2.3等差数列的前n项和
班级: 组名: 姓名: 设计人:乔晓丽 审核人:魏帅举 领导审批:
【学习目标】
1.掌握等差数列前n项和公式及其获取思路;
2.会用等差数列的前n项和公式解决一些简单的与前n项和有关的问题
【研讨互动 问题生成】
1.等差数列的前项和公式1
2.等差数列的前项和公式2
【合作探究 问题解决】
1.一般地,如果一个数列的前n项和为,其中p、q、r为常数,且,那么这个数列一定是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?
2.对等差数列的前项和公式2:可化成式子:
,当d≠0,是一个常数项为零的二次式
【点睛师例 巩固提高】
一个等差数列前4项的和是24,前5项的和与前2项的和的差是27,求这个等差数列的通项公式。
例2.差数列{}中, =-15, 公差d=3, 求数列{}的前n项和的最小值。
【要点归纳 反思总结】
1.前n项和为,其中p、q、r为常数,且,一定是等差数列,该数列的首项是; 公差是d=2p
通项公式是
2.等差数列前项和的最值问题有两种方法:
(1)当>0,d<0,前n项和有最大值可由≥0,且≤0,求得n的值。
当<0,d>0,前n项和有最小值可由≤0,且≥0,求得n的值。
(2)由利用二次函数配方法求得最值时n的值
【多元评价】
自我评价: 小组成员评价: 小组长评价:
学科长评价: 学术助理评价:
【课后训练】
1.在等差数列{an}中,Sm=Sn,则Sm+n的值为( )
(A)0 (B)Sm+Sn (C)2(Sm+Sn) (D)
2.在等差数列{an}中,S4=6,S8=20,则S12= 。
3.在项数为n的等差数列{an}中,前三项之和为12,最后三项之和为132,前n项之和为240,则n= 。
4.已知等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn 和 Tn,且,求= 。
5.已知数列{an}为等差数列,前30项的和为50,前50项的和为30,求前80项的和。
6. 都是实数,那么“”是“成等差数列”的( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充要条件 D. 既非充分又非必要条件
7. 若 成等差数列,则的值等于( )
A. 9 B. C. 32 D. 0或32
8. 三个数成等差数列,平方和为450,两两之积的和为423,则其中间数为( )
A. 150 B. C. D.
9. 已知等差数列的首项为,第10项是第一个比1大的项,则该等差数列公差d的取值范围是( )
A. B. C. D.
10. 数列是公差为的等差数列,它的前20项的和则下列等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 在等差数列中,,,则为( )
A. 27 B. 28 C. 29 D. 30
12. 等差数列共有项,所有奇数项之和为132,所有偶数项之和为120,则( )
A. 9 B. 10 C. 11 D. 12
13. 等差数列{}中,公差,前项和,当时一定有( )
A B C D
14. 在公差为非零实数的等差数列中,若是方程的两根,则通项公式=
15. 一个五边形的五个内角成等差数列,且最小角为460,则最大角为
16. 在等差数列中, ,,则=
17. 在等差数列中,,则n= 时,有最小值,最小值是
18. 若三个数成等差数列,其和为15,其平方和为83,求此三个数
19. 等差数列{}中,求其前项绝对值之和
高二数学 (必修5)教·学案
课题:2.3.1等差数列的前n项和(1)
主备人:
执教者:
【学习目标】掌握等差数列前项和公式及其获取思路;会用等差数列的前项和公式解决一些简单的与前项和有关的问题.
【学习重点】等差数列前项和公式的理解、推导及应用.?
【学习难点】灵活运用等差数列前项公式解决一些简单的有关问题.?
【授课类型】新授课
【教 具】多媒体电脑、实物投影仪、电子白板。
【学习方法】诱思探究法
【学习过程】
一、复习引入:
“小故事”:
高斯是伟大的数学家,天文学家,高斯十岁时,有一次老师出了一道题目,老师说: “现在给大家出道题目:
1+2+…100=?”
过了两分钟,正当大家在:1+2=3;3+3=6;4+6=10…算得不亦乐乎时,高斯站起来回答说:
“1+2+3+…+100=5050。
教师问:“你是如何算出答案的?
高斯回答说:因为1+100=101;
2+99=101;…50+51=101,所以
101×50=5050”
这个故事告诉我们:
(1)作为数学王子的高斯从小就善于观察,敢于思考,所以他能从一些简单的事物中发现和寻找出某些规律性的东西。
(2)该故事还告诉我们求等差数列前n项和的一种很重要的思想方法,这就是下面我们要介绍的“倒序相加”法。
二、新课学习:
1.等差数列的前项和公式1:
证明: ①
②
①+②:
∵
∴ 由此得:
从而我们可以验证高斯十岁时计算上述问题的正确性
2. 等差数列的前项和公式2:
用上述公式要求必须具备三个条件:
但 代入公式1即得:
此公式要求必须已知三个条件: (有时比较有用)
三、 特例示范
课本P49-50的例1、例2、例3
由例3得与之间的关系:
由的定义可知,当n=1时,=;当n≥2时,=-,
即=.
四、课堂小结
1.等差数列的前项和公式1:
2.等差数列的前项和公式2:
?五、作业布置:
课时作业2.3.1
个性设计
六、课后反思:
2.3 等差数列的前n项和
第1课时 等差数列的前n项和
双基达标 ?限时20分钟?
1.在等差数列{an}中,S10=120,那么a1+a10的值是 ( ).
A.12 B.24 C.36 D.48
解析 由S10=,得a1+a10===24.
答案 B
2.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-9n,第k项满足5
A.9 B.8 C.7 D.6
解析 此数列为等差数列,an=Sn-Sn-1=2n-10,由5<2k-10<8得到k=8.
答案 B
3.已知等差数列{an}中,a32+a82+2a3a8=9,且an<0,则S10为 ( ).
A.-9 B.-11 C.-13 D.-15
解析 由a32+a82+2a3a8=9得(a3+a8)2=9,∵an<0,
∴a3+a8=-3,
∴S10=
===-15.
答案 D
4.若数列{an}的前n项和Sn=n2+2n+5,则a5+a6+a7=________.
解析 a5+a6+a7=S7-S4=39.
答案 39
5.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a6=S3=12,则{an}的通项an=________.
解析 由a6=S3=12可得{an}的公差d=2,首项a1=2,故易得an=2n.
答案 2n
6.已知等差数列{an}中,
(1)a1=,S4=20,求S6;
(2)a1=,d=-,Sn=-15,求n及an;
(3)a1=1,an=-512,Sn=-1 022,求d.
解 (1)S4=4a1+d=4a1+6d=2+6d=20,
∴d=3.
故S6=6a1+d=6a1+15d=3+15d=48.
(2)∵Sn=n·+=-15,
整理得n2-7n-60=0,解得n=12或n=-5(舍去),
a12=+(12-1)×=-4.
(3)由Sn===-1 022,
解得n=4.
又由an=a1+(n-1)d,即-512=1+(4-1)d,
解得d=-171.
综合提高 ?限时25分钟?
7.等差数列{an}的前n项和为Sn,已知am-1+am+1-am2=0,S2m-1=38,则m等于 ( ).
A.38 B.20 C.10 D.9
解析 因为{an}是等差数列,所以am-1+am+1=2am,由am-1+am+1-am2=0,得:2am-am2=0,由S2m-1=38知am≠0,所以am=2,又S2m-1=38,即=38,即(2m-1)×2=38,解得m=10,故选C.
答案 C
8.等差数列{an}中,首项a1>0,公差d<0,Sn为其前n项和,则点(n,Sn)可能在下列哪条曲线上 ( ).
解析 由Sn=na1+n(n-1)d=n2+n,及d<0,a1>0知,<0,a1->0,排除A、B.对称轴n=-=>0,排除D.
答案 C
9.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若S3=3,S6=24,则a9=________.
解析 设等差数列的公差为d,则
S3=3a1+d=3a1+3d=3,即a1+d=1,
S6=6a1+d=6a1+15d=24,即2a1+5d=8.
由解得
故a9=a1+8d=-1+8×2=15.
答案 15
10.在等差数列{an}和{bn}中,a1=25,b1=75,a100+b100=100,则数列{an+bn}的前100项的和为________.
解析 由已知得{an+bn}为等差数列,故其前100项的和为S100==50×(25+75+100)=10 000.
答案 10 000
11.设正项数列{an}的前n项和为Sn,并且对于任意n∈N*,an与1的等差中项等于,求数列{an}的通项公式.
解 由题意知,=,得:
Sn=.
∴a1=S1=1.
又∵an+1=Sn+1-Sn=[(an+1+1)2-(an+1)2],
∴(an+1-1)2-(an+1)2=0,
即(an+1+an)(an+1-an-2)=0,
∵an>0,∴an+1-an=2,
∴{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,
∴an=2n-1.
12.(创新拓展)已知公差大于零的等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a3·a4=117,a2+a5=22.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若数列{bn}是等差数列,且bn=,求非零常数c.
解 (1){an}为等差数列,∵a3+a4=a2+a5=22,
又a3·a4=117,
∴a3,a4是方程x2-22x+117=0的两个根,
又公差d>0,∴a3∴∴∴an=4n-3.
(2)由(1)知,Sn=n·1+·4=2n2-n,
∴bn==,
∴b1=,b2=,b3=,
∵{bn}是等差数列,∴2b2=b1+b3,∴2c2+c=0,
∴c=-(c=0舍去).
课件19张PPT。【课标要求】
1.理解等差数列前n项和公式的推导方法.
2.掌握等差数列前n项和公式.
3.掌握由Sn求an的方法.
【核心扫描】
1.熟练掌握等差数列的五个量a1,d,n,an,Sn的关
系,能够由其中的三个求另外两个.(重点)
2.利用前n项和公式解决相关问题.(难点)
第1课时 等差数列的前n项和2.3 等差数列的前n项和数列前n项和的定义
一般地,称__________________为数列{an}的前n项和,用Sn表示,即Sn= __________________.
自学导引1. :尝试探索数列{an}的前n项和Sn与通项an之间的关系.
提示:当n≥2时,有Sn=a1+a2+a3+…+an,Sn-1=a1+a2+a3+…+an-1,所以Sn-Sn-1=an.
当n=1时,a1=S1.
a1+a2+a3+…+ana1+a2+a3+…+an等差数列的前n项和公式
是关于n的二次函数”,这种说法正确吗?
提示:不一定正确.当d≠0时,Sn=An2+Bn(A≠0)是关于
n的二次函数;当d=0时,Sn=na1=a1n是关于n的一次函数.
2.等差数列前n项和公式的理解
(1)两个公式共涉及到a1,d,n,an及Sn五个基本量,它们分别表示等差数列的首项,公差,项数,通项公式和前
n项和.
(2)依据方程的思想,在等差数列前n项和公式中已知其中三个量可求另外两个量.
(3)当已知首项、末项和项数时,用前一个公式较为简便;当已知首项、公差和项数时,用后一个公式较好.
名师点睛1.等差数列前n项和公式的函数特征
(2)当A=0,B=0时,Sn=0是关于n的常数函数(此时a1=0,
d=0);
当A=0,B≠0时,Sn=Bn是关于n的正比例函数(此时a1≠0,
d=0);
当A≠0,B≠0时,Sn=An2+Bn是关于n的二次函数(此时d≠0).
2.题型一 利用Sn求an 已知数列{an}的前n项和Sn=3+2n,求an.
解 (1)当n=1时,a1=S1=3+2=5.
(2)当n≥2时,Sn-1=3+2n-1,
又Sn=3+2n,
∴an=Sn-Sn-1=2n-2n-1=2n-1.
又当n=1时,a1=21-1=1≠5,
【例1】 (1)已知Sn求an,其方法是an=Sn-Sn-1(n≥2),这里常常因为忽略条件“n≥2”而出错.
已知数列{an}的前n项和Sn=2n2+3n,求an.
解 a1=S1=5,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2+3n)-[2(n-1)2+
3(n-1)]=4n+1,
当n=1时也适合,∴an=4n+1.【变式1】 已知等差数列{an}.
(2)a1=4,S8=172,求a8和d.
[思路探索] 根据等差数列前n项和公式解方程.
题型二 与等差数列前n项和有关的基本量的计算
【例2】 a1,d,n称为等差数列的三个基本量,an和Sn都可以用这三个基本量来表示,五个量a1,d,n,an,Sn中可知三求二,一般通过通项公式和前n项和公式联立方程(组)求解,在求解过程中要注意整体思想的运用.
在等差数列{an}中;
(1)已知a6=10,S5=5,求a8和S10;
(2)已知a3+a15=40,求S17.
【变式2】 审题指导题型三 求数列{|an|}的前n项和
【例3】=-3n+104.
∵n=1也适合上式,
∴数列通项公式为an=-3n+104(n∈N*). (2分)
由an=-3n+104≥0,得n≤34.7.
即当n≤34时,an>0;当n≥35时,an<0. (4分)
(1)当n≤34时,
Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an
(2)当n≥35时,
Tn=|a1|+|a2|+…+|a34|+|a35|+…+|an|
=(a1+a2+…+a34)-(a35+a36+…+an)
=2(a1+a2+…+a34)-(a1+a2+…+an)
【题后反思】 等差数列的各项取绝对值后组成数列{|an|}.若原等差数列{an}中既有正项,也有负项,那么{|an|}不再是等差数列,求和关键是找到数列{an}的正负项分界点处的n值,再分段求和.
已知数列{an}中,Sn=-n2+10n,数列{bn}的每一项都有bn=|an|,求数列bn的前n项之和Tn的表达式.
解 由Sn=-n2+10n得an=Sn-Sn-1=11-2n,(n≥2,n∈N*).
验证a1=9也符合上式.∴an=11-2n,n∈N*
∴当n≤5时,an>0,此时Tn=Sn=-n2+10n;
当n>5时,an<0,此时Tn=2S5-Sn=n2-10n+50.
【变式3】 已知一个数列的前n项和为Sn=n2+n-1,求它的通项公式,问它是等差数列吗?
[错解] an=Sn-Sn-1=(n2+n-1)-[(n-1)2+(n-1)-1]
=2n,又an-an-1=2n-2(n-1)=2,即数列每一项与前一项的差是同一个常数,∴{an}是等差数列.
误区警示 对定义把握不准致错【示例】 已知数列的前n项和Sn,求数列的通项an时,需分类讨论,即分n≥2与n=1两种情况.
[正解] 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n2+n-1)-[(n-1)2+
(n-1)-1]=2n;
∵a2-a1=4-1=3≠2,
∴数列{an}中每一项与前一项的差不是同一个常数,
∴{an}不是等差数列.
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高二数学(必修5) 教·学案
课题:2.3.2等差数列的前n项和(2)
主备人:
执教者:
【学习目标】进一步熟练掌握等差数列的通项公式和前n项和公式;了解等差数列的一些性质,并会用它们解决一些相关问题;会利用等差数列通项公式与前 项和的公式研究 的最值;
【学习重点】熟练掌握等差数列的求和公式
【学习难点】灵活应用求和公式解决问题.
【授课类型】新授课
【教 具】多媒体电脑、实物投影仪、电子白板
【学习方法】诱思探究法
【学习过程】
一、复习引入:
首先回忆一下上一节课所学主要内容:
1.等差数列的前项和公式1:
2.等差数列的前项和公式2:
二、新课学习:
探究:——课本P51的探究活动
结论:一般地,如果一个数列的前n项和为,其中p、q、r为常数,且,那么这个数列一定是等差数列吗?如果是,它的首项与公差分别是多少?
由,得
当时=
=
=2p
对等差数列的前项和公式2:可化成式子:
,当d≠0,是一个常数项为零的二次式
三、 特例示范
【等差数列前项和的最值问题
课本P51的例4 解略
对等差数列前项和的最值问题有两种方法:
利用:
当>0,d<0,前n项和有最大值可由≥0,且≤0,求得n的值
当<0,d>0,前n项和有最小值可由≤0,且≥0,求得n的值
利用:
由利用二次函数配方法求得最值时n的值
四、当堂练习:
1.一个等差数列前4项的和是24,前5项的和与前2项的和的差是27,求这个等差数列的通项公式。
2.差数列{}中, =-15, 公差d=3, 求数列{}的前n项和的最小值。
五、 本节小结:
1.前n项和为,其中p、q、r为常数,且,一定是等差数列,该数列的
首项是
公差是d=2p
通项公式是
2.差数列前项和的最值问题有两种方法:
(1)当>0,d<0,前n项和有最大值可由≥0,且≤0,求得n的值。
当<0,d>0,前n项和有最小值可由≤0,且≥0,求得n的值。
(2)由利用二次函数配方法求得最值时n的值
六、作业布置:
课时作业3.1.2
个性设计
课后反思:
第2课时 等差数列前n项和的应用
双基达标 ?限时20分钟?
1.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若S7=35,则a4等于 ( ).
A.8 B.7 C.6 D.5
解析 Sn是等差数列{an}的前n项和,则S7=7a4=35,
∴a4=5.
答案 D
2.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则等于 ( ).
A.1 B.-1 C.2 D.
解析 ====·=1.
答案 A
3.已知某等差数列共20项,其所有项和为75,偶数项和为25,则公差为 ( ).
A.5 B.-5 C.-2.5 D.2.5
解析 由题意知S奇+S偶=75,又S偶=25,
∴S奇=50,由等差数列奇数项与偶数项的性质得S偶-S奇=10d,即25-50=10d,∴d=-2.5.
答案 C
4.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=72,则a2+a4+a9=________.
解析 ∵{an}是等差数列,由S9=72,得S9=9a5,a5=8,
∴a2+a4+a9=(a2+a9)+a4=(a5+a6)+a4=3a5=24.
答案 24
5.在等差数列{an}中,已知前三项和为15,最后三项和为78,所有项和为155,则项数n=________.
解析 由已知,a1+a2+a3=15,an+an-1+an-2=78,两式相加,得(a1+an)+(a2+an-1)+(a3+an-2)=93,
即a1+an=31.
由Sn===155,得n=10.
答案 10
6.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=12,且S12>0,S13<0.
(1)求公差d的范围;
(2)问前几项的和最大,并说明理由.
解 (1)∵a3=12,∴a1=12-2d,
∵S12>0,S13<0,
∴即
∴-(2)∵S12>0,S13<0,
∴∴.
∴a6>0,
又由(1)知d<0.
∴数列前6项为正,从第7项起为负.
∴数列前6项和最大.
综合提高 ?限时25分钟?
7.设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则等于 ( ).
A. B. C. D.
解析 由等差数列的求和公式可得==,可得a1=2d且d≠0,所以===,故选A.
答案 A
8.已知数列{an}满足an=26-2n,则使其前n项和Sn取最大值的n的值为 ( ).
A.11或12 B.12
C.13 D.12或13
解析 ∵an=26-2n,∴an-an-1=-2,
∴数列{an}为等差数列.又a1=24,d=-2,∴Sn=24n+×(-2)=-n2+25n=-2+.
∵n∈N*,∴当n=12或13时,Sn最大,故选D.
答案 D
9.等差数列{an}的前m项和为30,前2m项和为100,则数列{an}的前3m项的和S3m的值是________.
解析 法一 在等差数列中,Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列.
∴30,70,S3m-100成等差数列.
∴2×70=30+(S3m-100),∴S3m=210.
法二 在等差数列中,,,成等差数列,
∴=+.
即S3m=3(S2m-Sm)=3×(100-30)=210.
答案 210
10.在等差数列{an}中,a1>0,公差d<0,a5=3a7,前n项和为Sn,若Sn取得最大值,则n=________.
解析 在等差数列{an}中,a1>0,公差d<0,
∵a5=3a7,∴a1+4d=3(a1+6d),
∴a1=-7d,∴Sn=n(-7d)+d=(n2-15n),
∴n=7或8时,Sn取得最大值.
答案 7或8
11.设{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,已知S7=7,S15=75,Tn为数列的前n项和,求Tn.
解 设等差数列{an}的公差为d,
则Sn=na1+n(n-1)d,
∵S7=7,S15=75,∴
即解得
∴=a1+(n-1)d=-2+(n-1),
∵-=,
∴数列是等差数列,其首项为-2,公差为,
∴Tn=n×(-2)+×=n2-n.
12.(创新拓展)若有穷数列a1,a2,…,an(n是正整数),满足a1=an,a2=an-1,…,an=a1,即ai=an-i+1(i是正整数,且1≤i≤n),就称该数列为“对称数列”.
(1)已知数列{bn}是项数为7的对称数列,且b1,b2,b3,b4成等差数列,b1=2,b4=11,试写出{bn}的每一项;
(2)已知{cn}是项数为2k-1(k≥1)的对称数列,且ck,ck+1,…,c2k-1构成首项为50,公差为-4的等差数列,数列{cn}的前2k-1项和为S2k-1,则当k为何值时,S2k-1取到最大值?最大值为多少?
解 (1)设{bn}的公差为d,则b4=b1+3d=2+3d=11,
解得d=3,
∴数列{bn}为2,5,8,11,8,5,2.
(2)S2k-1=c1+c2+…+ck-1+ck+ck+1+…+c2k-1
=2(ck+ck+1+…+c2k-1)-ck
=2(-2k2+52k)-50
=-4(k2-26k)-50
=-4(k-13)2+4×132-50,
∴当k=13时,S2k-1取得最大值.S2k-1的最大值为626.
课件27张PPT。
1.掌握等差数列前n项和的性质,并能应用性质解决一些问题.
2.会求等差数列前n项和的最值.
3.会解决有关等差数列求和的综合问题.
1.等差数列前n项和的性质.(重点)
2.等差数列前n项和的最值问题.(难点)
第2课时 等差数列前n项和的应用【课标要求】【核心扫描】等差数列前n项和的性质
(2)Sm,S2m,S3m分别为{an}的前m项,前2m项,前3m项的和,则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差数列,公差为____.
自学导引1.m2d(4)若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d,
ndan :如果数列的前n项和公式Sn=An2+Bn,其中A,B为常数,那么这个数列是否一定为等差数列?
提示:由Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an①
得Sn-1=a1+a2+a3+…+an-1(n≥2)②
由①-②得an=Sn-Sn-1(n≥2),∵S1=a1,
又Sn=An2+Bn,
∴当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2An-A+B.
当n=1时,a1=S1=A+B符合上式,
∴an=2An-A+B(n∈N*)
∴数列{an}是等差数列,首项为A+B,公差为2A.
等差数列前n项和的最值
(1)在等差数列{an}中
2.最大最小最小最大关于等差数列奇数项与偶数项性质的推导
①若项数为2n,则S偶-S奇=a2+a4+…+a2n-a1-a3-…-a2n-1=(a2-a1)+(a4-a3)+…+(a2n-a2n-1)=
名师点睛1.二次函数配方法求等差数列前n项和Sn的最值
2.题型一 等差数列前n项和性质的应用 一个等差数列的前10项之和为100,前100项之和为10,求前110项之和.
[思路探索] 解答本题可利用前n项和公式求出a1和d,即可求出S110,或利用等差数列前n项和的性质求解.
【例1】故此数列的前110项之和为-110.
法二 数列S10,S20-S10,S30-S20,…,S100-S90,S110-S100为等差数列,设公差为d′,则
又∵S10=100,代入上式得d′=-22,
∴S110-S100=S10+(11-1)×d′=100+10×(-22)=-120,
∴S110=-120+S100=-110.
法三 设等差数列{an}的前n项和Sn=an2+bn.
∵S10=100,S100=10,
解决此类问题的方法较多,法一、法三是利用方程的思想方法确定出系数,从而求出Sn;法二是利用等差数列的“片断和”性质,构造出新数列,从而使问题得到解决.
一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项和与奇数项和之比为32∶27,求公差d.
解 法一 设此数列首项为a1,公差为d,
∵S偶-S奇=6d,∴d=5.
【变式1】 在等差数列{an}中,若a1=25,且S9=S17,求数列的前多少项和最大?
[思路探索] 可根据题意先求得数列的公差,从而由通项的正负或前n项和公式判断;也可根据前n项和的函数特性求解.
题型二 等差数列前n项和的最值问题【例2】所以数列的前13项和最大.
法二 同法一解得d=-2.
∴an=25+(-2)(n-1)=-2n+27.
令an>0,即-2n+27>0.解得n<13.5,
即数列的前13项均为正数,第13项以后均为负数,
所以数列的前13项和最大.
法三 ∵a1=25,S9=S17,∴公差d<0.
∵S9=S17,即f(9)=f(17),
∴当x=13时,f(x)取得最大值.
∴数列的前13项和最大.
法一是利用二次函数的最值求解,法二是通过数列的通项的特点找出正负项的分界点,法三是利用了前n项和的二次函数特性,由二次函数的对称性求解.
已知等差数列{an}中,a1=9,a4+a7=0.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)当n为何值时,数列{an}的前n项和取得最大值.
解 (1)由a1=9,a4+a7=0,
得a1+3d+a1+6d=0,
解得d=-2,
∴an=a1+(n-1)·d=11-2n.
(2)法一 a1=9,d=-2,
【变式2】 =-n2+10n
=-(n-5)2+25
∴当n=5时,Sn取得最大值.
法二 由(1)知a1=9,d=-2<0,
∴{an}是递减数列.
∵n∈N*,∴n≤5时,an>0,n≥6时,an<0.
∴S5最大.
已知等差数列{an}满足:a3=7,a5+a7=26,{an}的前n项和为Sn.
(1)求an及Sn.
审题指导 (1)设出首项和公差,根据已知条件构造方程组可求出首项和公差,进而求出an及Sn;(2)由(1)求出bn的通项公式,再根据通项公式的特点选择求和的方法.
[规范解答] (1)设等差数列{an}的公差为d,
因为a3=7,a5+a7=26,所以有
题型三 裂项相消法求数列的和
【例3】【题后反思】 裂项相消法求和是数列求和的一种常用方法,它的基本思想是设法将数列的每一项拆成两项(裂成两项),并使它们在相加时除了首尾各有一项或少数几项外,其余各项都能前后相抵消,进而可求出数列的前n项和.常用到的裂项公式有如下形式:
已知数列{an}是等差数列,其前n项和为Sn,a3=6,S3=12.
(1)求数列{an}的通项公式;
【变式3】 误区警示 分析问题不严密致误
【示例】 解中仅解不等式an>0是不正确的,事实上应解an≥0,an+1≤0.
∵S10=S15,∴S15-S10=a11+a12+a13+a14+a15=0,
∵a11+a15=a12+a14=2a13=0,∴a13=0.
∵公差d<0,a1>0,
∴a1,a2,…,a11,a12均为正数,而a14及以后各项均为负数.
∴当n=12或13时,Sn有最大值为S12=S13=130.
求数列前n项和的最值问题的方法有:(1)运用配方法转化为二次函数,借助二次函数的单调性以及数形结合,从而使问题得解;(2)通项公式法:求使an≥0成立的最大n即可.这是因为:当an>0时,Sn>Sn-1,即Sn单调递增;当an<0,Sn