(共52张PPT)
第2课时
等差数列前n项和的性质及应用
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 等差数列前 n 项和的性质
【例1】 (1)等差数列{ an }的前4项和是2,前8项和是10,则 S12=
( )
A. 12 B. 18
解析:由题意知,等差数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,且 S4=2, S8=10.由等差数列的性质,得 S4, S8- S4, S12- S8成等差数列,即2,8, S12-10成等差数列,所以2+( S12-10)=2×8,解得 S12=24.
C. 24 D. 42
(2)一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数
项的和之比为32∶27,则该数列的公差为( )
A. 3 B. 4
C. 5 D. 6
解析: 法一 设该等差数列的首项为 a1,公差为 d ,由题意可得
解得 d =5.
法二 记该等差数列的前12项中偶数项的和为 S偶,奇数项的和为 S奇.
由已知条件,得
解得又 S偶- S奇=6
d ,所以 d = =5.
通性通法
等差数列前 n 项和的常用性质
(1)等差数列的依次 k 项之和, Sk , S2 k - Sk , S3 k - S2 k ,…组成公
差为 k2 d 的等差数列;
(2)数列{ an }是等差数列 Sn = pn2+ qn ( p , q 为常数) 数列
为等差数列(公差为{ an }公差的 倍);
(3)若 S奇表示奇数项的和, S偶表示偶数项的和,公差为 d :①当项
数为偶数2 n 时, S偶- S奇= nd , = ;②当项数为奇数2 n
-1时, S奇- S偶= an , = .
【跟踪训练】
1. 已知等差数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,若 a1=-10, - =1,则
S10= .
解析:在等差数列中,因为 a1=-10, - =1,所以 =-
10,所以{ }是以-10为首项,1为公差的等差数列,所以 =-
10+9×1=-1, S10=-10.
-10
2. 已知数列{ an }是项数为偶数的等差数列,它的奇数项的和是50,
偶数项的和为34,若它的末项比首项小28,则该数列的公差是
.
解析:设等差数列{ an }的项数为2 m ,∵末项与首项的差为-28,
∴ a2 m - a1=(2 m -1) d =-28①,∵ S奇=50, S偶=34,∴ S偶
- S奇=34-50=-16= md ②,由①②得 d =-4.
-
4
3. 已知一个等差数列的前10项和为100,前100项和为10,求前110项
之和.
解:在等差数列中, S10, S20- S10, S30- S20,…, S100- S90, S110
- S100成等差数列.
设其公差为 d ,则前10项和为10 S10+ d = S100=10,解得 d =
-22,
∴ S110- S100= S10+(11-1) d =100+10×(-22)=-120,
∴ S110=-120+ S100=-110.
题型二 等差数列前 n 项和的最值问题
【例2】 在等差数列{ an }中, a1=25, S8= S18,求前 n 项和 Sn 的最
大值.
解:法一 因为 S8= S18, a1=25,
所以8×25+ d =18×25+ d ,
解得 d =-2.
所以 Sn =25 n + ×(-2)=- n2+26 n =-( n -13)2+
169.所以当 n =13时 , Sn 有最大值为169.
法二 同法一,求出公差 d =-2.
所以 an =25+( n -1)×(-2)=-2 n +27.
因为 a1=25>0,
由得
又因为 n ∈N*,
所以当 n =13时, Sn 有最大值为169.
通性通法
求等差数列前 n 项和的最值的方法
(1)二次函数法:即先求得 Sn 的表达式,然后配方.若对称轴恰好为
正整数,则就在该处取得最值;若对称轴不是正整数,则应在
离对称轴最近的正整数处取得最值,有时 n 的值有两个,有时可
能为1个;
(2)不等式法:①当 a1>0, d <0时,由 Sm 为最大值;
②当 a1<0, d >0时,由 Sm 为最小值.
【跟踪训练】
(2024·中山月考)在等差数列{ an }中, a10=18,前5项的和 S5=-15.
(1)求数列{ an }的通项公式;
解:(1)设等差数列的公差为 d ,
因为在等差数列{ an }中, a10=18, S5=-15,
所以解得
所以 an =3 n -12, n ∈N*.
(2)求数列{ an }的前 n 项和的最小值,并指出何时取最小值.
解: 因为 a1=-9, d =3, an =3 n -12,
所以 Sn = = (3 n2-21 n )= ( n - )2- ,
所以当 n =3或4时,数列{ an }的前 n 项和 Sn 取得最小值 S3= S4=
-18.
题型三 等差数列求和的实际应用
【例3】 (2024·温州质检)7月份,有一新款服装投入某市场.7月1
日该款服装仅售出3件,以后每天售出的该款服装都比前一天多3件,
当日销售量达到最大(只有1天)后,每天售出的该款服装都比前一
天少2件,且7月31日当天刚好售出3件.
(1)问7月几日该款服装销售最多?最多售出几件?
解: 设7月 n 日售出的服装件数为 an ( n ∈N*,1≤ n
≤31),最多售出 ak 件.
由题意知解得
∴7月13日该款服装销售最多,最多售出39件.
(2)按规律,当该市场销售此服装达到200件时,社会上就开始流
行,而日销售量连续下降并低于20件时,则不再流行.问该款服
装在社会上流行几天?
解:设 Sn 是数列{ an }的前 n 项和,∵ an =
∴ Sn =
∵ S13=273>200,
∴当1≤ n ≤13时,由 Sn >200,得12≤ n ≤13,
当14≤ n ≤31时,日销售量连续下降,由 an <20,得23≤ n
≤31,∴该款服装在社会上流行11天(从7月12日到7月22日).
通性通法
应用等差数列解决实际问题的一般思路
【跟踪训练】
某地去年9月份曾发生流感,据统计,9月1日该地区流感病毒的新
感染者有40人,此后,每天的新感染者人数比前一天新感染者人数增
加40.从9月11日起,该地区医疗部门采取措施,使该种病毒的传播得
到有效控制,每天的新感染者人数比前一天的新感染者人数减少10.
(1)分别求出该地区在9月10日和9月11日这两天的流感病毒的新感
染者人数;
解: 由题意,知该地区9月份前10天每天新感染者人数构
成一个首项 a1=40,公差 d =40的等差数列{ an },
所以9月10日的新感染者人数为 a10=40+(10-1)×40=400.
从9月11日起,每天的新感染者人数比前一天的新感染者人数减
少10,所以9月11日的新感染者人数为400-10=390.
(2)该地区9月份(共30天)流感病毒的新感染者共有多少人?
解: 9月份前10天流感病毒的新感染者人数的和为 S10=
=2 200,
9月份后20天每天新感染者人数构成一个首项 b1=390,公差 d1
=-10的等差数列{ bn },又 b20=390-10×19=200,
所以后20天流感病毒的新感染者人数的和为 T20=
=5 900,
所以该地区9月份流感病毒的新感染者共有2 200+5 900=8 100(人).
1. 已知等差数列{ an }共有2 n -1项,其中奇数项之和为290,偶数项
之和为261,则 an =( )
A. 30 B. 29
C. 28 D. 27
解析: 由 S奇- S偶= an ,得 an =290-261=29.故选B.
2. 设等差数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,若 S4=8, S8=20,则 a13+ a14+
a15+ a16=( )
A. 8 B. 12
C. 16 D. 20
解析: 因为数列{ an }是等差数列,且 S4=8, S8=20, S8- S4
=12,所以数列 S4, S8- S4, S12- S8, S16- S12,…是等差数列,
且首项为8,公差为4.所以 a13+ a14+ a15+ a16= S16- S12=8+4×3
=20.
3. (2024·烟台质检)在巴比伦晚期的《泥板文书》中,有按级递减
分物的等差数列问题,其中有一个问题大意是:10个兄弟分100两
银子,长兄最多,依次减少相同数目,现知第8个兄弟分得6两,则
长兄可分得银子的数目为( )
A. 两 B. 两
C. 两 D. 两
解析: 设10个兄弟由大到小依次分得 an ( n =1,2,…,10)
两银子,设数列{ an }的公差为 d ,其前 n 项和为 Sn ,则由题意得
即解得所以长兄分
得 两银子.
4. (2024·南京月考)已知 Sn , Tn 分别是等差数列{ an },{ bn }的前 n
项和,且 = ,则 = .
解析: = = = .
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 等差数列{ an }中, S3=3, S6=9,则 S12=( )
A. 12 B. 18 C. 24 D. 30
解析: 根据题意,在等差数列{ an }中, S3, S6- S3, S9- S6,
S12- S9,…也成等差数列,又由 S3=3, S6=9,得 S6- S3=6,则
S9- S6=9, S12- S9=12,则 S12= S3+( S6- S3)+( S9- S6)+
( S12- S9)=3+6+9+12=30.
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2. 已知数列{2 n -19},那么这个数列的前 n 项和 Sn 取最小值时 n =
( )
A. 1 B. 8 C. 9 D. 10
解析: 易知数列{2 n -19}的通项 an =2 n -19,∴ a1=-17, d
=2.∴该数列是递增等差数列.令 an =0,得 n =9 .∴ a1< a2< a3
<…< a9<0< a10<….∴该数列的前 n 项和有最小值为 S9,∴ n =
9,故选C.
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3. (2024·龙岩月考)一个等差数列共有2 n 项,奇数项的和与偶数项
的和分别为24和30,且末项比首项大10.5,则该数列的项数是
( )
A. 4 B. 8 C. 12 D. 20
解析: 根据等差数列的性质得: nd =30-24=6, a2 n - a1
=(2 n -1) d =10.5,解得 n =4,故该数列的项数为2 n =8.
故选B.
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4. (2024·泰安月考)已知在等差数列{ an }中, Sn 是其前 n 项和, a1
=-11, - =2,则 S11=( )
A. -11 B. 11
C. 10 D. -10
解析: 因为{ an }为等差数列,所以{ }为等差数列.首项 =
a1=-11,设{ }的公差为 d ,则 - =2 d =2,所以 d =1.所
以 =-11+10 d =-1.所以 S11=-11.
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5. (多选)已知数列{ an }是等差数列,其前 n 项和 Sn 满足 a1+3 a2=
S6,则下列四个选项中正确的是( )
A. a7=0 B. S13=0
C. S7最小 D. S5= S8
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解析: 根据题意,设等差数列{ an }的公差为 d .对于A, a1
+3 a2= S6,即4 a1+3 d =6 a1+ d ,变形可得 a1+6 d =0,即 a7
=0,故A正确;对于B, S13= =13 a7=0,故B正
确;对于C, S7= =7 a4,可能大于0,也可能小于0,
故C不正确;对于D, S5- S8=(5 a1+ d )-(8 a1+ d )=
-3 a1-18 d =-3 a7=0,故D正确.
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6. (多选)(2024·泉州月考)设 Sn 是公差为 d ( d ≠0)的无穷等差
数列{ an }的前 n 项和,则下列命题中正确的是( )
A. 若 d <0,则数列{ Sn }有最大项
B. 若数列{ Sn }有最大项,则 d <0
C. 若数列{ Sn }是递增数列,则对任意 n ∈N*,均有 Sn >0
D. 若对任意 n ∈N*,均有 Sn >0,则数列{ Sn }是递增数列
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解析: 显然 Sn 对应的二次函数有最大值时 d <0,且若 d <
0,则 Sn 有最大值,故A、B正确;又若对任意 n ∈N*, Sn >0,则
a1>0, d >0,{ Sn }必为递增数列,故D正确;而对于C项,令 Sn
= n2-2 n ,则数列{ Sn }递增,但 S1=-1<0,故C不正确.
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7. 现有200根相同的钢管,把它们堆成正三角形垛,要使剩余的钢管
尽可能少,那么剩余钢管的根数为 .
解析:由题意知钢管排列方式是从上到下各层钢管数组成了一个等
差数列,最上面一层钢管数为1,逐层增加1个.∴钢管总数为1+2
+3+…+ n = .当 n =19时, S19=190,当 n =20时, S20
=210>200.∴当 n =19时,剩余钢管根数最少,为10根.
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8. 已知等差数列前3项的和为34,后3项的和为146,所有项的和为
390,则这个数列的项数 n = .
解析:设该等差数列为{ an },其前 n 项和为 Sn .由题意得, a1+ a2
+ a3=34, an-2+ an-1+ an =146,∴( a1+ a2+ a3)+( an-2+
an-1+ an )=( a1+ an )+( a2+ an-1)+( a3+ an-2)=3( a1
+ an )=34+146,∴ a1+ an =60.又 Sn = ,∴390=
,解得 n =13.
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9. (2024·福州月考)已知等差数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,若 a1>0,
S25=0,则使 Sn 取得最大值时的 n 的值为 .
解析:设数列{ an }的公差为 d ,所以 S25=25 a1+ d =0,则 a1
=-12 d ,所以 Sn = na1+ d = n2- n .考虑函数 y =
n2- n ,因为 a1>0, d <0,所以该函数的图象是开口向下的抛
物线,对称轴为直线 n = .因为 n 为正整数,所以当 n =12或13
时, Sn 取得最大值.
12或13
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10. 一件家用电器用分期付款的方式购买,单价为1 150元,购买当天
先付150元,以后每月这一天都交付50元,并加付欠款利息,月利
率为1%.若交付150元后的第1个月为分期付款的第1个月,问分期
付款的第10个月应付多少钱?全部货款付清后,买这件家用电器
实际花了多少钱?
解:购买当天付了150元,欠款1 000元,每月付50元,分20次付
完.设每月的付款数依次组成数列{ an },则
a1=50+1 000×0.01=60,
a2=50+(1 000-50)×0.01=60-0.5=59.5,
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a3=50+(1 000-50×2)×0.01=60-0.5×2=59,
…
a10=60-0.5×9=55.5,
…
an =60-0.5( n -1)(1≤ n ≤20).
所以数列{ an }是等差数列,公差 d =-0.5,全部货款付清后付款
总数为 S20+150= +150=(2 a1+19 d )×10+150
=(2×60-19×0.5)×10+150=1 225.
故第10个月应交付55.5元.全部货款付清后,买这件家用电器实际
花了1 255元.
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11. 已知等差数列{ an }满足 S30=120, a3+ a6+ a9+…+ a30=60,则
an =( )
A. 2 n -25 B. 2 n -27
C. 3 n -15 D. 3 n -18
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解析: 设等差数列的公差为 d ,则 S30=( a1+ a4+…+ a28)
+( a2+ a5+…+ a29)+( a3+ a6+…+ a30)=( a3+ a6+…+
a30)-20 d +( a3+ a6+…+ a30)-10 d +( a3+ a6+…+ a30)
=180-30 d ,即120=180-30 d ,解得 d =2.又 S30=30 a1+
×2=120,解得 a1=-25.所以 an =-25+( n -1)×2=2 n -
27,故选B.
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12. (多选)已知 Sn 是等差数列的前 n 项和,且 S6> S7> S5,则下列
命题中正确的是( )
A. d <0
B. S11>0
C. S12<0
D. 数列{ Sn }中的最大项为 S11
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解析: ∵ S6> S7,∴ a7<0,∵ S7> S5,∴ a6+ a7>0,∴ a6
>0,∴ d <0,A正确;又 S11= ( a1+ a11)=11 a6>0,B正
确; S12= ( a1+ a12)=6( a6+ a7)>0,C不正确;{ Sn }中最
大项为 S6,D不正确.
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13. 植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植树一棵,
相邻两棵树相距10 m,开始时需将树苗集中放置在某一棵树坑旁
边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总
和最小,此最小值为 m.
解析:假设20位同学是1号到20号依次排列,使每位同学从各自树
坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,则树苗需放在第
10或第11号树坑旁,此时两侧的同学所走的路程分别组成以20为
首项,20为公差的等差数列,故所有同学往返的总路程为 S =
9×20+ ×20+10×20+ ×20=2 000(m).
2 000
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14. 已知项数为奇数的等差数列{ an },奇数项之和为44,偶数项之和
为33,求这个数列的中间项及项数.
解:设等差数列{ an }共有2 n +1项,则奇数项有 n +1项,偶数项
有 n 项,中间项是第 n +1项,即 an+1.
所以 = = = = = ,
所以 n =3.
因为 S奇=( n +1) an+1=44,所以 an+1=11.
所以这个数列的中间项为11,共有2 n +1=7(项).
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15. 已知等差数列{ an },其前 n 项和为 Sn , Sn 有最小值,若 <-
1,则使 Sn <0成立的 n 的最大值为( )
A. 17 B. 16
C. 15 D. 14
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解析: 因为 <-1,所以 +1<0,即 <0.又 Sn 有最
小值,所以 a8<0, a8+ a9>0,所以 S15= =15 a8<
0, S16= =8( a8+ a9)>0,因此,使 Sn <0成立的
n 的最大值为15.故选C.
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16. 已知数列{ an }的首项 a1=1,前 n 项和为 Sn ,且数列 是公差为
2的等差数列.
(1)求数列{ an }的通项公式;
解:因为数列 是公差为2的等差数列,且 = a1=1,所以 =1+( n -1)×2=2 n -1,所以 Sn =2 n2- n ,
又因为 an = Sn - Sn-1( n ≥2),所以当 n ≥2时 an = Sn - Sn
-1=4 n -3,
又因为 a1=1符合 n ≥2的情况,所以 an =4 n -3.
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13
14
15
16
(2) 若 bn =(-1) nan ,求数列{ bn }的前 n 项和 Tn .
解: 因为 bn =(-1) nan =(-1) n (4 n -3),
当 n 为偶数时, Tn =(-1)+5+(-9)+13+…+[-
(4 n -7)]+(4 n -3),
所以 Tn =[(-1)+5]+[(-9)+13]+…+[-(4 n -
7)+(4 n -3)]=4× =2 n ,
当 n 为奇数时, Tn = Tn-1+ bn =2( n -1)+[-(4 n -
3)]=1-2 n ,
综上可知: Tn =
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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16
谢 谢 观 看!第2课时 等差数列前n项和的性质及应用
1.等差数列{an}中,S3=3,S6=9,则S12=( )
A.12 B.18
C.24 D.30
2.已知数列{2n-19},那么这个数列的前n项和Sn取最小值时n=( )
A.1 B.8
C.9 D.10
3.(2024·龙岩月考)一个等差数列共有2n项,奇数项的和与偶数项的和分别为24和30,且末项比首项大10.5,则该数列的项数是( )
A.4 B.8
C.12 D.20
4.(2024·泰安月考)已知在等差数列{an}中,Sn是其前n项和,a1=-11,-=2,则S11=( )
A.-11 B.11
C.10 D.-10
5.(多选)已知数列{an}是等差数列,其前n项和Sn满足a1+3a2=S6,则下列四个选项中正确的是( )
A.a7=0 B.S13=0
C.S7最小 D.S5=S8
6.(多选)(2024·泉州月考)设Sn是公差为d(d≠0)的无穷等差数列{an}的前n项和,则下列命题中正确的是( )
A.若d<0,则数列{Sn}有最大项
B.若数列{Sn}有最大项,则d<0
C.若数列{Sn}是递增数列,则对任意n∈N*,均有Sn>0
D.若对任意n∈N*,均有Sn>0,则数列{Sn}是递增数列
7.现有200根相同的钢管,把它们堆成正三角形垛,要使剩余的钢管尽可能少,那么剩余钢管的根数为 .
8.已知等差数列前3项的和为34,后3项的和为146,所有项的和为390,则这个数列的项数n= .
9.(2024·福州月考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1>0,S25=0,则使Sn取得最大值时的n的值为 .
10.一件家用电器用分期付款的方式购买,单价为1 150元,购买当天先付150元,以后每月这一天都交付50元,并加付欠款利息,月利率为1%.若交付150元后的第1个月为分期付款的第1个月,问分期付款的第10个月应付多少钱?全部货款付清后,买这件家用电器实际花了多少钱?
11.已知等差数列{an}满足S30=120,a3+a6+a9+…+a30=60,则an=( )
A.2n-25 B.2n-27
C.3n-15 D.3n-18
12.(多选)已知Sn是等差数列的前n项和,且S6>S7>S5,则下列命题中正确的是( )
A.d<0 B.S11>0
C.S12<0 D.数列{Sn}中的最大项为S11
13.植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植树一棵,相邻两棵树相距10 m,开始时需将树苗集中放置在某一棵树坑旁边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,此最小值为 m.
14.已知项数为奇数的等差数列{an},奇数项之和为44,偶数项之和为33,求这个数列的中间项及项数.
15.已知等差数列{an},其前n项和为Sn,Sn有最小值,若<-1,则使Sn<0成立的n的最大值为( )
A.17 B.16
C.15 D.14
16.已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且数列是公差为2的等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2) 若bn=(-1)nan,求数列{bn}的前n项和Tn.
第2课时 等差数列前n项和的性质及应用
1.D 根据题意,在等差数列{an}中,S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9,…也成等差数列,又由S3=3,S6=9,得S6-S3=6,则S9-S6=9,S12-S9=12,则S12=S3+(S6-S3)+(S9-S6)+(S12-S9)=3+6+9+12=30.
2.C 易知数列{2n-19}的通项an=2n-19,∴a1=-17,d=2.∴该数列是递增等差数列.令an=0,得n=9.∴a1<a2<a3<…<a9<0<a10<….∴该数列的前n项和有最小值为S9,∴n=9,故选C.
3.B 根据等差数列的性质得:nd=30-24=6,a2n-a1=(2n-1)d=10.5,解得n=4,故该数列的项数为2n=8.故选B.
4.A 因为{an}为等差数列,所以{}为等差数列.首项=a1=-11,设{}的公差为d,则-=2d=2,所以d=1.所以=-11+10d=-1.所以S11=-11.
5.ABD 根据题意,设等差数列{an}的公差为d.对于A,a1+3a2=S6,即4a1+3d=6a1+d,变形可得a1+6d=0,即a7=0,故A正确;对于B,S13==13a7=0,故B正确;对于C,S7==7a4,可能大于0,也可能小于0,故C不正确;对于D,S5-S8=(5a1+d)-(8a1+d)=-3a1-18d=-3a7=0,故D正确.
6.ABD 显然Sn对应的二次函数有最大值时d<0,且若d<0,则Sn有最大值,故A、B正确;又若对任意n∈N*,Sn>0,则a1>0,d>0,{Sn}必为递增数列,故D正确;而对于C项,令Sn=n2-2n,则数列{Sn}递增,但S1=-1<0,故C不正确.
7.10 解析:由题意知钢管排列方式是从上到下各层钢管数组成了一个等差数列,最上面一层钢管数为1,逐层增加1个.∴钢管总数为1+2+3+…+n=.当n=19时,S19=190,当n=20时,S20=210>200.∴当n=19时,剩余钢管根数最少,为10根.
8.13 解析:设该等差数列为{an},其前n项和为Sn.由题意得,a1+a2+a3=34,an-2+an-1+an=146,∴(a1+a2+a3)+(an-2+an-1+an)=(a1+an)+(a2+an-1)+(a3+an-2)=3(a1+an)=34+146,∴a1+an=60.又Sn=,∴390=,解得n=13.
9.12或13 解析:设数列{an}的公差为d,所以S25=25a1+d=0,则a1=-12d,所以Sn=na1+d=n2-n.考虑函数y=n2-n,因为a1>0,d<0,所以该函数的图象是开口向下的抛物线,对称轴为直线n=.因为n为正整数,所以当n=12或13时,Sn取得最大值.
10.解:购买当天付了150元,欠款1 000元,每月付50元,分20次付完.设每月的付款数依次组成数列{an},则
a1=50+1 000×0.01=60,
a2=50+(1 000-50)×0.01=60-0.5=59.5,
a3=50+(1 000-50×2)×0.01=60-0.5×2=59,
…
a10=60-0.5×9=55.5,
…
an=60-0.5(n-1)(1≤n≤20).
所以数列{an}是等差数列,公差d=-0.5,全部货款付清后付款总数为S20+150=+150=(2a1+19d)×10+150=(2×60-19×0.5)×10+150=1 225.
故第10个月应交付55.5元.全部货款付清后,买这件家用电器实际花了1 255元.
11.B 设等差数列的公差为d,则S30=(a1+a4+…+a28)+(a2+a5+…+a29)+(a3+a6+…+a30)=(a3+a6+…+a30)-20d+(a3+a6+…+a30)-10d+(a3+a6+…+a30)=180-30d,即120=180-30d,解得d=2.又S30=30a1+×2=120,解得a1=-25.所以an=-25+(n-1)×2=2n-27,故选B.
12.AB ∵S6>S7,∴a7<0,∵S7>S5,∴a6+a7>0,∴a6>0,∴d<0,A正确;又S11=(a1+a11)=11a6>0,B正确;S12=(a1+a12)=6(a6+a7)>0,C不正确;{Sn}中最大项为S6,D不正确.
13.2 000 解析:假设20位同学是1号到20号依次排列,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,则树苗需放在第10或第11号树坑旁,此时两侧的同学所走的路程分别组成以20为首项,20为公差的等差数列,故所有同学往返的总路程为S=9×20+×20+10×20+×20=2 000(m).
14.解:设等差数列{an}共有2n+1项,则奇数项有n+1项,偶数项有n项,中间项是第n+1项,即an+1.
所以=====,
所以n=3.
因为S奇=(n+1)an+1=44,所以an+1=11.
所以这个数列的中间项为11,共有2n+1=7(项).
15.C 因为<-1,所以+1<0,即<0.又Sn有最小值,所以a8<0,a8+a9>0,所以S15==15a8<0,S16==8(a8+a9)>0,因此,使Sn<0成立的n的最大值为15.故选C.
16.解:(1)因为数列是公差为2的等差数列,且=a1=1,所以=1+(n-1)×2=2n-1,所以Sn=2n2-n,
又因为an=Sn-Sn-1(n≥2),所以当n≥2时an=Sn-Sn-1=4n-3,
又因为a1=1符合n≥2的情况,所以an=4n-3.
(2)因为bn=(-1)nan=(-1)n(4n-3),
当n为偶数时,Tn=(-1)+5+(-9)+13+…+[-(4n-7)]+(4n-3),
所以Tn=[(-1)+5]+[(-9)+13]+…+[-(4n-7)+(4n-3)]=4×=2n,
当n为奇数时,Tn=Tn-1+bn=2(n-1)+[-(4n-3)]=1-2n,
综上可知:Tn=
1 / 2第2课时 等差数列前n项和的性质及应用
题型一 等差数列前n项和的性质
【例1】 (1)等差数列{an}的前4项和是2,前8项和是10,则S12=( )
A.12 B.18
C.24 D.42
(2)一个等差数列的前12项的和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和之比为32∶27,则该数列的公差为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
通性通法
等差数列前n项和的常用性质
(1)等差数列的依次k项之和,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列;
(2)数列{an}是等差数列 Sn=pn2+qn(p,q为常数) 数列为等差数列(公差为{an}公差的倍);
(3)若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d:①当项数为偶数2n时,S偶-S奇=nd,=;②当项数为奇数2n-1时,S奇-S偶=an,=.
【跟踪训练】
1.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=-10,-=1,则S10= .
2.已知数列{an}是项数为偶数的等差数列,它的奇数项的和是50,偶数项的和为34,若它的末项比首项小28,则该数列的公差是 .
3.已知一个等差数列的前10项和为100,前100项和为10,求前110项之和.
题型二 等差数列前n项和的最值问题
【例2】 在等差数列{an}中,a1=25,S8=S18,求前n项和Sn的最大值.
通性通法
求等差数列前n项和的最值的方法
(1)二次函数法:即先求得Sn的表达式,然后配方.若对称轴恰好为正整数,则就在该处取得最值;若对称轴不是正整数,则应在离对称轴最近的正整数处取得最值,有时n的值有两个,有时可能为1个;
(2)不等式法:①当a1>0,d<0时,由 Sm为最大值;
②当a1<0,d>0时,由 Sm为最小值.
【跟踪训练】
(2024·中山月考)在等差数列{an}中,a10=18,前5项的和S5=-15.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}的前n项和的最小值,并指出何时取最小值.
题型三 等差数列求和的实际应用
【例3】 (2024·温州质检)7月份,有一新款服装投入某市场.7月1日该款服装仅售出3件,以后每天售出的该款服装都比前一天多3件,当日销售量达到最大(只有1天)后,每天售出的该款服装都比前一天少2件,且7月31日当天刚好售出3件.
(1)问7月几日该款服装销售最多?最多售出几件?
(2)按规律,当该市场销售此服装达到200件时,社会上就开始流行,而日销售量连续下降并低于20件时,则不再流行.问该款服装在社会上流行几天?
通性通法
应用等差数列解决实际问题的一般思路
【跟踪训练】
某地去年9月份曾发生流感,据统计,9月1日该地区流感病毒的新感染者有40人,此后,每天的新感染者人数比前一天新感染者人数增加40.从9月11日起,该地区医疗部门采取措施,使该种病毒的传播得到有效控制,每天的新感染者人数比前一天的新感染者人数减少10.
(1)分别求出该地区在9月10日和9月11日这两天的流感病毒的新感染者人数;
(2)该地区9月份(共30天)流感病毒的新感染者共有多少人?
1.已知等差数列{an}共有2n-1项,其中奇数项之和为290,偶数项之和为261,则an=( )
A.30 B.29 C.28 D.27
2.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4=8,S8=20,则a13+a14+a15+a16=( )
A.8 B.12 C.16 D.20
3.(2024·烟台质检)在巴比伦晚期的《泥板文书》中,有按级递减分物的等差数列问题,其中有一个问题大意是:10个兄弟分100两银子,长兄最多,依次减少相同数目,现知第8个兄弟分得6两,则长兄可分得银子的数目为( )
A.两 B.两 C.两 D.两
4.(2024·南京月考)已知Sn,Tn分别是等差数列{an},{bn}的前n项和,且=,则= .
第2课时 等差数列前n项和的性质及应用
【典型例题·精研析】
【例1】 (1)C (2)C 解析:(1)由题意知,等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=2,S8=10.由等差数列的性质,得S4,S8-S4,S12-S8成等差数列,即2,8,S12-10成等差数列,所以2+(S12-10)=2×8,解得S12=24.
(2)法一 设该等差数列的首项为a1,公差为d,由题意可得
解得d=5.
法二 记该等差数列的前12项中偶数项的和为S偶,奇数项的和为S奇.由已知条件,得解得又S偶-S奇=6d,所以d==5.
跟踪训练
1.-10 解析:在等差数列中,因为a1=-10,-=1,所以=-10,所以{}是以-10为首项,1为公差的等差数列,所以=-10+9×1=-1,S10=-10.
2.-4 解析:设等差数列{an}的项数为2m,∵末项与首项的差为-28,∴a2m-a1=(2m-1)d=-28①,∵S奇=50,S偶=34,∴S偶-S奇=34-50=-16=md②,由①②得d=-4.
3.解:在等差数列中,S10,S20-S10,S30-S20,…,S100-S90,S110-S100成等差数列.
设其公差为d,则前10项和为10S10+d=S100=10,解得d=-22,
∴S110-S100=S10+(11-1)d=100+10×(-22)=-120,
∴S110=-120+S100=-110.
【例2】 解:法一 因为S8=S18,a1=25,
所以8×25+d=18×25+d,
解得d=-2.
所以Sn=25n+×(-2)=-n2+26n=-(n-13)2+169.
所以当n=13时 ,Sn有最大值为169.
法二 同法一,求出公差d=-2.
所以an=25+(n-1)×(-2)=-2n+27.
因为a1=25>0,
由
得
又因为n∈N*,
所以当n=13时,Sn有最大值为169.
跟踪训练
解:(1)设等差数列的公差为d,
因为在等差数列{an}中,a10=18,S5=-15,
所以
解得
所以an=3n-12,n∈N*.
(2)因为a1=-9,d=3,an=3n-12,
所以Sn==(3n2-21n)=(n-)2-,
所以当n=3或4时,数列{an}的前n项和Sn取得最小值S3=S4=-18.
【例3】 解:(1)设7月n日售出的服装件数为an(n∈N*,1≤n≤31),最多售出ak件.
由题意知解得
∴7月13日该款服装销售最多,最多售出39件.
(2)设Sn是数列{an}的前n项和,
∵an=
∴Sn=
∵S13=273>200,
∴当1≤n≤13时,由Sn>200,得12≤n≤13,
当14≤n≤31时,日销售量连续下降,由an<20,得23≤n≤31,∴该款服装在社会上流行11天(从7月12日到7月22日).
跟踪训练
解:(1)由题意,知该地区9月份前10天每天新感染者人数构成一个首项a1=40,公差d=40的等差数列{an},
所以9月10日的新感染者人数为a10=40+(10-1)×40=400.
从9月11日起,每天的新感染者人数比前一天的新感染者人数减少10,所以9月11日的新感染者人数为400-10=390.
(2)9月份前10天流感病毒的新感染者人数的和为S10==2 200,
9月份后20天每天新感染者人数构成一个首项b1=390,公差d1=-10的等差数列{bn},
又b20=390-10×19=200,
所以后20天流感病毒的新感染者人数的和为T20==5 900,
所以该地区9月份流感病毒的新感染者共有2 200+5 900=8 100(人).
随堂检测
1.B 由S奇-S偶=an,得an=290-261=29.故选B.
2.D 因为数列{an}是等差数列,且S4=8,S8=20,S8-S4=12,所以数列S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12,…是等差数列,且首项为8,公差为4.所以a13+a14+a15+a16=S16-S12=8+4×3=20.
3.C 设10个兄弟由大到小依次分得an(n=1,2,…,10)两银子,设数列{an}的公差为d,其前n项和为Sn,则由题意得即解得所以长兄分得两银子.
4. 解析:===.
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