2019-2020年高三數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義 等差數(shù)列及其前n項(xiàng)和 新人教A版.doc

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2019-2020年高三數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義 等差數(shù)列及其前n項(xiàng)和 新人教A版自主梳理1等差數(shù)列的有關(guān)定義(1)一般地，如果一個(gè)數(shù)列從第_2_項(xiàng)起，每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的_差_等于同一個(gè)常數(shù)，那么這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列符號(hào)表示為_ an1and _ (nN*，d為常數(shù))(2)數(shù)列a，A，b成等差數(shù)列的充要條件是_ A_，其中A叫做a，b的_等差中項(xiàng)_2等差數(shù)列的有關(guān)公式(1)通項(xiàng)公式：an_ a1(n1)d_，anam_ (nm)d _ (m，nN*)(2)前n項(xiàng)和公式：Sn_ na1d _.3等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式與函數(shù)的關(guān)系Snn2n.4等差數(shù)列的性質(zhì)(1) 若mnpq (m，n，p，qN*)，則有_amanapa q _，特別地，當(dāng)mn2p時(shí)，_ aman2ap _.(2) 若an是等差數(shù)列，公差為d，則a2n也是等差數(shù)列，公差為_2d _(3) 若an是等差數(shù)列，公差為d，則ak，akm，ak2m，(k，mN*)是公差為_ md _的等差數(shù)列.(4)若an，bn是等差數(shù)列，則panqbn也是等差數(shù)列.(5) 等差數(shù)列的單調(diào)性：若公差d0，則數(shù)列為_遞增數(shù)列_；若d0，d0，則Sn存在最_值；若a10，則Sn存在最_值. 大小6方法與技巧等差數(shù)列的判斷方法有：(1)定義法：an1and (d是常數(shù))an是等差數(shù)列(2)中項(xiàng)公式：2an1anan2 (nN*)an是等差數(shù)列(3)通項(xiàng)公式：anpnq (p，q為常數(shù))an是等差數(shù)列(4)前n項(xiàng)和公式：SnAn2Bn(A、B為常數(shù))an是等差數(shù)列(5)在遇到三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列問題時(shí)，可設(shè)三個(gè)數(shù)為a，ad，a2d；ad，a，ad；ad，ad，a3d等可視具體情況而定 (6)在解有關(guān)等差數(shù)列的問題時(shí)可以考慮化歸為a1和d等基本量，通過建立方程(組)獲得解.自我檢測(cè)1已知等差數(shù)列an中，a5a9a710，記Sna1a2an，則S13的值為 ()A130B260C156D1682等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，且S36，a34，則公差d等于 ()A1B.C2D33設(shè)Sn是等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和，若，則等于 ()A1B1C2D.4若等差數(shù)列an的前5項(xiàng)之和S525，且a23，則a7等于 ()A12B13C14D155設(shè)an為等差數(shù)列，公差d2，Sn為其前n項(xiàng)和，若S10S11，則a1等于()A.18 B.20 C.22 D.246.設(shè)等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn.若S972，則a2a4a9_24_.7.有兩個(gè)等差數(shù)列2,6,10，190及2,8,14，200，由這兩個(gè)等差數(shù)列的公共項(xiàng)按從小到大的順序組成一個(gè)新數(shù)列，則這個(gè)新數(shù)列an的通項(xiàng)公式an_.12n10_.8.已知兩個(gè)數(shù)列x，a1，a2，a3，y與x，b1，b2，y都是等差數(shù)列，且xy，則的值為_.9數(shù)列an是等差數(shù)列，若1，且它的前n項(xiàng)和Sn有最大值，那么當(dāng)Sn取得最小正值時(shí)，n()A11 B17 C19 D21解析由題意，可知數(shù)列an的前n項(xiàng)和Sn有最大值，所以公差小于零，故a11a10，又因?yàn)?，所以a100，a11a10，由等差數(shù)列的性質(zhì)有a11a10a1a200，a10a10a1a190，所以Sn取得最小正值時(shí)n19.題型一等差數(shù)列的基本量的計(jì)算例1等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和記為Sn.已知a1030，a2050，(1)求通項(xiàng)an； (2)若Sn242，求n.解(1)由ana1(n1)d，a1030，a2050，得方程組解得所以an2n10.(2)由Snna1d，Sn242. 得12n2242.解得n11或n22(舍去)設(shè)a1，d為實(shí)數(shù)，首項(xiàng)為a1，公差為d的等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，滿足S5S6150.(1)若S55，求S6及a1； (2)求d的取值范圍.解(1)由題意知S63， a6S6S58.所以解得a17，所以S63，a17.(2)方法一S5S6150，(5a110d)(6a115d)150，即2a9da110d210.因?yàn)殛P(guān)于a1的一元二次方程有解，所以81d28(10d21)d280，解得d2或d2.方法二S5S6150，(5a110d)(6a115d)150，即2a9da110d210.故(4a19d)2d28.所以d28.故d的取值范圍為d2或d2.探究提高(1)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式，共涉及五個(gè)量a1，an，d，n，Sn，知其中三個(gè)就能求另外兩個(gè)，體現(xiàn)了用方程的思想解決問題.(2)數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式在解題中起到變量代換作用，而a1和d是等差數(shù)列的兩個(gè)基本量，用它們表示已知和未知是常用方法.變式訓(xùn)練1設(shè)等差數(shù)列an的公差為d (d0)，它的前10項(xiàng)和S10110，且a1，a2，a4成等比數(shù)列，求公差d和通項(xiàng)公式an.解由題意，知即d0，a1d.解得a1d2，an2n.已知等差數(shù)列an中，a11，a33.(1)求數(shù)列an的通項(xiàng)公式；(2)若數(shù)列an的前k項(xiàng)和Sk35，求k的值.解(1)設(shè)等差數(shù)列an的公差為d，則ana1(n1)d.由a11，a33，可得12d3，解得d2.從而an1(n1)(2)32n.(2)由(1)可知an32n，所以Sn2nn2.由Sk35，可得2kk235，即k22k350，解得k7或k5. 又kN*，故k7.題型二等差數(shù)列的判定或證明例2已知數(shù)列an中，a1，an2 (n2，nN*)，數(shù)列bn滿足bn (nN*). (1)求證：數(shù)列bn是等差數(shù)列； (1)證明an2 (n2，nN*)，bn.n2時(shí)，bnbn11.又b1.數(shù)列bn是以為首項(xiàng)，1為公差的等差數(shù)列.(2)解由(1)知，bnn，則an11，設(shè)函數(shù)f(x)1，易知f(x)在區(qū)間和內(nèi)為減函數(shù).當(dāng)n3時(shí)，an取得最小值1；當(dāng)n4時(shí)，an取得最大值3.探究提高1證明或判斷一個(gè)數(shù)列為等差數(shù)列，通常有兩種方法：(1)定義法：an1and；(2)等差中項(xiàng)法：2an1anan2.就本例而言，所用方法為定義法.2解選擇、填空題時(shí)，亦可用通項(xiàng)或前n項(xiàng)和直接判斷(1)通項(xiàng)法：若數(shù)列an的通項(xiàng)公式為n的一次函數(shù)，即anAnB，則an是等差數(shù)列(2)前n項(xiàng)和法：若數(shù)列an的前n項(xiàng)和Sn是SnAn2Bn的形式(A，B是常數(shù))，則an為等差數(shù)列3若判斷一個(gè)數(shù)列不是等差數(shù)列，則只需說明任意連續(xù)三項(xiàng)不是等差數(shù)列即可變式訓(xùn)練2(1)已知數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，且滿足Sn (n2)，a12.求證：是等差數(shù)列； 求an的表達(dá)式. 證明由Sn，得2，2，是以即為首項(xiàng)，以2為公差的等差數(shù)列. 解由知(n1)22n，Sn，當(dāng)n2時(shí)，anSnSn1；當(dāng)n1時(shí)，a12不適合an，故an(2)已知數(shù)列an中，a15且an2an12n1(n2且nN*)求a2，a3的值 是否存在實(shí)數(shù)，使得數(shù)列為等差數(shù)列？若存在，求出的值；若不存在，說解a15，a22a122113， a32a223133.假設(shè)存在實(shí)數(shù)，使得數(shù)列為等差數(shù)列設(shè)bn，由bn為等差數(shù)列，則有2b2b1b3.2.，解得1.事實(shí)上，bn1bn(an12an)1(2n11)11.綜上可知，存在實(shí)數(shù)1，使得數(shù)列為首項(xiàng)為2、公差為1的等差數(shù)列題型三等差數(shù)列性質(zhì)的應(yīng)用例3若一個(gè)等差數(shù)列的前5項(xiàng)之和為34，最后5項(xiàng)之和為146，且所有項(xiàng)的和為360，求這個(gè)數(shù)列的項(xiàng)數(shù)解方法一設(shè)此等差數(shù)列為an共n項(xiàng)，依題意有a1a2a3a4a534，anan1an2an3an4146. 根據(jù)等差數(shù)列性質(zhì)，得a5an4a4an3a3an2a2an1a1an.將兩式相加，得(a1an)(a2an1)(a3an2)(a4an3)(a5an4)5(a1an)180，a1an36.由Sn360，得n20.所以該等差數(shù)列有20項(xiàng)方法二設(shè)此等差數(shù)列共有n項(xiàng)，首項(xiàng)為a1，公差為d，則S55a1d34，SnSn5na1(n5)a1d5a1(5n15)d146.兩式相加可得10a15(n1)d180，a1d18，代入Snna1dn360，得18n360，n20. 所以該數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為20項(xiàng)變式訓(xùn)練3已知數(shù)列an是等差數(shù)列(1)若Sn20，S2n38，求S3n；(2) 若項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)，且奇數(shù)項(xiàng)和為44，偶數(shù)項(xiàng)和為33，求數(shù)列的中間項(xiàng)和項(xiàng)數(shù)解(1) Sn，S2nSn，S3nS2n成等差數(shù)列，S3n3(S2nSn)54. (2) 設(shè)項(xiàng)數(shù)為2n1 (nN*)，則奇數(shù)項(xiàng)有n項(xiàng)，偶數(shù)項(xiàng)有n1項(xiàng)，中間項(xiàng)為an，則S奇nan44，S偶(n1)an33，.n4，an11.數(shù)列的中間項(xiàng)為11，項(xiàng)數(shù)為7.題型四等差數(shù)列的前n項(xiàng)和及綜合應(yīng)用例4(1)在等差數(shù)列an中，已知a120，前n項(xiàng)和為Sn，且S10S15，求當(dāng)n取何值時(shí)，Sn取得最大值，并求出它的最大值；(2)已知數(shù)列an的通項(xiàng)公式是an4n25，求數(shù)列|an|的前n項(xiàng)和.解(1)方法一a120，S10S15，1020d1520d，d.an20(n1)n.a130，即當(dāng)n12時(shí)， an0，n14時(shí)，an0，當(dāng)n12或13時(shí)，Sn取得最大值，且最大值為S13S121220130.方法二同方法一求得d.Sn20nn2n2.nN*，當(dāng)n12或13時(shí)，Sn有最大值，且最大值為S12S13130.方法三同方法一得d.又由S10S15得a11a12a13a14a150.5a130，即a130.當(dāng)n12或13時(shí)，Sn有最大值.且最大值為S12S13130.(2)an4n25，an14(n1)25，an1an4d，又a1412521.所以數(shù)列an是以21為首項(xiàng)，以4為公差的遞增的等差數(shù)列.令由得n0，d0，且滿足，前n項(xiàng)和Sn最大；(2)若a10，且滿足，前n項(xiàng)和Sn最??；(3)將等差數(shù)列的前n項(xiàng)和SnAn2Bn (A、B為常數(shù))看做二次函數(shù)，利用二次函數(shù)的圖象或配方法求最值，注意nN*.變式訓(xùn)練4 (1) 已知數(shù)列an滿足2an1anan2 (nN*)，它的前n項(xiàng)和為Sn，且a310，S672.若bnan30，求數(shù)列bn的前n項(xiàng)和的最小值解方法一2an1anan2，an是等差數(shù)列設(shè)an的首項(xiàng)為a1，公差為d，由a310，S672，得，.an4n2.則bnan302n31.解得n.nN*，n15.bn前15項(xiàng)為負(fù)值. S15最小可知b129，d2，S15225.方法二同方法一求出bn2n31.Snn230n(n15)2225，當(dāng)n15時(shí)，Sn有最小值，且最小值為225. (2)設(shè)等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，若a10，S2 0090.求Sn的最小值及此時(shí)n的值；求n的取值集合，使anSn.解方法一設(shè)公差為d，則由S2 00902 009a1d0a11 004d0， da1，a1ana1，Sn(a1an)a1(2 009nn2)a10，nN*，當(dāng)n1 004或1 005時(shí)，Sn取最小值a1.ana1.Snan(2 009nn2)a1.a10，即數(shù)列cn為單調(diào)遞增數(shù)列，所以c2最小，c2.所以的取值范圍為(，等差數(shù)列及其前n項(xiàng)和（2）一、選擇題1.設(shè)數(shù)列an是等差數(shù)列，其前n項(xiàng)和為Sn，若a62且S530，則S8等于 ()A.31 B.32 C.33 D.342.數(shù)列an為等差數(shù)列，a1033，a21，Sn為數(shù)列an的前n項(xiàng)和，則S202S10等于()A.40 B.200 C.400 D.203設(shè)Sn為等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和，若a11，公差d2，Sk2Sk24，則k等于()A.8 B.7 C.6 D.54.已知數(shù)列an中，a32，a51，若是等差數(shù)列，則a11等于 ()A.0 B. C. D.5.在各項(xiàng)均不為零的等差數(shù)列an中，若an1aan10 (n2)，則S2n14n等于()A.2 B.0 C.1 D.26已知兩個(gè)等差數(shù)列an和bn的前n項(xiàng)和分別為An和Bn，且，則使得為整數(shù)的正整數(shù)n的個(gè)數(shù)是()A2 B3 C4 D56D解析 7，所以當(dāng)n1,2,3,5,11時(shí)滿足二、填空題7 設(shè)Sn為等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和，若S33，S624，則a9_15_.8. 等差數(shù)列an的前n項(xiàng)和為Sn，且6S55S35，則a4_.9. 等差數(shù)列an的通項(xiàng)公式是an2n1，其前n項(xiàng)和為Sn，則數(shù)列的前10項(xiàng)和為_75_.10. 設(shè)等差數(shù)列an、bn的前n項(xiàng)和分別為Sn、Tn，若對(duì)任意自然數(shù)n都有，則的值為_.三、解答題11.已知數(shù)列an的通項(xiàng)公式anpn2qn (p、qR，且p、q為常數(shù)).(1)當(dāng)p和q滿足什么條件時(shí)，數(shù)列an是等差數(shù)列；(2)求證：對(duì)任意實(shí)數(shù)p和q，數(shù)列an1an是等差數(shù)列. (1)解an1anp(n1)2q(n1)(pn2qn)2pnpq，要使an是等差數(shù)列，則2pnpq應(yīng)是一個(gè)與n無關(guān)的常數(shù)，所以只有2p0，即p0.故當(dāng)p0，qR時(shí)，數(shù)列an是等差數(shù)列.(2)證明an1an2pnpq，an2an12p(n1)pq，(an2an1)(an1an)2p為一個(gè)常數(shù).an1an是等差數(shù)列.12在等差數(shù)列an中，a16a17a18a936，其前n項(xiàng)和為Sn.(1)求Sn的最小值，并求出Sn取最小值時(shí)n的值解(1)設(shè)等差數(shù)列an的首項(xiàng)為a1，公差為d，a16a17a183a1736，a1712，d3，ana9(n9)d3n63， an13n60，令，得20n21，S20S21630，n20或21時(shí)，Sn最小且最小值為630.(2)由(1)知前20項(xiàng)小于零，第21項(xiàng)等于0，以后各項(xiàng)均為正數(shù)當(dāng)n21時(shí)，TnSnn2n.當(dāng)n21時(shí)，TnSn2S21n2n1 260.綜上，Tn.13.已知等差數(shù)列an中，公差d0，前n項(xiàng)和為Sn，a2a345，a1a518.(1)求數(shù)列an的通項(xiàng)公式；(2)令bn (nN*)，是否存在一個(gè)非零常數(shù)c，使數(shù)列bn也為等差數(shù)列？若存在，求出c的值；若不存在，請(qǐng)說明理由.解(1)由題設(shè)知，an是等差數(shù)列，且公差d0，則由得解得an4n3 (nN*).(2)由bn，c0，可令c，得到bn2n.bn1bn2(n1)2n2(nN*)，數(shù)列bn是公差為2的等差數(shù)列.即存在一個(gè)非零常數(shù)c，使數(shù)列bn也為等差數(shù)列.