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《高中数学 1.2.3等差数列的前n项和2学案 北师大版必修5》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3课时 等差数列的前n项和思路方法技巧命题方向 有关等差数列的基本量的运算[例1] 已知等差数列{an}中,(1)a1=,d=-,Sn=-15,求n和an;(2)a1=1,an=-512,Sn=-1022,求公差d.[分析] a1,d,n称为等差数列的三个基本量,an和Sn都可以用这三个基本量表示,五个基本量a1,d,n,an,Sn中可“知三求二”.[解析] (1)∵Sn=n·+·(-)=-15,整理,得n2-7n-60=0.解之得n=12或n=-5(舍去).∴a12=+(12-1)×(-)=-4.(2)
2、由Sn===-1022,解之得n=4.又由an=a1+(n-1)d,即-512=1+(4-1)d,解之得d=-171.[说明] 等差数列的通项公式及前n项和公式中“知三求二”的问题,一般是由通项公式和前n项和公式联立方程(组)求解.这种方法是解决数列运算的基本方法,在具体求解过程中应注意已知与未知的联系及整体代换思想的运用.变式应用1 在等差数列{an}中,(1)已知a6=10,S5=5,求a8和S8;(2)已知a3+a15=40,求S17.[解析] (1)∵a6=10,S5=5,a1+5d=10a1=-5
3、∴,解得.5a1+10d=5d=3∴a8=a6+2d=16,S8==44.(2)∵a1+a17=a3+a15,∴S17====340.命题方向 等差数列前n项和的性质[例2] 一个等差数列的前10项之和为100,前100项之和为10,求前110项之和.[分析] 解答本题可利用前n项和公式求出a1和d,即可求出S110,或利用等差数列前n项和的性质求解.[解析] 方法一:设等差数列{an}的公差为d,前n项和为Sn,则Sn=na1+d.10a1+d=100 ①由已知得100a1+d=10 ②①×
4、10-②,整理得d=-,代入①,得a1=.∴S110=110a1+d=110×+×(-)=110()=-110.故此数列的前110项之和为-110.方法二:数列S10,S20-S10,S30-S20,…,S100-S90,S110-S100成等差数列,设其公差为D,前10项和10S10+×D=S100=10D=-22,∴S110-S100=S10+(11-1)D=100+10×(-22)=-120.∴S110=-120+S100=-110.方法三:设Sn=an2+bn.∵S10=100,S100=10,10
5、2a+10b=100a=-∴,.1002a+100b=10b=∴Sn=-n2+n.∴S110=-×1102+×110=-110.方法四:∵S100-S10=a11+a12+…+a100==.又S100-S10=10-100=-90,∴a1+a110=-2.∴S110==-110.方法五:在等差数列中,因为点(n,)共线,所以(10,),(100,),(110,)三点共线,故=即=∴=10+×(-10)=-1∴S110=-110.[说明] 比较上述五种解法可以看出,利用等差数列前n项和的性质解题,可以大大减少
6、运算量.变式应用2 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且Sm=70,S2m=110,则S3m= .[答案] 120[解析] ∵{an}为等差数列,∴Sm,S2m-Sm,S3m-S2m也成等差数列,∴2(S2m-Sm)=Sm+S3m-S2m,即2(110-70)=70+S3m-110,∴S3m=120.命题方向 等差数列前n项和的最值问题[例3] 已知数列{an}是等差数列,a1=50,d=-0.6.(1)从第几项开始有an<0;(2)求此数列的前n项和的最大值.[分析] 对于(1)实质上是解一个不
7、等式,但要注意n∈N+;对于(2)实际上是研究Sn随n的变化规律,由于等差数列中Sn是关于n的二次函数,所以可以用二次函数的方法处理,也可以由an的变化推测Sn的变化.[解析] (1)因为a1=50,d=-0.6,所以an=50-0.6(n-1)=-0.6n+50.6.令-0.6n+50.6≤0,则n≥≈84.3.由于n∈N+,故当n≥85时,an<0,即从第85项起以后各项均小于0.(2)解法一:因为d=-0.6<0,a1=50>0,由(1)知a84>0,a85<0,所以S1
8、S85>S86>….所以当n=84时,Sn有最大值,即S84=50×84+×(-0.6)=2108.4.解法二:Sn=50n+×(-0.6)=-0.3n2+50.3n=-0.3(n-)2+.当n取接近于的自然数,即n=84时,Sn达到最大值S84=2108.4.[说明] 求等差数列的前n项和Sn的最值有两种方法:方法一:根据项的正负来定.若a1>0,d<0,则数列的所有正数项之和最大;若a1<0,d>0,则数列的