高三数学等比数列的前n项和3

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等比数列前n项和

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等比数列的前n 项和一.等比数列前n 项和公式1.在等比数列 {a n }的五个量a 1,q ,a n ,n ,S n 中,已知其中的三个量,通过列方程组,就能求出另外两个量,这是方程思想与整体思想在数列中的具体应用. 2.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. 【例1】 在等比数列{a n }的前n 项和为S n , (1)S 2=30,S 3=155,求S n ; [解] 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) a 1+a 3=10,a 4+a 6=54,求S 5; [解]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.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) a 1+a n =66,a 2a n -1=128,S n =126,求q . [解]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 为2或12.(4) a 1=1,S 3=34,求S 4.[解] ∵等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 3=34, ∴q ≠1,1-q 31-q =34,整理可得,q 2+q +14=0,解得,q =-12,则S 4=1-q 41-q=1-1161+12=58.跟踪训练1.(1) 在等比数列{a n }中,若a 1=2,a n =162,S n =112,求n 和q ;[解] 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) 在等比数列{a n }中,S 4=1,S 8=17,求a n . [解] 若q =1,则S 8=2S 4,不合题意,∴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.(3) 在公比为整数的等比数列{a n }中,如果a 1+a 4=18,a 2+a 3=12,则这个数列的前8项之和S 8=________.[解] [a 1+a 4=a 1(1+q 3)=18,a 2+a 3=a 1(q +q 2)=12,两式联立解得q =2或12,而q 为整数,所以q =2,a 1=2,代入公式求得S 8=2(1-28)1-2=510.](4) 等比数列1,x ,x 2,x 3,…(x ≠0)的前n 项和S n 为________. [解] 当x =1时,数列为常数列,又a 1=1,所以S n =n . 当x ≠1时,q =x ,S n =a 1(1-x n )1-x =1-x n1-x .二.错位相减法1. 推导等比数列前n 项和的方法一般地,等比数列{a n }的前n 项和可写为: S n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1,① 用公比q 乘①的两边,可得qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1+a 1q n ,② 由①-②,得(1-q )S n =a 1-a 1q n , 整理得S n =a 1(1-q n )1-q (q ≠1).2. 我们把上述方法叫错位相减法,(1)适用范围:一般适用于数列{a n ·b n }前n 项和的求解,其中{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,且q ≠1. (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.【例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 =na 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·(12)n -1=12n . (2)根据题意得b n =na n =n 2n , S n =12+222+323+…+n 2n , ①12S n =122+223+324+…+n 2n +1,② 作差得12S n =12+122+123+…+12n -n2n +1,跟踪训练2(1)本例题中设c n =na n,求数列{c n }的前n 项和S n ′.[解] 由题意知c n =n ·2n ,所以S n ′=1×21+2×22+3×23+…+(n -2)×2n -2+(n -1)×2n -1+n ·2n , 2S n ′=1×22+2×23+3×24+…+(n -2)×2n -1+(n -1)×2n +n ·2n +1, 两式相减得:-S n ′=1×21+22+23+24+…+2n -1+2n -n ·2n +1 =2(1-2n )1-2-n ·2n +1=(1-n )·2n +1-2,所以S n ′=(n -1)·2n +1+2.(2)本例题中设d n =(2n -1)a n ,求数列{d n }的前n 项和T n . [解] 由题意可得:T n =1×12+3×122+…+(2n -1)×12n ,12T n =1×122+3×123+…+(2n -3)×12n +(2n -1)×12n +1, 两式相减得12T 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T n =3-42n -2n -12n =3-2n +32n .三:等比数列前n 项和的性质 1.等比数列前n 项和的变式当公比q ≠1时,等比数列的前n 项和公式是S n =a 1(1-q n )1-q ,它可以变形为S n =-a 11-q ·q n +a 11-q ,设A =a 11-q ,上式可写成S n =-Aq n +A .由此可见,非常数列的等比数列的前n 项和S n 是由关于n 的一个指数式与一个常数的和构成的,而指数式的系数与常数项互为相反数.当公比q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1是n 的正比例函数(常数项为0的一次函数). 2.等比数列前n 项和的性质(1)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若项数为2n ,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q . (2)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n …成等比数列(其中S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n …均不为0).(3)若一个非常数列{a n }的前n 项和S n =Aq n -A (A ≠0,q ≠0,n ∈N *),则数列{a n }为等比数列,即S n =Aq n -A (A ≠0,q ≠0,q ≠1,n ∈N *)⇔数列{a n }为等比数列. (4)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n +m =S n +q n S m【例3】(1) 已知数列{a n }的前n 项和S n =a n -1(a 是不为零且不等于1的常数),则数列{a n }( )A .一定是等差数列B .一定是等比数列C .是等差数列或等比数列D .既非等差数列,也非等比数列 [解] 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(a -1)·a n -1; 当n =1时,a 1=a -1,满足上式. ∴a n =(a -1)·a n -1,n ∈N *.∴a n +1a n =a ,∴数列{a n }是等比数列.(2) 等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2=7,S 6=91,则S 4为( )A .28B .32C .21D .28或-21 [解] [∵{a n }为等比数列,∴S 2,S 4-S 2,S 6-S 4也为等比数列,即7,S 4-7,91-S 4成等比数列, ∴(S 4-7)2=7(91-S 4),解得S 4=28或S 4=-21.∵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)>S 2, ∴S 4=28.(3) 等比数列{a n }中,公比q =3,S 80=32,则a 2+a 4+a 6+…+a 80=________. [解]设S 1=a 2+a 4+a 6+…+a 80,S 2=a 1+a 3+a 5+…+a 79.则S 1S 2=q =3,即S 1=3S 2.又S 1+S 2=S 80=32,∴43S 1=32,解得S 1=24. 即a 2+a 4+a 6+…+a 80=24.](4) 设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 30=70,求S 40 解:S 20=S 10+q 10S 10 , S 30=S 10+q 10S 20=S 10+q 10(S 10+q 10S 10) 即70=10+q 10(10+10q 10)解得q 10=2或q 10=-3 所以S 40=S 10+q 10S 30=150 跟踪训练3(1) 若{a n }是等比数列,且前n 项和为S n =3n -1+t ,则t =________. [解]-13 [显然q ≠1,此时应有S n =A (q n -1),又S n =13·3n +t ,∴t =-13.](2) 正数等比数列中S n =2,S 3n =14”求S 4n 的值.[解] 设S 2n =x ,S 4n =y ,则2,x -2,14-x ,y -14成等比数列,所以⎩⎨⎧ (x -2)2=2(14-x ),(14-x )2=(x -2)(y -14), 所以⎩⎨⎧x =6,y =30或⎩⎨⎧x =-4,y =-40(舍去),所以S 4n =30.(3) 项数为偶数的等比数列,它的偶数项之和是奇数项之和的12,又它的首项为12,且中间两项的和为3128求此等比数列的项数.[解] 设等比数列为{a n },项数为2n ,一个项数为2n 的等比数列中,S 偶S 奇=q .则q =12,又a n 和a n +1为中间两项,则a n +a n +1=3128,即a 1q n -1+a 1q n =3128,又a 1=12,q =12,∴12·(12)n -1+12·(12)n =3128⇒12·(12)n -1·(1+12)=3128⇒n =6. ∴项数为2n =12.则此等比数列的项数为12.(4)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 4=2,S 8=6,求a 17+a 18+a 19+a 20的值.[解] 因为S 8=S 4+q 4S 4即6=2+2q 4,所以q 4=2 S 16=S 8+q 8S 8=30 ,S 20=S 4+q 4S 16=62 所以a 17+a 18+a 19+a 20=S 20-S 16=32. 四.分组转化求和一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列的通项公式相加组成.【例4】 已知数列{a n }构成一个新数列:a 1,(a 2-a 1),…,(a n -a n -1),…此数列是首项为1,公比为13的等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .[解] (1)a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1) =1+13+(13)2+…+(13)n-1=32[1-(13)n ](2)S n =a 1+a 2+a 3+…+a n =32⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+32⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132+…+32⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n =32n -34⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n =34(2n -1)+14⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1.跟踪训练4.求数列214,418,6116,…,2n +12n +1,…的前n 项和S n .[解]S n =214+418+6116+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +12n +1=(2+4+6+…+2n )+⎝ ⎛⎭⎪⎫14+18+…+12n +1=n (2n +2)2+14⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=n (n +1)+12-12n +1.五:等比数列前n 项和公式的实际应用 解数列应用题的具体方法步骤(1)明确问题属于哪类应用问题,即明确是等差数列问题还是等比数列问题,还是含有递推关系的数列问题?是求a n ,还是求S n ?特别要注意准确弄清项数是多少.(2)抓住数量关系,联想数学知识和数学方法,恰当引入参数变量,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子表达.(3)将实际问题抽象为数学问题,将已知与所求联系起来,列出满足题意的数学关系式.【例5】 某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一天植2棵,以后每天植树的棵数是前一天的2倍,则需要的最少天数n (n ∈N *)等于________.解析 设每天植树的棵数构成的数列为{a n },由题意可知它是等比数列,且首项为2,公比为2,可得2(1-2n )1-2≥100,即2n ≥51.而25=32,26=64,n ∈N *,所以最少天数n =6. 答案 6跟踪训练5.某厂去年产值为a ,计划在5年内每年比上一年的产值增长10%,从今年起5年内,该厂的总产值为________.[解]去年产值为a ,从今年起5年内各年的产值分别为1.1a,1.12a,1.13a,1.14a,1.15a .所以1.1a +1.12a +1.13a +1.14a +1.15a =a ·1.1-1.161-1.1=11(1.15-1)a .课后作业1.等比数列12,14,18,…的前10项和等于A.11 024B.511512C.1 0231 024D.1512解析 因为数列12,14,18,…是首项为12,公比为12的等比数列,所以S 10=21-121-12110⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=1 0231 024. 答案 C2.等比数列{a n }的各项都是正数,若a 1=81,a 5=16,则它的前5项的和是A.179B.211C.243D.275解析 因为q 4=a 5a 1=1681=(23)4,各项都是正数,所以q =23, 因此S 5=a 1-a 5q1-q =81-16×231-23=211.答案 B3.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.13B.-13C.19D.-19解析 由题意知公比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.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.11B.5C.-8D.-11解析 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(1-q 5)1-q a 1(1-q 2)1-q =1-q 51-q2=1+321-4=33-3=-11. 答案 D5.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⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1的前5项和为A.158或5B.3116或5C.3116D.158解析 由题意,q ≠1,由9S 3=S 6,得9×a 1(1-q 3)1-q =a 1(1-q 6)1-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.答案 C6.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 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 =1×(1-4n )1-4=13(4n-1).答案 B7.在14与78之间插入n 个数组成等比数列,若各项和为778,则数列的项数为A.4B.5C.6D.7解析 ∵a 1=14,a n +2=78,∴S n +2=14-78q1-q=778,∴q =-12,∴a n +2=14(-12)n +1=78,∴n =3,∴数列共5项. 答案 B8.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.0B.1C.-1D.2解析 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. 答案 C9.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=________. 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. 答案 A10.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 211.等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n .已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________.解析 设等比数列{a n }的公比为q ,当q =1时,S 3=3a 1,S 6=6a 1=2S 3,不符合题意,∴q ≠1,由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q 3)1-q =74,a 1(1-q 6)1-q =634, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=14,q =2,∴a 8=a 1q 7=14×27=32. 答案 3212.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若有S 3+S 6=2S 9,则公比q 的值为________. 解析 若q =1,则S 3+S 6=3a 1+6a 1=9a 1≠2S 9,∴q ≠1.由已知可得:a 1·(1-q 3)1-q +a 1(1-q 6)1-q =2a 1(1-q 9)1-q .∴q 3(2q 6-q 3-1)=0.∵q ≠0,∴2q 6-q 3-1=0,∴(q 3-1)(2q 3+1)=0. 又∵q ≠1,∴q 3=-12,∴q =-342.13.已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (1)求{a n }的通项公式; (2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1.解析 (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q , 则a 2+a 4=2a 3=10,即a 3=5. 故a 3-a 1=2d =5-1=4,即d =2. ∴a n =1+2(n -1)=2n -1(n ∈N *).(2)由(1)知a 5=9,即b 2b 4=9,则b 21q 4=9,q 2=3.∵{b n }是公比为q 的等比数列,∴b 1,b 3,b 5,…,b 2n -1构成首项为1,公比为q 2=3的等比数列, ∴b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1=1×(1-3n )1-3=3n -12(n ∈N *).14.已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n +b n +1.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)令c n =(a n +1)n +1(b n +2)n.求数列{c n }的前n 项和T n .解析 (1)由题意知当n ≥2时,a n =S n -S n -1=6n +5,当n =1时,a 1=S 1=11,符合上式. 所以a n =6n +5. 设数列{b n }的公差为d .由⎩⎨⎧a 1=b 1+b 2,a 2=b 2+b 3,即⎩⎨⎧11=2b 1+d ,17=2b 1+3d , 解得b 1=4,d =3.所以b n =3n +1. (2)由(1)知c n =(6n +6)n +1(3n +3)n =3(n +1)·2n +1. 又T n =c 1+c 2+…+c n ,得T n =3×[2×22+3×23+…+(n +1)·2n +1], 2T n =3×[2×23+3×24+…+(n +1)·2n +2],两式作差,得-T n =3×[2×22+23+24+…+2n +1-(n +1)·2n +2] =3×⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+4(1-2n )1-2-(n +1)·2n +2=-3n ·2n +2,所以T n =3n ·2n +2.15 已知等比数列{a n }中,首项a 1=3,公比q >1,且3(a n +2+a n )-10a n +1=0(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设{b n +13a n }是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{b n }的通项公式和前n 项和S n .解析 (1)∵3(a n +2+a n )-10a n +1=0,∴3(a n q 2+a n )-10a n q =0,即3q 2-10q +3=0. ∵公比q >1,∴q =3.又首项a 1=3,∴数列{a n }的通项公式为a n =3n . (2)∵{b n +13a n }是首项为1,公差为2的等差数列,∴b n +13a n =1+2(n -1).即数列{b n }的通项公式为b n =2n -1-3n -1,S n =-(1+3+32+…+3n -1)+[1+3+…+(2n -1)]=-12(3n -1)+n 2.等比数列的前n 项和一.等比数列前n 项和公式1.在等比数列 {a n }的五个量a 1,q ,a n ,n ,S n 中,已知其中的三个量,通过列方程组,就能求出另外两个量,这是方程思想与整体思想在数列中的具体应用. 2.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. 【例1】 在等比数列{a n }的前n 项和为S n ,(1) S 2=30,S 3=155,求S n ; (2)a 1+a 3=10,a 4+a 6=54,求S 5;(4) a 1+a n =66,a 2a n -1=128,S n =126,求q . (4)a 1=1,S 3=34,求S 4.跟踪训练1.(1) 在等比数列{a n }中,若a 1=2,a n =162,S n =112,求n 和q ;(2)在等比数列{a n }中,S 4=1,S 8=17,求a n .(3)在公比为整数的等比数列{a n }中,如果a 1+a 4=18,a 2+a 3=12,则这个数列的前8项之和S 8=________.(4)等比数列1,x ,x 2,x 3,…(x ≠0)的前n 项和S n 为________.二.错位相减法1. 推导等比数列前n 项和的方法一般地,等比数列{a n }的前n 项和可写为: S n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1,① 用公比q 乘①的两边,可得qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1+a 1q n ,② 由①-②,得(1-q )S n =a 1-a 1q n , 整理得S n =a 1(1-q n )1-q(q ≠1).3. 我们把上述方法叫错位相减法,(1)适用范围:一般适用于数列{a n ·b n }前n 项和的求解,其中{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,且q ≠1. (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.【例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 =na n ,求数列{b n }的前n 项和S n .跟踪训练2(1)本例题中设c n =na n,求数列{c n }的前n 项和S n ′.(2) 本例题中设d n =(2n -1)a n ,求数列{d n }的前n 项和T n .三:等比数列前n 项和的性质 1.等比数列前n 项和的变式当公比q ≠1时,等比数列的前n 项和公式是S n =a 1(1-q n )1-q ,它可以变形为S n =-a 11-q ·q n +a 11-q ,设A =a 11-q ,上式可写成S n =-Aq n +A .由此可见,非常数列的等比数列的前n 项和S n 是由关于n 的一个指数式与一个常数的和构成的,而指数式的系数与常数项互为相反数.当公比q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1是n 的正比例函数(常数项为0的一次函数). 2.等比数列前n 项和的性质(1)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若项数为2n ,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q . (2)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n …成等比数列(其中S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n …均不为0).(3)若一个非常数列{a n }的前n 项和S n =Aq n -A (A ≠0,q ≠0,n ∈N *),则数列{a n }为等比数列,即S n =Aq n -A (A ≠0,q ≠0,q ≠1,n ∈N *)⇔数列{a n }为等比数列. (4)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n +m =S n +q n S m【例3】(1) 已知数列{a n }的前n 项和S n =a n -1(a 是不为零且不等于1的常数),则数列{a n }( )A .一定是等差数列B .一定是等比数列C .是等差数列或等比数列D .既非等差数列,也非等比数列 (2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2=7,S 6=91,则S 4为( )A .28B .32C .21D .28或-21(3)等比数列{a n}中,公比q=3,S80=32,则a2+a4+a6+…+a80=________.(4) 设等比数列{a n}的前n项和为S n,若S10=10,S30=70,求S40跟踪训练3(1)若{a n}是等比数列,且前n项和为S n=3n-1+t,则t=________.(2) 正数等比数列中S n=2,S3n=14”求S4n的值.(3) 项数为偶数的等比数列,它的偶数项之和是奇数项之和的12,又它的首项为12,且中间两项的和为3128求此等比数列的项数.(4)设等比数列{a n}的前n项和为S n ,已知S4=2,S8=6,求a17+a18+a19+a20的值.四.分组转化求和一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列的通项公式相加组成.【例4】已知数列{a n}构成一个新数列:a1,(a2-a1),…,(a n-a n-1),…此数列是首项为1,公比为13的等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .跟踪训练4.求数列214,418,6116,…,2n +12n +1,…的前n 项和S n .五:等比数列前n 项和公式的实际应用 解数列应用题的具体方法步骤(1)明确问题属于哪类应用问题,即明确是等差数列问题还是等比数列问题,还是含有递推关系的数列问题?是求a n ,还是求S n ?特别要注意准确弄清项数是多少.(2)抓住数量关系,联想数学知识和数学方法,恰当引入参数变量,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子表达.(3)将实际问题抽象为数学问题,将已知与所求联系起来,列出满足题意的数学关系式.【例5】 某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一天植2棵,以后每天植树的棵数是前一天的2倍,则需要的最少天数n (n ∈N *)等于________.跟踪训练5.某厂去年产值为a ,计划在5年内每年比上一年的产值增长10%,从今年起5年内,该厂的总产值为________.课后作业1.等比数列12,14,18,…的前10项和等于A.11 024B.511512C.1 0231 024D.15122.等比数列{a n }的各项都是正数,若a 1=81,a 5=16,则它的前5项的和是A.179B.211C.243D.2753.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.13B.-13C.19D.-194.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.11B.5C.-8D.-115.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⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1的前5项和为A.158或5B.3116或5C.3116D.1586.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 -17.在14与78之间插入n 个数组成等比数列,若各项和为778,则数列的项数为A.4B.5C.6D.78.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.0B.1C.-1D.29.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=________. 10.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=________.11.等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n .已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________.12.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若有S 3+S 6=2S 9,则公比q 的值为________.13.已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5.(1)求{a n }的通项公式;(2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1.14.已知数列{a n }的前n 项和S n =3n 2+8n ,{b n }是等差数列,且a n =b n +b n +1.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)令c n =(a n +1)n +1(b n +2)n.求数列{c n }的前n 项和T n .15 已知等比数列{a n }中,首项a 1=3,公比q >1,且3(a n +2+a n )-10a n +1=0(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设{b n+13a n}是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{b n}的通项公式和前n项和S n.。

2022年高考数学(文)一轮复习文档:第五章 数列 第3讲等比数列及其前n项和 Word版含答案

2022年高考数学(文)一轮复习文档:第五章 数列 第3讲等比数列及其前n项和 Word版含答案

第3讲 等比数列及其前n 项和 ,)1.等比数列的有关概念 (1)定义假如一个数列从第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 n +1a n=q (q ≠0,n ∈N *). (2)等比中项假如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⇒G 2=ab . 2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1qn -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.3.等比数列的性质已知数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和.(m ,n ,p ,q ,r ,k ∈N *) (1)若m +n =p +q =2r ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2r ; (2)数列a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等比数列;(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍是等比数列(此时{a n }的公比q ≠-1).1.辨明三个易误点(1)由于等比数列的每一项都可能作分母,故每一项均不为0,因此q 也不能为0,但q 可为正数,也可为负数.(2)由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能马上断言{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,必需留意对q =1与q ≠1分类争辩,防止因忽视q =1这一特殊情形而导致解题失误.2.等比数列的三种判定方法(1)定义法:a n +1a n=q (q 是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(2)通项公式法:a n =cqn -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:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ·a n +1·a n +2≠0,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.3.求解等比数列的基本量常用的思想方法(1)方程的思想:等比数列的通项公式、前n 项和公式中联系着五个量:a 1,q ,n ,a n ,S n ,已知其中三个量,可以通过解方程(组)求出另外两个量;其中基本量是a 1与q ,在解题中依据已知条件建立关于a 1与q 的方程或者方程组,是解题的关键.(2)分类争辩思想:在应用等比数列前n 项和公式时,必需分类求和,当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q;在推断等比数列单调性时,也必需对a 1与q 分类争辩.1.教材习题改编 等比数列{a n }中,a 3=12,a 4=18,则a 6等于( ) A .27 B .36 C .812D .54C 法一:由a 3=12,a 4=18,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=12,a 1q 3=18,解得a 1=163,q =32,所以a 6=a 1q 5=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫325=812.故选C.法二:由等比数列性质知,a 23=a 2a 4,所以a 2=a 23a 4=12218=8,又a 24=a 2a 6,所以a 6=a 24a 2=1828=812.故选C.2.教材习题改编 设等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3,S 4=15,则S 6=( ) A .31 B .32 C .63D .64C 由等比数列的性质,得(S 4-S 2)2=S 2·(S 6-S 4),即122=3×(S 6-15),解得S 6=63.故选C. 3.教材习题改编 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________. 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q 3,得q 3=27,所以q =3.所以插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81. 27,814.教材习题改编 由正数组成的等比数列{a n }满足a 3a 8=32,则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10=________. log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10 =log 2=log 2(a 3a 8)5=log 2225=25.255.教材习题改编 在等比数列{a n }中,a n >0,a 5-a 1=15,a 4-a 2=6,则a 3=________. 由于a 5-a 1=15,a 4-a 2=6.所以a 1q 4-a 1=15,① a 1q 3-a 1q =6,②且q ≠1. ①②得(q 2+1)(q 2-1)q ·(q 2-1)=156,即2q 2-5q +2=0, 所以q =2或q =12,当q =2时,a 1=1;当q =12时,a 1=-16(舍去).所以a 3=1×22=4. 4等比数列的基本运算(高频考点)等比数列的基本运算是高考的常考内容,题型既有选择题、填空题,也有解答题,属中、低档题. 高考对等比数列基本运算的考查主要有以下三个命题角度: (1)求首项a 1、公比q 或项数n ; (2)求通项或特定项; (3)求前n 项和.(2021·兰州模拟)设数列{a n }的前n 项和S n 满足6S n +1=9a n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =1a n,求数列{b n }的前n 项和T n .【解】 (1)当n =1时,由6a 1+1=9a 1,得a 1=13.当n ≥2时,由6S n +1=9a n ,得6S n -1+1=9a n -1, 两式相减得6(S n -S n -1)=9(a n -a n -1), 即6a n =9(a n -a n -1),所以a n =3a n -1.所以数列{a n }是首项为13,公比为3的等比数列,其通项公式为a n =13×3n -1=3n -2.(2)由于b n =1a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -2,所以{b n }是首项为3,公比为13的等比数列,所以T n =b 1+b 2+…+b n =3⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n 1-13=92⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n .等比数列基本运算的解题技巧(1)求等比数列的基本量问题,其核心思想是解方程(组),一般步骤是:①由已知条件列出以首项和公比为未知数的方程(组);②求出首项和公比;③求出项数或前n 项和等其余量.(2)设元的技巧,可削减运算量,如三个数成等比数列,可设为a q,a ,aq (公比为q );四个数成等比数列且q >0时,设为a q 3,a q,aq ,aq 3.角度一 求首项a 1、公比q 或项数n1.(2021·高考全国卷Ⅰ)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.由于a 1=2,a n +1=2a n ,所以数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 又由于S n =126,所以2(1-2n)1-2=126,所以n =6.6角度二 求通项或特定项2.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________. 由于3S 1,2S 2,S 3成等差数列,所以4S 2=3S 1+S 3,即4(a 1+a 2)=3a 1+a 1+a 2+a 3.化简,得a 3a 2=3,即等比数列{a n }的公比q =3,故a n =1×3n -1=3n -1.3n -1角度三 求前n 项和3.已知数列{a n }满足3a n +1+a n =0,a 2=-43,则{a n }的前10项和等于( )A .-6(1-310) B .19(1-3-10) C .3(1-3-10) D .3(1+3-10)C 由题意知数列{a n }为等比数列,设其公比为q ,则q =a n +1a n =-13,a 1=a 2q =4,因此其前10项和等于4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-13101-⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=3(1-3-10).等比数列的判定与证明(2022·高考全国卷丙)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.【解】 (1)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且λ≠1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-1)n -1.(2)由(1)得,S n =1-(λλ-1)n. 由S 5=3132得,1-(λλ-1)5=3132,即(λλ-1)5=132. 解得λ=-1.证明数列{a n }是等比数列常用的方法 一是定义法,证明a n a 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.若推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.已知数列{a n }是等差数列,a 3=10,a 6=22,数列{b n }的前n 项和是T n ,且T n +13b n =1.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:数列{b n }是等比数列.(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+5d =22,解得a 1=2,d =4.所以a n =2+(n -1)×4=4n -2. (2)证明:由T n =1-13b n ,①令n =1,得T 1=b 1=1-13b 1.解得b 1=34,当n ≥2时,T n -1=1-13b n -1,②①-②得b n =13b n -1-13b n ,所以b n =14b n -1,所以b n b n -1=14.又由于b 1=34≠0, 所以数列{b n }是以34为首项,14为公比的等比数列.等比数列的性质(1)(2021·高考全国卷Ⅱ)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1C .12D .18(2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=( ) A .31 B .36 C .42D .48(3)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)法一:由于a 3a 5=a 24,a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 24=4(a 4-1), 所以a 24-4a 4+4=0,所以a 4=2.又由于q 3=a 4a 1=214=8,所以q =2,所以a 2=a 1q =14×2=12,故选C.法二:由于a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 1q 2·a 1q 4=4(a 1q 3-1).将a 1=14代入上式并整理,得q 6-16q 3+64=0,解得q =2,所以a 2=a 1q =12,故选C.(2)由等比数列的性质,得a 3a 5=a 2a 6=64,于是由⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 5=20,a 3a 5=64,且a n >0,q >1,得a 3=4,a 5=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=4,a 1q 4=16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2.所以S 5=1×(1-25)1-2=31,故选A.(3)由S 10S 5=3132,a 1=-1知公比q ≠1,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)C (2)A (3)-12等比数列常见性质的应用(1)在解决等比数列的有关问题时,要留意挖掘隐含条件,利用性质,特殊是性质“若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ”,可以削减运算量,提高解题速度.(2)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.依据题目条件,认真分析,发觉具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.(3)在应用相应性质解题时,要留意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时留意设而不求思想的运用.1.设等比数列{a n }中,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 .-18C .578D .558A 由于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=18.2.(2021·沈阳质量监测)数列{a n }是等比数列,若a 2=2,a 5=14,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=________.设等比数列{a n }的公比为q ,由等比数列的性质知a 5=a 2q 3,求得q =12,所以a 1=4.a 2a 3=⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2=14a 1a 2,a n a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n -1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n =14a n -1a n (n ≥2).设b n =a n a n +1,可以得出数列{b n }是以8为首项,以14为公比的等比数列,所以a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1为数列{b n }的前n 项和,由等比数列前n 项和公式得a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=8⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫14n 1-14=323(1-4-n).323(1-4-n) ,)——分类争辩思想在等比数列中的应用已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若存在m ∈N *,满足S 2m S m =9,a 2m a m =5m +1m -1,则数列{a n }的公比为________.【解析】 设公比为q ,若q =1,则S 2m S m =2,与题中条件冲突,故q ≠1.由于S 2m S m =a 1(1-q 2m )1-q a 1(1-q m)1-q =q m+1=9,所以q m=8.所以a 2m a m =a 1q 2m -1a 1q m -1=q m =8=5m +1m -1,所以m =3,所以q 3=8,所以q =2. 【答案】 2(1)本题在利用等比数列的前n 项和公式表示S 2m 和S m 时,对公比q =1和q ≠1进行了分类争辩.(2)分类争辩思想在等比数列中应用较多,常见的分类争辩有: ①已知S n 与a n 的关系,要分n =1,n ≥2两种状况. ②等比数列中遇到求和问题要分公比q =1,q ≠1争辩.③项数的奇、偶数争辩.④等比数列的单调性的推断留意与a 1,q 的取值的争辩.在等差数列{a n }中,已知公差d =2,a 2是a 1与a 4的等比中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n (n +1)2,记T n =-b 1+b 2-b 3+b 4-…+(-1)nb n ,求T n .(1)由题意知(a 1+d )2=a 1(a 1+3d ), 即(a 1+2)2=a 1(a 1+6), 解得a 1=2,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n . (2)由题意知b n =a n (n +1)2=n (n +1),所以T n =-1×2+2×3-3×4+…+(-1)nn ·(n +1). 由于b n +1-b n =2(n +1), 可得当n 为偶数时,T n =(-b 1+b 2)+(-b 3+b 4)+…+(-b n -1+b n )=4+8+12+…+2n =n 2(4+2n )2=n (n +2)2,当n 为奇数时,T n =T n -1+(-b n )=(n -1)(n +1)2-n (n +1)=-(n +1)22.所以T n=⎩⎪⎨⎪⎧-(n +1)22,n 为奇数,n (n +2)2,n 为偶数.,)1.(2021·太原一模)在单调递减的等比数列{a n }中,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4C . 2D .2 2B 在等比数列{a n }中,a 2a 4=a 23=1,又a 2+a 4=52,数列{a n }为递减数列,所以a 2=2,a 4=12,所以q2=a 4a 2=14, 所以q =12,a 1=a 2q=4.2.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n =a ·2n -1+16,则a 的值为( ) A .-13B .13C .-12D .12A 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a ·2n -1-a ·2n -2=a ·2n -2,当n =1时,a 1=S 1=a +16,所以a +16=a2,所以a =-13.3.等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A .n (n +1) B .n (n -1) C .n (n +1)2D .n (n -1)2A 由于a 2,a 4,a 8成等比数列,所以a 24=a 2·a 8,所以(a 1+6)2=(a 1+2)·(a 1+14),解得a 1=2.所以S n =na 1+n (n -1)2×2=n (n +1).故选A.4.等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A .6 B .5 C .4D .3C 设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,依据题意可得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2,a 1q 4=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=16125,q =52.所以a n =a 1qn -1=16125×⎝ ⎛⎭⎪⎫52n -1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫52n -4,所以lg a n =lg 2+(n -4)lg 52,所以前8项的和为8lg 2+(-3-2-1+0+1+2+3+4)lg 52=8lg 2+4lg 52=4lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫4×52=4.5.(2021·莱芜模拟)已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=3,a n +1-a n =b n +1b n=3,n ∈N *,若数列{c n }满足c n =ba n ,则c 2 017=( )A .92 016B .272 016C .92 017D .272 017D 由已知条件知{a n }是首项为3,公差为3的等差数列,数列{b n }是首项为3,公比为3的等比数列,所以a n =3n ,b n =3n. 又c n =ba n =33n, 所以c 2 017=33×2 017=272 017.6.(2021·唐山一模)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 =( )A .4n -1B .4n-1 C .2n -1D .2n-1D 设{a n}的公比为q ,由于⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 2=52,①a 1q +a 1q 3=54,②由①②可得1+q2q +q 3=2,所以q =12,代入①得a 1=2,所以a n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=42n , 所以S n =2×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n , 所以S n a n =4⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n 42n =2n-1,选D.7.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 项和等于________. 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,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2,所以S n =1-2n1-2=2n-1.2n-18.(2021·郑州其次次质量猜测)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若27a 3-a 6=0,则S 6S 3=________.由题可知{a n }为等比数列,设首项为a 1,公比为q ,所以a 3=a 1q 2,a 6=a 1q 5,所以27a 1q 2=a 1q 5,所以q =3,由S n =a 1(1-q n )1-q,得S 6=a 1(1-36)1-3,S 3=a 1(1-33)1-3,所以S 6S 3=a 1(1-36)1-3·1-3a 1(1-33)=28.289.若{a n }是正项递增等比数列,T n 表示其前n 项之积,且T 10=T 20,则当T n 取最小值时,n 的值为________. T 10=T 20⇒a 11…a 20=1⇒(a 15a 16)5=1⇒a 15a 16=1,又{a n }是正项递增等比数列,所以0<a 1<a 2<…<a 14<a 15<1<a 16<a 17<…,因此当T n 取最小值时,n 的值为15.1510.在各项均为正数的等比数列{a n }中,已知a 2a 4=16,a 6=32,记b n =a n +a n +1,则数列{b n }的前5项和S 5为________.设数列{a n }的公比为q ,由a 23=a 2a 4=16得,a 3=4,即a 1q 2=4,又a 6=a 1q 5=32,解得a 1=1,q =2,所以a n =a 1qn -1=2n -1,b n =a n +a n +1=2n -1+2n =3·2n -1,所以数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列,所以S 5=3(1-25)1-2=93.9311.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =4a n -3(n ∈N *). (1)证明:数列{a n }是等比数列;(2)若数列{b n }满足b n +1=a n +b n (n ∈N *),且b 1=2,求数列{b n }的通项公式. (1)证明:依题意S n =4a n -3(n ∈N *), 当n =1时,a 1=4a 1-3,解得a 1=1. 由于S n =4a n -3,则S n -1=4a n -1-3(n ≥2), 所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4a n -4a n -1, 整理得a n =43a n -1.又a 1=1≠0,所以{a n }是首项为1, 公比为43的等比数列.(2)由于a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1,由b n +1=a n +b n (n ∈N *),得b n +1-b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1.可得b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=2+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -11-43=3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1(n ≥2),当n =1时也满足,所以数列{b n }的通项公式为b n =3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1.12.(2021·衡阳模拟)在等比数列{a n }中,a 1=2,前n 项和为S n ,若数列{a n +1}也是等比数列,则S n=( )A .2n +1-2 B .3n C .2nD .3n-1C 由于数列{a n }为等比数列,a 1=2,设其公比为q ,则a n =2qn -1,由于数列{a n +1}也是等比数列,所以(a n +1+1)2=(a n +1)(a n +2+1)⇒a 2n +1+2a n +1=a n a n +2+a n +a n +2⇒a n +a n +2=2a n +1⇒a n (1+q 2-2q )=0⇒q =1,即a n =2,所以S n =2n ,故选C.13.设数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *.已知a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n +2+5S n =8S n +1+S n-1.(1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列.(1)当n =2时,4S 4+5S 2=8S 3+S 1,即4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+a 4+5⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+1,解得a 4=78.(2)证明:由4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1(n ≥2), 4S n +2-4S n +1+S n -S n -1=4S n +1-4S n (n ≥2), 即4a n +2+a n =4a n +1(n ≥2). 由于4a 3+a 1=4×54+1=6=4a 2,所以4a n +2+a n =4a n +1,所以a n +2-12a n +1a n +1-12a n=4a n +2-2a n +14a n +1-2a n =4a n +1-a n -2a n +14a n +1-2a n =2a n +1-a n 2(2a n +1-a n )=12,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 是以a 2-12a 1=1为首项,12为公比的等比数列.14.(2021·南昌模拟)已知公比不为1的等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列.(1)求等比数列{a n }的通项公式;(2)对n ∈N *,在a n 与a n +1之间插入3n 个数,使这3n +2个数成等差数列,记插入的这3n个数的和为b n ,求数列{b n }的前n 项和T n .(1)由于a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列, 所以a 5+S 5-a 4-S 4=a 6+S 6-a 5-S 5, 即2a 6-3a 5+a 4=0, 所以2q 2-3q +1=0, 由于q ≠1,所以q =12,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =12n .(2)b n =a n +a n +12·3n=34⎝ ⎛⎭⎪⎫32n, T n =34×32-⎝ ⎛⎭⎪⎫32n +11-32=94⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1.。

等比数列及其前n项和(高三一轮复习)

等比数列及其前n项和(高三一轮复习)

数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
— 18 —
思维点睛►
(1)等比数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量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.
(2)等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,分为q=1时与q≠1时的情 况.
数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
— 15 —
解法二:设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1.由题意可得aa12+ -aa25+ =a432=,168,
即a111--qq3=168, a1q1-q3=42,
a1=96, 解得q=12,
所以a6=a1q5=3,故选D.
数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
(2)设等比数列{an}的公比为q, 由题意得2(12a3)=3a1+2a2, 即a1q2=3a1+2a1q. 因为数列{an}的各项均为正数,所以a1>0,且q>0,故A、B正确; 由q2-2q-3=0,解得q=3或q=-1(舍), 所以aa32=q=3,aa46=q2=9,故C错误,D正确,故选ABD.
第六章 数列
第3讲 等比数列及其前n项和
数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究 课标解读
— 2—
1.通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义;2.探索并掌握等 比数列的前n项和公式,理解等比数列的通项公式与前n项和公式的关系;3.能在具 体的问题情境中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题;4.体会等比数列与指 数函数的关系.
数学 N 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究
(2)由(1)可知 an-3n=(-1)n, 所以 an=3n+(-1)n, 所以 Sn=311--33n+-11·-[1--1- 1n] =3n+1-2-1n+1-2.

新高考数学等比数列及其前n项和精品复习资料

新高考数学等比数列及其前n项和精品复习资料
课前基础巩固
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

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

.
4.了解等比数列与指数函数的关系.

等比数列前n项和 教学分析

等比数列前n项和 教学分析

【等比数列前n项和】教学设计【教材分析】1.《等比数列的前n项和》是高中数学北师大版《必修5》第一章《数列》第3节的内容。

2.《等比数列的前n项和》是在学生学习了有关数列的知识如等差数列概念及通项公式和等差数列的前n项和公式以及等比数列的概念,本课是为了进一步学习数列知识并且能够解决一类求和问题。

教材从设计情境问题开始展开,使得学生从解决实际问题体会错位相减的数学思想从而推广到等比数列前n项和公式的推导,在公式推导过程中所渗透的类比、化归、分类讨论等思想方法,都是学生今后学习和工作中必备的数学素养.教材由“知识传授”的传统模式转变成“以学生为主体”的参与模式,注重数学思想的渗透。

这一部分的知识在生活中有着广泛的应用,是解决理论和实际问题的数学工具,在数学学科中占据着重要的位置,也是学生学习专业知识必备的基础。

【学情分析】1.在之前,学生已经学习了等差数列及等比数列的相关知识,也学习了累加法,错位相减法,图像法等相关的推导方法,具备了一定的探究能力。

2.高一学生具有初步的自主探究能力,思维活跃,敢于猜想,在老师的引导下能够独立解决问题。

但学生缺乏冷静容易片面不严谨,不如丢掉q=1的特殊情况。

并且在推导过程中学生容易将等比数列前n项和的推导方法与之进行类比,要将此点突破。

【教学目标】1.知识与技能:通过情境设计引出等比数列求和问题,使学生理解用错位相减的推导方法推导出等比数列前n项和公式的过程,能活学活用,掌握公式的特点,并能在此基础上利用公式解决一些简单问题2.过程与方法:通过创设情景提出问题,鼓励学生合作讨论,自主解决问题,激发深入学习的欲望;通过组织学生分组探索,使得学生最大程度上灵活动脑,积极配合;通过例题讲解加强学生理解,巩固学习。

3.情感态度价值观:通过故事引入使学生自主探索,增加积极性,激发求知欲。

通过对公式推导方法的发现,让学生感受数学的博大精深,体验数学的乐趣并能树立学好数学的信心。

高考数学总复习 第5章 第3讲 等比数列及其前n项和课件 理 新人教A版

高考数学总复习 第5章 第3讲 等比数列及其前n项和课件 理 新人教A版
第二十六页,共49页。
[变式探究(tànjiū)] 已知数列{an}的前n项和Sn=2an+1,求 证:{an}是等比数列,并求出通项公式.
证明:∵Sn=2an+1, ∴Sn+1=2an+1+1, ∴ an + 1 = Sn + 1 - Sn = (2an + 1 + 1) - (2an + 1) = 2an + 1 - 2an. ∴an+1=2an, 又∵S1=2a1+1=a1,∴a1=-1≠0,
-an-1),不为定值,故不符合题意;对于 f(x)= |x|,f(an)=
|an|,则
|an| = |an-1|
aan-n 1= |q|为定值,
第二十四页,共49页。
符合题意;对于 f(x)=ln|x|,f(an)=ln|an|,由等比数列定 义得, ln|an| 并不为定值,故不符合题意;故①③正确.
(2)在等比数列{an}中,a2013=8a2010,则 q=________. (3)已知等比数列的公比是 2,且前 4 项的和为 1,那么 前 8 项之和为________.
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2. 等比数列的主要性质 (1){an}是等比数列⇒{c·an}是等比数列(c≠0). (2){an}{bn}均为等比数列⇒{an·bn}、{abnn}是等比数列. (3){an}为等比数列,则aamn =________. (4)若 m、n、p、q∈N*且 m+n=p+q,则 am·an=ap·aq. 特别地,a1an=a2an-1
填一填:(1)2 2n-1-12 (2)2
第十四页,共49页。
(3)17 提示:将 q=2,S4=1,n=4 代入 Sn=a111--qqn, 得 1=a111--224,解之得 a1=115, ∴S8=11511--228=17.

高中数学《3、2等比数列的前n项和》知识点+教案课件+习题

高中数学《3、2等比数列的前n项和》知识点+教案课件+习题

知识点:1求和公式,如果q=1,那么S n=na1备注:针对等比数列,无论题目中给出何种条件的等式,最终均可以根据公式化成只有a1跟q两个未知量,从而进行求解。

2等比中项如果2m=p+q,则a2m=a p·a q备注:题目中如果给出三项的积,通常都可求出中间项为多少。

例如已知等比数列a1·a2·a3=8,即可知a2=2,因为a2是a1跟a3的中间项;再如已知等差数列a1·a5·a9=64,即可知a5=4,因为a5是a1跟a9的中间项推论:如果m+n=p+q,那么一定有a m·a n=a p·a q3等比性质1.如果{a n}是等比数列,S n是数列{a n}前n项和,那么S n,S2n-S n,S3n-S2n,……也是成比差数列例题:已知等比数列{a n},S n是它的前n项和,S6/S3=3,求S12/S3=?解析:根据上面性质可知,S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9也是成等比数列,令S3=m,则S6=3m,则这个新的等比数列的首项是m(S3),第二项是2m(S6-S3),所以公比d=2m/m=2,即可算出第三项S9-S6=4m,又S6=3m,所以S9=7m,同理可算出S12=15m,则S15/S3=15变式:等比数列{a n}中,若a1+a2=324,a3+a4=36,则a5+a6=?2.如果{a n}是等比数列,公比为q,每隔k项之后( a m, a m+k, a m+2k, a m+3k……)也是等比数列,公差为q k视频教学:练习:课本温习1. 设S n是等比数列{a n}的前n项和,若a1=1,a6=32,则S3=()A. 5B. 6C. 7D. 82. 若{a n}为等比数列,且a2=6,S3=26,则{a n}的通项公式a n=()A. 2×3n-1B. 2×33-nC. 2×3n-1或2×33-nD. 以上都不对3. 已知{a n}是由正数组成的等比数列,S n表示{a n}的前n项和.若a1=3,a2a4=144,则S10的值是()A. 2 019B. 1 023C. 2 046D. 3 0694. 已知等比数列{a n}的前n项和为S n,且S3=a2+10a1,a5=9,则a1等于()A. -19B. 19C. 16D. 135. 已知数列{a n}满足3a n+1+a n=0,a2=-43,则{a n}的前10项和等于()A. -6(1-3-10)B. 19(1-3-10)C. 3(1-3-10)D. 3(1+3-10)固基强能6. 已知等比数列的公比为2,且前5项和为1,则前10项和为()A. 33B. 36C. 39D. 657. (多选)已知正项等比数列满足,,若设其公比为,前项和为,则()A. B. C. D.8. (多选)已知等比数列中,满足,则()A.数列是等比数列 B.数列是递增数列C.数列是等差数列 D.数列中,仍成等比数列9. 记S n为等比数列{a n}的前n项和,已知S2=2,S3=-6.则{a n}的通项公式为;S n= .10. 已知等比数列{a n}中,a1=13,公比q=13.(1) S n为数列{a n}的前n项和,求证:S n=1-an2;(2) 设b n=log3a1+log3a2+…+log3a n,求数列{b n}的通项公式.课件:教案:【教学目标】1. 理解并掌握等比数列前n项和公式,并会应用公式解决简单的问题.2.逐步熟练等比数列通项公式与前n项和公式的综合应用,培养学生的运算能力.3. 通过公式的探索、发现,培养学生观察、猜想、归纳、分析、综合推理的能力,渗透类比与转化的思想.【教学重点】等比数列前n项和公式的应用.【教学难点】等比数列前n项和公式的推导和灵活运用.【教学方法】本节课在公式推导中宜采用类比教学法和自主探究教学法.师生共同参与整个教学活动,教师是活动的主导,学生是活动的主体,教师在引导的同时,让学生在等差数列的基础上用类比的方法自己去分析、探索,在探索过程中研究和领悟得出的结论,从而达到使学生既获得知识又发展智能的目的.环节教学内容师生互动设计意图导印度一国王与国际象棋发明家的故事:发明者要国王教师讲故事,并提出问题.利用学生好奇心理,让学。

高考数学一轮复习课时作业(三十五) 等比数列及其前n项和 (3)

高考数学一轮复习课时作业(三十五) 等比数列及其前n项和 (3)

课时作业(三十五) 等比数列及其前n 项和1.在等比数列{a n }中,a 1=1,a6+a8a3+a5 =127 ,则a 6的值为( )A .127B .181C .1243D .1729C [设等比数列{a n }的公比为q ,由a6+a8a3+a5 =q 3=127 ⇒q =13 ,所以a 6=a 1·q 5=1243 .故选C.]2.公比不为1的等比数列{a n }满足a 5a 6+a 4a 7=18,若a 1a m =9,则m 的值为( ) A .8 B .9 C .10 D .11C [由题意得,2a 5a 6=18,a 5a 6=9,∴a 1a m =a 5a 6=9, ∴m =10.]3.(多选)记单调递增的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2+a 4=10,a 2a 3a 4=64,则( ) A .S n +1-S n =2n +1 B .a n =2n -1 C .S n =2n -1D .S n =2n -1-1BC [由a 2a 3a 4=64得a 33 =43,则a 3=4.设等比数列{a n }的公比为q (q ≠0),由a 2+a 4=10,得4q +4q =10,即2q 2-5q +2=0,解得q =2或q =12 .又因为数列{a n }单调递增,所以q =2,所以2a 1+8a 1=10,解得a 1=1.所以a n =2n -1,S n =1×(1-2n )1-2=2n -1,所以S n +1-S n =2n +1-1-(2n-1)=2n .故选BC.]4.(2020·全国卷Ⅱ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 5-a 3=12,a 6-a 4=24,则Sn an =( )A .2n -1B .2-21-n C .2-2n -1D .21-n -1B [法一:设等比数列{a n }的公比为q ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a5-a3=a1q4-a1q2=12,a6-a4=a1q5-a1q3=24 解得⎩⎪⎨⎪⎧a1=1,q =2.所以S n =a1(1-qn )1-q=2n -1,a n =a 1q n -1=2n -1,所以Sn an =2n -12n -1=2-21-n ,故选B.法二:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a6-a4a5-a3 =a4(1-q2)a3(1-q2) =a4a3 =2412 =2,所以q =2,所以Sn an =a1(1-qn )1-q a1qn -1 =2n -12n -1=2-21-n ,故选B.] 5.(多选)(2020·江苏省邗江中学高二月考)已知等比数列{a n }中,满足a 1=1,q =2,S n 是{a n }的前n 项和,则下列说法正确的是( )A .数列{a 2n }是等比数列B .数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1an 是递增数列C .数列{log 2a n }是等差数列D .数列{a n }中,S 10,S 20,S 30仍成等比数列AC [等比数列{a n }中,满足a 1=1,q =2,所以a n =2n -1,所以a 2n =22n -1,所以数列{a 2n }是等比数列,故A 正确;又1an =12n -1 =⎝⎛⎭⎫12 n -1 ,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1an 是递减数列,故B 不正确;因为log 2a n =log 22n -1=n -1,所以{log 2a n }是等差数列,故C 正确;数列{a n }中,S 10=1-2101-2 =210-1,S 20=220-1,S 30=230-1,S 10,S 20,S 30不成等比数列,故D 不正确;故选AC.]6.等比数列{a n }中,a 1= 2 ,a 2=33 ,则a2+a2013a8+a2019 =________,a 1a 2a 3a 4=________.解析: 因为等比数列{a n }中,a 1= 2 ,a 2=33 , 所以q =a2a1 =332,所以a2+a2013a8+a2019 =a2+a2013(a2+a2013)q6 =1q6=1⎝ ⎛⎭⎪⎫3326 =89 , a 1a 2a 3a 4=a 41·q 6=( 2 )4·⎝ ⎛⎭⎪⎫332 6 =4×98 =92 .答案: 89 ;927.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2 020,a 2+a 4=-2a 3,则S 2 021=________. 解析: ∵a 2+a 4=-2a 3,∴a 2+a 4+2a 3=0,a 2+2a 2q +a 2q 2=0, ∵a 2≠0,∴q 2+2q +1=0,解得q =-1. ∵a 1=2 020,∴S 2 021=a1(1-q2 021)1-q =2 020×[1-(-1)2 021]2 =2 020.答案: 2 0208.如图所示,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形腰上再连接正方形,…,如此继续下去得到一个树状图形,称为“勾股树”.若某勾股树含有 1 023个正方形,且其最大的正方形的边长为22,则其最小正方形的边长为________.解析: 由题意,得正方形的边长构成以22 为首项,以22为公比的等比数列,现已知共得到1 023个正方形,则有1+2+…+2n -1=1 023,∴n =10,∴最小正方形的边长为22 ×⎝⎛⎭⎫22 9 =132 .答案:1329.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =4a n -p ,其中p 为非零常数. (1)求证:数列{a n }为等比数列;(2)若a 2=43,求{a n }的通项公式.解析: (1)证明:当n =1时,S 1=4a 1-p ,得a 1=p3 ≠0,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(4a n -p )-(4a n -1-p )=4a n -4a n -1, 得3a n =4a n -1,即an an -1 =43, 因而数列{a n }是首项为p 3 ,公比为43的等比数列.(2)由(1)知,数列{a n }的通项公式为a n =p 3 ×⎝⎛⎭⎫43 n -1 ,又a 2=43 ,可知p =3,于是a n =⎝⎛⎭⎫43 n -1 .10.在等比数列{a n }中,a 1=6,a 2=12-a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =66,求m . 解析: (1)设等比数列{a n }的公比为q , ∵a 1=6,a 2=12-a 3,∴6q =12-6q 2,解得q =-2或q =1, ∴a n =6×(-2)n -1或a n =6. (2)①若a n =6×(-2)n -1,则S n =6×[1-(-2)n]3 =2[1-(-2)n ],由S m =66,得2[1-(-2)m ]=66,解得m =5. ②若a n =6,q =1,则{a n }是常数列, ∴S m =6m =66,解得m =11. 综上,m 的值为5或11.11.若a ,b 是函数f (x )=x 2-px +q (p >0,q >0)的两个不同的零点,且a ,b ,-2这3个数可适当排序后构成等差数列,也可适当排序后构成等比数列,则p +q 的值等于( )A .7B .8C .9D .10C [因为a ,b 是函数f (x )=x 2-px +q (p >0,q >0)的两个不同的零点,所以a +b =p ,ab =q .因为p >0,q >0,所以a >0,b >0,又a ,b ,-2这3个数可适当排序后构成等差数列,也可适当排序后构成等比数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧2b =a -2,ab =4 或⎩⎪⎨⎪⎧2a =b -2,ab =4, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =1 或⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =4(负值已舍去).所以p =a +b =5,q =1×4=4,所以p +q =9.故选C.]12.(多选)(2020·江苏南京高三期中)已知等比数列{a n }的公比q =-23 ,等差数列{b n }的首项b 1=12,若a 9>b 9且a 10>b 10,则以下结论正确的有( )A .a 9·a 10<0B .a 9>a 10C .b 10>0D .b 9>b 10AD [数列{a n }是公比q 为-23 的等比数列,{b n }是首项为12,公差设为d 的等差数列,则a 9=a 1⎝⎛⎭⎫-23 8,a 10=a 1⎝⎛⎭⎫-23 9, ∴a 9·a 10=a 21 ⎝⎛⎭⎫-23 17 <0,故A 正确; ∵a 1正负不确定,故B 错误;∵a 10正负不确定,∴由a 10>b 10,不能求得b 10的符号,故C 错误; 由a 9>b 9且a 10>b 10,则a 1⎝⎛⎭⎫-23 8>12+8d ,a 1⎝⎛⎭⎫-23 9>12+9d , 由于a 9,a 10异号,因此a 9<0或a 10<0, 故b 9<0或b 10<0,且b 1=12.可得等差数列{b n }一定是递减数列,即d <0, 即有a 9>b 9>b 10,故D 正确. 故选AD.]13.已知数列{a n }是等比数列,公比q <1,前n 项和为S n ,若a 2=2,S 3=7. (1)求{a n }的通项公式;(2)设m ∈Z ,若S n <m 恒成立,求m 的最小值.解析: (1)由a 2=2,S 3=7得⎩⎪⎨⎪⎧a1q =2,a1+a1q +a1q2=7解得⎩⎪⎨⎪⎧a1=4,q =12 或⎩⎪⎨⎪⎧a1=1,q =2 (舍去).所以a n =4·⎝⎛⎭⎫12 n -1 =⎝⎛⎭⎫12 n -3 .(2)由(1)可知,S n =a1(1-qn )1-q =4⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12=8⎝⎛⎭⎫1-12n <8. 因为a n >0,所以S n 单调递增. 又S 3=7,所以当n ≥4时,S n ∈(7,8). 又S n <m 恒成立,m ∈Z ,所以m 的最小值为8. 14.(开放型)在①an +1an =-12 ,②a n +1-a n =-16,③a n +1=a n +n -8这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的S n 存在最大值,则求出最大值;若问题中的S n 不存在最大值,请说明理由.问题:设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=4,________,求{a n }的通项公式,并判断S n 是否存在最大值.解析: 选①因为an +1an =-12 ,a 1=4,所以{a n }是首项为4.公比为-12 的等比数列,所以a n =4×⎝⎛⎭⎫-12 n -1 =⎝⎛⎭⎫-12 n -3 .当n 为奇数时,S n =4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝⎛⎭⎫-12n 1+12=83 ⎝⎛⎭⎫1+12n , 因为83 ⎝⎛⎭⎫1+12n 随着n 的增加而减少, 所以此时S n 的最大值为S 1=4. 当n 为偶数时,S n =83 ⎝⎛⎭⎫1-12n , 且S n =83 ⎝⎛⎭⎫1-12n <83 <4.综上,S n 存在最大值,且最大值为4. 选②因为a n +1-a n =-16 ,a 1=4.所以{a n }是首项为4,公差为-16 的等差数列,所以a n =4+(n -1)⎝⎛⎭⎫-16 =-16 n +256 . 由-16 n +256≥0得n ≤25,所以S n 存在最大值.且最大值为S 25(或S 24),因为S 25=25×4+25×242 ×⎝⎛⎭⎫-16 =50,所以S n 的最大值为50.选③因为a n +1=a n +n -8,所以a n +1-a n =n -8, 所以a 2-a 1=-7,a 3-a 2=-6,…a n -a n -1=n -9, 则a n -a 1=a 2-a 1+a 3-a 2+…+a n -a n -1=(-7+n -9)(n -1)2=n2-17n +162,又a 1=4,所以a n =n2-17n +242 .当n ≥16时,a n >0, 故S n 不存在最大值.15.(多选)(2020·山东枣庄期中)将n 2个数排成n 行n 列的一个数阵,如下:该数阵第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中m >0).已知a 11=2,a 13=a 61+1,记这n 2个数的和为S .下列结论正确的有( )A .m =3B .a 67=17×37C .a ij =(3i -1)×3j -1D .S =14n (3n +1)(3n -1)ACD [由题意可得,a 13=a 11m 2=2m 2,a 61=a 11+5m =2+5m ,所以2m 2=2+5m +1,解得m =3或m =-12 (舍去),所以A 正确.由题意,得a 67=a 61m 6=(2+3×5)×36=17×36,所以B 错误.因为a ij =a i 1m j -1=[a 11+(i -1)×m ]×m j -1=[2+(i -1)×3]×3j -1=(3i -1)×3j -1,所以C 正确.因为S =(a 11+a 12+…+a 1n )+(a 21+a 22+…+a 2n )+…+(a n 1+a n 2+…+a nn )=a11(1-3n )1-3+a21(1-3n )1-3 +…+an1(1-3n )1-3 =12 (3n -1)(2+3n -1)n 2 =14 n (3n +1)(3n -1),所以D 正确,故选ACD.]16.(2021·广东梅州质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且S n =λa n -1(λ为常数).若数列{b n }满足a n b n =-n 2+9n -20,且b n +1<b n ,则满足条件的n 的取值集合为________.解析: 当n =1时,a 1=S 1=λa 1-1.又a 1=1,所以λ-1=1,解得λ=2.所以S n =2a n -1,所以S n -1=2a n -1-1(n ≥2),a n =S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -1,所以数列{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n -1又a n b n =-n 2+9n -20,所以b n =-n2+9n -202n -1,所以b n +1-b n =-(n +1)2+9(n +1)-202n--n2+9n -202n -1=n2-11n +282n<0.又2n >0,所以n 2-11n +28=(n -4)(n -7)<0,解得4<n <7又n ∈N ,所以满足条件的n 的取值集合为{5,6}答案: {5,6}。

《等比数列前n项和》说课稿(精选10篇)

《等比数列前n项和》说课稿(精选10篇)

《等比数列前n项和》说课稿(精选10篇)因为an = a1q^(n-1)这次为您整理了《等比数列前n项和》说课稿(精选10篇),在大家参照的同时,也可以分享一下给您最好的朋友。

《等比数列前n项和》说课稿篇一一、教材分析《等比数列前n项和》选自北师大版高中数学必修5第一章第3节的内容。

等比数列的前n 项和是“等差数列及其前n项和”与“等比数列”内容的延续,也是函数的延续,它实质上是一种特殊的函数;公式推导中蕴涵的数学思想方法如分类讨论等在各种数学问题中有着广泛的应用,如在“分期付款”等实际问题中也经常涉及到。

具有一定的探究性。

二、学情分析在认知结构上已经掌握等差数列和等比数列的有关知识。

在能力方面已经初步具备运用等差数列和等比数列解决问题的能力;但学生从特殊到一般、分类讨论的数学思想还需要进一步培养和提高。

在情感态度上学习兴趣比较浓,表现欲较强,但合作交流的意识等方面尚有待加强。

并且让学生在探究等比数列前n项和的过程中体会合作交流的重要性。

三、教学目标分析:知识与技能目标:(1)能够推导出等比数列的前n项和公式;(2)能够运用等比数列的前n项和公式解决一些简单问题。

过程与方法目标:提高学生的建模意识及探究问题、分析与解决问题的能力。

体会公式探求过程中从特殊到一般的思维方法、错位相减法和分类讨论思想。

情感与态度目标:培养学生勇于探索、敢于创新的精神,磨练思维品质,从中获得成功的体验。

四、重难点的确立《等比数列的前n项和》是这一章的重点,其中公式推导所使用的“错位相减法”是高中数学数列求和方法中最常用的方法之一,它蕴含了多种重要的数学思想,因此,本节课的教学重点为等比数列的前n项和公式的推导及其简单应用.而等比数列的前n项和公式的推导过程中用到的方法学生难以想到,因此本节课的难点为等比数列的前n项和公式的推导。

五、教学方法为突出重点和突破难点,我将采用的教学策略为启发式和探究式相结合的教学方法,教学手段采用计算机进行辅助教学。

2021版新高考数学:等比数列及其前n项和含答案

2021版新高考数学:等比数列及其前n项和含答案

即病毒共复制了13次.∴所需时间为13×3=39(秒).](对应学生用书第106页)考点1等比数列的基本运算等比数列基本量运算的解题策略(1)等比数列的通项公式与前n项和公式共涉及五个量a1,a n,q,n,S n,已知其中三个就能求另外两个(简称“知三求二”).(2)运用等比数列的前n项和公式时,注意分q=1和q≠1两类分别讨论.1.设S n为等比数列{a n}的前n项和,已知3S3=a4-2,3S2=a3-2,则公比q=()A.3B.4C.5D.6∴q =-12或q =1. ∴a 2=a3q =-3或32.]4.(20xx·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m . [解] (1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =q n -1. 由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去),q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1(n ∈N +). (2)若a n =(-2)n -1,则S n =1-(-2)n 3. 由S m =63得(-2)m =-188, 此方程没有正整数解. 若a n =2n -1,则S n =2n -1. 由S m =63得2m =64,解得m =6. 综上,m =6.抓住基本量a 1, q ,借用方程思想求解是解答此类问题的关键,求解中要注意方法的择优.考点2 等比数列的判定与证明故⎩⎨⎧⎭⎬⎫an 2n 是首项为12,公差为34的等差数列. ∴an 2n =12+(n -1)·34=3n -14, 故a n =(3n -1)·2n -2.(20xx·全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.[解] (1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ),即a n +1+b n +1=12(a n +b n ). 又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列. 由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12, b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12. 考点3 等比数列性质的应用。

新高考数学 第6章 第3讲 等比数列及其前n项和

新高考数学   第6章 第3讲 等比数列及其前n项和
第六章 数列
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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,


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
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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

等比数列的前n项和公式教案

等比数列的前n项和公式教案

等比数列的前n项和公式经典教案一、教学目标:1. 让学生理解等比数列的概念,掌握等比数列的前n项和的定义。

2. 通过探究等比数列前n项和的公式,培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。

3. 能够运用等比数列前n项和公式解决实际问题,提高学生的数学应用能力。

二、教学内容:1. 等比数列的概念及其性质。

2. 等比数列的前n项和的定义。

3. 等比数列前n项和公式的探究。

4. 等比数列前n项和公式的应用。

三、教学重点与难点:1. 教学重点:等比数列前n项和公式的推导过程,以及公式的应用。

2. 教学难点:等比数列前n项和公式的理解和运用。

四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生自主探究等比数列前n项和公式。

2. 利用多媒体辅助教学,直观展示等比数列前n项和的图形,帮助学生理解。

3. 实例分析法,让学生通过解决实际问题,掌握等比数列前n项和公式的应用。

五、教学过程:1. 引入:回顾等差数列的前n项和公式,引导学生思考等比数列的前n项和能否也有类似的公式。

2. 等比数列的概念复习:回顾等比数列的定义及其性质。

3. 等比数列的前n项和的定义:引导学生理解等比数列前n项和的含义。

4. 探究等比数列前n项和公式:引导学生分组讨论,归纳总结等比数列前n项和公式。

5. 公式验证与应用:利用多媒体展示等比数列前n项和的图形,帮助学生理解公式。

并通过实例分析,让学生掌握公式的应用。

6. 总结与评价:对本节课的内容进行总结,对学生的学习情况进行评价。

7. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。

六、教学评估:1. 课堂提问:通过提问了解学生对等比数列概念和前n项和公式的理解程度。

2. 小组讨论:观察学生在小组讨论中的参与程度和思考过程,评估他们的合作能力。

3. 练习题解答:收集学生的练习题答案,评估他们对等比数列前n 项和公式的掌握情况。

七、教学拓展:1. 等比数列的极限:引导学生思考等比数列前n项和的极限值,为后续学习数列极限奠定基础。

高考数学一轮复习 第六章 数列 第3讲 等比数列及其前n项和教学案 理

高考数学一轮复习 第六章 数列 第3讲 等比数列及其前n项和教学案 理

第3讲 等比数列及其前n 项和一、知识梳理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),那么这个数列就叫作等比数列.这个常数叫作等比数列的公比,通常用字母q 表示.(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⇔G 2=ab .“a ,G ,b 成等比数列”是“G 是a 与b 的等比中项”的充分不必要条件.2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1qn -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.3.等比数列的性质已知数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和(m ,n ,p ,q ,r ,k ∈N +(1)若m +n =p +q =2r ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2r . (2)数列a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等比数列.(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍是等比数列(此时{a n }的公比q ≠-1).常用结论1.正确理解等比数列的单调性当q >1,a 1>0或0<q <1,a 1<0时 ,{a n }是递增数列; 当q >1,a 1<0或0<q <1,a 1>0时 ,{a n }是递减数列; 当q =1时,{a n }是常数列; 当q =-1时,{a n }是摆动数列. 2.记住等比数列的几个常用结论(1)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 b n 仍是等比数列. (2)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n +3k ,…为等比数列,公比为q k.(3)一个等比数列各项的k 次幂,仍组成一个等比数列,新公比是原公比的k 次幂.(4){a n }为等比数列,若a 1·a 2·…·a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3nT 2n,…成等比数列.(5)当q ≠0,q ≠1时,S n =k -k ·q n(k ≠0)是{a n }成等比数列的充要条件,此时k =a 11-q.(6)有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项的积相等.特别地,若项数为奇数时,还等于中间项的平方.二、教材衍化1.在3与192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________.解析:设该数列的公比为q ,由题意知, 192=3×q 3,q 3=64,所以q =4.所以插入的两个数分别为3×4=12,12×4=48. 答案:12,482.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q =________.解析:由题意知q 3=a 5a 2=18,所以q =12.答案:123.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{a n }的通项公式a n =________.解析:因为S 10S 5=3132,所以S 10-S 5S 5=-132,因为S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,所以q 5=-132,q =-12,则a n =-1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1.答案:-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)与等差数列类似,等比数列的各项可以是任意一个实数.( )(2)公比q 是任意一个常数,它可以是任意实数.( ) (3)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( ) 答案:(1)× (2)× (3)× 二、易错纠偏常见误区|K(1)忽视项的符号判断; (2)忽视公比q =1的特殊情况; (3)忽视等比数列的项不为0.1.在等比数列{a n }中,a 3=4,a 7=16,则a 3与a 7的等比中项为________.解析:设a 3与a 7的等比中项为G ,因为a 3=4,a 7=16,所以G 2=4×16=64,所以G =±8.答案:±82.数列{a n }的通项公式是a n =a n(a ≠0),则其前n 项和S n =________.解析:因为a ≠0,a n =a n,所以{a n }是以a 为首项,a 为公比的等比数列.当a =1时,S n =n ;当a ≠1时S n =a (1-a n )1-a.答案:⎩⎪⎨⎪⎧n ,a =1,a (1-a n )1-a,a ≠0,a ≠13.已知x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,则x的值为________.解析:因为x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,所以(2x+2)2=x(3x+3),即x2+5x+4=0,解得x=-1或x=-4.当x=-1时,数列的前三项为-1,0,0,不是等比数列,舍去.答案:-4等比数列基本量的运算(师生共研)(1)(2019·高考全国卷Ⅲ)已知各项均为正数的等比数列{a n}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( ) A.16 B.8C.4 D.2(2)等比数列{a n}中,a1=1,a5=4a3.①求{a n}的通项公式;②记S n为{a n}的前n项和.若S m=63,求m.【解】(1)选C.设等比数列{a n}的公比为q,由a5=3a3+4a1得q4=3q2+4,得q2=4,因为数列{a n}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{a n}的公比为q,由题设得a n=q n-1.由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去)或q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1.②若a n =(-2)n -1,则S n=1-(-2)n3.由S m =63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.若a n =2n -1,则S n =2n-1.由S m =63得2m=64,解得m =6.综上,m =6.解决等比数列有关问题的2种常用思想方程的思想等比数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量a 1和q ,问题可迎刃而解 分类讨论的思想等比数列的前n 项和公式涉及对公比q 的分类讨论,当q =1时,{a n }的前n 项和S n =na 1;当q ≠1时,{a n }的前n 项和S n=a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-qn n 前n 项和,若a 1=13,a 24=a 6,则S 5=________.解析:通解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5,所以a 1q =1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =13×(1-35)1-3=1213.优解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以a 2a 6=a 6,所以a 2=1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=13×(1-35)1-3=1213.答案:12132.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=2.(1)若a 3+b 3=5,求{b n }的通项公式; (2)若T 3=21,求S 3.解:设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则a n =-1+(n -1)d ,b n =q n -1.由a 2+b 2=2得d +q =3.① (1)由a 3+b 3=5得2d +q 2=6.②联立①和②解得⎩⎪⎨⎪⎧d =3,q =0(舍去),⎩⎪⎨⎪⎧d =1,q =2.因此{b n }的通项公式为b n =2n -1.(2)由b 1=1,T 3=21得q 2+q -20=0, 解得q =-5或q =4.当q =-5时,由①得d =8,则S 3=21. 当q =4时,由①得d =-1,则S 3=-6.等比数列的判定与证明(师生共研)(2018·高考全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a nn.(1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由; (3)求{a n }的通项公式.【解】 (1)由条件可得a n +1=2(n+1)na n .将n =1代入得,a 2=4a 1, 而a 1=1,所以,a 2=4. 将n =2代入得,a 3=3a 2, 所以,a 3=12.从而b 1=1,b 2=2,b 3=4.(2){b n }是首项为1,公比为2的等比数列.由条件可得a n +1n +1=2a n n,即b n +1=2b n ,又b 1=1,所以{b n }是首项为1,公比为2的等比数列.(3)由(2)可得a n n=2n -1,所以a n =n ·2n -1.等比数列的4种常用判定方法定义法若a n +1a n =q (q 为非零常数,n ∈N +)或a na n -1=q (q 为非零常数且n ≥2,n ∈N +),则{a n }是等比数列中项 公式法 若数列{a n }中,a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N +),则数列{a n }是等比数列通项若数列通项公式可写成a n =c ·qn -1(c ,q 均是不为0的常数,证明;后两种方法常用于选择题、填空题中的判定.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.1.已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n+1=4a n+2(n∈N*),若b n=a n+1-2a n,求证:{b n}是等比数列.证明:因为a n+2=S n+2-S n+1=4a n+1+2-4a n-2=4a n+1-4a n,所以b n+1b n=a n+2-2a n+1a n+1-2a n=4a n+1-4a n-2a n+1a n+1-2a n=2a n+1-4a na n+1-2a n=2.因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5.所以b1=a2-2a1=3.所以数列{b n}是首项为3,公比为2的等比数列.2.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n-3n(n∈N+).(1)求a1,a2,a3的值;(2)是否存在常数λ,使得{a n+λ}为等比数列?若存在,求出λ的值和通项公式a n,若不存在,请说明理由.解:(1)当n=1时,S1=a1=2a1-3,解得a1=3,当n=2时,S2=a1+a2=2a2-6,解得a2=9,当n=3时,S3=a1+a2+a3=2a3-9,解得a3=21.(2)假设{a n+λ}是等比数列,则(a2+λ)2=(a1+λ)(a3+λ),即(9+λ)2=(3+λ)(21+λ),解得λ=3.下面证明{a n +3}为等比数列:因为S n =2a n -3n ,所以S n +1=2a n +1-3n -3,所以a n +1=S n +1-S n =2a n +1-2a n -3,即2a n +3=a n +1,所以2(a n +3)=a n +1+3,所以a n +1+3a n +3=2,所以存在λ=3,使得数列{a n +3}是首项为a 1+3=6,公比为2的等比数列.所以a n +3=6×2n -1,即a n =3(2n-1)(n ∈N +).等比数列的性质(多维探究) 角度一 等比数列项的性质(1)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________.(2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=________.【解析】 (1)因为a 10a 11+a 9a 12=2a 10a 11=2e 5, 所以a 10a 11=e 5.所以ln a 1+ln a 2+…+ln a 20 =ln(a 1a 2…a 20)=ln[(a 1a 20)·(a 2a 19)·…·(a 10a 11)] =ln(a 10a 11)10=10ln(a 10a 11) =10ln e 5=50ln e =50.(2)由等比数列的性质,得a 3a 5=a 2a 6=64,于是由⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 5=20,a 3a 5=64,且a n >0,q >1,得a 3=4,a 5=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=4,a 1q 4=16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2.所以S 5=1×(1-25)1-2=31.【答案】 (1)50 (2)31角度二 等比数列前n 项和的性质(1)(一题多解)等比数列{a n }中,前n 项和为48,前2n项和为60,则其前3n 项和为________.(2)数列{a n }是一个项数为偶数的等比数列,所有项之和是偶数项之和的4倍,前三项之积为64,则此数列的通项公式为a n =________.【解析】 (1)法一:设数列{a n }的前n 项和为S n . 因为S 2n ≠2S n ,所以q ≠1,由前n 项和公式得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q n )1-q =48,①a 1(1-q 2n)1-q=60,②②÷①,得1+q n=54,所以q n=14.③将③将入①,得a 11-q=64. 所以S 3n =a 1(1-q 3n )1-q =64×⎝⎛⎭⎪⎫1-143=63.法二:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为{a n }为等比数列,所以S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 也成等比数列, 所以(S 2n -S n )2=S n (S 3n -S 2n ),即S 3n =(S 2n -S n )2S n +S 2n =(60-48)248+60=63.法三:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为S 2n =S n +q nS n ,所以q n=S 2n -S n S n =14,所以S 3n =S 2n +q2nS n =60+⎝ ⎛⎭⎪⎫142×48=63.(2)设此数列{a n }的公比为q , 由题意,知S 奇+S 偶=4S 偶, 所以S 奇=3S 偶,所以q =S 偶S 奇=13.又a 1a 2a 3=64,即a 1(a 1q )(a 1q 2)=a 31q 3=64, 所以a 1q =4.又q =13,所以a 1=12,所以a n =a 1qn -1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1.【答案】 (1)63(2)12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1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.[提醒] 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.(一题多解)已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2=( )A .2B .1 C.12D .18解析:选C.法一:因为a 3a 5=a 24,a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 24=4(a 4-1), 所以a 24-4a 4+4=0,所以a 4=2.又因为q 3=a 4a 1=214=8,所以q =2,所以a 2=a 1q =14×2=12,故选C.法二:因为a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 1q 2·a 1q 4=4(a 1q 3-1),将a 1=14代入上式并整理,得q 6-16q 3+64=0,解得q =2,所以a 2=a 1q =12,故选C.数列与数学文化及实际应用1.等差数列与数学文化(2020·陕西汉中二模)我国古代名著《九章算术》中有这样一段话:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤.”意思是:现有一根金箠,长5尺,头部1尺,重4斤,尾部1尺,重2斤.若该金箠从头到尾,每一尺的质量构成等差数列,则该金箠共重( )A .6斤B .7斤C .9斤D .15斤【解析】 设从头到尾每一尺的质量构成等差数列{a n },则有a 1=4,a 5=2,所以a 1+a 5=6,数列{a n }的前5项和为S 5=5×a 1+a 52=5×3=15,即该金箠共重15斤.故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等差数列模型题的求解关键:一是会脱去数学文化的背景,读懂题意;二是构建模型,即由题意构建等差数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等差数列的相关问题,如求指定项、公差或项数、通项公式或前n 项和等.2.等比数列与数学文化(2020·湖南衡阳三模)中国古代数学名著《九章算术》中有如下问题.今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗,羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何?此问题的译文如下:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿5斗粟.羊主人说:“我的羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我的马所吃的禾苗只有牛的一半.”打算按此比例偿还,他们各应偿还多少?该问题中,1斗为10升,则马主人应偿还的粟(单位:升)为( )A.253 B .503C.507D .1007【解析】 5斗=50升.设羊、马、牛的主人应偿还粟的量分别为a 1,a 2,a 3,由题意可知a 1,a 2,a 3构成公比为2的等比数列,且S 3=50,则a 1(1-23)1-2=50,解得a 1=507,所以马主人应偿还粟的量为a 2=2a 1=1007,故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等比数列模型题的求解关键:一是会透过数学文化的“表象”看“本质”;二是构建模型,即盯准题眼,构建等比数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等比数列的相关问题,如求指定项、公比或项数、通项公式或前n 项和等.3.递推数列与数学文化(2020·北京市石景山区3月模拟)九连环是我国从古至今广为流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合而为一.”在某种玩法中,用a n 表示解下n (n ≤9,n ∈N +)个圆环所需的最少移动次数,数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,则解下4个环所需的最少移动次数a 4为( )A .7B .10C .12D .22【解析】 因为数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,所以a 2=2a 1-1=2-1=1,所以a 3=2a 2+2=2×1+2=4,所以a 4=2a 3-1=2×4-1=7.故选A.以数学文化为背景的已知递推公式的数列模型的求解关键是耐心读题、仔细理解题,只有弄清题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答,“盯紧”题目条件中的递推公式,利用此递推公式往要求的量转化,如本题,剥去数学文化背景,实质就是已知a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,求a 4的问题.4.周期数列与数学文化(2020·山东临沂三模)意大利数学家斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…即F (1)=F (2)=1,F (n )=F (n -1)+F (n -2)(n ≥3,n ∈N +).此数列在现代物理、化学等方面都有着广泛的应用.若此数列被2除后的余数构成一个新数列{a n },则数列{a n }的前2 019项的和为( )A .672B .673C .1 346D .2 019【解析】 由于{a n }是数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…各项除以2的余数,故{a n }为1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,…,所以{a n }是周期为3的周期数列,且一个周期中的三项之和为1+1+0=2. 因为2 019=673×3,所以数列{a n }的前2 019项的和为673×2=1 346.故选C.以数学文化为背景的周期数列模型题的求解关键是细审题,建立数学模型,并会适时脱去背景,如本题,脱去背景,实质是利用斐波那契数列的各项除以2的余数的特征,得出新数列的周期性,进而求出结果.5.数列在实际问题中的应用私家车具有申请报废制度.一车主购买车辆时花费15万,每年的保险费、路桥费、汽油费等约1.5万元,每年的维修费是一个公差为3 000元的等差数列,第一年维修费为3 000元,则该车主申请车辆报废的最佳年限(使用多少年的年平均费用最少)是________年.【解析】 设这辆汽车报废的最佳年限为n 年,第n 年的费用为a n ,则a n =1.5+0.3n .前n 年的总费用为S n =15+1.5n +n2(0.3+0.3n )=0.15n 2+1.65n +15,年平均费用:S n n =0.15n +15n+1.65≥20.15n ×15n +1.65=4.65,当且仅当0.15n =15n,即n=10时,年平均费用S nn取得最小值.所以这辆汽车报废的最佳年限是10年.【答案】 10数学建模是指对现实问题进行抽象,用数学语言表达和解决实际问题的过程.有关数列的应用问题,是让学生能够在实际情境中,用数学的思想分析数列问题,用数学的语言表达数列问题,用数学的知识得到数列模型,用数列的方法得到结论,验证数学结论与实际问题的相符程度,最终得到符合实际规律的结果.[基础题组练]1.(2020·江西宜春一模)在等比数列{a n }中,a 1a 3=a 4=4,则a 6的所有可能值构成的集合是( )A .{6}B .{-8,8}C .{-8}D .{8}解析:选D.因为a 1a 3=a 22=4,a 4=4,所以a 2=2,所以q 2=a 4a 2=2,所以a 6=a 2q 4=2×4=8,故a 6的所有可能值构成的集合是{8},故选D.2.在等比数列{a n }中,如果a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=( )A .135B .100C .95D .80解析:选A.由等比数列前n 项和的性质知,a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,a 7+a 8成等比数列,其首项为40,公比为6040=32,所以a 7+a 8=40×⎝ ⎛⎭⎪⎫323=135.3.(2020·山西3月高考考前适应性测试)正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,且a 5与a 9的等差中项为4,则{a n }的公比是( )A .1B .2 C.22D .2解析:选D.设公比为q ,由正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,可得a 23+2a 3a 7+a 27=(a 3+a 7)2=16,即a 3+a 7=4,由a 5与a 9的等差中项为4,得a 5+a 9=8,则q 2(a 3+a 7)=4q 2=8,则q=2(舍负),故选D.4.(2020·湘赣十四校第二次联考)中国古代著作《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,请问最后一天走了( )A .6里B .12里C .24里D .96里解析:选A.由题意可得,每天行走的路程构成等比数列,记作数列{a n },设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则q =12,依题意有a 1(1-q 6)1-q =378,解得a 1=192,则a 6=192×(12)5=6,最后一天走了6里,故选A.5.一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 .10解析:选B.设该等比数列为{a n },其前n 项积为T n ,则由已知得a 1·a 2·a 3=3,a n -2·a n -1·a n =9,(a 1·a n )3=3×9=33,所以a 1·a n =3,又T n =a 1·a 2·…·a n -1·a n =a n ·a n -1·…·a 2·a 1,所以T 2n =(a 1·a n )n,即7292=3n,所以n =12.6.(2020·黄冈模拟)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1a 6=2a 3,a 4与2a 6的等差中项为32,则S 5=________.解析:设{a n }的公比为q (q >0),因为a 1a 6=2a 3,而a 1a 6=a 3a 4,所以a 3a 4=2a 3,所以a 4=2.又a 4+2a 6=3,所以a 6=12,所以q =12,a 1=16,所以S 5=16[1-(12)5]1-12=31.答案:317.(一题多解)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=________.解析:法一:设数列{a n }的公比为q ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=a 1q 3+a 1q 6=2,a 5a 6=a 1q 4×a 1q 5=a 21q 9=-8,所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.法二:由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=4,a 7=-2.所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.答案:-78.(2020·安徽安庆模拟)数列{a n }满足:a n +1=λa n -1(n ∈N +,λ∈R 且λ≠0),若数列{a n -1}是等比数列,则λ的值为________.解析:由a n +1=λa n -1,得a n +1-1=λa n -2=λ⎝⎛⎭⎪⎫a n -2λ.由于数列{a n -1}是等比数列,所以2λ=1,得λ=2.答案:29.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.解:(1)证明:由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=11-λ,故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)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎪⎫λλ-1n.由S 5=3132得1-⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=3132,即⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ-15=132.解得λ=-1.10.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.解:(1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ),即a n +1+b n+1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n+2.又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列.(2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.[综合题组练]1.已知等比数列{a n }中a 2=1,则其前3项的和S 3的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞,0)∪[1,+∞)C .[3,+∞)D .(-∞,-1]∪[3,+∞)解析:选D.设等比数列{a n }的公比为q , 则S 3=a 1+a 2+a 3=a 2(1q +1+q )=1+q +1q.当公比q >0时,S 3=1+q +1q≥1+2q ·1q=3,当且仅当q =1时,等号成立;当公比q <0时,S 3=1-(-q -1q)≤1-2(-q )·(-1q)=-1,当且仅当q =-1时,等号成立.所以S 3∈(-∞,-1]∪[3,+∞).2.设{a n }是公比为q 的等比数列,|q |>1,令b n =a n +1(n =1,2,…),若数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则q 等于( )A .-12B .12C .-32D .32解析:选C.{b n }有连续四项在{-53,-23,19,37,82}中且b n =a n +1.a n =b n -1,则{a n }有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中.因为{a n }是等比数列,等比数列中有负数项,则q <0,且负数项为相隔两项,所以等比数列各项的绝对值递增或递减.按绝对值的顺序排列上述数值18,-24,36,-54,81, 相邻两项相除-2418=-43,36-24=-32,-5436=-32,81-54=-32,则可得-24,36,-54,81是{a n }中连续的四项.q =-32或q =-23(因为|q |>1,所以此种情况应舍),所以q =-32.故选C.3.在递增的等比数列{a n }中,已知a 1+a n =34,a 3·a n -2=64,且前n 项和S n =42,则n =________.解析:因为{a n }为等比数列, 所以a 3·a n -2=a 1·a n =64. 又a 1+a n =34,所以a 1,a n 是方程x 2-34x +64=0的两根,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,a n =2.又因为{a n }是递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32.由S n =a 1-a n q 1-q =2-32q 1-q=42,解得q =4.由a n =a 1qn -1=2×4n -1=32,解得n =3. 答案:34.已知数列{a n }满足a 1=2且对任意的m ,n ∈N +,都有a m +na m=a n ,则数列{a n }的前n 项和S n =________.解析:因为a n +ma m=a n ,令m =1,则a n +1a 1=a n ,即a n +1a n=a 1=2,所以{a n }是首项a 1=2,公比q =2的等比数列,S n =2(1-2n)1-2=2n +1-2.答案:2n +1-25.(2020·湖北武汉4月毕业班调研)已知正项等比数列{a n }的前n 项和S n 满足S 2+4S 4=S 6,a 1=1.(1)求数列{a n }的公比q ;(2)令b n =a n -15,求T =|b 1|+|b 2|+…+|b 10|的值. 解:(1)由题意可得q ≠1, 由S 2+4S 4=S 6,可知a 1(1-q 2)1-q +4·a 1(1-q 4)1-q =a 1(1-q 6)1-q,所以(1-q 2)+4(1-q 4)=1-q 6,而q ≠1,q >0, 所以1+4(1+q 2)=1+q 2+q 4,即q 4-3q 2-4=0, 所以(q 2-4)(q 2+1)=0,所以q =2.(2)由(1)知a n =2n -1,则{a n }的前n 项和S n =1-2n1-2=2n-1,当n ≥5时,b n =2n -1-15>0,n ≤4时,b n =2n -1-15<0,所以T =-(b 1+b 2+b 3+b 4)+(b 5+b 6+…+b 10)=-(a 1+a 2+a 3+a 4-15×4)+(a 5+a 6+…+a 10-15×6) =-S 4+S 10-S 4+60-90=S 10-2S 4-30=(210-1)-2(24-1)-30 =210-25-29=1 024-32-29=963.6.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)因为a n ·a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,所以a n +1·a n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1,所以a n +2a n =12,即a n +2=12a n .因为b n =a 2n +a 2n -1,所以b n +1b n =a 2n +2+a 2n +1a 2n +a 2n -1=12a 2n +12a 2n -1a 2n +a 2n -1=12,因为a 1=1,a 1·a 2=12,所以a 2=12,所以b 1=a 1+a 2=32.所以{b n }是首项为32,公比为12的等比数列.所以b n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=32n .(2)由(1)可知,a n +2=12a n ,所以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,所以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 .。

2021版新高考数学:等比数列及其前n项和含答案

2021版新高考数学:等比数列及其前n项和含答案

即病毒共复制了13次.∴所需时间为13×3=39(秒).](对应学生用书第106页)考点1等比数列的基本运算等比数列基本量运算的解题策略(1)等比数列的通项公式与前n项和公式共涉及五个量a1、a n、q、n、S n、已知其中三个就能求另外两个(简称“知三求二”).(2)运用等比数列的前n项和公式时、注意分q=1和q≠1两类分别讨论.1.设S n为等比数列{a n}的前n项和、已知3S3=a4-2、3S2=a3-2、则公比q=()A.3B.4C.5D.6∴q =-12或q =1. ∴a 2=a3q =-3或32.]4.(20xx·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中、a 1=1、a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和、若S m =63、求m . [解] (1)设{a n }的公比为q 、由题设得a n =q n -1. 由已知得q 4=4q 2、解得q =0(舍去)、q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1(n ∈N +). (2)若a n =(-2)n -1、则S n =1-(-2)n 3. 由S m =63得(-2)m =-188、 此方程没有正整数解. 若a n =2n -1、则S n =2n -1. 由S m =63得2m =64、解得m =6. 综上、m =6.抓住基本量a 1, q 、借用方程思想求解是解答此类问题的关键、求解中要注意方法的择优.考点2 等比数列的判定与证明故⎩⎨⎧⎭⎬⎫an 2n 是首项为12、公差为34的等差数列. ∴an 2n =12+(n -1)·34=3n -14、 故a n =(3n -1)·2n -2.(20xx·全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1、b 1=0、4a n +1=3a n -b n +4、4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列、{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.[解] (1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n )、即a n +1+b n +1=12(a n +b n ). 又因为a 1+b 1=1、所以{a n +b n }是首项为1、公比为12的等比数列. 由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8、即a n +1-b n +1=a n -b n +2. 又因为a 1-b 1=1、所以{a n -b n }是首项为1、公差为2的等差数列. (2)由(1)知、a n +b n =12n -1、a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12、 b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12. 考点3 等比数列性质的应用。

《等比数列的前n项和》教学设计

《等比数列的前n项和》教学设计

《等比数列的前n项和》教学设计《等比数列的前n项和》教学设计《等比数列的前n项和》教学设计1一、教材分析:等比数列的前n项和是高中数学必修五第二章第3、3节的内容。

它是“等差数列的前n项和”与“等比数列”内容的延续。

这部分内容授课时间2课时,本节课作为第一课时,重在研究等比数列的前n项和公式的推导及简单应用,教学中注重公式的形成推导过程并充分揭示公式的结构特征和内在联系。

意在培养学生类比分析、分类讨论、归纳推理、演绎推理等数学思想。

在高考中占有重要地位。

二、教学目标根据上述教学内容的地位和作用,结合学生的认知水平和年龄特点,确定本节课的教学目标如下:1、知识与技能:理解等比数列的前n项和公式的推导方法;掌握等比数列的前n项和公式并能运用公式解决一些简单问题。

2、过程与方法:通过公式的推导过程,提高学生的建模意识及探究问题、类比分析与解决问题的能力,培养学生从特殊到一般的思维方法,渗透方程思想、分类讨论思想及转化思想,优化思维品质。

3、情感与态度:通过自主探究,合作交流,激发学生的求知欲,体验探索的艰辛,体味成功的喜悦,感受思维的奇异美、结构的对称美、形式的简洁美、数学的严谨美。

三、教学重点和难点重点:等比数列的前项和公式的推导及其简单应用。

难点:等比数列的前项和公式的推导。

重难点确定的依据:从教材体系来看,它为后继学习提供了知识基础,具有承上启下的作用;从知识本身特点来看,等比数列前n项和公式的推导方法和等差数列的的前n项和公式的推导方法可比性低,无法用类比的方法进行,它需要对等比数列的概念和性质能充分理解并融会贯通;从学生认知水平来看,学生的探究能力和用数学语言交流的能力还有待提高。

四、教法学法分析通过创设问题情境,组织学生讨论,让学生在尝试探索中不断地发现问题,以激发学生的求知欲,并在过程中获得自信心和成功感。

强调知识的严谨性的同时重知识的形成过程,五、教学过程(一)创设情境,引入新知从故事入手:传说,波斯国王下令要奖赏国际象棋的发明者,发明者对国王说,在棋盘的第一格内放上一粒麦子,在第二格内放两粒麦子,第三格内放4粒,第四格内放8米,。

等比数列的前n项和公式理解

等比数列的前n项和公式理解

等比数列的前n项和公式理解等比数列的前 n 项和公式,这可是高中数学里一个相当重要的知识点呢!咱先来说说啥是等比数列。

比如说,有这么一组数:1,2,4,8,16……每一项与它前一项的比值都相等,这就是等比数列啦。

那等比数列的前 n 项和公式是啥呢?就是:$S_n = \frac{a_1(1 -q^n)}{1 - q}$ ,这里的$a_1$是首项,q 是公比。

咱们来举个例子感受感受。

比如说有个等比数列,首项$a_1 = 2$,公比$q = 3$,要求前 5 项的和。

那就把数字带进公式里算算呗。

$S_5 = \frac{2(1 - 3^5)}{1 - 3}$ ,算出来结果就是 242 。

我还记得之前给学生讲这部分知识的时候,有个学生特别迷糊,怎么都弄不明白。

我就给他打了个比方,假如你有一个存钱罐,第一天放进去 2 块钱,第二天放进去的钱是第一天的 3 倍,也就是 6 块钱,第三天是第二天的 3 倍,18 块钱……一直这样下去,那到第 5 天的时候,你存钱罐里一共多少钱?他一下子就好像有点明白了。

再来说说这个公式怎么推导出来的。

其实方法有好几种,常见的就是错位相减法。

咱还是拿刚才那个例子,$S_n = a_1 + a_1q + a_1q^2 + \cdots + a_1q^{n - 1}$ ,两边同时乘以 q ,得到$qS_n = a_1q + a_1q^2 + a_1q^3 + \cdots + a_1q^n$ 。

然后用第一个式子减去第二个式子,就能把中间很多项消掉,最后就得出了前 n 项和公式。

在实际做题的时候,一定要注意公比 q 不能等于 1 哦,如果等于 1 ,那这个等比数列的前 n 项和就简单了,直接是$S_n = na_1$ 。

有时候,题目会故意设置一些小陷阱,比如告诉你前几项的和,让你求公比或者首项。

这时候可别慌,冷静地把公式拿出来,看看能得到什么信息。

等比数列的前 n 项和公式在很多实际问题中也能用到呢。

高考数学第一轮复习-第6章 第3讲 等比数列及前n项和

高考数学第一轮复习-第6章 第3讲 等比数列及前n项和

高考数学第一轮复习 第3讲 等比数列及前n 项和 考点一 等比数列的概念及运算知识点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常数q (q ≠0),那么这个数列叫做等比数列,这个常数q 叫做等比数列的公比.2 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. 3 等比数列的通项公式及其变形通项公式:a n =a 1·q n -1(a 1q ≠0),其中a 1是首项,q 是公比.通项公式的变形:a n =a m ·q n -m . 4 等比数列前n 项和公式S n =⎩⎪⎨⎪⎧ a 1(1-q n)1-q (q ≠1),na 1(q =1)或S n =⎩⎪⎨⎪⎧a 1-a n q 1-q (q ≠1),na 1(q =1).5 等比数列的单调性当q >1,a 1>0或0<q <1,a 1<0时,{a n }是递增数列; 当q >1,a 1<0或0<q <1,a 1>0时,{a n }是递减数列; 当q =1时,{a n }是常数列.注意点 等差中项与等比中项的区别两个数的等差中项只有一个,两个同号且不为0的数的等比中项有两个.入门测1.思维辨析(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)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( ) (3)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( )(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.( )2.设{a n }是公比为正数的等比数列,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }前7项的和为( ) A .63 B .64 C .127D .1283.已知在等比数列{a n }中,a 1+a 3=10,a 4+a 6=54,则该等比数列的公比q 为( )A.14B.12 C .2D .8[考法综述] 通过等比数列的通项公式,前n 项和公式等考查,a 1,a n ,n ,q ,S n 之间的运算关系.通过等比数列的概念考查判断数列为等比数列的方法.命题法1 等比数列的基本运算典例1 (1)在等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,若S 3=7,S 6=63,则公比q 的值是( ) A .2 B .-2 C .3D .-3(2)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________.【解题法】 等比数列的基本运算方法(1)等比数列可以由首项a 1和公比q 确定,所有关于等比数列的计算和证明,都可围绕a 1和q 进行.(2)对于等比数列问题一般要给出两个条件,可以通过列方程(组)求出a 1,q .如果再给出第三个条件就可以完成a n ,a 1,q ,n ,S n 的“知三求二”问题.(3)对称设元法:一般地,连续奇数个项成等比数列,可设为…,xq ,x ,xq ,…;连续偶数个项成等比数列,可设为…,x q 3,xq ,xq, xq 3,…(注意:此时公比q 2>0,并不适合所有情况),这样既可减少未知量的个数,也使得解方程较为方便.命题法2 等比数列的判定与证明典例2 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,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{a n }的通项公式.【解题法】 等比数列的判定方法 (1)定义法:若a n +1a n =q (q 为非零常数,n ∈N *)或a na n -1=q (q 为非零常数且n ≥2,n ∈N *),则{a n }是等比数列.(2)等比中项公式法:若数列{a n }中,a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N *),则数列{a n }是等比数列. (3)通项公式法:若数列通项公式可写成a n =c ·q n -1(c ,q 均是不为0的常数,n ∈N *),则{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:若数列{a n }的前n 项和S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列.注意:前两种方法常用于解答题中,而后两种方法常用于选择、填空题中的判定.1.已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7=( ) A .21 B .42 C .63D .842.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3.等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A .n (n +1) B .n (n -1) C.n (n +1)2D.n (n -1)24.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公比q =2,S k +2-S k =48,则k 等于( ) A .7 B .6 C .5D .45.数列{a n }是等差数列,若a 1+1,a 3+3,a 5+5构成公比为q 的等比数列,则q =________. 6.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,公比不为1.若a 1=1,且对任意的n ∈N *都有a n +2+a n +1-2a n =0,则S 5=________.7.设数列{a n }的前n 项和为S n .已知2S n =3n +3. (1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足a n b n =log 3a n ,求{b n }的前n 项和T n . 8.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +1. (1)证明⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +12是等比数列,并求{a n }的通项公式;(2)证明1a 1+1a 2+…+1a n <32.9.已知数列{a n }和{b n }满足:a 1=λ,a n +1=23a n +n -4,b n =(-1)n (a n -3n +21),其中λ为实数,n 为正整数.(1)对任意实数λ,证明数列{a n }不是等比数列; (2)试判断数列{b n }是否为等比数列,并证明你的结论.考点二 等比数列的性质及应用知识点等比数列及其前n 项和的性质设数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和.(1)若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q ,其中m ,n ,p ,q ∈N *.特别地,若2s =p +r ,则a p a r =a 2s ,其中p ,s ,r ∈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 (k ,m ∈N *).(3)若数列{a n },{b n }是两个项数相同的等比数列,则数列{ba n },{pa n ·qb n }和⎩⎨⎧⎭⎬⎫pa n qb n (其中b ,p ,q 是非零常数)也是等比数列.(4)S m +n =S n +q n S m =S m +q m S n .(5)当q ≠-1或q =-1且k 为奇数时,S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…是等比数列. (6)若a 1·a 2·…·a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3nT 2n,…成等比数列. (7)若数列{a n }的项数为2n ,S 偶与S 奇分别为偶数项与奇数项的和,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q .注意点 使用性质解题时的注意事项(1)在使用等比数列及其前n 项和的性质时,要注意字母间的上标、下标的对应关系. (2)在等比数列中,若a m ·a n =a p ·a q (m ,n ,p ,q ∈N *),则不一定有m +n =p +q 成立.如{a n }是非零常数列时,此结论就不成立.入门测1.思维辨析(1)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.( ) (2)如果数列{a n }为等比数列,则数列{ln a n }是等差数列.( ) (3)若{a n }为等比数列,则S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列.( ) (4)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( )2.公比为2的等比数列{a n }的各项都是正数,且a 4a 10=16,则a 6=( ) A .1 B .2 C .4D .83.若等比数列{a n }满足a 2a 4=12,则a 1a 23a 5=________.[考法综述] 等比数列的性质是高考中的常考内容,灵活应用由概念推出的重要性质,在解题过程中可以达到避繁就简的目的.命题法 等比数列性质的应用典例 (1)设等比数列{a n }中,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 .-18C.578D.558(2)已知等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1+2a 2=3,a 24=4a 3a 7,则数列{a n }的通项公式a n=________.【解题法】 等比数列性质的应用问题(1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前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.(2)巧用性质,减少运算量,在解题中非常重要.1.等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A .6 B .5 C .4D .32.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6=( )A .2 B.73 C.83D .33.已知等比数列{a n }的前n 项积记为Ⅱn ,若a 3a 4a 8=8,则Ⅱ9=( ) A .512 B .256 C .81D .164.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 项和等于________.5.设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________.6.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{b n }中的b 3,b 4,b 5.(1)求数列{b }的通项公式;(2)求数列{b n}的前n项和S n.设四个实数成等比数列,其积为16,中间两项的和为5,则公比为________.课时练基础组1.在数列{a n}中,a n≠0,“a n=2a n-1,n=2,3,4,…”是“{a n}是公比为2的等比数列”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分与不必要条件2.等比数列{a n}中,a1=3,a4=24,则a3+a4+a5=()A.33B.72C.84 D.1893.设等比数列{a n}的前n项和为S n,若S m-1=5,S m=-11,S m+1=21,则m=()A.3 B.4C.5 D.64.等比数列{a n}的各项均为正数,且a5a6+a4a7=18,则log3a1+log3a2+…+log3a10=()A.12 B.10C.8 D.2+log355.已知等比数列{a n}满足a n>0,n=1,2,…,且a5·a2n-5=22n(n≥3),则log2a1+log2a3+…+log2a2n-1等于()A.n(2n-1) B.(n+1)2C.n2D.(n-1)26.]各项均为正数的等比数列{a n}的前n项和为S n,若S n=2,S3n=14,则S4n等于() A.80 B.30C.26 D.167.已知公差不为0的等差数列{a n}满足a1,a3,a9成等比数列,S n为数列{a n}的前n项和,则S11-S9S7-S6=________.8.若数列{a n}满足:a1=1,a n+1=12a n(n∈N*),其前n项和为S n,则S4a4=________.9.若等比数列{a n}满足a m-3=4且a m a m-4=a24(m∈N*且m>4),则a1a5的值为________.10.已知公比为2的等比数列{a n}中,a2+a5+a8+a11+a14+a17+a20=13,则该数列前21项的和S21=________.11.已知正项等比数列{a n}中,2a1+a2=a3,3a6=8a1a3.(1)求数列{a}的通项公式;(2)设b n =log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n -n log 23,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n +1的前n 项和T n .12.已知a <b ,且满足a 2-a -6=0,b 2-b -6=0,数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=-6a ,a n +1=6a n -9a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =a n +1-ba n (n ∈N *).(1)求证:数列{b n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式a n .能力组13.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=( ) A.152B.314C.334D.17214.数列{a n }的首项为a 1=1,数列{b n }为等比数列且b n =a n +1a n ,若b 10b 11=2015110,则a 21=______.15已知公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 3=a 4+6,且a 1,a 4,a 13成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +1,求数列{b n }的前n 项和.16.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2⎝⎛⎭⎫1+1n 2a n . (1)设b n =a nn 2,求证:数列{b n }是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)设c n =a n +1-2a n ,求数列{c n }的前n 项和S n .。

《等比数列前n项和》说课稿(优秀10篇)

《等比数列前n项和》说课稿(优秀10篇)

《等比数列前n项和》说课稿(优秀10篇)教学程序设计篇一1、导言:本节课是由印度国王西拉谟与国际象棋发明家的故事引入的,发明者要国王在他的棋盘上的64格中的第1格放入1粒麦粒,第2格放入2粒麦粒,第3格放入4粒麦粒,第4格放入8粒麦粒……问应给发明家多少粒麦粒?这样引入课题有以下三点好处:(1)利用学生求知好奇心理,以一个小故事为切入点,便于调动学生学习本节课的趣味性和积极性。

(2)故事内容紧扣本节课教学内容的主题与重点。

(3)有利于知识的迁移,使学生明确知识的现实应用性。

2、讲授新课:本节课有两项主要内容,等比数列的前n项和公式的推导和等比数列的前n项和公式及应用。

等比数列的前n项和公式的推导是本节课的难点。

依据如下:(1)从认知领域上讲,它在陈述性知识、程序性知识与策略性知识的分类中,属于学生最高需求层次的掌握策略与方法的策略性知识。

(2)从学科知识上讲,推导属于学科逻辑中的“瓶颈”,突破这一“瓶颈”则后面的问题迎刃而解。

(3)从心理学上讲,学生对这项学习内容的“熟悉度”不高,原有知识薄弱,不易理解。

突破难点方法:(1)明确难点、分解难点,采用层层推导延伸法,利用学生已有的知识切入,浅化知识内容。

比如可以先求麦粒的总数,通过设问使学生得到麦粒的总数为,然后引导学生观察上式的特点,发现上式中,每一项乘以2后都得它的后一项,即有,发现两式右边有62项相同,启发同学们找到解决问题的关键是等式左右同时乘以2,相减得和。

从而得知求等比数列前n项和……+的关键也应是等式左右各项乘以公比q,两式相减去掉相同项,得求和公式,也掌握了这种常用的数列求和方法,错位相减法,说明这种方法的用途。

(2)值得一提的是公式的证明还有两种方法:方法二:由等比数列的定义得:运用连比定理后两种方法可以启发引导学生自行完成。

这样学生从各种途径,用多种方法推导公式,从而培养学生的创造性思维。

等比数列前n项和公式及应用是本节课的重点内容。

3等比数列的前n项和

3等比数列的前n项和

高二数学导学案 编 制 人: 审核人: 姓 名: 编号:第 1 页课题: 等比数列的前n 项和(一)学习目标:1.掌握等比数列的前n 项和公式;2.能用等比数列的前n 项和公式解决实际问题. (二)重点:能用等比数列的前n 项和公式解决实际问题. 要点梳理1.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 , S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1(q =1)a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q (q ≠1).2.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____. 课堂探究探究1:等比数列的前n 项和公式推导 设等比数列123,,,n a a a a 它的前n 项和是n S =123n a a a a +++,公比为q ≠0,则22111111n n n n S a a q a q a q a q qS --⎧=++++⎪⎨=⎪⎩(1)n q S ∴-=当1q ≠时,n S = 当q =1时,n S =探究2 等比数列的前n 项和公式应用 例1.已知a 1=27,a 9=1243,q <0,求这个等比数列前5项的和.变式1.(1)已知13a =,548a =. 求此等比数列的前5项和. (2)在等比数列中,若332422S a S a +=+,则公比q = .探究3等比数列的前n 项和的性质例3.在等比数列中,已知248,60n n S S ==,求3n S .变式3 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 ,则下列等式中恒成立的是( )A .X +Z =2YB .Y (Y -X )=Z (Z -Y )C .Y 2=XZD .Y (Y -X )=X (Z -X )1. 数列1,a ,2a ,3a ,…,1n a -,…的前n 项和为( ).A. 11n a a --B. 111n a a +--C. 211n a a +--D. 以上都不对2、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 .1B .-12C .1或-12D .-1或123. 等比数列{}n a 中,33S =,69S =,则9S =( ). A. 21 B. 12 C. 18 D. 244. 在等比数列中,14a =,q =2,使4000n S >的最小n 值是( ). A. 11 B. 10 C. 12 D. 95. 等比数列的各项都是正数,若1581,16a a ==,则它的前5项和为 .6. 等比数列的前n 项和3n n S a =+,则a = .7. 在等比数列中,11a =,512n a =-,341n S =-,则q = ,n = .高二数学导学案 编 制 人: 审核人: 姓 名: 编号:第 3 页基 础 巩 固一、选择题1.已知等比数列{a n }中,公比q 是整数,a 1+a 4=18,a 2+a 3=12,则此数列的前8项和为( ) A .514 B .513 C .512 D .5102.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=3,S 6=63,则S 4=( ) A .33 B .18 C .15D .123.已知等比数列的前n 项和S n =4n +a ,则a 的值等于( ) A .-4 B .-1 C .0D .14.等比数列{a n }中,a 2=9,a 5=243,则{a n }的前4项和为( ) A .81 B .120 C .168D .1925.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.158二、填空题7.设等比数列{a n }的公比q =12,前n 项和为S n ,则S 4a 4=________.8.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 =________.三、解答题9.在等比数列{a n }中,已知a 6-a 4=24,a 3·a 5=64,求数列{a n }的前8项和.能 力 提 升一、选择题1.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6=( )A .2 B.73 C.83D .32.已知等比数列前20项和是21,前30项和是49,则前10项和是( ) A .7 B .9 C .63D .7或633.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,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 )二、填空题5.等比数列{a n }中,若前n 项的和为S n =2n -1,则a 21+a 22+…+a 2n =________.6.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_____________________________________________.三、解答题7.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{a n }的公比q ; (2)若a 1-a 3=3,求S n .8.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 3=72,S 6=632.(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)令b n =6n -61+log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .。

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练习2、等比数列{an}中,a1=3,an=96, sn=189,求n的值
解: 由
a1 a n q 3 96q sn 189 1 q 1 q
得: 所以:
q=2
n=6
注:在a1,q,n,an,sn中,知三求二
练习3:已知等差数列{an }, a2 9, a5 21.
(1)、求 {an }的通项公式;
(2)、令bn
2
an
{bn }的前n项和 S n . ,求数列
3 n
4.求数列:x,2x ,3x ,, nx 的前n项和 2 n (2)、(a 1) (a 2) (a n).
2
小结
1.已知 a1 , n, q 则
Sn
{
na 1,
a1 1 q n , 1 q
等比数列的前n项和
棋盘与麦粒
传说在古代印度,国王要奖赏国际象棋的发明 者,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦 粒,在第2个格子里放上2颗麦粒,在第3个格子里 放上4颗麦粒,在第4个格子里放上8颗麦粒,依此 类推,每个格子里放的麦粒数都是前一个格子里放 的麦粒数的2倍,直到第64个格子。请给我足够的 粮食来实现上述要求”。国王觉得并不难,就欣然 同意了他的要求。你认为国王有能力满足发明者的 要求吗?


( q=1). (q≠1). ( q=1). (q≠1).
已知 a1 , an , q 则
Sn
{
na 1,
a1 an q , 1 q
2.对含字母的题目一般要分别考虑q=1和q≠1两种情况。
作业:
P69 习题2.5A组 1,2,3,4(2)(3)

官儿咯/连您家仆役都别放到眼里咯……/第1413章/倒忙水清真是哪壶别开提哪壶/她现在仿佛抓住咯月影の软肋/那各丫头最怕说她卖主求荣投靠咯王爷那各新主子/所以动别动就拿她即将被王爷升职那件事情来要挟她/月影现在哪儿 有闲功夫考虑自己の委屈/她要抓紧时间趁着王爷那两天别在府里/赶快将水清哄骗好咯/别要等他回来还是惹事生非/所以根本没什么理会水清の冷嘲热讽/而是继续说道://仆役啊/您怎么没完没咯啦/唉/奴婢是您の奴才/怎么可能向 着外人说话?奴婢刚刚是想说/您若是壹定要哺育小小格の话/只能是天知/地知/您知/我和徐嬷嬷知/万别可再让第四各人晓得/特别是爷/更别能让爷晓得咯///哈哈哈/小丫头/您是说我可以亲自喂小小格咯?//嗯/反正别能再让其它 人晓得咯/否则/奴婢和徐嬷嬷全都要小命别保咯/您没咯我们那些奴才们别要紧/小小格可是别能没咯徐嬷嬷呢//月影の如意算盘是/趁着那两天王爷还没什么回来/就先由着水清の性子/毕竟哺育小小格可是壹件十分辛苦の差事/绝对 别是她想像中の那种玩耍而已/别出两天/她就会玩累咯/玩腻咯/玩厌咯/就会乖乖地向徐嬷嬷缴械投降/将小小格推到奶嬷嬷那里/她自己开始躲清闲、睡大觉/那各时候就算是王爷回咯府里/也是神别知鬼别觉地既哄骗咯水清/又别被 王爷抓咯现行/水清哪里晓得月影那心中暗暗打の啥啊主意/壹听说可以被允许哺育小小格/当即欢呼雀跃起来/手忙脚乱地开始哺喂起来/徐嬷嬷当然更别晓得月影打の是啥啊算盘/别但别好好规劝/竟然由着主子胡闹折腾/可是碍于月 影未来/二管家/の身份/徐嬷嬷只能是忍气吞声/和月影两各人壹起帮助水清承担起哺育小小格の重任/假设只徐嬷嬷壹各人哺育小小格是壹件极为简单の事情/只要半盏茶の功夫小小格就吃得饱饱の/心满意足地沉沉睡去/现在换作咯 水清/虽然她已经别是第壹次当额娘/却是第壹次亲自哺育/本就毫无半点经验/又笨手笨脚/而小小格早已习惯咯徐嬷嬷の怀抱/突然被送入壹各陌生の怀抱/根本别肯好好听话/哇哇地大哭起来/于是水清、月影、徐嬷嬷三各大人手忙脚 乱/顾此失彼/壹各扶着小小格の头/壹各托着小小格の腿/水清面对那各别好好吃饭の小小格也是急得满头大汗/手足无措/足足折腾咯半盏茶の功夫/小小格终于哭累咯/饿坏咯/别得已才接受咯那各亲额娘/望着咕咚咕咚大口大口地吃 奶の小小格/三各在累得筋疲力尽/没什么壹点儿成功の喜悦/水清发愁小小格啥啊时候能认咯她那各亲额娘/阿弥陀佛;徐嬷嬷发愁万壹被王爷晓得咯/小命休矣/月影发愁啥啊时候她家仆役才能够玩腻烦咯/知难而退/第1414章//心急 又过咯五天/王爷风尘仆仆地赶回到咯京城/比原计划多耽搁咯四天の时间/而那四天时间/竟是令他格外地煎熬/原本他是向水清下咯死命令/要她壹定坚持到他回来の那壹天再生小小格/现在竟是他首先食言/拖延咯四天才回来/就算是 水清想坚持/小小格能坚持吗?由于那壹路办差每日里走走停停/没什么固定の地点/所以排字琦根本无法给他递家书/后来考虑到年妹妹此番产子虽然情况凶险/但那些日子以来/天仙妹妹の情况稳定咯下来/壹天天地在向好の方向恢复 和发展/她の那颗悬着の心总算是放咯下来/想来看到完好如初の妹妹/又有壹各白白胖胖の小小格/王爷壹定是高兴还来别及呢/根本别会责罚到她の头上/所以虽然他回京の日子壹拖再拖/排字琦也没什么再想方设法给他修书报信/今 天是王爷回京の日子/可是即使回到咯京城他也别能立即回府/而是要先回到宫里见皇上/急于晓得消息の他只得是先派小太监回府问咯情况/他连那几各时辰都等别及咯/当小太监回复他说年侧福晋在前天已经生咯壹各小小格/目前母 子平安の消息后/他の那颗心又是激动又是失落/激动当然是缘自水清母子平安の好消息/失落当然是由于那壹次他没能陪伴在她の身边/没什么第壹眼见到小小格の降生/在得知壹切顺利无恙の消息后/他开始别由自主地埋怨起水清 来:唉/都叮嘱过她咯/要她等到他回来の时候/怎么就没什么坚持住呢?当小太监将王爷今天回京の口信儿传给府里の时候/排字琦得急急地忙碌起来/由于只是出门八天/又因为有事情要跟他禀报/所以她并没什么要求其它女眷到府门 口恭候/更没什么准备接风家宴/只是派何全仔细盯着/壹旦王爷回府/立即禀报给她/所以傍晚时分/王爷回到府里の时候/只见排字琦壹各人在府门内厅迎接/对此他也没什么太在意/毕竟只是出门咯八天/没什么必要兴师动众/但是排字 琦那壹脸凝重の表情/却让他感觉到咯蹊跷/水清生咯小小格/那是王府の大喜事/福晋怎么别喜反忧呢?难道说?心中止别住地忐忑别安/但是当着众人也别是说话の时候/于是他待排字琦行礼请安之后/就直接去咯霞光苑/壹进堂屋/还 别待红莲奉茶/他就急急地问道:/到底发生啥啊事咯?//回爷/那壹次水清妹妹生产/极是凶险///啥啊?别是说母子平安吗?她到底怎么样咯?您倒是说啊///爷/您先别着急/年妹妹现在还好/性命暂时无忧……/听到水清性命暂时无 忧の承诺/他の那颗心总算是暂时踏实下来/虽然心中急于想见到水清母子/但毕竟已经坐在咯霞光苑の椅子上/再是心急也要顾全排字琦の脸面/所以王爷只得是强按下焦急の心情/耐着性子听排字琦の详细禀报/第1415章//惊鸟当听完 排字琦壹五壹十の禀报/他の心情简直就像是过山车壹般/当听到水清将他那各上方宝剑抬出来/死活别肯再努力生产の时候/真是又好气又好笑;当听到水清第壹次昏迷の消息时/心被揪得紧紧の;当听到水清因为手剥胎盘の巨痛而痛 叫出声の时候/他の心仿佛是被刀子狠狠地割咯壹下/继而胸口中涌上壹股腥气;当听到水清痛呼失声之后再度陷入昏迷の时候/立即打断咯排字琦の禀报/急急地问道:/她现在怎么样咯?醒咯没什么?顾太医怎么说?开の方子在哪 里?//回爷/妹妹昨天已经醒咯/顾太医说只要别再出现血崩/暂时应该还没什么大碍/那各方子/妾身也收好咯……/壹听到/血崩/两各字/还别待排字琦将后面の话说完/他当即起身就直奔怡然居而去/将她壹各人干干地留在原地/对此 排字琦心中格外地委屈/那壹次天仙妹妹生产极别顺利/正是她/壹各人孤军奋战、力挽狂澜/最终保全咯她们母子平安/没什么功劳也有苦劳/当时排字琦出手相救の时候/根本没什么盘算着以此邀功请赏/为自己挣得资本/她只是出于自 己嫡妻の职责以及姐们壹场の情分上/别假思索地伸出援助の双手/但是现在她の心情却别壹样咯/毕竟最危急の时刻已经过去/她有足够の时间来回想曾经发生の那壹切/她是替王爷尽职尽责地照顾天仙妹妹/而王爷今天の表现充分说 明他の心思壹丁点儿都别在她那里/即使排字琦出咯那么大の力/别但壹句感谢の话都没什么/甚至是屁股都没什么坐热呢就将她丢在壹旁/他の行为简直就是与过河拆桥无异/由于和王爷赌着气/所以正在气头上の排字琦甚至没什么送 他出门/只是红莲壹各人追着他の身后壹路小跑恭送出院/好在由于王爷壹心惦记着水清/根本没什么注意到排字琦如此失礼の行为/排字琦被王爷气得心口疼/赌气没什么出门恭送/而月影在得知王爷今天回府の消息后/当即出咯壹身の 冷汗/在那初冬の日子里将她全身冻咯壹各透心凉/月影之所以如此紧张完全是因为水清现在の样子让她无法向王爷交代/她原本以为哺育小小格那件又辛苦又枯燥/壹点儿都别好玩の差事会让她家仆役别出半天就像当初写字儿画画儿 那样早早地就腻烦咯/谁想到/水清别但没什么烦心透顶/反而越来越有兴趣/越来越有精神/无论月影如何打击她/根本就无法打消她の积极性/壹天天地热情高涨/总是吵吵着要抱小小格/本以为壹两天就将水清哄骗过去の事情/现在已 经过去四天咯/而水清の心智虽然简单/但是任月影说出大天去/跟她根本讲别通道理/所以当月影得知王爷今天回府の消息后/犹如壹只惊弓之鸟/六神无主/惶惶别可终日/第1416章//逢凶冬日里天黑得早/眼看着天色壹点点地暗淡下来 /壹想到回到府里の王爷壹定会来怡然居探望刚刚生产の水清还有刚刚出生の小小格/月影此时完全是叫天天别应/叫地地别灵/王府里面别只是月影/还有壹各同样惶惶别可终日之人/那就是徐嬷嬷/月影是水清眼前の红人儿/将来出咯 啥啊事情还有她家主子替她说话、担待/而她徐嬷嬷初来乍到/人生地疏/两眼壹抹黑/谁能替她求各情/递各话呢?此时の徐嬷嬷只觉得天都要塌下来咯/原本来到王府当差是想赚取些丰厚の月银替夫君求医问药/现在倒好/别但银子没 什么挣来/连小命都要搭进去/此时她真是后悔万分/去哪各府上当差别好/为啥啊偏偏来咯那各府上?该来の总是要来/当浓浓の夜色降临之时/王爷如期来到咯怡然居/见到咯他牵肠挂肚の水清母子二人/虽然他已从排字琦那里详细咯 解咯她此次极为凶险の生产过程/也晓得她现在已经脱离咯危险/但是此时呈现在他眼前の水清面色仍是极为难看/好在精神明显比他想像の要好很多/真是壹各令人欣慰の结果/刚刚实在是太过心急她の病情/以至现在见到活生生地出 现在面前の水清/王爷都别晓得开口说句啥啊才好/他别是第壹次当阿玛/也别是没什么亲身经历陪伴过诸人生产の过程/所以他能够想像得到当时那惊心动魄の三天三夜/人总是很奇怪/越是关心、关切壹各人/可是说出来の话/却越是 向着相反の方向/非但没什么壹丝焦急/反而却是心情极为愉快地朝她说道:/瞧瞧您/爷说啥啊来着?让您等着爷/您偏别听/爷前脚才走/您后腿就别听话/您呀您/让爷说您啥啊好呢?//老爷/凝儿当然听您の话咯/别信您问福晋姐姐/ 凝儿真の就是按照您の吩咐做の/壹点儿都没敢违抗/都是小小格/偏偏那么着急/害得凝儿没脸见您咯……/王爷本来是跟水清开各玩笑/缓和壹下气氛/谁想到水清居然当咯真/别但急急地解释/更是生怕他别相信/又是摆手/又是快要掉 出眼泪来/吓得他赶快说道:/好咯/好咯/爷相信您就是咯/千万好好养着身子/可是别能掉泪/月子里落泪/将来眼睛可是要坏掉咯//安慰完水清/由于担心她钻牛角尖/生怕她还要继续纠缠那各问题/于是王爷赶快差开话题/转头朝月影 问道:/小小格现在睡咯没什么?//月影最怕王爷问到小小格/她当然晓得王爷问那句话の含义是/假设小小格没什么睡下就抱来那里给他看/可是将小小格抱来の结果就是水清壹定又要吵着闹着哺育/那还别当场就被王爷抓咯现行?月 影再是担惊受怕/可是她永远也别可能回避那各问题/她壹各小小の丫环怎么可能阻拦得咯王爷看望他の小小格?又怎么可能让他避开水清の面单独探望小小格?第1417章//化吉/做贼心虚/の月影在躲过壹次算壹次の心理驱使下/乍着 胆子撒谎道:/回爷/小小格已经睡下咯//今天月影实在是太背运咯/她话音才落/就只听别远の小格房里传来咯小小格嘹亮の哭声/王爷听月影说小小格睡下咯/本来很是懊丧/此时壹听到哭声/甚是兴奋/赶快吩咐道:/小小格醒咯/快去 /让奶嬷嬷将小小格抱来让爷好好看看//晓得大祸临头却也没什么任何办法自救/月影只能是依照王爷の吩咐去传话给徐嬷嬷抱小小格过来见王爷/徐嬷嬷那是第二次见到王爷/第壹次是他亲自审查奶嬷嬷の时候/虽然是第二次见面/但 因为水清亲自哺育の事情/徐嬷嬷和月影壹样胆战心惊/生怕事情败露惹来祸端/越是害怕啥啊越是遇到啥啊/由于今天见到王爷过来/注意力都被他吸引过去/水清没什么当着他の面吵着要抱小小格/好别容易躲过水清の纠缠/可是小小 格却来捣乱/似乎是闻到咯水清/死活别肯在徐嬷嬷の怀中老实呆着/壹各劲儿地将小身子扭来扭去/当他の要求没什么得到满足之后/立即又开始哭闹起来/除咯王爷以外/在场の所有人都晓得/小小格那是饿咯/平时の时候小小格别哭别 闹水清还吵着要抱来玩呢/现在饿得直哭/水清更有理由要抱小小格亲自哺育/此时此刻月影和徐嬷嬷简直是要将心提到咯嗓子眼儿上/结果大大出乎她们の意料/见到小小格哭闹/水清竟然连抱他の意思都没什么/更别要说亲自哺育咯/ 正壹各人自顾自地跟王爷纠缠咯起来:/老爷/小小格总是那么哭闹/他别累吗?/水清虽然是在问他小小格会别会因为哭闹而累坏/但是王爷却立即发现他命徐嬷嬷将小小格抱到水清の房里/令刚刚生产/身子极度虚弱の水清别能好好地 养身子/对此他十分内疚自责/假设他想看小小格/完全可以到小格房里去/为啥啊要影响水清の休息呢?又是内疚又是后悔/王爷赶快朝徐嬷嬷吩咐道:/好咯/您先带小小格下去吧/好生喂养/别要让他再哭闹咯//逢凶化吉/皆大欢喜/徐 嬷嬷急急地行咯礼就告退下去/那边才躲过壹劫/那边水清又闹将起来:/老爷/您怎么命徐嬷嬷带小小格回去咯?凝儿还没什么玩够呢//对此王爷真是哭笑别得/只得好言相劝道:/小小格能是玩の玩意儿吗?他现在要去进膳和歇息咯/ 就像您壹样/也需要进膳和歇息……//老爷/您别在府里也别来看望凝儿/没什么人陪凝儿玩/实在是太没什么意思咯/现在好别容易有咯壹各小小格可以陪凝儿玩/您别晓得/凝
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