3,由于n =1时a 1的值不适合n ≥2的解析式,故{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -3,n ≥2.4.[考点三]设列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1,求列{a n }的通项公式.解:由题意有a 2-a 1=2,a 3-a 2=3,…,a n -a n -1=n (n ≥2). 以上各式相加,得a n -a 1=2+3+…+n =n -+n2=n 2+n -22.又∵a 1=1,∴a n =n 2+n2(n ≥2).∵当n =1时也满足此式, ∴a n =n 2+n2(n ∈N *).5.[考点三]若列{a n }满足:a 1=1,a n +1=a n +2n ,求列{a n }的通项公式.解:由题意知a n +1-a n =2n ,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+2+1=1-2n1-2=2n -1.又因为当n =1时满足此式,所以a n =2n -1.突破点(二) 列的单调性列的分类[例1] 已知列{a n }的前n 项和为S n ,常λ>0,且λa 1a n =S 1+S n 对一切正整n 都成立.(1)求列{a n }的通项公式;(2)设a 1>0,λ=100.当n 为何值时,列⎩⎨⎧⎭⎬⎫lg 1a n 的前n 项和最大?[解] (1)取n =1,得λa 21=2S 1=2a 1, 即a 1(λa 1-2)=0.若a 1=0,则S n =0,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=0-0=0, 所以a n =0.若a 1≠0,则a 1=2λ,当n ≥2时,2a n =2λ+S n,2a n -1=2λ+S n -1,两式相减得2a n -2a n -1=a n ,所以a n =2a n -1(n ≥2),从而列{a n }是等比列, 所以a n =a 1·2n -1=2λ·2n -1=2nλ.综上,当a 1=0时,a n =0; 当a 1≠0时,a n =2nλ.(2)当a 1>0且λ=100时,令b n =lg 1a n,由(1)知b n =lg 1002n =2-n lg 2.所以列{b n }是单调递减的等差列(公差为-lg 2). 则b 1>b 2>…>b 6=lg 10026=lg 10064>lg 1=0,当n ≥7时,b n ≤b 7=lg 10027=lg 100128<lg 1=0,故当n =6时,列⎩⎨⎧⎭⎬⎫lg 1a n 的前n 项的和最大.[方法技巧]1.判断列单调性的两种方法 (1)作差比较法a n +1-a n >0⇔列{a n }是单调递增列;a n +1-a n <0⇔列{a n }是单调递减列;a n +1-a n =0⇔列{a n }是常列.(2)作商比较法①当a n >0时,a n +1a n >1⇔列{a n }是单调递增列;a n +1a n<1⇔列{a n }是单调递减列;a n +1a n=1⇔列{a n }是常列.②当a n <0时,a n +1a n >1⇔列{a n }是单调递减列;a n +1a n<1⇔列{a n }是单调递增列;a n +1a n=1⇔列{a n }是常列.2.求列最大项或最小项的方法(1)可以利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≤a n ,a n ≥a n +1(n ≥2)找到列的最大项;(2)利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≥a n ,a n ≤a n +1(n ≥2)找到列的最小项.利用列的单调性求参的取值范围[例2] 已知函f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-a x +2,x ≤2,a 2x 2-9x +11,x >2(a >0,且a ≠1),若列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),且{a n }是递增列,则实a 的取值范围是( )A .(0,1) B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫83,3 C .(2,3)D .(1,3)[解析]因为{a n }是递增列,所以⎩⎪⎨⎪⎧3-a >0,a >1,-a+2≤a ,解得83≤a <3,所以实a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫83,3.[答案] B[方法技巧]已知列的单调性求参取值范围的两种方法(1)利用列的单调性构建不等式,然后将其转为不等式的恒成立问题进行解决,也可通过分离参将其转为最值问题处.(2)利用列与函之间的特殊关系,将列的单调性转为相应函的单调性,利用函的性质求解参的取值范围,但要注意列通项中n 的取值范围.能力练通 抓应用体验的“得”与“失” 1.[考点一]设a n =-3n 2+15n -18,则列{a n }中的最大项的值是( )A.163 B.133 C .4D .0解析:选D a n =-3⎝⎛⎭⎪⎫n -522+34,由二次函性质,得当n =2或n=3时,a n 取最大值,最大值为a 2=a 3=0.故选D.2.[考点一]若列{a n }满足:a 1=19,a n +1=a n -3,则列{a n }的前n 项和值最大时,n 的值为( )A .6B .7C .8D .9解析:选B ∵a 1=19,a n +1-a n =-3,∴列{a n }是以19为首项,-3为公差的等差列,∴a n =19+(n -1)×(-3)=22-3n ,则a n 是递减列.设{a n }的前k项和值最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧a k ≥0,a k +1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧22-3k ≥0,22-k +,∴193≤k ≤223,∵k ∈N *,∴k =7.∴满足条件的n 的值为7.3.[考点二]已知{a n }是递增列,且对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立,则实λ的取值范围是________.解析:∵对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立, ∴a n +1-a n =(n +1)2+λ(n +1)-n 2-λn =2n +1+λ. 又∵{a n }是递增列,∴a n +1-a n >0,且当n =1时,a n +1-a n 最小, ∴a n +1-a n ≥a 2-a 1=3+λ>0,∴λ>-3. 答案:(-3,+∞)4.[考点一、二]已知列{a n }中,a n =1+1a +n -(n ∈N *,a∈R ,且a ≠0).(1)若a =-7,求列{a n }中的最大项和最小项的值; (2)若对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,求a 的取值范围. 解:(1)∵a n =1+1a +n -(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0),又∵a =-7,∴a n =1+12n -9.结合函f (x )=1+12x -9的单调性,可知1>a 1>a 2>a 3>a 4,a 5>a 6>a 7>…>a n >1(n ∈N *). ∴列{a n }中的最大项为a 5=2,最小项为a 4=0.(2)a n =1+1a +n -=1+12n -2-a 2.∵对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,结合函f (x )=1+12x -2-a 2的单调性,知5<2-a2<6,∴-10<a <-8.故a 的取值范围为(-10,-8).[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2015·新课标全国卷Ⅱ)设S n 是列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n =________.解析:∵a n +1=S n +1-S n ,a n +1=S n S n +1, ∴S n +1-S n =S n S n +1. ∵S n ≠0,∴1S n -1S n +1=1,即1S n +1-1S n=-1.又1S 1=-1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为-1,公差为-1的等差列. ∴1S n =-1+(n -1)×(-1)=-n ,∴S n =-1n.答案:-1n2.(2014·新课标全国卷Ⅱ)列 {a n }满足 a n +1=11-a n, a 8=2,则a 1 =________.解析:将a 8=2代入a n +1=11-a n ,可求得a 7=12;再将a 7=12代入a n +1=11-a n ,可求得a 6=-1;再将a 6=-1代入a n +1=11-a n,可求得a 5=2;由此可以推出列{a n }是一个周期列,且周期为3,所以a 1=a 7=12. 答案:123.(2013·新课标全国卷Ⅰ)若列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n =________.解析:当n =1时,由已知S n =23a n +13,得a 1=23a 1+13,即a 1=1;当n ≥2时,由已知得到S n -1=23a n -1+13,所以a n =S n -S n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫23a n +13-⎝ ⎛⎭⎪⎫23a n -1+13=23a n -23a n -1,所以a n =-2a n -1,所以列{a n }为以1为首项,以-2为公比的等比列,所以a n =(-2)n -1.答案:(-2)n -14.(2016·全国丙卷)已知各项都为正的列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3;(2)求{a n }的通项公式.解:(1)由题意可得a 2=12,a 3=14.(2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0得 2a n +1(a n +1)=a n (a n +1).因此{a n}的各项都为正,所以a n+1a n=12.故{a n}是首项为1,公比为12的等比列,因此a n=12n-1.[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考[练基础小题——强运算能力]1.列1,23,35,47,59,…的一个通项公式a n=( )A.n2n+1B.n2n-1C.n2n-3D.n2n+3解析:选 B 由已知得,列可写成11,23,35,…,故该列的一个通项公式为n2n-1.2.设列{a n}的前n项和S n=n2+n,则a4的值为( )A.4 B.6 C.8 D.10解析:选C a4=S4-S3=20-12=8.3.已知列{a n}满足a1=1,a n+1a n=2n(n∈N*),则a10=( ) A.64 B.32 C.16 D.8解析:选B ∵a n+1a n=2n,∴a n+2a n+1=2n+1,两式相除得a n+2a n=2.又a1a2=2,a1=1,∴a2=2.则a10a8·a8a6·a6a4·a4a2=24,即a10=25=32.4.在列{a n}中,a1=1,a n a n-1=a n-1+(-1)n(n≥2,n∈N*),则a3 a5的值是( )A.1516B.158C.34D.38解析:选C 由已知得a 2=1+(-1)2=2,∴2a 3=2+(-1)3,a 3=12,∴12a 4=12+(-1)4,a 4=3,∴3a 5=3+(-1)5,∴a 5=23,∴a 3a 5=12×32=34. 5.现定义a n =5n+⎝ ⎛⎭⎪⎫15n ,其中n ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫110,15,12,1,则a n 取最小值时,n 的值为________.解析:令5n=t >0,考虑函y =t +1t,易知其在(0,1]上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,且当t =1时,y 的值最小,再考虑函t =5x,当0<x ≤1时,t ∈(1,5],则可知a n =5n+⎝ ⎛⎭⎪⎫15n在(0,1]上单调递增,所以当n =110时,a n 取得最小值.答案:110[练常考题点——检验高考能力]一、选择题1.已知列{a n }的前n 项和S n =n 2-2n ,则a 2+a 18=( ) A .36 B .35 C .34 D .33解析:选C 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -3;当n =1时,a 1=S 1=-1,所以a n =2n -3(n ∈N *),所以a 2+a 18=34.2.列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N *都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5=( )A.6116B.259C.2516D.3115解析:选A 令n =2,3,4,5,分别求出a 3=94,a 5=2516,∴a 3+a 5=6116. 3.在各项均为正的列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .若a 6=64,则a 9等于( )A .256B .510C .512D .1 024解析:选C 在各项均为正的列{a n }中,对任意m ,n ∈N *,都有a m +n =a m ·a n .∴a 6=a 3·a 3=64,a 3=8.∴a 9=a 6·a 3=64×8=512.4.已知列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整k =( )A .21B .22C .23D .24解析:选C 由3a n +1=3a n -2得a n +1=a n -23,则{a n }是等差列,又a 1=15,∴a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫473-23k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫453-23k <0,∴452<k <472,∴k =23,故选C. 5.在列{a n }中,已知a 1=2,a 2=7,a n +2等于a n a n +1(n ∈N *)的个位,则a 2 015=( )A .8B .6C .4D .2解析:选D 由题意得:a 3=4,a 4=8,a 5=2,a 6=6,a 7=2,a 8=2,a 9=4,a 10=8;所以列中的项从第3项开始呈周期性出现,周期为6,故a 2 015=a 335×6+5=a 5=2.6.如果列{a n }满足a 1=2,a 2=1,且a n -1-a n a n -1=a n -a n +1a n +1(n ≥2),则这个列的第10项等于( )A.1210 B.129 C.15D.110解析:选C ∵a n -1-a n a n -1=a n -a n +1a n +1,∴1-a n a n -1=a n a n +1-1,即a na n -1+a n a n +1=2,∴1a n -1+1a n +1=2a n ,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差列.又∵d =1a 2-1a 1=12,∴1a 10=12+9×12=5,故a 10=15. 二、填空题7.已知列{a n }中,a 1=1,若a n =2a n -1+1(n ≥2),则a 5的值是________.解析:∵a n =2a n -1+1,∴a n +1=2(a n -1+1),∴a n +1a n -1+1=2,又a 1=1,∴{a n +1}是以2为首项,2为公比的等比列,即a n +1=2×2n-1=2n ,∴a 5+1=25,即a 5=31. 答案:318.在列-1,0,19,18,…,n -2n2,…中,0.08是它的第________项.解析:令n -2n2=0.08,得2n 2-25n +50=0,即(2n -5)(n -10)=0.解得n =10或n =52(舍去).即0.08是该列的第10项.答案:109.已知列{a n }满足:a 1=1,a n +1(a n +2)=a n (n ∈N *),若b n +1=(n-p )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n +1,b 1=-p ,且列{b n }是单调递增列,则实p 的取值范围为________.解析:由题中条件,可得1a n +1=2a n+1,则1a n +1+1=21a n +1,易知1a 1+1=2≠0,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1是等比列,所以1a n +1=2n ,可得b n +1=2n (n -p ),则b n =2n -1(n -1-p )(n ∈N *),由列{b n }是单调递增列,得2n (n-p )>2n -1(n -1-p ),则p <n +1恒成立,又n +1的最小值为2,则p 的取值范围是(-∞,2).答案:(-∞,2)10.设{a n }是首项为1的正项列,且(n +1)a 2n +1-na 2n +a n +1·a n=0(n =1,2,3,…),则它的通项公式a n =________.解析:∵(n +1)a 2n +1+a n +1·a n -na 2n =0,∴(a n +1+a n )[(n +1)a n +1-na n ]=0,又a n +1+a n >0,∴(n +1)a n +1-na n =0,即a n +1a n =n n +1,∴a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·a 5a 4·…·a n a n -1=12×23×34×45×…×n -1n,∵a 1=1,∴a n =1n.答案:1n三、解答题11.已知S n 为正项列{a n }的前n 项和,且满足S n =12a 2n +12a n (n ∈N *).(1)求a 1,a 2,a 3,a 4的值; (2)求列{a n }的通项公式.解:(1)由S n =12a 2n +12a n (n ∈N *),可得a 1=12a 21+12a 1,解得a 1=1;S 2=a 1+a 2=12a 22+12a 2,解得a 2=2;同,a 3=3,a 4=4. (2)S n =12a 2n +12a n ,①当n ≥2时,S n -1=12a 2n -1+12a n -1,②①-②,整得(a n -a n -1-1)(a n +a n -1)=0. 由于a n +a n -1≠0,所以a n -a n -1=1, 又由(1)知a 1=1,故列{a n }是首项为1,公差为1的等差列,故a n =n . 12.已知列{a n }的通项公式是a n =n 2+kn +4.(1)若k =-5,则列中有多少项是负?n 为何值时,a n 有最小值?并求出最小值;(2)对于n ∈N *,都有a n +1>a n ,求实k 的取值范围. 解:(1)由n 2-5n +4<0,解得1<n <4. 因为n ∈N *,所以n =2,3, 所以列中有两项是负,即为a 2,a 3.因为a n =n 2-5n +4=⎝⎛⎭⎪⎫n -522-94,由二次函性质,得当n =2或n =3时,a n 有最小值,其最小值为a 2=a 3=-2.(2)由对于n ∈N *,都有a n +1>a n 知该列是一个递增列,又因为通项公式a n =n 2+kn +4,可以看作是关于n 的二次函,考虑到n ∈N *,所以-k 2<32,即得k >-3.所以实k 的取值范围为(-3,+∞). 第二节等差列及其前n 项和突破点(一) 等差列的性质及基本量的计算1.等差列的有关概念(1)定义:如果一个列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常,那么这个列就叫做等差列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常).(2)等差中项:列a ,A ,b 成等差列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差列的有关公式(1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d .本节主要包括3个知识点:1.等差列的性质及基本量的计算;2.等差列前n 项和及性质的应用;3.等差列的判定与证明.(2)前n项和公式:S n=na1+n n-2d=n a1+a n2.3.等差列的常用性质(1)通项公式的推广:a n=a m+(n-m)d(n,m∈N*).(2)若{a n}为等差列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则a k+a l=a m+a n.(3)若{a n}是等差列,公差为d,则{a2n}也是等差列,公差为2d.(4)若{a n}是等差列,公差为d,则a k,a k+m,a k+2m,…(k,m∈N*)是公差为md的等差列.(5)若列{a n},{b n}是公差分别为d1,d2的等差列,则列{pa n},{a n+p},{pa n+qb n}都是等差列(p,q都是常),且公差分别为pd1,d1,pd1+qd2.[例1] (1)(2016·东北师大附中摸底考试)在等差列{a n}中,a1+a5=10,a4=7,则列{a n}的公差为( )A.1 B.2C.3 D.4(2)(2016·惠州调研)已知等差列{a n}的前n项和为S n,若S3=6,a1=4,则公差d等于( )A.1 B.5 3C.-2 D.3[解析] (1)∵a1+a5=2a3=10,∴a3=5,则公差d=a4-a3=2,故选B.(2)由S 3=a1+a32=6,且a1=4,得a3=0,则d=a3-a13-1=-2,故选C.[答案] (1)B (2)C[方法技巧]1.等差列运算问题的通性通法(1)等差列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差d,然后由通项公式或前n项和公式转为方程(组)求解.(2)等差列的通项公式及前n项和公式,共涉及五个量a1,a n,d,n,S n,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想.2.等差列设项技巧若奇个成等差列且和为定值时,可设中间三项为a-d,a,a+d;若偶个成等差列且和为定值时,可设中间两项为a-d,a+d,其余各项再依据等差列的定义进行对称设元.等差列的性质[例2] (1)n396n表示列{a n}的前n项和,则S11=( )A.18 B.99C.198 D.297(2)已知{a n},{b n}都是等差列,若a1+b10=9,a3+b8=15,则a5+b6=________.[解析] (1)因为a3+a9=27-a6,2a6=a3+a9,所以3a6=27,所以a6=9,所以S11=112(a1+a11)=11a6=99.(2)因为{a n},{b n}都是等差列,所以2a3=a1+a5,2b8=b10+b6,所以2(a3+b8)=(a1+b10)+(a5+b6),即2×15=9+(a5+b6),解得a5+b6=21.[答案] (1)B (2)211.[考点一]《九章算术》是我国古代的学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何?”其意思为:“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分5钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位)这个问题中,甲所得为( )A.54钱 B.53钱C.32钱 D.43钱解析:选 D 设等差列{a n}的首项为a1,公差为d,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+d =3a 1+9d ,2a 1+d =52,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=43,d =-16,即甲得43钱,故选D.2.[考点一]设S n 为等差列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S n +2-S n =36,则n =( )A .5B .6C .7D .8解析:选 D 由题意知S n +2-S n =a n +1+a n +2=2a 1+(2n +1)d =2+2(2n +1)=36,解得n =8.3.[考点二]已知列{a n }为等差列,且a 1+a 7+a 13=π,则cos(a 2+a 12)的值为( )A.32 B .-32 C.12 D .-12解析:选D 在等差列{a n }中,因为a 1+a 7+a 13=π,所以a 7=π3,所以a 2+a 12=2π3,所以cos(a 2+a 12)=-12.故选D.4.[考点一]设S n 为等差列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=________.解析:设等差列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.所以S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.答案:-725.[考点二]设等差列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),求列{a n }的项及a 9+a 10.解:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,①a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216,∴a 1+a n =36, 又S n =n a 1+a n2=324,∴18n =324,∴n =18. ∵a 1+a n =36,n =18, ∴a 1+a 18=36,从而a 9+a 10=a 1+a 18=36.突破点(二) 等差列前n 项和及性质的应用等差列前n 项和的性质(1)列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差列,公差为m 2d . (2)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1). (3)当项为偶2n 时,S 偶-S 奇=nd ;项为奇2n -1时,S 奇-S 偶=a 中,S 奇∶S 偶=n ∶(n -1).(4){a n },{b n }均为等差列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(5)若{a n }是等差列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差列,其首项与{a n }的首项相同,公差是{a n }的公差的12.[例1] 已知{a n }为等差列,若a 1+a 2+a 3=5,a 7+a 8+a 9=10,则a 19+a 20+a 21=________.[解析] 法一:设列{}a n 的公差为d ,则a 7+a 8+a 9=a 1+6d +a 2+6d +a 3+6d =5+18d =10,所以18d =5,故a 19+a 20+a 21=a 7+12d+a 8+12d +a 9+12d =10+36d =20.法二:由等差列的性质,可知S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,…,S 21-S 18成等差列,设此列公差为D .所以5+2D =10,所以D =52.所以a 19+a 20+a 21=S 21-S 18=5+6D =5+15=20. [答案] 20[例2] n 1S n ,且S 5=S 12,则当n 为何值时,S n 有最大值?[解] 设等差列{a n }的公差为d ,由S 5=S 12得5a 1+10d =12a 1+66d ,d =-18a 1<0.法一:S n =na 1+n n -2d=na 1+n n -2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-18a 1 =-116a 1(n 2-17n )=-116a 1⎝⎛⎭⎪⎫n -1722+28964a 1,因为a 1>0,n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值. 法二:设此列的前n项和最大,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+n -⎝ ⎛⎭⎪⎫-18a 1≥0,a 1+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-18a 1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤9,n ≥8,即8≤n ≤9,又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值. 法三:由于S n =na 1+n n -2d =d2n 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2n ,设f (x )=d2x 2+⎝⎛⎭⎪⎫a 1-d 2x ,则函y =f (x )的图象为开口向下的抛物线,由S 5=S 12知,抛物线的对称轴为x =5+122=172(如图所示),由图可知,当1≤n ≤8时,S n 单调递增;当n ≥9时,S n 单调递减.又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 最大.[方法技巧]求等差列前n 项和S n 最值的三种方法(1)函法:利用等差列前n 项和的函表达式S n =an 2+bn ,通过配方结合图象借助求二次函最值的方法求解.(2)邻项变号法:①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项m 使得S n 取得最小值为S m .(3)通项公式法:求使a n ≥0(a n ≤0)成立时最大的n 值即可.一般地,等差列{a n }中,若a 1>0,且S p =S q (p ≠q ),则:①若p +q 为偶,则当n =p +q2时,S n 最大;②若p +q 为奇,则当n =p +q -12或n =p +q +12时,S n 最大.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点二]在等差列{a n }中,a 1=29,S 10=S 20,则列{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 15B .S 16C .S 15或S 16D .S 17解析:选A ∵a 1=29,S 10=S 20,∴10a 1+10×92d =20a 1+20×192d ,解得d =-2,∴S n =29n +n n -12×(-2)=-n 2+30n =-(n -15)2+225.∴当n =15时,S n 取得最大值.2.[考点二]设S n 为等差列{a n }的前n 项和,(n +1)S n <nS n +1(n ∈N *).若a 8a 7<-1,则( )A .S n 的最大值是S 8B .S n 的最小值是S 8C .S n 的最大值是S 7D .S n 的最小值是S 7 解析:选D 由(n +1)S n <nS n +1得(n +1)n a 1+a n2<nn +a 1+a n +12,整得a n <a n +1,所以等差列{a n }是递增列,又a 8a 7<-1,所以a 8>0,a 7<0,所以列{a n }的前7项为负值,即S n 的最小值是S 7.3.[考点一]已知等差列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________.解析:∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差列,且S 10=10,S 20=30,S 20-S 10=20,∴S 30-30=20×2-10=30,∴S 30=60.答案:604.[考点一]已知两个等差列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且A n B n =7n +45n +3,则使得a nb n为整的正整n 的个是________.解析:由等差列前n 项和的性质知,a n b n =A 2n -1B 2n -1=14n +382n +2=7n +19n +1=7+12n +1,故当n =1,2,3,5,11时,a nb n为整,故使得a nb n为整的正整n 的个是5.答案:55.[考点一]一个等差列的前12项的和为354,前12项中偶项的和与奇项的和的比为32∶27,则该列的公差d =________.解析:设等差列的前12项中奇项的和为S 奇,偶项的和为S 偶,等差列的公差为d .由已知条件,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇+S 偶=354,S 偶∶S 奇=32∶27,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 偶=192,S 奇=162.又S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5.答案:5突破点(三) 等差列的判定与证明等差列的判定与证明方法[典例] 已知列{a n }的前n 项和为S n ,且满足:a n +2S n S n -1=0(n ≥2,n ∈N *),a 1=12,判断{a n }是否为等差列,并说明你的由.[解] 因为a n =S n -S n -1(n ≥2),a n +2S n S n -1=0, 所以S n -S n -1+2S n S n -1=0(n ≥2). 所以1S n -1S n -1=2(n ≥2).又S 1=a 1=12,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以2为首项,2为公差的等差列.所以1S n =2+(n -1)×2=2n ,故S n =12n .所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -1n -=-12n n -, 所以a n +1=-12n n +,而a n +1-a n =-12n n +--12n n -=-12n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n -1=1nn -n +.所以当n ≥2时,a n +1-a n 的值不是一个与n 无关的常,故列{a n }不是等差列.1.若{a n }是公差为1的等差列,则{a 2n -1+2a 2n }是( ) A .公差为3的等差列 B .公差为4的等差列 C .公差为6的等差列 D .公差为9的等差列解析:选C 令b n =a 2n -1+2a 2n ,则b n +1=a 2n +1+2a 2n +2,故b n +1-b n =a 2n +1+2a 2n +2-(a 2n -1+2a 2n )=(a 2n +1-a 2n -1)+2(a 2n +2-a 2n )=2d +4d =6d =6×1=6.即{a 2n -1+2a 2n }是公差为6的等差列.2.已知列{a n }中,a 1=2,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),设b n =1a n -1(n ∈N *).求证:列{b n }是等差列.证明:∵a n =2-1a n -1,∴a n +1=2-1a n.∴b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=12-1a n-1-1a n -1=a n -1a n -1=1, ∴{b n }是首项为b 1=12-1=1,公差为1的等差列.3.已知公差大于零的等差列{}a n 的前n 项和为S n ,且满足a 3·a 4=117,a 2+a 5=22.(1)求列{a n }的通项公式; (2)若列{}b n 满足b n =S nn +c,是否存在非零实c 使得{b n }为等差列?若存在,求出c 的值;若不存在,请说明由.解:(1)∵列{}a n 为等差列,∴a 3+a 4=a 2+a 5=22.又a 3·a 4=117,∴a 3,a 4是方程x 2-22x +117=0的两实根, 又公差d >0,∴a 3<a 4,∴a 3=9,a 4=13,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =9,a 1+3d =13,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =4.∴列{a n }的通项公式为a n =4n -3. (2)由(1)知a 1=1,d =4, ∴S n =na 1+n n -2×d =2n 2-n ,∴b n =S nn +c =2n 2-nn +c,∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c ,其中c ≠0.∵列{}b n 是等差列,∴2b 2=b 1+b 3, 即62+c ×2=11+c +153+c,∴2c 2+c =0, ∴c =-12或c =0(舍去),故c =-12.即存在一个非零实c =-12,使列{b n }为等差列.[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2016·全国乙卷)已知等差列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( )A .100B .99C .98D .97解析:选 C ∵{a n }是等差列,设其公差为d ,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.又∵a 10=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =3,a 1+9d =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =1.∴a 100=a 1+99d =-1+99×1=98.故选C.2.(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知{a n }是公差为1的等差列,S n为{a n }的前n 项和,若S 8=4S 4,则a 10=( )A.172B.192 C .10 D .12 解析:选B ∵列{a n }的公差为1,∴S 8=8a 1+-2×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6.∵S 8=4S 4,∴8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =12+9=192. 3.(2013·新课标全国卷Ⅰ)设等差列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =( )A .3B .4C .5D .6解析:选C 由S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,得a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,所以等差列的公差为d =a m +1-a m =3-2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧a m =a 1+m -d =2,S m=a 1m +12m m -d =0,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+m -1=2,a 1m +12m m -=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,m =5,选C.4.(2013·新课标全国卷Ⅱ)等差列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为________.解析:由已知⎩⎪⎨⎪⎧S 10=10a 1+10×92d =0,S 15=15a 1+15×142d =25,解得a 1=-3,d=23,则nS n =n 2a 1+n 2n -2d =n 33-10n 23.由于函f (x )=x 33-10x 23在x =203处取得极小值,因而检验n =6时,6S 6=-48,而n =7时,7S 7=-49<6S 6,所以当n =7时,nS n 取最小值,最小值为-49.答案:-495.(2016·全国甲卷)S n 为等差列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =[lg a n ],其中[x ]表示不超过x 的最大整,如[0.9]=0,[lg 99]=1.(1)求b 1,b 11,b 101;(2)求列{b n }的前1 000项和.解:(1)设列{a n }的公差为d ,由已知得7+21d =28,解得d =1. 所以列{a n }的通项公式为a n =n .b 1=[lg 1]=0,b 11=[lg 11]=1,b 101=[lg 101]=2.(2)因为b n=⎩⎪⎨⎪⎧0,1≤n <10,1,10≤n <100,2,100≤n <1 000,3,n =1 000,所以列{b n }的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893. 6.(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差列?并说明由.解:(1)证明:由题设,a n a n+1=λS n-1,a n+1a n+2=λS n+1-1.两式相减得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1.由于a n+1≠0,所以a n+2-a n=λ.(2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.由(1)知,a3=λ+1.令2a2=a1+a3,解得λ=4.故a n+2-a n=4,由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差列,a2n-1=4n-3;{a2n}是首项为3,公差为4的等差列,a2n=4n-1.所以a n=2n-1,则a n+1-a n=2.因此存在λ=4,使得列{a n}为等差列.[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考[练基础小题——强运算能力]1.若等差列{a n}的前5项之和S5=25,且a2=3,则a7=( ) A.12 B.13C.14 D.15解析:选B 由S 5=a2+a42,得25=+a42,解得a4=7,所以7=3+2d,即d=2,所以a7=a4+3d=7+3×2=13.2.在等差列{a n}中,a1=0,公差d≠0,若a m=a1+a2+…+a9,则m的值为( )A.37 B.36C.20 D.19解析:选A a m=a1+a2+…+a9=9a1+9×82d=36d=a37,即m=37.3.在单调递增的等差列{a n}中,若a3=1,a2a4=34,则a1=( )A.-1 B.0C.14D.12解析:选B 由题知,a2+a4=2a3=2,又∵a2a4=34,列{a n}单调递增,∴a2=12,a4=32.∴公差d=a4-a22=12.∴a1=a2-d=0.4.设等差列{a n}的前n项和为S n,若a1=-11,a3+a7=-6,则当S n取最小值时,n等于( )A.9 B.8C.7 D.6解析:选D 设等差列{a n}的公差为d.因为a3+a7=-6,所以a5=-3,d=2,则S n=n2-12n,故当n等于6时S n取得最小值.5.已知等差列{a n}中,a n≠0,若n≥2且a n-1+a n+1-a2n=0,S2n -1=38,则n等于________.解析:∵{a n}是等差列,∴2a n=a n-1+a n+1,又∵a n-1+a n+1-a2n=0,∴2a n-a2n=0,即a n(2-a n)=0.∵a n≠0,∴a n=2.∴S2n-1=(2n-1)a n=2(2n-1)=38,解得n=10.答案:10[练常考题点——检验高考能力]一、选择题1.(2017·黄冈质检)在等差列{a n}中,如果a1+a2=40,a3+a4=60,那么a7+a8=( )A.95 B.100C.135 D.80解析:选 B 由等差列的性质可知,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8构成新的等差列,于是a7+a8=(a1+a2)+(4-1)[(a3+a4)-(a1+a2)]=40+3×20=100.2.(2017·东北三校联考)已知列{a n}的首项为3,{b n}为等差列,且b n=a n+1-a n(n∈N*),若b3=-2,b2=12,则a8=( ) A.0 B.-109C.-181 D.121解析:选B 设等差列{b n}的公差为d,则d=b3-b2=-14,因为a n+1-a n=b n,所以a8-a1=b1+b2+…+b7=b1+b72=72[(b2-d)+(b2+5d)]=-112,又a1=3,则a8=-109.3.在等差列{a n}中,a3+a5+a11+a17=4,且其前n项和为S n,则S17为( )A.20 B.17C.42 D.84解析:选B 由a3+a5+a11+a17=4,得2(a4+a14)=4,即a4+a14=2,则a 1+a17=2,故S17=a1+a172=17.4.设等差列{a n}的前n项和为S n,且a1>0,a3+a10>0,a6a7<0,则满足S n>0的最大自然n的值为( )A.6 B.7C.12 D.13解析:选C ∵a1>0,a6a7<0,∴a6>0,a7<0,等差列的公差小于零.又∵a3+a10=a1+a12>0,a1+a13=2a7<0,∴S12>0,S13<0,∴满足S n>0的最大自然n的值为12.5.设列{a n}的前n项和为S n,若S nS2n为常,则称列{a n}为“吉祥列”.已知等差列{b n}的首项为1,公差不为0,若列{b n}为“吉祥列”,则列{b n}的通项公式为( )A.b n=n-1 B.b n=2n-1C.b n=n+1 D.b n=2n+1解析:选 B 设等差列{b n}的公差为d(d≠0),S nS2n=k,因为b1=1,则n+12n(n-1)d=k⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n+12×2n n-d,即2+(n-1)d=4k+2k(2n-1)d,整得(4k-1)dn+(2k-1)(2-d)=0.因为对任意的正整n上式均成立,所以(4k-1)d=0,(2k-1)(2-d)=0,解得d=2,k=14.所以列{b n}的通项公式为b n=2n-1.6.设等差列{a n}满足a1=1,a n>0(n∈N*),其前n项和为S n,若列{S n}也为等差列,则S n+10a2n的最大值是( )A.310 B.212C.180 D.121解析:选D 设列{a n}的公差为d,依题意得2S2=S1+S3,因为a1=1,所以22a1+d=a1+3a1+3d,简可得d=2a1=2,所以a n=1+(n-1)×2=2n-1,S n=n+n n-2×2=n2,所以S n+10a2n=n +2 n-2=⎝⎛⎭⎪⎫n+102n-12=⎣⎢⎡⎦⎥⎤12n-+2122n-12=14⎝⎛⎭⎪⎫1+212n-12≤121.即S n+10a2n的最大值为121.二、填空题7.已知等差列{a n}的前n项和为S n,且满足S33-S22=1,则列{a n}的公差d是________.解析:由S33-S22=1得a1+a2+a33-a1+a22=a1+d-2a1+d2=d2=1,所以d=2.答案:28.若等差列{a n}的前17项和S17=51,则a5-a7+a9-a11+a13等于________.解析:因为S17=a1+a172×17=17a9=51,所以a9=3.根据等差列的性质知a5+a13=a7+a11,所以a5-a7+a9-a11+a13=a9=3.答案:39.在等差列{a n}中,a9=12a12+6,则列{a n}的前11项和S11等于________.解析:S 11=a1+a112=11a6,设公差为d,由a9=12a12+6得a6+3d=12(a6+6d)+6,解得a6=12,所以S11=11×12=132.答案:13210.在等差列{a n}中,a1=7,公差为d,前n项和为S n,当且仅当n=8 时S n取得最大值,则d的取值范围为________.解析:由题意,当且仅当n=8时S n有最大值,可得。
人教A版高考总复习一轮数学精品课件 第六章 数列 第二节 等差数列 (2)

故数列{an}的通项公式为an=2n.
(3)解 不等式 λ·
2 >n-5 对任意的正整数 n 恒成立,即
n
恒成立.设
-5
bn= 2 ,显然当
-4
-5
时,bn+1-bn= +1 −
2
2
的最大项是
=
-5
λ> 2 对任意的正整数
n
n≤5 时 bn≤0,当 n>5 时 bn>0,则当 n≥5
=
2 -7
2
=
(-7)
,因此当
2
n>7
方法总结解决等差数列基本量运算的思想方法
(1)方程思想:等差数列的基本量为首项a1和公差d,通常利用已知条件及通
项公式或前n项和公式列方程
(组)求解,等差数列中包含a1,d,n,an,Sn五个量,可“知三求二”.
(2)整体思想:当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a1,d表示,寻求两
.
答案 (1)13 (2)an=-2n+22
解析 (1)设数列{an}的公差为d,则S3=3a2=9,a2=3,所以
a3+a4=3+d+3+2d=12,解得d=2,所以a7=a2+5d=3+5×2=13.
(2)由
6×5
S6=6a1+ d=6a1+15d=90,得
2
2a1+5d=30.由72 =a3a9,得
数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(m∈N*)也是等差数列,公差为m2d.
(4)若数列{an}是等差数列,Sn 是{an}的前 n 项和,则{ }也是等差数列,其首项
人教版高中数学(理)高考专题复习辅导讲义(含答案解析):第六章 数列

第六章 数 列1.数列的概念和简单表示法(1)了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图象、通项公式).(2)了解数列是自变量为正整数的一类特殊函数.2.等差数列、等比数列(1)理解等差数列、等比数列的概念. (2)掌握等差数列、等比数列的通项公式与前n 项和公式.(3)能在具体的问题情境中识别数列的等差关系或等比关系,并能用等差数列、等比数列的有关知识解决相应的问题.(4)了解等差数列与一次函数的关系、等比数列与指数函数的关系.§6.1 数列的概念与简单表示法1.数列的概念 (1)定义:按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的.数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第1项(通常也叫做),排在第二位的数称为这个数列的第2项……排在第n 位的数称为这个数列的第n 项.所以,数列的一般形式可以写成,其中a n 是数列的第n 项,叫做数列的通项.常把一般形式的数列简记作{a n }.(2)通项公式:如果数列{a n }的与序号之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.(3)从函数的观点看,数列可以看作是一个定义域为正整数集N *(或它的有限子集{1,2,3,…,n })的函数,当自变量从小到大依次取值时所对应的一列________.(4)数列的递推公式:如果已知数列的第1项(或前几项),且从第二项(或某一项)开始的任一项与它的前一项(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.(5)数列的表示方法有__________、__________、__________、__________.2.数列的分类(1)数列按项数是有限还是无限来分,分为、. (2)按项的增减规律分为________、_________、_________和__________.递增数列⇔a n +1______a n ;递减数列⇔a n +1_______a n ;常数列⇔a n +1_______a n .递增数列与递减数列统称为__________.3.数列前n 项和S n 与a n 的关系已知S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧__________(n =1),__________(n ≥2).4.常见数列的通项(1)1,2,3,4,…的一个通项公式为a n =____________;(2)2,4,6,8,…的一个通项公式为a n =____________;(3)3,5,7,9,…的一个通项公式为a n =____________;(4)2,4,8,16,…的一个通项公式为a n =____________;(5)-1,1,-1,1,…的一个通项公式为a n=_________________________;(6)1,0,1,0,…的一个通项公式为a n =____________;(7)a ,b ,a ,b ,…的一个通项公式为a n =____________;(8)9,99,999,…的一个通项公式为a n =____________.注:据此,很易获得数列1,11,111;…;2,22,222,…;…;8,88,888,…的通项公式分别为19(10n -1),29(10n-1),…,89(10n -1).自查自纠:1.(1)项 首项 a 1,a 2,a 3,…,a n ,… (2)第n 项 n (3)函数值 (4)a n a n -1(5)通项公式(解析法) 列表法 图象法 递推公式2.(1)有穷数列 无穷数列 (2)递增数列 递减数列摆动数列 常数列 > < = 单调数列 3.S 1 S n -S n -14.(1)n (2)2n (3)2n +1 (4)2n(5)(-1)n(6)1+(-1)n -12(7)(a +b )+(-1)n -1(a -b )2(8)10n-1数列-1,43,-95,167,…的一个通项公式是( )A.a n =(-1)n n (n +1)2n -1B.a n =(-1)nn 22n -1C.a n =(-1)nn 22n +1D.a n =(-1)n n 3-2n 2n -1解:-1=-11,数列1,4,9,16,…对应通项n 2,数列1,3,5,7,…对应通项2n -1,数列-1,1,-1,1,…对应通项(-1)n.故选B.下列有四个命题:①数列是自变量为正整数的一类函数;②数列23,34,45,56,…的通项公式是a n =n n +1;③数列的图象是一群孤立的点;④数列1,-1,1,-1,…与数列-1,1,-1,1,…是同一数列.其中正确的个数是( )A.1B.2C.3D.4解:易知①③正确,②④不正确.故选B.若数列a n =1n +1+1n +2+…+12n,则a 5-a 4=( )A.110B.-110C.190D.1990解:a 5-a 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫16+17+…+110-(15+16+17+18)=19+110-15=190,故选C.数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1,则{a n }的通项公式为____________.解:当n =1时,a 1=S 1=4;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +1,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧4(n =1),2n +1(n ≥2).故填a n =⎩⎪⎨⎪⎧4(n =1),2n +1(n ≥2).(2014·全国课标Ⅱ)数列{a n }满足a n +1=11-a n,a 8=2,则a 1=________. 解:由递推公式a n +1=11-a n .∵a 8=2,∴a 7=12,a 6=-1,a 5=2,可得{a n }是以3为周期的数列.∴a 1=a 4=a 7=12.故填12.类型一 数列的通项公式已知数列:45,910,1617,2526,….(1)试写出该数列的一个通项公式;(2)利用你写出的通项公式判断0.98是不是这个数列中的一项.解:(1)各项的分子为22,32,42,52,…,分母比分子大1,因此该数列的一个通项公式为a n =(n +1)2(n +1)2+1. (2)不妨令(n +1)2(n +1)2+1=0.98,得n 2+2n -48=0,解得n =-8(舍)或n =6.故0.98是这个数列中的第6项a 6.点拨:①一个数列只知道前n 项,其通项公式是不能确定的,即使完全知道该数列,其通项公式的形式也不一定是惟一的,如数列1,0,1,0,…的通项公式可写成a n =1+(-1)n +12或a n =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin n π2甚至分段形式a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n 是奇数,0,n 是偶数等.②对于此类归纳猜想求通项的题目,一定要掌握一些常见数列的通项公式,如{n },{2n },{(-1)n },{2n },{n 2},{2n -1}等,在此基础之上还要掌握一定的方法,如将各项分解成若干个数的和、差、积、商,分离分子分母等.③由于数列是特殊的函数,因此判断某数是否为数列中的项,即是知a n 判断方程a n =f (n )是否有正整数解.写出下列数列的一个通项公式: (1)-1,12,-13,14,-15,…;(2)3,5,9,17,33,…; (3)3,33,333,3333,…; (4)23,-1,107,-179,2611,…. 解:(1)a n =(-1)n·1n;(2)a n =2n+1;(3)a n =13(10n-1);(4)由于-1=-55,故分母为3,5,7,9,11,…,即{2n +1},分子为2,5,10,17,26,…,即{n 2+1}.符号看作各项依次乘1,-1,1,-1,…,即{(-1)n +1},故a n =(-1)n +1·n 2+12n +1.类型二 由前n 项和公式求通项公式(1)若数列{a n }的前n 项和S n =n 2-10n ,则此数列的通项公式为a n =______________.(2)若数列{a n }的前n 项和S n =2n+1,则此数列的通项公式为a n = .解:(1)当n =1时,a 1=S 1=1-10=-9; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-10n -[(n -1)2-10(n -1)]=2n -11.当n =1时,2×1-11=-9=a 1.∴a n =2n -11. 故填2n -11.(2)当n =1时,a 1=S 1=21+1=3; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n +1)-(2n -1+1)=2n -2n -1=2n -1.综上有 a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(n =1),2n -1(n ≥2).故填⎩⎪⎨⎪⎧3(n =1),2n -1(n ≥2).点拨:任何一个数列,它的前n 项和S n 与通项a n 都存在关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1),S n -S n -1(n ≥2).若a 1适合S n -S n -1,则应把它们统一起来,否则就用分段函数表示.另外一种快速判断技巧是利用S 0是否为0来判断:若S 0=0,则a 1=S n -S n -1,否则不符合,这在解小题时比较有用.已知下列数列{a n }的前n 项和S n ,分别求它们的通项公式a n .(1)S n =2n 2+3n ; (2)S n =3n+1.解:(1)当n =1时,a 1=S 1=2×12+3×1=5;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2+3n )-[2(n -1)2+3(n -1)]=4n +1.当n =1时,4×1+1=5=a 1,∴a n =4n +1. (2)当n =1时,a 1=S 1=3+1=4;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +1)-(3n -1+1)=2×3n -1.当n =1时,2×31-1=2≠a 1,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧4(n =1),2·3n -1(n ≥2).类型三 由递推公式求通项公式写出下面各递推公式表示的数列{a n }的通项公式.(1)a 1=1,a n +1=2n·a n (n ≥1);(2)a 1=1,a n =a n -1+1n (n -1)(n ≥2).解:(1)解法一:∵a n +1=2n·a n ,∴a n +1a n=2n, ∴a 2a 1=2,a 3a 2=22,a 4a 3=23,…,a n a n -1=2n -1. 将上述n -1个式子累乘,得a na 1=21+2+3+…+(n -1),即a n =2n (n -1)2(n ∈N *). 解法二:a n +1=2n ·a n =2n ·2n -1a n -1=…=2n ·2n -1·…·22·21a 1=21+2+…+n -1+n a 1=2n (n +1)2. ∴a n =2n (n -1)2. (2)由递推关系a n =a n -1+1n (n -1)(n ≥2),有a n -a n -1=1n -1-1n (n ≥2).于是有a 2-a 1=11-12,a 3-a 2=12-13,…,a n -a n -1=1n -1-1n.将上述n -1个式子累加,得a n =2-1n.当n =1时,a 1=1也满足,故a n =2-1n(n ∈N *).点拨:已知a 1和数列递推关系求通项时,可先计算出前若干项,通过分析这些项与序号的关系,归纳猜想出数列的通项公式,但这种不完全归纳得到的结论往往需要进行验证;但对于“a na n -1=f (n )”型递推关系常用“累乘法”求通项;对于“a n -a n -1=f (n )”型递推关系常用累加法求通项;以上两种情形皆可用迭代法求通项.还须注意检验n =1时,是否适合所求.写出下面各递推公式表示的数列{a n }的通项公式.(1)a 1=1,a n =3n -1+a n -1;(2)a 1=4,a n +1=n +2na n .解:(1)由a 1=1,a n -a n -1=3n -1(n ≥2),得 a 1=1,a 2-a 1=31,a 3-a 2=32,…, a n -1-a n -2=3n -2,a n -a n -1=3n -1,以上等式两边分别相加得a n =1+3+32+…+3n -1=3n-12,n =1时,a 1=1也适合,∴a n =3n-12.也可直接利用递推公式,逐项代替等式右边出现的a n -1,直至a 1:由a n =3n -1+a n -1=3n -1+3n -2+a n -2=…=3n -1+3n -2+…+32+31+a 1=3n-12.当n =1时,a 1=1也适合,∴a n =3n-12.(2)由递推关系a 1=4,a n +1=n +2na n ,有a n +1a n=n +2n ,于是有a 2a 1=3,a 3a 2=42,a 4a 3=53,…,a n -1a n -2=nn -2,a n a n -1=n +1n -1,将这(n -1)个式子累乘,得a na 1=n (n +1)2,即当n ≥2时,a n =n (n +1)2a 1=2n (n+1),当n =1时,a 1=4也满足.所以a n =2n (n +1).类型四 数列通项的性质在数列{a n }中,a n =(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n(n ∈N *).(1)求证:数列{a n }先递增,后递减; (2)求数列{a n }的最大项.解:因a n =(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n是积幂形式的式子且a n >0,所以可用作商法比较a n 与a n -1的大小.(1)证明:令a n a n -1≥1(n ≥2),即(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n -1≥1,整理得n +1n ≥1110,解得n ≤10. 令a na n +1≥1,即(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n(n +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1011n +1≥1,整理得n +1n +2≥1011,解得n ≥9.∴从第1项到第9项递增,从第10项起递减.(2)解:由(1)知a 9=a 10=1010119最大.点拨:要证明数列{a n }是单调的,可利用“{a n }是递增数列⇔a n <a n +1,数列{a n }是递减数列⇔a n >a n +1”来证明.注意数列的单调性是探索数列的最大、最小项及解决其他许多数列问题的重要途径,因此要熟练掌握上述求数列单调性的方法.设函数f (x )=log 2x -log x 2(0<x <1),数列{a n }满足f 2an =2n (n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式; (2)判断数列{a n }的单调性.解:(1)∵f 2an =log22an -log2an 2=a n -1a n,∴a n -1a n=2n ,即a 2n -2na n -1=0.∴a n =n ±n 2+1,∵x ∈(0,1),∴2an ∈(0,1),a n <0.∴a n =n -n 2+1.(2)a n +1-a n =(n +1)-(n +1)2+1-(n -n 2+1)=1-(n +1)2+1-n 2+1=1-2n +1(n +1)2+1+n 2+1>1-2n +1(n +1)+n=0,∴a n +1>a n ,则数列{a n}是递增数列.也可由a n =-1n +n 2+1直接判断.1.已知数列的前几项,写出数列的通项公式,主要从以下几个方面来考虑:(1)如果符号正负相间,则符号可用(-1)n或 (-1)n +1来调节.(2)分式形式的数列,分子找通项,分母找通项,要充分借助分子、分母的关系来解决.(3)对于比较复杂的通项公式,要借助于等差数列、等比数列和其他方法来解决.此类问题虽无固定模式,但也有规律可循,主要靠观察(观察规律)、比较(比较已知的数列)、归纳、转化(转化为等差、等比或其他特殊数列)等方法来解决.2.a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1(n =1),S n -S n -1(n ≥2),注意a n =S n -S n -1的条件是n ≥2,还须验证a 1是否符合a n (n ≥2),是则合并,否则写成分段形式.3.已知递推关系求通项掌握先由a 1和递推关系求出前几项,再归纳、猜想a n 的方法,以及“累加法”“累乘法”等.(1)已知a 1且a n -a n -1=f (n ),可以用“累加法”得:a n =a 1+f (2)+f (3)+…+f (n -1)+f (n ).(2)已知a 1且a na n -1=f (n ),可以用“累乘法”得: a n =a 1·f (2)·f (3)·…·f (n -1)·f (n ). 4.数列的简单性质(1)单调性:若a n +1>a n ,则{a n }为递增数列;若a n +1<a n ,则{a n }为递减数列.(2)周期性:若a n +k =a n (n ∈N *,k 为非零正整数),则{a n }为周期数列,k 为{a n }的一个周期.(3)最大值与最小值:若⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥a n +1,a n≥a n -1, 则a n 最大;若⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤a n +1,a n ≤a n -1, 则a n 最小.1.数列0.9,0.99,0.999,…的一个通项公式是( )A.1+⎝ ⎛⎭⎪⎫110nB.-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫110nC.1-⎝ ⎛⎭⎪⎫110nD.1-⎝ ⎛⎭⎪⎫110n +1解:原数列前几项可改写为1-110,1-1102,1-1103,…,故通项a n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫110n .故选C.2.已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=3,a n =a n -1+1a n -2(n ≥3),则a 4等于( )A.5512B.133C.4D.5 解:令n =3,4,即可求得a 4=133.故选B.3.(2014·陕西)原命题为“若a n +a n +12<a n ,n ∈N *,则{a n }为递减数列”,关于其逆命题,否命题,逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是( )A.真,真,真B.假,假,真C.真,真,假D.假,假,假解:∵a n +a n +12<a n ⇔a n +1<a n ⇔{a n }为递减数列(n ∈N *),∴原命题为真,从而其逆否命题为真.逆命题为:若{a n }(n ∈N *)为递减数列,则a n +a n +12<a n ,为真命题,而逆命题与否命题互为逆否命题,从而否命题为真.故选A .4.已知数列{a n }的前n 项和S n =n (n -40),则下列判断中正确的是( )A.a 19>0,a 21<0B.a 20>0,a 21<0C.a 19<0,a 21>0D.a 19<0,a 20>0 解:当n =1时,a 1=S 1=-39; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n (n -40)-(n -1)(n -41)=2n -41.将n =1代入满足上式. 综上有a n =2n -41.所以a 19=2×19-41=-3<0,a 20=2×20-41=-1<0,a 21=2×21-41=1>0.故选C.5.在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n ,则a n 的值为( )A.2+lg nB.2+(n -1)lg nC.2+n lg nD.1+n lg n解法一:∵a n +1-a n =lg n +1n,∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=lgnn -1+lg n -1n -2+…+lg 21+2 =lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n -1·n -1n -2·…·32·21+2 =lg n +2.解法二:a n +1=a n +lg(n +1)-lg n ,a n +1-lg(n +1)=a n -lg n ,所以数列{a n -lg n }是常数列,a n -lg n =a 1-lg1=2,a n =2+lg n.故选A.6.(2013·北京东城区一模)对于函数y =n 1n x n +1)都在函数y =f (x )的图象上,则x 1+x 2+x 3+x 4+…+x 2012+x 2013的值为( )A.9394B.9380C.9396D.9400解:∵x 1=2,x 2=f (x 1)=f (2)=4,x 3=f (x 2)=f (4)=8,同理,x 4=2,x 5=4,x 6=8,因此,x 3k +1=2,x 3k +2=4,x 3k +3=8,k ∈N .∴x 1+x 2+x 3+…+x 2012+x 2013=(x 1+x 2+x 3)+…+(x 2011+x 2012+x 2013) =(2+4+8)×671=9394.故选A.7.设数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则a 8的值为________.解:a 8=S 8-S 7=82-72=15.故填15.8.若数列{a n }的通项公式为a n =|3n -19|,数列{a n }的最小项是________.解:a n =⎩⎪⎨⎪⎧19-3n ,(n ≤6),3n -19,(n ≥7). 数列{a n }具有性质a 1>a 2>…>a 6,而a 7<a 8<a 9<…,由于a 6=1,a 7=2,∴数列的第6项最小,其最小值为1.故填1.9.根据数列{a n } 的前几项,分别写出下列数列的一个通项公式.(1)7,77,777,7777,…;(2)4,-52,2,-74,85,…;(3)3,5,3,5,…; (4)1,2,2,4,3,8,4,16,…. 解:(1)将各项改写如下 79(10-1),79(102-1),79(103-1),79(104-1),… 易知a n =79(10n-1).(2)将各项绝对值改写如下41,52,63,74,85,…综合考查分子、分母,以及各项符号可知a n =(-1)n -1n +3n.(3)a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(n 为奇数),5(n 为偶数),或a n =(3+5)+(-1)n -1(3-5)2=4+(-1)n.(4)观察数列{a n }可知,奇数项成等差数列,偶数项成等比数列,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧n +12(n 为奇数),2n 2(n 为偶数).10.(2014·四川模拟)观察下列三角形数表,假设第n 行的第二个数为a n (n ≥2,n ∈N *).(1)依次写出第六行的所有6个数; (2)归纳出a n +1与a n 的关系式,并求出{a n }的通项公式.解:(1)第六行的所有6个数分别是6,16,25,25,16,6.(2)依题意a n +1=a n +n (n ≥2),a 2=2,a n =a 2+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)=2+2+3+…+(n -1)=2+(n -2)(n +1)2.所以a n =12n 2-12n +1(n ≥2,n ∈N *).11.设各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n 满足S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *.(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)由题设,S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *.令n =1,有S 21-(12+1-3)S 1-3×(12+1)=0,可得S 21+S 1-6=0,解得S 1=-3或2,即a 1=-3或2,又a n 为正数,所以a 1=2.(2)由S 2n -(n 2+n -3)S n -3(n 2+n )=0,n ∈N *可得,(S n +3)(S n -n 2-n )=0,则S n =n 2+n 或S n = -3,又数列{a n }的各项均为正数,所以S n =n 2+n ,S n -1=(n -1)2+(n -1), 所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n -[(n -1)2+(n -1)]=2n.又a 1=2=2×1,所以a n =2n.(n ∈N *)已知数列{a n }中,a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0).(1)若a =-7,求数列{a n }中的最大项和最小项的值;(2)若对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,求a 的取值范围.解:(1)∵a n =1+1a +2(n -1)(n ∈N *,a ∈R ,且a ≠0),又a =-7,∴a n =1+12n -9(n ∈N *).结合函数f (x )=1+12x -9的单调性,可知1>a 1>a 2>a 3>a 4,a 5>a 6>a 7>…>a n >1(n ∈N *).∴数列{a n }中的最大项为a 5=2,最小项为a 4=0.(2)a n =1+1a +2(n -1)=1+12n -2-a2.若对任意的n ∈N *,都有a n ≤a 6成立,结合函数f(x)=1+12x-2-a2的单调性,有5<2-a2<6,∴-10<a<-8.§6.2 等差数列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________都等于同一个________,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,即________=d (n ∈N +,且n ≥2)或________=d (n ∈N +).2.等差中项由三个数a ,A ,b 组成的等差数列可以看成最简单的等差数列.这时,A 叫做a 与b 的____________.3.等差数列的通项公式若{a n }是等差数列,则其通项公式a n =_______.①{a n }成等差数列⇔a n =pn +q ,其中p =________,q =________,点(n ,a n )是直线上一群孤立的点.②单调性:d >0时,{a n }为________数列;d <0时,{a n }为________数列;d =0时,{a n }为________.4.等差数列的前n 项和公式(1)等差数列前n 项和公式S n =________=________.其推导方法是________.(2){a n }成等差数列,求S n 的最值:若a 1>0,d <0,且满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ________,a n +1________时,S n最大;若a 1<0,d >0,且满足⎩⎪⎨⎪⎧a n ________,a n +1________时,S n最小;或利用二次函数求最值;或利用导数求最值. 5.等差数列的判定方法(1)定义法:a n +1-a n =d (常数)(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;(2)等差中项法:2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;(3)通项公式法:a n =kn +b (k ,b 是常数)(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;(4)前n 项和公式法:S n =An 2+Bn (A ,B 是常数)(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.6.等差数列的性质(1)a m -a n =________d ,即d =a m -a nm -n.(2)在等差数列中,若p +q =m +n ,则有a p +a q =a m +________;若2m =p +q ,则有________a m=a p +a q (p ,q ,m ,n ∈N *).(3)若{a n },{b n }均为等差数列,且公差分别为d 1,d 2,则数列{pa n },{a n +q },{a n ±b n }也为________数列,且公差分别为________,________,________.(4)在等差数列中,按序等距离取出若干项也构成一个等差数列,即a n ,a n +m ,a n +2m ,…为等差数列,公差为md.(5)等差数列的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…为等差数列,公差为n 2d.(6)若等差数列的项数为2n ,则有S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1.(7)等差数列{a n }前m 项与后m 项的和等于m (a 1+a n ).自查自纠:1.差 常数 公差 a n -a n -1 a n +1-a n2.等差中项3.a 1+(n -1)d ①d a 1-d y =dx +(a 1-d ) ②单调递增 单调递减 常数列4.(1)n (a 1+a n )2 na 1+n (n -1)d 2倒序相加法(2)≥0 ≤0 ≤0 ≥0 6.(1)(m -n ) (2)a n 2 (3)等差 pd 1 d 1 d 1±d 2(2014·福建)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6等于( )A.8B.10C.12D.14解:设公差为d ,由a 1=2,S 3=12得3×2+12×3×2d =12,解得d =2.故a 6=2+(6-1)×2=12.故选C.已知等差数列{a n }中,a 2=7,a 4=15,则其前10项的和为( )A.100B.210C.380D.400解:在等差数列{a n }中,∵a 2=7,a 4=15,∴d =a 4-a 22=4,a 1=a 2-d =3,∴S 10=10×3+10×92×4=210.故选B.等差数列{a n }中,S n 是{a n }前n 项和,已知S 6=2,S 9=5,则S 3=( )A.-1B.-13C.13D.1解:由S 3,S 6-S 3,S 9-S 6成等差数列得:2(2-S 3)=S 3+(5-2).解得S 3=13.故选C.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________.解:因为a 3+a 7=a 4+a 6=a 2+a 8=37,所以a 2+a 4+a 6+a 8=74,故填74.(2014·江西)在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前n 项和为S n ,当且仅当n =8时S n 取得最大值,则d 的取值范围为________.解:由题意,当且仅当n =8时S n 有最大值,可得⎩⎪⎨⎪⎧d <0,a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧d <0,7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78.故填⎝⎛⎭⎪⎫-1,-78.类型一 等差数列的判定与证明设数列{a n }的前n 项和为S n ,若对于所有的正整数n ,都有S n =n (a 1+a n )2,证明{a n }是等差数列.证明:当n ≥2时,由题设知a n =S n -S n -1=n (a 1+a n )2-(n -1)(a 1+a n -1)2=12[a 1+na n -(n -1)a n -1], 同理a n +1=12[a 1+(n +1)a n +1-na n ].从而a n +1-a n =12[(n +1)a n +1-2na n +(n -1)a n -1].整理得(n -1)a n +1+(n -1)a n -1=2(n -1)a n , ∵n ≥2,∴a n +1+a n -1=2a n . 所以{a n }是等差数列.点拨:判定数列是等差数列的方法可参看本节“考点梳理”,证明一个数列是等差数列只能用前两种方法,做客观题时可用后两种方法判断数列是否为等差数列.已知数列{a n }的通项公式为a n =pn 2+qn (p ,q ∈R ,且p ,q 为常数).(1)当p 和q 满足什么条件时,数列{a n }是等差数列?(2)求证:对任意实数p 和q ,数列{a n +1-a n }是等差数列.解:(1)欲使{a n }是等差数列,则a n +1-a n =[p (n +1)2+q (n +1)]-(pn 2+qn )=2pn +p +q 应是一个与n 无关的常数,∴只有2p =0,即p =0时,数列{a n }是等差数列.(2)∵a n +1-a n =2pn +p +q ,∴a n +2-a n +1=2p (n +1)+p +q.又(a n +2-a n +1)-(a n +1-a n )=2p 为一个常数,∴数列{a n +1-a n }是等差数列.类型二 等差数列基本量的计算在等差数列{a n }中,(1)已知a 15=33,a 45=153,求a n ; (2)已知a 6=10,S 5=5,求S n ;(3)已知前3项和为12,前3项积为48,且d >0,求a 1.解:(1)解法一:设首项为a 1,公差为d ,依条件得⎩⎪⎨⎪⎧33=a 1+14d ,153=a 1+44d , 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-23,d =4. ∴a n =-23+(n -1)×4=4n -27.解法二:由d =a n -a m n -m ,得d =a 45-a 1545-15=153-3330=4,由a n =a 15+(n -15)d ,得a n =4n -27.(2)∵a 6=10,S 5=5,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+5d =10,5a 1+10d =5.解得a 1=-5,d =3.∴S n =-5n +n (n -1)2·3=32n 2-132n.(3)设数列的前三项分别为a 2-d ,a 2,a 2+d ,依题意有:⎩⎪⎨⎪⎧(a 2-d )+a 2+(a 2+d )=12,(a 2-d )·a 2·(a 2+d )=48, 即⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,a 2(a 22-d 2)=48, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4,d =±2.∵d >0,∴d =2,∴a 1=a 2-d =2.点拨:在等差数列五个基本量a 1,d ,n ,a n ,S n 中,已知其中三个量,可以根据已知条件结合等差数列的通项公式、前n 项和公式列出关于基本量的方程(组)来求余下的两个量,计算时须注意整体代换及方程思想的应用.(1)(2013·四川)在等差数列{a n }中,a 1+a 3=8,且a 4为a 2和a 9的等比中项,求数列{a n }的首项、公差及前n 项和.解:设该数列公差为d ,前n 项和为S n .由已知可得2a 1+2d =8,(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+8d ). 所以a 1+d =4,d (d -3a 1)=0, 解得a 1=4,d =0,或a 1=1,d =3,即数列{a n }的首项为4,公差为0,或首项为1,公差为3.所以数列{a n }的前n 项和S n =4n 或S n =3n 2-n2.(2)(2014·浙江)已知等差数列{a n }的公差d >0.设{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 2·S 3=36.(Ⅰ)求d 及S n ;(Ⅱ)求m ,k (m ,k ∈N *)的值,使得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =65.解:(Ⅰ)在等差数列{a n }中, S 2·S 3=(2a 1+d )(3a 1+3d )=36, 将a 1=1代入上式得d =2或-5. 又∵d >0,∴d =2.从而a n =2n -1,S n =n 2(n ∈N *).(Ⅱ)由(1)得a m +a m +1+a m +2+…+a m +k =(2m +k -1)(k +1),若(2m +k -1)(k +1)=65.则由m ,k ∈N *知2m +k -1≥k +1>1, 故⎩⎪⎨⎪⎧2m +k -1=13,k +1=5, 所以⎩⎪⎨⎪⎧m =5,k =4. 类型三 等差数列的性质(1)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 6=100,则S 11=________;(2)设数列{a n },{b n }都是等差数列.若a 1+b 1=7,a 3+b 3=21,则a 5+b 5=________;(3)若一个等差数列的前4项和为36,后4项和为124,且所有项的和为780,则这个数列的项数为________;(4)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,S n =m ,S m =n (n ≠m ),则S m +n =________.解:(1)S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6=1100.故填1100.(2)因为数列{}a n ,{}b n 都是等差数列,所以数列{}a n +b n 也是等差数列.故由等差中项的性质,得()a 5+b 5+()a 1+b 1=2()a 3+b 3,即a 5+b 5+7=2×21,解得a 5+b 5=35.故填35.(3)设该等差数列的项数为n ,则a 1+a 2+a 3+a 4=36,a n +a n -1+a n -2+a n -3=124,a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2=a 4+a n -3, ∴4(a 1+a n )=160,即a 1+a n =40.∴S n =n (a 1+a n )2=20n =780,解得n =39.故填39.(4)解法一:令S n =An 2+Bn ,则 ⎩⎪⎨⎪⎧An 2+Bn =m ,Am 2+Bm =n⇒A (n 2-m 2)+B (n -m )=m -n. ∵n ≠m ,∴A (n +m )+B =-1.∴S m +n =A (m +n )2+B (m +n )=-(m +n ). 解法二:不妨设m >n ,S m -S n =a n +1+a n +2+a n +3+…+a m -1+a m =(m -n )(a n +1+a m )2=n -m ,∴a 1+a m +n =a n +1+a m =-2.∴S m +n =(m +n )(a 1+a m +n )2=-(m +n ).解法三:∵{a n }是等差数列,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列,D 为公差. ∴S m +n m +n -S m m =nD ,S n n -S m m =(n -m )D. ∴m n -n m n -m =S m +n m +n -n m n ,解得S m +n =-(m +n ). 故填-(m +n ).点拨:(1)可利用等差数列的性质S 2n +1=(2n +1)a n +1来求解,这一性质表明:若等差数列有奇数项,则正中间一项是该数列的和的平均数;(2)利用等差数列的性质及等差中项来求;(3)可利用“等差数列前m 项与后m 项的和等于m (a 1+a n )”这一性质来求解;(4)可利用等差数列下标和性质:若“p +q =m +n ,则a p +a q =a m +a n ”来求解.等差数列的性质是其定义、通项公式及前n 项和公式等基础知识的推广与变形,解题时灵活应用这些性质常常可化繁为简,起到事半功倍的效果.(1)(2013·贵州六校联考)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5=8,S 3=6,则a 9=( )A.8B.12C.16D.24解:在等差数列中,S 3=3a 2=6⇒a 2=2. ∴3d =a 5-a 2=6⇒d =2. 所以a 9=a 5+4d =16.故选C.(2)含2n +1个项的等差数列其奇数项的和与偶数项的和(非零)之比为( )A.2n +1nB.n +1nC.n -1nD.n +12n解:∵S 奇=a 1+a 3+a 5+…+a 2n +1=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2n =n (a 2+a 2n )2,a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 奇S 偶=n +1n.故选B.类型四 等差数列的最值问题在等差数列{a n }中,已知a 1=20,前n项和为S n ,且S 10=S 15,求当n 取何值时,S n 有最大值,并求出它的最大值.解法一:∵a 1=20,S 10=S 15,∴10×20+10×92d =15×20+15×142d ,解得d =-53.∴a n =20+(n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=-53n +653. ∴a 13=0,而d <0,故当n ≤12时,a n >0,n ≥14时,a n <0.∴当n =12或13时,S n 取得最大值,且最大值为S 12=S 13=12×20+12×112×⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=130.解法二:同解法一得d =-53.又由S 10=S 15,得a 11+a 12+a 13+a 14+a 15=0. ∴5a 13=0,即a 13=0.∴当n =12或13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.解法三:同解法一求得d =-53.∴S n =20n +n (n -1)2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-53=-56n 2+1256n=-56⎝ ⎛⎭⎪⎫n -2522+312524.∵n ∈N +,∴当n =12或13时,S n 有最大值,且最大值为S 12=S 13=130.点拨:求等差数列前n 项和的最值,常用的方法:①利用等差数列的单调性,求出其正负转折项,或者利用性质求其正负转折项,便可求得和的最值;②利用等差数列的前n 项和S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)为二次函数,通过二次函数的性质求最值.另外,对于非等差数列常利用函数的单调性来求其通项或前n 项和的最值.(1)(2014·北京)若等差数列{a n }满足a 7+a 8+a 9>0,a 7+a 10<0,则当n =________时,{a n }的前n 项和最大.解:在等差数列{a n }中,a 7+a 8+a 9=3a 8>0,∴a 8>0.又a 7+a 10=a 8+a 9<0,∴a 9<0.∴当n =8时,其前n 项和最大.故填8.(2)(2013·全国新课标Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15 =25,则nS n 的最小值为________.解:设S n =an 2+bn (a ,b ∈R ). 则⎩⎪⎨⎪⎧100a +10b =0,225a +15b =25,解得a =13,b =-103,∴S n =13n (n -10),nS n =13(n 3-10n 2).考查函数f (x )=x 3-10x 2(x ≥1),f ′(x )=3x 2-20x ,∴f (x )的极小值点为203,当n =6时,nS n =-48,n =7时,nS n =-49,∴nS n 的最小值为-49.故填-49.1.等差数列中,已知五个元素a 1,a n ,n ,d ,S n 中的任意三个,便可求出其余两个.2.求等差数列{a n }前n 项的绝对值{|a n |}之和,首先应分清这个数列哪些项是负的,哪些项是非负的,然后再分段求和.3.等差数列前n 项和的最值通常是在正负项分界的位置产生,利用这一性质可求其最值;另一种方法是利用二次函数的性质.4.灵活运用等差数列的性质,如等差中项的性质,可简化运算.5.等差数列{a n }的前n 项和满足:⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,且首项与{a n }的首项相同,公差为{a n }公差的一半.6.数列{a n }是等差数列的充要条件是S n =An 2+Bn (A ,B 是常数,n ∈N *).1.(2014·重庆)在等差数列{a n }中,a 1=2,a 3+a 5=10,则a 7=( )A.5B.8C.10D.14解:在等差数列{a n }中,a 1+a 7=a 3+a 5=10,又a 1=2,∴a 7=8.故选B.2.(2013·昆明模拟)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 3=3,S 9-S 6=27,则该数列的首项a 1等于( )A.-65B.-35C.65D.35解:由⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =3,9a 1+36d -(6a 1+15d )=27得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =3,a 1+7d =9,解得a 1=35.故选D.3.已知{a n }是等差数列,a 10=10,其前10项和S 10=70,则其公差d 为( )A.-23B.-13C.13D.23解:a 10=a 1+9d =10,S 10=10(a 1+10)2=70,解得d =23.故选D.4.(2013·北京海淀模拟)已知正项数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ≥2),则a 6等于( )A.16B.8C.2 2D.4解:由2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ≥2)可知数列{a 2n }是等差数列,且以a 21=1为首项,以a 22-a 21=4-1=3为公差,所以数列{a 2n }的通项公式为a 2n =1+3(n -1)=3n -2,所以a 26=3×6-2=16,即a 6=4.故选D.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4S 2=4,则S 6S 4=( )A.94B.32C.53D.4 解:设S 2=x ,则S 4=4x ,因为S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,所以S 6-S 4=5x ,即S 6=9x ,所以S 6S 4=9x 4x =94.故选A. 6.(2014·辽宁)设等差数列{a n }的公差为d.若数列{2a 1a n }为递减数列,则( )A.d <0B.d >0C.a 1d <0D.a 1d >0解:易知b n =2a 1a n >0,∵数列{2a 1a n }递减,∴b n +1b n =2a 1a n +12a 1a n =2a 1(a n +1-a n )=2a 1d <1,a 1d <0.故选C.7.一个木制梯形架的上、下两底边分别为33 cm ,75 cm ,把梯形的两腰各6等分,用平行木条连接各对应分点,构成梯形架的各级,则梯形架自上而下第4级的宽度是________ cm .解:设梯形架自上而下各级宽度所构成数列为{a n },则由梯形中位线的性质,易知每相邻三项均成等差数列.易得a 1=33 cm ,a 7=75 cm ,则d =a 7-a 17-1=7 cm .故a 4=33+7×3=54 cm(亦可利用等差中项性质求).故填54.8.(2013·全国新课标Ⅰ)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则m =________.解法一:a m =S m -S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,公差d =a m +1-a m =3-2=1.又S m +1=(m +1)a 1+(m +1)m2=3,①,a m +1=a 1+m =3.将a 1=3-m 代入①得m 2-5m =0,解得m =5或0(舍去).解法二:设S n =an 2+bn ,通过题意建立并解方程组获解.故填5.9.(2014·全国大纲)数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=2a n +1-a n +2.(1)设b n =a n +1-a n ,证明{b n }是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)由a n +2=2a n +1-a n +2得a n +2-a n +1=a n+1-a n +2,即b n +1=b n +2,又b 1=a 2-a 1=1,所以{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.(2)由(1)得b n =a n +1-a n =1+2(n -1)=2n -1.于是∑=+-nk k k a a 11)(=∑=-nk k 1)12(,所以a n +1-a 1=n 2,即a n +1=n 2+a 1.又a 1=1,所以{a n }的通项公式为a n=n 2-2n +2.10.已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 1=25,a 4=16.(1)当n 为何值时,S n 取得最大值; (2)求a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 20的值.解:(1)∵等差数列{a n }中,a 1=25,a 4=16,∴ 公差d =a 4-a 14-1=-3.∴a n =-3n +28.令a n =-3n +28>0,则n ≤9.∴当n ≤9时,a n >0;当n >9时,a n <0. ∴当n =9时,S n 取得最大值. (2)∵数列{a n }是等差数列,∴a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 20=10(a 2+a 20)2=10a 11=10×(-5)=-50.11.(2013·浙江)在公差为d 的等差数列{a n }中,已知a 1=10,且a 1,2a 2+2,5a 3成等比数列.(1)求d ,a n ;(2)若d <0,求|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |.解:(1)由题意得a 1×5a 3=(2a 2+2)2,即d 2-3d -4=0. 故d =-1或d =4.所以a n =-n +11,n ∈N *或a n =4n +6,n ∈N *. (2)设数列{a n }的前n 项和为S n ,因为d <0,由(1)得d =-1,a n =-n +11,则当n ≤11时,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=a 1+a 2+a 3+…+a n =S n =-12n 2+212n.当n ≥12时,S 11=55.|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=a 1+a 2+a 3+…+a 11-a 12-a 13-…-a n =2(a 1+a 2+a 3+…+a 11)-a 1-a 2-…-a n =2S 11-S n =12n 2-212n +110. 综上所述,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=⎩⎪⎨⎪⎧-12n 2+212n ,n ≤11,12n 2-212n +110,n ≥12.(2014·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解:(1)证明:由题设,a n a n +1=λS n -1,a n +1a n+2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)存在λ使得{a n }为等差数列,理由如下: 由题设a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1,由(1)知a 3=λ+1.假设{a n }为等差数列,则a 1,a 2,a 3成等差数列,∴a 1+a 3=2a 2,解得λ=4.以下证明λ=4时,{a n }为等差数列. 由a n +2-a n =4知,数列奇数项构成的数列{a 2m -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2m -1=4m -3,令n =2m -1,则m =n +12,∴a n =2n -1(n =2m -1).数列偶数项构成的数列{a 2m }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2m =4m -1,m ∈N *.令n =2m ,则m =n2,∴a n =2n -1(n =2m ).∴a n =2n -1(n ∈N *),a n +1-a n =2.因此,存在λ=4,使得{a n }为等差数列.§6.3 等比数列1.等比数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的________等于同一个________,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的________,通常用字母q 表示(q ≠0).2.等比中项如果在a 与b 中间插入一个数G ,使a ,G ,b成等比数列,那么G 叫做a 与b 的________,且G 2=________或G =________.3.等比数列的通项公式(1)若{a n }是等比数列,则通项a n =________或a n =________.当n -m 为大于1的奇数时,q 用a n ,a m 表示为q = ;当n -m 为正偶数时,q = .(2)a n =a 1q n -1可变形为a n =Aq n,其中A = ;点(n ,a n )是曲线 上一群孤立的点.4.等比数列的前n 项和公式等比数列{a n }中,S n =⎩⎨⎧ ,q =1,= ,q ≠1. 求和公式的推导方法是:,为解题的方便,有时可将求和公式变形为S n=Bq n-B (q ≠1),其中B = 且q ≠0,q ≠1.5.等比数列的判定方法 (1)定义法:a n +1=a n q 且a 1≠0(q 是不为0的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(2)通项公式法:a n =cq n(c ,q 均是不为0的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(3)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ·a n +1·a n +2≠0,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:S n =a 1q -1q n -a 1q -1=Bq n-B ⎝ ⎛⎭⎪⎫B =a 1q -1是常数,且q ≠0,q ≠1⇔{a n }是等比数列.6.等比数列的性质(1)在等比数列中,若p +q =m +n ,则a p ·a q=a m ·a n ;若2m =p +q ,则a 2m =a p ·a q (p ,q ,m ,n ∈N *). (2)若{a n },{b n }均为等比数列,且公比为q 1,q 2,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{p ·a n }(p ≠0),{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 仍为等比数列且公比为 , , , . (3)在等比数列中,按序等距离取出若干项,也构成一个等比数列,即a n ,a n +m ,a n +2m …仍为等比数列,公比为 .(4)等比数列前n 项和为S n (≠0),则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…构成等比数列,且公比为 .(5)对于一个确定的等比数列,在通项公式a n =a 1q n -1中,a n 是n 的函数,这个函数由正比例函数a n =a 1q·u 和指数函数u =q n (n ∈N *)复合而成.①当a 1>0, 或a 1<0, 时,等比数列{a n }是递增数列;②当a 1>0, 或a 1<0, 时,等比数列{a n }是递减数列;③当 时,它是一个常数列; ④当 时,无法判断数列的单调性,它是一个摆动数列.自查自纠:1.比 常数 公比2.等比中项 ab ±ab3.(1)a 1q n -1a m q n -mn -m a n a m ±n -m a na m(2)a 1q y =⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1q q x4.na 1 a 1(1-q n )1-q a 1-a n q1-q乘公比,错位相减 a 1q -16.(2)1q 1 q 1 q 1q 2 q 1q 2(3)q m (4)q n(5)①q >1 0<q <1 ②0<q <1 q >1 ③q=1 ④q <0公比为2的等比数列{}a n 的各项都是正数,且a 3a 11=16,则a 5=( )A.1B.2C.4D.8解:由等比数列的性质知a 3a 11=a 27=16,又 a n>0,所以解得a 7=4,由a 7=a 5·22=4a 5,得 a5=1.故选A.(2014·重庆)对任意等比数列{a n },下列说法一定正确的是( )A.a 1,a 3,a 9成等比数列B.a 2,a 3,a 6成等比数列C.a 2,a 4,a 8成等比数列D.a 3,a 6,a 9成等比数列解:由等比数列的性质,得a 9a 6=a 6a 3=q 3≠0,因此,a 3,a 6,a 9一定成等比数列.故选D.(2013·大纲)已知数列{a n }满足3a n +1+a n=0,a 2=-43,则{a n }的前10项和等于( )A.-6(1-3-10)B.19(1-3-10)C.3(1-3-10)D.3(1+3-10)解:由3a n +1+a n =0,得a n +1=-13a n ,所以{a n }为等比数列,公比为-13.由a 2=-43得a 1=4,由等比数列前n 项和公式得S 10=3(1-3-10).故选C.(2014·江苏)在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是________.解:设等比数列{a n }的公比为q (q >0),则由a 8=a 6+2a 4得a 6q 2=a 6+2a 6q2,解得q 2=2(舍去负值).又a 2=1,∴a 6=a 2q 4=4.故填4.(2013·北京)若等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3+a 5=40,则公比q =________;前n 项和S n =________.解:由题意⎩⎪⎨⎪⎧a 1q +a 1q 3=20,a 1q 2+a 1q 4=40, 解得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2. 故S n =2(1-2n)1-2=2n +1-2.故填2;2n +1-2.类型一 等比数列的判定与证明已知数列{a n }和{b n }满足:a 1=λ,a n+1=23a n +n -4,b n =(-1)n(a n -3n +21),其中λ为实数,n ∈N *.(1)对任意实数λ,证明数列{a n }不是等比数列;(2)试判断数列{b n }是否为等比数列,并证明你的结论.解:(1)证明:假设存在一个实数λ,使{a n }是等比数列 ,则有a 22=a 1·a 3,即⎝ ⎛⎭⎪⎫23λ-32=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫49λ-4⇔49λ2-4λ+9=49λ2-4λ⇔9=0,矛盾.所以数列{a n }不是等比数列.(2)因为b n =(-1)n(a n -3n +21), b n +1=(-1)n +1[a n +1-3(n +1)+21]=(-1)n +1⎣⎢⎡⎦⎥⎤23a n +n -4-3(n +1)+21=(-1)n +1⎝ ⎛⎭⎪⎫23a n -2n +14 =23(-1)n +1(a n -3n +21)=-23b n . 又b 1=-(λ+18),所以当λ=-18,b 1=0,易得b n =0(n ∈N *),此时数列{b n }不是等比数列;当λ≠-18,b 1≠0,由上可知b n ≠0, ∴b n +1b n =-23(n ∈N *),此时数列{b n }是等比数列.点拨:(1)证明数列{a n }不是等比数列,只需举一个反例;(2)证明数列{b n }是等比数列,常用方法:①定义法;②等比中项法.(2013·陕西) 设{}a n 是公比为q 的等比数列.(1)推导{}a n 的前n 项和公式;(2)设q ≠1, 证明数列{a n +1}不是等比数列. 解:(1) 设{}a n 的前n 项和为S n , 当q =1时,S n =a 1+a 1+…+a 1=na 1;当q ≠1时,S n =a 1+a 1q +…+a 1q n -1,①qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n,②①-②得,()1-q S n =a 1-a 1q n.∴S n =a 1()1-q n1-q ,∴S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1, q =1,a 1()1-q n 1-q, q ≠1.(2) 证明:(反证法),假设数列{a n +1}是等比数列,则对任意的k ∈N +,()a k +1+12=()a k +1()a k +2+1,a 2k +1+2a k +1+1=a k a k +2+a k +a k +2+1, a 21q 2k +2a 1q k +1=a 1q k -1a 1q k +1+a 1q k -1+a 1q k +1+1,∵a 1≠0,∴2q k =q k -1+q k +1.∵q ≠0,∴q 2-2q +1=0. ∴q =1,与已知矛盾.∴数列{a n +1}不是等比数列.类型二 等比数列基本量的计算设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2=6,6a 1+a 3=30,求a n 和S n .解:由⎩⎪⎨⎪⎧a 2=a 1q =6,6a 1+a 3=6a 1+a 1q 2=30, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =3, 或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,q =2.。
高考数学(理)一轮复习人教A版-第六章 第2节

. . .第2节 等差数列及其前n 项和最新考纲 1.理解等差数列的概念;2.掌握等差数列的通项公式与前n 项和公式;3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用等差数列的有关知识解决相应的问题;4.了解等差数列与一次函数的关系.知 识 梳 理1.等差数列的概念(1)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.数学语言表达式:a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)若a ,A ,b 成等差数列,则A 叫做a ,b 的等差中项,且A =a +b2. 2.等差数列的通项公式与前n 项和公式(1)若等差数列{a n }的首项是a 1,公差是d ,则其通项公式为a n =a 1+(n -1)d . 通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (m ,n ∈N *). (2)等差数列的前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d (其中n ∈N *). 3.等差数列的有关性质已知数列{a n }是等差数列,S n 是{a n }的前n 项和.(1)若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则有a m +a n =a p +a q .(2)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…也是等差数列. (4)数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数). 4.等差数列的前n 项和的最值在等差数列{a n }中,a 1>0,d <0,则S n 存在最大值;若a 1<0,d >0,则S n 存在最小值.[常用结论与微点提醒]1.已知数列{a n }的通项公式是a n =pn +q (其中p ,q 为常数),则数列{a n }一定是等差数列,且公差为p .2.用定义法证明等差数列应注意“从第2项起”,如证明了a n +1-a n =d (n ≥2)时,应注意验证a 2-a 1是否等于d ,若a 2-a 1≠d ,则数列{a n }不为等差数列.3.等差数列{a n }的单调性:当d >0时,{a n }是递增数列;当d <0时,{a n }是递减数列;当d =0时,{a n }是常数列.诊 断 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( ) (2)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( )(3)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.( ) (4)等差数列的前n 项和公式是常数项为0的二次函数.( ) 解析 (3)若公差d =0,则通项公式不是n 的一次函数. (4)若公差d =0,则前n 项和不是二次函数. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×2.在等差数列{a n }中,若a 2=4,a 4=2,则a 6等于( ) A.-1 B.0 C.1D.6解析 由等差数列的性质,得a 6=2a 4-a 2=2×2-4=0. 答案 B3.(2016·全国Ⅰ卷)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( ) A.100 B.99 C.98D.97解析 设等差数列{a n }的公差为d ,由已知,得⎩⎨⎧9a 1+36d =27,a 1+9d =8,所以⎩⎨⎧a 1=-1,d =1,所以a 100=a 1+99d =-1+99=98. 答案 C4.在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前n 项和为S n ,当且仅当n =8时S n 取得最大值,则d 的取值范围为______.解析 由题意知d <0且⎩⎨⎧a 8>0,a 9<0,即⎩⎨⎧7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-785.(必修5P68A8改编)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=450,则a 2+a 8=________.解析 由等差数列的性质,得a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=450,∴a 5=90,∴a 2+a 8=2a 5=180. 答案 180考点一 等差数列基本量的运算【例1】 (1)在数列{a n }中,若a 1=-2,且对任意的n ∈N *有2a n +1=1+2a n ,则数列{a n }前10项的和为( ) A.2B.10C.52D.54(2)(2017·全国Ⅰ卷)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为( ) A.1B.2C.4D.8解析 (1)由2a n +1=1+2a n 得a n +1-a n =12, 所以数列{a n }是首项为-2,公差为12的等差数列, 所以S 10=10×(-2)+10×(10-1)2×12=52.(2)设{a n }的公差为d ,首项为a 1, 由⎩⎨⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎨⎧2a 1+7d =24, ①6a 1+15d =48, ② 解得d =4. 答案 (1)C (2)C规律方法 1.等差数列的通项公式及前n 项和公式共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想来解决问题.2.数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法.【训练1】 (1)(2015·全国Ⅰ卷)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和.若S 8=4S 4,则a 10等于( ) A.172 B.192 C.10D.12(2)(一题多解)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 3=6,S 4=12,则S 6=________. 解析 (1)由S 8=4S 4,得8a 1+8×72×1=4×⎝ ⎛⎭⎪⎫4a 1+4×32×1,解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =192.(2)法一 设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由S 3=6,S 4=12,可得⎩⎨⎧S 3=3a 1+3d =6,S 4=4a 1+6d =12,解得⎩⎨⎧a 1=0,d =2,所以S 6=6a 1+15d =30.法二 由{a n }为等差数列,故可设前n 项和S n =An 2+Bn , 由S 3=6,S 4=12可得⎩⎨⎧S 3=9A +3B =6,S 4=16A +4B =12,解得⎩⎨⎧A =1,B =-1,即S n =n 2-n ,则S 6=36-6=30.答案 (1)B (2)30考点二 等差数列的判定与证明(典例迁移)【例2】 (经典母题)若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0, 得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n -1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)解 由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1).当n =1时,a 1=12不适合上式. 故a n =⎩⎪⎨⎪⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.【迁移探究1】 本例条件不变,判断数列{a n }是否为等差数列,并说明理由. 解 因为a n =S n -S n -1(n ≥2),a n +2S n S n -1=0, 所以S n -S n -1+2S n S n -1=0(n ≥2).所以1S n -1S n -1=2(n ≥2).又1S 1=1a 1=2, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以2为首项,2为公差的等差数列.所以1S n =2+(n -1)×2=2n ,故S n =12n .所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=-12n (n -1),所以a n +1=-12n (n +1),又a n +1-a n =-12n (n +1)--12n (n -1)=-12n ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n -1=1n (n -1)(n +1).所以当n ≥2时,a n +1-a n 的值不是一个与n 无关的常数,故数列{a n }不是一个等差数列.【迁移探究2】 将本例条件“a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12”改为“S n (S n -a n )+2a n =0(n ≥2),a 1=2”,问题不变,试求解.(1)证明 当n ≥2时,a n =S n -S n -1且S n (S n -a n )+2a n =0. ∴S n [S n -(S n -S n -1)]+2(S n -S n -1)=0, 即S n S n -1+2(S n -S n -1)=0. 即1S n -1S n -1=12. 又1S 1=1a 1=12.故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以首项为12,公差为12的等差数列. (2)解 由(1)知1S n=n 2,∴S n =2n ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=-2n (n -1).当n =1时,a 1=2不适合上式, 故a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,-2n (n -1),n ≥2. 规律方法 等差数列的证明方法:(1)定义法:对于n ≥2的任意自然数,验证a n -a n -1为同一常数. (2)等差中项法:验证2a n -1=a n +a n -2(n ≥3,n ∈N *)都成立. 考点三 等差数列的性质及应用【例3】 (1)(2018·贵阳质检)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 3+a 9=16,则S 11=( ) A.88B.48C.96D.176(2)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.63B.45C.36D.27解析 (1)依题意得S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 3+a 9)2=11×162=88.(2)由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列. 即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6), 得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45. 答案 (1)A (2)B规律方法 等差数列的常用性质和结论(1)在等差数列{a n }中,若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N *),则a m +a n =a p +a q =2a k .(2)在等差数列{a n }中,数列 S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m 也成等差数列.【训练2】 (1)若一个等差数列前3项的和为34,最后3项的和为146,且所有项的和为390,则这个数列的项数为( ) A.13B.12C.11D.10(2)设等差数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若对任意自然数n 都有S nT n=2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析 (1)因为a 1+a 2+a 3=34,a n -2+a n -1+a n =146, a 1+a 2+a 3+a n -2+a n -1+a n =34+146=180, 又因为a 1+a n =a 2+a n -1=a 3+a n -2, 所以3(a 1+a n )=180,从而a 1+a n =60, 所以S n =n (a 1+a n )2=n ×602=390,即n =13.(2)因为{a n },{b n }为等差数列,所以a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.故a 6b 6=2a 62b 6=a 1+a 11b 1+b 11=S 11T 11=2×11-34×11-3=1941.答案 (1)A (2)1941考点四 等差数列前n 项和及其最值【例4】 (1)(一题多解)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是( ) A.5B.6C.7D.8(2)设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N *),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析 (1)法一 由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时S n 最大.法二 由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大.(2)由a n =2n -10(n ∈N *)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0得n ≥5,∴n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130. 答案 (1)C (2)130规律方法 求等差数列前n 项和的最值,常用的方法:(1)利用等差数列的单调性,求出其正负转折项;(2)利用性质求出其正负转折项,便可求得和的最值;(3)将等差数列的前n 项和S n =An 2+Bn (A ,B 为常数)看作二次函数,根据二次函数的性质求最值.【训练3】 (1)设数列{a n }是公差d <0的等差数列,S n 为其前n 项和,若S 6=5a 1+10d ,则S n 取最大值时,n 的值为( ) A.5B.6C.5或6D.11(2)已知等差数列{a n }的首项a 1=20,公差d =-2,则前n 项和S n 的最大值为________. 解析 (1)由题意得S 6=6a 1+15d =5a 1+10d ,所以a 6=0,故当n =5或6时,S n 最大. (2)因为等差数列{a n }的首项a 1=20,公差d =-2, S n =na 1+n (n -1)2d =20n -n (n -1)2×2=-n 2+21n =-⎝ ⎛⎭⎪⎫n -2122+⎝ ⎛⎭⎪⎫2122,又因为n ∈N *,所以n =10或n =11时,S n 取得最大值,最大值为110. 答案 (1)C (2)110基础巩固题组 (建议用时:40分钟)一、选择题1.(2018·安徽江南十校联考)已知数列{a n }是等差数列,a 3+a 13=20,a 2=-2,则a 15=( ) A.20B.24C.28D.34解析 由已知,得a 3+a 13=2a 8=20,∴a 8=10,又a 2=-2,∴d =2,∴a 15=a 2+13d =-2+13×2=24. 答案 B2.已知等差数列{a n }的公差为2,项数是偶数,所有奇数项之和为15,所有偶数项之和为25,则这个数列的项数为( ) A.10B.20C.30D.40解析 设项数为2n ,则由S 偶-S 奇=nd 得,25-15=2n 解得n =5,故这个数列的项数为10. 答案 A3.(2018·郑州质检)已知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等差数列,且a 1=1,a 4=4,则a 10=( )A.-45B.-54C.413D.134解析设等差数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的公差为d ,由已知,得14=1+3d ,解得d =-14,所以1a 10=1+9×⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=-54,即a 10=-45. 答案 A4.(2017·全国Ⅲ卷)等差数列{a n }的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }前6项的和为( ) A.-24B.-3C.3D.8解析 根据题意得a 23=a 2·a 6,即(a 1+2d )2=(a 1+d )(a 1+5d ),解得d =-2,所以数列{a n }的前6项和为S 6=6a 1+6×52d =1×6+6×52×(-2)=-24. 答案 A5.(2018·东北三省三校联考)已知数列{a n }是等差数列,满足a 1+2a 2=S 5,下列结论中错误的是( ) A.S 9=0 B.S 5最小 C.S 3=S 6D.a 5=0解析 由题意知a 1+2(a 1+d )=5a 1+5×42d ,则a 5=0, ∴a 4+a 6=0,∴S 3=S 6,且S 9=9a 5=0,故选B. 答案 B二、填空题6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析 ∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列, 且S 10=10,S 20=30,S 20-S 10=20, ∴S 30-30=10+2×10=30,∴S 30=60. 答案 607.正项数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ∈N *,n ≥2),则a 7=________. 解析 由2a 2n =a 2n +1+a 2n -1(n ∈N *,n ≥2),得数列{a 2n }是等差数列,公差d =a 22-a 21=3,首项a 21=1,所以a 2n =1+3(n -1)=3n -2,∴a n =3n -2,∴a 7=19.答案 198.已知{a n },{b n }都是等差数列,若a 1+b 10=9,a 3+b 8=15,则a 5+b 6=________. 解析 因为{a n },{b n }都是等差数列,所以2a 3=a 1+a 5,2b 8=b 10+b 6,所以2(a 3+b 8)=(a 1+b 10)+(a 5+b 6),即2×15=9+(a 5+b 6),解得a 5+a 6=21. 答案 21 三、解答题9.(2016·全国Ⅱ卷)等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =[a n ],求数列{b n }的前10项和,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[2.6]=2.解 (1)设数列{a n }首项为a 1,公差为d , 由题意得⎩⎨⎧2a 1+5d =4,a 1+5d =3.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =25.所以{a n }的通项公式为a n =2n +35. (2)由(1)知,b n =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n +35. 当n =1,2,3时,1≤2n +35<2,b n =1;当n =4,5时,2≤2n +35<3,b n =2;当n =6,7,8时,3≤2n +35<4,b n =3;当n =9,10时,4≤2n +35<5,b n =4.所以数列{b n }的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24.10.(2018·桂林、百色、崇左调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n -1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 4a n +1,求{b n }的前n 项和T n . 解 (1)当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1, 当n =1时,a 1=2-1=1,满足a n =2n -1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =2n -1(n ∈N *).(2)由(1)得,b n =log 4a n +1=n +12,则b n +1-b n =n +22-n +12=12,∴数列{b n }是首项为1,公差d =12的等差数列,∴T n =nb 1+n (n -1)2d =n 2+3n 4. 能力提升题组(建议用时:20分钟)11.(2017·石家庄模拟)已知正项等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 12=24,则a 6·a 7的最大值为( )A.36B.6C.4D.2解析 在等差数列{a n }中,∵S 12=6(a 6+a 7)=24,∴a 6+a 7=4,又a 6>0,a 7>0,∴a 6·a 7≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a 6+a 722=4,当且仅当a 6=a 7=2时,“=”成立.故a 6·a 7的最大值为4. 答案 C12.(2018·河南百校联盟联考)我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金杖,长5尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重4斤;在细的一端截下1尺,重2斤;问依次每一尺各重多少斤?”设该金杖由细到粗是均匀变化的,其重量为M ,现将该金杖截成长度相等的10段,记第i 段的重量为a i (i =1,2,…,10),且a 1<a 2…<a 10,若48a i =5M ,则i =________.解析 根据题意知,由细到粗每段的重量成等差数列,记为{a n },设公差为d ,则⎩⎨⎧a 1+a 2=2,a 9+a 10=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1516,d =18.所以该金杖的总重量M =10×1516+10×92×18=15,因为48a i =5M ,所以48⎣⎢⎡⎦⎥⎤1516+(i -1)×18=75,即39+6i =75,解得i =6. 答案 613.(2018·康杰中学、晋城一中联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a n ≠0,a 1=1,且2a n a n +1=4S n -3(n ∈N *).(1)求a 2的值并证明:a n +2-a n =2;(2)求数列{a n }的通项公式.解 (1)令n =1得2a 1a 2=4S 1-3,又a 1=1,∴a 2=12.2a n a n +1=4S n -3, ① 2a n +1a n +2=4S n +1-3. ② ②-①得,2a n +1(a n +2-a n )=4a n +1. ∵a n ≠0,∴a n +2-a n =2.(2)由(1)可知:数列a 1,a 3,a 5,…,a 2k -1,…为等差数列,公差为2,首项为1, ∴a 2k -1=1+2(k -1)=2k -1,当n 为奇数时,a n =n .数列a 2,a 4,a 6,…,a 2k ,…为等差数列,公差为2,首项为12,∴a 2k =12+2(k -1)=2k -32,则当n 为偶数时,a n =n -32.综上所述,a n =⎩⎪⎨⎪⎧n ,n 为奇数,n -32,n 为偶数.。
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真题演练集训
1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( ) A .100 B .99 C .98 D .97
答案:C
解析:由等差数列性质知,S 9=a 1+a 9
2
=
9×2a 5
2
=9a 5=27, 解得a 5=3,而a 10=8, 因此公差d =
a 10-a 5
10-5
=1,
∴a 100=a 10+90d =98,故选C.
2.设{a n }是等差数列,下列结论中正确的是( ) A .若a 1+a 2>0,则a 2+a 3>0 B .若a 1+a 3<0,则a 1+a 2<0 C .若0<a 1<a 2,则a 2>a 1a 3 D .若a 1<0,则(a 2-a 1)(a 2-a 3)>0 答案:C
解析:A,B 选项易举反例.C 中若0<a 1<a 2, ∴a 3>a 2>a 1>0, ∵a 1+a 3>2a 1a 3,
又2a 2=a 1+a 3,∴2a 2>2a 1a 3, 即a 2>a 1a 3成立.
D 中,若a 1<0,则(a 2-a 1)(a 2-a 3)=d ·(-d )=-d 2
≤0, 故D 选项错误.故选C.
3.已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是________. 答案:20
解析:设等差数列{a n }公差为d ,由题意,得
⎩
⎪⎨⎪⎧
a 1+a 1+d 2
=-3,5a 1+5×42d =10, 解得⎩⎪⎨
⎪⎧
a 1=-4,d =3,
则a 9=a 1+8d =-4+8×3=20.
4.S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,S 7=28.记b n =,其中表示不超过x 的最大整数,如=0,=1.
(1)求b 1,b 11,b 101;
(2)求数列{b n }的前1 000项和.
解:(1)设{a n }的公差为d ,据已知有7+21d =28,解得d =1.所以{a n }的通项公式为a n =n .
b 1==0,b 11==1,b 101==2.
(2)因为b n
=⎩⎪⎨⎪⎧
0,1≤n <10,
1,10≤n <100,
2,100≤n <1 000,
3,n =1 000,
所以数列{b n }的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=
1 893.
课外拓展阅读
巧用三点共线解等差数列问题
1.等差数列的求解
由等差数列与一次函数的关系可知:对于公差为d (d ≠0)的等差数列{a n },其通项公式为
a n =dn +(a 1-d ),则点(n ,a n )(n ∈N *)共线,又d =a n -a m
n -m
(n ≠m ),所以d 为过(m ,a m ),(n ,a n )两点的
直线的斜率.由此可用三点共线解决等差数列问题.
若数列{a n }为等差数列,a p =q ,a q =p (p ≠q ),则a p +q =________.
解法一:设数列{a n }的公差为d ,因为a p =a q +(p -q )d ,所以q =p +(p -q )d ,即q -p =(p -q )d .
因为p ≠q ,所以d =-1.
所以a p +q =a p +(p +q -p )d =q +q (-1)=0.
解法二:因为数列{a n }为等差数列,所以点(n ,a n )(n ∈N *
)在一条直线上. 不妨设p <q ,记点A (p ,q ),B (q ,p ),则直线AB 的斜率k =
p -q
q -p
=-1,如图所示,
由图知OC =p +q ,即点C 的坐标为(p +q,0),故a p +q =0. 0
已知{a n }为等差数列,且a 100=304,a 300=904,求a 1 000.
因为{a n }为等差数列,则(100,304),(300,904),(1 000,a 1 000)三点共线, 所以904-304300-100=a 1 000-9041 000-300,
解得a 1 000=3 004.
2.等差数列前n 项和的求解
在等差数列前n 项和公式的变形S n =d
2n 2
+⎝
⎛
⎭⎪⎫
a 1-d 2n 中,两边同除以n 得S n n =d
2n +⎝ ⎛
⎭⎪⎫
a 1-d 2.
该式说明对任意n ∈N *,所有的点⎝ ⎛⎭
⎪⎫n ,S n n 都在同一条直线上,从而对m ,n ∈N *
(m ≠n )有S n n -
S m
m n -m =
d 2(常数),即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫
S n n 是一个等差数列.
已知在等差数列{a n }中,S n =33,S 2n =44,求这个数列的前3n 项的和S 3n . 由题意知,⎝
⎛⎭⎪⎫n ,33n ,⎝ ⎛⎭⎪⎫2n ,442n ,⎝ ⎛⎭⎪⎫3n ,S 3n 3n 三点在同一条直线上,
从而有442n -33n 2n -n =S 3n 3n -442n 3n -2n ,解得S 3n =33.
所以该数列的前3n 项的和为33.。