16.(5分)等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_{n}$ ,已知 $S_{10}=0, S_{15}=25$ ,则 $n S_{n}$ 的最小值为 $\_\_\_\_$ -49 .
(5分)等差数列 a_ n 的前 n 项和为 S_ n,已…——2013 高考数学第 16 题答案解析
2013_新课标 II 卷 (2013·理)
完整解析 · 逐步详解
【考点】6D:利用导数研究函数的极值;83:等差数列的性质;85:等差数列的前 n 项和.
【专题】16:压轴题;54:等差数列与等比数列.
【分析】由等差数列的前 $n$ 项和公式化简已知两等式,联立求出首项 $a_{1}$ 与公差 $d$的值,结合导数求出 $\mathrm{nS}_{\mathrm{n}}$ 的最小值.
【解答】解:设等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的首项为 $a_{1}$ ,公差为 $d$ ,
$\because S_{10}=10 a_{1}+45 d=0, \quad S_{15}=15 a_{1}+105 d=25$ ,
$\therefore \mathrm{a}_{1}=-3, \quad \mathrm{~d}=\frac{2}{3}$ ,
$\therefore \mathrm{S}_{\mathrm{n}}=\mathrm{na}_{1}+\frac{\mathrm{n}(\mathrm{n}-1)}{2} \mathrm{~d}=\frac{1}{3} \mathrm{n}^{2}-\frac{10}{3} \mathrm{n}$ ,
$\therefore \mathrm{nS}_{\mathrm{n}}=\frac{1}{3} \mathrm{n}^{3}-\frac{10}{3} \mathrm{n}^{2}$ ,令 $\mathrm{nS}_{\mathrm{n}}=\mathrm{f}(\mathrm{n})$ ,
$\therefore f^{\prime}(n)=n^{2}-\frac{20}{3} n$ ,
∴ 当 $n=\frac{20}{3}$ 时,$f(n)$ 取得极值,当 $n<\frac{20}{3}$ 时,$f(n)$ 递减;当 $n>\frac{20}{3}$ 时,$f(n)$
递增;
因此只需比较 $f$(6)和 $f$(7)的大小即可。
$f(6)=-48, f(7)=-49$ ,
故 $\mathrm{nS}_{\mathrm{n}}$ 的最小值为 -49 .
故答案为:-49.
【点评】此题考查了等差数列的性质,以及等差数列的前 n 项和公式,熟练掌握性质及公式是解本题的关键.
三.