等差数列{an}\{a_{n}\}的前nn项和为SnS_{n},已知a1=13a_{1}=13,S3=S11S_{3}=S_{11},当SnS_{n}最大时,nn的值是 ()(\quad)
A. 55
B. 66
C. 77
D. 88

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完整解法

1. 利用等差数列的前 $n$ 项和公式求出公差 $d$

等差数列的前 nn 项和公式为 Sn=na1+n(n−1)2dS_n = n a_1 + \frac{n(n-1)}{2}d。
已知 a1=13a_1 = 13,代入可得:
S3=3×13+3×22d=39+3dS_3 = 3 \times 13 + \frac{3 \times 2}{2}d = 39 + 3d
S11=11×13+11×102d=143+55dS_{11} = 11 \times 13 + \frac{11 \times 10}{2}d = 143 + 55d

因为 S3=S11S_3 = S_{11},所以:
39+3d=143+55d39 + 3d = 143 + 55d
解得 52d=−10452d = -104,即 d=−2d = -2。

2. 写出通项公式并分析各项的正负,确定 $S_n$ 最大时 $n$ 的值

等差数列的通项公式为:
an=a1+(n−1)d=13−2(n−1)=15−2na_n = a_1 + (n-1)d = 13 - 2(n-1) = 15 - 2n

由于公差 d=−2<0d = -2 < 0,数列单调递减。
要求前 nn 项和 SnS_n 的最大值,只需让所有正数项相加。
令 an>0a_n > 0,即 15−2n>015 - 2n > 0,解得 n<7.5n < 7.5。

因为 nn 为正整数,所以当 n≤7n \le 7 时,an>0a_n > 0;当 n≥8n \ge 8 时,an<0a_n < 0。
具体地,a7=15−2×7=1>0a_7 = 15 - 2 \times 7 = 1 > 0,a8=15−2×8=−1<0a_8 = 15 - 2 \times 8 = -1 < 0。
由此可知,前 77 项均为正数,自第 88 项起为负数。
因此,当前 nn 项和 SnS_n 最大时,nn 的值是 77。

故选 C。

答案

C

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