(本小题满分14分)设 a_ n 是公差不为零的等差数列,…——2009 高考数学第 16 题答案解析

2009_江苏卷 (2009)

2009 江苏 第 16 题 解答题 区分题
2009_江苏卷 (2009)

17.(本小题满分14分)设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是公差不为零的等差数列,$S_{n}$ 为其前 $n$ 项和,满足 $a_{2}^{2}+a_{3}^{2}=a_{4}^{2}+a_{5}^{2}, S_{7}=7$(1)求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式及前 $n$ 项和 $S_{n}$ ;②试求所有的正整数 $m$ ,使得 $\frac{a_{m} a_{m+1}}{a_{m+2}}$ 为数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 中的项.

完整解析 · 逐步详解

【解答】
①设公差为 $d$ ,则 $a_{2}^{2}-a_{5}^{2}=a_{4}^{2}-a_{3}^{2}$ ,由性质得 $-3 d\left(a_{4}+a_{3}\right)=d\left(a_{4}+a_{3}\right)$ ,因为 $d \neq 0$ ,所【解析】以 $a_{4}+a_{3}=0$ ,即 $2 a_{1}+5 d=0$ ,又由 $S_{7}=7$ 得 $7 a_{1}+\frac{7 \times 6}{2} d=7$ ,解得 $a_{1}=-5 d=2$ 所以 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式为 $a_{n}=2 n-7$ ,前 $n$ 项和 $S_{n}=n^{2}-6 n$ 。
②$\frac{a_{m} a_{m+1}}{a_{m+2}}=\frac{(2 m-7)(2 m-5)}{(2 m-3)}$ ,令 $2 m-3=t, \frac{a_{m} a_{m+1}}{a_{m+2}}=\frac{(t-4)(t-2)}{t}=t+\frac{8}{t}-6, \mathrm{w}$ .w.w.k.s.5.u.c.o.m
因为 $t$ 是奇数,所以 $t$ 可取的值为 $\pm 1$ ,当 $t=1, m=2$ 时,$t+\frac{8}{t}-6=3,2 \times 5-7=3$ ,是数列 $\left\{a_{n}\right\}_{\text {中的项;} t=-1, m=1_{\text {时,}} t+\frac{8}{t}-6=-15 \text { ,数列 }\left\{a_{n}\right\}_{\text {中的最小项是 }-5 \text { ,不符合。 }}{ }^{\text {仼 }} \text { 。 }}$
所以满足条件的正整数 $m=2$ 。

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