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第2講 等差數列及其前n項和
一、選擇題
1. {an}為等差數列,公差d=-2,Sn為其前n項和.若S10=S11,則a1=( )
A.18 B.20
C.22 D.24
解析 由S10=S11得a11=S11-S10=0,a1=a11+(1-11)d=0+(-10)×(-2)=20.
答案 B
2.設等差數列{an}的前n項和為Sn.若a1=-11,a4+a6=-6,則當Sn取最小值時,n等于( ).
A.6 B.7 C.8
2、 D.9
解析 由a4+a6=a1+a9=-11+a9=-6,得a9=5,從而d=2,所以Sn=-11n+n(n-1)=n2-12n=(n-6)2-36,因此當Sn取得最小值時,n=6.
答案 A
3.已知{an}為等差數列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,則a20等于( ).
A.-1 B.1 C.3 D.7
解析 兩式相減,可得3d=-6,d=-2.由已知可得3a3=105,a3=35,所以a20=a3+17d=35+17×(-2)=1.
答案 B
4.在等差數列{an}中,S15>0,S16<0,則使an>0成立的n的最大
3、值為 ( ).
A.6 B.7 C.8 D.9
解析 依題意得S15==15a8>0,即a8>0;S16==8(a1+a16)=8(a8+a9)<0,即a8+a9<0,a9<-a8<0.因此使an>0成立的n的最大值是8,選C.
答案 C
5.設Sn為等差數列{an}的前n項和,若a1=1,公差d=2,Sk+2-Sk=24,則k=( ).
A.8 B.7 C.6 D.5
解析 由a1=1,公差d=2得通項an=2n-1,又Sk+2-Sk=ak+1+ak+2,所以2k+1+2k
4、+3=24,得k=5.
答案 D
6.已知兩個等差數列{an}和{bn}的前n項和分別為An和Bn,且=,則使得為整數的正整數的個數是 ( ).
A.2 B.3 C.4 D.5
解析 由=得:===,要使為整數,則需=7+為整數,所以n=1,2,3,5,11,共有5個.
答案 D
二、填空題
7.已知數列{an}為等差數列,Sn為其前n項和,a7-a5=4,a11=21,Sk=9,則k=________.
解析 a7-a5=2d=4,d=2,a1=a11-10d=21-20=1,
Sk=k+×2=k2=9.又k∈N*,故k=3.
5、
答案 3
8.設等差數列{an}的前n項和為Sn,若-=1,則公差為________.
解析 依題意得S4=4a1+d=4a1+6d,S3=3a1+d=3a1+3d,于是有-=1,由此解得d=6,即公差為6.
答案 6
9.在等差數列{an}中,a1=-3,11a5=5a8-13,則數列{an}的前n項和Sn的最小值為________.
解析 (直接法)設公差為d,則11(-3+4d)=5(-3+7d)-13,
所以d=,所以數列{an}為遞增數列.
令an≤0,所以-3+(n-1)·≤0,所以n≤,
又n∈N*,前6項均為負值,
所以Sn的最小值為-.
答案?。?
1
6、0.設項數為奇數的等差數列,奇數項之和為44,偶數項之和為33,則這個數列的中間項是________,項數是________.
解析 設等差數列{an}的項數為2n+1,
S奇=a1+a3+…+a2n+1==(n+1)an+1,
S偶=a2+a4+a6+…+a2n==nan+1,
∴==,解得n=3,∴項數2n+1=7,S奇-S偶=an+1,即a4=44-33=11為所求中間項.
答案 11 7
三、解答題
11.設a1,d為實數,首項為a1,公差為d的等差數列{an}的前n項和為Sn,滿足S5S6+15=0.
(1)若S5=5,求S6及a1;
(2)求d的取值范圍.
解
7、(1)由題意知S6==-3,a6=S6-S5=-8,
所以
解得a1=7,所以S6=-3,a1=7.
(2)因為S5S6+15=0,所以(5a1+10d)(6a1+15d)+15=0,即2a+9da1+10d2+1=0,
故(4a1+9d)2=d2-8,所以d2≥8.
故d的取值范圍為d≤-2或d≥2.
12.在等差數列{an}中,公差d>0,前n項和為Sn,a2·a3=45,a1+a5=18.
(1)求數列{an}的通項公式;
(2)令bn=(n∈N*),是否存在一個非零常數c,使數列{bn}也為等差數列?若存在,求出c的值;若不存在,請說明理由.
解 (1)由題設,知{a
8、n}是等差數列,且公差d>0,
則由得
解得∴an=4n-3(n∈N*).
(2)由bn===,
∵c≠0,∴可令c=-,得到bn=2n.
∵bn+1-bn=2(n+1)-2n=2(n∈N*),
∴數列{bn}是公差為2的等差數列.
即存在一個非零常數c=-,使數列{bn}也為等差數列.
13.在數列{an}中,a1=8,a4=2,且滿足an+2+an=2an+1.
(1)求數列{an}的通項公式;
(2)設Sn是數列{|an|}的前n項和,求Sn.
解 (1)由2an+1=an+2+an可得{an}是等差數列,
且公差d===-2.
∴an=a1+(n-1)d=-2
9、n+10.
(2)令an≥0,得n≤5.
即當n≤5時,an≥0,n≥6時,an<0.
∴當n≤5時,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|
=a1+a2+…+an=-n2+9n;
當n≥6時,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|
=a1+a2+…+a5-(a6+a7+…+an)
=-(a1+a2+…+an)+2(a1+a2+…+a5)
=-(-n2+9n)+2×(-52+45)
=n2-9n+40,
∴Sn=
14.已知數列{an}的前n項和為Sn,且a2an=S2+Sn對一切正整數n都成立.
(1)求a1,a2的值;
(2)設a1>0,數列的前n項和為Tn.當n
10、為何值時,Tn最大?并求出Tn的最大值.
解 (1)取n=1,得a2a1=S2+S1=2a1+a2, ①
取n=2,得a=2a1+2a2, ②
由②-①,得a2(a2-a1)=a2, ③
(i)若a2=0,由①知a1=0,
(ii)若a2≠0,由③知a2-a1=1. ④
由①、④解得,a1=+1,a2=2+;或a1=1-,a2=2-.
綜上可得a1=0,a2=0;或a1=+1,a2=+2;或a1=1-,a2=2-.
(2)當a1>0時,由(1)知a1=+1,a2=+2.
當n≥2時,有(2+)an=S2+Sn,(2+)an-1=S2+Sn-1,
所以(1+)an=(2+)an-1,即an=an-1(n≥2),
所以an=a1()n-1=(+1)·()n-1.
令bn=lg,
則bn=1-lg()n-1=1-(n-1)lg 2=lg,
所以數列{bn}是單調遞減的等差數列(公差為-lg 2),
從而b1>b2>…>b7=lg>lg 1=0,
當n≥8時,bn≤b8=lg<lg 1=0,
故n=7時,Tn取得最大值,且Tn的最大值為
T7===7-lg 2.
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