(共38张PPT)
培优课
等差数列前n项和的综合问题
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 利用等差数列前 n 项和求解项的比值问题
【例1】 已知两个等差数列{ an },{ bn }的前 n 项和分别为 Sn , Tn ,
若 = ,则 =( )
解析: 利用等差数列前 n 项和的性质得 = = = .
通性通法
若{ an },{ bn }为等差数列,且前 n 项和分别为 Sn , Tn ,则 =
, = · .
【跟踪训练】
(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:因为 b3+ b18= b6+ b15= b10+ b11,所以 + =
= = = = .
题型二 等差数列中奇、偶项的和
【例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{ an }中,若项数为偶数2 n ,则 S2 n = n ( a1+ a2 n )= n
( an + an+1), S偶- S奇= nd , = ;若项数为奇数2 n -1,则
S2 n-1=(2 n -1) an , S奇- S偶= an , = .
【跟踪训练】
在项数为2 n +1的等差数列中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的
和为150,则 n 的值为 .
解析:∵等差数列有2 n +1项, S奇- S偶= an+1,∴ an+1=15.又 S2 n+1
=(2 n +1) an+1,∴165+150=(2 n +1)×15,∴ n =10.
10
题型三 求数列{| an |}的前 n 项和
【例3】 已知{ an }为等差数列, a4=94, a7=82.
(1)求{ an }的通项公式;
解:因为 a4=94, a7=82,所以 a1+3 d =94, a1+6 d =82,
所以 a1=106, d =-4, an =-4 n +110.
(2)求数列{| an |}的前 n 项和.
解:设{ an }的前 n 项和为 Sn ,{| an |}的前 n 项和为 Tn .
因为 Sn = na1+ d =106 n -2 n ( n -1)=-2 n2+108 n ,
令 an =-4 n +110≥0,得 n ≤27.5, n ∈N*,
所以当1≤ n ≤27时, an >0,当 n ≥28时, an <0,
故当1≤ n ≤27时, Tn = a1+ a2+…+ an = Sn =-2 n2+108 n ;
当 n ≥28时, Tn = a1+ a2+…+ a27- a28-…- an = S27-( Sn -
S27)=- Sn +2 S27=-(-2 n2+108 n )+2×1 458=2 n2-108
n +2 916,
故 Tn =
通性通法
求数列{| an |}的前 n 项和的步骤
(1)解不等式 an ≥0(或 an ≤0)寻找{ an }的正负项分界点;
(2)求和:①若{ an }各项均为正数(或均为负数),则{| an |}各
项的和等于{ an }的各项的和(或其相反数);②若 a1>0, d <0
(或 a1<0, d >0),这时数列{ an }只有前面有限项为正数(或
负数),可分段求和再相加.
【跟踪训练】
已知数列{ an }的前 n 项和为 Sn = n2-5 n +2,则数列{| an |}的前10
项和为( )
A. 56 B. 58
C. 62 D. 60
解析: 因为 Sn = n2-5 n +2,所以当 n ≥2时, Sn-1=( n -1)2-
5 n +7,则 an = Sn - Sn-1=2 n -6( n ≥2),当 n =1时, a1= S1=-
2,不满足上式,故 an =则数列{ an }从第2项开始成
等差数列,且前2项为负数,第3项为0,其余各项为正数,所以数列
{| an |}的前10项和为- a1- a2+ a3+…+ a10=4+ =60.
1. 已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,
则其公差为( )
A. 5 B. 4
C. 3 D. 2
解析: 由题知 S偶- S奇=5 d ,所以 d = =3.
2. 已知 Sn , Tn 分别是等差数列{ an },{ bn }的前 n 项和,且 = ,
则 = .
解析: = = = .
3. 在等差数列{ an }中, a1=8, a4=2.
(1)求数列{ an }的通项公式;
解: 设等差数列{ an }的公差为 d ,
则有解得 d =-2,
所以 an =8-2( n -1)=-2 n +10.
(2)设 Tn =| a1|+| a2|+…+| an |,求 T10.
解: 因为 n ≤5时, an ≥0; n ≥6时, an <0,
所以 T10=| a1|+| a2|+…+| a10|= a1+ a2+ a3+ a4+
a5-( a6+ a7+…+ a10)=8+6+4+2+0+(2+4+6+8+
10)=50.
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
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.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 等差数列{ an }和{ bn }的前 n 项和分别为 Sn , Tn ,对一切自然数 n ,
都有 = ,则 =( )
解析: ∵ S13= =13 a7, T13= =13
b7,∴ = = .故选D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. 已知数列{ an }满足 an+1- an =2, a1=-5,则| a1|+| a2|+…
+| a6|=( )
A. 9 B. 15
C. 18 D. 30
解析: 由 an+1- an =2可得数列{ an }是等差数列,公差 d =2,
又 a1=-5,所以 an =2 n -7,所以| a1|+| a2|+| a3|+|
a4|+| a5|+| a6|=5+3+1+1+3+5=18.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. (2024·徐州月考)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.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. (多选)已知数列{ an }的前 n 项和 Sn = n2-4 n +1,则( )
A. an =2 n -5
B. { an }不是等差数列
C. 数列{ an }中 a2最小
D. | a1|+| a2|+…+| a10|=67
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: 因为 Sn = n2-4 n +1,当 n =1时 a1= S1=12-4×1+1
=-2,当 n ≥2时 Sn-1=( n -1)2-4( n -1)+1,所以 an = Sn
- Sn-1= n2-4 n +1-[( n -1)2-4( n -1)+1]=2 n -5,显
然当 n =1时 an =2 n -5不成立,所以 an =所以
{ an }是从第二项起以2为公差的等差数列,故数列{ an }不是等差数
列,即A错误,B正确;从第二项起{ an }为递增的等差数列,又 a1
< a2,所以 a1为数列的最小项,故C错误;因为 a1< a2<0< a3
<…,所以| a1|+| a2|+…+| a10|=- a1- a2+ a3+…+
a10= S10-2( a1+ a2)=102-4×10+1-2(-2-1)=67,故D
正确.故选B、D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. (多选)等差数列{ an },{ bn }的前 n 项和分别为 Sn , Tn , =
, n ∈N*,则下列说法正确的有( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析: = = =2- ,所以 是递增数
列,A选项正确; = = = =
,所以 = = ,B选项正确; = = ,C选项错
误;当 n =1时, = = ≠ ,D选项错误.故选A、B.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. 已知数列{ an }的通项公式为 an =|19-2 n |, n ∈N*,则其前20
项的和为 .
解析:由 an =|19-2 n |,当 n ≤9时, an =19-2 n ,当 n ≥10
时, an =2 n -19,所以 S20= a1+ a2+…+ a9+ a10+ a11+…+ a20
=17+15+…+1+1+3+…+21= + =
202.
202
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:∵ S2 n-1= = ,∴ an =
, am = ,∴ = = · = ·
= .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. 在数列{ an }中, a1=1, a2=2,且 an+2- an =1+(-1) n ( n
∈N*),则 a1+ a2+…+ a51= .
解析:当 n 为偶数时, an+2- an =2,所以偶数项成首项为2,公差
为2的等差数列,所以 an =2+2( -1)= n ;当 n 为奇数时, an+
2- an =0,所以奇数项为常数列,所以 an = a1=1,所以 a1+ a2
+…+ a51= ×1+(2+4+6+…+50)=26+ =
676.
676
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. 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).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. 已知数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,且 Sn = n2-15 n .
(1)求{ an }的通项公式;
解: 由 Sn = n2-15 n ,
当 n ≥2时,
可得 an = Sn - Sn-1= n2-15 n -[( n -1)2-15( n -1)]
=2 n -16,
当 n =1时, a1= S1=1-15=-14,适合上式,
所以数列{ an }的通项公式为 an =2 n -16.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)若 cn =| an |,求{ cn }的前 n 项和 Tn .
解: 由 an =2 n -16,可得 cn =| an |=|2 n -
16|,则 Tn =| a1|+| a2|+…+| an |,
令 an ≤0,可得 n ≤8,
当 n ≤8时,可得 Tn =| a1|+| a2|+…+| an |=- a1
- a2-…- an =15 n - n2,
当 n >8时,可得 Tn =| a1|+| a2|+…+| an |=- a1
- a2-…- a8+ a9+ a10+…+ an
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
=-( a1+ a2+…+ a8)+( a9+ a10+…+ an )=- S8+ Sn
- S8= Sn -2 S8,
因为 S8=-56,所以 Tn = n2-15 n +112,
所以 Tn =
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 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.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(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
谢 谢 观 看!等差数列前n项和的综合问题
题型一 利用等差数列前n项和求解项的比值问题
【例1】 已知两个等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若=,则=( )
A. B.
C. D.
通性通法
若{an},{bn}为等差数列,且前n项和分别为Sn,Tn,则=,=·.
【跟踪训练】
(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+= .
题型二 等差数列中奇、偶项的和
【例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{an}中,若项数为偶数2n,则S2n=n(a1+a2n)=n(an+an+1),S偶-S奇=nd,=;若项数为奇数2n-1,则S2n-1=(2n-1)an,S奇-S偶=an,=.
【跟踪训练】
在项数为2n+1的等差数列中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n的值为 .
题型三 求数列{|an|}的前n项和
【例3】 已知{an}为等差数列,a4=94,a7=82.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和.
通性通法
求数列{|an|}的前n项和的步骤
(1)解不等式an≥0(或an≤0)寻找{an}的正负项分界点;
(2)求和:①若{an}各项均为正数(或均为负数),则{|an|}各项的和等于{an}的各项的和(或其相反数);②若a1>0,d<0(或a1<0,d>0),这时数列{an}只有前面有限项为正数(或负数),可分段求和再相加.
【跟踪训练】
已知数列{an}的前n项和为Sn=n2-5n+2,则数列{|an|}的前10项和为( )
A.56 B.58
C.62 D.60
1.已知某等差数列共有10项,其奇数项之和为15,偶数项之和为30,则其公差为( )
A.5 B.4
C.3 D.2
2.已知Sn,Tn分别是等差数列{an},{bn}的前n项和,且=,则= .
3.在等差数列{an}中,a1=8,a4=2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设Tn=|a1|+|a2|+…+|an|,求T10.
培优课 等差数列前n项和的综合问题
【典型例题·精研析】
【例1】 B 利用等差数列前n项和的性质得===.
跟踪训练
解析:因为b3+b18=b6+b15=b10+b11,所以+=====.
【例2】 C 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
10 解析:∵等差数列有2n+1项,S奇-S偶=an+1,∴an+1=15.又S2n+1=(2n+1)an+1,∴165+150=(2n+1)×15,∴n=10.
【例3】 解:(1)因为a4=94,a7=82,所以a1+3d=94,a1+6d=82,
所以a1=106,d=-4,an=-4n+110.
(2)设{an}的前n项和为Sn,{|an|}的前n项和为Tn.
因为Sn=na1+d=106n-2n(n-1)=-2n2+108n,
令an=-4n+110≥0,得n≤27.5,n∈N*,
所以当1≤n≤27时,an>0,当n≥28时,an<0,
故当1≤n≤27时,Tn=a1+a2+…+an=Sn=-2n2+108n;
当n≥28时,Tn=a1+a2+…+a27-a28-…-an=S27-(Sn-S27)=-Sn+2S27=-(-2n2+108n)+2×1 458=2n2-108n+2 916,
故Tn=
跟踪训练
D 因为Sn=n2-5n+2,所以当n≥2时,Sn-1=(n-1)2-5n+7,则an=Sn-Sn-1=2n-6(n≥2),当n=1时,a1=S1=-2,不满足上式,故an=则数列{an}从第2项开始成等差数列,且前2项为负数,第3项为0,其余各项为正数,所以数列{|an|}的前10项和为-a1-a2+a3+…+a10=4+=60.
随堂检测
1.C 由题知S偶-S奇=5d,所以d==3.
2. 解析:===.
3.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,
则有解得d=-2,
所以an=8-2(n-1)=-2n+10.
(2)因为n≤5时,an≥0;n≥6时,an<0,
所以T10=|a1|+|a2|+…+|a10|=a1+a2+a3+a4+a5-(a6+a7+…+a10)=8+6+4+2+0+(2+4+6+8+10)=50.
2 / 2培优课 等差数列前n项和的综合问题
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.等差数列{an}和{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,对一切自然数n,都有=,则=( )
A. B. C. D.
3.已知数列{an}满足an+1-an=2,a1=-5,则|a1|+|a2|+…+|a6|=( )
A.9 B.15 C.18 D.30
4.(2024·徐州月考)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
5.(多选)已知数列{an}的前n项和Sn=n2-4n+1,则( )
A.an=2n-5 B.{an}不是等差数列
C.数列{an}中a2最小 D.|a1|+|a2|+…+|a10|=67
6.(多选)等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,=,n∈N*,则下列说法正确的有( )
A.数列是递增数列 B.=
C.= D.=
7.已知数列{an}的通项公式为an=|19-2n|,n∈N*,则其前20项的和为 .
8.若等差数列{an}的前m项和为Sm,前n项和为Sn,且Sm∶Sn=m2∶n2,则am∶an= .
9.在数列{an}中,a1=1,a2=2,且an+2-an=1+(-1)n(n∈N*),则a1+a2+…+a51= .
10.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.
11.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n2-15n.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若cn=|an|,求{cn}的前n项和Tn.
12.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.
培优课 等差数列前n项和的综合问题
1.B 由S奇-S偶=an,得an=290-261=29.故选B.
2.D ∵S13==13a7,T13==13b7,∴==.故选D.
3.C 由an+1-an=2可得数列{an}是等差数列,公差d=2,又a1=-5,所以an=2n-7,所以|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|+|a6|=5+3+1+1+3+5=18.
4.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.
5.BD 因为Sn=n2-4n+1,当n=1时a1=S1=12-4×1+1=-2,当n≥2时Sn-1=(n-1)2-4(n-1)+1,所以an=Sn-Sn-1=n2-4n+1-[(n-1)2-4(n-1)+1]=2n-5,显然当n=1时an=2n-5不成立,所以an=所以{an}是从第二项起以2为公差的等差数列,故数列{an}不是等差数列,即A错误,B正确;从第二项起{an}为递增的等差数列,又a1<a2,所以a1为数列的最小项,故C错误;因为a1<a2<0<a3<…,所以|a1|+|a2|+…+|a10|=-a1-a2+a3+…+a10=S10-2(a1+a2)=102-4×10+1-2(-2-1)=67,故D正确.故选B、D.
6.AB ===2-,所以是递增数列,A选项正确;====,所以==,B选项正确;==,C选项错误;当n=1时,==≠,D选项错误.故选A、B.
7.202 解析:由an=|19-2n|,当n≤9时,an=19-2n,当n≥10时,an=2n-19,所以S20=a1+a2+…+a9+a10+a11+…+a20=17+15+…+1+1+3+…+21=+=202.
8. 解析:∵S2n-1=
=,∴an=,am=,∴==·=·=.
9.676 解析:当n为偶数时,an+2-an=2,所以偶数项成首项为2,公差为2的等差数列,所以an=2+2(-1)=n;当n为奇数时,an+2-an=0,所以奇数项为常数列,所以an=a1=1,所以a1+a2+…+a51=×1+(2+4+6+…+50)=26+=676.
10.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).
11.解:(1)由Sn=n2-15n,
当n≥2时,可得an=Sn-Sn-1=n2-15n-[(n-1)2-15(n-1)]=2n-16,
当n=1时,a1=S1=1-15=-14,适合上式,
所以数列{an}的通项公式为an=2n-16.
(2)由an=2n-16,可得cn=|an|=|2n-16|,则Tn=|a1|+|a2|+…+|an|,
令an≤0,可得n≤8,
当n≤8时,可得Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=-a1-a2-…-an=15n-n2,
当n>8时,可得Tn=|a1|+|a2|+…+|an|=-a1-a2-…-a8+a9+a10+…+an
=-(a1+a2+…+a8)+(a9+a10+…+an)=-S8+Sn-S8=Sn-2S8,
因为S8=-56,所以Tn=n2-15n+112,
所以Tn=
12.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 / 1