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高中 | 4.2.2 等差数列的前n项和公式题目答案及解析如下,仅供参考!
第四章 数列
4.2 等差数列
4.2.2 等差数列的前n项和公式
记等差数列$\{a_{n}\}$的前$n$项和为$S_{n}$,数列$\left\{\dfrac{{S}_{n}}{n}\right\}$的前$k$项和为$T_{k}$,已知当且仅当$n=7$时,$S_{n}$取得最大值,则$(\qquad)$.
若$S_{6}\\lt S_{8}$,则当且仅当$k=14$时,$T_{k}$取得最大值
","若$S_{6}\\gt S_{8}$,则当且仅当$k=15$时,$T_{k}$取得最大值
","若$S_{6}=S_{8}$,则当$k=13$或$14$时,$T_{k}$取得最大值
","若$\\exists m\\in {\\bf N}^{*}$,$S_{m}=0$,则当$k=13$或$14$时,$T_{k}$取得最大值
"]根据题意,等差数列$\{a_{n}\}$中,当且仅当$n=7$时,$S_{n}$取得最大值,
则数列$\{a_{n}\}$为递减数列且当$n\leqslant 7$时,$a_{n}\gt 0$,当$n\geqslant 8$时,$a_{n}\lt 0$,
依次分析选项:
对于$\rm A$,若$S_{6}\lt S_{8}$,即可得$a_{7}+a_{8}\gt 0$,
$\therefore a_{7}\gt 0$,$a_{8}\lt 0$;
则$a_{1}+a_{14}=a_{7}+a_{8}\gt 0$,即有$S_{14}=7(a_{1}+a_{14})\gt 0$,
${S}_{13}=\dfrac{13({a}_{1}+{a}_{13})}{2}=13{a}_{7}\gt 0$,${S}_{15}=\dfrac{15({a}_{1}+{a}_{15})}{2}=15{a}_{8}\lt 0$,
以此类推可知$n\le 14,\dfrac{{S}_{n}}{n}\gt 0$,$n\ge 15,\dfrac{{S}_{n}}{n}\lt 0$,
则当$k=14$时,$T_{k}$取得最大值,即$\rm A$正确;
对于$\rm B$,若$S_{6}\gt S_{8}$,即可得$a_{7}+a_{8}\lt 0$,则$a_{1}+a_{14}=a_{7}+a_{8}\lt 0$,
即有$S_{14}=7(a_{1}+a_{14})\lt 0$,
${S}_{13}=\dfrac{13({a}_{1}+{a}_{13})}{2}=13{a}_{7}\gt 0$,${S}_{15}=\dfrac{15({a}_{1}+{a}_{15})}{2}=15{a}_{8}\lt 0$;
以此类推可知$n\le 13,\dfrac{{S}_{n}}{n}\gt 0$,$n\ge 14,\dfrac{{S}_{n}}{n}\lt 0$,
则当$k=13$时,$T_{k}$取得最大值,即$\rm B$错误;
对于$\rm C$,若$S_{6}=S_{8}$,即可得$a_{7}+a_{8}=0$,
$\therefore a_{7}\gt 0$,$a_{8}\lt 0$;
则$a_{1}+a_{14}=a_{7}+a_{8}=0$,即有$S_{14}=7(a_{1}+a_{14})=0$,
${S}_{13}=\dfrac{13({a}_{1}+{a}_{13})}{2}=13{a}_{7}\gt 0$,${S}_{15}=\dfrac{15({a}_{1}+{a}_{15})}{2}=15{a}_{8}\lt 0$,
以此类推可知$n\le 13,\dfrac{{S}_{n}}{n}\gt 0$,$\dfrac{{S}_{14}}{14}=0$,$n\ge 15$,$\dfrac{{S}_{n}}{n}\lt 0$,
则当$k=13$或$14$时,$T_{k}$取得最大值,即$\rm C$正确;
对于$\rm D$,若$\exists m\in {\bf N}^{*}$,$S_{m}=0$,可得$a_{1}+a_{m}=0$,
由于$a_{7}\gt 0$,$a_{8}\lt 0$,可得$a_{1}+a_{m}=a_{7}+a_{8}=0$,
即$S_{14}=7(a_{1}+a_{14})=7(a_{7}+a_{8})=0$,
${S}_{13}=\dfrac{13({a}_{1}+{a}_{13})}{2}=13{a}_{7}\gt 0$,${S}_{15}=\dfrac{15({a}_{1}+{a}_{15})}{2}=15{a}_{8}\lt 0$,
以此类推可知$n\le 13,\dfrac{{S}_{n}}{n}\gt 0$,$\dfrac{{S}_{14}}{14}=0$,$n\ge 15$,$\dfrac{{S}_{n}}{n}\lt 0$,
则当$k=13$或$14$时,$T_{k}$取得最大值,即$\rm D$正确.
故选:$\rm ACD$
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