等差数列前n项和的最值问题
-
v1.0
可编辑可修改
等差数列前
n
项和的最值问题
<
/p>
问题引入:
已知数列
当
< br>n>1
时
:
a
< br>n
综上
:
a
n
a
n
,
的前
n
项
和
S
n
n<
/p>
2
1
n
,
求这个数列的通项公式
.
< br>数列是等差数列吗如果是
,
它的首项与公差分别是什么<
/p>
解
:
2
p>
2
n
1
1
3
2
当
n=1
时
:
a
1
s
1
1
1
2
2
2
p>
s
n
s
n
1
2
n
< br>1
3
,
其中
:
a
1
,
d
2
<
/p>
2
2
pn
p>
2
qn
r
,
其中
:
为常数
,
且
p
0,
那么这个数列一定是等差数列吗如果是<
/p>
,
它的
探究
1:
一般地
,
如果一个数列
{
a
n
}
的前
n
项和为
:
< br>s
n
首项和公差分别是什么结论
:
当
r=0
时为等差
< br>,
当
r
0
时不是
一、
应用二次函数图象求解最值
例
1
:等差数列
a<
/p>
n
中,
p>
a
1
0,
S
4
S
9
,则
n
的取值为多少时
S
n
最大
<
/p>
分析:等差数列的前
n
项和
S
n
是关于
n
的二次函数,因此可从二次函数的图象的角度来求解。
n
(
n
1)
d
d
d
n
2
(
p>
a
1
)
n
,
2
2
2
4
< br>9
其图象是开口向下的抛物线,所以在对称轴处取得最大值,且对称轴为
n
6.5
,
2
解析:由条件<
/p>
a
1
0,
p>
S
4
S
9
可知,
d<0
,且<
/p>
S
n
na
p>
1
而
n
N
,且介于
6
与
7
的中点,从而
n
6
或
n
p>
7
时
S
n
最大。
1.
已知等差数列
< br>{
a
n
}
中
a
1
=13
且
S
3
=
S
11
,
那么
n
取何值时
,
S
n
取最大值
.
解析:设公差为
d
,由
S
3
=
S
11
得:
3
×
13+3
×
2d/2=11
×
1
3+11
×
10d/2 d= -2,
a
n
=13-2(n-1),
p>
a
n
=15-2n,
a
n
0
15<
/p>
2
n
0
由
即
得:≤
n
≤
,
所以
n=7
时
,
S
n
取最大值
.
a
n
1
0
15
< br>2
(
n
1
)
0
2
.
已知
a
n
是各项不为零的等差数列,其中
a
1<
/p>
>
0
,公差
d<
/p>
<
0
,若
S
p>
10
=0
,求数列
a
n
前
5
项和取得最大值.
结合二次函数的图
象,得到二次函数图象的开口向下,根据图象关于对称轴对称的特点,得到函数在对称轴处取到最大值,
,注意对称轴对
应的自变量应该是整数或离对称轴最近的整数.
a
n
是各项不为零的等差数列,其中
a
1
>
0
,公差
d
<
0
,
S
10
=0
,根据二次函数的图象特点得到
图象开口向下,且在
n
=
=5
时,数列
a
n
前
5
项和取得最大值.
二、转化为求二次函数求最值
例
2
、在等差数列
{
a
n
}
中
,
a
4
=-
14,
公差
d
=
3,
求数列
{
a
n
}
的前
n
项和
S
n
的最小值
分析:利用条件转化为二次函数,通过配方写成顶点式易求解。
3
n
(
n
p>
1
)
3
49
2
49
2
解析:∵
a
4
=
a
1
+
3d,
∴
-
14<
/p>
=
a
1
+
9,
a
1
=-
p>
23,
∴
S<
/p>
n
=-
23n
+
=
[(n
-
)
-
36
2
6<
/p>
2
∴
当
n=
],
49
49
最
小时,
S
n
最小,但由于
n
N
,
< br>介于
8
与
9
之间,
S
8
100
,
S
9
99
6
6
S
9
,故当
n
=
8
S
8<
/p>
=-
100
最小
.
第
1
页
共
5
页
即有且
S
8
1
v1.0
可编辑可修改
点评:通过条件求出
a
1
,从而将
S
n
转化为关于
n
的二次函数,然后配方求解,但要
注意的是此处
两个整数,判断的标准是对称轴是否处于两个整数中点,否则只有一个取值
。
3.
已
知等差数列
49
介于
8
与
9
之间,但并不能取
6
p>
a
n
中,前
n
项和
S
n
n
2
15
n
,则使
S
n
有最小值的
n
p>
是(
B
)
A
、
7
B
、
7
或
8<
/p>
C
、
8
D
、
9
4.
已知
a
n
是等差数列,其中
a
1
=31
,公差
d=
﹣
8
,则数列
a
n
前
n
项和的最大值
为
76
.
分析:
(
1
)
根据数列的首项和公差写出数列的前
n
项和,它是关于
n
的二次函数,二次项的系数小于零,函数存在最大值,结合二次函数<
/p>
的最值得到结果,注意变量
n
的取值.<
/p>
解答:解:
(
1
)∵
a
n
是
等差数列,其中
a
1
=31
,公差
d=
﹣
8
,∴数列
a
n
前
n
项和
s
n
=
﹣
4n
+35n
p>
,
根据二次函数的性质,当
n=
时,前
n
项和
s
n
取到最大值,∵
n
∈
N
,∴
n=
4
,∴前
n
项和
s
n
的最大值是
s
< br>n
=
﹣
64+140=76
p>
,
5.
已知一个等差数列的前
10
项的和是
110
,前
20
项的和
是
20
.
求此等差数列的前
n
项和
S
n
,并求出当
n
为何值时,
S
n
最大,最大
值是多少
S
n
=
n
6.
2
2
21
n
当
N=10
或
11
时,取最大值为
110
已知
{a
n
}
为等差数列,
a
1
+a
3
+a
5
=1
05
,
a
2
+
a
4
+a
6
=
99
,以
S
n
表示
{a
n
}
的前
n
项和,则使得
S
n
达到最大值的
n
是
设
{a
n
}
的公差为
d
,由题意得
a
1
+a
3<
/p>
+a
5
=a
1<
/p>
+a
1
+2d+a
1
+4d=105
,即
a
1
+2d=35
,①
a<
/p>
2
+a
4
+a<
/p>
6
=a
1
+d+
a
1
+3d+a
1
+5d=99
,即
a
1
+3d=33
,②由①②联立
得
< br>a
1
=39
,
< br>d=-2
,∴
s
n
=39n+
7.
×(<
/p>
-2
)
=-n
+
40n=-
(
n-20
)
+400
,故当
n=20
时
,
S
n
达到最大值
400
.
2
2
已知等差数列
a
n
的公差
d
<
0
,若
a
3
a
7
=9
,
a
< br>1
+a
9
=10
,则该数列的前
n
项和
S
p>
n
的最大值为
49
.
分
析:根据等差数列的性质得到第
3
项与第
7
项的和等于首项与第
9
项的和等于
10
,又第
3
项与第
7
项的积为
9
< br>,写出一个两根为
a
3
和
a
7
关于
x
的一元二次方程,求出方程的解,且根据等差
d
小于
0
可得到
a
3
和
a
7
的
值,进而求出数列的首项和公差,根据首项和公差写出等差
数列的前
n
项和公式,配方后即可求出数列的前
n
< br>项和
S
n
的最大值.解答:解:
由题意
a
1
+a
9
=10
,得到
a
< br>3
+a
7
=10
,又
a
3
a
< br>7
=9
,得到
a
3
,
a
7
为
方程
x
﹣
10x+9=0
的两根,且
d
<
p>
0
,得到
a
3
p>
=9
,
a
7
=1
,则
d=
﹣
p>
2
,所以
a
1
p>
=13
,
S
n
p>
=
﹣
n
+14n<
/p>
﹣
49+49=
(
n
﹣
7
)
+
49
,则当
n=7
时,该数列的前
p>
n
项和
S
n
的最大值为
49
.故答案为:
49
8.
在等差数列
a
n
中,
a
1
=25
,
S
17
=S
9
,求
S
n
的最大值.<
/p>
2
2
2
解:由
S
17
=S<
/p>
9
,得到
=
,即
17
(
2a
1
+16d
)
=9
(
2a
1
+8d
)
,又
a
1
=25
,得:
d=
﹣
=
﹣
2
,所以
a
n
=a
1
< br>+
(
n
﹣
1
)
d=
﹣
2n+27
,
则
S
n
=
=
=
﹣
n
+2
6n=
﹣(
n
﹣
13
)
+169
,所以当
n=13
时,
S
nmax
=169
.
2
2
三、在等差数列
a
n
中
,
有关
S
n
的最值问题——常用邻项变号法求解:
取最小值。
a
m
0
a
m
p>
0
(1)
当
a
p>
1
>0,d<0
时,满足
< br>
的项数
m
使得
S
m
取最大
.(2)
当
a
1
<0,d>0<
/p>
时,满足
的项数
m
使得
a
0
a
0
<
/p>
m
1
m
1
2
第
2
页
共
5
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