2025年高考数学一轮复习-5.2-等差数列-专项训练【原卷版】
1.已知等差数列{an}的前15项和S15=30,则a7+a8+a9=( )
A.-2 B.6
C.10 D.14
2.在等差数列{an}中,a2,a14是方程x2+6x+2=0的两个实数根,则 =( )
A.- B.-3
C.-6 D.2
3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=ran+r(n∈N*,r∈R,r≠0),则“r=1”是“数列{an}为等差数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.已知数列{an}中各项均为非负数,a2=1,a5=16,若数列{}为等差数列,则a13=( )
A.169 B.144
C.12 D.13
5.跑步是一项有氧运动,通过跑步,我们能提高肌力,同时提高体内的基础代谢水平,加速脂肪的燃烧,养成易瘦体质.小林最近给自己制定了一个200千米的跑步健身计划,他第一天跑了8千米,以后每天比前一天多跑0.5千米,则他要完成该计划至少需要( )
A.16天 B.17天
C.18天 D.19天
6.(多选)在等差数列{an}中,其前n项的和是Sn,若a1=-9,d=3,则( )
A.{an}是递增数列
B.其通项公式是an=3n-12
C.当Sn取最小值时,n的值只能是3
D.Sn的最小值是-18
7.(多选)已知{an}为等差数列,其前n项和为Sn,且2a1+3a3=S6,则以下结论正确的是( )
A.a10=0 B.S10最小
C.S7=S12 D.S19=0
8.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,S3=a5,am=2 021,则m=________.
9.将数列{2n+1}与{3n}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为________.
10.已知数列{an}的前n项和Sn满足an·Sn=(Sn-1)2.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
11.(多选)两个等差数列{an}和{bn},其公差分别为d1和d2,其前n项和分别为Sn和Tn,则下列命题中正确的是( )
A.若{}为等差数列,则d1=2a1
B.若{Sn+Tn}为等差数列,则d1+d2=0
C.若{anbn}为等差数列,则d1=d2=0
D.若bn∈N*,则{a}也为等差数列,且公差为d1+d2
12.已知数列{an}的通项公式an=11-2n,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,则S10=________.
13.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,且对任意正整数n都有=-1,则Sn=________.
14.已知数列{an}满足a1=1,a2=3,且an+2-2an+1+an=4,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,n∈N*,求bn的最小值.
15.已知数列{an}的前n项和为Sn,若不等式an+1≤Sn对任意的n∈N*恒成立,则称数列{an}为“和保值数列”.若{an}是公差为d的等差数列,且{an+n}为“和保值数列”,则a1的取值范围为( )
A.[0,+∞) B.[-2,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
16.给出以下三个条件:①4a3,3a4,2a5成等差数列;② n∈N*,点(n,Sn)均在函数y=2x-a的图象上,其中a为常数;③S3=7.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.
设{an}是一个公比为q(q>0,且q≠1)的等比数列,且它的首项a1=1,________.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=2log2an+1(n∈N*),证明:数列的前n项和Tn<.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
2025年高考数学一轮复习-5.2-等差数列-专项训练【解析版】
1.已知等差数列{an}的前15项和S15=30,则a7+a8+a9=( )
A.-2 B.6
C.10 D.14
解析:B ∵等差数列{an}的前15项和S15=30,∴S15=(a1+a15)=15a8=30,解得a8=2,∴a7+a8+a9=3a8=6.故选B.
2.在等差数列{an}中,a2,a14是方程x2+6x+2=0的两个实数根,则 =( )
A.- B.-3
C.-6 D.2
解析:A 因为a2,a14是方程x2+6x+2=0的两个实数根,所以a2+a14=2a8=-6,a8=-3,a2a14=2,所以 = =- .故选A.
3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=ran+r(n∈N*,r∈R,r≠0),则“r=1”是“数列{an}为等差数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:A 当r=1时,an+1=ran+r an+1=an+1,∴数列{an}为公差为1的等差数列,即充分性成立;∵an+1=ran+r,a1=1,∴a2=2r,a3=2r2+r,∴若数列{an}为等差数列,则4r=1+2r2+r,解得r=1或r=,即必要性不成立.综上,“r=1”是“数列{an}为等差数列”的充分不必要条件,故选A.
4.已知数列{an}中各项均为非负数,a2=1,a5=16,若数列{}为等差数列,则a13=( )
A.169 B.144
C.12 D.13
解析:B 由题意a2=1,a5=16,所以=1,=4,因为数列{}是等差数列,所以d==1,且=0满足各项均为非负数,则有=+(13-1)d=12,可得a13=122=144.故选B.
5.跑步是一项有氧运动,通过跑步,我们能提高肌力,同时提高体内的基础代谢水平,加速脂肪的燃烧,养成易瘦体质.小林最近给自己制定了一个200千米的跑步健身计划,他第一天跑了8千米,以后每天比前一天多跑0.5千米,则他要完成该计划至少需要( )
A.16天 B.17天
C.18天 D.19天
解析:B 依题意可得,他从第一天开始每天跑步的路程(单位:千米)依次成等差数列,且首项为8,公差为0.5,设经过n天后他完成健身计划,则8n+×≥200,整理得n2+31n-800≥0.因为函数f(x)=x2+31x-800在[1,+∞)为增函数,且f(16)<0,f(17)>0,所以n≥17.故选B.
6.(多选)在等差数列{an}中,其前n项的和是Sn,若a1=-9,d=3,则( )
A.{an}是递增数列
B.其通项公式是an=3n-12
C.当Sn取最小值时,n的值只能是3
D.Sn的最小值是-18
解析:ABD 由d=3>0,可知等差数列{an}为递增数列,A正确;由题设,an=a1+(n-1)d=-9+3(n-1)=3n-12,B正确;Sn===,故当n=3或4时,Sn取最小值且为-18,故C错误,D正确.故选A、B、D.
7.(多选)已知{an}为等差数列,其前n项和为Sn,且2a1+3a3=S6,则以下结论正确的是( )
A.a10=0 B.S10最小
C.S7=S12 D.S19=0
解析:ACD ∵2a1+3a3=S6,∴2a1+3a1+6d=6a1+15d,∴a1+9d=0,即a10=0,A正确;当d<0时,Sn没有最小值,B错误;S12-S7=a8+a9+a10+a11+a12=5a10=0,∴S12=S7,C正确;S19==19a10=0,D正确.故选A、C、D.
8.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,S3=a5,am=2 021,则m=________.
解析:∵S3=3a1+3d,∴3a1+3d=a1+4d,即d=2,am=a1+(m-1)×2=2m-1=2 021,∴m=1 011.
答案:1011
9.将数列{2n+1}与{3n}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为________.
解析:因为数列{2n+1}是以3为首项,以2为公差的等差数列,数列{3n}是以3为首项,以3为公差的等差数列,所以这两个数列的公共项所构成的新数列{an}是以3为首项,以6为公差的等差数列,所以{an}的通项公式为an=3+6(n-1)=6n-3,故{an}的前n项和为=3n2.
答案:3n2
10.已知数列{an}的前n项和Sn满足an·Sn=(Sn-1)2.
(1)证明:数列为等差数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:当n=1时,由an·Sn=(Sn-1)2得a1=S1=,
当n≥2时,由an·Sn=(Sn-1)2有(Sn-Sn-1)·Sn=(Sn-1)2,
所以Sn=,则-=-=-==-1,
又=-2.
所以数列是以-2为首项,以-1为公差的等差数列.
(2)由(1)知=-2-(n-1)=-n-1,
所以Sn=.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=.
当n=1时,a1=也满足an=.
所以数列{an}的通项公式为an=.
11.(多选)两个等差数列{an}和{bn},其公差分别为d1和d2,其前n项和分别为Sn和Tn,则下列命题中正确的是( )
A.若{}为等差数列,则d1=2a1
B.若{Sn+Tn}为等差数列,则d1+d2=0
C.若{anbn}为等差数列,则d1=d2=0
D.若bn∈N*,则{a}也为等差数列,且公差为d1+d2
解析:AB 对于A,因为{}为等差数列,所以2=+,即2=+,所以2=+,平方得4a1+d1=2,再平方并化简得(d1-2a1)2=0,所以d1=2a1,故A正确;
对于B,因为{Sn+Tn}为等差数列,所以2(S2+T2)=S1+T1+S3+T3,所以2(2a1+d1+2b1+d2)=a1+b1+3a1+3d1+3b1+3d2,所以d1+d2=0,故B正确;
对于C,因为{anbn}为等差数列,所以2a2b2=a1b1+a3b3,所以2(a1+d1)(b1+d2)=a1b1+(a1+2d1)(b1+2d2),化简得d1d2=0,所以d1=0或d2=0,故C不正确;
对于D,因为an=a1+(n-1)d1,且bn∈N*,所以a=a1+(bn-1)d1=a1+[b1+(n-1)d2-1]d1,所以a=a1+(b1-1)d1+(n-1)d1d2,所以abn+1-a=a1+(b1-1)d1+nd1d2-a1-(b1-1)d1-(n-1)d1d2=d1d2,所以{a}也为等差数列,且公差为d1d2,故D不正确.故选A、B.
12.已知数列{an}的通项公式an=11-2n,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,则S10=________.
解析:由an=11-2n≥0,得n≤ ,∴数列{an}的前5项为正数,从第6项起为负数,又由an=11-2n,得a1=9,an+1-an=11-2(n+1)-11+2n=-2,∴数列{an}是首项为9,公差为-2的等差数列.则S10=|a1|+|a2|+…+|a10|=(a1+a2+…+a5)-(a6+a7+…+a10)=-(a1+a2+…+a10)+2(a1+a2+…+a5)=-S10+2S5=-+2=-(10×9-90)+2×(5×9-20)=50.
答案:50
13.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,且对任意正整数n都有=-1,则Sn=________.
解析:∵对任意正整数n都有=-1,∴=-=-1,即-=1,又=1,∴数列是首项与公差都为1的等差数列.∴=1+n-1=n,解得Sn=.
答案:
14.已知数列{an}满足a1=1,a2=3,且an+2-2an+1+an=4,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,n∈N*,求bn的最小值.
解:(1)令cn=an+1-an,则cn+1-cn=4,而c1=a2-a1=2,
∴{cn}是首项为2,公差为4的等差数列,即cn=2+4(n-1)=4n-2,
∴c1+c2+…+cn-1=a2-a1+a3-a2+…+an-an-1=an-a1=an-1,又c1+c2+…+cn-1=4(1+2+…+n-1)-2(n-1)=2n(n-1)-2(n-1)=2n2-4n+2,
∴an=2n2-4n+3.
(2)由(1)得,bn==2n+-4,n∈N*,
∴bn+1-bn=-=2-=.
∵n∈N*,∴n(n+1)>0,2n(n+1)-3≥2×1×2-3>0,
∴bn+1>bn,即{bn}是单调递增数列.
∴当n=1时,bn取最小值b1=1.
15.已知数列{an}的前n项和为Sn,若不等式an+1≤Sn对任意的n∈N*恒成立,则称数列{an}为“和保值数列”.若{an}是公差为d的等差数列,且{an+n}为“和保值数列”,则a1的取值范围为( )
A.[0,+∞) B.[-2,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
解析:C 由{an+n}为“和保值数列”可得an+1+n+1≤na1++对任意的n∈N*恒成立,即a1+nd+n+1≤na1++对任意的n∈N*恒成立,即n2+n-a1-1≥0对任意的n∈N*恒成立,当n=1时,可得d≤-1;当n≥2
时,不等式n2+n-a1-1≥0恒成立,所以≥0,即d≥-1,故d=-1.则(a1+1)n-a1-1≥0.即(a1+1)(n-1)≥0,故a1≥-1,故a1的取值范围为[-1,+∞).故选C.
16.给出以下三个条件:①4a3,3a4,2a5成等差数列;② n∈N*,点(n,Sn)均在函数y=2x-a的图象上,其中a为常数;③S3=7.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.
设{an}是一个公比为q(q>0,且q≠1)的等比数列,且它的首项a1=1,________.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=2log2an+1(n∈N*),证明:数列的前n项和Tn<.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
解:(1)选条件①:因为4a3,3a4,2a5成等差数列,所以6a4=4a3+2a5,即6a3·q=4a3+2a3q2,解得q=1(舍)或q=2,所以an=2n-1.
选条件②:由题意得Sn=2n-a,因为a1=S1=2-a=1,所以a=1,所以Sn=2n-1,
当n≥2时,Sn-1=2n-1-1,则an=Sn-Sn-1=2n-1,当n=1时,a1=1,符合上式,所以an=2n-1.
选条件③:由S3=7,得a1+a2+a3=7,即a1+a1·q+a1·q2=7,解得q=2或q=-3,又因为q>0,所以q=2,所以an=2n-1.
(2)证明:因为an=2n-1,所以bn=2log22n-1+1=2n-1,n∈N*,
则==,所以Tn==,
因为n∈N*,所以1-<1,所以Tn<得证.(共43张PPT)
5.2 等差数列
课标要求 考情分析
1.理解等差数列的概念. 2.掌握等差数列的通项公式 与前 项和公式. 3.能在具体的问题情境中发 现数列的等差关系,并能用 等差数列的有关知识解决相 应的问题. 4.体会等差数列与一次函 数、二次函数的关系. 考点考法:以考查等差数列的通项、前
项和及性质为主,等差数列的证明也是考
查的热点.本讲内容在高考中既可以以选择
题、填空题的形式进行考查,也可以以解
答题的形式进行考查.解答题往往与等比数
列、数列求和、不等式等问题综合考查.
核心素养:数学运算、逻辑推理、数学建
模
必备知识 自主排查
核心考点 师生共研
必备知识 自主排查
01
1.等差数列的有关概念
(1)定义:如果一个数列从_______起,每一项与它的前一项的____都等
于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为______________
( , 为常数).
(2)等差中项:数列 , , 成等差数列的充要条件是_ _______,其中
叫做 与 的__________.
第2项
差
等差中项
[提醒] 理解定义要注意三个关键词:“从第2项起”“每一项与它的前一项的差”“同一个常数”.
2.等差数列的基本公式
(1)通项公式: ______________.
(2)前 项和公式: ________.
3.等差数列的常用性质
已知 为等差数列, 为公差, 为该数列的前 项和.
(1)通项公式的推广: ;
(2)在等差数列 中,当 时,
.特别地,若 ,则
;
(3) , , , 仍是等差数列,公差为 ;
(4) , , , 也成等差数列,公差为 ;
(5)若 , 是等差数列,则 也是等差数列;
(6)若 是等差数列,则 也成等差数列,其首项与 首项相同,
公差是 公差的 .
【练一练】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个数列从第2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)已知数列 的通项公式是 (其中 , 为常数),则数
列 一定是等差数列.( )
√
(3)数列 为等差数列的充要条件是对任意 ,都有
.( )
√
(4)等差数列 的单调性是由公差 决定的.( )
√
2.(人A选择性必修第二册P15练习T4变设问)已知在等差数列 中,
, ,则 ( )
A. B. C. D.
解析:选A.因为 ,所以 .又 ,所以 ,所以 .
√
3.在数列 中, , ,则 ( )
A. B. C. D.
解析:选B.因为 ,所以数列 是公差为2的等差数列,又 ,所以 .故选B.
√
4.(2022·高考全国卷乙)记 为等差数列 的前 项和.若 ,
则公差 ___.
2
解析:因为 ,所以 ,化简得 ,解得 .
5.已知数列 是等差数列,其前 项和为 ,若 ,且 ,则
_____.
126
解析:由已知可得 解得
所以 .
1.等差数列的函数的性质
(1)等差数列 的单调性:当 时, 是递增数列;当
时, 是递减数列;当 时, 是常数列.
(2)在等差数列 中, , ,则 存在最大值;若
, ,则 存在最小值.
2.两个常用结论
(1)关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质
①若项数为 ,则 , ;
②若项数为 ,则 , , , .
(2)两个等差数列 , 的前 项和 , 之间的关系为 .
【用一用】
1.已知数列 的通项公式 ,则其前 项和 取得最大值
时 的值为( )
A. B. 或8 C. D.
√
解析:选D.由 知数列 为等差数列,
因为 , ,则 有最大值.
由 得 ,解得 .
又 ,所以当 时, ;当 时, ,
所以前 项和 取得最大值时, .故选D.
2.(2023·山东淄博模拟)已知数列 , 都是等差数列, , 分别是它
们的前 项和,并且 ,则 ___.
2
解析:因为 , 为等差数列,所以 .
核心考点 师生共研
02
考点一 等差数列的基本量运算(自主练透)
1.(2023·广东盐田高中模拟)设等差数列 的前 项和为 ,若
, ,则 ( )
A. B. C. D.
√
解析:选C.设 的公差为 ,依题意可得
即 解得 所以 .故选C.
2.记 为等差数列 的前 项和,若 , ,则 的
公差为( )
A. B. C. D.
解析:选C.设等差数列 的公差为 ,
由题意得 解得
所以 的公差为3.故选C.
√
3.(2023·重庆高三考试)在等差数列 中,已知 , ,
,则数列 的前 项和为( )
A. B. C. D.
解析:选B.数列 是等差数列,设公差为 ,所以
,解得 ,又 ,所以 ,所以
,解得 ,所以数列 的前 项和为
.故选B.
√
4.(2023·上海格致中学模拟)记 为等差数列 的前 项和,已知
, ,则 ______________.
解析:设等差数列 的公差为 ,因为 , ,
所以 解得
所以 .
等差数列基本量运算的常见类型及解题策略
(1)求公差 或项数 在求解时,一般要运用方程思想;
(2)求通项: 和 是等差数列的两个基本元素;
(3)求特定项:利用等差数列的通项公式或等差数列的性质求解;
(4)求前 项和:利用等差数列的前 项和公式直接求解或利用等差中
项间接求解.
考点二 等差数列的判定与证明(师生共研)
例1 (2023·河南郑州模拟)已知数列 满足 ,
.设 .
(1)判断数列 是否为等差数列,并说明理由;
【解】数列 是等差数列.理由如下:
由 , 可得 ,
故由 可知,
,故数列 为等差数列.
(2)若 是数列 的前 项和,求 的通项公式.
【解】 由(1)知,数列 是首项为 ,公差为2的等差数列,
故 ,
即 , ,
由于 是数列 的前 项和,
故当 时, ,当 时,
, 也适
合上式,故 .
等差数列的判定与证明的常用方法
(1)定义法: ( 是常数, )或 ( 是常
数, , ) 为等差数列.
(2)等差中项法: 为等差数列.
(3)通项公式法: ( , 是常数, ) 为等差数列.
(4)前 项和公式法: ( , 为常数) 为等差数列.
[注意] 若要判定一个数列不是等差数列,则只需找出三项 , , ,
使得这三项不满足 即可;但如果要证明一个数列是等差数列,
则必须证明任意 都满足上式.
【对点训练】
1.(2023·四川成都第二次诊断性检测)已知数列 的前 项和为 ,若
, ,则 ( )
A. B. C. D.
解析:选C.由 ,得 ,即 ,
所以数列 是以 为首项, 为公差的等差数列,所以
,故选C.
√
2.已知数列 的前 项和 且 , ,
则 ( )
A. B. C. D.
解析:选B.由 可知数列 是等差数列,依题意
得, ,则 ,即 ,
,所以 .故选B.
√
3.数列 满足 , ,并且 ,则数列
的第100项为( )
A. B. C. D.
解析:选B.因为 ,
所以 ,所以 为等差数列,首项为 ,第2项为 ,
所以 ,所以 ,所以 .故选B.
√
考点三 等差数列的性质及应用(多维探究)
[高考考情] 等差数列的性质是等差数列的概念、通项公式、前 项和公式的引申,应用等差数列的性质解题,往往可以回避求其首项和公差,使问题得到整体解决,能够在运算时达到运算灵活、方便快捷的目的,是高考中一直重点考查的内容,题型既有选择题、填空题,又有解答题.
角度1 等差数列项的性质
例2.(1)(2023·广东佛山模拟)若 是等差数列,且 , 是方程
的两个根,则 ( )
A. B. C. D.
解析:由题意得, ,
所以 ,
所以 .故选C.
√
(2)(2023·辽宁沈阳模拟)在等差数列 中, , ,
,则该数列的公差 _ _.
解析:因为 是等差数列, ,所以 ,
所以 ,结合 , ,解得
, ,
所以 .
等差数列的常用性质
两项和的转换是最常用的性质,利用 可实现项的合并与拆分,在 中, 与 可相互转化.
角度2 等差数列前 项和的性质
例3.(1)(2023·山东烟台一模)(多选)已知 为等差数列 的公差,
为其前 项和,若 为递减数列,则下列结论中正确的为( )
A.数列 为递减数列
B.数列 是等差数列
C. , , 成等差数列
D.若 , ,则
√
√
解析:由题意可知 ,不妨举例如: , , , , , , , , ,
则 , , ,这三项不构成递减数列,故A错误;
而 , , ,这三项不构成等差数列,故C错误;
对于B, ,是关于 的一次函数,
因此 是等差数列,故B正确;
对于D, ,则 , ,则 ,故 ,故D正确.
故选BD.
(2)(2023·北京海淀区模拟)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 ,则公差 为___.
解析:设偶数项和为 ,则奇数项和为 ,由 可得 ,
故公差 .
等差数列前 项和的性质
在等差数列 中, 为其前 项和,则
(1) .
(2) .
(3)依次 项和成等差数列,即 , , , 成等差数列.
角度3 等差数列的最值问题
例4 在等差数列 中,设 为其前 项和,且 , .则当 为多少时, 最大?
【解】 方法一:设公差为 .由 ,可得 ,即 ,所以 ,因为 ,所以 .故当 时, 最大.
方法二:易知 是关于 的二次函数,由 ,可知
的图象关于直线 对称.由方法一可知
.故当 时, 最大.
【对点训练】
1.已知等差数列 的前 项和为 ,且 ,则满足
的正整数 的最大值为( )
A. B. C. D.
√
解析:选C.因为 ,
所以
所以
故 所以满足 的正整数 的最大值为21.故选C.
2.在等差数列 中,若 ,则
___.
0
解析:根据题意可得 , ,所以 .
3.设 是等差数列 的前 项和,若 ,则 ___.
解析:令 ,则由 ,得 .
又由等差数列 的性质得 , , , 成等差
数列,
故有 , , ,
相加可得 ,所以 ,
则 ,所以 .