2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题37等差数列及其前n项和学生版

专题37等差数列及其前n项和一、【知识梳理】【考纲要求】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，并能用等差数列的有关知识解决相应的问题.4.了解等差数列与一次函数的关系.【考点预测】1．等差数列的有关概念(1)等差数列的定义一般地，如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的差都等于同一个常数，那么这个数列就叫做等差数列，这个常数叫做等差数列的公差，通常用字母d表示，定义表达式为an－an－1＝d(常数)(n≥2，n∈N*)．(2)等差中项若三个数a，A，b成等差数列，则A叫做a与b的等差中项，且有A＝eq\f(a＋b,2).2．等差数列的有关公式(1)通项公式：an＝a1＋(n－1)d.(2)前n项和公式：Sn＝na1＋eq\f(nn－1,2)d或Sn＝eq\f(na1＋an,2).3．等差数列的常用性质(1)通项公式的推广：an＝am＋(n－m)d(n，m∈N*)．(2)若{an}为等差数列，且k＋l＝m＋n(k，l，m，n∈N*)，则ak＋al＝am＋an.(3)若{an}是等差数列，公差为d，则ak，ak＋m，ak＋2m，…(k，m∈N*)是公差为md的等差数列．(4)数列Sm，S2m－Sm，S3m－S2m，…也是等差数列．(5)S2n－1＝(2n－1)an.(6)等差数列{an}的前n项和为Sn，eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列．【常用结论】1.关于等差数列奇数项和与偶数项和的性质①若项数为2n，则S偶－S奇＝nd，eq\f(S奇,S偶)＝eq\f(an,an＋1)；②若项数为2n－1，则S偶＝(n－1)an，S奇＝nan，S奇－S偶＝an，eq\f(S奇,S偶)＝eq\f(n,n－1).2.两个等差数列{an}，{bn}的前n项和Sn，Tn之间的关系为eq\f(S2n－1,T2n－1)＝eq\f(an,bn).【方法技巧】1.等差数列的基本运算的解题策略(1)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，体现了方程思想．(2)数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换的作用，而a1和d是等差数列的两个基本量，用它们表示已知量和未知量是常用方法．2.等差数列的判定与证明方法3.如果{an}为等差数列，m＋n＝p＋q，则am＋an＝ap＋aq(m，n，p，q∈N*)．因此，若出现am－n，am，am＋n等项时，可以利用此性质将已知条件转化为与am(或其他项)有关的条件；若求am项，可由am＝eq\f(1,2)(am－n＋am＋n)转化为求am－n，am＋n或am－n＋am＋n的值．4.等差数列前n项和的性质在等差数列{an}中，Sn为其前n项和，则(1)S2n＝n(a1＋a2n)＝…＝n(an＋an＋1)；(2)S2n－1＝(2n－1)an；(3)当项数为偶数2n时，S偶－S奇＝nd；项数为奇数2n－1时，S奇－S偶＝a中，S奇∶S偶＝n∶(n－1)．5.求等差数列{an}的前n项和Sn的最值的方法二、【题型归类】【题型一】等差数列的基本运算【典例1】记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a1＝－2，a2＋a6＝2，则S10＝________.【典例2】将数列{2n－1}与{3n－2}的公共项从小到大排列得到数列{an}，则{an}的前n项和为__________.【典例3】已知等差数列{an}的前n项和为Sn，若S8＝a8＝8，则公差d＝()A.eq\f(1,4) B.eq\f(1,2) C.1 D.2【题型二】等差数列的判定与证明【典例1】已知数列{an}的各项均为正数，记Sn为{an}的前n项和，从下面①②③中选取两个作为条件，证明另外一个成立．①数列{an}是等差数列；②数列{eq\r(Sn)}是等差数列；③a2＝3a1.注：若选择不同的组合分别解答，则按第一个解答计分．【典例2】已知在数列{an}中，a1＝1，an＝2an－1＋1(n≥2，n∈N*)，记bn＝log2(an＋1)．(1)判断{bn}是否为等差数列，并说明理由；(2)求数列{an}的通项公式．【典例3】已知数列{an}满足a1＝1，且nan＋1－(n＋1)an＝2n2＋2n.(1)求a2，a3；(2)证明数列eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,n)))是等差数列，并求{an}的通项公式．【题型三】等差数列项的性质【典例1】设Sn为等差数列{an}的前n项和，且4＋a5＝a6＋a4，则S9等于()A．72B．36C．18D．9【典例2】在等差数列{an}中，若a2＋a4＋a6＋a8＋a10＝80，则a7－eq\f(1,2)a8的值为()A．4B．6C．8D．10【典例3】已知数列{an}满足2an＝an－1＋an＋1(n≥2)，a2＋a4＋a6＝12，a1＋a3＋a5＝9，则a3＋a4等于()A．6 B．7C．8 D．9【题型四】等差数列前n项和性质的应用【典例1】已知等差数列{an}的前10项和为30，它的前30项和为210，则前20项和为()A．100 B．120C．390 D．540【典例2】在等差数列{an}中，a1＝－2018，其前n项和为Sn，若eq\f(S12,12)－eq\f(S10,10)＝2，则S2018的值等于()A．－2018 B．－2016C．－2019 D．－2017【典例3】北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所，分上、中、下三层．上层中心有一块圆形石板(称为天心石)，环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环，向外每环依次增加9块．下一层的第一环比上一层的最后一环多9块，向外每环依次也增加9块，已知每层环数相同，且下层比中层多729块，则三层共有扇面形石板(不含天心石)()A．3699块 B．3474块C．3402块 D．3339块【题型五】等差数列的前n项和的最值【典例1】已知等差数列{an}的前n项和为Sn，a6＋a8＝6，S9－S6＝3，则Sn取得最大值时n的值为()A．5 B．6C．7 D．8【典例2】设等差数列{an}的前n项和为Sn，且a1＞0，a3＋a10＞0，a6a7＜0，则满足Sn＞0的最大自然数n的值为()A．6 B．7C．12 D．13三、【培优训练】【训练一】（多选）已知定义：在数列{an}中，若aeq\o\al(2,n)－aeq\o\al(2,n－1)＝p(n≥2，n∈N*，p为常数)，则称{an}为等方差数列．下列命题正确的是()A．若{an}是等方差数列，则{aeq\o\al(2,n)}是等差数列B．{(－1)n}是等方差数列C．若{an}是等方差数列，则{akn}(k∈N*，k为常数)不可能还是等方差数列D．若{an}既是等方差数列，又是等差数列，则该数列为常数列【训练二】多环芳香烃化合物中有不少是致癌物质，学生钟爱的快餐油炸食品中会产生苯并芘，它是由苯和芘稠合而成的一类多环芳香烃，长期食用会致癌．下面是一组多环芳香烃的结构简式和分子式：名称萘蒽并四苯…并n苯结构简式……分子式C10H8C14H10C18H12……由此推断并十苯的分子式为________．【训练三】设数列{an}的前n项和为Sn，若eq\f(Sn,S2n)为常数，则称数列{an}为“精致数列”．已知等差数列{bn}的首项为1，公差不为0，若数列{bn}为“精致数列”，则数列{bn}的通项公式为________．【训练四】定义向量列a1，a2，a3，…，an从第二项开始，每一项与它的前一项的差都等于同一个常向量(即坐标都是常数的向量)，即an＝an－1＋d(n≥2，且n∈N*)，其中d为常向量，则称这个向量列{an}为等差向量列．这个常向量叫做等差向量列的公差向量，且向量列{an}的前n项和Sn＝a1＋a2＋…＋an.已知等差向量列{an}满足a1＝(1,1)，a2＋a4＝(6,10)，则向量列{an}的前n项和Sn＝____________________.【训练五】在等差数列{an}中，a3＋a4＝4，a5＋a7＝6.(1)求{an}的通项公式；(2)设{bn}＝[an]，求数列{bn}的前10项和，其中[x]表示不超过x的最大整数，如[0.9]＝0，[2.6]＝2.【训练六】等差数列{an}中，公差d＜0，a2＋a6＝－8，a3a5＝7.(1)求{an}的通项公式；(2)记Tn为数列{bn}前n项的和，其中bn＝|an|，n∈N*，若Tn≥1464，求n的最小值.四、【强化测试】【单选题】1.已知公差不为0的等差数列{an}中，a2＋a4＝a6，a9＝aeq\o\al(2,6)，则a10＝()A.eq\f(5,2) B.5 C.10 D.402.已知数列{an}满足5an＋1＝25·5an，且a2＋a4＋a6＝9，则logeq\f(1,3)(a5＋a7＋a9)＝()A.－3 B.3 C.－eq\f(1,3) D.eq\f(1,3)3.在数列{an}中，a1＝3，am＋n＝am＋an(m，n∈N*)，若a1＋a2＋a3＋…＋ak＝135，则k＝()A.10 B.9 C.8 D.74.已知等差数列{an}满足a3＋a6＋a8＋a11＝12，则2a9－a11的值为()A．－3B．3C．－12D．125.中国古代数学名著《张邱建算经》中有如下问题：今有十等人，每等一人，宫赐金以等次差降之(等差数列)，上三人先入，得金四斤，持出；下四人后入，得金三斤，持出；中间三人未到者，亦依等次更给．则第一等人(得金最多者)得金斤数是()A.eq\f(37,26) B.eq\f(37,27)C.eq\f(52,39) D.eq\f(56,39)6.已知等差数列{an}的项数为奇数，其中所有奇数项之和为319，所有偶数项之和为290，则该数列的中间项为()A．28 B．29C．30 D．317.已知数列{an}是等差数列，若a9＋3a11<0，a10·a11<0，且数列{an}的前n项和Sn有最大值，那么Sn取得最小正值时n等于()A．20B．17C．19D．218.已知函数f(x)的图象关于直线x＝－1对称，且f(x)在(－1，＋∞)上单调，若数列{an}是公差不为0的等差数列，且f(a50)＝f(a51)，则数列{an}的前100项的和为()A．－200 B．－100C．－50 D．0【多选题】9.设数列{an}的前n项和为Sn，若eq\f(S2n,S4n)为常数，则称数列{an}为“吉祥数列”，则下列数列{bn}为“吉祥数列”的是()A.bn＝n B.bn＝(－1)n(n＋1)C.bn＝4n－2 D.bn＝2n10.设{an}是等差数列，Sn是其前n项的和，且S5＜S6，S6＝S7＞S8，则下列结论正确的是()A．d＜0B．a7＝0C．S9＞S5D．S6与S7均为Sn的最大值11.已知数列{an}是公差不为0的等差数列，前n项和为Sn，满足a1＋5a3＝S8，下列选项正确的有()A．a10＝0B．S10最小C．S7＝S12D．S20＝012.设等差数列{an}的前n项和为Sn，公差为d.已知a3＝12，S12＞0，a7＜0，则()A．a6＞0B．－eq\f(24,7)＜d＜－3C．当Sn＜0时，n的最小值为13D．数列eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,an)))中的最小项为第7项【填空题】13.设Sn为等差数列{an}的前n项和，若S6＝1，S12＝4，则S18＝________.14.等差数列{an}与{bn}的前n项和分别为Sn和Tn，若eq\f(Sn,Tn)＝eq\f(3n－2,2n＋1)，则eq\f(a7,b7)等于________.15.设等差数列{an}的前n项和为Sn.若a2＝－3，S5＝－10，则a5＝________.16.一百零八塔，位于宁夏吴忠青铜峡市，是始建于西夏时期的喇嘛式实心塔群，是中国现存最大且排列最整齐的喇嘛塔群之一．一百零八塔，因塔群的塔数而得名，塔群随山势凿石分阶而建，由下而上逐层增高，依山势自上而下各层的塔数分别为1,3,3,5,5,7，…，该数列从第5项开始成等差数列，则该塔群最下面三层的塔数之和为________．【解答题】17.记Sn为等差数列{an}的前n项和．已知S9＝－a5.(1)若a3＝4，求{an}的通项公式；(2)若a1＞0，求使得Sn≥an的n的取值范围．18.已知等差数列的前三项依次为a，4，3a，前n项和为Sn，且Sk＝110.(1)求a及k的值；(2)已知数列{bn}满足bn＝eq\f(Sn,n)，证明数列{bn}是等差数列，并求其前n项和Tn.19.在①数列{Sn－n2}是公差为－3的等差数列，②Sn＝n2＋an－5n＋4，③数列{an}是公差不为0的等差数列，且a3a6＝aeq\o\al(2,4)这三个条件中任意选择一个，添加到下面的题目中，然后解答补充完整的题目．已知数列{an}中，a1＝－2，{an}的前n项和为Sn，且________．求an.20.若数列{an}的各项均为正数，对任意n∈