高中数学人教A版(2019)选择性必修 第二册 4.2 等差数列的前n项和(含解析)

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名称 高中数学人教A版(2019)选择性必修 第二册 4.2 等差数列的前n项和(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-12-15 22:04:53

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文档简介

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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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高中数学人教A版(2019)选择性必修 第二册 4.2 等差数列的前n项和
一、单选题
1.设等差数列 的前 项和为 ,已知 , ,则 的公差为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
2.已知等差数列 的前 项和为 ,且 , ,则 ( )
A. 15 B. 23 C. 28 D. 30
3.已知数列 为等差数列,其前n项和为 , ,则 ( )
A. 110 B. 55 C. 50 D. 45
4.设等差数列 的前 项和为 ,公差为 .已知 , , ,则选项不正确的是( )
A. 数列 的最小项为第6项 B. C. D. 时, 的最大值为5
5.等差数列 和 的前 项和分别记为 与 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D. 2
6.已知 为等差数列 的前 项和,且满足 ,则 等于( )
A. -9 B. -11 C. -13 D. -15
7.已知数列 中, , ,若其前 项和为 ,则 的最大值为( )
A. 167 B. 168 C. 169 D. 170
8.数列 是递增的整数数列,且 , ,则 的最大值为( )
A. 9 B. 10 C. 11 D. 12
二、多选题
9.设数列 是公差为 等差数列, 为其前 项和, ,且 ,则( )
A. B. C. D. , 为 的最大值
10.等差数列 的前 项和为 ,已知 , ,则( )
A. B. 的前 项和中 最小 C. 的最小值为-49 D. 的最大值为0
11.已知公差不为0的等差数列 的前 项和为 ,若 ,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
12.已知数列 的前n项和为 ,下列说法正确的是( )
A. 若 ,则 是等差数列
B. 若 ,则 是等比数列
C. 若 是等差数列,则
D. 若 是等比数列,则 , , 成等比数列
13.设 是公差为 的无穷等差数列 的前 项和,则下列命题正确的是( )
A. 若 ,则数列 有最大项
B. 若数列 有最大项,则
C. 若数列对任意的 , 恒成立,则
D. 若对任意的 ,均有 ,则 恒成立
三、填空题
14.记 为等差数列 的前 项和, , ,则 .
15.设等差数列 的前 项和为 ,若 ,则 .
16.已知 为等差数列, 为其前 项和.若 , ,则 .
17.等差数列 的前 项和为 ,若 ,公差 ,有以下结论:
①若 ,则必有 ; ②若 , ,则 ;
③若 ,则必有 ; ④若 ,则必有 .
其中所有正确结论的序号为 .
18.等差数列 , 的前 项和分别为 ,若 ,则 = .
19.已知等差数列 是递增数列, 是 的前n项和,若 是方程 的两个根,则 的值为 .
四、解答题
20.已知等差数列{an}前n项和为Sn , , .
(1)求数列{an}的通项公式及前n项和Sn;
(2)设 ,求{bn}前n项和Tn.
21.已知各项均为正数的数列 的前n项和为 ,且 , , 成等差数列.
(1)求 的通项公式;
(2)若 ,求n的值.
22.已知数列 满足 , .
(1)设 ,证明:数列 是等差数列;
(2)记 为等差数列 的前 项和,若对任意的 ,不等式 恒成立,求实数 的最大值.
23.记 是公差不为0的等差数列 的前n项和,若 .
(1)求数列 的通项公式 ;
(2)求使 成立的n的最小值.
24.记 为等差数列 的前 项和,已知 , .
(1)求 的通项公式;
(2)求 ,并求 的最大值.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【解答】 ,得 ,
,又因为 ,两式相减得 ,
则 。
故答案为:B.
【分析】利用已知条件结合等差数列的性质和等差数列前n项和公式,从而求出等差数列的公差。
2.【答案】 D
【解析】【解答】由等差数列的性质: 成等差数列,
∴ ,可得 ,同理可得 ,
∴ ,可得 。
故答案为:D
【分析】利用等差数列的性质结合等差中项公式,从而结合已知条件求出等差数列前15项的和。
3.【答案】 B
【解析】【解答】在等差数列 中, ,于是得 ,
所以 .
故答案为:B.
【分析】根据题意由等差数列项的性质和等差数列的前n项和公式,代入数值计算出结果即可。
4.【答案】 D
【解析】【解答】解:由题意 ,又 ,所以 , 正确;
由 ,且 , , ,得 ,解得 ,选项 正确;
由题意当 时, ,当 时, ,
所以 , ,故 时, 的最大值为10, 错误;
由于 ,数列 是递减数列,当 时, ,当 时, ;
当 时, ,当 时, ,
所以当 时, ,当 时, ,当 时, ,
故数列 中最小的项为第6项,选项 正确.
故答案为:D.
【分析】 根据题意,由等差数列的性质及前n项和公式依次分析选项,综合即可得出答案.
5.【答案】 D
【解析】【解答】因为 ,所以 .
故答案为:D.
【分析】根据题意由等差数列的项的性质以及数列的前n项和公式,代入数值计算出结果即可。
6.【答案】 D
【解析】【解答】 , ,


故答案为:D
【分析】 由题意可得 ,再由等差数列的求和公式和性质可得 , 代值计算可得.
7.【答案】 C
【解析】【解答】∵ , ,
∴ 数列 为首项为25,公差为 的等差数列,
∴ ,
∴ 数列 的前n项和 ,
∴ 时, 取最大值,最大值为169。
故答案为:C.
【分析】利用已知条件结合递推公式变形,再利用等差数列的定义,从而推出数列 为首项为25,公差为 的等差数列,再利用等差数列前n项和公式结合二次函数求最值的方法,从而求出 的最大值。
8.【答案】 C
【解析】【解答】解:∵ 数列 是递增的整数数列 ,
∴n要取最大,d尽可能为小的整数,
故可假设d=1
∵a1=3,d=1
∴an=n+2

则S11=88<100,S12=102>100,
故n的最大值为11.
故答案为:C
【分析】根据等差数列的通项公式及前n项和公式求解即可.
二、多选题
9.【答案】 A,B,D
【解析】【解答】在等差数列 中,因 ,则 ,于是得 ,B符合题意;
而 ,则 ,A符合题意;
显然数列 是递减等差数列,前7项都为正,第8项为0,从第9项起均为负,于是得 ,且 , 为 的最大值,D符合题意,而 ,C不符合题意.
故答案为:ABD
【分析】利用已知条件结合等差数列前n项和公式,再结合等差数列的性质,从而求出等差数列第8项的值;再利用已知条件 结合等差数列的通项公式,从而求出等差数列的公差的正负;再利用等差数列前n项和公式,从而比较出的大小;再利用减函数的定义,从而判断出数列 是递减等差数列,前7项都为正,第8项为0,从第9项起均为负,于是得 ,且 , 为 的最大值,从而找出正确的选项。
10.【答案】 B,C
【解析】【解答】设数列 的公差为d,则
解得 , ,A不符合题意;
,当n=5时取得最小值,B符合题意;
,设函数 ,
则 ,当 时, ,
当 时, ,
所以 , ,且 , ,
所以最小值为-49,C符合题意;
,没有最大值,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】 由等差数列前n项和公式列出方程组,能求出a1 ,d,利用等差数列的性质,逐项进行判断可得答案。
11.【答案】 B,C
【解析】【解答】由题意可知,在等差数列 中,因为 ,所以 ,
则 , B符合题意;
因为公差 ,所以 ,A不符合题意;
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以C符合题意;
因为 ,且 未知正负,所以D不符合题意;
故答案为:BC.
【分析】根据等差数列的性质及等差数列的求和公式,逐项进行判断,可得答案。
12.【答案】 B,C
【解析】【解答】当 时, ; ( ),
不满足上式,所以数列 不是等差数列,A不符合题意;
当 时, , ,
且 满足上式,所以此时数列 是等比数列,B符合题意;
根据等差数列的性质可知: ;C符合题意;
当 时, 是等比数列,而 , , ,不能构成等比数列,D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】利用数列 的前n项和结合等差数列、等比数列的定义,从而推出当 ,则 是等比数列;再利用 是等差数列结合 的关系式,从而得出 , 再利用 是等比数列结合等比中项公式合等比数列前n项和公式,从而得出 , , 不成等比数列 ,从而找出说法正确的选项。
13.【答案】 A,B,D
【解析】【解答】由于等差数列前 项和公式 ,
对于选项 ,若 ,则 有最大值,则数列 有最大项,故答案为:项 正确;
对于选项 ,当数列 有最大项,则 对应的二次函数有最大值时,可知 ,故答案为:项 正确;
对于选项 ,令 ,对任意的 ,则数列 递增,满足 恒成立,但 ,故答案为:项 错误;
对于选项 ,若对任意的 ,均有 ,则 , ,则 必为递增数列,故答案为:项 正确.
综上可知,正确的命题是ABD.
故答案为:ABD.
【分析】利用已知条件结合等差数列前n项和公式得出等差数列前 项和公式,再利用结合二次函数的图像,从而求出二次函数 有最大值,则数列 有最大项;当数列 有最大项,则 对应的二次函数有最大值时,可知 ;令 ,再结合增函数的定义,得出对任意的 ,则数列 递增,满足 恒成立,但 ,从而推出选项C错误,再利用对任意的 ,均有 ,再结合等差数列前n项和公式,则 , ,再结合增函数的定义,则 必为递增数列,从而找出命题正确的选项。
三、填空题
14.【答案】 4
【解析】【解答】 ,

又因为 ,则 ,
∴ ,且 ,
∴ 。
故答案为:4。
【分析】利用已知条件结合等差数列前n项和公式,再利用等差数列的通项公式,进而求出的值。
15.【答案】 33
【解析】【解答】 是等差数列,由 可得 ,
即 ,可得 ,则 .
故答案为:33.
【分析】根据题意由等差数列的前n项和公式结合题意整理得到 , 再由等差数列项的性质以及等差数列的前n项和公式代入数值计算出结果即可。
16.【答案】
【解析】【解答】由 为等差数列,设公差为 ,
因为 ,所以 ,即 ,
所以 。
故答案为: 。
【分析】利用已知条件结合等差数列的通项公式和等差数列前n项和公式,进而求出等差数列的公差,再结合等差数列前n项和公式,进而求出等差数列的前n项和。
17.【答案】 ①②④
【解析】【解答】等差数列 的前 项和为 ,若 ,公差 ,有以下结论:
①若 , ,即 ,
,正确;
②若 得 ,且 ,得 ,


因为 ,所以 ,得 ,所以正确;
③若 ,则 ,得 ,
因为 ,所以 , ,

则 大小不确定,错误;
④若 ,得 , ,
若 ,则 ,则 ,则 ,
若 , ,
则 ,则 ,则 ,
综上 ,正确;
故答案为:①②④.
【分析】利用已知条件结合等差数列前n项和公式、等差数列的通项公式,从而找出正确结论的序号。
18.【答案】 16
【解析】【解答】解:由题意可设Sn=n(38n+14)=38n2+14n,Tn=n(2n+1)=2n2+n
则a6=S6-S5=(38×62+14×6)-(38×52+14×5)=432
b7=T7-T6=(2×72+7)-(2×62+6)=27

故答案为:16
【分析】根据等差数列的性质,结合an与sn的关系求解即可.
19.【答案】 24
【解析】【解答】解:由题意解得a2=1,a4=5,则 , a1=-1
所以
故答案为:24
【分析】根据等差数列的通项公式,以及求和公式直接求解即可
四、解答题
20.【答案】 (1)由 得 .
又因为 ,所以 ,
则 ,解得 ;
故 ,
.
(2) .
当 为偶数时:
.
当 为奇数时:
.
综上得 .
【解析】【分析】(1) 利用已知条件结合等差数列的通项公式和等差数列前n项和公式,从而解方程组求出等差数列的首项和公差,再利用等差数列的通项公式,从而求出数列{an}的通项公式,再利用等差数列前n项和公式得出等差数列前n项和Sn。
(2)利用(1)求出的等差数列前n项和结合 ,从而求出数列{bn}的通项公式,再利用分类讨论的方法结合数列求和的方法,从而求出数列{bn}的前n项和Tn。


21.【答案】 (1)因为 , , 成等差数列,所以 .
令 ,得 ,因为 ,所以 .
当 时,有 ,
所以 ,整理得
因为 均为正数,所以 ,即 是公差为2的等差数列,
所以 .
(2) ,
由 ,得 ,

解得 (舍负)
【解析】【分析】(1)根据题意由数列的通项公式和数列前n项和公式之间的关系求出数列的通项公式,再结合等差数列的项的性质,整理化简由此即可判断出数列为等差数列,从而求出数列的通项公式即可。
(2)由已知条件整理化简即可得出关于n的方程,求解出n的取值即可。

22.【答案】 (1)解: ,
数列 是公差为 的等差数列.
(2) ,


①,
②,
②―①, ,

,即: ,

设 , , ,设 ,对称轴 ,
, 当 时,即 时, ,
的最大值为 .
【解析】【分析】(1)由已知条件的递推公式整理得到数列为等差数列。
(2)由(1)的几率整理即可得出数列的通项公式,然后由错位相减法整理即可得出数列前n项和,由分离参数法等的不等式 , 构造函数整理得到 , 结合二次函数的性质即可求出函数的最大值,由此即可得出答案。


23.【答案】 (1)由等差数列的性质可得: ,则: ,
设等差数列的公差为 ,从而有: ,

从而: ,由于公差不为零,故: ,
数列的通项公式为: .
(2)由数列的通项公式可得: ,则: ,
则不等式 即: ,整理可得: ,
解得: 或 ,又 为正整数,故 的最小值为7.
【解析】【分析】(1)根据等差数列的通项公式及性质直接求解即可;
(2)首先求得前n项和的表达式,然后求解二次不等式即可确定n的最小值.
24.【答案】 (1)解:设 的公差为 ,
由题意得 ,
故 的通项公式为 .
(2)解:由(1)得 .
当 时, 取得最大值,且最大值为25.
【解析】【分析】 (1)先设等差数列 的公差为 , 然后根据等差数列的通项公式和求和公式可列出关于首项a1和公差d的方程组,解出a1和d的值,即可得到数列的通项公式;
(2)利用等差数列的求和公式,二次函数的性质即可求出 的最大值.
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