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文檔簡介

1、等差數(shù)列前n項和的最值問題問題引入:已知數(shù)列的前n項和,求這個數(shù)列的通項公式.數(shù)列是等差數(shù)列嗎?如果是,它的首項與公差分別是什么? 解:當(dāng)n>1時: 當(dāng)n=1時:綜上:,其中:,探究1:一般地,如果一個數(shù)列的前n項和為:其中:p.q.r為常數(shù),且p0,那么這個數(shù)列一定是等差數(shù)列嗎?如果是,它的首項和公差分別是什么?結(jié)論:當(dāng)r=0時為等差,當(dāng)r0時不是一、 應(yīng)用二次函數(shù)圖象求解最值例1:等差數(shù)列中, ,則n的取值為多少時?最大分析:等差數(shù)列的前n項和是關(guān)于n的二次函數(shù),因此可從二次函數(shù)的圖象的角度來求解。解析:由條件可知,d<0,且,其圖象是開口向下的拋物線,所以在對稱軸處取得最大值

2、,且對稱軸為,而,且6.5介于6與7的中點(diǎn),從而或時最大。1. 已知等差數(shù)列中=13且=,那么n取何值時,取最大值.解析:設(shè)公差為d,由=得:3×13+3×2d/2=11×13+11×10d/2 d= -2, =13-2(n-1), =15-2n,由即得:6.5n7.5,所以n=7時,取最大值.2. 已知an是各項不為零的等差數(shù)列,其中a10,公差d0,若S10=0,求數(shù)列an前5項和取得最大值結(jié)合二次函數(shù)的圖象,得到二次函數(shù)圖象的開口向下,根據(jù)圖象關(guān)于對稱軸對稱的特點(diǎn),得到函數(shù)在對稱軸處取到最大值,注意對稱軸對應(yīng)的自變量應(yīng)該是整數(shù)或離對稱軸最近的整數(shù)a

3、n是各項不為零的等差數(shù)列,其中a10,公差d0,S10=0,根據(jù)二次函數(shù)的圖象特點(diǎn)得到圖象開口向下,且在n=5時,數(shù)列an前5項和取得最大值二、轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)求最值例2、在等差數(shù)列中, 14, 公差d3, 求數(shù)列的前n項和的最小值分析:利用條件轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),通過配方寫成頂點(diǎn)式易求解。解析:3d, 149, 23, 23n(n), 當(dāng)n=最小時,最小,但由于,介于8與9之間, ,即有且,故當(dāng)n8 100最小. 點(diǎn)評:通過條件求出,從而將轉(zhuǎn)化為關(guān)于n的二次函數(shù),然后配方求解,但要注意的是此處介于8與9之間,但并不能取兩個整數(shù),判斷的標(biāo)準(zhǔn)是對稱軸是否處于兩個整數(shù)中點(diǎn),否則只有一個取值。3. 已知

4、等差數(shù)列中,前項和,則使有最小值的是(B )A、 B、 C、 D、4. 已知an是等差數(shù)列,其中a1=31,公差d=8,則數(shù)列an前n項和的最大值為76分析:(1)根據(jù)數(shù)列的首項和公差寫出數(shù)列的前n項和,它是關(guān)于n的二次函數(shù),二次項的系數(shù)小于零,函數(shù)存在最大值,結(jié)合二次函數(shù)的最值得到結(jié)果,注意變量n的取值解答:解:(1)an是等差數(shù)列,其中a1=31,公差d=8,數(shù)列an前n項和sn=4n2+35n,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),當(dāng)n=時,前n項和sn取到最大值,nN,n=4,前n項和sn的最大值是sn=64+140=76,5. 已知一個等差數(shù)列的前項的和是,前項的和是.求此等差數(shù)列的前項和,并求出當(dāng)為

5、何值時,最大,最大值是多少?= 當(dāng)N=10或11時,取最大值為1106. 已知an為等差數(shù)列,a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,以Sn表示an的前n項和,則使得Sn達(dá)到最大值的n是設(shè)an的公差為d,由題意得a1+a3+a5=a1+a1+2d+a1+4d=105,即a1+2d=35,a2+a4+a6=a1+d+a1+3d+a1+5d=99,即a1+3d=33,由聯(lián)立得a1=39,d=-2,sn=39n+ ×(-2)=-n2+40n=-(n-20)2+400,故當(dāng)n=20時,Sn達(dá)到最大值4007. 已知等差數(shù)列an的公差d0,若a3a7=9,a1+a9=10,則該數(shù)列的

6、前n項和Sn的最大值為49分析:根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)得到第3項與第7項的和等于首項與第9項的和等于10,又第3項與第7項的積為9,寫出一個兩根為a3和a7關(guān)于x的一元二次方程,求出方程的解,且根據(jù)等差d小于0可得到a3和a7的值,進(jìn)而求出數(shù)列的首項和公差,根據(jù)首項和公差寫出等差數(shù)列的前n項和公式,配方后即可求出數(shù)列的前n項和Sn的最大值解答:解:由題意a1+a9=10,得到a3+a7=10,又a3a7=9,得到a3,a7為方程x210x+9=0的兩根,且d0,得到a3=9,a7=1,則d=2,所以a1=13,Sn=n2+14n49+49=(n7)2+49,則當(dāng)n=7時,該數(shù)列的前n項和Sn的最大

7、值為49故答案為:498. 在等差數(shù)列an中,a1=25,S17=S9,求Sn的最大值解:由S17=S9,得到=,即17(2a1+16d)=9(2a1+8d),又a1=25,得:d=2,所以an=a1+(n1)d=2n+27,則Sn=n2+26n=(n13)2+169,所以當(dāng)n=13時,Snmax=169三、在等差數(shù)列中,有關(guān)的最值問題常用鄰項變號法求解:  (1)當(dāng)>0,d<0時,滿足的項數(shù)m使得取最大.(2)當(dāng)<0,d>0時,滿足的項數(shù)m使得取最小值。例3:已知等差數(shù)列an的an243n,則前多少項和最大?由an243n知當(dāng)時,當(dāng)時,前8項或前7

8、項的和取最大值.9. 已知等差數(shù)列bn的通項bn2n-17,則前多少項和最小?解:由bn2n17n知當(dāng)時,當(dāng)時, 前8項的和取最小值.點(diǎn)評:通過數(shù)列中數(shù)的特性,可由,從解不等式來確定的最大值。小結(jié):對等差數(shù)列前n項和的求法,通常從二次函數(shù)與不等式的角度來求解,但有一點(diǎn)要注意的是最值的取值不一定在對稱軸處,必須認(rèn)真考察n取何值才符合10. 已知等差數(shù)列an,滿足an =40-4n ,求前多少項的和最大?最大值是多少?解法一:由解法二:令11. 在等差數(shù)列an中,|a3|=|a9|,公差d0,則使前n項和Sn取得最大值的自然數(shù)n是5或6分析:根據(jù)d0,|a3|=|a9|,判斷出a3=a9,進(jìn)而根據(jù)

9、等差數(shù)列的通項公式求得a1+5d=0,判斷出a6=0進(jìn)而可知從數(shù)列的第7項開始為負(fù),進(jìn)而可判斷出前n項和Sn取得最大值的自然數(shù)n的值解答:解:d0,|a3|=|a9|,a3=a9,a1+2d=a18d,a1+5d=0,a6=0,an0(1n5),12. Sn取得最大值時的自然數(shù)n是5或6故答案為:5或6等差數(shù)列an的公差d0,且a12=a102,則數(shù)列an的前n項和Sn取得最大值時的項數(shù)n=5分析:由a12=a102,得到a1和a10相等或互為相反數(shù),因為公差d小于0,所以得到a1和a10互為相反數(shù)即兩項相加等于0,又根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì)可知a5和a6的和等于a1和a10的和等于0,得到數(shù)列an

10、的前n項和Sn取得最大值時的項數(shù)為5解答:解:由d0,a12=a102,知a1+a10=0a5+a6=0,所以此數(shù)列從從第6項開始,以后每項都小于0,故Sn取得最大值時的項數(shù)n=5故答案為:5點(diǎn)評:此題考查學(xué)生掌握等差數(shù)列的性質(zhì),掌握兩數(shù)平方相等時兩數(shù)的關(guān)系,是一道中檔題13. 已知等差數(shù)列an,3 a5 =8 a12, a1<0,設(shè)前n項和為Sn,求Sn取最小值時n的值分析求等差數(shù)列前n項的和最小,可以用函數(shù)的方式去求,亦可以用數(shù)列單調(diào)性,也可以由完成.解法一: 點(diǎn)(n,Sn)是開口向上拋物線上一些孤立的點(diǎn),即在函數(shù)的圖象上,其對稱軸距離x=15.7最近的整數(shù)點(diǎn)(16,S16), 解法

11、二: 14. 已知等差數(shù)列an,3 a4 =7 a7, a1>0,設(shè)前n項和為Sn,求Sn取最大值時n的值915. 已知等差數(shù)列,=.若,求數(shù)列 的前n項和的最小值.分析:由與的關(guān)系,可寫出之間的關(guān)系,兩式作差,即可得出與間的關(guān)系;的前n項和最小,估計的前n項均為負(fù)值,后面均為正值,所有負(fù)值之和為最小.解 =-=-,即8=(+2-(+2,所以(-2-(+2=0,即(+)(-4)=0,因為,所以+0,即-4=0,所以-=4,因此等差數(shù)列的公差大于0.=,解得=2.所以=4n-2,則=2n-31.即數(shù)列也為等差數(shù)列且公差為2.由,解得,因為n,所以n=15,故的前15項為負(fù)值,因此最小,可知

12、=-29,d=2,所以數(shù)列 的前n項和的最小值為=-225.16. 為等差數(shù)列,公差為,為其前項和,,則下列結(jié)論中不正確的是(A)(A) (B) (C) (D)17. 等差數(shù)列的前項和為,若,則下列結(jié)論:, ,其中正確結(jié)論是- (  A ) A           B             C     &#

13、160;      D18. 等差數(shù)列的前項和的最大值只有,且,則使的的最大值為                。 19. 數(shù)列an是首項為23,公差為整數(shù)的等差數(shù)列,且第六項為正,第七項為負(fù)。 求數(shù)列的公差;求前n項和Sn的最大值;當(dāng)Sn>0時,求n的最大值。解:a123,a6>0,a7<0,d為整數(shù),d4。232 =當(dāng)時,Sn最大78。Sn2n2+25n>0得0,n最大為12。20. (92高考)設(shè)等差數(shù)列的前n項和為,已知=12,>0,(1)求公差d的取值范圍;(2)指出,中哪一個值最大,并說明理由.解析 (1)由=12,得:+2d=12,即=12-2d,由>0,得:12+,所以d>-,由,得:13+,所以d<-3, 因此,d的取值范圍為(-,-3).(2)解法一:=12-2d+(n-1)d =12+(n-3)d令,得:n<3-,由(1)知:<d<-3,所以,又,故由等差數(shù)列的單調(diào)性可知:當(dāng)時,;當(dāng)n>

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