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 n 项和公式为 Sn=na1+2n(n−1)d。
已知 a1=13,代入可得:
S3=3×13+23×2d=39+3d
S11=11×13+211×10d=143+55d
因为 S3=S11,所以:
39+3d=143+55d
解得 52d=−104,即 d=−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)=15−2n
由于公差 d=−2<0,数列单调递减。
要求前 n 项和 Sn 的最大值,只需让所有正数项相加。
令 an>0,即 15−2n>0,解得 n<7.5。
因为 n 为正整数,所以当 n≤7 时,an>0;当 n≥8 时,an<0。
具体地,a7=15−2×7=1>0,a8=15−2×8=−1<0。
由此可知,前 7 项均为正数,自第 8 项起为负数。
因此,当前 n 项和 Sn 最大时,n 的值是 7。
故选 C。