已知SnS_{n}是公差不为零的等差数列{an}\{a_{n}\}的前nn项和,4a1a11=(a2+a4)24a_{1}a_{11}=(a_{2}+a_{4})^{2},且a4+a5=25a_{4}+a_{5}=25,则S20=S_{20}=___.

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完整解法

1. 根据已知条件列出关于首项 $a_1$ 和公差 $d$ 的关系式,求出 $a_1$ 与 $d$ 的比例关系

设等差数列 {an}\{a_n\} 的首项为 a1a_1,公差为 dd (d≠0d \neq 0)。
根据通项公式 an=a1+(n−1)da_n = a_1 + (n-1)d,可得:
a2=a1+da_2 = a_1 + d
a4=a1+3da_4 = a_1 + 3d
a11=a1+10da_{11} = a_1 + 10d

代入已知条件 4a1a11=(a2+a4)24a_1 a_{11} = (a_2 + a_4)^2 得:
4a1(a1+10d)=(2a1+4d)24a_1(a_1 + 10d) = (2a_1 + 4d)^2
展开并化简:
4a12+40a1d=4a12+16a1d+16d24a_1^2 + 40a_1 d = 4a_1^2 + 16a_1 d + 16d^2
24a1d=16d224a_1 d = 16d^2
由于 d≠0d \neq 0,两边同除以 8d8d 得:
3a1=2d  ⟹  a1=23d3a_1 = 2d \implies a_1 = \frac{2}{3}d

2. 结合条件 $a_4 + a_5 = 25$ 求出 $a_1$ 和 $d$ 的具体值

将 a4=a1+3da_4 = a_1 + 3d 与 a5=a1+4da_5 = a_1 + 4d 代入 a4+a5=25a_4 + a_5 = 25 得:
2a1+7d=252a_1 + 7d = 25
将 a1=23da_1 = \frac{2}{3}d 代入上式:
2(23d)+7d=252\left(\frac{2}{3}d\right) + 7d = 25
253d=25  ⟹  d=3\frac{25}{3}d = 25 \implies d = 3
从而解得 a1=23×3=2a_1 = \frac{2}{3} \times 3 = 2。

3. 利用前 $n$ 项和公式计算 $S_{20}$ 的值

根据等差数列前 nn 项和公式 Sn=n2[2a1+(n−1)d]S_n = \frac{n}{2}[2a_1 + (n-1)d],代入 n=20n=20、a1=2a_1=2、d=3d=3:
S20=202×[2×2+(20−1)×3]=10×(4+57)=10×61=610S_{20} = \frac{20}{2} \times [2 \times 2 + (20 - 1) \times 3] = 10 \times (4 + 57) = 10 \times 61 = 610

答案

610

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