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文档介绍
专题23 等差数列及其前n项-2018年高考数学(理)热点题型和提分秘籍
【高频考点解读】 1.理解等差数列的概念 2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式 3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系,并能用有关知识解决相应的问题 4.了解等差数列与一次函数、二次函数的关系 【热点题型】 热点题型一 等差数列的基本运算 例1、已知等差数列{an}中,a1=1,a3=-3。 (1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{an}的前k项和Sk=-35,求k的值。 【提分秘籍】 等差数列运算问题的通性通法 (1)等差数列运算问题的一般求法是设出首项a1和公差为d,然后由通项公式或前n项和公式转化为方程(组)求解。 (2)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,知其中三个就能求另外两个,体现了方程的思想。 【举一反三】 已知等差数列{an}满足a2+a4=4,a3+a5=10,则它的前10项的和S10=( ) A.85 B.135 C.95 D.23 解析:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d, 则解得 ∴S10=10×(-4)+×3=95。 答案:C 热点题型二 等差数列的判定与证明 例2、若数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+2SnSn-1=0(n≥2),a1=。 (1)求证:{}成等差数列; (2)求数列{an}的通项公式。 【提分秘籍】 等差数列的四个判定方法 (1)定义法:证明对任意正整数n都有an+1-an等于同一个常数。 (2)等差中项法:证明对任意正整数n都有2an+1=an+an+2后,可递推得出an+2-an+1=an+1-an=an-an-1=an-1-an-2=…=a2-a1,根据定义得出数列{an}为等差数列。 (3)通项公式法:得出an=pn+q后,得an+1-an=p对任意正整数n恒成立,根据定义判定数列{an}为等差数列。 (4)前n项和公式法:得出Sn=An2+Bn后,根据Sn,an的关系,得出an,再使用定义法证明数列{an}为等差数列。 提醒:等差数列主要的判定方法是定义法和等差中项法,而对于通项公式和前n项和公式的方法主要适合在选择题或填空题中简单判。 【举一反三】 设数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,且an=(n≥2)。证明数列{}是等差数列,并求Sn。 热点题型三 等差数列的性质及其应用 例3.设Sn为等差数列{an}的前n项和,S8=4a3,a7=-2,则a9=( ) A.-6 B.-4 C.-2 D.2 (2)在等差数列{an}中,前m项的和为30,前2m项的和为100,则前3m项的和为__________。 解析:(1)S8=4a3⇒=4a3⇒a3+a6=a3, ∴a6=0,∴d=-2,∴a9=a7+2d=-2-4=-6。 (2)记数列{an}的前n项和为Sn,由等差数列前n项和的性质知Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列,则2(S2m-Sm)=Sm+(S3m-S2m),又Sm=30,S2m=100,所以S2m-Sm=100-30=70,所以S3m-S2m=2(S2m-Sm)-Sm=110,所以S3m=110+100=210。 答案:(1)A (2) 210 【提分秘籍】 (1)等差数列通项性质的应用要注意观察数列各项的项数之间“和”相等的关系,找到解题的切入点。 (2)等差数列前n项和性质的应用要注意深刻理解“依次k项之和成等差数列”的真正含义,然后列方程求解。 【举一反三】 在等差数列{an}中。若共有n项,且前四项之和为21,后四项之和为67,前n项和Sn=286,则n=__________。 解析:依题意知a1+a2+a3+a4=21,an+an-1+an-2+an-3=67。 由等差数列的性质知a1+an=a2+an-1=a3+an-2=a4+an-3,∴4(a1+an)=88,∴a1+an=22。 又Sn=,即286=,∴n=26。 答案:26 热点题型四 等差数列前n项和的最值 例4、已知数列{an}满足2an+1=an+an+2(n∈N*),它的前n项和为Sn,且a3=10,S6=72。若bn=an-30,求数列{bn}的前n项和的最小值。 【提分秘籍】 若{an}是等差数列,求前n项和的最值时,①若a1>0,d<0,且满足前n项和Sn最大;②若a1<0,d>0,且满足前n项和Sn最小;③除上面方法外,还可将{an}的前n项和的最值问题看作Sn关于n的二次函数问题,利用二次函数的图象或配方法求解。 【举一反三】 设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0。 (1)求公差d的取值范围; (2)指出S1、S2、…、S12中哪一个值最大,说明理由。 解析:(1)由得-<d<-3。 (2)∵S12=6(a1+a12)=6(a6+a7)>0,S13==13a7<0, ∴a6>0且a7<0,故S6最大。 【高考风向标】 1.【2017课标1,理4】记为等差数列的前项和.若,,则的公差为 A.1 B.2 C.4 D.8 【答案】C 2.【2017课标1,理12】几位大学生响应国家的创业号召,开发了一款应用软件.为激发大家学习数学的兴趣,他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动.这款软件的激活码为下面数学问题的答案:已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项是20,21,22,依此类推.求满足如下条件的最小整数N:N>100且该数列的前N项和为2的整数幂.那么该款软件的激活码是 A.440 B.330 C.220 D.110 【答案】A 【解析】由题意得,数列如下: 则该数列的前项和为 , 要使,有,此时,所以是第组等比数列的部分和,设, 所以,则,此时, 所以对应满足条件的最小整数,故选A. 3.【2017浙江,6】已知等差数列{an}的公差为d,前n项和为Sn,则“d>0”是“S4 + S6>2S5”的 A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 【答案】C 1. 【2016高考新课标1卷】已知等差数列前9项的和为27,,则 ( ) (A)100 (B)99 (C)98 (D)97 【答案】C 【解析】由已知,所以故选C. 2【2016高考浙江理数】如图,点列{An},{Bn}分别在某锐角的两边上,且,, ().若( ) A.是等差数列 B.是等差数列 C.是等差数列 D.是等差数列 【答案】A 3.【2016年高考北京理数】已知为等差数列,为其前项和,若,,则_______.. 【答案】6 【解析】∵是等差数列,∴,,,, ∴,故填:6. 4.【2016高考江苏卷】已知是等差数列,是其前项和.若,则的值是 ▲ . 【答案】 【解析】由得,因此 1.【2015高考重庆,理2】在等差数列中,若=4,=2,则= ( ) A、-1 B、0 C、1 D、6 【答案】B 【解析】由等差数列的性质得,选B. 2.【2015高考福建,理8】若 是函数 的两个不同的零点,且 这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则 的值等于( ) A.6 B.7 C.8 D.9 【答案】D 【解析】由韦达定理得,,则,当适当排序后成等比数列时, 必为等比中项,故,.当适当排序后成等差数列时,必不是等差中项,当是等差中项时,,解得,;当是等差中项时,,解得,,综上所述,,所以,选D. 3.【2015高考北京,理6】设是等差数列. 下列结论中正确的是( ) A.若,则 B.若,则 C.若,则 D.若,则 【答案】C 【2015高考新课标2,理16】设是数列的前n项和,且,,则________. 【答案】 【解析】由已知得,两边同时除以,得,故数列是以为首项,为公差的等差数列,则,所以. 【2015高考广东,理10】在等差数列中,若,则= . 【答案】10. 【解析】因为是等差数列,所以,即,所以,故应填入. 【2015高考陕西,理13】中位数1010的一组数构成等差数列,其末项为2015,则该数列的首项为 . 【答案】5 【解析】设数列的首项为,则,所以,故该数列的首项为,所以答案应填:5. 1.(2014·安徽卷)数列{an}是等差数列,若a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q=________. 【答案】1 【解析】因为数列{an}是等差数列,所以a1+1,a3+3,a5+5也成等差数列.又 a1+1,a3+3,a5+5构为公比为q的等比数列,所以a1+1,a3+3,a5+5为常数列,故q=1. 2.(2014·北京卷)若等差数列{an}满足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,则当n=________时,{an}的前n项和最大. 【答案】8 【解析】∵a7+a8+a9=3a8>0,a7+a10=a8+a9<0,∴a8>0,a9<0,∴n=8时,数列{an}的前n项和最大. 3.(2014·福建卷)等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=2,S3=12,则a6等于( ) A.8 B.10 C.12 D.14 【答案】C 【解析】设等差数列{an}的公差为d,由等差数列的前n项和公式,得S3=3×2+d=12,解得d=2,则a6=a1+(6-1)d=2+5×2=12. 4.(2014·湖北卷)已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式. (2)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由. (2)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800, 此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立. 当an=4n-2时,Sn==2n2. 令2n2>60n+800,即n2-30n-400>0, 解得n>40或n<-10(舍去), 此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41. 综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n; 当an=4n-2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41. 5.(2014·湖南卷)已知数列{an}满足a1=1,|an+1-an|=pn,n∈N*. (1)若{an}是递增数列,且a1,2a2,3a3成等差数列,求p的值; (2)若p=,且{a2n-1}是递增数列,{a2n}是递减数列,求数列{an}的通项公式. 6.(2014·辽宁卷)设等差数列{an}的公差为d.若数列{2a1an}为递减数列,则( ) A.d<0 B.d>0 C.a1d<0 D.a1d>0 【答案】C 【解析】令bn=2a1an,因为数列{2a1an}为递减数列,所以==2a1(an+1-an)=2a1d<1,所得a1d<0. 7.(2014·全国卷)等差数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=10,a2为整数,且Sn≤S4. (1)求{an}的通项公式; (2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn. 8.(2014·新课标全国卷Ⅰ] 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=λSn-1,其中λ为常数. (1)证明:an+2-an=λ. (2)是否存在λ,使得{an}为等差数列?并说明理由. 【解析】(1)证明:由题设,anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1, 两式相减得an+1(an+2-an)=λan+1. 因为an+1≠0,所以an+2-an=λ. (2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得 a2=λ-1, 由(1)知,a3=λ+1. 若{an}为等差数列,则2a2=a1+a3,解得λ=4,故an+2-an=4. 由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列, a2n-1=4n-3; {a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1. 所以an=2n-1,an+1-an=2. 因此存在λ=4,使得数列{an}为等差数列. 9.(2014·山东卷)已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)令bn=(-1)n-1,求数列{bn}的前n项和Tn. 【解析】 (1)因为S1=a1,S2=2a1+×2=2a1+2, S4=4a1+×2=4a1+12, 由题意得(2a1+2)2=a1(4a1+12),解得a1=1, 所以an=2n-1. 当n为奇数时, Tn=-+…-+ =1+ =. 所以Tn= 10.(2014·陕西卷)△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c. (1)若a,b,c成等差数列,证明:sin A+sin C=2sin(A+C); (2)若a,b,c成等比数列,求cos B的最小值. 【解析】(1)∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b. 由正弦定理得sin A+sin C=2sin B. ∵sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C), ∴sin A+sin C=2sin(A+C). (2)∵a,b,c成等比数列,∴b2=ac. 由余弦定理得 cos B==≥=, 当且仅当a=c时等号成立, ∴cos B的最小值为. 11.(2014·天津卷)设{an}是首项为a1,公差为-1的等差数列,Sn为其前n项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值为________. 【答案】- 【解析】∵S2=2a1-1,S4=4a1+×(-1)=4a1-6,S1,S2,S4成等比数列, ∴(2a1-1)2=a1(4a1-6),解得a1=-. 12.(2014·重庆卷)设a1=1,an+1=+b(n∈N*). (1)若b=1,求a2,a3及数列{an}的通项公式. (2)若b=-1,问:是否存在实数c使得a2n查看更多