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- 2021-06-11 发布
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课时分层训练(二十九)
等差数列及其前n项和
A组 基础达标
(建议用时:30分钟)
一、选择题
1.在等差数列{an}中,a1=0,公差d≠0,若am=a1+a2+…+a9,则m的值为( )
【导学号:01772178】
A.37 B.36
C.20 D.19
A [am=a1+a2+…+a9=9a1+d=36d=a37.]
2.(2017·深圳二次调研)在等差数列{an}中,若前10项的和S10=60,且a7=7,则a4=( )
【导学号:01772179】
A.4 B.-4
C.5 D.-5
C [法一:由题意得解得∴a4=a1+3d=5,故选C.
法二:由等差数列的性质有a1+a10=a7+a4,∵S10==60,∴a1+a10=12.又∵a7=7,∴a4=5,故选C.]
3.(2017·福州质检)已知数列{an}是等差数列,且a7-2a4=6,a3=2,则公差d=( )
A.2 B.4
C.8 D.16
B [法一:由题意得a3=2,a7-2a4=a3+4d-2(a3+d)=6,解得d=4,故选B.
法二:由题意得解得故选B.]
4.等差数列{an}中,已知a5>0,a4+a7<0,则{an}的前n项和Sn的最大值为( )
【导学号:01772180】
A.S7 B.S6
C.S5 D.S4
C [∵∴
∴Sn的最大值为S5.]
5.(2017·湖北七市4月联考)在我国古代著名的数学专著《九章算术》里有一段叙述:今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增十三里;驽马初日行九十七里,日减半里;良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢,问:几日相逢?( )
A.9日 B.8日
C.16日 D.12日
A [根据题意,显然良马每日行程构成一个首项a1=103,公差d1=13的等差数列,前n天共跑的里程为S=na1+d1=103n+n(n-1)=6.5n2+96.5n;驽马每日行程也构成一个首项b1=97,公差d2=-0.5的等差数列,前n天共跑的里程为S=nb1+d2=97n-n(n-1)=-0.25n2+97.25n.两马相逢时,共跑了一个来回.设其第n天相逢,则有6.5n2+96.5n-0.25n2+97.25n=1 125×2,解得n=9,即它们第9天相遇,故选A.]
二、填空题
6.(2017·郑州二次质量预测)已知{an}为等差数列,公差为1,且a5是a3与a11的等比中项,则a1=__________.
-1 [因为a5是a3与a11的等比中项,所以a=a3·a11,即(a1+4d)2=(a1+2d)(a1+10d),解得a1=-1.]
7.(2016·北京高考)已知{an}为等差数列,Sn为其前n项和.若a1=6,a3+a5=0,则S6=________.
6 [∵a3+a5=2a4,∴a4=0.
∵a1=6,a4=a1+3d,∴d=-2.
∴S6=6a1+d=6.]
8.(2016·江苏高考)已知{an}是等差数列,Sn是其前n项和.若a1+a=-3,S5=10,则a9的值是________.
20 [法一:设等差数列{an}的公差为d,由S5=10,知S5=5a1+d=10,得a1+2d=2,即a1=2-2d,所以a2=a1+d=2-d,代入a1+a=-3,化简得d2-6d+9=0,所以d=3,a1=-4.故a9=a1+8d=-4+24=20.
法二:设等差数列{an}的公差为d,由S5=10,知=5a3=10,所以a3=2.
由a1+a3=2a2,得a1=2a2-2,代入a1+a=-3,化简得a+2a2+1=0,所以a2=-1.
公差d=a3-a2=2+1=3,故a9=a3+6d=2+18=20.]
三、解答题
9.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.
【导学号:01772181】
(1)求a及k的值;
(2)设数列{bn}的通项bn=,证明:数列{bn}是等差数列,并求其前n项和Tn.
[解] (1)设该等差数列为{an},则a1=a,a2=4,a3=3a,
由已知有a+3a=8,得a1=a=2,公差d=4-2=2,
所以Sk=ka1+·d=2k+×2=k2+k.3分
由Sk=110,得k2+k-110=0,
解得k=10或k=-11(舍去),故a=2,k=10.5分
(2)证明:由(1)得Sn==n(n+1),
则bn==n+1,
故bn+1-bn=(n+2)-(n+1)=1,8分
即数列{bn}是首项为2,公差为1的等差数列,
所以Tn==.12分
10.(2017·合肥三次质检)等差数列{an}的首项a1=1,公差d≠0,且a3·a4=a12.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an·2n,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解] (1)由a3·a4=a12得(1+2d)·(1+3d)=1+11d⇒d=1或d=0(不合题意舍去),∴数列{an}的通项公式为an=n.5分
(2)依题意bn=an·2n=n·2n,
Tn=1×21+2×22+3×23+…+n×2n,
2Tn=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,9分
两式相减得-Tn=21+22+23+…+2n-n×2n+1
=-n×2n+1
=(1-n)2n+1-2,
∴Tn=(n-1)2n+1+2.12分
B组 能力提升
(建议用时:15分钟)
1.设数列{an}的前n项和为Sn,若为常数,则称数列{an}为“吉祥数列”.已知等差数列{bn}的首项为1,公差不为0,若数列{bn}为“吉祥数列”,则数列{bn}的通项公式为( )
【导学号:01772182】
A.bn=n-1 B.bn=2n-1
C.bn=n+1 D.bn=2n+1
B [设等差数列{bn}的公差为d(d≠0),=k,因为b1=1,则n+n(n-1)d=k,
即2+(n-1)d=4k+2k(2n-1)d,
整理得(4k-1)dn+(2k-1)(2-d)=0.
因为对任意的正整数n上式均成立,
所以(4k-1)d=0,(2k-1)(2-d)=0,
解得d=2,k=,
所以数列{bn}的通项公式为bn=2n-1.]
2.已知等差数列{an}的首项a1=20,公差d=-2,则前n项和Sn的最大值为__________.
110 [因为等差数列{an}的首项a1=20,公差d=-2,代入求和公式得,
Sn=na1+d=20n-×2
=-n2+21n=-2+2,
又因为n∈N*,所以n=10或n=11时,Sn取得最大值,最大值为110.]
3.(2014·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] (1)证明:由题设知anan+1=λSn-1,an+1an+2=λSn+1-1,2分
两式相减得an+1(an+2-an)=λan+1,
由于an+1≠0,所以an+2-an=λ.5分
(2)由题设知a1=1,a1a2=λS1-1,
可得a2=λ-1.
由(1)知,a3=λ+1.7分
令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;9分
{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.12分