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Page第02講等差數(shù)列及其前n項(xiàng)和(10類核心考點(diǎn)精講精練)1.5年真題考點(diǎn)分布5年考情考題示例考點(diǎn)分析關(guān)聯(lián)考點(diǎn)2024年新I卷,第19題,17分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算數(shù)列新定義2024年新Ⅱ卷,第12題,5分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算求等差數(shù)列前n項(xiàng)和無(wú)2024年全國(guó)甲卷,第4題,5分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算利用等差數(shù)列的性質(zhì)計(jì)算等差數(shù)列前n項(xiàng)和的基本量計(jì)算無(wú)2023年新I卷,第7題,5分由遞推關(guān)系證明數(shù)列是等差數(shù)列等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)充分條件與必要條件的判定2023年新I卷,第20題,12分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算利用等差數(shù)列的性質(zhì)計(jì)算等差數(shù)列前n項(xiàng)和的基本量計(jì)算無(wú)2023年新Ⅱ卷,第18題,12分利用定義求等差數(shù)列通項(xiàng)公式等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算求等差數(shù)列前n項(xiàng)和分組(并項(xiàng))-奇偶項(xiàng)求和2022年新I卷,第17題,10分利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式求數(shù)列中的項(xiàng)利用與關(guān)系求通項(xiàng)或項(xiàng)累乘法求數(shù)列通項(xiàng)裂項(xiàng)相消法求和2022年新Ⅱ卷,第3題,5分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算數(shù)學(xué)新文化已知斜率求參數(shù)2022年新Ⅱ卷,第17題,10分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算等比數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算數(shù)列不等式能成立(有解)問(wèn)題2021年新I卷,第17題,10分利用定義求等差數(shù)列通項(xiàng)公式求等差數(shù)列前n項(xiàng)和由遞推數(shù)列研究數(shù)列的有關(guān)性質(zhì)分組(并項(xiàng))-奇偶項(xiàng)求和2021年新Ⅱ卷,第17題,10分等差數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量計(jì)算求等差數(shù)列前n項(xiàng)和解不含參數(shù)的一元二次不等式2020年新I卷,第14題,5分求等差數(shù)列前n項(xiàng)和無(wú)2020年新Ⅱ卷,第15題,5分求等差數(shù)列前n項(xiàng)和無(wú)2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的必考內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度中等,小題分值為5-6分,大題13-17分【備考策略】1.理解等差數(shù)列的概念2掌握等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式3.能在具體的問(wèn)題情境中識(shí)別數(shù)列的等差關(guān)系并能用等差數(shù)列的有關(guān)知識(shí)解決相應(yīng)的問(wèn)題4.理解等差數(shù)列與一次函數(shù)的關(guān)系及等差數(shù)列通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和的關(guān)系5.熟練掌握等差數(shù)列通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和的性質(zhì)【命題預(yù)測(cè)】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的必考內(nèi)容,一般給出數(shù)列為等差數(shù)列,或通過(guò)構(gòu)造為等差數(shù)列,求通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和。需綜合復(fù)習(xí)知識(shí)講解等差數(shù)列的定義從第二項(xiàng)開始,后一項(xiàng)與前一項(xiàng)的差為同一個(gè)常數(shù),這個(gè)數(shù)列是等差數(shù)列,這個(gè)常數(shù)是等差數(shù)列的公差,用表示數(shù)學(xué)表達(dá)式通項(xiàng)公式,,,等差數(shù)列通項(xiàng)公式與函數(shù)關(guān)系令,,等差數(shù)列為一次函數(shù)等差中項(xiàng)若,,三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列,則,其中叫做,的等差中項(xiàng)等差數(shù)列通項(xiàng)公式的性質(zhì)(1)若,或(2)若,為等差數(shù)列,則,仍為等差數(shù)列等差數(shù)列前n項(xiàng)和或等差數(shù)列前n項(xiàng)和與函數(shù)關(guān)系令,,等差數(shù)列前項(xiàng)和公式是無(wú)常數(shù)項(xiàng)的二次函數(shù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì),,……仍成等差數(shù)列為等差數(shù)列推導(dǎo)過(guò)程:(一次函數(shù))為等差數(shù)列證明數(shù)列為等差數(shù)列的方法(1)(為常數(shù))為等差數(shù)列(2)通項(xiàng)公式:(一次函數(shù)),前項(xiàng)和:(無(wú)常數(shù)項(xiàng)的二次函數(shù))(3)若,則,,三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列考點(diǎn)一、等差數(shù)列的項(xiàng)、公差及通項(xiàng)公式的求解1.(2024·安徽池州·模擬預(yù)測(cè))在等差數(shù)列中,,則(
)A.4 B.5 C.6 D.8【答案】C【分析】利用等差數(shù)列的性質(zhì)計(jì)算即可.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為d,因?yàn)椋裕郑怨睿蔬x:C2.(2022·河南南陽(yáng)·三模)已知數(shù)列為等差數(shù)列,,,則該數(shù)列的公差為.【答案】3【分析】由已知,利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式列方程求公差即可.【詳解】設(shè)公差為d,則,又,則,可得.故答案為:33.(2024·江蘇徐州·模擬預(yù)測(cè))若等差數(shù)列滿足,則(
)A.3 B. C.1 D.【答案】B【分析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,由通項(xiàng)公式寫出和,都代入中,化簡(jiǎn)即可求出.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,,因?yàn)椋傻茫杂校獾茫蔬x:B.4.(2024·山東·二模)已知數(shù)列.求:(1)數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)數(shù)列的前項(xiàng)和的最大值.【答案】(1);(2)28【分析】(1)根據(jù)題目條件得到是以13為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,求出通項(xiàng)公式;(2)求出通項(xiàng)公式,解不等式,得到數(shù)列從第5項(xiàng)開始小于0,從而得到數(shù)列的前4項(xiàng)和最大,利用求和公式求出答案.【詳解】(1)由,可知,所以數(shù)列是以13為首項(xiàng),以為公差的等差數(shù)列,所以;(2)由(1)可知,令,解得,令,解得,即數(shù)列從第5項(xiàng)開始小于0,所以數(shù)列的前4項(xiàng)和最大,最大值為.1.(2024·陜西商洛·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列滿足,且,則首項(xiàng)(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【分析】根據(jù)等差數(shù)列通項(xiàng)公式直接求解即可.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,因?yàn)椋遥裕?故選:A2.(2024·四川雅安·三模)在等差數(shù)列中,若,則(
)A.21 B.24 C.27 D.29【答案】A【分析】由等差中項(xiàng)的性質(zhì)、以及等差數(shù)列基本量的計(jì)算得公差,進(jìn)一步即可得解.【詳解】在等差數(shù)列中,若,即則公差,所以.故選:A.3.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))在公差為的等差數(shù)列中,,則(
)A.1或2 B.1 C. D.【答案】D【分析】根據(jù)給定條件,利用等差數(shù)列通項(xiàng)列式求解即得.【詳解】在等差數(shù)列中,則,整理得,所以.故選:D4.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知是遞增的等差數(shù)列,,是方程的根.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)由等差數(shù)列基本量的計(jì)算可得公差,進(jìn)而即可得解;(2)直接由等比數(shù)列求和公式以及錯(cuò)位相減法即可運(yùn)算求解.【詳解】(1)因?yàn)槭欠匠痰膬蓚€(gè)根,且為遞增等差數(shù)列,所以,公差,所以.(2)由(1)知,所以,①,②①-②得,所以,.考點(diǎn)二、等差中項(xiàng)的應(yīng)用1.(23-24高二下·北京懷柔·期中)若,,成等差數(shù)列,則的值為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)條件,利用等差中項(xiàng),即可求出結(jié)果.【詳解】因?yàn)椋傻炔顢?shù)列,所以,解得,故選:B.2.(重慶·高考真題)在等差數(shù)列中,若=4,=2,則=A.-1 B.0 C.1 D.6【答案】B【詳解】在等差數(shù)列中,若,則,解得,故選B.1.(23-24高二上·上海寶山·期末)與的等差中項(xiàng)為.【答案】3【分析】根據(jù)等差中項(xiàng)的定義求解.【詳解】與的等差中項(xiàng)為.故答案為:3.2.(24-25高二上·上海·課前預(yù)習(xí))等差數(shù)列的前三項(xiàng)依次為,,,則x的值為.【答案】【分析】根據(jù)等差中項(xiàng)知識(shí)即可求解.【詳解】等差數(shù)列的前三項(xiàng)依次為,,,,則.故答案為:.3.(江西·高考真題)設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是等差數(shù)列,若a1+b1=7,a3+b3=21,則a5+b5=.【答案】35【詳解】因?yàn)閧an},{bn}都是等差數(shù)列,所以也成等差數(shù)列,根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì),a1+b1=7,a3+b3=21,a5+b5成等差數(shù)列,因而a5+b5=.考點(diǎn)三、等差數(shù)列的性質(zhì)1.(江西·高考真題)已知等差數(shù)列,若,則.【答案】【詳解】根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)和題設(shè)條件,求得,結(jié)合,即可求解.【解答】因?yàn)榈炔顢?shù)列中,滿足,根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)可得,解得,又由.故答案為:.2.(北京·高考真題)在等差數(shù)列中,已知,那么等于(
)A.4 B.5 C.6 D.7【答案】A【分析】設(shè)首項(xiàng)為,公差為,由已知有,所以可得的值.【詳解】解:為等差數(shù)列,設(shè)首項(xiàng)為,公差為,由已知有,,即.故選:A.3.(2024·河南鄭州·一模)已知數(shù)列為等差數(shù)列,,則(
)A.19 B.22 C.25 D.27【答案】A【分析】依題意由等差數(shù)列性質(zhì)計(jì)算可得,利用等差中項(xiàng)計(jì)算可得,可求出.【詳解】根據(jù)等差數(shù)列性質(zhì),由可得,所以可得,又可得,所以.故選:A1.(2024·廣西柳州·模擬預(yù)測(cè))在等差數(shù)列中,若,則(
).A.7 B.12 C.16 D.24【答案】B【分析】觀察數(shù)列下標(biāo)根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)進(jìn)行求解.【詳解】在等差數(shù)列中,若,則,所以,所以.故選:B2.(2023·廣西南寧·模擬預(yù)測(cè))在等差數(shù)列中,若,則.【答案】24【分析】由等差中項(xiàng)的性質(zhì)即可求解.【詳解】因?yàn)樵诘炔顢?shù)列中,有,所以由,得,,又,所以.故答案為:243.(2024·陜西商洛·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,則.【答案】【分析】由等差數(shù)列前項(xiàng)和公式可得,再根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)求解即可.【詳解】由,得,則.故答案為:.考點(diǎn)四、等差數(shù)列前n項(xiàng)和的求解1.(2024·全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,若,,則.【答案】95【分析】利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式得到方程組,解出,再利用等差數(shù)列的求和公式節(jié)即可得到答案.【詳解】因?yàn)閿?shù)列為等差數(shù)列,則由題意得,解得,則.故答案為:.2.(2024·全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,已知,,則(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】由結(jié)合等差中項(xiàng)的性質(zhì)可得,即可計(jì)算出公差,即可得的值.【詳解】由,則,則等差數(shù)列的公差,故.故選:B.3.(2023·全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和.若,則(
)A.25 B.22 C.20 D.15【答案】C【分析】方法一:根據(jù)題意直接求出等差數(shù)列的公差和首項(xiàng),再根據(jù)前項(xiàng)和公式即可解出;方法二:根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)求出等差數(shù)列的公差,再根據(jù)前項(xiàng)和公式的性質(zhì)即可解出.【詳解】方法一:設(shè)等差數(shù)列的公差為,首項(xiàng)為,依題意可得,,即,又,解得:,所以.故選:C.方法二:,,所以,,從而,于是,所以.故選:C.4.(2023·全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,已知.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題意列式求解,進(jìn)而可得結(jié)果;(2)先求,討論的符號(hào)去絕對(duì)值,結(jié)合運(yùn)算求解.【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,由題意可得,即,解得,所以,(2)因?yàn)椋睿獾茫遥?dāng)時(shí),則,可得;當(dāng)時(shí),則,可得;綜上所述:.5.(2021·全國(guó)·高考真題)記是公差不為0的等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,若.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)求使成立的n的最小值.【答案】(1);(2)7.【分析】(1)由題意首先求得的值,然后結(jié)合題意求得數(shù)列的公差即可確定數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)首先求得前n項(xiàng)和的表達(dá)式,然后求解二次不等式即可確定n的最小值.【詳解】(1)由等差數(shù)列的性質(zhì)可得:,則:,設(shè)等差數(shù)列的公差為,從而有:,,從而:,由于公差不為零,故:,數(shù)列的通項(xiàng)公式為:.(2)由數(shù)列的通項(xiàng)公式可得:,則:,則不等式即:,整理可得:,解得:或,又為正整數(shù),故的最小值為.【點(diǎn)睛】等差數(shù)列基本量的求解是等差數(shù)列中的一類基本問(wèn)題,解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于熟練掌握等差數(shù)列的有關(guān)公式并能靈活運(yùn)用.1.(2024·湖南衡陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))在等差數(shù)列中,公差,為其前項(xiàng)和,若,則(
)A. B.0 C. D.【答案】B【分析】根據(jù)求出,利用等差數(shù)列求和公式和性質(zhì)得到答案.【詳解】,.故選:B.2.(2024·遼寧·模擬預(yù)測(cè))等差數(shù)列的前項(xiàng)和記為,若,,則(
)A.51 B.102 C.119 D.238【答案】B【分析】結(jié)合等差數(shù)列的性質(zhì)先求出公差,然后結(jié)合等差數(shù)列的求和公式即可求解.【詳解】等差數(shù)列中,,,即,所以,則.故選:B.3.(23-24高三上·陜西漢中·期末)設(shè)等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,,.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,求.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)出的公差為,利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和公式求解即可;(2)由(1)判斷出前六項(xiàng)為正,后四項(xiàng)為負(fù),進(jìn)而利用前項(xiàng)和公式求解即可.【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,,,,解得,,故.(2)由(1)知,,,,,.4.(2024·吉林·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若,求的最小值.【答案】(1);(2).【分析】(1)利用等差數(shù)列基本量求得和公差,即可寫出通項(xiàng)公式;(2)根據(jù)等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式求得,再解不等式,即可求得結(jié)果.【詳解】(1)設(shè)的公差為,由題可得:,解得,故.(2)根據(jù)(1)中所求可得,由,則可得,即解得(舍去)或,故的最小值為.5.(2024·貴州六盤水·三模)已知為等差數(shù)列,且,.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題意建立方程求出等差數(shù)列的首項(xiàng)與公差,從而可求解;(2)先求出等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,再將恒成立問(wèn)題參變分離,接著利用數(shù)列的單調(diào)性求出最值,從而得解.【詳解】(1)設(shè)數(shù)列的公差為d,則根據(jù)題意可得,解得,則.(2)由(1)可知運(yùn)用等差數(shù)列求和公式,得到,又恒成立,則恒成立,設(shè),則,當(dāng)時(shí),,即;當(dāng)時(shí),,則,則;則,故,故實(shí)數(shù)λ的取值范圍為.考點(diǎn)五、等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì)1.(遼寧·高考真題)設(shè)等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,,則(
)A.63 B.36 C.45 D.27【答案】C【分析】根據(jù)等差數(shù)列的前項(xiàng)和的性質(zhì),列式求解.【詳解】由等差數(shù)列的項(xiàng)和的性質(zhì)可知,成等差數(shù)列,即,,成等差數(shù)列,所以,所以.即.故選:C2.(全國(guó)·高考真題)等差數(shù)列前項(xiàng)的和為,前項(xiàng)的和為,則它的前項(xiàng)的和為(
)A.130 B.170 C.210 D.260【答案】C【分析】根據(jù)等差數(shù)列前項(xiàng)和的性質(zhì),結(jié)合已知數(shù)據(jù),求解即可.【詳解】利用等差數(shù)列的性質(zhì):成等差數(shù)列,所以,即,解得.故選:C.3.(2024·廣東深圳·模擬預(yù)測(cè))設(shè)是等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,若,則.【答案】【分析】由等差數(shù)列前項(xiàng)和公式計(jì)算的等量關(guān)系,代入所求即可求出結(jié)果.【詳解】設(shè)數(shù)列的公差為,,,則,故答案為:.4.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和分別為,且,則(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)等差數(shù)列通項(xiàng)公式及求和公式可得結(jié)果.【詳解】因?yàn)闉榈炔顢?shù)列的前項(xiàng)和,所以可設(shè),(等差數(shù)列前項(xiàng)和的二級(jí)結(jié)論)同理因?yàn)闉榈炔顢?shù)列的前項(xiàng)和,所以可設(shè).又,所以,即,整理得,解得.不妨設(shè),則,則,故,故選:D.5.(2024·河北衡水·三模)已知數(shù)列均為等差數(shù)列,其前項(xiàng)和分別為,滿足,則(
)A.2 B.3 C.5 D.6【答案】A【分析】根據(jù)題意,利用得出數(shù)列的性質(zhì)和得出數(shù)列的求和公式,準(zhǔn)確計(jì)算,即可求解.【詳解】因?yàn)閿?shù)列均為等差數(shù)列,可得,且,又由,可得.因此.故選:A.1.(陜西·高考真題)等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若則等于A.12 B.18 C.24 D.42【答案】C【分析】數(shù)列每2項(xiàng)構(gòu)成的等差數(shù)列的公差為6,計(jì)算得到答案.【詳解】第一個(gè)2項(xiàng)和為2,第二個(gè)2項(xiàng)和為8,則每2項(xiàng)構(gòu)成的等差數(shù)列的公差為6,第三個(gè)2項(xiàng)和為14,則,故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查了等差數(shù)列和的性質(zhì),意在考查學(xué)生的計(jì)算能力和應(yīng)用能力.2.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,,,,則的值為(
)A.16 B.12 C.10 D.8【答案】B【分析】利用等差數(shù)列的性質(zhì),以及前項(xiàng)和公式,即可求解.【詳解】由,得①,因?yàn)椋裕储冢佗趦墒较嗉樱茫矗裕裕獾?故選:B.3.(2024·陜西咸陽(yáng)·二模)已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,,則(
)A.30 B.58 C.60 D.90【答案】D【分析】借助等差數(shù)列片斷和的性質(zhì)計(jì)算即可得.【詳解】由數(shù)列為等差數(shù)列,故、、、、亦為等差數(shù)列,由,,則,故,,,即有,,.故選:D.4.(2024·陜西西安·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列和的前n項(xiàng)和分別為和,且,則.【答案】【分析】根據(jù)設(shè)出的二次形式,由此求得,即可化簡(jiǎn)得到結(jié)果.【詳解】因?yàn)榈炔顢?shù)列和的前n項(xiàng)和分別為和,故可設(shè),所以,所以.故答案為:.5.(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測(cè))設(shè)等差數(shù)列,的前項(xiàng)和分別為,,若對(duì)任意正整數(shù)都有,則(
)A. B. C. D. E.均不是【答案】C【分析】運(yùn)用等差數(shù)列的等和性及等差數(shù)列前項(xiàng)和公式求解即可.【詳解】由等差數(shù)列的等和性可得,.故選:C.考點(diǎn)六、等差數(shù)列通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和的關(guān)系1.(全國(guó)·高考真題)設(shè)等差數(shù)列的公差是d,如果它的前n項(xiàng)和,那么(
)A., B.,C., D.,【答案】C【分析】由與的關(guān)系即可求得數(shù)列通項(xiàng),由等差數(shù)列的定義可求得公差.【詳解】當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,符合的情況,故,所以,,故公差.故選:C2.(2023·全國(guó)·統(tǒng)考高考真題)記為數(shù)列的前項(xiàng)和,設(shè)甲:為等差數(shù)列;乙:為等差數(shù)列,則(
)A.甲是乙的充分條件但不是必要條件B.甲是乙的必要條件但不是充分條件C.甲是乙的充要條件D.甲既不是乙的充分條件也不是乙的必要條件【答案】C【分析】利用充分條件、必要條件的定義及等差數(shù)列的定義,再結(jié)合數(shù)列前n項(xiàng)和與第n項(xiàng)的關(guān)系推理判斷作答.,【詳解】方法1,甲:為等差數(shù)列,設(shè)其首項(xiàng)為,公差為,則,因此為等差數(shù)列,則甲是乙的充分條件;反之,乙:為等差數(shù)列,即為常數(shù),設(shè)為,即,則,有,兩式相減得:,即,對(duì)也成立,因此為等差數(shù)列,則甲是乙的必要條件,所以甲是乙的充要條件,C正確.方法2,甲:為等差數(shù)列,設(shè)數(shù)列的首項(xiàng),公差為,即,則,因此為等差數(shù)列,即甲是乙的充分條件;反之,乙:為等差數(shù)列,即,即,,當(dāng)時(shí),上兩式相減得:,當(dāng)時(shí),上式成立,于是,又為常數(shù),因此為等差數(shù)列,則甲是乙的必要條件,所以甲是乙的充要條件.故選:C3.(2023·重慶沙坪壩·重慶八中校考二模)已知各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列的前項(xiàng)和為,且為等差數(shù)列.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若為正整數(shù),記集合的元素個(gè)數(shù)為,求數(shù)列的前50項(xiàng)和.【答案】(1)(2)2500【分析】(1)由為等差數(shù)列,得到,且,再利用數(shù)列通項(xiàng)與前n項(xiàng)和的關(guān)系求解;(2)根據(jù)題意,由,得到,即,從而求解.【詳解】(1)解:為等差數(shù)列,,且,當(dāng)時(shí),,可得;當(dāng)時(shí),,則,由,故,所以是首項(xiàng)為1,公差均為1的等差數(shù)列,故.(2)由,即,即,所以,所以的前50項(xiàng)和為.1.(2023·四川達(dá)州·統(tǒng)考二模)已知是數(shù)列前n項(xiàng)和,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),記,分別為數(shù)列的前n項(xiàng)和與前n項(xiàng)積,求.【答案】(1)(2)【分析】(1)先求出,當(dāng)時(shí),求出,檢驗(yàn)當(dāng)時(shí)成立,即可求出通項(xiàng)公式;(2)由(1)得出,可知為等比數(shù)列,根據(jù)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式求出,再將數(shù)列每一項(xiàng)相乘,底數(shù)相同指數(shù)相加,指數(shù)為等差數(shù)列,根據(jù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式,計(jì)算出指數(shù),求出,即可求出.【詳解】(1)∵,∴,當(dāng)時(shí),,∴,當(dāng)時(shí),,∴的通項(xiàng)公式為;(2)∵,,∴,∴,,∴.2.(2023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知是數(shù)列的前項(xiàng)和,,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若,求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用與的關(guān)系,結(jié)合累乘法即可求出數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)分和利用等差數(shù)列的求和公式求解即可.【詳解】(1)由,則,兩式相減得:,整理得:,即時(shí),,所以時(shí),,又時(shí),,得,也滿足上式.故.(2)由(1)可知:.記,設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和.當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),綜上:3.(湖南·高考真題)已知數(shù)列的前項(xiàng)和.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1);(2)【詳解】試題分析:(1)題目已知之間的關(guān)系,令,利用,即可求的的值,令,利用與前n項(xiàng)和之間的關(guān)系即可得到,令檢驗(yàn)首項(xiàng)即可得到的通項(xiàng)公式.(2)把(1)得到的通項(xiàng)公式代入可以得到是由等比數(shù)列,數(shù)列之和,才用分組求和法,首先利用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式求的等比數(shù)列的前n項(xiàng)和,再利用對(duì)數(shù)列進(jìn)行分組即可求的數(shù)列的前n項(xiàng)和(1)當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),檢驗(yàn)首項(xiàng)符合,所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為.(2)由(1)可得,記數(shù)列的前項(xiàng)和為,則故數(shù)列的前項(xiàng)和為考點(diǎn):數(shù)列前項(xiàng)和等差數(shù)列等比數(shù)列分組求和法考點(diǎn)七、等差數(shù)列通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和的最值1.(2024·山東泰安·三模)已知為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,,,則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】設(shè)的公差為,根據(jù)題意列出方程組,求得,得到和,進(jìn)而求得答案.【詳解】設(shè)的公差為,因?yàn)椋傻茫獾茫裕傻茫援?dāng)時(shí),取得最小值.故選:D.2.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,若,,則當(dāng)取最小值時(shí),(
)A.9 B.10 C.10或11 D.11【答案】B【分析】根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)求解即可.【詳解】由等差數(shù)列的性質(zhì)知,即.又,故,則,,則,則當(dāng)取最小值時(shí),.故選:B.3.(2024·海南海口·模擬預(yù)測(cè))已知首項(xiàng)為正數(shù)的等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,則(
)A.B.C.當(dāng)時(shí),取最大值D.當(dāng)時(shí),的最小值為27【答案】ABD【分析】由等差中項(xiàng)的性質(zhì)判斷AB;由A和等差數(shù)列的前n項(xiàng)和判斷C;由等差數(shù)列的前n項(xiàng)和和等差中項(xiàng)判斷D.【詳解】A:首項(xiàng)為正數(shù)的等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,所以,若,則一定大于零,不符合題意,所以,,故A正確;B:由A可知,,故B正確;C:由A可知,因?yàn)椋芍剩∽畲笾担蔆錯(cuò)誤;D:,,故D正確.故選:ABD.4.(2024·黑龍江吉林·二模)已知數(shù)列是公差為d的等差數(shù)列,是其前n項(xiàng)的和,若,,則(
)A. B. C. D.【答案】ACD【分析】由題意可得,從而可求出,即可判斷A;再結(jié)合等差數(shù)列的性質(zhì)及前項(xiàng)和公式即可判斷BCD.【詳解】因?yàn)椋裕裕裕忠驗(yàn)椋裕蔄正確;,故B錯(cuò)誤;,故C正確;因?yàn)椋援?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以,所以,故D正確.故選:ACD.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:在等差數(shù)列中,求的最小(大)值的方法:(1)利用通項(xiàng)公式尋求正、負(fù)項(xiàng)的分界點(diǎn),則從第一項(xiàng)起到分界點(diǎn)該項(xiàng)的各項(xiàng)和最小(大);(2)借助二次函數(shù)的圖象及性質(zhì)求解.5.(2022·全國(guó)·高考真題)記為數(shù)列的前n項(xiàng)和.已知.(1)證明:是等差數(shù)列;(2)若成等比數(shù)列,求的最小值.【答案】(1)證明見解析;(2).【分析】(1)依題意可得,根據(jù),作差即可得到,從而得證;(2)法一:由(1)及等比中項(xiàng)的性質(zhì)求出,即可得到的通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)計(jì)算可得.【詳解】(1)因?yàn)椋储伲?dāng)時(shí),②,①②得,,即,即,所以,且,所以是以為公差的等差數(shù)列.(2)[方法一]:二次函數(shù)的性質(zhì)由(1)可得,,,又,,成等比數(shù)列,所以,即,解得,所以,所以,所以,當(dāng)或時(shí),.[方法二]:【最優(yōu)解】鄰項(xiàng)變號(hào)法由(1)可得,,,又,,成等比數(shù)列,所以,即,解得,所以,即有.則當(dāng)或時(shí),.【整體點(diǎn)評(píng)】(2)法一:根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出的最小值,適用于可以求出的表達(dá)式;法二:根據(jù)鄰項(xiàng)變號(hào)法求最值,計(jì)算量小,是該題的最優(yōu)解.1.(2024·遼寧葫蘆島·二模)等差數(shù)列中,,,則使得前n項(xiàng)的和最大的n值為(
)A.7 B.8 C.9 D.10【答案】B【分析】根據(jù)條件,可得數(shù)列為遞減數(shù)列,且,,可判斷得解.【詳解】在等差數(shù)列中,,由,可得,,,且數(shù)列為遞減數(shù)列,所以使得前n項(xiàng)的和最大的n值為8.故選:B.2.(上海·高考真題)設(shè)數(shù)列為等差數(shù)列,是其前n項(xiàng)和,且,則下列結(jié)論不正確的是(
)A. B. C. D.與均為的最大值【答案】C【分析】由可判斷B;由,分析可判斷A;由可判斷C;由,可判斷D.【詳解】根據(jù)題意,設(shè)等差數(shù)列的公差為,依次分析選項(xiàng):是等差數(shù)列,若,則,故B正確;又由得,則有,故A正確;而C選項(xiàng),,即,可得,又由且,則,必有,顯然C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的.∵,,∴與均為的最大值,故D正確;故選:C3.(2024·遼寧·二模)設(shè)是等差數(shù)列,是其前n項(xiàng)的和.且,,則下面結(jié)論正確的是(
)A. B.C.與均為的最大值 D.滿足的n的最小值為14【答案】BCD【分析】由可判斷A錯(cuò)誤;由A可得B正確;由,可得C正確;由等差中項(xiàng)和前項(xiàng)和的性質(zhì)可得D正確.【詳解】A:因?yàn)椋裕裕蔄錯(cuò)誤;B:由A的解析可得B正確;C:因?yàn)椋耘c均為的最大值,故C正確;D:因?yàn)椋桑蔇正確;故選:BCD.4.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))等差數(shù)列中,,,若,,則(
)A.有最小值,無(wú)最小值 B.有最小值,無(wú)最大值C.無(wú)最小值,有最小值 D.無(wú)最大值,有最大值【答案】AD【分析】先利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式求得基本量,從而得到,利用它們的表達(dá)式進(jìn)行分析即可得解.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,依題意,得,解得,,,當(dāng)時(shí),有最小值無(wú)最大值,而,易得,,且,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),有最大值,無(wú)最小值.故選:AD.5.(全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和,已知,.
(1)求的通項(xiàng)公式;
(2)求,并求的最小值.【答案】(1);(2),最小值為–16.【分析】(1)方法一:根據(jù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式,求出公差,再代入等差數(shù)列通項(xiàng)公式即得結(jié)果;(2)方法二:根據(jù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式得,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求出.【詳解】(1)[方法一]:【通性通法】【最優(yōu)解】公式法設(shè)等差數(shù)列的公差為,由得,,解得:,所以.[方法二]:函數(shù)+待定系數(shù)法設(shè)等差數(shù)列通項(xiàng)公式為,易得,由,即,即,解得:,所以.(2)[方法1]:鄰項(xiàng)變號(hào)法由可得.當(dāng),即,解得,所以的最小值為,所以的最小值為.[方法2]:函數(shù)法由題意知,即,所以的最小值為,所以的最小值為.【整體點(diǎn)評(píng)】(1)方法一:直接根據(jù)基本量的計(jì)算,利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式求出公差,即可得到通項(xiàng)公式,是該題的通性通法,也是最優(yōu)解;方法二:根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式的函數(shù)形式特征,以及等差數(shù)列前n項(xiàng)和的性質(zhì),用待定系數(shù)法解方程組求解;(2)方法一:利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式求,再利用鄰項(xiàng)變號(hào)法求最值;方法二:利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式求,再根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)求最值.考點(diǎn)八、等差數(shù)列中的數(shù)學(xué)文化1.(2024·遼寧·三模)我國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《算法統(tǒng)宗》中說(shuō):九百九十六斤棉,贈(zèng)分八子做盤纏;次第每人多十七,要將第八數(shù)來(lái)言;務(wù)要分明依次第,孝和休惹外人傳.說(shuō)的是,有996斤棉花要贈(zèng)送給8個(gè)子女做旅費(fèi),從第1個(gè)孩子開始,以后每人依次多17斤,直到第8個(gè)孩子為止……,根據(jù)這些信息第三個(gè)孩子分得(
)斤棉花?A.99 B.116 C.133 D.150【答案】A【分析】先將問(wèn)題情境轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列模型解決,其中996為其前項(xiàng)的和,為其公差,再由等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及其前項(xiàng)和公式求解即可.【詳解】依題意得,八個(gè)子女所得棉花斤數(shù)依次構(gòu)成等差數(shù)列,設(shè)該等差數(shù)列為,公差為d,前n項(xiàng)和為,第一個(gè)孩子所得棉花斤數(shù)為,則由題意得:,解得:,所以.故選:A2.(2024·北京延慶·一模)北京天壇的圜丘壇分上、中、下三層,上層中心有一塊圓形石板(稱為天心石),環(huán)繞天心石砌塊扇面形石板構(gòu)成第一環(huán),向外每環(huán)依次增加塊,下一層的第一環(huán)比上一層的最后一環(huán)多塊,向外每環(huán)依次也增加塊.已知每層環(huán)數(shù)相同,且三層共有扇面形石板(不含天心石)塊,則上層有扇形石板塊.【答案】【分析】記從中間向外每環(huán)扇面形石板數(shù)為,則是等差數(shù)列,且公差為,,設(shè)每層有環(huán),則,,根據(jù)等差數(shù)列前項(xiàng)和公式求出,再求出即可.【詳解】記從中間向外每環(huán)扇面形石板數(shù)為,則是等差數(shù)列,且公差,,設(shè)每層有環(huán),則,,所以,即,即,解得或(舍去),所以,則,即上層有扇形石板塊.故答案為:.3.(2024·內(nèi)蒙古·三模)假設(shè)在某種細(xì)菌培養(yǎng)過(guò)程中,正常細(xì)菌每小時(shí)分裂1次(1個(gè)正常細(xì)菌分裂成2個(gè)正常細(xì)菌和1個(gè)非正常細(xì)菌),非正常細(xì)菌每小時(shí)分裂1次(1個(gè)非正常細(xì)菌分裂成2個(gè)非正常細(xì)菌).若1個(gè)正常細(xì)菌經(jīng)過(guò)14小時(shí)的培養(yǎng),則可分裂成的細(xì)菌的個(gè)數(shù)為.【答案】/131072【分析】設(shè)經(jīng)過(guò)小時(shí),有個(gè)正常細(xì)菌,個(gè)非正常細(xì)菌,則,,由等比數(shù)列的性質(zhì)求出的通項(xiàng)公式,再證得是與首相和公差均為的等差數(shù)列,即可求出的通項(xiàng)公式,進(jìn)而求出答案.【詳解】設(shè)經(jīng)過(guò)小時(shí),有個(gè)正常細(xì)菌,個(gè)非正常細(xì)菌,則,.又,,所以,,則,所以,所以是首項(xiàng)和公差均為的等差數(shù)列,所以,所以,所以.故答案為:.1.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))“孫子定理”又稱“中國(guó)剩余定理”,最早可見于我國(guó)南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)著作《孫子算經(jīng)》,該定理是中國(guó)古代求解一次同余式組的方法,它凝聚著中國(guó)古代數(shù)學(xué)家的智慧,在加密?秘密共享等方面有著重要的應(yīng)用.已知數(shù)列單調(diào)遞增,且由被2除余數(shù)為1的所有正整數(shù)構(gòu)成,現(xiàn)將的末位數(shù)按從小到大排序作為加密編號(hào),則該加密編號(hào)為(
)A.1157 B.1177 C.1155 D.1122【答案】A【分析】由題意可知,求出,即可求解.【詳解】由題可知數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,所以,得,,所以的末位數(shù)依次為,故加密編號(hào)為1157.故選:A.2.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))(多選)《算學(xué)啟蒙》是元代著名數(shù)學(xué)家朱世杰的代表作之一.《算學(xué)啟蒙》中涉及一些“堆垛”問(wèn)題,可以利用“堆垛”研究數(shù)列以及數(shù)列的求和問(wèn)題.現(xiàn)有143根相同的圓形小木棍,小軍模仿“堆垛”問(wèn)題,將它們?nèi)慷逊懦煽v斷面為等腰梯形的“垛”,要求層數(shù)不小于2,且從最下面一層開始,每一層比它上一層多1根,則該“等腰梯形垛”應(yīng)堆放的層數(shù)可以是(
)A.2 B.9 C.11 D.13【答案】ACD【分析】設(shè)該“等腰梯形垛”最上面一層有根木棍,共有層,由等差數(shù)列的前項(xiàng)和可得,分類討論,或,解方程即可得出答案.【詳解】設(shè)該“等腰梯形垛”最上面一層有根木棍,共有層,則,即.因?yàn)椋曰蚧颍獾没蚧?故選:ACD.3.(2024·湖北襄陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))蚊香具有悠久的歷史,我國(guó)蚊香的發(fā)明與古人端午節(jié)的習(xí)俗有關(guān),如圖為某校數(shù)學(xué)社團(tuán)用數(shù)學(xué)軟件制作的“蚊香”.畫法如下:在水平直線上收長(zhǎng)度為1的線段,作一個(gè)等邊三角形,然后以點(diǎn)為圓心,為半徑逆時(shí)針畫圓弧交線段的延長(zhǎng)線于點(diǎn)(第一段圓弧),再以點(diǎn)為圓心,為半徑逆時(shí)針畫圓弧交線段的延長(zhǎng)線于點(diǎn),再以點(diǎn)為圓心,為半徑逆時(shí)針畫圓弧……以此類推,當(dāng)?shù)玫降摹拔孟恪鼻『糜?5段圓弧時(shí),“蚊香”的長(zhǎng)度為.
【答案】【分析】根據(jù)題意分析可得:每段圓弧的圓心角為,半徑滿足,結(jié)合等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和求和公式分析運(yùn)算.【詳解】由題意可知:每段圓弧的圓心角為,設(shè)第段圓弧的半徑為,則可得,故數(shù)列是以首項(xiàng),公差的等差數(shù)列,則,則“蚊香”的長(zhǎng)度為.故答案為:.考點(diǎn)九、等差數(shù)列奇偶項(xiàng)的和1.(21-22高二上·上海徐匯·期末)設(shè)等差數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為奇數(shù),則其奇數(shù)項(xiàng)之和與偶數(shù)項(xiàng)之和的比為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)等差數(shù)列前項(xiàng)和公式解決即可.【詳解】由題知,奇數(shù)項(xiàng)有項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)有項(xiàng),奇數(shù)項(xiàng)之和為,偶數(shù)項(xiàng)之和為,所以奇數(shù)項(xiàng)之和與偶數(shù)項(xiàng)之和的比為,故選:D2.(23-24高二下·江西·階段練習(xí))已知等差數(shù)列共有項(xiàng),奇數(shù)項(xiàng)之和為60,偶數(shù)項(xiàng)之和為54,則.【答案】10【分析】根據(jù)等差數(shù)列的求和公式,結(jié)合等差數(shù)列的性質(zhì),即可求解.【詳解】奇數(shù)項(xiàng)有項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)有項(xiàng),所以奇數(shù)項(xiàng)和為,偶數(shù)項(xiàng)和為,故,解得.故答案為:103.(2023·重慶·二模)已知等差數(shù)列的前30項(xiàng)中奇數(shù)項(xiàng)的和為,偶數(shù)項(xiàng)的和為,且,,則(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)條件列出關(guān)于首項(xiàng)和公差的方程,即可求解.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,首項(xiàng)為,則,所以,因?yàn)椋矗瑒t,等差數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,等差數(shù)列的前30項(xiàng)中奇數(shù)項(xiàng)有15項(xiàng),所以,得,所以.故選:B4.(23-24高二上·江蘇連云港·期末)已知數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,,,則(
)A. B.C. D.為奇數(shù)時(shí),【答案】ABD【分析】由題設(shè)有,討論的奇偶性,結(jié)合等差數(shù)列定義、前n項(xiàng)和公式判斷各項(xiàng)正誤.【詳解】由,則,兩式作差,得,,當(dāng)為奇數(shù),是首項(xiàng)為1,公差為3的等差數(shù)列,即;,當(dāng)為偶數(shù),是首項(xiàng)為2,公差為3的等差數(shù)列,即;所以,A對(duì),,B對(duì);,C錯(cuò);為奇數(shù)時(shí),,D對(duì).故選:ABD5.(2023·山東威海·一模)已知數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù),記為的前n項(xiàng)和,且.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)記,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.【答案】(1)(2)當(dāng)為偶數(shù)時(shí),;當(dāng)為奇數(shù)時(shí),;【分析】(1)根據(jù)的關(guān)系可得,進(jìn)而根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)即可求解,(2)數(shù)列的前項(xiàng)的和分奇偶求和,先求,又,,,是首項(xiàng)為2,公差為2的等差數(shù)列,再求奇數(shù)項(xiàng)和即可.【詳解】(1)由得時(shí),兩式相減得,整理得因?yàn)椋?所以數(shù)列是以為公差的等差數(shù)列在中令解得所以.(2)當(dāng)時(shí),又,,...,是首項(xiàng)為2,公差為2的等差數(shù)列,所以,故.所以當(dāng)時(shí),又,,...,是首項(xiàng)為2,公差為2的等差數(shù)列,所以,故.所以當(dāng)為偶數(shù)時(shí),;當(dāng)為奇數(shù)時(shí),;1.(22-23高一下·四川·階段練習(xí))已知等差數(shù)列共有項(xiàng),其中奇數(shù)項(xiàng)之和為290,偶數(shù)項(xiàng)之和為261,則的值為(
).A.30 B.29 C.28 D.27【答案】B【分析】由等差數(shù)列的求和公式與等差數(shù)列的性質(zhì)求解即可【詳解】奇數(shù)項(xiàng)共有項(xiàng),其和為,∴.偶數(shù)項(xiàng)共有n項(xiàng),其和為,∴.故選:B.2.(2021·山東濟(jì)南·二模)已知等差數(shù)列的項(xiàng)數(shù)為奇數(shù),其中所有奇數(shù)項(xiàng)之和為,所有偶數(shù)項(xiàng)之和為,則該數(shù)列的中間項(xiàng)為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】本題可設(shè)等差數(shù)列共有項(xiàng),然后通過(guò)即可得出結(jié)果.【詳解】設(shè)等差數(shù)列共有項(xiàng),則,,中間項(xiàng)為,故,,故選:B.3.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知數(shù)列滿足,,則的前40項(xiàng)和為.【答案】【分析】根據(jù)題中遞推式可求得,,即的奇數(shù)項(xiàng)為首項(xiàng)為1公差為5的等差數(shù)列,偶數(shù)項(xiàng)是首項(xiàng)為3公差為5的等差數(shù)列,再利用分組并項(xiàng)求和從而可求解.【詳解】因?yàn)椋郑裕矗詳?shù)列的奇數(shù)項(xiàng)是以1為首項(xiàng),5為公差的等差數(shù)列;同理,由知,數(shù)列的偶數(shù)項(xiàng)是以3為首項(xiàng),5為公差的等差數(shù)列.所以前40項(xiàng)和為.故答案為:.4.(22-23高二上·陜西咸陽(yáng)·階段練習(xí))已知數(shù)列滿足,且當(dāng)時(shí),有.(1)求證:數(shù)列為等差數(shù)列;(2)令,求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)證明見解析;(2)【分析】(1)由題可知,從而數(shù)列為等差數(shù)列;(2)根據(jù)的奇偶性可得,從而可得.【詳解】(1)證明:由題易知數(shù)列的各項(xiàng)都不為0,當(dāng)時(shí),,∴.∴數(shù)列是首項(xiàng),公差的等差數(shù)列.(2)由(1)得,∴.,,…,其中.∴當(dāng)為偶數(shù)時(shí),;當(dāng)為奇數(shù)時(shí),為偶數(shù),∴.5.(21-22高三上·湖北·期中)已知數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù),其前項(xiàng)和為,且.(1)求,;(2)設(shè),求數(shù)列的前8項(xiàng)和.【答案】(1),(2)【分析】(1)根據(jù)題意,將原式化簡(jiǎn)得,當(dāng)時(shí),求得,當(dāng)時(shí),由和的關(guān)系得出,由等差數(shù)列的定義可知是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,最后根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和公式求出,;(2)根據(jù)題意,化簡(jiǎn)得,從而得出,代入計(jì)算即可得出結(jié)果.【詳解】(1)解:由原式可得:,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,兩式作差可得:,所以,又因?yàn)椋瑒t,所以,所以數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,∴,,∴,;(2)解:,即,所以,即數(shù)列的前8項(xiàng)和.考點(diǎn)十、等差數(shù)列的證明1.(2021·全國(guó)·高考真題)記為數(shù)列的前n項(xiàng)和,已知,且數(shù)列是等差數(shù)列,證明:是等差數(shù)列.【答案】證明見解析.【分析】先根據(jù)求出數(shù)列的公差,進(jìn)一步寫出的通項(xiàng),從而求出的通項(xiàng)公式,最終得證.【詳解】∵數(shù)列是等差數(shù)列,設(shè)公差為∴,∴,∴當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),,滿足,∴的通項(xiàng)公式為,∴∴是等差數(shù)列.【點(diǎn)睛】在利用求通項(xiàng)公式時(shí)一定要討論的特殊情況.2.(2021·全國(guó)·高考真題)記為數(shù)列的前n項(xiàng)和,為數(shù)列的前n項(xiàng)積,已知.(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;(2)求的通項(xiàng)公式.【答案】(1)證明見解析;(2).【分析】(1)由已知得,且,取,得,由題意得,消積得到項(xiàng)的遞推關(guān)系,進(jìn)而證明數(shù)列是等差數(shù)列;(2)由(1)可得的表達(dá)式,由此得到的表達(dá)式,然后利用和與項(xiàng)的關(guān)系求得.【詳解】(1)[方法一]:由已知得,且,,取,由得,由于為數(shù)列的前n項(xiàng)積,所以,所以,所以,由于所以,即,其中所以數(shù)列是以為首項(xiàng),以為公差等差數(shù)列;[方法二]【最優(yōu)解】:由已知條件知
①于是.
②由①②得.
③又,
④由③④得.令,由,得.所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.[方法三]:
由,得,且,,.又因?yàn)椋裕裕谥校?dāng)時(shí),.故數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.[方法四]:數(shù)學(xué)歸納法
由已知,得,,,,猜想數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列,且.下面用數(shù)學(xué)歸納法證明.當(dāng)時(shí)顯然成立.假設(shè)當(dāng)時(shí)成立,即.那么當(dāng)時(shí),.綜上,猜想對(duì)任意的都成立.即數(shù)列是以為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.(2)由(1)可得,數(shù)列是以為首項(xiàng),以為公差的等差數(shù)列,,,當(dāng)n=1時(shí),,當(dāng)n≥2時(shí),,顯然對(duì)于n=1不成立,∴.【整體點(diǎn)評(píng)】(1)方法一從得,然后利用的定義,得到數(shù)列的遞推關(guān)系,進(jìn)而替換相除消項(xiàng)得到相鄰兩項(xiàng)的關(guān)系,從而證得結(jié)論;方法二先從的定義,替換相除得到,再結(jié)合得到,從而證得結(jié)論,為最優(yōu)解;方法三由,得,由的定義得,進(jìn)而作差證得結(jié)論;方法四利用歸納猜想得到數(shù)列,然后利用數(shù)學(xué)歸納法證得結(jié)論.(2)由(1)的結(jié)論得到,求得的表達(dá)式,然后利用和與項(xiàng)的關(guān)系求得的通項(xiàng)公式;1.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足.(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;(2)設(shè),求的前n項(xiàng)和.【答案】(1)證明見解析(2).【分析】(1)利用等差數(shù)列的定義即可證明;(2)根據(jù)(1)問(wèn),求出數(shù)列的通項(xiàng)公式,從而求得數(shù)列的通項(xiàng)公式,進(jìn)而可求得數(shù)列的通項(xiàng)公式,最后利用裂項(xiàng)相消求和法求得【詳解】(1)證明:令,又,則有,又,所以所以數(shù)列是以1為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列(2)由(1)知,,又,所以,所以,所以2.(2024·江蘇連云港·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且.(1)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;(2)數(shù)列的每一項(xiàng)均為正數(shù),,數(shù)列的前n項(xiàng)和為,當(dāng)時(shí),求n的最小值.【答案】(1)證明見解析(2)2024.【分析】(1)由與等差數(shù)列的定義,可證結(jié)論成立.(2)先利用裂項(xiàng)求和法求,再解不等式可得n的最小值.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以,所以(常數(shù)),故數(shù)列是以為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列.(2)由(1)知,,得所以,當(dāng)時(shí),即,所以n的最小值為2024.一、單選題1.(2024·山西運(yùn)城·三模)已知數(shù)列是等差數(shù)列,,則(
)A.4 B. C. D.【答案】C【分析】利用下標(biāo)和性質(zhì)計(jì)算可得.【詳解】因?yàn)椋瑒t,又,則,解得,所以.故選:C2.(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測(cè))在等差數(shù)列中,,則(
)A.130 B.260 C.320 D.520【答案】B【分析】根據(jù)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式計(jì)算即可.【詳解】根據(jù)等差數(shù)列求和.故選:B.二、多選題3.(2024·云南·二模)記數(shù)列的前項(xiàng)和為為常數(shù).下列選項(xiàng)正確的是(
)A.若,則 B.若,則C.存在常數(shù)A、B,使數(shù)列是等比數(shù)列 D.對(duì)任意常數(shù)A、B,數(shù)列都是等差數(shù)列【答案】ABC【分析】根據(jù)與的關(guān)系求得可判斷A;由可判斷B;取可得是公比為1的等比數(shù)列,可判斷C;當(dāng)時(shí),根據(jù)等差數(shù)列定義驗(yàn)證,可判斷D.【詳解】對(duì)于A,若,則,A正確;對(duì)于B,若,則,B正確;對(duì)于C,由得,當(dāng)時(shí),,所以,當(dāng)時(shí),數(shù)列是公比為1的等比數(shù)列,C正確;對(duì)于D,由上知,當(dāng)時(shí),若,則,此時(shí),數(shù)列不是等差數(shù)列,D錯(cuò)誤.故選:ABC三、填空題4.(2024·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·二模)在等差數(shù)列中,,則的前19項(xiàng)和.【答案】76【分析】根據(jù)等差數(shù)列通項(xiàng)公式,化簡(jiǎn)表達(dá)式可得,再由等差數(shù)列的求和公式求得.【詳解】設(shè)的公差為d,則,即.故.故答案為:76.5.(2024·河南開封·三模)記為等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,若,,則.【答案】20【分析】利用等差數(shù)列的性質(zhì)可得,再利用等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式即可求解.【詳解】由,,故答案為:20四、解答題6.(2024·浙江·三模)已知等差數(shù)列的公差不為零,成等比數(shù)列,且.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)求.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)等差數(shù)列基本量的計(jì)算即可求解,(2)根據(jù)等差數(shù)列求和公式即可求解.【詳解】(1)由題意(1)由(1)(2)可得所以(2),,,故為等差數(shù)列,.7.(2024·山西·三模)已知等差數(shù)列的公差,前項(xiàng)和為,且,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若,求數(shù)列的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)依題意得到關(guān)于、的方程組,解得、,即可求出通項(xiàng)公式;(2)由(1)可得,利用分組求和法計(jì)算可得.【詳解】(1)因?yàn)椋裕獾没颍驗(yàn)椋裕瑒t;(2)由(1)可得,所以.8.(2024·湖南·模擬預(yù)測(cè))已知公差不為0的等差數(shù)列滿足,且.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)記是數(shù)列的前項(xiàng)和,證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)設(shè),再用已知條件列出兩個(gè)方程并解出其中的參數(shù);(2)直接求出,再用裂項(xiàng)法即可.【詳解】(1)設(shè),則由已知有,.將第一個(gè)等式展開化簡(jiǎn)可得,故由知.再代入第二個(gè)等式可得,解得,從而.故的通項(xiàng)公式是.(2)由于,故.9.(2024·湖南衡陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))已知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且也是等差數(shù)列.(1)求數(shù)列的公差;(2)若,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)出公差,根據(jù)為等差,得到,求出公差;(2)得到,裂項(xiàng)相消法求和,得到答案.【詳解】(1)設(shè)數(shù)列的公差為d,則.因?yàn)槭堑炔顢?shù)列,所以為常數(shù).,所以,解得(2)因?yàn)椋裕剩?0.(2024·黑龍江·三模)已知等差數(shù)列的公差,與的等差中項(xiàng)為5,且.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)求數(shù)列的前20項(xiàng)和.【答案】(1)數(shù)列的通項(xiàng)公式為;(2)數(shù)列的前20項(xiàng)和為.【分析】(1)根據(jù)等差中項(xiàng)求出,再根據(jù)求出公差,最后根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式,求出的通項(xiàng)公式;(2)先寫出,對(duì)為偶數(shù)的情況進(jìn)行裂項(xiàng),再用分組求和法求出.【詳解】(1)因?yàn)闉榈炔顢?shù)列,且與的等差中項(xiàng)為5,所以,解得,因?yàn)椋裕獾茫驗(yàn)椋裕裕蕯?shù)列的通項(xiàng)公式為;(2)由題知,即所以,故數(shù)列的前20項(xiàng)和為.一、單選題1.(2024·江蘇泰州·模擬預(yù)測(cè))等差數(shù)列中,其前n項(xiàng)和為,則“”是“為遞減數(shù)列”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】C【分析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,化簡(jiǎn)條件,確定的正負(fù),由此判斷數(shù)列的單調(diào)性,判斷充分性,再由數(shù)列的單調(diào)性推出,由此判斷的大小關(guān)系,判斷必要性,由此可得結(jié)論.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,由,可得,所以,即,所以為遞減數(shù)列,所以“”是“為遞減數(shù)列”的充分條件,若為遞減數(shù)列,則,所以,所以,所以“”是“為遞減數(shù)列”的必要條件,所以“”是“為遞減數(shù)列”的充分必要條件,故選:C.2.(2024·浙江·三模)已知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為,“”是“”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】C【分析】根據(jù)題意,分和兩種情況討論,結(jié)合等差數(shù)列的性質(zhì)及充分條件、必要條件的定義分析判斷即可.【詳解】當(dāng)時(shí),,得;當(dāng)時(shí),,得,所以“”是“”的充要條件,故選:C.二、多選題3.(2024·山西呂梁·三模)已知等差數(shù)列的首項(xiàng)為,公差為,前項(xiàng)和為,若,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.當(dāng)最大B.使得成立的最小自然數(shù)C.D.中最小項(xiàng)為【答案】BD【分析】根據(jù)題意,結(jié)合條件即可得到,即可判斷AC,結(jié)合等差數(shù)列的求和公式即可判斷B,再由,或時(shí),;時(shí),即可判斷D,【詳解】根據(jù)題意:,即,兩式相加,解得:,當(dāng)時(shí),最大,故A錯(cuò)誤由,可得到,所以,,所以,故C錯(cuò)誤;由以上可得:,,而,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;所以使得成立的最小自然數(shù),故B正確.當(dāng),或時(shí),;當(dāng)時(shí),;由,所以中最小項(xiàng)為,故D正確.故選:BD.三、填空題4.(2024·四川內(nèi)江·模擬預(yù)測(cè))數(shù)列滿足,,若數(shù)列的前項(xiàng)的和為,則的的最小值為.【答案】【分析】根據(jù)已知條件得,令,通過(guò)裂項(xiàng)相消求得,然后代入即可求解.【詳解】數(shù)列滿足①,當(dāng)時(shí),,即,當(dāng)時(shí),②,由②①得,數(shù)列的所有奇數(shù)項(xiàng),,數(shù)列的所有偶數(shù)項(xiàng),,綜上,數(shù)列的通項(xiàng)公式為.記,所以數(shù)列的前項(xiàng)和為:,由得,即,因?yàn)?隨著的增大而增大,故當(dāng)時(shí),剛好滿足,所以,的最小值為.故答案為:.5.(2024·江西宜春·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列是等差數(shù)列,,記,分別為,的前項(xiàng)和,若,,則.【答案】【分析】根據(jù)已知條件得到關(guān)于、的二元一次方程組,解方程組,求出、,即可求出數(shù)列的通項(xiàng)公式,,由此可得數(shù)列的通項(xiàng)公式,分組求和即可求解.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為.由,得①,由得②,聯(lián)立①②,,解得,所以.則,所以.故答案為:四、解答題6.(2024·河北衡水·模擬預(yù)測(cè))記各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列的前項(xiàng)和為,已知是與的等差中項(xiàng).(1)求的通項(xiàng)公式;(2)設(shè),數(shù)列的前項(xiàng)和為,證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由是與的等差中項(xiàng),可得,化簡(jiǎn)得,可得,作差可得,則可得的通項(xiàng)公式;(2)由(1)得,,分組求,可得,可得,即可得證.【詳解】(1)由題意,得,即,即①,所以②,①-②,得,即.又,所以.由是與的等差中項(xiàng),得當(dāng)時(shí),,解得,所以是以1為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列,故.(2)由(1)得,則,所以,所以,所以.7.(2024·福建廈門·三模)設(shè)為數(shù)列的前項(xiàng)和,已知,且為等差數(shù)列.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)若,求的前項(xiàng)和.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)等差數(shù)列定義可得,利用與之間關(guān)系可證得數(shù)列通的項(xiàng)公式;(2)采用分組求和法,分別對(duì)奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)求和,結(jié)合等差數(shù)列求和公式和裂項(xiàng)相消法可求得結(jié)果.【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,因?yàn)椋裕矗裕矗?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,滿足上式,所以.(2)由(1)知?jiǎng)t所以數(shù)列的前項(xiàng)和為.8.(2024·江蘇宿遷·三模)在數(shù)列中,.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)已知數(shù)列滿足;①求證:數(shù)列是等差數(shù)列;②若,設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,求證:.【答案】(1)(2)①證明見解析;②證明見解析【分析】(1)變形得到,結(jié)合,故,從而得到;(2)①化簡(jiǎn)得到,利用得到,同理可得,證明出是等差數(shù)列;②求出,結(jié)合,得到公差,得到通項(xiàng)公式,所以,裂項(xiàng)相消法求和證明出結(jié)論.【詳解】(1)因?yàn)椋裕裕裕驗(yàn)椋詎=1時(shí),,所以數(shù)列是各項(xiàng)為0的常數(shù)列,即,所以.(2)①由得所以①所以②②-①得:③所以④④-③得,所以即所以數(shù)列是等差數(shù)列.②當(dāng)時(shí),由得,所以,又,故的公差為1,所以,所以,即.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:常見的裂項(xiàng)相消法求和類型:分式型:,,等;指數(shù)型:,等,根式型:等,對(duì)數(shù)型:,且;9.(2024·安徽合肥·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足,且對(duì)任意均有.(1)設(shè),證明為等差數(shù)列;(2)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(3)已知,求.【答案】(1)證明見解析(2)(3)【分析】(1)令,變形遞推關(guān)系,結(jié)合等差數(shù)列定義即可得出證明;(2)由等差數(shù)列通項(xiàng)公式得出,再由累加法得出,結(jié)合賦值可得,即可得出通項(xiàng)公式;(3)分組求和得出,再由裂項(xiàng)相消法求出的前n項(xiàng)和.【詳解】(1)因?yàn)椋睿援?dāng)時(shí),,即,所以,所以為等差數(shù)列.(2)由(1)知,,所以,即,所以,,所以,,再由,令,可得,即,解得,所以,,當(dāng)時(shí),,滿足上式.所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為.(3)因?yàn)椋裕O(shè),則,,所以,,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵點(diǎn)在于利用等差數(shù)列通項(xiàng)公式及累加法求出后,表達(dá)式中的求值,首先對(duì)所求的式子中賦值得出,.其次要對(duì)原式恰當(dāng)賦值,聯(lián)立方程求出,具有很強(qiáng)的技巧性.10.(2024·廣西來(lái)賓·模擬預(yù)測(cè))已知數(shù)列滿足:,,其中為數(shù)列的前n項(xiàng)和.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)m為正整數(shù),若存在首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列(),對(duì)任意正整數(shù)k,當(dāng)時(shí),都有成立,求m的最大值.【答案】(1)(2)5【分析】(1)由題意利用遞推關(guān)系式討論可得數(shù)列是等差數(shù)列,據(jù)此即可確定其通項(xiàng)公式;(2)求出,將原問(wèn)題進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)即可求得的最大值.【詳解】(1)因?yàn)椋裕桑茫瑒t,,由,得,當(dāng)時(shí),由,得,故整理得,所以數(shù)列是等差數(shù)列,且首項(xiàng)為,公差為,所以;(2)由(1)知,,因?yàn)閿?shù)列為首項(xiàng)為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列,設(shè)公比為q,所以,,因?yàn)椋裕渲校?,3,…,m.當(dāng)時(shí),有;當(dāng),3,,m時(shí),有.設(shè)(),則,令,得,列表如下:x單調(diào)遞增極大值單調(diào)遞減因?yàn)椋裕裕剩剩睿ǎ瑒t,令,則,當(dāng)時(shí),,即,∴在上單調(diào)遞減,即時(shí),,則,下面求解不等式,化簡(jiǎn)得,令,則,由得,,∴在上單調(diào)遞減,又由于,,∴存在使得,所以,∴m的最大值為5.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:等差數(shù)列的三種判定方法:(1)定義法:(常數(shù))數(shù)列為等差數(shù)列;(2)等差中項(xiàng)法:數(shù)列為等差數(shù)列;(3)通項(xiàng)公式法:(、為常數(shù),)數(shù)列為等差數(shù)列.但如果要證明一個(gè)數(shù)列是等差數(shù)列,則必須用定義法或等差中項(xiàng)法.1.(2024·全國(guó)·高考真題)已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,則(
)A. B. C.1 D.【答案】D【分析】可以根據(jù)等差數(shù)列的基本量,即將題目條件全轉(zhuǎn)化成和來(lái)處理,亦可用等差數(shù)列的性質(zhì)進(jìn)行處理,或者特殊值法處理.【詳解】方法一:利用等差數(shù)列的基本量由,根據(jù)等差數(shù)列的求和公式,,又.故選:D方法二:利用等差數(shù)列的性質(zhì)根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì),,由,根據(jù)等差數(shù)列的求和公式,,故.故選:D方法三:特殊值法不妨取等差數(shù)列公差,則,則.故選:D2.(2023·全國(guó)·高考真題)已知等差數(shù)列的公差為,集合,若,則(
)A.-1 B. C.0 D.【答案】B【分析】根據(jù)給定的等差數(shù)列,寫出通項(xiàng)公式,再結(jié)合余弦型函數(shù)的周期及集合只有兩個(gè)元素分析、推理作答.【詳解】依題意,等差數(shù)列中,,顯然函數(shù)的周期為3,而,即最多3個(gè)不同取值,又,則在中,或或于是有或,即有,解得;或者,解得;所以,或.故選:B3.(2023·全國(guó)·高考真題)記為數(shù)列的前項(xiàng)和,設(shè)甲:為等差數(shù)列;乙:為等差數(shù)列,則(
)A.甲是乙的充分條件但不是必要條件B.甲是乙的必要條件但不是充分條件C.甲是乙的充要條件D.甲既不是乙的充分條件也不是乙的必要條件【答案】C【分析】利用充分條件、必要條件的定義及等差數(shù)列的定義,再結(jié)合數(shù)列前n項(xiàng)和與第n項(xiàng)的關(guān)系推理判斷作答.,【詳解】方法1,甲:為等差數(shù)列,設(shè)其首項(xiàng)為,公差為,則,因此為等差數(shù)列,則甲是乙的充分條件;反之,乙:為等差數(shù)列,即為常數(shù),設(shè)為,即,則,有,兩式相減得:,即,對(duì)也成立,因此為等差數(shù)列,則甲是乙的必要條件,所以甲是乙的充要條件,C正確.方法2,甲:為等差數(shù)列,設(shè)數(shù)列的首項(xiàng),公差為,即,則,因此為等差數(shù)列,即甲是乙的充分條件;反之,乙:為等差數(shù)列,即,即,,當(dāng)時(shí),上兩式相減得:,當(dāng)時(shí),上式成立,于是,又為常數(shù),因此為等差數(shù)列,則甲是乙的必要條件,所以甲是乙的充要條件.故選:C4.(2023·天津·高考真題)已知是等差數(shù)列,.(1)求的通項(xiàng)公式和.(2)設(shè)是等比數(shù)列,且對(duì)任意的,當(dāng)時(shí),則,(Ⅰ)當(dāng)時(shí),求證:;(Ⅱ)求的通項(xiàng)公式及前項(xiàng)和.【答案】(1),;(2)(Ⅰ)證明見解析;(Ⅱ),前項(xiàng)和為.【分析】(1)由題意得到關(guān)于首項(xiàng)、公差的方程,解方程可得,據(jù)此可求得數(shù)列的通項(xiàng)公式,然后確定所給的求和公式里面的首項(xiàng)和項(xiàng)數(shù),結(jié)合等差數(shù)列前項(xiàng)和公式計(jì)算可得.(2)(Ⅰ)利用題中的結(jié)論分別考查不等式兩側(cè)的情況,當(dāng)時(shí),,取,當(dāng)時(shí),,取,即可證得題中的不等式;(Ⅱ)結(jié)合(Ⅰ)中的結(jié)論,利用極限思想確定數(shù)列的公比,進(jìn)而可得數(shù)列的通項(xiàng)公式,最后由等比數(shù)列前項(xiàng)和公式即可計(jì)算其前項(xiàng)和.【詳解】(1)由題意可得,解得,則數(shù)列的通項(xiàng)公式為,求和得.(2)(Ⅰ)由題意可知,當(dāng)時(shí),,取,則,即,當(dāng)時(shí),,取,此時(shí),據(jù)此可得,綜上可得:.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:,則數(shù)列的公比滿足,當(dāng)時(shí),,所以,所以,即,當(dāng)時(shí),,所以,所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為,其前項(xiàng)和為:.【點(diǎn)睛】本題的核心在考查數(shù)列中基本量的計(jì)算和數(shù)列中的遞推關(guān)系式,求解數(shù)列通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和的核心是確定數(shù)列的基本量,第二問(wèn)涉及到遞推關(guān)系式的靈活應(yīng)用,先猜后證是數(shù)學(xué)中常用的方法之一,它對(duì)學(xué)生探索新知識(shí)很有裨益.5.(2023·全國(guó)·高考真題)已知為等差數(shù)列,,記,分別為數(shù)列,的前n項(xiàng)和,,.(1)求的通項(xiàng)公式;(2)證明:當(dāng)時(shí),.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,用表示及,即可求解作答.(2)方法1,利用(1)的結(jié)論求出,,再分奇偶結(jié)合分組求和法求出,并與作差比較作答;方法2,利用(1)的結(jié)論求出,,再分奇偶借助等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式求出,并與作差比較作答.【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,而,則,于是,解得,,所以數(shù)列的通項(xiàng)公式是.(2)方法1:由(1)知,,,當(dāng)為偶數(shù)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,因此,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此,所以當(dāng)時(shí),.方法2:由(1)知,,,當(dāng)為偶數(shù)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此,當(dāng)為奇數(shù)時(shí),若,則,顯然滿足上式,因此當(dāng)為奇數(shù)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此,所以當(dāng)時(shí),.6.(2022·全國(guó)·高考真題)圖1是中國(guó)古代建筑中的舉架結(jié)構(gòu),是桁,相鄰桁的水平距離稱為步,垂直距離稱為舉,圖2是某古代建筑屋頂截面的示意圖.其中是舉,是相等的步,相鄰桁的舉步之比分別為.已知成公差為0.1的等差數(shù)列,且直線的斜率為0.725,則(
)A.0.75 B.0.8 C.0.85 D.0.9【答案】D【分析】設(shè),則可得關(guān)于的方程,求出其解后可得正確的選項(xiàng).【詳解】設(shè),則,依題意,有,且,所以,故,故選:D7.(2022·全國(guó)·高考真題)記為等差數(shù)列的前n項(xiàng)和.若,則公差.【答案】2【分析】轉(zhuǎn)化條件為,即可得解.【詳解】由可得,化簡(jiǎn)得,即,解得.故答案為:2.8.(2022·北京·高考真題)設(shè)是公差不為0的無(wú)窮等差數(shù)列,則“為遞增數(shù)列”是“存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),”的(
)A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】C【分析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式結(jié)合充分條件、必要條件的定義判斷可得出結(jié)論.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,則,記為不超過(guò)的最大整數(shù).若為單調(diào)遞增數(shù)列,則,若,則當(dāng)時(shí),;若,則,由可得,取,則當(dāng)時(shí),,所以,“是遞增數(shù)列”“存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),”;若存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),,取且,,假設(shè),令可得,且,當(dāng)時(shí),,與題設(shè)矛盾,假設(shè)不成立,則,即數(shù)列是遞增數(shù)列.所以,“是遞增數(shù)列”“存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),”.所以,“是遞增數(shù)列”是“存在正整數(shù),當(dāng)時(shí),”的充分必要條件.故選:C.9.(2022·浙江·高考真題)已知等差數(shù)列的首項(xiàng),公差.記的前n項(xiàng)和為.(1)若,求;(2)若對(duì)于每個(gè),存在實(shí)數(shù),使成等比數(shù)列,求d的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】
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