6.2 等差数列
1.理解等差数列的概念和通项公式的意义,掌握等差数列的前n项和公式,理解等差数列的通项公式与前n项和公式的关系.
2.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题.
3.理解等差数列的通项及前n项和分别与一元一次函数、二次函数的关系.
1.等差数列的概念
(1)等差数列的定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示,即an-an-1=d(n∈N*,且n≥2)或an+1-an=d(n∈N*).
(2)等差中项:若三个数a,A,b成等差数列,则A叫做a与b的等差中项.根据等差数列的定义可以知道,2A=a+b.
2.等差数列的通项公式与前n项和公式
(1)通项公式:an=a1+(n-1)d.该式又可以写成an=dn+(a1-d),这表明d≠0时,an是关于n的一次函数,且d>0时是增函数,d<0时是减函数.
(2)前n项和公式:Sn==na1+d.该式又可以写成Sn=n2+n,这表明d≠0时,Sn是关于n的二次函数,且d>0时图象开口向上,d<0时图象开口向下.
3.等差数列的性质
(1)与项有关的性质
①在等差数列{an}中,若公差为d,则an=am+(n-m)d,当n≠m时,d=.
②在等差数列{an}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq.特别地,若m+n=2p,则am+an=2ap.
③若数列{an}是公差为d的等差数列,则数列{λan+b}(λ,b为常数)是公差为λd的等差数列.
④若数列{an},{bn}是公差分别为d1,d2的等差数列,则数列{λ1an+λ2bn}(λ1,λ2为常数)也是等差数列,且公差为λ1d1+λ2d2.
⑤若数列{an}是公差为d的等差数列,则从数列中抽出项ak,ak+m,ak+2m,…,组成的数列仍是等差数列,公差为md.
(2)与和有关的性质
①等差数列中依次k项之和Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列.
②记S偶为所有偶数项的和,S奇为所有奇数项的和.
若等差数列的项数为2n(n∈N*),则S2n=n(an+an+1),S偶-S奇=nd,=(S奇≠0);
若等差数列的项数为2n-1(n∈N*),则S2n-1=(2n-1)an(an是数列的中间项),S奇-S偶=an,=(S奇≠0).
③{an}为等差数列 为等差数列.
④两个等差数列{an},{bn}的前n项和Sn,Tn之间的关系为=(bn≠0,T2n-1≠0).
教材拓展
1.若an=pn+q(p,q为常数),则{an}一定是公差为p的等差数列.
2.等差数列前n项和的最值与{an}的单调性有关.
(1)若a1>0,d<0,则Sn存在最大值.
(2)若a1<0,d>0,则Sn存在最小值.
(3)若a1>0,d>0,则{Sn}是递增数列,S1是{Sn}的最小值;若a1<0,d<0,则{Sn}是递减数列,S1是{Sn}的最大值.
3.{an}是等差数列 Sn=An2+Bn(A,B是常数).若Sn=An2+Bn+C且C≠0,则{an}从第2项起成等差数列.
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)数列{an}为等差数列的充要条件是对任意n∈N*,都有2an+1=an+an+2.( √ )
(2)等差数列{an}的单调性是由公差d决定的.( √ )
(3)数列{an}为等差数列的充要条件是其通项公式为n的一次函数.( × )
(4)等差数列的前n项和公式是常数项为0且关于n的二次函数.( × )
2.(人教A版选择性必修第二册P15T4改编)等差数列{an}中,a1=3,a4=24,则数列{an}的通项公式为an=7n-4.
解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意得3d=a4-a1=21 d=7,则an=a1+(n-1)d=7n-4.
3.(人教A版选择性必修第二册P17例5改编)在等差数列{an}中,a1+3a8+a15=60,则a2+a14的值为24.
解析:依题意,等差数列{an}中,a1+3a8+a15=60,5a8=60,解得a8=12,所以a2+a14=2a8=24.
4.(人教A版选择性必修第二册P21例6改编)若等差数列{an}的前5项和S5=25,且a2=3,则a7=13.
解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意得解得因此,a7=a1+6d=1+6×2=13.
考点1 等差数列基本量的计算
【例1】 (1)(2024·广东汕头三模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=3,a2n=2an+1,若Sn+an+1=100,则n=( B )
A.8 B.9
C.10 D.11
【解析】 由a2=3,a2n=2an+1,得a2=2a1+1=3,解得a1=1,则等差数列{an}的公差d=2,于是an=2n-1,Sn=·n=n2,由Sn+an+1=100,得n2+2n+1=100,所以n=9.故选B.
(2)(2024·河北保定三模)已知在等差数列{an}中,a1=1,公差d>0.若数列也是等差数列,则d=( C )
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】 依题意得an=dn+1-d(d>0),则=d2n+2d(1-d)+,则-=d2+-=d2-,又是等差数列,所以-=0,解得d=3或d=-1(舍去).故选C.
(3)(2024·新课标Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=95.
【解析】 因为数列{an}为等差数列,设数列{an}的公差为d,则由题意得
解得
则S10=10a1+d=10×(-4)+45×3=95.
1.等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个量就能求另外两个量,体现了用方程的思想来解决问题.
2.数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法.
【对点训练1】 (1)(2024·黑龙江大庆三模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2=-2,S5=-5,则S12=( A )
A.30 B.32
C.36 D.40
解析:设等差数列{an}的公差为d,由
得解得所以S12=12×(-3)+×1=30.故选A.
(2)已知Sn是等差数列{an}的前n项和,若a2+a4+a6=-3,S8=-12,则数列{an}的首项a1=( B )
A.3 B.2
C.1 D.-1
解析:设等差数列{an}的公差为d,因为a2+a4+a6=-3,可得3a4=-3,即a4=-1,所以a1+3d=-1①,又因为S8=-12,可得8a1+28d=-12,即2a1+7d=-3②,联立①②解得a1=2,d=-1.故选B.
(3)(2024·北京延庆区一模)北京天坛的圜丘坛分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块.已知每层环数相同,且三层共有扇面形石板(不含天心石)3 402块,则上层有扇面形石板405块.
解析:记从中间向外每环扇面形石板数为an,则{an}是等差数列,且公差d=9,a1=9,设每层有k环,则n=3k,Sn=3 402,所以Sn=na1+=3 402,即9n+=3 402,即n2+n-756=0,解得n=27或n=-28(舍去),所以k=9,则S9=9a1+=9×9+=405,即上层有扇面形石板405块.
考点2 等差数列的证明
【例2】 (2021·全国甲卷理)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{an}是等差数列;②数列{}是等差数列;③a2=3a1.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答判对错.
【解】 ①③ ②.
证明:已知{an}是等差数列,a2=3a1.
设数列{an}的公差为d,则a2=3a1=a1+d,得d=2a1,所以Sn=na1+d=n2a1.
因为数列{an}的各项均为正数,所以=n,所以-=(n+1)-n=(常数),所以数列{}是等差数列.
①② ③.
证明:已知{an}是等差数列,{}是等差数列.
设数列{an}的公差为d,则Sn=na1+d=n2d+n.
因为数列{}是等差数列,所以数列{}的通项公式是关于n的一次函数,则a1-=0,即d=2a1,所以a2=a1+d=3a1.
②③ ①.
证明:已知数列{}是等差数列,a2=3a1,所以S1=a1,S2=a1+a2=4a1.
设数列{}的公差为d,d>0,则-=-=d,
得a1=d2,所以=+(n-1)d=nd,所以Sn=n2d2,
所以n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2d2-(n-1)2d2=2d2n-d2,对n=1也适合,
所以an=2d2n-d2,所以an+1-an=2d2(n+1)-d2-(2d2n-d2)=2d2(常数),
所以数列{an}是等差数列.
1.等差数列的判定与证明的常用方法
(1)定义法:对任意n∈N*,an+1-an是同一常数 {an}为等差数列.
(2)等差中项法:2an+1=an+an+2 {an}为等差数列.
(3)通项公式法:an=an+b(a,b是常数) {an}为等差数列.
(4)前n项和公式法:Sn=an2+bn(a,b为常数) {an}为等差数列.
2.若要判定一个数列不是等差数列,则只需找出三项an,an+1,an+2,使得这三项不满足2an+1=an+an+2即可.
【对点训练2】 已知在数列{an}中,a1=1,an+an+1=,设Sn=a1+3a2+32a3+…+3n-1an,
求证:数列{4Sn-3nan}是等差数列.
证明:由Sn=a1+3a2+32a3+…+3n-1an,
得Sn-1=a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1,
两式相减得Sn-Sn-1=3n-1an,所以4Sn-3nan-(4Sn-1-3n-1an-1)=4(Sn-Sn-1)-3nan+3n-1an-1=4·3n-1an-3nan+3n-1an-1=3n-1(an+an-1)=3n-1·=1,
又4S1-31a1=1,
所以数列{4Sn-3nan}是首项为1,公差为1的等差数列.
考点3 等差数列的性质及应用
命题角度1 项的性质
【例3】 (2024·全国甲卷理)记Sn为等差数列{an}的前n项和.已知S5=S10,a5=1,则a1=( B )
A. B.
C.- D.-
【解析】 由S10-S5=a6+a7+a8+a9+a10=5a8=0,得a8=0,则等差数列{an}的公差d==-,故a1=a5-4d=1-4×=.故选B.
命题角度2 和的性质
【例4】 (1)(2024·陕西咸阳二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4=2,S8=12,则S20=( D )
A.30 B.58
C.60 D.90
【解析】 数列{an}为等差数列,故S4,S8-S4,S12-S8,S16-S12,S20-S16为等差数列,由S4=2,S8=12,得S8-S4=10,故S12-S8=18,S16-S12=26,S20-S16=34,即有S12=18+S8=30,S16=26+S12=56,S20=34+S16=90.故选D.
(2)(2024·河北衡水三模)已知数列{an},{bn}均为等差数列,其前n项和分别为Sn,Tn,满足(2n+3)Sn=(3n-1)Tn,则=( A )
A.2 B.3
C.5 D.6
【解析】 因为数列{an},{bn}均为等差数列,可得a7+a8+a9=3a8=×15a8=S15,且b6+b10=b1+b15,又由T15=,可得b6+b10=T15.因此==·=×=2.故选A.
命题角度3 和的最值
【例5】 (多选)(2024·山西吕梁三模)已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,前n项和为Sn,若S10
A.当n=8,Sn最大
B.使得Sn<0成立的最小自然数n=18
C.|a8+a9|>|a10+a11|
D.中最小项为
【解析】 因为所以即
两式相加,解得a9>0,a10<0,当n=9时,Sn最大,故A错误;由S10a2>a3>…>a9>0>a10>a11>…,S17==17a9>0,而S18==9(a9+a10)<0,当n≤17时,Sn>0,当n≥18时,Sn<0,所以使得Sn<0成立的最小自然数n=18,故B正确;当n≤9,或n≥18时,>0,当9a10>a11>…>a17,得S10>S11>S12>…>S17>0,所以中最小项为,故D正确.故选BD.
1.项的性质:在等差数列{an}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am+an=ap+aq.
2.和的性质:在等差数列{an}中,Sn为其前n项和,则
(1)S2n=n(a1+a2n)=…=n(an+an+1).
(2)S2n-1=(2n-1)an.
(3)依次k项和成等差数列,即Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…成等差数列.
3.求等差数列前n项和的最值的常用方法
(1)邻项变号法:利用等差数列的单调性,求出其正负转折项,或者利用性质求出其正负转折项,便可求得和的最值.
(2)函数法:利用公差不为零的等差数列的前n项和Sn=An2+Bn(A≠0)为二次函数,通过二次函数的性质求最值.
【对点训练3】 (1)等差数列{an}的前n项和为Sn,若S7=70,a2(a3+a5)=80,则公差d=( C )
A.12 B.2
C.3 D.4
解析:等差数列{an}中,S7=7a4=70,得a4=10,又a2(a3+a5)=2a2a4=80,得a2=4,所以d=3.故选C.
(2)设Sn是等差数列{an}的前n项和,若=,则=( B )
A. B.
C. D.
解析:数列{an}为等差数列,则S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…为等差数列.由=,可设S5=t(t≠0),则S10=3t,于是S5,S10-S5,S15-S10,S20-S15,…依次为t,2t,3t,4t,…,所以S20=t+2t+3t+4t=10t,所以=.故选B.
(3)(多选)已知首项为正数的等差数列{an}的前n项和为Sn,若(S15-S11)(S15-S12)<0,则( ABD )
A.a13+a14>0
B.S11C.当n=14时,Sn取最大值
D.当Sn<0时,n的最小值为27
解析:首项为正数的等差数列{an}的前n项和为Sn,所以(S15-S11)(S15-S12)=(a15+a14+a13+a12)·3a14=6a14(a13+a14)<0,若a14>0,则a13+a14一定大于零,不符合题意,所以a14<0,a13+a14>0,故A正确;由A可知S15-S11=a15+a14+a13+a12=2(a13+a14)>0,所以S15>S11,S15-S12=3a14<0,所以S150,可知a13>0,故n=13,Sn取最大值,故C错误;由A可知,S27==27a14<0,S26==13(a13+a14)>0,故D正确.故选ABD.
【例】 (2024·安徽合肥一六八中学期末)已知等差数列{an}(公差不为0)和等差数列{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,如果关于x的实系数方程1 003x2-S1 003x+T1 003=0有实数解,那么以下1 003个方程x2-aix+bi=0(i=1,2,…,1 003)中,有实数解的方程至少有( D )
A.499个 B.500个
C.501个 D.502个
【解析】 由题意得S-4×1 003T1 003≥0(*),其中S1 003==
1 003a502,T1 003==1 003b502,代入(*)得a-4b502≥0,显然第502个方程有解.设方程x2-a1x+b1=0与方程x2-a1 003x+b1 003=0的判别式分别为Δ1,Δ1 003,则Δ1+Δ1 003=(a-4b1)+(a-4b1 003)=a+a-4(b1+b1 003)≥-4×2b502=-8b502=2(a-4b502)≥0,因为Δ1+Δ1 003≥0,所以Δ1<0,Δ1 003<0至多有一个成立,同理可证Δ2<0,Δ1 002<0至多有一个成立,…,Δ501<0,Δ503<0至多有一个成立.综上,在所给的1 003个方程中,有实数解的方程至少有502个.故选D.
本题利用一元二次方程有实数解建立不等式,利用等差数列角标和的性质将问题简化,看似计算量非常大的一道题目,其本质考查利用不等式及等差数列的性质分析问题、解决问题的能力,新高考强调的多想少算,在本题中体现明显.
课时作业39
1.(5分)(2024·北京丰台区一模)已知公差为d的等差数列{an}满足a5-2a3=1,且a2=0,则d=( C )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:∵a5-2a3=a1+4d-2(a1+2d)=-a1=1,∴a1=-1,∴d=a2-a1=0-(-1)=1.故选C.
2.(5分)(2024·浙江绍兴二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且-=6,则a7-a4=( D )
A.9 B.10
C.11 D.12
解析:由题意设等差数列{an}的首项、公差分别为a1,d,因为-=-(2a1+d)=d=6,所以d=4,从而a7-a4=3d=12.故选D.
3.(5分)(2024·全国甲卷文)记Sn为等差数列{an}的前n项和.已知S9=1,则a3+a7=( B )
A.- B.
C. D.
解析:方法一 设等差数列{an}的公差为d,根据等差数列的求和公式,S9=9a1+d=1 9a1+36d=1,所以a3+a7=a1+2d+a1+6d=2a1+8d=(9a1+36d)=.故选B.
方法二 根据等差数列的性质,a1+a9=a3+a7,根据等差数列的求和公式,S9===1,故a3+a7=.故选B.
方法三 不妨取等差数列{an}的公差d=0,则S9=1=9a1 a1=,则a3+a7=2a1=.故选B.
4.(5分)据有关文献记载,我国古代一座九层塔共挂了126盏灯,且相邻两层中的下一层灯的盏数比上一层灯的盏数都多n(n为常数),底层灯的盏数是顶层的13倍,则该塔的底层共有灯( C )
A.39盏 B.42盏
C.26盏 D.13盏
解析:依题意,九层塔从顶层到底层灯的盏数构成等差数列{ak},k∈N*,k≤9,且a9=13a1.记数列{ak}的前k项和为Sk,于是得S9=×9=×9=63a1=126,解得a1=2,所以a9=26,所以该塔的底层共有26盏灯.故选C.
5.(5分)(2024·广东汕头一模)在3与15之间插入3个数,使这5个数成等差数列,则插入的3个数之和为( C )
A.21 B.24
C.27 D.30
解析:令插入的3个数依次为a1,a2,a3,即3,a1,a2,a3,15成等差数列,因此2a2=3+15,解得a2=9,所以插入的3个数之和为a1+a2+a3=3a2=27.故选C.
6.(5分)已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若(2n+3)Sn=nTn,则=( A )
A. B.
C. D.
解析:(2n+3)Sn=nTn,即=,又等差数列{an}的前n项和Sn满足Sn=an2+bn,由题意知a≠0,故==,则Sn=an2,Tn=a(2n+3)n,故====.故选A.
7.(6分)(多选)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a6=31,S3=21,则( BD )
A.为递减数列
B.a2=7
C.若 n∈N*,≤a,则a的取值范围为(3,+∞)
D.<6
解析:由题意知{an}为等差数列,设公差为d,由a6=31,S3=21,得解得则an=6n-5,Sn=n+×6=3n2-2n,则a2=7,故B正确;由=1<=,得不为递减数列,故A错误;因为=3-,由于n∈N*,0<≤2,故1≤<3,由于 n∈N*,≤a,故a的取值范围为[3,+∞),故C错误;由于n∈N*,0<≤5,故=6-<6,故D正确.故选BD.
8.(6分)(多选)(2024·福建泉州模拟)等差数列{an}中,a2=-7,a5=-1,若Sn=a1+a2+…+an,Tn=a1a2…an,则( AD )
A.Sn有最小值,Tn无最小值
B.Sn有最小值,Tn无最大值
C.Sn无最小值,Tn有最小值
D.Sn无最大值,Tn有最大值
解析:设等差数列{an}的公差为d,依题意,得解得∴an=-9+2(n-1)=2n-11,∴Sn==n2-10n=(n-5)2-25,∴当n=5时,Sn有最小值-25,Sn无最大值,而Tn=-9×(-7)×(-5)×(-3)×(-1)×1×3×…×(2n-11),易得T1<0,T3<0,T5<0,T2>0,T4>0,且T4>T2,当n≥6时,Tn<0,∴当n=4时,Tn有最大值,Tn无最小值.故选AD.
9.(5分)(2024·山东济南三模)数列{an}满足an+2-an=2,若a1=1,a4=4,则数列{an}的前20项的和为210.
解析:数列{an}满足an+2-an=2,若a1=1,a4=4,则a2=a4-2=4-2=2,所以数列{an}的奇数项、偶数项分别构成以1,2为首项,公差均为2的等差数列,所以数列{an}的前20项的和为a1+a2+…+a20=(a1+a3+…+a19)+(a2+a4+…+a20)=10×1+×2+10×2+×2=210.
10.(5分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sk=1,S2k=3(k∈N*),则S4k=10.
解析:由等差数列性质可知Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,S4k-S3k成等差数列,则其公差为S2k-Sk-Sk=1,∴S3k-S2k=(S2k-Sk)+1=3,则S3k=6,∴S4k-S3k=(S3k-S2k)+1=4,则S4k=10.
11.(16分)(2024·四川自贡三模)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn-nan=n(n-1).
(1)求证:数列{an}为等差数列;
(2)若a5,a9,a11成等比数列,求Sn的最大值.
解:(1)证明:数列{an}满足Sn-nan=n(n-1)①,
当n≥2时,有Sn-1-(n-1)an-1=(n-1)(n-2)②,
①-②可得Sn-Sn-1-nan+(n-1)an-1=n(n-1)-(n-1)(n-2),
即(1-n)an+(n-1)an-1=(n-1)[n-(n-2)],
整理可得an-an-1=-1(n≥2),
故数列{an}是以-1为公差的等差数列.
(2)由(1)可知数列{an}是等差数列,公差d=-1,
若a5,a9,a11成等比数列,则有a=a5×a11,
即(a1-8)2=(a1-4)(a1-10),
解得a1=12,
所以an=a1+(n-1)d=13-n,
所以{an}单调递减,又当1≤n<13时,an>0,当n=13时,an=0,当n>13时,an<0,
故当n=12或n=13时,Sn取得最大值,且(Sn)max=S12=S13=12×12+×(-1)=78.
12.(16分)设等差数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=-7,S3=-15.求:
(1)Sn及Sn的最小值;
(2)数列{|an|}的前n项和Tn.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d.
由题意,得S3=3a1+3d=-15.由a1=-7,得d=2.
所以{an}的通项公式为an=2n-9,
所以Sn=n2-8n=(n-4)2-16.
所以当n=4时,Sn取得最小值,最小值为-16.
(2)当1≤n≤4时,an<0,当n≥5时,an>0,所以当1≤n≤4时,Tn==-n2+8n;
当n≥5时,Tn=16+=n2-8n+32.
综上,Tn=
13.(5分)(2024·山东济南二模)已知{an}是各项均为正整数的递增数列,{an}的前n项和为Sn,若Sn=2 025,当n取最大值时,an的最大值为( D )
A.63 B.64
C.71 D.72
解析:因为Sn=2 025是定值,要使当n取最大值时an也取得最大值,{an}需满足各项尽可能取到最小值,又因为{an}是各项均为正整数的递增数列,所以a1=1,a2=2,a3=3,…,am=m,即{am}是首项为1,公差为1的等差数列,其中m=n-1,{am}的前m项和为Tm=,当m=63时,T63==2 016<2 025;当m=64时,T64==2 080>2 025;又因为2 025-2 016=9<63,所以n的最大值为63,此时a1=1,a2=2,a3=3,…,a62=62,an取得最大值为a63=63+9=72.故选D.
14.(6分)(多选)(2024·湖南长沙三模)设无穷数列{an}的前n项和为Sn,且an+an+2=2an+1,若存在k∈N*,使Sk+1>Sk+2>Sk成立,则( BCD )
A.an≤ak+1
B.Sn≤Sk+1
C.不等式Sn<0的解集为{n∈N*|n≥2k+3}
D.对任意给定的实数p,总存在n0∈N*,当n>n0时,an解析:由Sk+1>Sk+2>Sk,可得ak+2=Sk+2-Sk+1<0,ak+1=Sk+1-Sk>0,且ak+1+ak+2=Sk+2-Sk>0,即ak+2<0,ak+1>0,ak+1+ak+2>0,又由an+an+2=2an+1,可得数列{an}是等差数列,公差d=ak+2-ak+1<0,所以{an}是递减数列,所以a1是最大项,且随着n的增加,an无限减小,即an≤a1,所以A错误,D正确;因为当n≤k+1时,an>0,当n≥k+2时,an<0,所以Sn的最大值为Sk+1,所以B正确;因为S2k+1==(2k+1)·ak+1>0,S2k+3=(2k+3)ak+2<0,且S2k+2=×(2k+2)=(k+1)·(ak+1+ak+2)>0,所以当n≤2k+2时,Sn>0,当n≥2k+3时,Sn<0,所以C正确.故选BCD.
15.(5分)已知数列{an}的各项均为正数,a1=1,an+1-an=,若[x]表示不超过x的最大整数,则[a1]+[a2]+…+[a100]=( C )
A.615 B.620
C.625 D.630
解析:因为a1=1,an+1-an=,所以a-a=1,可得{a}是以1为首项,1为公差的等差数列,所以a=1+(n-1)×1=n,因为数列{an}的各项均为正数,所以an=,因为n∈N*,当1≤n<4时,[]=1,当4≤n<9时,[]=2,当9≤n<16时,[]=3,当16≤n<25时,[]=4,当25≤n<36时,[]=5,当36≤n<49时,[]=6,当49≤n<64时,[]=7,当64≤n<81时,[]=8,当81≤n<100时,[]=9,[]=10,则[a1]+[a2]+…+[a100]=3×1+5×2+7×3+9×4+11×5+13×6+15×7+17×8+19×9+10=625.故选C.