2017_2018学年高中数学第二章数列第12课时等比数列的性质课件新人教B版必修5
《等比数列性质》课件
等比数列的性质
等比数列的性质取决于公比的正负情况。
公比为正的情况
1 单调性
2
当公比大于1时,数列呈现递增趋势;当 公比小于1但大于0时,数列呈现递减趋势。
公比为负的情况
极限值
当公比大于1时,数列趋于正无穷;当公 比小于1但大于0时,数列趋于0。Biblioteka 1 单调性2 极限值
无论公比是多少,等比数列都不会出现单 调性。
无论公比是多少,等比数列都不会收敛于 一个确定的极限值。
等比数列的无穷级数
等比数列的无穷级数指的是将数列的所有项相加,即求和。 如果公比的绝对值小于1,那么等比数列的无穷级数将收敛,其和可以通过以下公式计算: S∞ = a1 / (1 - r)
等比数列在几何意义上的应用
等比数列在图形中的应用
等比数列可以用来生成一些有趣的图形,如分形。分形是一种具有自相似性质的图形,无论放大或缩 小,形状都保持一致。
《等比数列性质》PPT课件
什么是等比数列
等比数列是一种数列,其中每一项与前一项的比值保持不变。它可以用以下 的通项公式来表示: an = a1 × r(n-1) 其中,a1表示等比数列的首项,r表示公比,而an表示第n项。
等比数列的通项公式与前n项和公式
等比数列的通项公式允许我们计算数列中的任何一项。而前n项和公式则可以帮助我们计算数列前n项 的和。 通项公式:an = a1 × r(n-1) 前n项和公式:Sn = a1 × (1 - rn) / (1 - r)
黄金分割的生成与应用
黄金分割是一种与等比数列相关的数学概念,在建筑、艺术、自然界等领域中有广泛的应用。它具有 特殊的美学意义。
相关练习题目
等比数列的计算 填空题 选择题 解析题
等比数列的性质_课件-课件ppt
自测自评
()
解析:利用等比数列的定义验证即可. 答案:A
2.已知{an}是等比数列,且an>0,a2a4+2a3a5+ a4a6=25,那a3+a5的值等于( )
A.5
B.10
C.15
D.20
解析:a2a4=a23,a4a6=a52,故得(a3+a5)2=25, ∴a3+a5=±5,又 an>0, 即 a3+a5=5. 答案:A
从而a1+a3=5, a1a3=4.
解之,得 a1=1,a3=4 或 a1=4,a3=1, 当 a1=1 时,q=2;当 a1=4 时,q=12. 故 an=2n-1 或 an=23-n. 法二:由等比数列的定义知 a2=a1q, a3=a1q2,代入已知得
法二:由等比数列的定义知 a2=a1q, a3=a1q2,代入已知得
解析:在等比数列{an}中,a7·a11=a4·a14=6.① 又 a4+a14=5.② 由①、②组成方程组得
a4=2,
或a4=3,
a14=3
a14=2.
∵aa2100=aa144=23或32.
答案:C
等比数列的性质
求an.
已知等比数列{an},若a1+a2+a3=7,a1a2a3=8,
解析:法一:∵a1a3=a22, ∴a1a2a3=a32=8,∴a2=2,
1.准确掌握等比数列的通项公式与定义,由此得 出一些等比数列的性质,掌握推导性质的方法比记忆性 质更重要.
2.适当记忆一些性质利用性质提高解题速度与解 题的正确率,如用等比数列的性质:若m+n=p+k,则 aman=apak,可以解决许多相关问题.
3.等比数列的一些项组成的新的等比数列也经常 遇到,要准确判断用好定义与通项公式.
跟踪训练
等比数列的性质PPT教学课件
1.在准确掌握等比数列பைடு நூலகம்定义及通项公式的前 提下认识等比数列的性质,可以提高解题速度与解题 的准确率.
2.对于等比数列基本量之间的运算应先考虑是 否能用性质解决,然后再考虑是否能列出关于 a1,d 的方程组.
1.已知{an}是等比数列,a6=2,a3=14,则公比 q 等于(
)
A.-12
B.-2
等差、等比数列的综合问题
已知数列{an}与等比数列{bn}满足 bn=2an,n∈N*. (1)判断{an}是什么数列,并给予证明; (2)若 a8+a13=12,求 b1·b2·…·b20 的值.
【思路探究】 (1)怎样判断一个数列是等差数列还是等比 数列?若{an}是等差数列,需要证明 an-an-1 为常数,由 bn=2an 你能产生 an 的表达式吗?
(2)等比数列与等差数列的“下标和”性质是怎样描述的? 它在具体题目中应怎样运用?
【自主解答】 (1)数列{an}是等差数列.证明如下: ∵bn=2an,∴log2bn=an. ∴an-1=log2bn-1(n≥2). ∴an-an-1=log2bbn-n 1. ∵数列{bn}为等比数列, ∴bbn-n 1为常数,log2bbn-n 1也为常数. ∴数列{an}为等差数列.
方程思想在等比数列中的应用
(12 分)等比数列{an}是递增数列,若 a5-a1=60, a4-a2=24,求公比 q.
【思路点拨】 用 a1,q 分别表示 a2,a4,a5,解方程组求 出 q,注意所求值是否需要舍去.
【规范解答】 由已知得aa11qq34- -aa11q==6204,, ②
①
(2013·福建高考)已知等差数列{an}的公差 d=1,前 n 项和为 Sn.
等比数列的性质 课件
∴q=2 或 q=12.
∴qa=1=21,,
a1=4, 或q=12.
∴an=2n-1 或 an=4×12n-1=23-n.
法二:从而aa11+ a3=a3= 4,5, 解得 a1=1,a3=4,或 a1=4,a3=1. 当 a1=1 时,q=2;当 a1=4 时,q=12. 故 an=2n-1 或 an=23-n.
2.等比数列的项的对称性
有穷等比数列中,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的 积(若有中间项则等于中间项的平方),即 a1·an=a2·an-1 =ak·__a_n_-_k+_1_
=a2 n+1 (n 为正奇数).
2
3.等比数列的“子数列”的性质
若数列{an}是公比为 q 的等比数列,则 (1){an}去掉前几项后余下的项仍组成公比为 q 的等比数列; (2)奇数项数列{a2n-1}是公比为 q2 的等比数列;偶数项数列{a2n}是公 比为 q2 的等比数列;
∴{an+1-an}为等比数列,其中首项为 a2-a1=2a1+1-a1=a1+1=2, 公比 q=2. 则 an+1-an=2·2n-1=2n. ∴2an+1-an=2n,∴an=2n-1.
形如 an+1=can+d(c≠1,cd≠0)的递推关系,利用待定系数法可化为 an+1-1-d c=can-1-d c,当 a1-1-d c≠0 时,数列an-1-d c为等比 数列.从而把一个非等比数列问题转化为等比数列问题.
[解析] 设第 n 个图形的边长为 an. 由题意知,从第 2 个图形起,每一个图形的边长均为上一个图形边长 的13,所以数列{an}是首项为 1,公比为13的等比数列,故 an=13n-1. 第 1 个图形的边数为 3,因为从第 2 个图形起,每一个图形的边数均 为上一个图形边数的 4 倍,所以第 n 个图形的边数为 3×4n-1.因此, 第 n 个图形的周长13n-1×(3×4n-1)=3×43n-1.
《等比数列的性质》课件
欢迎大家来到今天的课程,我们将一起探索等比数列的性质。等比数列是数 学中非常重要的一个概念,它不仅在实际问题中有广泛应用,同时也是计算 机算法分析和音乐学中来自重要基础。什么是等比数列?
等比数列是一种特殊的数列,每一项与前一项的比相等。通项公式为 $a_n = a_1 q^{n-1}$,其中 $a_1$ 为首项,$q$ 为公比。
等比数列的性质
当$q > 1$时,数列为递增数列; 当$0 < q < 1$时,数列为递减数列; 当$q = -1$时,数列为交错数列; 当$q < -1$且$n$为偶数时,数列为单调递增的正数数列。
$\d frac{a_{m }}{a_{n}} = q^{m-n}$
$S_n = \d frac{a_1(1-q^n)}{1-q}$,当$q \neq 1$时成立。 • 公比$q$的取值范围: • 比值公式: • 前$n$项和公式:
等比数列的应用
复利问题、电路中的 应用
等比数列在复利问题以及 电路中能够提供有效的计 算方法和分析工具。
计算机算法的时间复 杂度分析
等比数列可以帮助我们分 析和评估计算机算法的时 间复杂度。
音乐领域中的应用
上下行音程的音高可以用 等比数列来表示,为音乐 理论和演奏提供了重要工 具。
思考题
在一个等比数列中,有两个数 $a$ 和 $b$,它们的乘积等于 $ab^m$。请问,这个数列的公比的取值范 围是多少?
等比数列性质ppt课件
7
规律技巧 本例主要考查等比数列的性质及解方程组 的能力,当然若将条件化为a1,q的形式,亦可求解,只不 过麻烦一些罢了,因此,在解题时,要灵活运用性质解题.
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变式训练 1 (1)在等比数列{an}中,已知 a7a12=5,求 a8a9a10a11. (2){an}为等比数列,且 a1a9=64,a3+a7=20,求 a11.
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解 设所求之数为a-d,a,a+d,则由题设,得 a-d+a+a+d=15, a+32=a-d+1a+d+9, 解此方程组得ad==52,, 或ad==5-,10. (舍去) ∴所求三数为3,5,7.
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规律技巧 此类问题一般设成等差数列的数为未知数, 然后利用等比数列知识建立等式求解.另外,对本题若设所 求三数为a,b,c,则列出三个方程求解,运算过程将很复 杂.因此,在计算过程中,设的未知数个数应尽可能少.
若{bn}是公比为q′的等比数列,则数列{anbn}是公比为 qq′的等比数列;
数列{a1n}是公比为1q的等比数列; 数列{|an|}是公比为|q|的等比数列.
3
(3)在数列{an}中每隔k(k∈N*)项取出一项,按原来顺序 组成新数列,则新数列仍为等比数列且公比为qk+1.
(4)数列{an}是各项均为正数的等比数列时,数列{lgan} 是公差为lgq的等差数列.
1
等比数列还有如下性质 等比数列{an}的首项为a1,公比为q. (1)当q>1,a1>0,或0<q<1,a1<0时,数列为递增数列; 当q>1,a1<0,或0<q<1,a1>0时,数列为递减数列; 当q=1时,数列为常数列; 当q<0时,数列为摆动数列.
2
《高二数学等比数列》课件
02
01
04
等比数列与其他数列的联系与区别
等差数列和等比数列都是线性数列,具有特定的规律性。
定义关联
等差数列是等比数列的一种特例,当公比为1时,等比数列退化为等差数列。
增长趋势
等差数列的通项公式为$a_n=a_1+(n-1)d$,等比数列的通项公式为$a_n=a_1q^{n-1}$,其中$d$是公差,$q$是公比。
通项公式相似
项的变化
在等差数列中,任意两项之差是一个常数,而在等比数列中,任意两项之比是一个常数。
增长模式
等差数列是均匀增加或减少的,而等比数列则是以固定比例增加或减少。
通项公式差异
等差数列的通项公式仅包含常数和线性函数,而等比数列的通项公式包含指数函数。
联系实例
设有一等差数列${3, 7, 11, 15, ...}$,当公差$d=4$时,该等差数列可以看作是等比数列${3, 7, 15, 29, ...}$的特例,其中公比$q=5$。
详细描述
数列1,-2,4,-8,16是等比数列,因为其满足等比数列的性质,即公比为-2,首项为1,项数为5。
举例
总结词
01
通过具体实例说明等比数列的判定方法
详细描述
02
通过具体的实例来演示如何应用定义和性质进行等比数列的判定,包括计算比值、应用性质等步骤。
举例
03
数列3,6,12,24,48是等比数列,可以通过计算相邻两项的比值来验证(6/3=2,12/6=2,24/12=2,48/24=2),同时也可以应用等比数列的性质来验证(公比为2,首项为3,项数为5)。
06
总结与展望
等比数列的定义与性质
等比数列是一种特殊的数列,其中任意两个相邻项之间的比值是常数。
等比数列的性质课件
A.5 2
B.7
C.6
D.4 2
[解题过程] a1·a2·a3=a23=5 a7·a8·a9=a83=10 a4·a5·a6=a53 又∵a52=a2·a8,∴a53=(a2·a8)32 ∴a4·a5·a6=(a23a83)12=(5×10)12=5 2.故选 A.
答案: A [题后感悟] 有关等比数列的计算问题,要灵活应用等比数 列的性质,以减少运算量.
1.结合等差数列的性质,了解等比数列的性质的由来. 2.理解等比数列的性质并能应用. 3.掌握等比数列的性质并能综合运用.
1.对等比数列性质的考查是本课时的热点. 2.本课时内容常与等差数列、函数、不等式结合命题. 3.多以选择题和填空题的形式考查.
等差数列的常用性质
性质1 性质2 性质3 性质4 性质5
(1)该市历年所建中低价房的累计面积 (以2009年为累计的第一年)将首次不 少于4 750万平方米? (2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例 首次大于85%.
本题主要考查构建数学模型解决实际问题,通过阅读之后, 找出题目中的相关信息,构造等差数列和等比数列.
[规范作答] (1)设中低价房面积构成数列{an},由题意 可知,{an}是等差数列,其中 a1=250,d=50,
解析: ∵a22=a1a3,代入已知, 得 a23=8,∴a2=2.
设前三项为2q,2,2q,则有2q+2+2q=7.
整理,得 2q2-5q+2=0,
∴q=2 或 q=12.
∴aq1==21,,
a1=4, 或q=12.
an=2n-1 或 an=4·12n-1.
已 知 各 项 均 为 正 数 的 等 比 数 列 {an} 中 , a1·a2·a3 = 5 , a7·a8·a9=10,则 a4·a5·a6=( )
2017_2018学年高中数学第二章数列2.4等比数列2.4.1等比数列课件新人教A版必修5
题型一
题型二
题型三
题型四
反思a1和q是等比数列的基本量,只要求出这两个基本量,其他量 便可迎刃而解(如本题求an).此类问题求解的通法是根据条件,利用 等比数列通项公式,建立关于a1和q的方程组,求出a1和q.其中解这类 方程组常用的技巧是两个方程相除.
3.等比数列与指数函数的关系
剖析等比数列的通项公式可整理为 an= 时,y= 数列
������1 ������ ������������(������≠1)是一个不为零的常数 1 与指数函数qx 的乘积.表示 ������ ������ ������1 ������ ������ ������ 中的各项的点是函数y= 1 ������������的图象上的孤立的点.如 ������ ������
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. 知识拓展等比中项的性质: (1)若G是a与b的等比中项,则a与b的符号相同,符号相反的两个实 数不存在等比中项. G=± ������������ , 即等比中项有两个,且互为相反数.
(2)当G2=ab时,G不一定是a与b的等比中项.例如02=5×0,但0,0,5 不是等比数列. 【做一做3】 4与9的等比中项为( ). A.6 B.-6 C.±6 D.36 答案:C
题型一
题型二
题型三
题型四
【变式训练1】 在等比数列{an}中, (1)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n;
(2)a3=2,a2+a4=
20 , 求������������ . 3
解 (1)设等比数列{an}的公比为 q,则 q≠0. ������2 + ������5 = ������1 ������ + ������1 ������ 4 = 18, ① 因为 ������3 + ������6 = ������1 ������ 2 + ������1 ������ 5 = 9, ② 由
2017-2018学年高中数学 第二章 数列 2.3 等比数列名师讲义 新人教B版必修5
2.3 等比数列2.3.1 等比数列第一课时 等比数列的概念及通项公式(1)等比数列的定义是什么?如何判断一个数列是否为等比数列? (2)等比数列的通项公式是什么?(3)等比中项的定义是什么?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,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 表示(q ≠0).=a n -1(=a n.以为零,当q =1时,等比数列为常数列,非零的常数列是特殊的等比数列.2.等比数列的通项公式等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q (q ≠0),则通项公式为:a n =a 1q n -1.3.等比中项如果三个数x ,G ,y 组成等比数列,则G 叫做x ,y 的等比中项.如果G 是x 和y 的等比中项,那么G x =yG,即G 2=xy .[点睛] (1)G 是x 与y 的等比中项,则x 与y 的符号相同,符号相反的两个实数不存在等比中项.G =±xy ,即等比中项有两个,且互为相反数.(2)当G 2=xy 时,G 不一定是x 与y 的等比中项.例如02=5×0,但0,0,5不是等比数列.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若一个数列从第二项起每一项与前一项的比为常数,则该数列为等比数列( ) (2)等比数列的首项不能为零,但公比可以为零( ) (3)常数列一定为等比数列( ) (4)任何两个数都有等比中项( )解析:(1)错误,根据等比数列的定义,只有比值为同一个常数时,该数列才是等比数列. (2)错误,当公比为零时,根据等比数列的定义,数列中的项也为零. (3)错误,当常数列不为零时,该数列才是等比数列.(4)错误.当两数同号时才有等比中项,异号时不存在等比中项. 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× 2.下列数列为等比数列的是( ) A .2,22,3×22,… B.1a ,1a 2,1a3,…C .s -1,(s -1)2,(s -1)3,…D .0,0,0,…解析:选B A 、C 、D 不是等比数列,A 中不满足定义,C 、D 中项可为0,不符合 定义.3.等比数列的首项为98,末项为13,公比为23,则这个数列的项数为( )A .3B .4C .5D .6解析:选B ∵13=98·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1,∴827=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫233=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1, ∴n -1=3,∴n =4.4.在等比数列{a n }中,a 4=27,q =-3,则a 7=________. 解析:a 7=a 4·q 3=27×(-3)3=-729. 答案:-729[典例] (1)在等比数列{a n }中,a 1=2,q =2,a n =32,则项数n 为( )A .3B .4C .5D .6(2)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 =________.[解析] (1)因为a n =a 1qn -1,所以12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=132,即⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =⎝ ⎛⎭⎪⎫125,解得n =5.(2)由2(a n +a n +2)=5a n +1⇒2q 2-5q +2=0⇒q =2或12,由a 25=a 10=a 1q 9>0⇒a 1>0,又数列{a n }递增,所以q =2.a 25=a 10⇒(a 1q 4)2=a 1q 9⇒a 1=q =2,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n.[答案] (1)C (2)2n[活学活用] 在等比数列{a n }中, (1)a 4=2,a 7=8,求a n ;(2)a 2+a 5=18,a 3+a 6=9,a n =1,求n .解:(1)因为⎩⎪⎨⎪⎧a 4=a 1q 3,a 7=a 1q 6,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2, ①a 1q 6=8, ②由②①得q 3=4,从而q =34,而a 1q 3=2, 于是a 1=2q3=12,所以a n =a 1q n -1=2253n-.(2)法一:因为⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=a 1q +a 1q 4=18, ③a 3+a 6=a 1q 2+a 1q 5=9, ④由④③得q =12,从而a 1=32. 又a n =1,所以32×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=1,即26-n=20,所以n =6.法二:因为a 3+a 6=q (a 2+a 5),所以q =12.由a 1q +a 1q 4=18,得a 1=32. 由a n =a 1qn -1=1,得n =6.[典例] (1)在等比数列{a n }中,a 1=8,q =2,则a 4与a 8的等比中项是( )A .±4B .4C .±14D.14(2)已知b 是a ,c 的等比中项,求证:ab +bc 是a 2+b 2与b 2+c 2的等比中项. [解析] (1)由a n =18×2n -1=2n -4知,a 4=1,a 8=24,所以a 4与a 8的等比中项为±4.答案:A(2)证明:因为b 是a ,c 的等比中项, 所以b 2=ac ,且a ,b ,c 均不为零,又(a 2+b 2)(b 2+c 2)=a 2b 2+a 2c 2+b 4+b 2c 2=a 2b 2+2a 2c 2+b 2c 2,(ab +bc )2=a 2b 2+2ab 2c +b 2c 2=a 2b 2+2a 2c 2+b 2c 2,所以(ab +bc )2=(a 2+b 2)(b 2+c 2), 即ab +bc 是a 2+b 2与b 2+c 2的等比中项.1.如果-1,a ,b ,c ,-9成等比数列,那么( ) A .b =3,ac =9 B .b =-3,ac =9 C .b =3,ac =-9D .b =-3,ac =-9解析:选B 因为b 2=(-1)×(-9)=9,且b 与首项-1同号, 所以b =-3,且a ,c 必同号. 所以ac =b 2=9.2.已知等比数列{a n }的前三项依次为a -1,a +1,a +4,则a n =________. 解析:由已知可得(a +1)2=(a -1)(a +4), 解得a =5,所以a 1=4,a 2=6,所以q =a 2a 1=64=32,所以a n =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1.答案:4×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1n n n +1n +n 列.证明:[法一 定义法] ∵a n >0,∴a n +3>0. 又∵a n +1=2a n +3, ∴a n +1+3a n +3=2a n +3+3a n +3=a n +a n +3=2.∴数列{a n +3}是首项为a 1+3,公比为2的等比数列. [法二 等比中项法] ∵a n >0,∴a n +3>0. 又∵a n +1=2a n +3, ∴a n +2=4a n +9. ∴(a n +2+3)(a n +3) =(4a n +12)(a n +3) =(2a n +6)2=(a n +1+3)2.即a n +3,a n +1+3,a n +2+3成等比数列, ∴数列{a n +3}是等比数列.[活学活用](1)已知各项均不为0的数列{a n }中,a 1,a 2,a 3成等差数列,a 2,a 3,a 4成等比数列,a 3,a 4,a 5的倒数成等差数列,证明:a 1,a 3,a 5成等比数列.(2)已知数列{a n }是首项为2,公差为-1的等差数列,令b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n ,求证数列{b n }是等比数列,并求其通项公式.证明:(1)由已知,有2a 2=a 1+a 3,① a 23=a 2·a 4,② 2a 4=1a 3+1a 5.③ 由③得2a 4=a 3+a 5a 3·a 5,所以a 4=2a 3·a 5a 3+a 5.④ 由①得a 2=a 1+a 32.⑤将④⑤代入②,得a 23=a 1+a 32·2a 3·a 5a 3+a 5. ∴a 3=a 1+a 3a 5a 3+a 5,即a 3(a 3+a 5)=a 5(a 1+a 3).化简,得a 23=a 1·a 5.又a 1,a 3,a 5均不为0,所以a 1,a 3,a 5成等比数列. (2)依题意a n =2+(n -1)×(-1)=3-n ,于是b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫123-n.而b n b n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫123-n ⎝ ⎛⎭⎪⎫124-n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2. ∴数列{b n }是公比为2的等比数列,通项公式为b n =2n -3.层级一 学业水平达标1.2+3和2-3的等比中项是( ) A .1 B .-1 C .±1D .2解析:选C 设2+3和2-3的等比中项为G ,则G 2=(2+3)(2-3)=1,∴G =±1. 2.在首项a 1=1,公比q =2的等比数列{a n }中,当a n =64时,项数n 等于( ) A .4 B .5 C .6D .7解析:选 D 因为a n =a 1qn -1,所以1×2n -1=64,即2n -1=26,得n -1=6,解得n =7.3.设等差数列{a n }的公差d 不为0,a 1=9d ,若a k 是a 1与a 2k 的等比中项,则k 等于( ) A .2 B .4 C .6D .8解析:选B ∵a n =(n +8)d ,又∵a 2k =a 1·a 2k ,∴[(k +8)d ]2=9d ·(2k +8)d ,解得k =-2(舍去)或k =4.4.等比数列{a n }的公比为q ,且|q |≠1,a 1=-1,若a m =a 1·a 2·a 3·a 4·a 5,则m 等于( ) A .9 B .10 C .11D .12解析:选 C ∵a 1·a 2·a 3·a 4·a 5=a 1·a 1q ·a 1q 2·a 1q 3·a 1q 4=a 51·q 10=-q 10,a m =a 1q m -1= -qm -1,∴-q 10=-q m -1,∴10=m -1,∴m =11.5.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 .-(-2n -1)C .(-2)nD .-(-2)n解析:选A 设公比为q ,则a 1q 4=-8a 1q , 又a 1≠0,q ≠0,所以q 3=-8,q =-2, 又a 5>a 2,所以a 2<0,a 5>0, 从而a 1>0,即a 1=1,故a n =(-2)n -1.6.等比数列{a n }中,a 1=-2,a 3=-8,则a n =________.解析:∵a 3a 1=q 2,∴q 2=-8-2=4,即q =±2.当q =-2时,a n =a 1q n -1=-2×(-2)n -1=(-2)n;当q =2时,a n =a 1qn -1=-2×2n -1=-2n.答案:(-2)n或-2n7.已知等比数列{a n }中,a 3=3,a 10=384,则a 4=________. 解析:设公比为q ,则a 1q 2=3,a 1q 9=384, 所以q 7=128,q =2,故a 4=a 3q =3×2=6. 答案:68.已知三个数成等比数列,其积为512,如果第一个数与第三个数各减去2,则此时的三个数成等差数列,则原来的三个数的和等于________.解析:依题意设原来的三个数依次为aq ,a ,aq .∵a q·a ·aq =512,∴a =8.又∵第一个数与第三个数各减去2后的三个数成等差数列,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a q-2+(aq -2)=2a ,∴2q 2-5q +2=0,∴q =2或q =12,∴原来的三个数为4,8,16或16,8,4.∵4+8+16=16+8+4=28,∴原来的三个数的和等于28.答案:289.在等比数列{a n }中,已知a 3+a 6=36,a 4+a 7=18,a n =12,求n .解:设等比数列{a n }的公比为q .∵a 4+a 7=a 3q +a 6q =(a 3+a 6)q ,∴q =1836=12.∵a 4+a 7=18,∴a 4(1+q 3)=18. ∴a 4=16,a n =a 4·qn -4=16·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -4.由16·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -4=12,得n -4=5,∴n =9.10.已知递增的等比数列{a n }满足a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2和a 4的等差中项,求a n . 解:设等比数列{a n }的公比为q .依题意,知2(a 3+2)=a 2+a 4, ∴a 2+a 3+a 4=3a 3+4=28, ∴a 3=8,a 2+a 4=20,∴8q +8q =20,解得q =2或q =12(舍去). 又a 1=a 3q2=2,∴a n =2n.层级二 应试能力达标1.设a 1,a 2,a 3,a 4成等比数列,其公比为2,则2a 1+a 22a 3+a 4的值为( )A.14 B.12 C.18D .1解析:选A 原式=2a 1+a 2q 2a 1+a 2=1q 2=14.2.在等比数列{a n }中,已知a 1=13,a 5=3,则a 3=( )A .1B .3C .±1D .±3解析:选A 由a 5=a 1·q 4=3,所以q 4=9,得q 2=3,a 3=a 1·q 2=13×3=1.3.设a 1=2,数列{1+2a n }是公比为3的等比数列,则a 6等于( )A .607.5B .608C .607D .159 解析:选C ∵1+2a n =(1+2a 1)×3n -1,∴1+2a 6=5×35,∴a 6=5×243-12=607.4.如图给出了一个“三角形数阵”.已知每一列数成等差数列,从第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,14 12,14 34,38,316…记第i 行第j 列的数为a ij (i ,j ∈N +),则a 53的值为( ) A.116 B.18 C.516D.54解析:选C 第一列构成首项为14,公差为14的等差数列,所以a 51=14+(5-1)×14=54.又因为从第三行起每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,所以第5行构成首项为54,公比为12的等比数列,所以a 53=54×⎝ ⎛⎭⎪⎫122=516.5.已知等比数列{a n }中,a 1=2,且a 4a 6=4a 27,则a 3=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,由等比数列的性质并结合已知条件得a 25=4·a 25q 4. ∴q 4=14,q 2=12,∴a 3=a 1q 2=2×12=1.答案:16.若数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =2S n -3,则{a n }的通项公式是________. 解析:由a n =2S n -3得a n -1=2S n -1-3(n ≥2),两式相减得a n -a n -1=2a n (n ≥2), ∴a n =-a n -1(n ≥2),a na n -1=-1(n ≥2). 故{a n }是公比为-1的等比数列,令n =1得a 1=2a 1-3,∴a 1=3,故a n =3·(-1)n -1.答案:a n =3·(-1)n -17.已知数列{a n }的前n 项和S n =2-a n ,求证:数列{a n }是等比数列. 证明:∵S n =2-a n ,∴S n +1=2-a n +1.∴a n +1=S n +1-S n =(2-a n +1)-(2-a n )=a n -a n +1. ∴a n +1=12a n .又∵S 1=2-a 1, ∴a 1=1≠0.又由a n +1=12a n 知a n ≠0,∴a n +1a n =12. ∴数列{a n }是等比数列.8.已知数列{a n }满足a 1=73,a n +1=3a n -4n +2(n ∈N +).(1)求a 2,a 3的值;(2)证明数列{a n -2n }是等比数列,并求出数列{a n }的通项公式.解:(1)由已知得a 2=3a 1-4+2=3×73-4+2=5,a 3=3a 2-4×2+2=3×5-8+2=9.(2)证明:∵a n +1=3a n -4n +2,∴a n +1-2n -2=3a n -6n , 即a n +1-2(n +1)=3(a n -2n ). 由(1)知a 1-2=73-2=13,∴a n -2n ≠0,n ∈N +.∴a n +1-n +a n -2n=3,∴数列{a n -2n }是首项为13,公比为3的等比数列.∴a n -2n =13×3n -1,∴a n =3n -2+2n .第二课时 等比数列的性质[新知初探]等比数列的性质(1)若数列{a n },{b n }是项数相同的等比数列,则{a n ·b n }也是等比数列.特别地,若{a n }是等比数列,c 是不等于0的常数,则{c ·a n }也是等比数列.(2)在等比数列{a n }中,若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q .(3)数列{a n }是有穷数列,则与首末两项等距离的两项的积相等,且等于首末两项的积. (4)在等比数列{a n }中,每隔k 项取出一项,按原来的顺序排列,所得新数列仍为等比数列,公比为qk +1.(5)当m ,n ,p (m ,n ,p ∈N +)成等差数列时,a m ,a n ,a p 成等比数列.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)有穷等比数列中,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积( ) (2)当q >1时,{a n }为递增数列( ) (3)当q =1时,{a n }为常数列( )解析:(1)正确,根据等比数列的定义可以判定该说法正确. (2)错误,当q >1,a 1>0时,{a n }才为递增数列.(3)正确,当q =1时,数列中的每一项都相等,所以为常数列. 答案:(1)√ (2)× (3)√2.由公比为q 的等比数列a 1,a 2,…依次相邻两项的乘积组成的数列a 1a 2,a 2a 3,a 3a 4,…是( )A .等差数列B .以q 为公比的等比数列C .以q 2为公比的等比数列 D .以2q 为公比的等比数列 解析:选C 因为a n +1a n +2a n a n +1=a n +2a n=q 2为常数,所以该数列为以q 2为公比的等比数列. 3.已知等比数列{a n }中,a 4=7,a 6=21,则a 8的值为( ) A .35 B .63 C .21 3D .±21 3解析:选B ∵{a n }成等比数列. ∴a 4,a 6,a 8成等比数列 ∴a 26=a 4·a 8,即a 8=2127=63.4.在等比数列{a n }中,各项都是正数,a 6a 10+a 3a 5=41,a 4a 8=4,则a 4+a 8=________. 解析:∵a 6a 10=a 28,a 3a 5=a 24,∴a 24+a 28=41, 又a 4a 8=4,∴(a 4+a 8)2=a 24+a 28+2a 4a 8=41+8=49, ∵数列各项都是正数, ∴a 4+a 8=7. 答案:7[典例] (1)在1与100之间插入n 个正数,使这n +2个数成等比数列,则插入的n 个数的积为( )A .10nB .n 10C .100nD .n 100(2)在等比数列{a n }中,a 3=16,a 1a 2a 3…a 10=265,则a 7等于________. [解析] (1)设这n +2个数为a 1,a 2,…,a n +1,a n +2, 则a 2·a 3·…·a n +1=(a 1a n +2)n 2=(100)n2=10n.(2)因为a 1a 2a 3…a 10=(a 3a 8)5=265,所以a 3a 8=213, 又因为a 3=16=24,所以a 8=29. 因为a 8=a 3·q 5,所以q =2. 所以a 7=a 8q=256. [答案] (1)A (2)2561.已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=( ) A .7 B .5 C .-5D .-7解析:选D 因为数列{a n }为等比数列,所以a 5a 6=a 4a 7=-8,联立⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=2,a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 4=4,a 7=-2或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4,所以q 3=-12或q 3=-2,故a 1+a 10=a 4q3+a 7·q 3=-7.2.在等比数列{a n }中,已知a 4a 7=-512,a 3+a 8=124,且公比为整数,则a 10=________. 解析:由a 4·a 7=-512,得a 3·a 8=-512.由⎩⎪⎨⎪⎧a 3·a 8=-512,a 3+a 8=124,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=-4,a 8=128或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=128,a 8=-4.(舍去).所以q =5a 8a 3=-2.所以a 10=a 3q 7=-4×(-2)7=512. 答案:512[典例] (1)有四个数成等比数列,将这四个数分别减去1,1,4,13成等差数列,则这四个数的和是________.(2)有四个实数,前三个数成等比数列,且它们的乘积为216,后三个数成等差数列,且它们之和为12,求这四个数.[解析] (1)设这四个数分别为a ,aq ,aq 2,aq 3,则a -1,aq -1,aq 2-4,aq 3-13成等差数列.即⎩⎪⎨⎪⎧aq -=a -+aq 2-,aq 2-=aq -+aq 3-,整理得⎩⎪⎨⎪⎧a q -2=3,aqq -2=6,解得a =3,q =2.因此这四个数分别是3,6,12,24,其和为45.答案:45(2)解:法一:设前三个数为aq,a ,aq ,则a q·a ·aq =216, 所以a 3=216.所以a =6. 因此前三个数为6q,6,6q .由题意知第4个数为12q -6. 所以6+6q +12q -6=12,解得q =23.故所求的四个数为9,6,4,2.法二:设后三个数为4-d,4,4+d ,则第一个数为14(4-d )2,由题意知14(4-d )2×(4-d )×4=216,解得4-d =6.所以d =-2.故所求得的四个数为9,6,4,2.…a q 2,a q,a ,aq ,aq 2…在2和20之间插入两个数,使前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,则插入的两个数的和为( )A .-4或352B .4或352C .4D .1712解析:选B 设插入的第一个数为a ,则插入的另一个数为a 22.由a ,a 22,20成等差数列得2×a 22=a +20.∴a 2-a -20=0,解得a =-4或a =5. 当a =-4时,插入的两个数的和为a +a 22=4.当a =5时,插入的两个数的和为a +a 22=352.[典例] 某工厂2016年1月的生产总值为a 万元,计划从2016年2月起,每月生产总值比上一个月增长m %,那么到2017年8月底该厂的生产总值为多少万元?[解] 设从2016年1月开始,第n 个月该厂的生产总值是a n 万元,则a n +1=a n +a n m %, ∴a n +1a n=1+m %. ∴数列{a n }是首项a 1=a ,公比q =1+m %的等比数列.∴a n =a (1+m %)n -1.∴2017年8月底该厂的生产总值为a 20=a (1+m %)20-1=a (1+m %)19(万元).如图,在等腰直角三角形ABC 中,斜边BC =2 2.过点 A 作BC 的垂线,垂足为A 1 ;过点 A 1作 AC 的垂线,垂足为 A 2;过点A 2 作A 1C 的垂线,垂足为A 3 ;…,依此类推.设BA =a 1 ,AA 1=a 2 , A 1A 2=a 3 ,…, A 5A 6=a 7 ,则 a 7=________.解析:等腰直角三角形ABC 中,斜边BC =22,所以AB =AC=a 1=2,AA 1=a 2=2,…,A n -1A n =a n +1=sin π4·a n =22a n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫22n ,故a 7=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫226=14. 答案:14层级一 学业水平达标1.等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于( ) A .-24B .0C .12D .24解析:选A 由题意知(3x +3)2=x (6x +6),即x 2+4x +3=0,解得x =-3或x =-1(舍去),所以等比数列的前3项是-3,-6,-12,则第四项为-24.2.对任意等比数列{a n },下列说法一定正确的是( ) A .a 1,a 3,a 9成等比数列 B .a 2,a 3,a 6成等比数列 C .a 2,a 4,a 8成等比数列D .a 3,a 6,a 9成等比数列解析:选D 设等比数列的公比为q ,因为a 6a 3=a 9a 6=q 3, 即a 26=a 3a 9,所以a 3,a 6,a 9成等比数列.故选D.3.在正项等比数列{a n }中,a n +1<a n ,a 2·a 8=6,a 4+a 6=5,则a 5a 7等于( ) A.56 B.65 C.23D.32解析:选D 设公比为q ,则由等比数列{a n }各项为正数且a n +1<a n 知0<q <1,由a 2·a 8=6,得a 25=6.∴a 5=6,a 4+a 6=6q+6q =5.解得q =26,∴a 5a 7=1q 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫622=32.4.已知公差不为0的等差数列的第2,3,6项依次构成一个等比数列,则该等比数列的公比q 为( )A.13 B .3 C .±13D .±3解析:选B 设等差数列为{a n },公差为d ,d ≠0. 则a 23=a 2·a 6,∴(a 1+2d )2=(a 1+d )·(a 1+5d ), 化简得d 2=-2a 1d , ∵d ≠0,∴d =-2a 1,∴a 2=-a 1,a 3=-3a 1,∴q =a 3a 2=3.5.已知各项均为正数的等比数列{a n }中,lg(a 3a 8a 13)=6,则a 1·a 15的值为( ) A .100 B .-100 C .10 000D .-10 000解析:选C ∵a 3a 8a 13=a 38,∴lg(a 3a 8a 13)=lg a 38=3lg a 8=6.∴a 8=100.又a 1a 15=a 28=10 000,故选C.6.在3和一个未知数间填上一个数,使三数成等差数列,若中间项减去6,成等比数列,则此未知数是________.解析:设此三数为3,a ,b ,则⎩⎪⎨⎪⎧2a =3+b ,a -2=3b ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =3或⎩⎪⎨⎪⎧a =15,b =27.所以这个未知数为3或27.答案:3或277.设数列{a n }为公比q >1的等比数列,若a 4,a 5是方程4x 2-8x +3=0的两根,则a 6+a 7=________.解析:由题意得a 4=12,a 5=32,∴q =a 5a 4=3.∴a 6+a 7=(a 4+a 5)q 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32×32=18.答案:188.画一个边长为2厘米的正方形,再以这个正方形的对角线为边画第2个正方形,以第2个正方形的对角线为边画第3个正方形,这样一共画了10个正方形,则第10个正方形的面积等于________平方厘米.解析:这10个正方形的边长构成以2为首项,2为公比的等比数列{a n }(1≤n ≤10,n ∈N +),则第10个正方形的面积S =a 210=22·29=211=2 048. 答案:2 0489.在由实数组成的等比数列{a n }中,a 3+a 7+a 11=28,a 2·a 7·a 12=512,求q . 解:法一:由条件得⎩⎪⎨⎪⎧a 7q -4+a 7+a 7q 4=28, ①a 7q -5·a 7·a 7q 5=512, ②由②得a 37=512,即a 7=8. 将其代入①得2q 8-5q 4+2=0.解得q 4=12或q 4=2,即q =±142或q =±42.法二:∵a 3a 11=a 2a 12=a 27, ∴a 37=512,即a 7=8.于是有⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 11=20,a 3a 11=64,即a 3和a 11是方程x 2-20x +64=0的两根,解此方程得x =4或x =16. 因此⎩⎪⎨⎪⎧a 3=4,a 11=16或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=16,a 11=4.又∵a 11=a 3·q 8, ∴q =±⎝⎛⎭⎪⎫a 11a 318=±418=±42或q =±⎝ ⎛⎭⎪⎫1418=±142.10.在正项等比数列{a n }中,a 1a 5-2a 3a 5+a 3a 7=36,a 2a 4+2a 2a 6+a 4a 6=100,求数列{a n }的通项公式.解:∵a 1a 5=a 23,a 3a 7=a 25, ∴由题意,得a 23-2a 3a 5+a 25=36, 同理得a 23+2a 3a 5+a 25=100,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 3-a 52=36,a 3+a 52=100.即⎩⎪⎨⎪⎧a 3-a 5=±6,a 3+a 5=10.解得⎩⎪⎨⎪⎧a 3=2,a 5=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=8,a 5=2.分别解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=12,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,q =12.∴a n =2n -2或a n =26-n.层级二 应试能力达标1.在等比数列{a n }中,T n 表示前n 项的积,若T 5=1,则( ) A .a 1=1 B .a 3=1 C .a 4=1D .a 5=1解析:选B 由题意,可得a 1·a 2·a 3·a 4·a 5=1,即(a 1·a 5)·(a 2·a 4)·a 3=1,又a 1·a 5=a 2·a 4=a 23,所以a 53=1,得a 3=1.2.已知等比数列{a n }中,a 3a 11=4a 7,数列{b n }是等差数列,且b 7=a 7,则b 5+b 9等于( ) A .2 B .4 C .8D .16解析:选C 等比数列{a n }中,a 3a 11=a 27=4a 7,解得a 7=4,等差数列{b n }中,b 5+b 9=2b 7=2a 7=8.3.已知数列{a n }为等差数列,a 1,a 2,a 3成等比数列,a 1=1,则a 2 016=( )A .5B .1C .0D .-1解析:选B 设等差数列{a n }的公差为d ,则由a 1,a 2,a 3成等比数列得(1+d )2=1+2d ,解得d =0,所以a 2 016=a 1=1.4.设各项为正数的等比数列{a n }中,公比q =2,且a 1·a 2·a 3·…·a 30=230,则a 3·a 6·a 9·…·a 30=( )A .230B .210C .220D .215解析:选C ∵a 1·a 2·a 3·…·a 30=230, ∴a 301·q1+2+3+…+29=a 301·q 29×302=230,∴a 1=2-272,∴a 3·a 6·a 9·…·a 30=a 103·(q 3)9×102=(2-272×22)10×(23)45=220.5.在等比数列{a n }中,若a 7=-2,则此数列的前13项之积等于________. 解析:由于{a n }是等比数列,∴a 1a 13=a 2a 12=a 3a 11=a 4a 10=a 5a 9=a 6a 8=a 27, ∴a 1a 2a 3…a 13=(a 27)6·a 7=a 137, 而a 7=-2.∴a 1a 2a 3…a 13=(-2)13=-213. 答案:-2136.已知-7,a 1,a 2,-1四个实数成等差数列,-4,b 1,b 2,b 3,-1五个实数成等比数列,则a 2-a 1b 2=________. 解析:由题意,知a 2-a 1=-1--3=2,b 22=(-4)×(-1)=4.又因为b 2是等比数列中的第三项,所以b 2与第一项同号,即b 2=-2,所以a 2-a 1b 2=2-2=-1. 答案:-17.已知数列{a n }为等差数列,公差d ≠0,由{a n }中的部分项组成的数列ab 1,ab 2,…,ab n ,…为等比数列,其中b 1=1,b 2=5,b 3=17.求数列{b n }的通项公式.解:依题意a 25=a 1a 17,即(a 1+4d )2=a 1(a 1+16d ),所以a 1d =2d 2,因为d ≠0,所以a 1=2d ,数列{ab n }的公比q =a 5a 1=a 1+4da 1=3,所以ab n =a 13n -1,①又ab n =a 1+(b n -1)d =b n +12a 1,②由①②得a 1·3n -1=b n +12·a 1.因为a 1=2d ≠0,所以b n =2×3n -1-1.8.一个等比数列的第3项与第4项分别是12和18,数列中的a 3,a 7与a 5有怎样的关系?在任一个等比数列{a n }中,a 2n =a n -3·a n +3(n >3)成立吗?把3换成k ,即a 2n =a n -k a n +k ,这里的k 应满足怎样的条件?解:设这个数列的首项为a 1,公比为q ,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=12,a 1q 3=18,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =32,a 1=163.所以a n =163×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1,则a 3=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫322,a 5=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫324,a 7=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫326,可知a 3a 7=a 25. 在任一个等比数列{a n }中,a 2n =a n -3a n +3(n >3)一定成立.在等比数列{a n }中,a 2n =a n -k ·a n +k 要成立, 只需满足n >k >0,且k ∈N +即可.2.3.2 等比数列的前n 项和第一课时 等比数列的前n 项和[新知初探]等比数列的前n 项和公式 S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1q =,a 11-q n1-qqS n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1q =,a 1-a n q1-qq[点睛] 在应用公式求和时,应注意到Sn =1n1-q的使用条件为q ≠1,而当q =1时应按常数列求和,即S n =na 1.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)求等比数列{a n }的前n 项和时可直接套用公式S n =a 1-q n1-q来求( )(2)首项为a 的数列既是等差数列又是等比数列,则其前n 项和为S n =na ( ) (3)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( )解析:(1)错误.在求等比数列前n 项和时,首先应看公比q 是否为1,若q ≠1,可直接套用,否则应讨论求和.(2)正确.若数列既是等差数列,又是等比数列,则是非零常数列,所以前n 项和为S n =na .(3)正确.根据等比数列前n 项和公式S n =a 1-q n1-q(q ≠0且q ≠1)变形为:S n =a 11-q -a 11-q q n (q ≠0且q ≠1),若令a =a 11-q,则和式可变形为S n =a -aq n. 答案:(1)× (2)√ (3)√2.等比数列{a n }中,公比q =-2,S 5=44,则a 1的值为( ) A .4 B .-4 C .2D .-2解析:选A 由S 5=a 1[1--5]1--=44,得a 1=4. 3.数列{2n -1}的前99项和为( )A .2100-1 B .1-2100C .299-1 D .1-299解析:选C 数列{2n -1}为等比数列,首项为1,公比为2,故其前99项和为S 99=1-2991-2=299-1.4.设等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 2等于( ) A .2 B .4 C.152D.172解析:选C S 4a 2=a 1-q 41-q ×1a 1q=1-q 4-q q =152.[典例] 在等比数列{a n }中,公比为q ,前n 项和为S n . (1)a 1=8,a n =14,S n =634,求n ;(2)S 3=72,S 6=632,求a n 及S n .[解] (1)显然q ≠1,由S n =a 1-a n q1-q ,即8-14q 1-q =634,∴q =12.又a n =a 1q n -1,即8×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=14,∴n =6.(2)法一:由S 6≠2S 3知q ≠1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1-q31-q =72, ①a 1-q 61-q=632, ②②÷①,得1+q 3=9,∴q 3=8,即q =2. 代入①得a 1=12,∴a n =a 1q n -1=12×2n -1=2n -2,S n =a 1-q n1-q=2n -1-12. 法二:由S 3=a 1+a 2+a 3,S 6=S 3+a 4+a 5+a 6=S 3+q 3(a 1+a 2+a 3)=S 3+q 3S 3=(1+q 3)S 3. ∴1+q 3=S 6S 3=9,∴q 3=8,即q =2.代入①得a 1=12,∴a n =a 1q n -1=12×2n -1=2n -2,S n =a 1-q n1-q=2n -1-12.[活学活用]已知a 6-a 4=24,a 3·a 5=64,求S 8.解:法一:由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 5-a 1q 3=24,a 1q 2a 1q 4=64,化简得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3q 2-=24, ①a 1q 3=±8, ②①÷②,得q 2-1=±3,负值舍去, ∴q 2=4,∴q =2或q =-2. 当q =2时,代入①得a 1=1. ∴S 8=a 1-q 81-q=255.当q =-2时,代入①得a 1=-1. ∴S 8=a 1-q 81-q=2553.综上知S 8=255或2553.法二:由等比数列的性质得a 3·a 5=a 24=64,∴a 4=±8. 当a 4=8时,∵a 6-a 4=24,∴a 6=32,∴q 2=a 6a 4=4, ∴q =±2.当a 4=-8时,a 6-a 4=24,∴a 6=16. ∴q 2=a 6a 4=-2,无解.故q =±2.当q =2时,a 1=a 4q 3=1,S 8=a 1-q 81-q =255.当q =-2时,a 1=a 4q 3=-1,S 8=a 1-q 81-q =2553.综上知,S 8=255或2553.[典例] n n 2n S 3n =________.[解析] 法一:设公比为q ,由已知易知q ≠1,由⎩⎪⎨⎪⎧a 11-q n1-q=48,a1-q 2n1-q=60⇒⎩⎪⎨⎪⎧q n =14,a 11-q =64,所以S 3n =a 1-q3n1-q=a 11-q ·[1-(q n )3]=64×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-164=63. 法二:由S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列,得(S 2n -S n )2=S n ·(S 3n -S 2n ),即(60-48)2=48(S 3n -60)⇒S 3n =63.[答案] 63[活学活用]1.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______.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. 答案:802.一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.[典例] (1)已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=4,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=( )A .16(1-4-n) B .16(1-2-n) C.323(1-4-n) D.323(1-2-n )(2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =(-1)na n -12n ,n ∈N +,则①a 3=________;②S 1+S 2+…+S 100=________. [解析] (1)由a 5=a 2q 3,得q 3=18,所以q =12,而数列{a n a n +1}也为等比数列,首项a 1·a 2=8,公比q 2=14,所以a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=-4-n1-14=323(1-4-n). (2)①∵a n =S n -S n -1=(-1)n a n -12n -(-1)n -1a n -1+12n -1(n ≥2),∴a n =(-1)na n -(-1)n -1a n -1+12n .当n 为偶数时,a n -1=-12n ,当n 为奇数时,2a n +a n -1=12n ,∴当n =4时,a 3=-124=-116.②根据以上{a n }的关系式及递推式可求得.a 1=-122,a 3=-124,a 5=-126,a 7=-128, a 2=122,a 4=124,a 6=126,a 8=128.∴a 2-a 1=12,a 4-a 3=123,a 6-a 5=125,…,∴S 1+S 2+…+S 100=(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 100-a 99)-⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+123+…+12100=⎝ ⎛⎭⎪⎫12+123+…+1299-⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12100=13⎝ ⎛⎭⎪⎫12100-1.[答案] (1)C (2)①-116 ②13⎝ ⎛⎭⎪⎫12100-1(1)分析题设条件.[活学活用]1.公差不为0的等差数列{a n }的部分项ak 1,ak 2,ak 3,…构成等比数列,且k 1=1,k 2=2,k 3=6,则k 4=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 1,a 2,a 6成等比数列,所以a 22=a 1·a 6, 即(a 1+d )2=a 1·(a 1+5d ),所以d =3a 1,所以a 2=4a 1,所以等比数列ak 1,ak 2,ak 3,…的公比q =4, 所以ak 4=a 1·q 3=a 1·43=64a 1.又ak 4=a 1+(k 4-1)·d =a 1+(k 4-1)·(3a 1), 所以a 1+(k 4-1)·(3a 1)=64a 1,a 1≠0, 所以3k 4-2=64,所以k 4=22. 答案:222.设数列{a n }满足:a 1=1,a n +1=3a n ,n ∈N +. (1)求{a n }的通项公式及前n 项和S n ;(2)已知{b n }是等差数列,T n 为其前n 项和,且b 1=a 2,b 3=a 1+a 2+a 3,求T 20. 解:(1)由题设知{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a n =3n -1,S n =1-3n1-3=12(3n-1).(2)b 1=a 2=3,b 3=1+3+9=13,b 3-b 1=10=2d , 所以公差d =5,故T 20=20×3+20×192×5=1 010.层级一 学业水平达标1.设{a n }是公比为q 的等比数列,S n 是它的前n 项和,若{S n }是等差数列,则q 等于( ) A .1 B .0 C .1或0D .-1解析:选A 因为S n -S n -1=a n ,又{S n }是等差数列,所以a n 为定值,即数列{a n }为常数列,所以q =a na n -1=1. 2.已知数列{a n }是公比为3的等比数列,其前n 项和S n =3n+k (n ∈N +),则实数k 为( ) A .0 B .1 C .-1D .2解析:选C 由数列{a n }的前n 项和S n =3n+k (n ∈N +), 当n =1时,a 1=S 1=3+k ; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=3n +k -(3n -1+k )=2×3n -1.因为数列{a n }是公比为3的等比数列,所以a 1=2×31-1=3+k ,解得k =-1.3.已知等比数列的公比为2,且前5项和为1,那么前10项和等于( ) A .31 B .33 C .35D .37解析:选B 根据等比数列性质得S 10-S 5S 5=q 5, ∴S 10-11=25,∴S 10=33.4.在等比数列{a n }中,a 3=32,其前三项的和S 3=92,则数列{a n }的公比q =( )A .-12B.12 C .-12或1D.12或1 解析:选C 由题意,可得a 1q 2=32,a 1+a 1q +a 1q 2=92,两式相除,得1+q +q 2q 2=3,解得q =-12或1.5.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 5=2,S 10=6,则a 16+a 17+a 18+a 19+a 20等于( ) A .8 B .12 C .16D .24解析:选C 设等比数列{a n }的公比为q ,因为S 2n -S n =q nS n ,所以S 10-S 5=q 5S 5,所以6-2=2q 5,所以q 5=2,所以a 16+a 17+a 18+a 19+a 20=a 1q 15+a 2q 15+a 3q 15+a 4q 15+a 5q 15=q 15(a 1+a 2+a 3+a 4+a 5)=q 15S 5=23×2=16.6.等比数列{a n }共有2n 项,它的全部各项的和是奇数项的和的3倍,则公比q =________. 解析:设{a n }的公比为q ,则奇数项也构成等比数列,其公比为q 2,首项为a 1, 偶数项之和与奇数项之和分别为S 偶,S 奇, 由题意S 偶+S 奇=3S 奇, 即S 偶=2S 奇,因为数列{a n }的项数为偶数,所以q =S 偶S 奇=2. 答案:27.等比数列{a n }中,若a 1+a 3+…+a 99=150,且公比q =2,则数列{a n }的前100项和为________.解析:由a 2+a 4+…+a 100a 1+a 3+…+a 99=q ,q =2,得a 2+a 4+…+a 100150=2⇒a 2+a 4+…+a 100=300,则数列{a n }的前100项的和S 100=(a 1+a 3+…+a 99)+(a 2+a 4+…+a 100)=150+300=450.答案:4508.设等比数列{a n }的公比q =12,前n 项和为S n ,则S 4a 4=________.解析:∵S 4=a 1-q41-q,a 4=a 1q 3,∴S 4a 4=1-q 4q 3-q=15. 答案:159.设等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 2=6,6a 1+a 3=30,求a n 和S n .解:设{a n }的公比为q ,由题设得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q =6,6a 1+a 1q 2=30,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =3.当a 1=3,q =2时,a n =3×2n -1,S n =3(2n-1); 当a 1=2,q =3时,a n =2×3n -1,S n =3n-1.10.已知等比数列{a n }中,a 1=13,公比q =13.(1)S n 为数列{a n }的前n 项和,证明:S n =1-a n2;(2)设b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n ,求数列{b n }的通项公式. 解:(1)证明:因为a n =13×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1=13n ,S n =13⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n 1-13=1-13n 2,所以S n =1-a n2.(2)b n =log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a n =-(1+2+…+n )=-n n +2.所以{b n }的通项公式为b n =-n n +2.层级二 应试能力达标1.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,且8a 2+a 5=0,则S 5S 2等于( ) A .11 B .5 C .-8D .-11解析:选D 设{a n }的公比为q .因为8a 2+a 5=0. 所以8a 2+a 2·q 3=0.所以a 2(8+q 3)=0. 因为a 2≠0,所以q 3=-8.所以q =-2.所以S 5S 2=a 1-q51-q a 1-q 21-q =1-q 51-q 2=1+321-4=33-3=-11. 故选D.2.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5 B.3116或5 C.3116D.158解析:选C 由题意,q ≠1,由9S 3=S 6,得9×a 1-q 31-q=a 1-q 61-q,解得q =2,故a n =a 1qn -1=2n -1,1a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公比的等比数列,其前5项和为1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1251-12=3116.3.在等比数列{a n }中,若a 1+a 2+…+a n =2n -1,则a 21+a 22+…+a 2n =( ) A .(2n-1)2B.13(4n-1) C.13(2n-1) D .4n-1解析:选B 由a 1+a 2+…+a n =2n-1,得a 1=1,a 2=2,所以{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列,所以{a 2n }是以1为首项,4为公比的等比数列,所以a 21+a 22+…+a 2n =-4n1-4=13(4n-1). 4.一座七层的塔,每层所点的灯的盏数都等于上面一层的2倍,一共点381盏灯,则底层所点灯的盏数是( )A .190B .191C .192D .193解析:选C 设最下面一层灯的盏数为a 1,则公比q =12,n =7,由a 1⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1271-12=381,解得a 1=192.5.设数列{a n }是首项为1,公比为-2的等比数列,则a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=________. 解析:依题意得a 1=1,a 2=-2,a 3=4,a 4=-8,所以a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=15. 答案:156.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 =3a n +12,则数列{b n }的前n 项和T n =________.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b n=3a n +12=32n ,由b n +1b n =3n+32n =32=9,可知{b n }为等比数列,b 1=32×1=9,故T n =-9n1-9=9n +1-98. 答案:9n +1-987.已知{a n }是公差不为零的等差数列,a 1=1,且a 1,a 3,a 9成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{2a n }的前n 项和S n . 解:(1)由题设,知公差d ≠0, 由a 1=1,a 1,a 3,a 9成等比数列, 得1+2d 1=1+8d1+2d, 解得d =1,或d =0(舍去). 故{a n }的通项a n =1+(n -1)×1=n .。
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(2)an=am· qn m(m,n∈N*). (3)当m+n=p+q(m,n,p,q∈N*)时,有am· an=ap· aq.但 am+an≠ap+aq. (4)数列{an}是有穷数列,则与首末两项等距离的两项的积 相等,且等于首末两项之积,即a1· an=a2· an-1=a3· an-2=…= am· an-m+1.
类型二 等比数列的设项方法 【例2】 互不相等的三个数之积为-8,这三个数适当排 列后可成等比数列,也可成等差数列,求这三个数排成的等比 数列.
思维启迪:首先由三个数适当排列后成等比数列,求出 这三个数中的一个,再由三个数适当排列成等差数列.讨论 后求出这三个数.
a 解析:设排成等比数列后的三数为q,a,aq, 由三数之积为-8,得a=-2. 又三个数互不相等,则此顺序一定不成等差数列,故能排 成等差数列的情况只有两种: 2 4 ①若-q为等差中项.则-2q+(-2)=-q. 解得q=-2或q=1(舍去). 2 ②若-2q为等差中项.则-q+(-2)=-4q, 1 解得q=-2或q=1(舍去). 故所求等比数列为1,-2,4或4,-2,1.
思维启迪:可以利用通项公式计算,也可以运用等比数列 的性质计算.
3 【例1】 解析:解法一:∵a2a10=a2 , ∴ a a a = a 6 2 6 10 6=1. ∴a6=1.∴a3a9=a2 6=1. 15 解法二:设公比为q,则a2a6a10=a1q· a1q5· a1q9=a3 1q =1, ∴a1q5=1. ∴a3a9=a1q2· a1q8=(a1q5)2=1.
[类题通法] a (1)三个数成等比数列的设法为:q,a,aq. (2)此题用到“分类讨论\”的数学方法,使用时必须做到以 下两个点: ①明确分类标准(如概念、性质、运算等); ②分类做到不重不漏.
变式训练2 有四个数,其中前三个数成等差数列,后三 个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个 数与第三个数的和是12,求这四个数.
[类题通法] 在等比数列的有关运算中,常涉及到次数较高的指数运 算,若按常规解法,往往是建立a1和q的方程(组),这样解起来 比较麻烦.而采用等比数列性质,进行整体变换,会起到化繁 为简的效果.
变式训练1 已知正数等比数列{an}中,若a1+a2+a3=7, a1· a2· a3=8,求an.
解析:∵a1a2a3=a3 2=8,∴a2=2, a1+a3=5 a1=1 a1=4 ∴ .∴ 或 a3=4 a1· a3=4 a3=1 当a1=1,a3=4时,q=2,此时an=2n-1, 1 当a1=4,a3=1时,q=2 1 - 此时,an=42n 1
1说基础· 名师导读 知识点 等比数列的性质 已知等比数列{an}中,首项为a1,公比为q(q≠0),则an= a1· qn-1. (1)当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,数列{an}是递增数列; 当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,数列{an}是递减数列;当q=1 时,数列{an}是常数列;当q<0时,数列{an}是摆动数列(它所有 的奇数项同号,所有的偶数项也同号,但是奇数项与偶数项异 号).
a+d2 解析:解法一:设四个数依次为a-d,a,a+d, a . a+d2 a-d+ =16 a 由条件得 , a+a+d=12
a=4 解得 d=4 a=9 或 d=-6
.
所以,当a=4,d=4时,所求四个数为0,4,8,16; 当a=9,d=-6时,所求四个数为15,9,3,1. 故所求四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
(7)当数列{an}是各项都为正数的等比数列时,数列{lgan}是 公差为lgq的等差数列. (8)在数列{an}中,连续取相邻k项的和(或积)构成公比为 qk(或qk2)的等比数列. (9)若m,n,p(m,n,p∈N*)成等差数列,则am,an,ap成 等比数列.
讲重点 等差数列与等比数列的区别与联系 等差数列与等比数列的区别与联系如下表所示:
-
(5)数列{λan}(λ为不等于零的常数)仍是公比为q的等比数 列;若数列{bn}是公比为q′的等比数列,则数列{an· bn}是公比 1 1 为q· q′的等比数列;数列 a 是公比为q的等比数列;数列{|an|} n 是公比为|q|的等比数列. (6)在数列{an}中,每隔k(k∈N*)项取出一项,按原来的顺序 排列,所得数列仍为等比数列,且公比为qk+1.
2a a 解法二:设四个数依次为 q -a,q,a,aq(a≠0), 2a a=3 q -a+aq=16 a=8 由条件得 .解得 或 1 . q=3 q=2 a+a=12 q 当a=8,q=2时,所求四个数为0,4,8,16; 1 当a=3,q=3时,所求四个数为15,9,3,1. 故所求四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
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(1)都强调每一项与其前一项的关系;(2)结果 都必须是常数;(3)数列都可以由a1,d或a1, q确定;(4)若{an}为正项等比数列,则 {logman}为等差数列,其中m>0,且m≠1; (5)若{an}为等差数列,则{ban}为等比数列; (6)非零常数列既是等差数列1】 已知等比数列{an}中,a2a6a10=1,求a3a9.
等差数列 (1)强调每一项与前一项的 差; (2)a1和d可以为0; 区 别 等比数列 (2)强调每一项与前 一项的比; (2)a1与q均不为0; (3)两个同号实数(不 (3)任意两个实数的等差中 为0)的等比中项有两 项唯一; 个值; (4)当m+n=p+ (4)当m+n=p+q(m,n, q(m,n,p,q∈N*) * p,q∈N )时, 时, am+an=ap+aq. aman=apaq.