本题导读

本题考查等差数列的通项公式与性质。核心在于方程组法、等差中项法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2023年新高考I卷)设等差数列 的公差为 ,且 。令 ,记 分别为数列 的前 项和。

(1) 若 ,,求 的通项公式;

(2) 若 为等差数列,且 ,求 。

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 求解通项(第1问):将已知等式化为关于 和 的方程,得出 。分别求出 和 的表达式,代入 解一元二次方程,结合 确定 的值。
  2. 利用性质简化(第2问):
  • 为等差数列,利用等差中项性质 建立关于 和 的齐次方程,解得 与 的关系( 或 )。
  • 利用等差数列求和的对称性(奇数项求和公式 ),将 转化为 。
  • 解出 的值,分类讨论求出 。

✅【答案】

点击查看答案

(1)

(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1) 求解 的通项公式:

由 为等差数列,则 。 代入 得: 。 由此得:。

计算前三项和: ; 。 由 得: 。 解得 或 。

由于 ,故取 。

所以 。

(2) 求解公差 :

因为 为等差数列,则 :

。

化简:。 。

解得 或 。

再看求和条件:因为 和 均为等差数列,

,。 由 得 。 即 。 解得 (舍去负值 ,因 且 则 )。

分类讨论: ① 若 ,则 。 。符合 。 ② 若 ,则 。 。不符合 ,舍去。 综上所述,。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:等差数列基本量的方程计算、奇数项等差求和的中项转化。
  2. 核心方法:方程组思想、 恒等变形、边界条件()筛根法。
  3. 避坑指南:
  • 证明或应用新数列 是等差数列时,取前三项 建立恒等式即可解出比例关系,无需尝试用 进行证明,以防陷入繁复代数运算。
  • 面对大项数求和(如 99 项),绝对不可使用 硬算,必须依靠奇数项对称中项原理极速简化。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题考查数列结构分析能力,主要测试方程思想与等差中项性质的灵活运用。
  2. 结论推广:等差数列项数为奇数 时,前 项和 的平均值恰好等于最中间的项 。利用这一特征,能快速处理所有大项数奇数列的求和问题。

🔗【关联脉络】

Multi column