数学|1979年高考数学真题,求数列前n项和的最大值,学霸表示真简单


数学|1979年高考数学真题,求数列前n项和的最大值,学霸表示真简单
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1979年是恢复高考的第三个年头 , 当年高考数学卷的题型设置与前一年有略有不同 , 并且从这一年开始 , 数学试卷开始区分为理科卷(即理工农医类)和文科卷(即文史类) 。 在当年的两套数学试卷中 , 不仅题目的难度不一样 , 题量也不一样 , 理科卷共有10道题 , 而文科卷只有8道题 。
本文和大家分享的就是当年理科卷的第9题 , 题目见下图 。 这道题是考查等差数列的判定以及前n项和的最大值 。 从现在的角度来看 , 本题的难度不大 , 甚至不少高一学霸直言真简单 。 不过 , 这道题的计算量相对还是不小 , 还是有一些同学出现了计算错误的情况 。
回到题目 。 要求数列前n项和的最大值 , 那么需要先求出数列的通项公式 。 本题求解通项公式比较简单 , 只需将第n项利用对数的运算法则计算出来即可 , 最终得到an=2-(n-1)lg2/2 。
从这个通项公式可以看出来 , 该数列是以2为首项 , 以-lg2/2为公差的等差数列 。
接下来再求数列前n项和的最大值 。
求最大值有两个方法 。
【数学|1979年高考数学真题,求数列前n项和的最大值,学霸表示真简单】第一个方法就是从数列的项入手 。
通过通项公式可以看出 , 该数列是一个逐项递减的等差数列 , 那么要求前n项和的最大值就只需找出由正转负的那一项即可 。 也就是说 , 如果该数列的第n项的值为正数 , 但是第n+1项的值为负数 , 那么此时的前n项和就是最大的 。 所以接下来就需要找到这个n的值 。
根据上面的分析可以知道:an≥0且a(n+1)<0 , 即2-(n-1)lg2/2≥0 , 且2-nlg2/2<0 , 解得13.2<n≤14.2 。
因为n为项数 , 所以n只能为正整数 , 即n=14 。 所以前14项和是该数列前n项和的最大值 , 求出S14即可 。
第二个方法就是先求出前n项和Sn , 再研究Sn取最大值的情况 。
常用的等差数列求和公式有三个 , 即:
Sn=n(a1+an)/2=na1+n(n-1)d/2=-dn^2/2+(a1-d/2)n 。 第三个公式就经常用来求等差数列前n项和的最值问题 , 因为这个公式得到的表达式可以看成是一个关于n的二次函数 , 所以后面按照二次函数的最值问题求解 。
另外 , 在本题中 , 当n=13.78是S最大 , 但是n只能为正整数 , 不可能为小数 。 那么n究竟应该取多少时Sn最大呢?Sn可以看成是一个开口向下的二次函数 , 那么越靠近顶点的点函数值越大 , 而越靠近顶点的点的横坐标越接近对称轴 , 而最接近13.78的整数为14 , 即当n=14时 , Sn最大 , 然后将n的值代入Sn的公式即可求出最大值 。
本题的难度并不大 , 只要能够辨别出该数列为等差数列 , 后面按照等差数列的常用性质求解就可以了 。