第二节 等差数列及其前n项和
限时规范训练(限时练·夯基练·提能练)
A级 基础夯实练
1.(2018·北京东城区二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a3=3,a5=5,则S7
的值是( )
A.30 C.28
B.29 D.27
解析:选C.由题意,设等差数列的公差为d,则d=
a5-a3
5-3
=1,故a4=a3+d=4,所以
S7=
7a1+a7
2
=
7×2a4
=7×4=28.故选C. 2
2.(2018·唐山统考)等差数列{an}的前n项和为Sn,若S11=22,则a3+a7+a8等于( ) A.18 C.9
11解析:选D.由题意得S11=
B.12 D.6
a1+a11
2
=
11
2a1+10d=22,即a1+5d=2,所以a3
2
+a7+a8=a1+2d+a1+6d+a1+7d=3(a1+5d)=6,故选D.
3.在等差数列{an}中,a1=-2 017,其前n项和为Sn,若-=2,则S2 020=( )
1210A.2 020 C.4 040
B.-2 020 D.-4 040
S12S10
2
解析:选C.设等差数列{an}的前n项和为Sn=An+Bn,则=An+B,∴??是等差数
Snn?Sn??n?
列.∵
S12S10
12-=2,∴??的公差为1,又==-2 017,∴??是以-2 017为首项,11011?n??n?
?Sn?S1a1?Sn?
为公差的等差数列,∴=-2 017+2 019×1=2,∴S2 020=4 040.故选C.
2 020
4.(2018·山西太原模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,点(n,Sn)(n∈N)在函数y=
*
S2 020
x2-10x的图象上,等差数列{bn}满足bn+bn+1=an(n∈N*),其前n项和为Tn,则下列结论正
确的是( )
A.Sn<2Tn C.T7>b7
*
B.b4=0 D.T5=T6
2
2
解析:选D.因为点(n,Sn)(n∈N)在函数y=x-10x的图象上,所以Sn=n-10n,所以an=2n-11,又bn+bn+1=an(n∈N),数列{bn}为等差数列,设公差为d,所以2b1+d=
1
*
-9,2b1+3d=-7,解得b1=-5,d=1,所以bn=n-6,所以b6=0,所以T5=T6,故选D.
5.(2018·江西南昌模拟)《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第5节的容积为( )
A.1升 C.47升 44
67B.升 6637D.升 33
解析:选B.设该等差数列为{an},公差为d, 由题意得?
?a1+a2+a3+a4=3,?
??a7+a8+a9=4,
?4a1+6d=3,?
即???3a1+21d=4,
13
a=,??22解得?7
d=??66.1
13767
∴a5=+4×=.故选B.
226666
6.(2018·山东五校联考)下面是关于公差d>0的等差数列{an}的四个命题:
p1:数列{an}是递增数列;p2:数列{nan}是递增数列; anp3:数列{}是递增数列;p4:数列{an+3nd}是递增数列.
n其中的真命题为( ) A.p1,p2 C.p2,p3
B.p3,p4 D.p1,p4
解析:选D.{an}是等差数列,则an=a1+(n-1)d=dn+a1-d,因为d>0,所以{an}是递增数列,故p1正确;对p2,举反例,令a1=-3,a2=-2,d=1,则a1>2a2,故{nan}不是递增数列,p2不正确;=d+
anna1-dan,当a1-d>0时,{}递减,p3不正确;an+3nd=4ndnn+a1-d,4d>0,{an+3nd}是递增数列,p4正确.故p1,p4是正确的,选D.
7.(2018·揭阳质检)数列{an}的首项为3,{bn}为等差数列且bn=an+1-an(n∈N),若
*
b3=-2,b10=12,则a8等于( )
A.0 C.8
B.3 D.11
解析:选B.∵{bn}为等差数列,设其公差为d, 由b3=-2,b10=12,
∴7d=b10-b3=12-(-2)=14,∴d=2,
2
∵b3=-2,∴b1=b3-2d=-2-4=-6, 7×6
∴b1+b2+…+b7=7b1+d
2=7×(-6)+21×2=0,
又b1+b2+…+b7=(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a8-a7)=a8-a1=a8-3, ∴a8-3=0,∴a8=3.故选B.
8.(2018·日照二模)若数列{an}满足a1=15,且3an+1=3an-2,则使ak·ak+1<0的k值为________.
22
解析:因为3an+1=3an-2,所以an+1-an=-,所以数列{an}是首项为15,公差为-
332247247
的等差数列,所以an=15-·(n-1)=-n+,令an=-n+>0,得n<23.5,所以
33333使ak·ak+1<0的k值为23.
答案:23
9.(2018·长春模拟)《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.则月末日织几何?”其意思为今有女子善织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布.若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布,则该女最后一天织________尺布.
解析:由题意得,该女每天所织的布的尺数依次排列形成一个等差数列,设为{an},其30
中a1=5,前30项和为390,于是有21尺布.
答案:21
10.(2017·全国卷Ⅰ)记Sn为等比数列{an}的前n项和.已知S2=2,S3=-6. (1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并判断Sn+1,Sn,Sn+2是否成等差数列. 解:(1)设{an}的公比为q,由题设可得
??a1??a1?
5+a30
=390,解得a30=21,即该女最后一天织
2
1+q=2,1+q+q2
=-6.
解得q=-2,a1=-2.
故{an}的通项公式为an=(-2).
n+1
a11-qn22n(2)由(1)可得Sn==-+(-1)·. 1-q33
n42n由于Sn+2+Sn+1=-+(-1)·
3
n+3
-23
n+2
3
?2
=2?-+-1?3
n2·
n+1
?=2S, ?n3?
B级 能力提升练
故Sn+1,Sn,Sn+2成等差数列.
11.(2018·潍坊模拟)设Sn为等差数列{an}的前n项和,(n+1)Sn<nSn+1(n∈N).若<-1,则( )
A.Sn的最大值是S8 C.Sn的最大值是S7 解析:选D.由已知条件得<
B.Sn的最小值是S8 D.Sn的最小值是S7
*
a8a7
SnSn+1na1+ann+1a1+an+1
,即<,所以an<
nn+12n2n+1
a8
an+1,所以等差数列{an}为递增数列.又<-1,所以a8>0,a7<0,即数列{an}前7项均
a7
小于0,第8项大于零,所以Sn的最小值为S7,故选D.
12.如图,点列{An},{Bn}分别在某锐角的两边上,且|AnAn+1|=|An+1An+2|,An≠An+2,n∈N,|BnBn+1|=|Bn+1Bn+2|,Bn≠Bn+2,n∈N(P≠Q表示点P与Q不重合).若dn=|AnBn|,Sn为△AnBnBn+1的面积,则( )
A.{Sn}是等差数列 C.{dn}是等差数列
B.{Sn}是等差数列 D.{dn}是等差数列
22
*
*
解析:选A.作A1C1,A2C2,A3C3,…,AnCn垂直于直线B1Bn,垂足分别为C1,C2,C3,…,
Cn,则A1C1∥A2C2∥…∥AnCn.
∵|AnAn+1|=|An+1An+2|, ∴|CnCn+1|=|Cn+1Cn+2|.
设|A1C1|=a,|A2C2|=b,|B1B2|=c,
则|A3C3|=2b-a,…,|AnCn|=(n-1)b-(n-2)a(n≥3), 1
∴Sn=c[(n-1)b-(n-2)a]
21
=c[(b-a)n+(2a-b)], 2
11
∴Sn+1-Sn=c[(b-a)(n+1)+(2a-b)-(b-a)n-(2a-b)]=c(b-a),∴数列{Sn}
22是等差数列.
13.(2018·南充模拟)已知数列{an}为等差数列,若
a11
<-1,且它们的前n项和Sn有a10
4
最大值,则使Sn>0的n的最大值为________.
解析:∵
a11
<-1,且Sn有最大值, a10
∴a10>0,a11<0,且a10+a11<0, 19a1+a19
∴S19==19·a10>0,
2
S20=
20a1+a20
2
=10(a10+a11)<0,
故使得Sn>0的n的最大值为19. 答案:19
14.(2018·山东菏泽二模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,n∈N,满足a1+a2=10,
*
S5=40.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=|13-an|,求数列{bn}的前n项和Tn. 解:(1)设等差数列{an}的公差为d, 由题意知,a1+a2=2a1+d=10,
S5=5a3=40,即a3=8,所以a1+2d=8,
??a1=4,所以?
?d=2,?
所以an=4+(n-1)·2=2n+2.
(2)令cn=13-an=11-2n,
??11-2n,n≤5,bn=|cn|=|11-2n|=?
??2n-11,n≥6,
22
设数列{cn}的前n项和为Qn,则Qn=-n+10n. 当n≤5时,Tn=b1+b2+…+bn=Qn=-n+10n.
当n≥6时,Tn=b1+b2+…+bn=c1+c2+…+c5-(c6+c7+…+cn)=-Qn+2Q5=n-10n+2(-5+10×5)=n-10n+50.
??-n+10n,n≤5,
∴Tn=?2
?n-10n+50,n≥6.?
2
2
2
2
15.(2018·惠州市二调)在公差不为0的等差数列{an}中,a1,a4,a8成等比数列. (1)若数列{an}的前10项和为45,求数列{an}的通项公式; (2)若bn=
11
,且数列{bn}的前n项和为Tn,若Tn=-,求数列{an}的公差. anan+19n+91
解:(1)设数列{an}的公差为d(d≠0),
由a1,a4,a8成等比数列可得a4=a1·a8,即(a1+3d)=a1·(a1+7d),解得a1=9d.
2
2
5