同步训练 等差数列的前n项和
一、选择题
1.在等差数列{an}中,已知a6=1,则数列{an}的前11项和S11等于( )
A.7 B.9 C.11 D.13
2.在等差数列{an}和{bn}中,a1=25,b1=15,a100+b100=139,则数列{an+bn}的前100项的和为( )
A.0 B.4 475
C.8 950 D.10 000
3.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S3=9,S6=36,则a7+a8+a9等于( )
A.63 B.45 C.36 D.27
4.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则等于( )
A. B. C. D.
5.已知等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=7,S10=21,则S15等于( )
A.35 B.42 C.49 D.63
6.记Sn为等差数列的前n项和.若3S3=S2+S4,a1=2,则a5=( )
A.-12 B.-10 C.10 D.12
7.《张丘建算经》卷上第22题——“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,而且每天增加的数量相同.已知第一天织布5尺,30天共织布390尺,则该女子织布每天增加( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
8.记Sn为等差数列的前n项和.已知S4=0,a5=5,则( )
A.an=2n-5 B.an=3n-10
C.Sn=2n2-8n D.Sn=n2-2n
9.等差数列{an}的前四项和为124,后四项和为156,各项和为210,则此数列的项数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
10.一个凸多边形的内角成等差数列,其中最小的内角为120°,公差为5°,那么这个多边形的边数n等于( )
A.12 B.16
C.9 D.16或9
二、填空题
11.(2019·北京高考)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=-3,S5=-10,则a5=________,Sn的最小值为________.
12.在等差数列{an}中,a1=25,S17=S9,求Sn的最大值为 .
13. 设数列{an}是公差不为零的等差数列,Sn是数列{an}的前n项和,且S=9S2,S4=4S2,则数列{an}的通项公式为 .
14.已知数列{an}为等差数列,且a3=4,前7项和S7=56,则公差d=________.
15.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 018,-=6,则S2 020=____.
16.(2020·全国Ⅱ卷)记Sn为等差数列的前n项和.若a1=-2,a2+a6=2,则S10=________.
三、解答题
17.在等差数列{an}中.
(1)a1=105,an=994,d=7,求Sn;
(2)d=2,an=11,Sn=35,求a1和n.
18.设等差数列的前n项和为Sn,且a5+a13=34,S3=9.
(1)求数列的通项公式及前n项和公式.
(2)设数列{bn}的通项公式为bn=,问:是否存在正整数t,使得b1,b2,bm(m≥3,m∈N)成等差数列?若存在,求出t和m的值;若不存在,请说明理由.
19.某仓库有同一型号的圆钢600根,堆放成如图所示的形状,从第二层开始,每一层比下面一层少放一根,而第一层至少要比第二层少一根,要使堆垛的占地面积最小(即最下面一层根数最少),则最下面一层放几根?共堆了多少层?
参考答案
一、选择题
1.在等差数列{an}中,已知a6=1,则数列{an}的前11项和S11等于( )
A.7 B.9 C.11 D.13
【解析】选C.S11==11×a6=11.
2.在等差数列{an}和{bn}中,a1=25,b1=15,a100+b100=139,则数列{an+bn}的前100项的和为( )
A.0 B.4 475
C.8 950 D.10 000
【解析】选C.设cn=an+bn,则c1=a1+b1=40,c100=a100+b100=139,{cn}是等差数列,
所以前100项和S100===8 950.
3.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S3=9,S6=36,则a7+a8+a9等于( )
A.63 B.45 C.36 D.27
【解析】选B.因为a7+a8+a9=S9-S6,而由等差数列的性质可知,S3,S6-S3,S9-S6构成等差数列,所以S3+(S9-S6)=2(S6-S3),即a7+a8+a9=S9-S6=2S6-3S3=2×36-3×9=45.
4.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则等于( )
A. B. C. D.
【解析】选A.设S3=m,因为=,
所以S6=3m,所以S6-S3=2m.
由等差数列依次每k项之和仍为等差数列,
得S3=m,S6-S3=2m,S9-S6=3m,S12-S9=4m,
所以S12=10m.
所以=.
5.已知等差数列{an}的前n项和为Sn.若S5=7,S10=21,则S15等于( )
A.35 B.42 C.49 D.63
【解析】选B.在等差数列{an}中,S5,S10-S5,S15-S10成等差数列,即7,14,S15-21成等差数列,
所以7+(S15-21)=2×14,解得S15=42.
6.记Sn为等差数列的前n项和.若3S3=S2+S4,a1=2,则a5=( )
A.-12 B.-10 C.10 D.12
【解析】选B.3=2a1+d+4a1+×d9a1+9d=6a1+7d3a1+2d=06+2d=0d=-3,所以a5=a1+4d=2+4×(-3)=-10.
7.《张丘建算经》卷上第22题——“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得快,而且每天增加的数量相同.已知第一天织布5尺,30天共织布390尺,则该女子织布每天增加( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【解析】选B.设该女子织布每天增加d尺,
由题意知S30=30×5+d=390,
解得d=.故该女子织布每天增加尺.
8.记Sn为等差数列的前n项和.已知S4=0,a5=5,则( )
A.an=2n-5 B.an=3n-10
C.Sn=2n2-8n D.Sn=n2-2n
【解析】选A.由题知,
解得,
所以an=2n-5.
所以Sn==n2-4n.
9.等差数列{an}的前四项和为124,后四项和为156,各项和为210,则此数列的项数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【解析】选B.由题意知a1+a2+a3+a4=124,an+an-1+an-2+an-3=156,
所以4(a1+an)=280,所以a1+an=70.
又S==×70=210,所以n=6.
10.一个凸多边形的内角成等差数列,其中最小的内角为120°,公差为5°,那么这个多边形的边数n等于( )
A.12 B.16
C.9 D.16或9
【解析】选C.an=120+5(n-1)=5n+115,
由an<180得n<13且n∈N+,
由n边形内角和定理得,
(n-2)×180=n×120+×5.
解得n=16或n=9,
因为n<13,所以n=9.
二、填空题
11.(2019·北京高考)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=-3,S5=-10,则a5=________,Sn的最小值为________.
【解析】设公差为d,a2=a1+d=-3,S5=5a1+d=-10,即a1+2d=-2,
解得a1=-4,d=1,
所以a5=a1+4d=0,Sn=na1+d=,
当n=4或5时,Sn最小,为-10.
答案:0 -10
12.在等差数列{an}中,a1=25,S17=S9,求Sn的最大值为 .
【解析】方法一:设等差数列{an}的公差为d.
由S17=S9,得25×17+×(17-1)d
=25×9+×(9-1)d,解得d=-2.
所以Sn=25n+×(n-1)×(-2)
=-(n-13)2+169.
由二次函数的性质,知当n=13时,
Sn有最大值169.
方法二:设等差数列{an}的公差为d.
由S17=S9,得25×17+×(17-1)d=25×9+×(9-1)d,解得d=-2.
因为a1=25>0,由
解得≤n≤,
所以当n=13时,Sn有最大值,
S13=25×13+=169.
13. 设数列{an}是公差不为零的等差数列,Sn是数列{an}的前n项和,且S=9S2,S4=4S2,则数列{an}的通项公式为 .
【解析】设等差数列{an}的公差为d,
由Sn=na1+d及已知条件得(3a1+3d)2=9(2a1+d),①
4a1+6d=4(2a1+d).②
由②得d=2a1,代入①,有a=a1,
解得a1=0或a1=.
当a1=0时,d=0(舍去),
因此a1=,d=.
故数列{an}的通项公式为an=+(n-1)×=(2n-1).
14.已知数列{an}为等差数列,且a3=4,前7项和S7=56,则公差d=________.
【解析】由S7==7a4=56,
得a4=8,d=a4-a3=4.
答案:4
15.已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=-2 018,-=6,则S2 020=____.
【解析】由等差数列的性质可得也为等差数列.
设其公差为d,则-=6d=6,所以d=1.
故=+2 019d=-2 018+2 019=1,
所以S2 020=1×2 020=2 020.
答案:2 020
16.(2020·全国Ⅱ卷)记Sn为等差数列的前n项和.若a1=-2,a2+a6=2,则S10=________.
【解析】设等差数列的公差为d.
因为是等差数列,且a1=-2,a2+a6=2,根据等差数列通项公式:an=a1+(n-1)d,可得a1+d+a1+5d=2,即-2+d+(-2)+5d=2,
整理可得:6d=6,解得:d=1.
根据等差数列前n项和公式:Sn=na1+d,n∈N+,
可得:S10=10×+=-20+45=25,所以S10=25.
答案:25
三、解答题
17.在等差数列{an}中.
(1)a1=105,an=994,d=7,求Sn;
(2)d=2,an=11,Sn=35,求a1和n.
【解析】(1)d====7,解得n=128.
所以Sn===70 336.
(2)由
得
解方程组得或
18.设等差数列的前n项和为Sn,且a5+a13=34,S3=9.
(1)求数列的通项公式及前n项和公式.
(2)设数列{bn}的通项公式为bn=,问:是否存在正整数t,使得b1,b2,bm(m≥3,m∈N)成等差数列?若存在,求出t和m的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)设等差数列的公差为d,
因为a5+a13=34,S3=9.
所以
整理得
解得
所以an=1+(n-1)×2=2n-1,
Sn=n×1+×2=n2.
(2)由(1)知bn=,
所以b1=,b2=,bm=,
若b1,b2,bm(m≥3,m∈N)成等差数列,
则2b2=b1+bm,
所以=+,
即6(1+t)(2m-1+t)
=(3+t)(2m-1+t)+(2m-1)(1+t)(3+t),
整理得(m-3)t2-(m+1)t=0,
因为t是正整数,所以(m-3)t-(m+1)=0,m=3时显然不成立,
所以t===1+.
又因为m≥3,m∈N,
所以m=4或5或7,
当m=4时,t=5;当m=5时,t=3;
当m=7时,t=2.
所以存在正整数t,使得b1,b2,bm(m≥3,m∈N)成等差数列.
即当t=5时,b1,b2,b4成等差数列;
当t=3时,b1,b2,b5成等差数列;
当t=2时,b1,b2,b7成等差数列.
19.某仓库有同一型号的圆钢600根,堆放成如图所示的形状,从第二层开始,每一层比下面一层少放一根,而第一层至少要比第二层少一根,要使堆垛的占地面积最小(即最下面一层根数最少),则最下面一层放几根?共堆了多少层?
【解析】设最下面一层放n根,则最多可堆n层,则1+2+3+…+n=≥600,
所以n2+n-1 200≥0,记 (n)=n2+n-1 200,
因为当n∈N+时,f(n)单调递增,
而f(35)=60>0,f(34)=-10<0,
所以n≥35,因此最下面一层最少放35根.
因为1+2+3+…+35=630,所以最多可堆放630根,必须去掉上面30根,去掉顶上7层,共1+2+3+…+7=28根,再去掉顶上第8层的2根,剩下的600根共堆了28层.
故最下面一层放35根,共堆了28层.