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课 题
等差数列求和
学习内容与过程
引入
数列中,称为数列的前n项和,记为.
与之间的关系:
由的定义可知,当n=1时,=;当n≥2时,=-,即=
知识点
1.等差数列的前项和公式
(1)
证明: ①
②
①+②:
∵ ∴ 由此得:
(2)
用上述公式要求必须具备三个条件:
但 代入公式1即得:
此公式要求必须已知三个条件: (有时比较有用)
总之:两个公式都表明要求必须已知中三个
(3)两个公式的选择:若已知首项及末项用公式较简便;若已知首项及公差d用公式较好;
(4)在运用时,注意性质“ m+n=p+q (m, n, p, q ∈N ) ”的运用;
例1 一个等差数列前4项的和是24,前5项的和与前2项的和的差是27,求这个等差数列的通项公式.
分析:将已知条件转化为数学语言,然后再解.
解:根据题意,得=24, -=27,则设等差数列首项为,公差为d,
则 解之得: ∴=3+2(n-1)=2n+1.
变式1:已知等差数列的前5项之和为25,第8项等于15,求第21项;等差数列-16,-12,-8,...,前几项的和为72?
变式2:在等差数列中,(1)已知;(2)已知
变式3:已知数列的前n项和,求数列的通项公式
2. 等差数列前n项和的性质
(1)在等差数列中,连续m项的和仍组成等差数列,即,,
,...仍为等差数列
(2)根据,知,当d≠0,是一个常数项为零的二次式因此可设
(3)在等差数列中:
,...,也成等差数列,公差为
若
若
若项数为2n,则(为中间两项),
若项数为2n-1,则,
若数列与均为等差数列,且前n项和分别是,,则
(证明:)
例2 在等差数列中,
变式1:已知非常数等差数列{}的前n项和满足
(n∈N, m∈R), 求数列{}的前n项和.
解:由题设知,=lg()=lgm+nlg3+lg2,
即 =[]n+(lg3+)n+lgm,
∵ {}是非常数等差数列,当d≠0,是一个常数项为零的二次式
∴≠0且lgm=0, ∴ m=-1, ∴ =(-lg2)n+(lg3-lg2)n,
则 当n=1时,=
当n≥2时,=-=(-lg2)(2n-1)+(lg3-lg2)=
∴=,d==
= =
数列{}是以=为首项,5d=为公差的等差数列,
∴数列{}的前n项和为n·()+n(n-1)·()=
例3 涉及一个有限的等差数列的奇数项和与偶数项和之比问题,一般宜用性质来求解
一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和之比为32:27,求公差d.
解:设这个数列的首项为, 公差为d,则偶数项与奇数项分别都是公差为2d的等差数列,由已知得, 解得d=5.
解法2:设偶数项和与奇数项和分别为S偶,S奇,则由已知得,求得S偶=192,S奇=162,S偶-S奇=6d, ∴ d=5.
变式1:项数为2n+1的等差数列的奇数项的和与偶数项的和之比为
例4 涉及两个等差数列前n项和之比问题,一般是利用公式将它转化为两项和之比的问题,再利用函数思想来解决问题
两个等差数列,它们的前n项和之比为, 求这两个数列的第九项的比
解:.
变式:已知等差数列{}、的前n项和分别为和,若,求
3. 等差数列前n项和公式与二次函数
区别
联系
定义域为
图像是一系列孤立的点
解析式都是二次式
定义域为R
图像是一条光滑的抛物线
(1)设,利用二次函数的相关性质及图像可求其最值,但并不一定是时,有最大值(或最小值),而是当时,;而当时,n取与最接近的正整数即可
(2),即,由二次函数性质可知,时,有最小值;时,有最大值
(3),时,有最大值;,时,有最小值;
最值的求法:①若已知,可用二次函数最值的求法();②若已知,则最值时的值()可如下确定或
例5 在等差数列中,,求的最大值
变式1 在等差数列中,,则取最大时,n=
变式2 等差数列的前n项和为,公差,若存在正整数m(),使得,则当时,有
巩固练习
1.{an}是首项a1=1,公差为d=3的等差数列,如果an=2 005,则序号n等于 .
2.等差数列{an}中,a1=1,a3+a5=14,其前n项和Sn=100,则n= .
变式:等差数列{an}中如果a6=6,a9=9,那么a3= .
3.数列的通项,则其前项和 .
4.设Sn是数列{an}的前n项和,且Sn=n2,则{an}是( )
A.等比数列 B.等差数列 C.等差数列且等比数列 D.既非等比数列又非等差数列
5.等差数列{an} 中,S15=90,则a8= ( )
(A)3 (B)4 (C)6 (D)12
变式:等差数列{an}中,a3+ a4+ a5+ a6+ a7=450,求a2+a8= ( )
(A)45 (B)75 (C)180 (D)300
6.数列{an}的前n项和为Sn,若( )
(A)12 (B)18 (C)24 (D)42
变式:等差数列{an} 的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为( )
(A)130 (B)170 (C)210 (D)160
7.在项数为2n+1的等差数列中,若所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n等于
(A)9 (B)10 (C)11 (D)12
变式:等差数列{an}的公差为,且S100=145,则奇数项的和a1+a3+a5+……+ a99=( )
(A)60 (B)80 (C)72.5 (D)其它的值
8. 已知一个等差数列的前5项的和是120,最后5项的和是180,所有项的和为360,此数列的项数为
A.12项 B.13项 C.14项 D.15项
9.若数列{an}是等差数列,首项a1>0,a2 003+a2 004>0,a2 003·a2 004<0,则使前n项和Sn>0成立的最大自然数n是
10.若两个等差数列则
A. B. C. D.
11.数列通项公式为an=n2-5n+4,问(1)数列中有多少项是负数?(2)n为何值时,an有最小值?并求出最小值.
12.设等差数列{}的前n项和为,已知=12,>0,<0,(1) 求公差d的取值范围;
(2) 指出, , , ……, 中哪一个最大,说明理由
解:(1) ,
∵ =+2d=12, 代入得 , ∴ -<d<-3,
(2) =13<0, ∴ <0, 由=6(+)>0, ∴ +>0,
∴>0, 最大.
课后作业
1.在等差数列中,已知,那么等于( )
A.3 B.4 C.6 D.12
2.在等差数列中,若等于( )
A. B. C.2 D.
3.已知等差数列的公差为1,且,则( )
A.99 B.66 C.33 D.0
4.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等于( )
A.9 B.10 C.11 D.12
5.若一个等差数列的前3项的和为34,最后3项的和为146,且所有项的和为390,则这个数列有( )
A.13项 B.12项 C.11项 D.10项
6.等差数列中,则使其前n项和成立的最大自然数n是( )
A.11 B.12 C.13 D.14
7.等差数列中,是其前n项的和,若=( )
A.15 B.18 C.9 D.12
8.等差数列和中,,则数列的前100项的和为( )
A.0 B.100 C.1000 D.10000
9.若两个等差数列则
A.7 B. C. D.
10.等差数列中,,,则
11.等差数列中,,,则
12.设数列是公差不为零的等差数列,是数列的前n项和,且,求数
列的通项公式
13.数列是公差不为零的等差数列,且;(1)求的通项公式;(2)求数列的 的前n项和
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