本题导读
本题考查等差数列的通项公式。核心在于基本量法、方程建模法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2021年新高考II卷)记 是公差不为 0 的等差数列 的前 项和,若 ,。
(1)求数列 的通项公式 ;
(2)求使 成立的 的最小值。
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(基本量求解):
- 巧妙转化:利用等差数列求和性质 。结合已知 ,可直接锁定 的值。
- 建立方程:设公差为 ,用 和 表示出 。
- 求解 :根据 解出公差,进而写出通项。
- 第二问(不等式判定):
- 表达式推导:根据第一问的 和 写出 的二次函数表达式。
- 解不等式:将 与 代入不等式,整理为关于 的一元二次不等式。
- 寻找整数解:结合 的约束,确定符合条件的最小正整数。
✅【答案】
点击查看答案
使 成立的 的最小值为 7
✍【详细解析】
Abstract
(1)求数列 的通项公式 第一步:确定中间项 由等差数列求和公式可知:。 已知 ,则 ,解得 。
第二步:建立关于公差 的方程 设公差为 ()。 则 ; ; 。 。
第三步:求解公差并写出通项 已知 ,代入 的表达式: 即 ,解得 或 (舍去)。 故数列的通项公式为: 。
(2)求使 成立的 的最小值 第一步:求出 的表达式 已知 : 。
第二步:解不等式 由 得: 整理得: 因式分解得: 解得: 或 。
第三步:锁定最小值 由于 为正整数(): 当 时, 的最小值为 。 当 时,无正整数解。 综上所述,使 成立的 的最小值为 7。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
基本量法的灵活性:虽然公式通常以 为基准,但在已知中间项(如 )的情况下,以中间项为基准表示其余项能极大简化运算。
求和公式的几何意义:等差数列的前 项和是关于 的二次函数,其在坐标系中表现为开口向上或向下的抛物线上的离散点。
避坑指南:
- 求解 时务必注意题目条件 。
- 第二问得到 后,需根据“最小值”和“正整数”两个条件给出确切数值 。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式思考:如果题目要求 成立的 的取值范围,该如何处理? (提示:根据(2)中解得的范围补集,即 。)
- 能力提升:观察 。这是一个关于 的二次函数。通过寻找该函数的零点,可以直观判断出 与 大小关系的切换位置。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)