数学-最新高三-最新数学-3等比数列及其前n项和
新高考数学等比数列及其前n项和精品复习资料
am·qn-m
ap·aq
3. 等比数列与函数的关系(1)等比数列{an}的通项公式可以写成an=qn(q≠1),前n项和公式可以写成Sn=qn-(q≠1).(2)①当或时,{an}是递增数列;②当或时,{an}是递减数列;③当q=1时,数列{an}是常数列;④当q<0时,数列{an}为摆动数列.
解: 由题意可知,有两种组合满足条件.①a1=8,a2=12,a3=16,此时等差数列{an}中,a1=8,公差d=4,所以其通项公式为an=8+4(n-1)=4n+4.②a1=2,a2=4,a3=6,此时等差数列{an}中,a1=2,公差d=2,所以其通项公式为an=2n.
第一列
第二列
第三列
第一行
21
课堂考点探究
(2)在各项均为正数的等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,an-1anan+1=324,则n= .
[解析]设数列{an}的公比为q,由a1a2a3=4=q3与a4a5a6=12=q12,可得q9=3, an-1anan+1=q3n-3=324,因此q3n-6=81=34=q36,所以3n-6=36,即n=14.
[解析]依题意得所以解得
-2
3. [教材改编] 等比数列{an}中,a3=12,a4=18,则a6= .
课前基础巩固
[解析]由a3=12,a4=18,得解得∴a6=a1q5=×=.
题组二 常错题
索引:忽视项的符号的判断;忽视等比数列的项不为0的特点;忽视对公比的讨论;对等比数列的性质不熟导致出错.4.在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5= . 5.已知x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,则x的值为 .
高三数学等比数列及其前n项和
考点三
例 2
等比数列的性质及应用
(1)在各项不为零的等差数列{an}中,2a2 019-
b2 020=a2 020,则 log2(b2 019·b2 021)的值为(
+2a2
)
A.1 B.2 C.4 D.8
解析:(1)因为在等差数列{an}中,a2 019+a2 021=2a2 020,
an+2k,an+3k,…为等比数列,公比为qk.
(5)在等比数列{an}中,若Sn为其前n项和,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比数列(n为偶数且
q≠-1).
释疑
(1)任意两个实数不一定都有等比中项,只有同号的两个非零实数才有等比中项.
n
n
(2)an= ·q ,当 q>0 且 q≠1 时,可以看成函数 y=cq ,其是一个不为 0 的常数与指数
(- ) -
na1;当 q≠1 时,{an}的前 n 项和 Sn=
-
=
-
.
考点二
等比数列的判定与证明
例1 设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N*).
(1)求a2,a3的值;
(1)解:因为a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)Sn+2n(n∈N*),
第3节
等比数列及其前n项和
课程标准要求
1.理解等比数列的概念.
2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.
3.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解
答
.
4.了解等比数列与指数函数的关系.
高三数学高考一轮复习资料: 等比数列及其前n项和
等比数列及其前n 项和[最新考纲]1.理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式及前n 项和公式. 2.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题.3.了解等比数列与指数函数的关系.知 识 梳 理1.等比数列的有关概念 (1)等比数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q (q ≠0)表示.数学语言表达式:a n a n -1=q (n ≥2),q 为常数.(2)等比中项如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab . 2.等比数列的通项公式及前n 项和公式(1)若等比数列{a n }的首项为a 1,公比是q ,则其通项公式为a n =a 1q n -1; 若等比数列{a n }的第m 项为a m ,公比是q ,则其第n 项a n 可以表示为a n =a m q n -m.(2)等比数列的前n 项和公式:当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q. 3.等比数列及前n 项和的性质(1)若{a n }为等比数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k ·a l =a m ·a n . (2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m .(3)当q ≠-1,或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等比数列,其公比为q n .(4)若{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }(λ≠0),⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n bn 仍是等比数列.辨 析 感 悟1.对等比数列概念的理解(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的比都是常数,则这个数列是等比数列.(×)(2)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .(×) (3)若三个数成等比数列,那么这三个数可以设为aq ,a ,aq .(√) 2.通项公式与前n 项和的关系(4)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.(×)(5)(·新课标全国Ⅰ卷改编)设首项为1,公比为23的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n =3-2a n .(√) 3.等比数列性质的活用(6)如果数列{a n }为等比数列,则数列{ln a n }是等差数列.(×)(7)(·兰州模拟改编)在等比数列{a n }中,已知a 7·a 12=5,则a 8a 9a 10a 11=25.(√) (8)(·江西卷改编)等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于-2或0.(×) [感悟·提升]1.一个区别 等差数列的首项和公差可以为零,且等差中项唯一;而等比数列首项和公比均不为零,等比中项可以有两个值.如(1)中的“常数”,应为“同一非零常数”;(2)中,若b 2=ac ,则不能推出a ,b ,c 成等比数列,因为a ,b ,c 为0时,不成立.2.两个防范 一是在运用等比数列的前n 项和公式时,必须注意对q =1或q ≠1分类讨论,防止因忽略q =1这一特殊情形而导致解题失误,如(4).二是运用等比数列的性质时,注意条件的限制,如(6)中当a n +1a n =q <0时,ln a n +1-ln a n =ln q 无意义.考点一 等比数列的判定与证明【例1】 (·济宁测试)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若对于任意的正整数n 都有S n =2a n -3n ,设b n =a n +3.求证:数列{b n }是等比数列,并求a n .证明 由S n =2a n -3n 对于任意的正整数都成立, 得S n +1=2a n +1-3(n +1),两式相减,得S n +1-S n =2a n +1-3(n +1)-2a n +3n , 所以a n +1=2a n +1-2a n -3,即a n +1=2a n +3,所以a n +1+3=2(a n +3),即b n +1b n =a n +1+3a n +3=2对一切正整数都成立,所以数列{b n }是等比数列.由已知得:S 1=2a 1-3,即a 1=2a 1-3,所以a 1=3, 所以b 1=a 1+3=6,即b n =6·2n -1. 故a n =6·2n -1-3=3·2n -3.规律方法 证明数列{a n }是等比数列常用的方法:一是定义法,证明a na n -1=q (n ≥2,q 为常数);二是等比中项法,证明a 2n =a n -1·a n +1.若判断一个数列不是等比数列,则只需举出反例即可,也可以用反证法.【训练1】 (·陕西卷)设{a n }是公比为q 的等比数列. (1)推导{a n }的前n 项和公式;(2)设q ≠1,证明数列{a n +1}不是等比数列. 解 (1)设{a n }的前n 项和为S n , 当q =1时,S n =a 1+a 1+…+a 1=na 1; 当q ≠1时,S n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1,①qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n ,② ①-②得,(1-q )S n =a 1-a 1q n ,∴S n =a 1(1-q n)1-q,∴S n =⎩⎨⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q ,q ≠1.(2)假设{a n +1}是等比数列,则对任意的k ∈N *,(a k +1+1)2=(a k +1)(a k +2+1), a 2k +1+2a k +1+1=a k a k +2+a k +a k +2+1,a 21q 2k +2a 1q k =a 1qk -1·a 1q k +1+a 1q k -1+a 1q k +1, ∵a 1≠0,∴2q k =q k -1+q k +1.∵q ≠0,∴q 2-2q +1=0,∴q =1,这与已知矛盾. ∴假设不成立,∴{a n +1}不是等比数列.考点二 等比数列基本量的求解【例2】 (·湖北卷)已知等比数列{a n }满足:|a 2-a 3|=10,a 1a 2a 3=125. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a m≥1?若存在,求m 的最小值;若不存在,说明理由.审题路线 (1)建立关于a 1与q 的方程组可求解.(2)分两种情况,由a n ⇒1a n ⇒再用等比数列求和求∑n =1m 1a n⇒得到结论.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则由已知可得⎩⎨⎧a 31q 3=125,|a 1q -a 1q 2|=10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=53,q =3或⎩⎨⎧a 1=-5,q =-1.故a n =53·3n -1或a n =-5·(-1)n -1. (2)若a n =53·3n -1,则1a n=35⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为35,公比为13的等比数列. 从而∑n =1m 1a n =35⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13m 1-13=910·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13m <910<1.若a n =-5·(-1)n -1,则1a n=-15(-1)n -1,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为-15,公比为-1的等比数列, 从而∑n =1m1a n =⎩⎪⎨⎪⎧-15,m =2k -1(k ∈N *),0,m =2k (k ∈N *),故∑n =1m 1a n<1.综上,对任何正整数m ,总有∑n =1m 1a n<1.故不存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a n≥1成立.规律方法 等比数列基本量的求解是等比数列中的一类基本问题,解决这类问题的关键在于熟练掌握等比数列的有关公式并能灵活运用,尤其需要注意的是,在使用等比数列的前n 项和公式时,应该要分类讨论,有时还应善于运用整体代换思想简化运算过程.【训练2】 (1)已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为________.(2)设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 为其前n 项和.已知a 2a 4=1,S 3=7,则S 5=________.解析 (1)显然公比q ≠1,由题意可知9(1-q 3)1-q =1-q 61-q ,解得q =2,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公比的等比数列,由求和公式可得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和T 5=3116.(2)显然公比q ≠1,由题意得⎩⎨⎧a 1q ·a 1q 3=1,a 1(1-q 3)1-q =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,q =12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9,q =-13(舍去),∴S 5=a 1(1-q 5)1-q=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1251-12=314. 答案 (1)3116 (2)314考点三 等比数列性质的应用【例3】 (1)(·新课标全国卷)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=( ).A .7B .5C .-5D .-7(2)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q =________. 解析 (1)由已知得⎩⎨⎧ a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎨⎧ a 4=4,a 7=-2或⎩⎨⎧a 4=-2,a 7=4. 当a 4=4,a 7=-2时,易得a 1=-8,a 10=1,从而a 1+a 10=-7; 当a 4=-2,a 7=4时,易得a 10=-8,a 1=1,从而a 1+a 10=-7. (2)由S 10S 5=3132,a 1=-1知公比q ≠1,则S 10-S 5S 5=-132.由等比数列前n 项和的性质知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,故q 5=-132,q =-12. 答案 (1)D (2)-12规律方法 熟练掌握等比数列的一些性质可提高解题速度,历年高考对等比数列的性质考查较多,主要是考查“等积性”,题目“小而巧”且背景不断更新.解题时要善于类比并且要能正确区分等差、等比数列的性质,不要把两者的性质搞混.【训练3】 (1)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为 ( ). A .-3 B .±3 C .-3 3D .±3 3(2)(·昆明模拟)在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 3=2-1,a 5=2+1,则a23+2a2a6+a3a7=().A.4 B.6 C.8 D.8-4 2解析(1)由等比中项知y2=3,∴y=±3,又∵y与-1,-3符号相同,∴y=-3,y2=xz,所以xyz=y3=-3 3.(2)由等比数列性质,得a3a7=a25,a2a6=a3a5,所以a23+2a2a6+a3a7=a23+2a3a5+a25=(a3+a5)2=(2-1+2+1)2=(22)2=8.答案(1)C(2)C1.等比数列的判定方法有以下几种:(1)定义:a n+1a n=q(q是不为零的常数,n∈N*)⇔{an}是等比数列.(2)通项公式:a n=cq n-1(c、q均是不为零的常数,n∈N*)⇔{a n}是等比数列.(3)等比中项法:a2n+1=a n·a n+2(a n·a n+1·a n+2≠0,n∈N*)⇔{a n}是等比数列.2.方程观点以及基本量(首项a1和公比q)思想仍然是求解等比数列问题的基本方法:在a1,q,n,a n,S n五个量中,知三求二.3.在求解与等比数列有关的问题时,除了要灵活地运用定义和公式外,还要注意等比数列性质的应用,以减少运算量而提高解题速度.教你审题6——如何确定数列中的项【典例】(·山东卷)在等差数列{a n}(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意m∈N*列{b m}的前m项和S m.[审题]一审条件❶:根据性质转化为先求a4,再结合a9求a1和d.二审条件❷:转化为求{b m}的通项公式,尽而再求S m.三审结构:由9m<a n<92m得9m-1+1≤n≤92m-1.解(1)由a3+a4+a5=84,可得3a4=84,即a4=28,而a9=73,则5d=a9-a4=45,即d =9.又a 1=a 4-3d =28-27=1,所以a n =1+(n -1)×9=9n -8,即a n =9n -8(n ∈N *).(2)对任意m ∈N *,9m <9n -8<92m ,则9m +8<9n <92m +8, 即9m -1+89<n <92m -1+89,而n ∈N *,所以9m -1+1≤n ≤92m -1. 由题意,可知b m =92m -1-9m -1.于是S m =b 1+b 2+…+b m =91+93+…+92m -1-(90+91+…+9m -1)=9-92m +11-92-1-9m 1-9=92m +1-980-9m -18=92m +1-10×9m +180,即S m =92m +1-10×9m +180.[反思感悟] 本题第(2)问设置了落入区间内的项构成新数列,这是对考生数学能力的挑战,由通项公式及已知区间建立不等式求项数,进而得到所求数列{b m }的通项公式是解答该问题的核心与关键. 【自主体验】(·许昌模拟)已知点(1,2)是函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)的图象上一点,数列{a n }的前n 项和S n =f (n )-1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }前2 013项中的第3项,第6项,…,第3k 项删去,求数列{a n }前2 013项中剩余项的和.解 (1)把点(1,2)代入函数f (x )=a x ,得a =2. ∴S n =f (n )-1=2n -1,当n =1时,a 1=S 1=21-1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -1)-(2n -1-1)=2n -1,经验证可知n =1时,也适合上式,∴a n =2n -1.(2)由(1)知数列{a n }为等比数列,公比为2,故其第3项,第6项,…,第2 013项也为等比数列,首项a 3=23-1=4,公比23=8,a 2 013=22 102=4×8671-1为其第671项,∴此数列的和为4(1-8671)1-8=4(22 013-1)7,又数列{a n }的前2 013项和为S 2 103=1×(1-22 013)1-2=22 013-1,∴所求剩余项的和为(22 013-1)-4(22 013-1)7=3(22 013-1)7.基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.(·六安二模)已知数列{a n }的前n 项和S n =3n -2,n ∈N *,则 ( ).A .{a n }是递增的等比数列B .{a n }是递增数列,但不是等比数列C .{a n }是递减的等比数列D .{a n }不是等比数列,也不单调 解析 ∵S n =3n -2,∴S n -1=3n -1-2,∴a n =S n -S n -1=3n -2-(3n -1-2)=2×3n -1(n ≥2), 当n =1时,a 1=S 1=1不适合上式,但a 1<a 2<a 3<…. 答案 B2.(·广州模拟)已知等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n .若S 3=72,则S 6等于( ). A.312 B.632 C .63D.1272解析 S 3=a 1(1-23)1-2=7a 1=72,所以a 1=12.所以S 6=a 1(1-26)1-2=63a 1=632.答案 B3.(·新课标全国Ⅱ卷)等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ).A.13 B .-13 C.19D .-19解析 由题知q ≠1,则S 3=a 1(1-q 3)1-q=a 1q +10a 1,得q 2=9,又a 5=a 1q 4=9,则a 1=19. 答案 C4.在等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值为 ( ). A .1 B .-12 C .1或-12 D .-1或12解析 根据已知条件⎩⎨⎧a 1q 2=7,a 1+a 1q +a 1q 2=21. 得1+q +q 2q 2=3.整理得2q 2-q -1=0,解得q =1或-12. 答案 C5.(·浙江十校联考)若方程x 2-5x +m =0与x 2-10x +n =0的四个根适当排列后,恰好组成一个首项为1的等比数列,则m ∶n 值为 ( ).A.14B.12 C .2D .4解析 设方程x 2-5x +m =0的两根为x 1,x 2,方程x 2-10x +n =0的两根为x 3,x 4.则⎩⎨⎧ x 1+x 2=5,x 1·x 2=m ,⎩⎨⎧x 3+x 4=10,x 3·x 4=n ,由题意知x 1=1,x 2=4,x 3=2,x 4=8,∴m =4,n =16,∴m ∶n =14. 答案 A 二、填空题6.(·江西九校联考)实数项等比数列{a n }的前n 项的和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q 等于________.解析 首先q ≠1,因为若q =1,则S 10S 5=2,当q ≠1时,S 10S 5=a 1(1-q 10)1-q a 1(1-q 5)1-q =1-q 101-q 5=(1-q 5)(1+q 5)1-q 5=3132,q 5=-132,q =-12.答案 -127.在等比数列{a n }中,a 1+a 2=30,a 3+a 4=60,则a 7+a 8=________. 解析 ∵a 1+a 2=a 1(1+q )=30,a 3+a 4=a 1q 2(1+q )=60,∴q 2=2,∴a 7+a 8=a 1q 6(1+q )=[a 1(1+q )]·(q 2)3=30×8=240.答案 2408.设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________.解析 由已知条件,得2S n =S n +1+S n +2,即2S n =2S n +2a n +1+a n +2,即a n +2a n +1=-2. 答案 -2三、解答题9.在数列{a n }中,已知a 1=-1,且a n +1=2a n +3n -4(n ∈N *).(1)求证:数列{a n +1-a n +3}是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n .(1)证明 令b n =a n +1-a n +3,则b n +1=a n +2-a n +1+3=2a n +1+3(n +1)-4-2a n -3n +4+3=2(a n +1-a n +3)=2b n ,即b n +1=2b n .由已知得a 2=-3,于是b 1=a 2-a 1+3=1≠0.所以数列{a n +1-a n +3}是以1为首项,2为公比的等比数列.(2)解 由(1)可知b n =a n +1-a n +3=2n -1,即2a n +3n -4-a n +3=2n -1,∴a n =2n -1-3n +1(n ∈N *),于是S n =(1+2+22+…+2n -1)-3(1+2+3+…+n )+n =1-2n 1-2-3×n (n +1)2+n =2n -3n 2+n 2-1. 10.(·济南期末)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 2=4,a 3+a 4=17.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +2,证明数列{b n }是等比数列并求其前n 项和T n .解 (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由题意知⎩⎨⎧ a 3+a 4=a 1+2d +a 1+3d =17,a 2=a 1+d =4,解得a 1=1,d =3,∴a n =3n -2(n ∈N *).(2)证明:由题意知,b n =2a n +2=23n (n ∈N *),b n -1=23(n -1)=23n -3(n ∈N *,n ≥2),∴b n b n -1=23n23n -3=23=8(n ∈N *,n ≥2),又b 1=8, ∴{b n }是以b 1=8,公比为8的等比数列,T n =8(1-8n )1-8=87(8n -1). 能力提升题组(建议用时:25分钟)一、选择题1.(·兰州模拟)已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是 ( ).A .-15B .-5C .5D.15 解析 由log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),得log 3a n +1-log 3a n =1且a n >0,即log 3a n +1a n=1,解得a n +1a n=3,所以数列{a n }是公比为3的等比数列.因为a 5+a 7+a 9=(a 2+a 4+a 6)q 3,所以a 5+a 7+a 9=9×33=35.所以log 13(a 5+a 7+a 9)=log 1335=-log 335=-5.答案 B2.(·山东省实验中学诊断)在各项为正的等比数列{a n }中,a 4与a 14的等比中项为22,则2a 7+a 11的最小值是 ( ).A .16B .8C .2 2D .4解析 由题意知a 4·a 14=(22)2=a 29,即a 9=2 2.设公比为q (q >0),所以2a 7+a 11=2a 9q 2+a 9q 2=42q 2+22q 2≥ 242q 2×22q 2=8,当且仅当42q 2=22q 2,即q =42时取等号,其最小值为8.答案 B二、填空题3.(·江苏卷)在正项等比数列{a n }中,a 5=12,a 6+a 7=3.则满足a 1+a 2+…+a n >a 1a 2…a n 的最大正整数n 的值为________.解析 由已知条件得12q +12q 2=3,即q 2+q -6=0,解得q =2或q =-3(舍去),a n =a 5qn -5=12×2n -5=2n -6,a 1+a 2+…+a n =132(2n -1),a 1a 2…a n =2-52-42-3…2n -6=,由a 1+a 2+…+a n >a 1a 2…a n ,可知2n -5-2-5>,可求得n 的最大值为12,而当n =13时,28-2-5<213,所以n 的最大值为12. 答案 12三、解答题4.已知首项为32的等比数列{a n }不是递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N *),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设T n =S n -1S n(n ∈N *),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值. 解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,因为S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列,所以S 5+a 5-S 3-a 3=S 4+a 4-S 5-a 5,即4a 5=a 3,于是q 2=a 5a 3=14. 又{a n }不是递减数列且a 1=32,所以q =-12.故等比数列{a n }的通项公式为a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=(-1)n -1·32n . (2)由(1)得S n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n =⎩⎪⎨⎪⎧ 1+12n ,n 为奇数,1-12n ,n 为偶数.当n 为奇数时,S n 随n 的增大而减小,所以1<S n ≤S 1=32,故0<S n -1S n ≤S 1-1S 1=32-23=56. 当n 为偶数时,S n 随n 的增大而增大,所以34=S 2≤S n <1,故0>S n -1S n ≥S 2-1S 2=34-43=-712. 综上,对于n ∈N *,总有-712≤S n -1S n≤56. 所以数列{T n }最大项的值为56,最小项的值为-712.。
高中数学《等比数列及其前n项和》(答案)
§6.3 等比数列及其前n 项和题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( × ) (2)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( × )(3)如果数列{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列.( × ) (4)如果数列{a n }为等比数列,则数列{ln a n }是等差数列.( × ) (5)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.( × )(6)数列{a n }为等比数列,则S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列.( × ) 题组二 教材改编2.[P51例3]已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q =______.答案 12解析 由题意知q 3=a 5a 2=18,∴q =12.3.[P54A 组T8]在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________. 答案 27,81解析 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q 3,q 3=27,∴q =3.∴插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81.题组三 易错自纠4.若1,a 1,a 2,4成等差数列,1,b 1,b 2,b 3,4成等比数列,则a 1-a 2b 2的值为________.答案 -12解析 ∵1,a 1,a 2,4成等差数列, ∴3(a 2-a 1)=4-1,∴a 2-a 1=1.又∵1,b 1,b 2,b 3,4成等比数列,设其公比为q ,则b 22=1×4=4,且b 2=1×q 2>0,∴b 2=2,∴a 1-a 2b 2=-(a 2-a 1)b 2=-12. 5.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,8a 2+a 5=0,则S 5S 2=________.答案 -11解析 设等比数列{a n }的公比为q , ∵8a 2+a 5=0,∴8a 1q +a 1q 4=0. ∴q 3+8=0,∴q =-2,∴S 5S 2=a 1(1-q 5)1-q ·1-qa 1(1-q 2)=1-q 51-q 2=1-(-2)51-4=-11. 6.一种专门占据内存的计算机病毒开机时占据内存1 KB ,然后每3分钟自身复制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机________分钟,该病毒占据内存64 MB(1 MB =210 KB). 答案 48解析 由题意可知,病毒每复制一次所占内存的大小构成一等比数列{a n },且a 1=2,q =2,∴a n =2n ,则2n =64×210=216,∴n =16. 即病毒共复制了16次. ∴所需时间为16×3=48(分钟).题型一 等比数列基本量的运算1.(2018·开封质检)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2等于( )A .2B .1 C.12 D.18答案 C解析 由{a n }为等比数列,得a 3a 5=a 24, 又a 3a 5=4(a 4-1),所以a 24=4(a 4-1), 解得a 4=2.设等比数列{a n }的公比为q , 则由a 4=a 1q 3,得2=14q 3,解得q =2,所以a 2=a 1q =12.故选C.2.(2018·济宁模拟)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,则S na n=________. 答案 2n -1解析 ∵⎩⎨⎧a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,∴⎩⎨⎧a 1+a 1q 2=52,①a 1q +a 1q 3=54, ②由①除以②可得1+q 2q +q 3=2,解得q =12,代入①得a 1=2,∴a n =2×⎝⎛⎭⎫12n -1=42n ,∴S n =2×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12=4⎝⎛⎭⎫1-12n ,∴S n a n =4⎝⎛⎭⎫1-12n 42n=2n -1. 思维升华 等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)可迎刃而解.题型二 等比数列的判定与证明典例 (2018·潍坊质检)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2. (1)设b n =a n +1-2a n ,证明:数列{b n }是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式. (1)证明 由a 1=1及S n +1=4a n +2, 得a 1+a 2=S 2=4a 1+2. ∴a 2=5,∴b 1=a 2-2a 1=3.又⎩⎪⎨⎪⎧S n +1=4a n +2, ①S n =4a n -1+2(n ≥2), ② 由①-②,得a n +1=4a n -4a n -1(n ≥2), ∴a n +1-2a n =2(a n -2a n -1)(n ≥2). ∵b n =a n +1-2a n ,∴b n =2b n -1(n ≥2), 故{b n }是首项b 1=3,公比为2的等比数列. (2)解 由(1)知b n =a n +1-2a n =3·2n -1, ∴a n +12n +1-a n 2n =34, 故⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为12,公差为34的等差数列.∴a n 2n =12+(n -1)·34=3n -14, 故a n =(3n -1)·2n -2. 引申探究若将本例中“S n +1=4a n +2”改为“S n +1=2S n +(n +1)”,其他不变,求数列{a n }的通项公式. 解 由已知得n ≥2时,S n =2S n -1+n . ∴S n +1-S n =2S n -2S n -1+1, ∴a n +1=2a n +1,∴a n +1+1=2(a n +1),n ≥2,(*)又a 1=1,S 2=a 1+a 2=2a 1+2,即a 2+1=2(a 1+1), ∴当n =1时(*)式也成立,故{a n +1}是以2为首项,以2为公比的等比数列, ∴a n +1=2·2n -1=2n ,∴a n =2n -1.思维升华 (1)证明一个数列为等比数列常用定义法与等比中项法,其他方法只用于选择题、填空题中的判定;若证明某数列不是等比数列,则只要证明存在连续三项不成等比数列即可. (2)利用递推关系时要注意对n =1时的情况进行验证.跟踪训练 (2016·全国Ⅲ)已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.(1)证明 由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=11-λ,a 1≠0.由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1,得a n +1=λa n +1-λa n ,即a n +1(λ-1)=λa n ,由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0, 所以a n +1a n =λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝⎛⎭⎫λλ-1n -1.(2)解 由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎫λλ-1n . 由S 5=3132得1-⎝⎛⎭⎫λλ-15=3132,即⎝⎛⎭⎫λλ-15=132.解得λ=-1.题型三 等比数列性质的应用1.(2019·郑州三模)已知等比数列{a n },且a 6+a 8=4,则a 8(a 4+2a 6+a 8)的值为( ) A .2 B .4 C .8 D .16 答案 D解析 ∵a 6+a 8=4,∴a 8(a 4+2a 6+a 8)=a 8a 4+2a 8a 6+a 28=(a 6+a 8)2=16.故选D.2.(2017·云南省十一校跨区调研)已知数列{a n }是等比数列,S n 为其前n 项和,若a 1+a 2+a 3=4,a 4+a 5+a 6=8,则S 12等于( ) A .40 B .60 C .32 D .50 答案 B解析 由等比数列的性质可知,数列S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,即数列4,8,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,因此S 12=4+8+16+32=60,故选B. 思维升华 等比数列常见性质的应用 等比数列性质的应用可以分为三类: (1)通项公式的变形. (2)等比中项的变形.(3)前n 项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.分类讨论思想在等比数列中的应用典例 (12分)已知首项为32的等比数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且-2S 2,S 3,4S 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)证明:S n +1S n ≤136(n ∈N *).思想方法指导 (1)利用等差数列的性质求出等比数列的公比,写出通项公式; (2)求出前n 项和,根据函数的单调性证明. 规范解答(1)解 设等比数列{a n }的公比为q , 因为-2S 2,S 3,4S 4成等差数列,所以S 3+2S 2=4S 4-S 3,即S 4-S 3=S 2-S 4, 可得2a 4=-a 3,于是q =a 4a 3=-12.[2分]又a 1=32,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =32×⎝⎛⎭⎫-12n -1=(-1)n -1·32n (n ∈N *).[3分](2)证明 由(1)知,S n =1-⎝⎛⎭⎫-12n , S n +1S n=1-⎝⎛⎭⎫-12n +11-⎝⎛⎭⎫-12n=⎩⎨⎧2+12n (2n +1),n 为奇数,2+12n(2n-1),n 为偶数.[6分]当n 为奇数时,S n +1S n 随n 的增大而减小,所以S n +1S n ≤S 1+1S 1=32+23=136.[8分]当n 为偶数时,S n +1S n 随n 的增大而减小,所以S n +1S n ≤S 2+1S 2=34+43=2512.[10分]故对于n ∈N *,有S n +1S n ≤136.[12分]1.(2019·福建漳州八校联考)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=2,S 6=18,则S 10S 5等于( ) A .-3 B .5 C .-31 D .33 答案 D解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则由已知得q ≠1.∵S 3=2,S 6=18,∴1-q 31-q 6=218,得q 3=8,∴q =2. ∴S 10S 5=1-q 101-q5=1+q 5=33,故选D. 2.(2019·武汉市武昌区调研)设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则a 1等于( ) A .-2 B .-1 C.12 D.23答案 B解析 由S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,得a 3+a 4=3a 4-3a 2,即q +q 2=3q 2-3,解得q =-1(舍去)或q =32,将q =32代入S 2=3a 2+2中得a 1+32a 1=3×32a 1+2,解得a 1=-1,故选B.3.(2019张掖市一诊)已知等比数列{a n }中,a 3=2,a 4a 6=16,则a 10-a 12a 6-a 8的值为( )A .2B .4C .8D .16 答案 B解析 a 5=±a 4·a 6=±16=±4, ∵q 2=a 5a 3>0,∴a 5=4,q 2=2,则a 10-a 12a 6-a 8=q 4=4. 4.(2019山西太原三模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n +3)(n ∈N *)在函数y =3×2x 的图象上,等比数列{b n }满足b n +b n +1=a n (n ∈N *),其前n 项和为T n ,则下列结论正确的是( )A .S n =2T nB .T n =2b n +1C .T n >a nD .T n <b n +1 答案 D解析 由题意可得S n +3=3×2n ,S n =3×2n -3,由等比数列前n 项和的特点可得数列{a n }是首项为3,公比为2的等比数列,数列的通项公式a n =3×2n -1,设b n =b 1q n -1,则b 1q n -1+b 1q n =3×2n -1,当n =1时,b 1+b 1q =3,当n =2时,b 1q +b 1q 2=6, 解得b 1=1,q =2,数列{b n }的通项公式b n =2n -1,由等比数列求和公式有:T n =2n -1,观察所给的选项: S n =3T n ,T n =2b n -1,T n <a n ,T n <b n +1.5.(2019广元模拟)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 5a 6+a 4a 7=18,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10等于( )A .5B .9C .log 345D .10 答案 D解析 由等比数列的性质知a 5a 6=a 4a 7,又a 5a 6+a 4a 7=18,所以a 5a 6=9, 则原式=log 3(a 1a 2…a 10)=log 3(a 5a 6)5=10.6.(2018·长春质检)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问第二天走了( ) A .192里 B .96里 C .48里 D .24里 答案 B解析 设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q =12,由题意得a 1⎝⎛⎭⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,则a 2=192×12=96,即第二天走了96里,故选B.7.已知{a n }是各项都为正数的等比数列,其前n 项和为S n ,且S 2=3,S 4=15,则a 3=________. 答案 4解析 S 4-S 2=a 3+a 4=12,S 2=a 1+a 2=3, ∴a 3+a 4a 1+a 2=q 2=123=4,q =2或q =-2(舍去),∴a 3+a 4=a 3(1+q )=3a 3=12,a 3=4.8.在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是________. 答案 4解析 因为a 8=a 2q 6,a 6=a 2q 4,a 4=a 2q 2,所以由a 8=a 6+2a 4,得a 2q 6=a 2q 4+2a 2q 2,消去a 2q 2,得到关于q 2的一元二次方程(q 2)2-q 2-2=0,解得q 2=2,q 2=-1(舍去),a 6=a 2q 4=1×22=4.9.已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和为________. 答案 2n -1解析 设等比数列的公比为q ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 3=9,a 21·q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,q =12.又{a n }为递增数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2, ∴数列{a n }的前n 项和为1-2n 1-2=2n -1. 10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +S n =1(n ∈N *),则通项a n =________. 答案 12n解析 ∵a n +S n =1,①∴a n -1+S n -1=1(n ≥2),②由①-②,得a n -a n -1+a n =0,即a n a n -1=12(n ≥2), 又a 1=12, ∴数列{a n }是首项为12,公比为12的等比数列, 则a n =12×⎝⎛⎭⎫12n -1=12n . 11.(2016·全国Ⅲ)已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3;(2)求{a n }的通项公式.解 (1)由题意,得a 2=12,a 3=14. (2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0,得2a n +1(a n +1)=a n (a n +1).因为{a n }的各项都为正数,所以a n +1≠0,所以a n +1a n =12. 故{a n }是首项为1,公比为12的等比数列, 因此a n =12n -1. 12.已知数列{a n }中,a 1=1,a n ·a n +1=⎝⎛⎭⎫12n ,记T 2n 为{a n }的前2n 项的和,b n =a 2n +a 2n -1,n ∈N *. (1)判断数列{b n }是否为等比数列,并求出b n ;(2)求T 2n .解 (1)∵a n ·a n +1=⎝⎛⎭⎫12n ,∴a n +1·a n +2=⎝⎛⎭⎫12n +1,∴a n +2a n =12,即a n +2=12a n .∵b n =a 2n +a 2n -1,∴b n +1b n =a 2n +2+a 2n +1a 2n +a 2n -1=12a 2n +12a 2n -1a 2n +a 2n -1=12, ∵a 1=1,a 1·a 2=12, ∴a 2=12,∴b 1=a 1+a 2=32. ∴{b n }是首项为32,公比为12的等比数列. ∴b n =32×⎝⎛⎭⎫12n -1=32n . (2)由(1)可知,a n +2=12a n , ∴a 1,a 3,a 5,…是以a 1=1为首项,以12为公比的等比数列;a 2,a 4,a 6,…是以a 2=12为首项,以12为公比的等比数列, ∴T 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12+12⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12=3-32n .13.(2017·新乡三模)若数列{a n +1-a n }是等比数列,且a 1=1,a 2=2,a 3=5,则a n =________.答案 3n -1+12解析 ∵a 2-a 1=1,a 3-a 2=3,∴q =3,∴a n +1-a n =3n -1,∴a n -a 1=a 2-a 1+a 3-a 2+…+a n -1-a n -2+a n -a n -1=1+3+…+3n -2=1-3n -11-3, ∵a 1=1,∴a n =3n -1+12. 14.(2018·徐州质检)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +a n +1=12n (n =1,2,3,…),则S 2n +3=________.答案 43⎝⎛⎭⎫1-14n +2 解析 由题意,得S 2n +3=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 2n +2+a 2n +3)=1+14+116+…+14n +1 =43⎝⎛⎭⎫1-14n +2.15.已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T n >1的n 的最小值为( )A .4B .5C .6D .7答案 C解析 ∵{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 2a 4=a 3,∴a 23=a 3,∴a 3=1.又∵q >1,∴a 1<a 2<1,a n >1(n >3),∴T n >T n -1(n ≥4,n ∈N *),T 1<1,T 2=a 1·a 2<1,T 3=a 1·a 2·a 3=a 1a 2=T 2<1,T 4=a 1a 2a 3a 4=a 1<1,T 5=a 1·a 2·a 3·a 4·a 5=a 53=1,T 6=T 5·a 6=a 6>1,故n 的最小值为6,故选C.16.(2019·武汉市武昌区调研)设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n +12n =(-1)n a n (n ∈N *),则数列{S n }的前9项和为________.答案 -3411 024解析 因为S n +12n =(-1)n a n , 所以S n -1+12n -1=(-1)n -1a n -1(n ≥2). 两式相减得S n -S n -1+12n -12n -1 =(-1)n a n -(-1)n -1a n -1,即a n -12n =(-1)n a n +(-1)n a n -1(n ≥2), 当n 为偶数时,a n -12n =a n +a n -1, 即a n -1=-12n , 此时n -1为奇数,所以若n 为奇数,则a n =-12n +1; 当n 为奇数时,a n -12n =-a n -a n -1, 即2a n -12n =-a n -1, 所以a n -1=12n -1,此时n -1为偶数, 所以若n 为偶数,则a n =12n . 所以数列{a n }的通项公式为 a n =⎩⎨⎧-12n +1,n 为奇数,12n ,n 为偶数.所以数列{S n }的前9项和为S 1+S 2+S 3+…+S 9=9a 1+8a 2+7a 3+6a 4+…+3a 7+2a 8+a 9=(9a 1+8a 2)+(7a 3+6a 4)+…+(3a 7+2a 8)+a 9=-122-124-126-128-1210 =-122×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1451-14=-3411 024.。
等比数列及其前n项和
§6.3 等比数列及其前n 项和一、要点梳理1. 等比数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q (q ≠0)表示. 2. 等比数列的通项公式设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则它的通项a n =_______ 3. 等比中项如果三个数x ,G ,y 组成等比数列,那么G 叫做x 与y 的等比中项. 4. 等比数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m ·_______,m ∈N +).(2)若{a n }为等比数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N +),则___________。
(3)若{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }(λ≠0),1{}n a ,{a 2n },{a n ·b n },{}n nab 仍是等比数列.5. 等比数列的前n 项和公式等比数列{a n }的公比为q (q ≠0),其前n 项和为S n , 当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q1-q .6. 等比数列前n 项和的性质公比不为-1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等比数列,其公比为________。
二.随堂练习1. 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)满足a n +1=qa n (n ∈N +,q 为常数)的数列{a n }为等比数列. ( ) (2)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( ) (3)如果{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列. ( ) (4)如果数列{a n }为等比数列,则数列{ln a n }是等差数列.( )(5)若{a n }是等比数列,则S 1·S 2·…·S k =0(k ≥2,k ∈N )的充要条件是a n +a n +1=0.( ) (6)设{a n }是任意等比数列,它的前n 项和,前2n 项和与前3n 项和分别为X ,Y ,Z ,则Y (Y -X )=X (Z -X )恒成立. ( ) 2. (2013·江西)等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于( )A .-24B .0C .12D .243. (2012·课标全国)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10等于( )A .7B .5C .-5D .-74. (2013·北京)若等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3+a 5=40,则公比q =________;前n 项和S n =________.5. (2012·辽宁)已知等比数列{a n }为递增数列,且a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,则数列{a n }的通项公式a n =________.三、题型归纳:题型一 等比数列的基本运算例1、 (1)设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 为其前n 项和.已知a 2a 4=1,S 3=7,则S 5等于( )A.152B.314C.334D.172(2)在等比数列{a n }中,若a 4-a 2=6,a 5-a 1=15,则a 3=________.变式训练1 (1)在等比数列{a n }中,a 1=1,公比为q ,且|q |≠1.若a m =a 1a 2a 3a 4a 5,则m 等于( )A .9B .10C .11D .12(2)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,已知3S 3=a 4-2,3S 2=a 3-2,则公比q 等于( ) A .3 B .4 C .5 D .6(3)已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列{1a n }的前5项和为( )A.158或5B.3116或5C.3116D.158 题型二 等比数列的性质及应用例2、(1)在等比数列{a n }中,各项均为正值,且a 6a 10+a 3a 5=41,a 4a 8=5,则a 4+a 8=________.(2)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q =________.变式训练2、 (1)已知各项均为正数的等比数列{a n }中,a 1a 2a 3=5,a 7a 8a 9=10,则a 4a 5a 6等于( )A .5 2B .7C .6D .4 2(2)记等比数列{a n }的前n 项积为T n (n ∈N +),已知a m -1·a m +1-2a m =0,且T 2m -1=128,则m的值为()A.4 B.7 C.10 D.12(3)已知S n为等比数列{a n}的前n项和,且S3=8,S6=7,则a4+a5+…+a9=________. 题型三等比数列的判定例3、已知数列{a n}的前n项和为S n,数列{b n}中,b1=a1,b n=a n-a n-1(n≥2),且a n+S n =n.(1)设c n=a n-1,求证:{c n}是等比数列;(2)求数列{b n}的通项公式.变式训练3、设数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,S n+1=4a n+2.(1)设b n=a n+1-2a n,证明:数列{b n}是等比数列;(2)求数列{a n}的通项公式.题型4、等比数列求和忽视公比q的范围致误例4、(5分)设等比数列{a n}的公比为q,前n项和S n>0(n=1,2,3,…).则q的取值范围为________.温馨提醒在应用公式S n=a1(1-q n)1-q或S n=a1-a n q1-q求和时,应注意公式的使用条件为q≠1,而当q=1时,应按常数列求和,即S n=na1.因此,对含有字母参数的等比数列求和时,应分q=1和q≠1两种情况进行讨论,体现了分类讨论思想.五、等比数列中的常用方法与技巧1.已知等比数列{a n}(1)数列{c ·a n }(c ≠0),{|a n |},{a 2n },{1a n }也是等比数列. (2)a 1a n =a 2a n -1=…=a m a n -m +1. 2. 判断数列为等比数列的方法(1)定义法:a n +1a n =q (q 是不等于0的常数,n ∈N +)⇔数列{a n }是等比数列;也可用a n a n -1=q (q 是不等于0的常数,n ∈N +,n ≥2)⇔数列{a n }是等比数列.二者的本质是相同的,其区别只是n 的初始值不同.(2)等比中项法:a 2n +1=a n a n +2(a n a n +1a n +2≠0,n ∈N +)⇔数列{a n }是等比数列. 失误与防范1. 特别注意q =1时,S n =na 1这一特殊情况.2. 由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能立即断言{a n }为等比数列,还要验证a 1≠0.3. 在运用等比数列的前n 项和公式时,必须注意对q =1与q ≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.等比数列练习题A 组 (时间:40分钟)一、选择题1. (2012·安徽)公比为2的等比数列{a n }的各项都是正数,且a 3a 11=16,则log 2a 10等于( )A .4B .5C .6D .72. 等比数列{}a n 中,|a 1|=1,a 5=-8a 2.a 5>a 2,则a n 等于( )A .(-2)n -1B .-(-2)n -1C .(-2)nD .-(-2)n3. (2013·课标全国Ⅱ)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1等于( )A.13 B .-13C.19D .-194. 一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是( )A .13B .12C .11D .105. 数列{a n }中,已知对任意n ∈N +,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 33+…+a 2n 等于( )A .(3n -1)2 B.12(9n -1) C .9n -1 D.14(3n -1) 二、填空题6. 等比数列{a n }中,S n 表示前n 项和,a 3=2S 2+1,a 4=2S 3+1,则公比q 为________. 7. (2012·江西)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比不为1.若a 1=1,则对任意的n ∈N +,都有a n +2+a n +1-2a n =0,则S 5=________.8. 设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________.三、解答题9. 已知等差数列{a n }满足a 2=2,a 5=8.(1)求{a n }的通项公式;(2)各项均为正数的等比数列{b n }中,b 1=1,b 2+b 3=a 4,求{b n }的前n 项和T n .10.数列{a n }的前n 项和记为S n ,a 1=t ,点(S n ,a n +1)在直线y =3x +1上,n ∈N +.(1)当实数t 为何值时,数列{a n }是等比数列;(2)在(1)的结论下,设b n =log 4a n +1,c n =a n +b n ,T n 是数列{c n }的前n 项和,求T n .等比数列练习题B 组(时间:30分钟)1. 已知{a n }是首项为1的等比数列,若S n 是{a n }的前n 项和,且28S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为( )A.158或4 B.4027或4 C.4027D.1582. (2013·福建)已知等比数列{a n }的公比为q ,记b n =a m (n -1)+1+a m (n -1)+2+…+a m (n -1)+m ,c n=a m (n -1)+1·a m (n -1)+2·…·a m (n -1)+m (m ,n ∈N +),则以下结论一定正确的是 ( )A .数列{b n }为等差数列,公差为q mB .数列{b n }为等比数列,公比为q 2mC .数列{c n }为等比数列,公比为qm 2D .数列{c n }为等比数列,公比为qm m3. 在数列{a n }中,已知a 1=1,a n =2(a n -1+a n -2+…+a 2+a 1) (n ≥2,n ∈N +),这个数列的通项公式是_______________________________________________.4. 已知在正项数列{a n }中,a 1=2,点A n (a n ,a n +1)在双曲线y 2-x 2=1上,数列{b n }中,点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,其中T n 是数列{b n }的前n 项和.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:数列{b n }是等比数列.5. (2013·天津)已知首项为32的等比数列{a n }不是..递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N +),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =S n -1S n (n ∈N +),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值.。
高中数学等比数列的前n项和-知识点剖析
等比数列的前n 项和-知识点剖析1.推导等比数列的前n 项和公式方法一:设等比数列a 1,a 2,a 3,…,a n ,它的前n 项和是S n =a 1+a 2+a 3+…+a n .依等比数列通项公式有S n =a 1+a 1q+a 1q 2+…+a 1q n-1.① ①式两边同乘以q ,得qS n =a 1q+a 1q 2+a 1q 3+…+a 1q n .② ①-②,得(1-q )S n =a 1-a 1q n ,由此得q≠1时,S n =qq a n --1)1(1. ∵a n =a 1q n-1,∴上式可化为S n =q q a a n --11. 当q=1时,S n =na 1.方法二:由等比数列定义知12a a =23a a =34a a =…=1-n n a a =q. 当q≠1时,1321432-⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+++n n a a a a a a a a =q ,即nn n a S a S --1=q. 故S n =q q a a n --11=qq a n --1)1(1. 当q=1时,S n =na 1.方法三:S n =a 1+a 1q+a 1q 2+…+a 1q n-1=a 1+q (a 1+a 1q+a 1q 2+…+a 1q n-2)=a 1+qS n-1=a 1+q (S n -a n ).∴当q≠1时,S n =q q a a n --11 =qq a n --1)1(1. 当q=1时,S n =na 1.2.注意问题(1)上述证法中,方法一为错位相减法,方法二为合比定理法,方法三为拆项法.各种方法在今后的解题中都经常用,要用心体会.(2)公比为1与不为1时公式不同,若公比为字母,要注意分类讨论.(3)当已知首项a 1,公比q ,项数n 时,用公式S n =qq a n --1)1(1,当已知a 1,a n ,n 时,用公式S n =q q a a n --11. (4)在解决等比数列问题时,如已知a 1,a n ,S n ,n ,q 中任意三个,可由通项公式或前n 项和公式求解其余两个.3.等比数列的前n 项和的一般形式一般地,如果a 1,q 确定,那么S n =qq a n --1)1(1=q a -11+q a -11q n ,设A=q a -11,则上式可以写成S n =A-Aq n(q≠1).4.等比数列的前n 项和的性质(1)若某数列前n 项和公式为S n =a n -1(a≠0,a≠1),则{a n }是等比数列.(2)在等比数列中,若项数为2n (n ∈N *),则奇偶S S =q.(3)若数列{a n }是公比为q 的等比数列,则①S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列.②S n+m =S n +q n S m .5.前n 项和的重点性质的证明 (1)若数列{a n }是等比数列,前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 满足(S 2n -S n )2=S n (S 3n -S 2n ).(2)若等比数列{a n }的公比为q ,则S n+m =S n +q n S m .证明:(1)设首项为a 1,公比为q.若q=1,则S n =na 1,S 2n =2na 1,S 3n =3na 1,显然满足.若q≠1,则S n =q q a n --1)1(1,S 2n =q q a n --1)1(21,S 3n =qq a n --1)1(31. 则S 2n -S n =q q a n --1)1(21-q q a n --1)1(1=)1(11n nq qq a --, S 3n -S 2n =q q a n --1)1(31-qq a n --1)1(21=s. ∴(S 2n -S n )2=2221)1(q q a n-(1-q n )2, S n (S 3n -S 2n )=q q a n --1)1(1·)1(121n n q q q a --=2221)1(q q a n -(1-q n )2,即(S 2n -S n )2=S n (S 3n -S 2n ).(2)设首项为a 1,公比为q.若q=1,显然满足.若q≠1,则S m+n =qq a n m --+1)1(1,S n =q q a n --1)1(1,S m =q q a m --1)1(1, ∴S n +q n S m =q q a n --1)1(1+qq q a m n --1)1(1=)1(11n m q q a +--=)1(11n m n n q q q q a +-+--=S m+n , 即S n+m =S n +q n S m .练习请和你的同学一起阅读下面的材料并思考材料之后的问题.历史上的等比数列人类在古代随着自然数、分数的概念和四则运算的产生,为了生产与生活的需要,就产生了数列的知识.在世界数学史上,对级数(数列)的讨论具有悠久的历史,中国、巴比伦、古希腊、埃及和印度等,都曾经研究过级数,中国古代数学名著《周髀算经》《九章算术》《孔子算经》《张邱建算经》等,对等比级数a+aq+aq 2+…+aq n 都列举出计算的例子,说明中国古代对级数的研究曾作出过一定的贡献.古老的《易经》一书中写到:“是故《易》有太极,是生两仪;两仪生四象,四象生八卦”,实际上,这种分割,已经寓有数学中等比数列的思想;记载有这样的问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”这是一个等比级数问题,即已知等比为2,项数为5,S5为5,求首项a1.在外国,公元前约2000年,巴比伦人在烧制的泥板上记载了一些数学知识.其中有他们经过观察而制定的一个月亮周相表,用现代符号表示为5,10,20,40;20,36,52.可以看出,前者是一个等比数列,后者是一个等差数列.他们在具体问题里算出了等差数列和等比数列的和.还有一个问题:今有七个人,每人有七只猫,每只猫吃了七只老鼠,每只老鼠吃了七棵麦穗,每棵麦穗又可以长出七升麦粒 问麦粒升数总数是多少?这是一个公比为7的等比数列求和问题,虽给出了答案为16 807升,但是没指出所用方法,估计是通过简单的逐项相加实现的.公元前四世纪,古希腊的算术在巴比伦和埃及的基础上,又有新发展,在研究音乐理论中得到了调和平均数.他们发现,乐器的弦长决定乐器发出的声音,而且绷得一样紧的弦,当其长度成整数比时即发出谐音.例如,如果一根弦的长度是另一根弦长度的2倍,就产生谐音,两音相差8度;如果一根与另一根的弦长之比是3∶2,则发出另一谐音,等等.它与后来发现的调和级数相联系.约公元前300年,欧几里得(Euclid,约公元前330年~公元前275年)的名著《几何原本》(共13篇)第九篇的命题35给出了对等比数列之和的一个漂亮的证明.请你和你的同学思考文章中的问题是否是等比数列的模型,请你们共同查找资料,看历史上还有什么样的等比数列模型.。
新高考数学 第6章 第3讲 等比数列及其前n项和
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(4)当 q≠-1 或 q=-1 且 k 为奇数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…是 等比数列.当 q=-1 且 k 为偶数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…不是等比 数列.
(5)等比数列{an}的单调性
①满足a1>0, q>1
或a1<0, 0<q<1
=-18,若 Sk=-181,则 k=_5__.
(4)(2020·课标Ⅱ)记 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和.若 a5-a3=12,
a6-a4=24,则Sann= A.2n-1
B.2-21-n
(B )
C.2-2n-1
D.21-n-1
第六章 数列
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[解析] (1)解法一:设等比数列{an}的公比为 q,由 a1=14,a3a5=4(a4 -1),知 q≠1,则 a1q2×a1q4=4(a1q3-1),∴116×q6=414×q3-1,∴q6 -16q3+64=0,∴(q3-8)2=0,即 q3=8,∴q=2,∴a2=12,故选 C.
返回导航[解析]源自解法一:设等比数列{an}的公比为
q,
所
以
a2+a3+a4 a1+a2+a3
=
aa11++aa22++aa33q=q=2,由 a1+a2+a3=a1(1+q+q2)=a1(1+2+22)=1 解得
a1=17,所以 a6+a7+a8=a1(q5+q6+q7)=17×(25+26+27)=17×25×(1+2
第六章 数列
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6.(2019·全国卷Ⅰ,14,5 分)记 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和.若 a1
高中数学《等比数列前n项和公式》知识点讲解及重点练习
4.3.2 等比数列的前n 项和公式 第1课时 等比数列前n 项和公式学习目标 1.掌握等比数列的前n 项和公式及公式证明思路.2.会用等比数列的前n 项和公式解决有关等比数列的一些简单问题.知识点一 等比数列的前n 项和公式已知量首项、公比与项数 首项、公比与末项求和公式S n =⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q n)1-q (q ≠1),na 1(q =1)S n =⎩⎪⎨⎪⎧a 1-a n q 1-q (q ≠1),na 1(q =1)知识点二 等比数列前n 项和的性质1.数列{a n }为公比不为-1的等比数列(或公比为-1,且n 不是偶数),S n 为其前n 项和,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍构成等比数列.2.若{a n }是公比为q 的等比数列,则S n +m =S n +q n S m (n ,m ∈N *).3.若{a n }是公比为q 的等比数列,S 偶,S 奇分别是数列的偶数项和与奇数项和,则:①在其前2n 项中,S 偶S 奇=q ;②在其前2n +1项中,S 奇-S 偶=a 1-a 2+a 3-a 4+…-a 2n +a 2n +1=a 1+a 2n +1q 1-(-q )=a 1+a 2n +21+q (q ≠-1).1.等比数列前n 项和S n 不可能为0.( × )2.若首项为a 的数列既是等比数列又是等差数列,则其前n 项和等于na .( √ ) 3.若a ∈R ,则1+a +a 2+…+a n -1=1-a n1-a.( × )4.若某数列的前n 项和公式为S n =-aq n +a (a ≠0,q ≠0且q ≠1,n ∈N *),则此数列一定是等比数列.( √ )一、等比数列前n 项和公式的基本运算 例1 在等比数列{a n }中, (1)S 2=30,S 3=155,求S n ; (2)a 1+a 3=10,a 4+a 6=54,求S 5;(3)a 1+a n =66,a 2a n -1=128,S n =126,求公比q .解 (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1+q )=30,a 1(1+q +q 2)=155,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,q =5或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=180,q =-56.从而S n =14×5n +1-54或S n =1 080×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-56n 11.(2)方法一 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 2=10,a 1q 3+a 1q 5=54,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,q =12,从而S 5=a 1(1-q 5)1-q =312.方法二 由(a 1+a 3)q 3=a 4+a 6, 得q 3=18,从而q =12.又a 1+a 3=a 1(1+q 2)=10, 所以a 1=8,从而S 5=a 1(1-q 5)1-q =312.(3)因为a 2a n -1=a 1a n =128,所以a 1,a n 是方程x 2-66x +128=0的两个根.从而⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,a n =64或⎩⎪⎨⎪⎧a n =2,a 1=64.又S n =a 1-a n q 1-q =126,所以q =2或12.反思感悟 等比数列前n 项和运算的技巧(1)在等比数列的通项公式和前n 项和公式中,共涉及五个量:a 1,a n ,n ,q ,S n ,其中首项a 1和公比q 为基本量,且“知三求二”,常常列方程组来解答.(2)对于基本量的计算,列方程组求解是基本方法,通常用约分或两式相除的方法进行消元,有时会用到整体代换,如q n ,a 11-q都可看作一个整体.(3)在解决与前n 项和有关的问题时,首先要对公比q =1或q ≠1进行判断,若两种情况都有可能,则要分类讨论.跟踪训练1 在等比数列{a n }中.(1)若a 1=2,a n =162,S n =112,求n 和q ; (2)已知S 4=1,S 8=17,求a n .解 (1)由S n =a 1-a n q 1-q 得,112=2-162q1-q ,∴q =-2,又由a n =a 1q n -1得,162=2(-2)n -1, ∴n =5.(2)若q =1,则S 8=2S 4,不符合题意, ∴q ≠1,∴S 4=a 1(1-q 4)1-q =1,S 8=a 1(1-q 8)1-q=17,两式相除得1-q 81-q 4=17=1+q 4, ∴q =2或q =-2, ∴a 1=115或a 1=-15,∴a n =115·2n -1或-15·(-2)n -1.二、利用错位相减法求数列的前n 项和例2 求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n 2n 的前n 项和.解 设S n =12+222+323+…+n2n ,则有12S n =122+223+…+n -12n +n2n +1,两式相减,得S n -12S n =12+122+123+…+12n -n 2n +1,即12S n =12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12-n 2n +1=1-12n -n2n +1. ∴S n =2-12n -1-n2n =2-n +22n (n ∈N *).反思感悟 错位相减法的适用范围及注意事项(1)适用范围:它主要适用于{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,求数列{a n b n }的前n 项和. (2)注意事项:①利用“错位相减法”时,在写出S n 与qS n 的表达式时,应注意使两式交错对齐,以便于作差,正确写出(1-q )S n 的表达式.②利用此法时要注意讨论公比q 是否等于1的情况.跟踪训练2 已知等比数列{a n }满足:a 1=12,a 1,a 2,a 3-18成等差数列,公比q ∈(0,1).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(2n -1)a n ,求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,a 1=12,因为a 1,a 2,a 3-18成等差数列,所以2a 2=a 1+a 3-18,即得4q 2-8q +3=0, 解得q =12或q =32,又因为q ∈(0,1),所以q =12,所以a n =12·⎝⎛⎭⎫12n -1=12n .(2)根据题意得S n =1×12+3×122+…+(2n -1)×12n ,12S n =1×122+3×123+…+(2n -3)×12n +(2n -1)×12n +1, 两式相减得12S n =1×12+2×122+…+2×12n -(2n -1)×12n +1 =12+12×1-12n -11-12-(2n -1)×12n +1 =32-12n -1-2n -12n +1, 所以S n =3-42n -2n -12n =3-2n +32n ,n ∈N *.三、等比数列前n 项和的性质例3 (1)在等比数列{a n }中,若S 2=7,S 6=91,则S 4=________.(2)已知等比数列{a n }共有2n 项,其和为-240,且(a 1+a 3+…+a 2n -1)-(a 2+a 4+…+a 2n )=80,则公比q =________.(3)若数列{a n }是等比数列,且其前n 项和为S n =3n +1-2k ,则实数k =________. 答案 (1)28 (2)2 (3)32解析 (1)∵数列{a n }是等比数列,且易知公比q ≠-1,∴S 2,S 4-S 2,S 6-S 4也构成等比数列,即7,S 4-7,91-S 4构成等比数列,∴(S 4-7)2=7(91-S 4),解得S 4=28或S 4=-21.又S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=a 1+a 2+a 1q 2+a 2q 2=(a 1+a 2)(1+q 2)=S 2·(1+q 2)>0,∴S 4=28. (2)由题意知S 奇+S 偶=-240,S 奇-S 偶=80, ∴S 奇=-80,S 偶=-160,∴q =S 偶S 奇=2.(3)∵S n =3n +1-2k =3·3n -2k ,且{a n }为等比数列, ∴3-2k =0,即k =32.延伸探究本例(3)中,若将条件改为“若数列{a n }是等比数列,且其前n 项和为S n =a ·⎝⎛⎭⎫13n -1+5”,再求实数a 的值.解 由S n =a ·⎝⎛⎭⎫13n -1+5,可得S n=3a ·⎝⎛⎭⎫13n +5,依题意有3a +5=0,故a =-53. 反思感悟 处理等比数列前n 项和有关问题的常用方法(1)运用等比数列的前n 项和公式,要注意公比q =1和q ≠1两种情形,在解有关的方程(组)时,通常用约分或两式相除的方法进行消元. (2)灵活运用等比数列前n 项和的有关性质.跟踪训练3 (1)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 4=1,S 8=3,则a 9+a 10+a 11+a 12等于( )A .8B .6C .4D .2 答案 C解析 S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列. 即1,2,a 9+a 10+a 11+a 12成等比数列. ∴a 9+a 10+a 11+a 12=4.(2)一个项数为偶数的等比数列{a n },全部各项之和为偶数项之和的4倍,前3项之积为64,求数列的通项公式.解 设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,所有奇数项、偶数项之和分别记作S 奇,S 偶,由题意可知,S 奇+S 偶=4S 偶,即S 奇=3S 偶. 因为数列{a n }的项数为偶数, 所以有q =S 偶S 奇=13.又因为a 1·a 1q ·a 1q 2=64,所以a 31·q 3=64,即a 1=12,故所求通项公式为a n =12×⎝⎛⎭⎫13n -1,n ∈N *.1.在数列{a n }中,已知a n +1=2a n ,且a 1=1,则数列{a n }的前5项的和等于( ) A .-25 B .25 C .-31 D .31 答案 D解析 因为a n +1=2a n ,且a 1=1,所以数列{a n }是首项为1,公比为2的等比数列, 所以数列{a n }的前5项的和为25-12-1=31.2.等比数列1,x ,x 2,x 3,…的前n 项和S n 等于( ) A.1-x n 1-xB.1-x n -11-xC.⎩⎪⎨⎪⎧1-x n1-x ,x ≠1且x ≠0n ,x =1 D.⎩⎪⎨⎪⎧1-x n -11-x ,x ≠1且x ≠0n ,x =1答案 C解析 当x =1时,S n =n ; 当x ≠1且x ≠0时,S n =1-x n 1-x.3.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10∶S 5=1∶2,则S 15∶S 5等于( ) A .3∶4 B .2∶3 C .1∶2D .1∶3答案 A解析 在等比数列{a n }中,S 5,S 10-S 5,S 15-S 10,…成等比数列,因为S 10∶S 5=1∶2,所以S 5=2S 10,S 15=34S 5,得S 15∶S 5=3∶4,故选A.4.已知在等比数列{a n }中,a 3=32,S 3=92,则a 1=________.答案 32或6解析 方法一 当q =1时,a 1=a 2=a 3=32,满足S 3=92.当q ≠1时,依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=32,a 1(1-q 3)1-q =92.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=6,q =-12.综上可得a 1=32或a 1=6.方法二 ⎩⎨⎧S 3=a 1+a 2+a 3=92,a 3=32.所以a 1+a 2=3, 所以a 1+a 2a 3=1+qq 2=2,所以q =1或q =-12.所以a 1=32或a 1=6.5.若等比数列{a n }的公比为13,且a 1+a 3+…+a 99=60,则{a n }的前100项和为________.答案 80解析 令X =a 1+a 3+…+a 99=60, Y =a 2+a 4+…+a 100,则S 100=X +Y ,由等比数列前n 项和性质知Y X =q =13,所以Y =20,即S 100=X +Y =80.1.知识清单:(1)等比数列前n 项和公式.(2)利用错位相减法求数列的前n 项和. (3)等比数列前n 项和的性质.2.方法归纳:错位相减法、方程(组)思想、分类讨论. 3.常见误区:(1)忽略q =1的情况而致错. (2)错位相减法中粗心出错. (3)忽略对参数的讨论.1.在等比数列{a n }中,a 1=2,a 2=1,则S 100等于( ) A .4-2100 B .4+2100 C .4-2-98D .4-2-100答案 C 解析 q =a 2a 1=12.S 100=a 1(1-q 100)1-q=2⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫121001-12=4(1-2-100)=4-2-98.2.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B .-18 C.578 D.558 答案 A解析 易知q ≠-1,因为a 7+a 8+a 9=S 9-S 6, 且S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列, 即8,-1,S 9-S 6成等比数列, 所以8(S 9-S 6)=1,即S 9-S 6=18,所以a 7+a 8+a 9=18.3.若等比数列{a n }的前n 项和S n =2n -1+a ,则a 3a 5等于( ) A .4 B .8 C .16 D .32 答案 C解析 等比数列{a n }的前n 项和S n =2n -1+a , n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1+a -(2n -2+a ), 化简得a n =2n -2. 则a 3a 5=2×23=16.4.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若27a 4+a 7=0,则S 4S 2等于( )A .10B .9C .-8D .-5 答案 A解析 设数列{a n }的公比为q , 由27a 4+a 7=0, 得a 4(27+q 3)=0, 因为a 4≠0,所以27+q 3=0,则q =-3,故S 4S 2=1-q 41-q 2=10. 5.已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是其前n 项和,且9S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和等于( ) A.158或5 B.3116或5 C.3116 D.158答案 C解析 设数列{a n }的公比为q ,显然q ≠1,由已知得9(1-q 3)1-q =1-q 61-q, 解得q =2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公比的等比数列, 前5项和为1×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1251-12=3116. 6.若等比数列{a n }的前n 项和S n =2·3n +r ,则r =________. 答案 -2解析 S n =2·3n +r ,由等比数列前n 项和的性质得r =-2.7.已知S n 为等比数列{a n }的前n 项和,S n =93,a n =48,公比q =2,则项数n =________,a 1=________.答案 5 3解析 由S n =93,a n =48,公比q =2,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1(2n -1)=93,a 1·2n -1=48,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,n =5. 8.设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________.答案 -2解析 由题意知2S n =S n +1+S n +2,若q =1,则S n =na 1,式子显然不成立,若q ≠1,则有2a 1(1-q n )1-q= a 1(1-q n +1)1-q +a 1(1-q n +2)1-q, 故2q n =q n +1+q n +2,即q 2+q -2=0,∴q =-2.9.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 1,S 3,S 2成等差数列.(1)求数列{a n }的公比q ;(2)若a 1-a 3=3,求S n .解 (1)依题意有a 1+(a 1+a 1q )=2(a 1+a 1q +a 1q 2),由于a 1≠0,故2q 2+q =0.又q ≠0,从而q =-12. (2)由已知可得a 1-a 1⎝⎛⎭⎫-122=3, 故a 1=4.从而S n =4⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12n 1-⎝⎛⎭⎫-12=83⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-12n . 10.已知数列{a n }和{b n }满足a 1=2,b 1=1,a n +1=2a n (n ∈N *),b 1+12b 2+13b 3+ (1)b n =b n +1-1(n ∈N *).(1)求a n 与b n ;(2)记数列{a n b n }的前n 项和为T n ,求T n .解 (1)由a 1=2,a n +1=2a n ,得a n =2n (n ∈N *).由题意知:当n =1时,b 1=b 2-1,故b 2=2.当n ≥2时,1nb n =b n +1-b n . 整理得b n +1n +1=b n n,又b 22=b 11, 所以b n =n (n ∈N *).(2)由(1)知a n b n =n ·2n ,因此T n =2+2·22+3·23+…+n ·2n ,2T n =22+2·23+3·24+…+n ·2n +1,所以T n -2T n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1.故T n =(n -1)2n +1+2(n ∈N *).11.在等比数列{a n }中,a 1=4,q =5,则使S n >107的最小正整数n 的值是( )A .11B .10C .12D .9 答案 A解析 由题意可知在等比数列{a n }中,a 1=4,q =5,∴S n =4·(1-5n )1-5=5n -1. ∵S n >107,∴5n -1>107,∴n >10.01,∵n 为正整数,∴n ≥11,故n 的最小值为11.12.等比数列{a n }的首项为2,项数为奇数,其奇数项之和为8532,偶数项之和为2116,这个等比数列前n 项的积为T n (n ≥2),则T n 的最大值为( )A.14B.12C .1D .2 答案 D解析 设数列{a n }共有(2m +1)项,由题意得S 奇=a 1+a 3+…+a 2m +1=8532, S 偶=a 2+a 4+…+a 2m =2116, 因为项数为奇数时,S 奇-a 1S 偶=q , 即2+2116q =8532, 所以q =12. 所以T n =a 1·a 2·…·a n=a n 1q 1+2+…+n -1=23222,n n -故当n =1或2时,T n 取最大值,为2.13.设数列{a n }的前n 项和为S n ,称T n =S 1+S 2+…+S n n 为数列a 1,a 2,a 3,…,a n 的“理想数”,已知数列a 1,a 2,a 3,a 4,a 5的理想数为2 014,则数列2,a 1,a 2,…,a 5的“理想数”为( )A .1 673B .1 675 C.5 0353 D.5 0413答案 D解析 因为数列a 1,a 2,…,a 5的“理想数”为2 014,所以S 1+S 2+S 3+S 4+S 55=2 014, 即S 1+S 2+S 3+S 4+S 5=5×2 014,所以数列2,a 1,a 2,…,a 5的“理想数”为2+(2+S 1)+(2+S 2)+…+(2+S 5)6=6×2+5×2 0146=5 0413. 14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,2S n =a n +1-1,则S n =________.答案 3n -12解析 当n =1时,则有2S 1=a 2-1,∴a 2=2S 1+1=2a 1+1=3;当n ≥2时,由2S n =a n +1-1得出2S n -1=a n -1,上述两式相减得2a n =a n +1-a n ,∴a n +1=3a n ,得a n +1a n =3且a 2a 1=3, ∴数列{a n }是以1为首项,以3为公比的等比数列,∴S n =1-3n 1-3=3n -12.15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,点⎝⎛⎭⎫n ,S n n (n ∈N *)均在直线y =x +12上.若b n =123,n a +则数列{b n }的前n 项和T n =________.答案 9n +1-98解析 依题意得S n n =n +12, 即S n =n 2+12n . 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=⎝⎛⎭⎫n 2+12n -⎣⎡⎦⎤(n -1)2+12(n -1)=2n -12; 当n =1时,a 1=S 1=32,符合a n =2n -12, 所以a n =2n -12(n ∈N *), 则1223,3n n n a b +==由b n +1b n =32(n +1)32n =32=9, 可知{b n }为公比为9的等比数列,b 1=32×1=9, 故T n =9(1-9n )1-9=9n +1-98. 16.已知等差数列{a n }满足a 2=0,a 6+a 8=-10.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n -1的前n 项和. 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知条件可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =0,2a 1+12d =-10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =-1.故数列{a n }的通项公式为a n =2-n ,n ∈N *.(2)设数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n -1的前n 项和为S n , 即S n =a 1+a 22+…+a n 2n -1,①S n 2=a 12+a 24+…+a n -12n -1+a n 2n .② 所以,①-②得S n 2=a 1+a 2-a 12+…+a n -a n -12n -1-a n 2n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12+14+…+12n -1-2-n 2n =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -1-2-n 2n =n 2n . 所以S n =n 2n -1, 所以数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n -1的前n 项和S n =n 2n -1,n ∈N *.。
3 第3讲 等比数列及其前n项和
②记 Sn 为{an}的前 n 项和.若 Sm=63,求 m.
栏目 导引
第六章 数列
【解】 (1)选 C.设等比数列{an}的公比为 q,由 a5=3a3+4a1 得 q4=3q2+4,得 q2=4,因为数列{an}的各项均为正数,所以 q=2,又 a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=a1(1+2+4+8)= 15,所以 a1=1,所以 a3=a1q2=4. (2)①设{an}的公比为 q,由题设得 an=qn-1. 由已知得 q4=4q2,解得 q=0(舍去)或 q=-2 或 q=2. 故 an=(-2)n-1 或 an=2n-1. ②若 an=(-2)n-1,则 Sn=1-(3-2)n. 由 Sm=63 得(-2)m=-188,此方程没有正整数解. 若 an=2n-1,则 Sn=2n-1. 由 Sm=63 得 2m=64,解得 m=6.综上,m=6.
第六章 数列
第 3 讲 等比数列及其前 n 项和
第六章 数列
1.等比数列的有关概念 (1)定义 如果一个数列从第__2__项起,每一项与它的前一项的比等于 _同__一__常__数__ (不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数 叫做等比数列的_公__比__,通常用字母 q 表示,定义的表达式为 _a_an_+n_1_=__q_(q_≠__0_,__n_∈__N__*_) .
_n_a_1_,q=1, (2)前 n 项和公式:Sn=a1(11--qqn)=a11--aqnq,q≠1.
栏目 导引
第六章 数列
3.等比数列的性质 已知数列{an}是等比数列,Sn 是其前 n 项和(m,n,p,q,r,k ∈N*) (1)若 m+n=p+q=2r,则 am·an=___a_p_·a_q____=__a_2r __. (2)数列 am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等比数列. (3)数列 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍是等比数列(此时{an}的 公比 q≠-1).
等比数列及其前n项和
am·an=a2 p 特别地 m+n=2p 则 + =
.
(2)若等比数列前 n 项和为 Sn 则 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m 仍成等 若等比数列前 比数列, 即 ∈ 比数列, (S2m-Sm)2= Sm(S3m-S2m) (m∈N*, 公比 q≠-1). ≠ .
基础自测
数列{ 是以3为公比的等比数列, 1.设a1=2,数列{an+1}是以3为公比的等比数列,则a4 的值为 A.80 解析 B.81 C.54 ( A ) D.53
[解] (1)∵Sn+1=3Sn+2, 解 ∵ + , ∴Sn+1+1=3(Sn+1). 1= 1). +
又∵S1+1=3, = , 是首项为3,公比为3的等比数列且 ∴{Sn+1}是首项为 ,公比为 的等比数列且 是首项为 Sn=3n-1,n∈N*. , ∈ (2)n=1时,a1=S1=2, = 时 , n>1时,an=Sn-Sn-1=(3n-1)-(3n-1-1) > 时 - - -
1 2 2 1 1 n-1 (2)由(1)知 bn=(an+a ) =an+ 2 +2=4 + n-1+2. 由 知 = an 4 n 4n-1 1 1 因此 Tn = (1+ 4+ … + 4n - 1)+ (1+ + … + n-1 )+ 2n= + + + + + = + 4 4 4-1 - 1 1- n -4 1 n …………………………(12 分) +2n=3(4 -41-n)+2n+1.………………………… = + + ………………………… 1 1- -4
-
1 1 = ( a1+a1q=2(a1+a1q), a1q2+a1q3+a1q4=64( 1 2+ 1 3+ 1 4). (a q a q a q 1 1 1
a2q=2, 1 = , 化简得 2 6 a1q =64.
等比数列及其前n项和
������偶
������奇 -������ 1 ������偶
=q
-4知识梳理 考点自测
1
2
3
4
5
1.判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”. (1)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列. ( ) (2)G为a,b的等比中项⇔G2=ab.( ) (3)等比数列中不存在数值为0的项.( ) (4)如果{an}为等比数列,bn=a2n-1+a2n,那么数列{bn}也是等比数列 .( ) (5)如果数列{an}为等比数列,那么数列{ln an}是等差数列.( ) ������(1-������������ ) n (6)若数列{an}的通项公式是an=a ,则其前n项和为Sn= .( )
关闭
设塔的顶层共有 x 盏灯,则各层的灯数构成一个公比为 2 的等比数列, 由
������ (1-27 ) 1-2
=381,可得 x=3,故选 B.
关闭
B
解析 答案
-8知识梳理 考点自测
1
2
3
4
5
5.(2017北京朝阳二模,理11)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知 a1=2,a4=-2,则{an}的通项公式an= .
������������ ������ ������������������
也是等比数列.
������2 ������ ������3 ������
������ 2 ������
(4)Sm+n=Sn+qnSm=Sm+qmSn. (5)若 a1· a2· „· an=Tn,则 Tn, ������ , ������ ,„成等比数列. (6)若数列{an}的项数为 2n,则������ =q;若项数为 2n+1,则
等比数列及前N项和
构造三数
构造四数
a a , ,aq,aq 3 q3 q
思考;、等差数列与等 比数列的联系 的 _________ 条件。
an
( )“ an }为等比数列”是“ m an }为等差数列” 1 { {log
(2)“ an }为等差数列”是“m }( m 0, 且m 1 { { )
答案:(1)必要不充分 (2)充要
q q
k
(4)等比数列{an}的任意等距离的项 构成的数列仍为等比数列
• 等比数列判定方法: (1)定义法: an 1 常数
an
(2)递推公式法: 2 (3)看通项法:
an an1 an1
an kq
n
(4)看前n项和法:
Sn k kq
n
.在a1,q,n,an,sn中,知三求二.
4.重要结论:
若{an }是等比数列 an kq
n
5.等比数列的性质
n m
(1) an am q an n m 求q q am (2)若m n p q, 则am an a p aq
(3)若数列 {an } 是等比数列,则 sk 也是等比数列
0
Sk , S2k Sk , S3k S2k , S4k S3k ,
由此联想到什么?关于等比数列的项和公 比有何限制?
an 0 ,q是非零常数.
数列与方程的关系:对通项公式 n 1来说,有 a 、q 、 、 an 1 a aq
n 1
n
四个量,可以知三求一。
a1 a1q q n cq n (c为常数) q 几何意义:a n = __________________________________
高中数学等比数列及其前n项和
等比数列及其前n项和 结 束
突破点(二) 等比数列的性质
基础联通
抓主干知识的“源”与“流”
(1)通项公式的推广:an=am·qn-m (n,m∈N*). (2)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则am·an = ap·aq = a2k . (3)若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}, a1n,{a2n},{an·bn},abnn(λ≠0)仍然是等比数列.
q=12,所以 a1=aq2=4,故选 B.
[答案] B
突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测
等比数列及其前n项和 结 束
(2)在等比数列{an}中,a3=7,前 3 项之和 S3=21,则公比
q 的值为
()
A.1
B.-12
C.1 或-12
D.-1 或12
[解析] 根据已知条件得aa11q+2=a17q,+a1q2=21, 消去 a1 得1+qq2+q2=3,整理得 2q2-q-1=0,解得 q=1 或 q=-12.
数列的通项公式,得到方程组
an=a1qn-1, am=a1qm-1,
计算时两
式相除可先求出q,然后代入其中一式求得a1,进一步 求得Sn.另外,还可以利用公式an=am·qn-m直接求得q,
可减少运算量.
突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测
考点贯通
等比数列及其前n项和
抓高考命题的“形”与“神”
(1)通项法 设数列的通项公式an=a1qn-1(n∈N*)来求解.
突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测
等比数列及其前n项和-高考数学复习
2或
__________.
2
解析 由
2
a2=4.由 a1+a2+a3=14,得 +a2+a2q=14,
1
2
2q -5q+2=0,解得 q=2 或2.
a1a2a3=64,得23 =64,所以
1
所以+1+q=3.5,所以
题组三 连线高考
7.(2023·全国甲,理5)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若
量,可“知三求二”.
(2)整体思想:当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a1,q 表示,寻求
两者间的联系,整体代换即可求解.
(3)分类讨论思想:若题目中公比q 未知,则运用等比数列前n 项和公式时要
对q 分q=1和q≠1两种情况进行讨论.
[对点训练1](2023·天津,5)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=2,an+1=2Sn+2,则
所以数列{an+1-2an}是首项为3,公比为2的等比数列.
2
[对点训练2]已知数列{an}和{bn}满足:a1=λ,an+1= 3 an+n-4,bn=(-1)n(an-
3n+21),其中n∈N*,λ为实数.
(1)对于任意实数λ,证明:数列{an}不是等比数列;
(2)试判断数列{bn}是否为等比数列,并证明你的结论.
和Sn=A·qn-A(A≠0,q≠0,q≠1),则数列{an}必为等比数列.
自主诊断
题组一 思考辨析(判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”)
1.G为a,b的等比中项⇔G2=ab.( × )
2.满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列.( × )
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(2)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.()
(3)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=.()
(4)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.()
2.已知{an}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10等于()
科组长签名:
第三节等比数列及其前n项和
一、知识清单
1.等比数列的定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的________,通常用字母________表示(q≠0).
2.等比数列的通项公式
设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,则它的通项an=______________.
(3)若{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan} (λ≠0),,{a},{an·bn},仍是等比数列.
(4)单调性:或⇔{an}是________数列;或⇔{an}是________数列;q=1⇔{an}是____数列;q<0⇔{an}是________数列.
5.等比数列的前n项和公式
四、课堂总结
[思想方法]
1.已知等比数列{an}
(1)数列{c·an}(c≠0),{|an|},{a},{}也是等比数列.
(2)a1an=a2an-1=…=aman-m+1.
2.判断数列为等比数列的方法
(1)定义法:=q(q是不等于0的常数,n∈N*)⇔数列{an}是等比数列;也可用=q(q是不等于0的常数,n∈N*,n≥2)⇔数列{an}是等比数列.二者的本质是相同的,其区别只是n的初始值不同.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;(2)求数列{bn}的前n项和.
10.已知在正项数列{an}中,a1=2,点An(,)在双曲线y2-x2=1上,数列{bn}中,点(bn,Tn)在直线y=-x+1上,其中Tn是数列{bn}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:数列{bn}是等比数列.
【训练3】成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2,5,13后成为等比数列{bn}中的b3,b4,b5.
(1)求数列{bn}的通项公式;
(2)数列{bn}的前n项和为Sn,求证:数列是等比数列.
三、课堂训练
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.在等比数列{an}中,an>0,且a1·a10=27,log3a2+log3a9=()
(3)在等比数列{an}中,a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,则n=________.
规律方法等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.
【变式训练】在等比数列{an}中,a2-a1=2,且2a2为3a1和a3的等差中项,求数列{an}的首项、公比及前n项和.
【变式训练】(1)已知x,y,z∈R,若-1,x,y,z,-3成等比数列,则xyz的值为()
A.-3B.±3C.-3D.±3
(2)已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6等于()
A.5B.7C.6D.4
知识点三 等比数列的判定与证明
【例3】已知数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}中,b1=a1,bn=an-an-1(n≥2),且an+Sn=n.
A.7 B.5 C.-5 D.-7
3.(2014·大纲全国卷)设等比数列{an}的前n项和为Sn.若S2=3,S4=15,则S6=()
A.31 B.32
C.63 D.64
4.(2014·广东卷)若等比数列{an}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则lna1+lna2+…+lna20=________.
知识点二 等比数列的性质及应用
【例2】(1)公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则log2a10=()
A.4 B.5 C.6 D.7
(2)等比数列{an}的首项a1=-1,前n项和为Sn,若=,则公比q=________.
规律方法(1)在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m+n=p+q,则am·an=ap·aq”,可以减少运算量,提高解题速度.(2)在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.
(2)等比中项法:a=anan+2(anan+1an+2≠0,n∈N*)⇔数列{an}是等比数列.
[易错防范]
1.特别注意q=1时,Sn=na1这一特殊情况.
2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.
A.9B.6C.3D.2
2.记等比数列{an}的前n项积为Ⅱn,若a4·a5=2,则Ⅱ8=()
A.256B.81
C.16D.1
3.在正项等比数列{an}中,an+1<an,a2·a8=6,a4+a6=5,则=()
A.B.C.D.
4.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,a4-a1=78,S3=39,设bn=log3an,那么数列{bn}的前10项和为()
5.(人教A必修5P54A8改编)在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.
二、典例精讲
知识点一 等比数列中基本量的求解
【例1】(1)设{an}是由正数组成的等比数列,Sn为其前n项和.已知a2a4=1,S3=7,则S5等于()
A.B.C.D.
(2)在等比数列{an}中,a4=2,a7=16,则an=________.
7.设数列{an}是各项均为正数的等比数列,若a1·a2n-1=4n,则数列{ห้องสมุดไป่ตู้n}的通项公式是______.
8.已知各项均为正数的等比数列{an}的前n项和为Sn,若S4=3S2,a3=2,则a7=________.
三、解答题
9.已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列{bn}满足b1=4,b4=20,且{bn-an}为等比数列.
3.等比中项:
如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.
4.等比数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am·________ (n,m∈N*).
(2)若{an}为等比数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则__________________________.
A.log371B.C.50D.55
5.已知数列{an}满足log3an+1=log3an+1(n∈N*),且a2+a4+a6=9,
则log(a5+a7+a9)的值是()
A.-B.-5C.5D.
二、填空题
6.(2014·安徽卷)数列{an}是等差数列,若a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q=________.
(1)设cn=an-1,求证:{cn}是等比数列;
(2)求数列{bn}的通项公式.
深度思考若本题除去第(1)问后如何求bn?在这里给大家介绍一种方法:构造法,如本例中构造等比数列{an-1}.
规律方法证明数列{an}是等比数列常用的方法:一是定义法,证明=q(n≥2,q为常数);二是等比中项法,证明a=an-1·an+1.若判断一个数列不是等比数列,则只需举出反例即可,也可以用反证法.
等比数列{an}的公比为q(q≠0),其前n项和为Sn,当q=1时,Sn=na1;
当q≠1时,Sn===-.
6.等比数列前n项和的性质
公比不为-1的等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列,其公比为______.
自我检测
1.判断正误(在括号内打“√”或“×”) 精彩PPT展示