等差数列前n项和的最值问题

萌到你眼炸
510次浏览
2021年02月22日 01:58
最佳经验
本文由作者推荐

-

2021年2月22日发(作者:招待所管理制度)


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


< br>n>1



:


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>




:


2



2


n



1


1


3


2




n=1


< p>
:


a


1



s


1



1



1




2


2


2



s


n



s


n



1




2


n


< br>1


3


,


其中

:


a


1



,


d



2


< /p>


2


2



pn


2



qn



r


,


其中


:


为常数


,



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


:



r=0


时为等差

< br>,



r



0


时不是



一、



应用二次函数图象求解最值




1


:等差数列



a< /p>


n



中,



a


1



0,


S


4



S

< p>
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



(


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,


S


4



S


9


可知,


d<0


,且< /p>


S


n



na


1




n



N


,且介于


6



7


的中点,从而


n



6



n



7



S


n


最大。



1.



已知等差数列

< br>{


a


n


}



a


1


=13



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

< p>
3


=


S


11


得:


3


×


13+3


×


2d/2=11


×


1 3+11


×


10d/2 d= -2,


a


n


=13-2(n-1),


a


n


=15-2n,





a


n



0



15< /p>



2


n



0




< p>


得:≤


n


< p>
,


所以


n=7



,


S


n


取最大值


.




a

< p>
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


10


=0


,求数列


a


n




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

< p>
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



5


项和取得最大值.



二、转化为求二次函数求最值




2


、在等差数列


{


a


n


}


< p>
,


a


4


=-

< p>
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



1


)


3


49


2


49


2


解析:∵


a


4



a


1



3d,





14< /p>



a


1



9,


a


1


=-


23,




S< /p>


n


=-


23n




[(n



)



36


2


6< /p>


2






n=


],



49


49



最 小时,


S


n


最小,但由于


n



N


< br>介于


8



9

之间,



S


8



100


S


9




99



6


6



S


9


,故当


n



8


S


8< /p>


=-


100


最小


.





1






5




即有且


S


8


1


v1.0


可编辑可修改




点评:通过条件求出


a

< p>
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



9


之间,但并不能取


6



a


n



中,前


n


项和


S


n



n


2

< p>


15


n


,则使


S


n


有最小值的


n


是(


B




A



7


B



7



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



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

< p>
,公差


d=



8


,∴数列


a


n



n


项和


s


n


=



4n


+35n




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




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

< p>
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




N=10



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





{a


n

< p>
}


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

< p>
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

< p>
+3d=33


,②由①②联立


< 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


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



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



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


方程


x



10x+9=0


的两根,且


d



0


,得到


a


3


=9



a


7


=1


,则


d=



2


,所以


a


1


=13



S


n


=



n


+14n< /p>



49+49=



n



7



+ 49


,则当


n=7


时,该数列的前


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




S


n


=



=


=



n


+2 6n=


﹣(


n



13



+169


,所以当

< p>
n=13


时,


S


nmax


=169




2


2


三、在等差数列



a


n



,


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



0


(1)



a


1


>0,d<0


时,满足

< br>


的项数


m


使得


S


m


取最大


.(2)



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




2






5



-


-


-


-


-


-


-


-