设Sn{{S}_{n}}是等差数列{an}\left\{{{a}_{n}}\right\}的前 n \text{ }n\text{ }项和,若S5S10=13\dfrac{{{S}_{5}}}{{{S}_{10}}}=\dfrac{1}{3},则S5S20+S10=\dfrac{{{S}_{5}}}{{{S}_{20}}+{{S}_{10}}}=___.

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完整解法

1. 利用已知条件建立等差数列首项与公差的关系

设等差数列 {an}\{a_n\} 的首项为 a1a_1,公差为 dd。
根据等差数列的前 nn 项和公式 Sn=na1+n(n−1)2dS_n = na_1 + \frac{n(n-1)}{2}d,可得:
S5=5a1+10dS_5 = 5a_1 + 10d
S10=10a1+45dS_{10} = 10a_1 + 45d
由题意 S5S10=13\frac{S_5}{S_{10}} = \frac{1}{3},得:
5a1+10d10a1+45d=13\frac{5a_1 + 10d}{10a_1 + 45d} = \frac{1}{3}
两边交叉相乘展开:
3(5a1+10d)=10a1+45d3(5a_1 + 10d) = 10a_1 + 45d
15a1+30d=10a1+45d15a_1 + 30d = 10a_1 + 45d
解得 5a1=15d5a_1 = 15d,即 a1=3da_1 = 3d。

2. 求目标代数式的值

由等差数列前 nn 项和公式,得:
S20=20a1+190dS_{20} = 20a_1 + 190d
将 a1=3da_1 = 3d 代入 S5,S10,S20S_5, S_{10}, S_{20} 中,可得:
S5=5(3d)+10d=25dS_5 = 5(3d) + 10d = 25d
S10=10(3d)+45d=75dS_{10} = 10(3d) + 45d = 75d
S20=20(3d)+190d=250dS_{20} = 20(3d) + 190d = 250d
从而:
S5S20+S10=25d250d+75d=25d325d=25325=113\frac{S_5}{S_{20} + S_{10}} = \frac{25d}{250d + 75d} = \frac{25d}{325d} = \frac{25}{325} = \frac{1}{13}。

答案

\frac{1}{13}

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