等差数列前n项和的最值求解方法.doc
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等差数列前n项和的最值求解方法
例1设等差数列{}的前n项和为,已知=12,>0,,
(1)求公差d的取值范围;
(2)指出,,…,中哪一个值最大,并说明理由.
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的取值范围为(-,-3).
(2)解法一:
=12-2d+(n-1)d
=12+(n-3)d
令,得:
n<3-,
由
(1)知:
所以,,
又,故由等差数列的单调性可知:
当时,;
当n>6时,,因此,最大.
解法二:
由题意可得:
=n+=n(12-2d)+
=
显然d0,是关于自变量n的二次函数,
由
(1)知:
d<0,
二次函数的图像抛物线的对称轴为n=,
由
(1)知:
,
所以6<<,
又因为n,
故当n=6时,最大,
即最大.
例2已知等差数列{},,=.若,求数列{}的前n项和的最小值.
分析:
①由与的关系,可写出之间的关系,两式作差,即可得出与间的关系;
②{}的前n项和最小,估计{}的前n项均为负值,后面均为正值,所有负值之和为最小.
解=-=-,
即8=(+2-(+2,
所以(-2-(+2=0,
即(+)(--4)=0,
因为,所以+0,即--4=0,
所以-=4,
因此等差数列{}的公差大于0.
==,解得=2.
所以=4n-2,则=2n-31.
即数列{}也为等差数列且公差为2.
由
,解得,
因为n,所以n=15,
故{}的前15项为负值,
因此最小,
可知=-29,d=2,
所以数列{}的前n项和的最小值为
==-225.
小结:
若{}是等差数列,求前n项和的最值时:
①若>0,d<0,当满足时,前n项和最大;
②若<0,d>0,当满足时,前n项和最小;
除以上方法外,还可将{}的前n项和的最值问题看作关于n的二次函数问题,利用二次函数的图象或配方法求解,另外还可利用与n的函数关系,进行求导数求最值.
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