高考文科数学一轮复习练习-等比数列及其前n项和
高考数学大一轮复习第六章数列《等比数列及其前n项和》练习理含解析
第3讲 等比数列及其前n 项和[基础题组练]1．(2019·湖南湘东五校联考)已知在等比数列{a n }中，a 3＝7，前三项之和S 3＝21，则公比q 的值是( )A ．1B ．－12C ．1或－12D ．－1或12解析：选C.当q ＝1时，a n ＝7，S 3＝21，符合题意；当q ≠1时，⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2＝7，a 1（1－q 3）1－q＝21，得q＝－12.综上，q 的值是1或－12，故选C.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 ．135 B ．100 C ．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．等比数列{a n }的各项为正数，且a 5a 6＋a 4a 7＝18，则log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 10＝( ) A ．12 B ．10 C ．8D ．2＋log 35解析：选B.由题a 5a 6＋a 4a 7＝18，所以a 5a 6＝9，log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 10＝log 3(a 1a 2…a 10)＝log 3(a 5a 6)5＝5log 39＝10.4．(一题多解)(2019·湖北武汉联考)已知{a n }为等比数列，a 4＋a 7＝2，a 5a 6＝－8，则a 1＋a 10等于( )A ．7B ．5C ．－5D ．－7解析：选D.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. 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．(2019·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．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＝________． 解析：因为a 7＋a 8＋a 9＝S 9－S 6，且S 3，S 6－S 3，S 9－S 6也成等比数列，即8，－1，S 9－S 6成等比数列，所以8(S 9－S 6)＝1，即S 9－S 6＝18.所以a 7＋a 8＋a 9＝18.答案：188．(2019·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)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．已知{a n }是等差数列，满足a 1＝3，a 4＝12，数列{b n }满足b 1＝4，b 4＝20，且{b n －a n }为等比数列．(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式； (2)求数列{b n }的前n 项和．解：(1)设等差数列{a n }的公差为d ，由题意得d ＝a 4－a 13＝12－33＝3，所以a n ＝a 1＋(n －1)d ＝3n (n ＝1，2，…)． 设等比数列{b n －a n }的公比为q ，由题意得q 3＝b 4－a 4b 1－a 1＝20－124－3＝8，解得q ＝2.所以b n －a n ＝(b 1－a 1)q n －1＝2n －1.从而b n ＝3n ＋2n －1(n ＝1，2，…)．(2)由(1)知b n ＝3n ＋2n －1(n ＝1，2，…)．数列{3n }的前n 项和为32n (n ＋1)，数列{2n －1}的前n 项和为1－2n1－2＝2n－1.所以，数列{b n }的前n 项和为32n (n ＋1)＋2n－1.[综合题组练]1．(创新型)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题：“远望巍巍塔七层，红光点点倍加增，共灯三百八十一，请问尖头几盏灯？”意思是：一座7层塔共挂了381盏灯，且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍，则塔的顶层共有灯( )A ．1盏B ．3盏C ．5盏D ．9盏解析：选B.每层塔所挂的灯数从上到下构成等比数列，记为{a n }，则前7项的和S 7＝381，公比q ＝2，依题意，得S 7＝a 1（1－27）1－2＝381，解得a 1＝3，故选B.2．(应用型)(2019·河南濮阳模拟)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.12 C ．－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 ＝2－32q1－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．(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 ＋12.6．(应用型)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 .。
高考数学一轮复习第5章数列5.3等比数列及其前n项和习题课件文
5．(2017·福建漳州八校联考)等比数列{an}的前 n 项和
为 Sn，若 S3＝2，S6＝18，则SS150等于(
)
A．－3 B．5 C．－31 D．33
第七页，共35页。
解析 设等比数列{an}的公比为 q，则由已知得 q≠1. ∵S3＝2，S6＝18， ∴11－－qq36＝128，得 q3＝8， ∴q＝2.∴SS150＝11－－qq150＝1＋q5＝33.故选 D.
第十页，共35页。
7．(2018·上海黄浦模拟)已知{an}是首项为 1 的等比数
列，若 Sn 是数列{an}的前 n 项和，且 28S3＝S6，则数列a1n的 前 4 项和为( )
A.185或 4
B.2470或 4
40 C.27
15 D. 8
第十一页，共35页。
解析 设数列{an}的公比为 q. 当 q＝1 时，由 a1＝1，得 28S3＝28×3＝84，S6＝6，两 者不相等，因此不合题意． 当 q≠1 时，由 28S3＝S6及首项为 1，得2811－－qq3＝11－－qq6， 解得 q＝3. 所以数列{an}的通项公式为 an＝3n－1. 所以数列a1n的前 4 项和为 1＋13＋19＋217＝4207.
当抽去一项后所剩下的 10 项之积为 3210＝250， ∴抽去的一项为 255÷250＝25. 又因 a1·a11＝a2·a10＝a3·a9＝a4·a8＝a5·a7＝a26， ∴a1·a2·…·a11＝a161.故有 a611＝255，即 a6＝25. ∴抽出的应是第 6 项．
第二十六页，共35页。
第三十二页，共35页。
(2)证明：∵n≥2 时，4Sn＋2＋5Sn＝8Sn＋1＋Sn－1， ∴4(Sn＋2－Sn＋1)－2(Sn＋1－Sn) ＝2Sn＋1－Sn－12Sn－Sn－1， ∴(Sn＋2－Sn＋1)－12(Sn＋1－Sn) ＝12Sn＋1－Sn－12Sn－Sn－1， ∴an＋2－12an＋1＝12an＋1－21an.
2020届高三(文理)数学一轮复习《等比数列及前n项和》专题测试(学生版)
《等比数列及其前n 项和》专题题型一 等比数列基本量的运算 1、在等比数列{a n }中，如果a 1＋a 4＝18，a 2＋a 3＝12，那么这个数列的公比为2、已知S n 是各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和，若a 2·a 4＝16，S 3＝7，则a 8＝3、在等比数列{a n }中，a 1＝2，公比q ＝2，若a m ＝a 1a 2a 3a 4(m ∈N ＋)，则m ＝4、在等比数列{a n }中，已知a 3＝6，a 3＋a 5＋a 7＝78，则a 5＝5、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 ＝________．6、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＝7、设等比数列{a n }满足a 1＋a 2＝－1，a 1－a 3＝－3，则a 4＝8、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9、设{a n }是公比为正数的等比数列，S n 为{a n }的前n 项和，若a 1＝1，a 5＝16，则数列{a n }的前7项和为10、已知等比数列{a n }的公比为正数，且a 5·a 7＝4a 24，a 2＝1，则a 1＝11、等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且4a 1,2a 2，a 3成等差数列，若a 1＝1，则S 4＝12、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＝13、在等比数列{a n }中，S n 表示前n 项和，若a 3＝2S 2＋1，a 4＝2S 3＋1，则公比q 等于________．14、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________．15、已知等比数列{a n }满足a 1＝14，a 3a 5＝4(a 4－1)，则a 2等于 16、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＝________． 17、若等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且S n ＝m ·5n ＋1，则实数m ＝________．18、已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 4＝3S 2，a 3＝2，则a 7＝________.19、已知等比数列{a n }满足a 1＝1，a 3a 7＝16，则该数列的公比为20、已知递增的等比数列{a n }中，a 2＝6，a 1＋1，a 2＋2，a 3成等差数列，则该数列的前6项和S 6等于21、已知等比数列{a n }的公比为－2，且S n 为其前n 项和，则S 4S 2等于22、数列{a n }中，已知对任意n ∈N ＋，a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n ＝3n －1，则a 21＋a 22＋a 23＋…＋a 2n等于23、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝2 018，a 2＋a 4＝－2a 3，则S 2 019＝________.24、已知各项均为正数的等比数列{a n }满足a 1＝12，且a 2a 8＝2a 5＋3，则a 9＝________. 25、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 3a 11＝2a 25，且S 4＋S 12＝λS 8，则λ＝________.26、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 .题型二 等比数列的性质类型一 等比数列项的性质1、已知各项不为0的等差数列{a n }满足a 6－a 27＋a 8＝0，数列{b n }是等比数列，且b 7＝a 7，则b 2b 8b 11＝2、在正项等比数列{a n }中，已知a 1a 2a 3＝4，a 4a 5a 6＝12，a n －1a n a n ＋1＝324，则n 等于3、等比数列{a n }各项均为正数，a 3a 8＋a 4a 7＝18，则1＋2＋…＋10＝ _____4、已知数列{a n }为等比数列，若a 4＋a 6＝10，则a 7(a 1＋2a 3)＋a 3a 9的值为5、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＝________.6、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＝________.7、在等比数列{a n }中，a 3，a 15是方程x 2＋6x ＋2＝0的根，则a 2a 16a 9的值为 8、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S n ＝________.9、递增的等比数列{a n }中，已知a 1＋a n ＝34，a 3·a n －2＝64，前n 项和S n ＝42，则n 等于 类型二 等比数列前n 项和的性质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＝ 2、设各项都是正数的等比数列{a n }，S n 为前n 项和，且S 10＝10，S 30＝70，那么S 40等于3、设S n 是等比数列{a n }的前n 项和，若S 4S 2＝3，则S 6S 4＝________． 4、已知数列{a n }是等比数列，S n 为其前n 项和，若a 1＋a 2＋a 3＝4，a 4＋a 5＋a 6＝8，则S 12等于5、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，S 2＝－1，S 4＝－5，则S 6等于6、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 3S 6＝89，则a n ＋1a n －a n －1＝________(n ≥2，且n ∈N). 题型三 等比数列的判定与证明1、已知数列{a n }满足对任意的正整数n ，均有a n ＋1＝5a n －2·3n ，且a 1＝8.(1)证明：数列{a n －3n }为等比数列，并求数列{a n }的通项公式；(2)记b n ＝a n 3n ，求数列{b n }的前n 项和T n .2、设数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 1＝1，S n ＋1＝4a n ＋2.设b n ＝a n ＋1－2a n ，证明：数列{b n }是等比数列；3、已知数列{a n }满足a 1＝1，a 2＝2，a n ＋2＝a n ＋a n ＋12，n ∈N ＋. (1)令b n ＝a n ＋1－a n ，证明：{b n }是等比数列；(2)求数列{a n }的通项公式.题型四 等差、等比数列的综合问题1、在等比数列{a n }中，a 2＝3，a 5＝81.(1)求a n ；(2)设b n ＝log 3a n ，求数列{b n }的前n 项和S n .2、设数列{a n }(n ＝1,2,3，…)的前n 项和S n 满足S n ＝2a n －a 1，且a 1，a 2＋1，a 3成等差数列．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ，求使得|T n －1|＜11 000成立的n 的最小值．3、在数列{a n }中，a 1＝2，a n ＋1＝n ＋12n a n(n ∈N ＋)． (1)证明：数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等比数列，并求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝a n 4n －a n，若数列{b n }的前n 项和是T n ，求证：T n <2．。
高考数学专题《等比数列及其前n项和》习题含答案解析
专题7.3 等比数列及其前n 项和1．（2021·全国高考真题（文））记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若24S =，46S =，则6S =（ ）A ．7B ．8C ．9D ．10【答案】A 【解析】根据题目条件可得2S ，42S S -，64S S -成等比数列，从而求出641S S -=，进一步求出答案.【详解】∵n S 为等比数列{}n a 的前n 项和，∴2S ，42S S -，64S S -成等比数列∴24S =，42642S S -=-=∴641S S -=，∴641167S S =+=+=.故选：A.2．（2021·山东济南市·）已知S n 是递增的等比数列{a n }的前n 项和，其中S 3＝72，a 32＝a 4，则a 5＝（ ）A ．116B ．18C ．8D ．16【答案】C 【解析】设等比数列的公比为q ，根据题意列方程，解出1a 和q 即可.【详解】解：设递增的等比数列{a n }的公比为q ，且q >1，∵S 3＝72，234a a =，∴1a （1+q +q 2）＝72，21a q 4＝1a q 3，解得1a ＝12，q ＝2；1a ＝2，q ＝12（舍去）．练基础则5a ＝4122⨯=＝8．故选：C ．3．（2021·重庆高三其他模拟）设等比数列{}n a 的前n 项和为271,8,4n S a a =-=，则6S =（ ）A ．212-B ．152C ．212D ．632【答案】C 【解析】设等比数列{}n a 公比为q ，由572a a q =结合已知条件求q 、1a ，再利用等比数列前n 项和公式求6S .【详解】设等比数列{}n a 公比为q ，则572a a q =，又2718,4a a =-=，∴12q =-，故116a =，又1(1)1-=-nn a q S q ，即666311616[1()]216421321()22S ⨯⨯--===--.故选：C4．（2021·合肥市第六中学高三其他模拟（理））若等比数列{}n a 满足12451,8a a a a +=+=，则7a ＝（ ）A ．643B ．643-C ．323D ．323-【答案】A 【解析】设等比数列{}n a 的公比为q ，根据等比数列的通项公式建立方程组，解之可得选项.【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ，则345128a a q a a +==+，所以2q =，又()11121+11,3a a a a q =+==，所以6671123643a a q ==⨯⨯=，故选：A.5.（2020·河北省曲阳县第一高级中学高一期末）中国古代数学著作《算法统宗》中记载了这样一个问题：“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.”其大意为：有一个人走了378里路，第一天健步行走，从第二天起因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，问此人第二天走了（ ）A ．6里B ．24里C ．48里D ．96里【答案】D 【解析】根据题意，记每天走的路程里数为，可知是公比的等比数列，由，得，解可得，则；即此人第二天走的路程里数为96；故选：D ．6．（2021·江苏南通市·高三其他模拟）已知等比数列{}n a 的公比为q ，前n 项和为n S ，则“1q >”是“112n n n S S S -++>”的（ ）A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件【答案】D 【解析】由112n n n S S S -++>可得出1n n a a +>，取10a <，由101n n q a a +<⇔，进而判断可得出结论.【详解】若112n n n S S S -++>，则11n n n n S S S S +-->-，即1n n a a +>，所以，数列{}n a 为递增数列，若10a <，101n n q a a +<<⇔>，所以，“1q >”是“112n n n S S S -++>”的既不充分也不必要条件.故选：D.7．（2021·黑龙江大庆市·大庆实验中学高三其他模拟（文））在数列{}n a 中，44a =，且22n n a a +=，则{}n a {}n a 12q =6378S =6161[1()]2378112-==-a S 1192a =211192962a a q =⨯=⨯=21nni a==∑___________.【答案】122n +-【解析】由44a =，22n n a a +=，得到22a =且22n na a +=，得出数列{}2n a 构成以2为首项，以2为公比的等比数列，结合等比数列的求和公式，即可求解.【详解】由22n n a a +=，可得22n na a +=，又由44a =，可得4224a a ==，所以22a =，所以数列{}2n a 构成以2为首项，以2为公比的等比数列，所以1212(12)2212n nn n i a +=-==--∑.故答案为：122n +-.8．（2021·浙江杭州市·杭州高级中学高三其他模拟）已知数列{}n a 满足21n n S a =-，则1a =_____，n S =_______．【答案】1 21n -【解析】利用1n n n a S S -=-求通项公式，再求出n S .【详解】对于21n n S a =-，当n =1时，有1121S a =-，解得：1a =1；当2n ≥时，有1121n n S a --=-，所以()112121=n n n n n a S S a a ----=--，所以1=2nn a a -，所以数列{}n a 为等比数列，111=2n n n a a q--=，所以122112nn n S -==--.故答案为：1，21n -.9.（2021·浙江杭州市·杭州高级中学高三其他模拟）已知数列{}n a 满足21n n S a =-，则3a =________，n S =________．【答案】4 21n -【解析】根据11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩，求出数列的通项公式，再代入求出n S ．【详解】解：因为21n n S a =-当1n =时，1121S a =-，解得11a =；当2n …时，1121n n S a --=-，所以111(21)(21)22n n n n n n n a S S a a a a ---=-=---=-，即12n n a a -=于是{}n a 是首项为1，公比为2的等比数列，所以12n n a -=．所以34a =，11212212n nn n S a -=-⨯-==-故答案为：4；21n -；10.（2018·全国高考真题（文））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 ．【答案】（1）a n =(―2)n―1或a n =2n―1 .（2）m =6.【解析】（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．（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 =6．1．（辽宁省凌源二中2018届三校联考)已知数列为等比数列，且，则（ ）A.B.C.D. 【答案】B【解析】由等比数列的性质可得： ，，结合可得： ，结合等比数列的性质可得： ，即：本题选择B 选项.2．（2021·全国高三其他模拟（文））如图，“数塔”的第i 行第j 个数为12j -(其中i ，*j N ∈，且i j ≥).将这些数依次排成一列1，1，2，1，2，4，1，2，4，8，1，2，4，8，16，…，记作数列{}n a ，设{}n a 的前n 项和为n S .若1020n S =，则n =（）A ．46B ．47C ．48D ．49【答案】C 【解析】{}n a 2234764a a a a =-=-46tan 3a a π⎛⎫⋅= ⎪⎝⎭32343364,4a a a a a ==-∴=-4730a a q =<2764a =78a =-463732a a a a ==463222tan tan tan 10tan 3333a a πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅==+== ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭练提升根据“数塔”的规律，可知第i 行共有i 个数，利用等比数列求和公式求出第i 行的数字之和，再求出前m 行的和，即可判断1020n S =取到第几行，再根据每行数字个数成等差数列，即可求出n ；【详解】解：“数塔”的第i 行共有i 个数，其和为211212222112i i i --++++==-- ，所以前m 行的和为()()()123121222222212m m m m m m +-++++-=-=-+- 故前9行所有数学之和为102111013-=，因此只需要加上第10行的前3个数字1,2,4，其和为10131241020+++=，易知“数塔”前m 行共有()12m m +个数，所以9103482n ⨯=+=故选：C3．（2021·江苏高三其他模拟）已知数列{}n a 满足11a =，()1lg 1091n an a +=++，其前n 项和为n S ，则下列结论中正确的有（ ）A ．{}n a 是递增数列B ．{}10n a +是等比数列C ．122n n n a a a ++>+D ．(3)2n n n S +<【答案】ACD 【解析】将递推公式两边同时取指数，变形得到1110109n n a a +-=+，构造等比数列可证{}1010n a+为等比数列，求解出{}n a 通项公式则可判断A 选项；根据()()()2132101010a a a ++≠+判断B 选项；根据{}n a 的通项公式以及对数的运算法则计算()122n n n a a a ++-+的正负并判断C 选项；将{}n a 的通项公式放缩得到()lg 2101n n a n <⨯<+，由此进行求和并判断D 选项.【详解】因为()1lg 1091n an a +=++，所以()11lg 109n an a +-=+，从而1110109n n a a +-=+，110101090n n a a +=⨯+，所以()11010101010n n a a ++=⨯+，所以11010101010n na a ++=+，又1101020a +=，{}1010n a +是首项为20，公比为10的等比数列，所以110102010210n a n n -+=⨯=⨯，所以1021010n a n =⨯-，即()lg 21010nn a =⨯-，又因为21010n y =⨯-在[)1,,*n n N ∈+∞∈时单调递增，lg y x =在定义域内单调递增，所以{}n a 是递增数列，故A 正确；因为1231011,10lg19010lg1911,10lg199010lg19911a a a +=+=+=++=+=+，所以()()()()()222213101010lg191111lg19911lg 1922lg1911lg199a a a +-++=+-+=+-，所以()()()2222213361101010lg 1911lg1911lg199lg 1911lg0199a a a +-++=+-=+>，所以()()()2132101010a a a ++≠+，所以{}10n a +不是等比数列，故B 错误.因为()()()()121222lg 21010lg 21010lg 21010n n n n n n a a a ++++-+=⨯--⨯--⨯-()()()()()()2211211210102101 lglg210102101021012101n n n n n n +++-+⨯-⨯-=⨯-⨯-⨯-⨯-=，而()()()211221121012101210141041014102102101n n n nnn n n -++-⨯--⨯-⨯-=⨯-⨯+-⨯+⨯+⨯-20100.21041016.2100nnnn=⨯+⨯-⨯=⨯>，从而()()()211210121012101nn n -+⨯->⨯-⋅⨯-，于是，122n n n a a a ++>+，故C 正确.因为()()lg 21010lg 210lg 21nnn n a n =⨯-<⨯=+<+，所以()()21322nn n n n S +++<=，故D 正确.故选：ACD.4. （2019·浙江高三期末）数列的前n 项和为，且满足，Ⅰ求通项公式；Ⅱ记，求证：．【答案】Ⅰ；Ⅱ见解析【解析】Ⅰ，当时，，{}n a n S 11a =()11.n n a S n N ++=+∈()n a ()12111n n T S S S =++⋯+31222n n T -≤<(1) 2n n a -=()(1)1n n a S +=+Q ①∴2n ≥11n n a S -=+②得，又，，数列是首项为1，公比为2的等比数列，；证明：Ⅱ，，时，，，同理：，故：．5．（2021·河北衡水中学高三三模）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且满足13a =，()122n n a xa n n -=+-≥，其中x ∈R .（1）若1x =，求出n a ；（2）是否存在实数x ，y 使{}n a yn +为等比数列？若存在，求出n S ，若不存在，说明理由.【答案】（1）2382n n n a -+=；（2）存在，()21242n n n n S ++=--.【解析】（1）将1x =代入，由递推关系求出通项公式，并检验当1n =时是否满足，即可得到结果；（2）先假设存在实数x ，y 满足题意，结合已知条件求出满足数列{}n a yn +是等比数列的实数x ，y 的值，运用分组求∴-①②()122n n a a n +=≥2112a S =+=Q 212a a ∴=∴{}n a 12n n a -∴=(1)2nn a += 21n n S ∴=-2n ≥Q 111122n n n S -≤≤1121111113142112212n n n n T S S S -⎛⎫- ⎪⎝⎭∴=++⋯+≥+=--11111221221212n n n T -⎛⎫- ⎪⎝⎭≤+=-<-31222n n T -≤<和法求出n S 的值.【详解】（1）由题可知：当1x =时有：12n n a a n --=-，当2n ≥时，()()()()()()121321213012232n n n n n a a a a a a a a n ---=+-+-+⋅⋅⋅+-=++++⋅⋅⋅+-=+，又13a =满足上式，故()()22138322nn n n n a ---+=+=.（2）假设存在实数x ，y 满足题意，则当2n ≥时，由题可得：()()111n n n n a yn x a y n a xa xy y n xy --+=+-⇔=+--⎡⎤⎣⎦，和题设12n n a xa n -=+-对比系数可得：1xy y -=，22xy x -=-⇔=，1y =.此时121n n a na n -+=+-，114a +=，故存在2x =，1y =使得{}n a yn +是首项为4，公比为2的等比数列.从而()()1112121224122nn n n n n nn n a n a n S a a a ++-++=⇒=-⇒=++⋅⋅⋅+=--.所以()21242n n n n S ++=--.6．（2021·辽宁本溪市·高二月考）已知数列{}n a ，满足11a =，121n n a a n +=+-，设n n b a n =+，n n c a n λ=+（λ为实数）．（1）求证：{}n b 是等比数列；（2）求数列{}n a 的通项公式；（3）若{}n c 是递增数列，求实数λ的取值范围．【答案】（1）证明见解析；（2）2nn a n =-；（3）()1,-+∞．【解析】（1）由121n n a a n +=+-，变形为()11222n n n a n a n a n +++=+=+，再利用等比数列的定义证明；（2）由（1）的结论，利用等比数列的通项公式求解；（3）根据{}n c 是递增数列，由10n n c c +->,*n N ∈恒成立求解.【详解】（1）因为121n n a a n +=+-，所以()11222n n n a n a n a n +++=+=+，即12n n b b +=，又因为11120b a =+=≠，所以0n b ≠，所以12n nb b +=，所以{}n b 是等比数列．（2）由1112b a =+=，公比为2，得1222n n n b -=⋅=，所以2nn n a b n n =-=-．（3）因为()21nn n c a n n λλ=+=+-，所以()()11211n n c n λ++=+-+，所以1122121n n n n n c c λλ++-=-+-=+-，因为{}n c 是递增数列，所以*10,n n c c n N +->∈成立，故210n λ+->，*n N ∈成立，即12n λ>-，*n N ∈成立，因为{}12n-是递减数列，所以该数列的最大项是121-=-，所以λ的取值范围是()1,-+∞．7．（2021·河南商丘市·高二月考（理））在如图所示的数阵中，从任意一个数开始依次从左下方选出来的数可组成等差数列，如：2，4，6，8，…；依次选出来的数可组成等比数列，如：2，4，8，16，….122344468858121616记第n 行第m 个数为(),f n m .（Ⅰ）若3n ≥，写出(),1f n ，(),2f n ，(),3f n 的表达式，并归纳出(),f n m 的表达式；（Ⅱ）求第10行所有数的和10S .【答案】（Ⅰ）(),1f n n =，()(),221f n n =-，()(),342f n n =-，()()12,1m m m f n n --+=；（Ⅱ）102036=S .【解析】（I ）由数阵写出(),1f n n =，()(),221f n n =-，()(),342f n n =-，由此可归纳出()()12,1m m m f n n --+=.（II ）()()()()1010,110,210,310,10S f f f f =++++ 291029282 1 =+⨯+⨯++⨯ ，利用错位相减法求得结果.【详解】（Ⅰ）由数阵可知：(),1f n n =，()(),221f n n =-，()(),342f n n =-，由此可归纳出()()12,1m m m f n n --+=.（Ⅱ）()()()()1010,110,210,310,10S f f f f =++++ 291029282 1 =+⨯+⨯++⨯ ，所以231010220292821S =+⨯+⨯++⨯ ，错位相减得291010102222S =-+++++ ()102121012-=-+-2036=.8．（2021·山东烟台市·高三其他模拟）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且满足11a =，12n n S na +=，*n ∈N .（1）求{}n a 的通项公式；（2）设数列{}n b 满足11b =，12nn n b b +=，*n ∈N ，按照如下规律构造新数列{}n c ：123456,,,,,,a b a b a b ，求{}n c 的前2n 项和.【答案】（1）n a n =，*n ∈N ；（2）数列{}n c 的前2n 项和为1222++-n n .【解析】（1）由()12n n n a S S n -=-≥可得1(2)1n na a n n n+=≥+可得答案；（2）由12nn n b b +=得1122n n n b b +++=，两式相除可得数列{}n b 的偶数项构成等比数列，再由（1）可得数列{}n c 的前2n 项的和.【详解】（1）由12n n S na +=，12(1)(2)n n S n a n -=-≥，得12(1)n n n a na n a +=--，所以1(2)1n na a n n n +=≥+.因为122S a =，所以22a =，所以212n a an ==，(2)n a n n =≥.又当1n =时，11a =，适合上式.所以n a n =，*n ∈N .（2）因为12nn n b b +=，1122n n n b b +++=，所以*22()n nb n b +=∈N ，又122b b =，所以22b =.所以数列{}n b 的偶数项构成以22b =为首项､2为公比的等比数列.故数列{}n c 的前2n 项的和()()21321242n n n T a a a b b b -=+++++++ ，()122212(121)22212nn n n n T n +-+-=+=+--所以数列{}n c 的前2n 项和为1222++-n n .9．（2019·浙江高考模拟）已知数列中，， （1）令，求证：数列是等比数列；{}n a ()110,2*n n a a a n n N +==+∈+11n n n b a a =-+{}n b（2）令 ，当取得最大值时，求的值.【答案】（I ）见解析（2）最大，即【解析】（1）两式相减，得 ∴即：∴ 数列是以2为首项，2为公比的等比数列（2）由（1）可知， 即也满足上式令，则 ，3nn n a c =n c n 3,n n c =3k =121221n n n n a a n a a n +++=+=++Q ，211221n n n n a a a a +++-=-+()211121n n n n a a a a +++-+=-+12n nb b +=21120a b ==≠Q 又，{}n b 2nn b =121nn n a a +-=-2121a a -=-23221a a -=-⋅⋅⋅⋅⋅⋅()11212n n n a a n ---=-≥()211222121n n n a a n n -∴-=++⋅⋅⋅+--=--2,21n n n a n ∴≥=--11,0n a ∴==21n n a n ∴=--111212233n n n n n n n n c c +++----=∴=11112221212333n n nn n n n n n n n c c ++++----+-∴-=-=()212nf n n =+-()11232n f n n ++=+-()()122n f n f n ∴+-=-∴ 最大，即10.（2021·浙江高三其他模拟）已知数列{}n a 满足112a =，123n n a a ++=，数列{}n b 满足11b =，()211n n nb n b n n +-+=+.（1）数列{}n a ，{}n b 的通项公式；（2）若()1n n n n c b b a +=-，求使[][][][]1222021n c c c c +++⋅⋅⋅+≤成立([]n c 表示不超过n c 的最大整数)的最大整数n 的值.【答案】（1）112nn a ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭，2n b n =；（2）最大值为44.【解析】（1）由题得数列{}1n a -是等比数列，即求出数列{}n a 的通项；由题得{}n b n 是一个以111b=为首项，以1为公差的等差数列，即得数列{}n b 的通项公式；（2）先求出[]()*1,16,2,2,21,21,22n n n c k N n n k n n k =⎧⎪=⎪=∈⎨=+⎪⎪+=+⎩，再求出[][][][]()2*12221,1,3,2,231,2122n n c c c c n n n k k N n n n k ⎧⎪=⎪⎪++++=+=∈⎨⎪⎪+-=+⎪⎩即得解.【详解】解：（1）由123n n a a ++=得()11112n n a a +-=--，所以数列{}1n a -是等比数列，公比为12-，()()()()()()12,234f f f f f f n ∴=>>>⋅⋅⋅>()()()()1210,310,3,0f f f n f n ==>=-<∴≥<Q 123345...c c c c c c ∴>，3,n n c =3k =解得112nn a ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭.由()211n n nb n b n n +-+=+，得111n nb b n n+-=+，所以{}n b n 是一个以111b=为首项，以1为公差的等差数列，所以1(1)1n bn n n=+-⨯=，解得2n b n =.（2）由()1n n n n c b b a +=-得()12121121(1)22n nn n n c n n ⎛⎫+⎛⎫=++-=++- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，记212n n n d +=，1112321120222n n n n n n n nd d +++-++-=-=<，所以{}n d 为单调递减且132d =，254d =，3718d =<，所以[]()*1,16,2,2,21,21,22n n n c k N n n k n n k =⎧⎪=⎪=∈⎨=+⎪⎪+=+⎩，因此[][][][]()2*12221,1,3,2,231,2122n n c c c c n n n k k N n n n k ⎧⎪=⎪⎪++++=+=∈⎨⎪⎪+-=+⎪⎩，当2n k =时，2320212n n +≤的n 的最大值为44；当2+1n k =时，231202122n n +-≤的n 的最大值为43；故[][][][]1222021n c c c c +++⋅⋅⋅+≤的n 的最大值为44.1．（2021·全国高考真题（理））等比数列{}n a 的公比为q ，前n 项和为n S ，设甲：0q >，乙：{}n S 是递增数列，则（）A ．甲是乙的充分条件但不是必要条件练真题B ．甲是乙的必要条件但不是充分条件C ．甲是乙的充要条件D ．甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件【答案】B 【解析】当0q >时，通过举反例说明甲不是乙的充分条件；当{}n S 是递增数列时，必有0n a >成立即可说明0q >成立，则甲是乙的必要条件，即可选出答案．【详解】由题，当数列为2,4,8,--- 时，满足0q >，但是{}n S 不是递增数列，所以甲不是乙的充分条件．若{}n S 是递增数列，则必有0n a >成立，若0q >不成立，则会出现一正一负的情况，是矛盾的，则0q >成立，所以甲是乙的必要条件．故选：B ．2.（2020·全国高考真题（文））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nnS a =（ ）A ．2n –1B ．2–21–n C ．2–2n –1D ．21–n –1【答案】B 【解析】设等比数列的公比为q ，由536412,24a a a a -=-=可得：421153111122124a q a q q a a q a q ⎧-==⎧⎪⇒⎨⎨=-=⎪⎩⎩，所以1111(1)122,21112n nn n n n n a q a a qS q ----=====---，因此1121222n n n n n S a ---==-.故选：B.3.（2019·全国高考真题（文））已知各项均为正数的等比数列的前4项和为15，且，则（ ）{}n a 53134a a a =+3a =A ．16B ．8C ．4D ．2【答案】C 【解析】设正数的等比数列{a n }的公比为，则，解得，，故选C ．4．（2019·全国高考真题（文））记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若，则S 4=___________．【答案】.【解析】设等比数列的公比为，由已知，即解得，所以．5．（2020·海南省高考真题）已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8a a a +==．（1）求{}n a 的通项公式；（2）求112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-.【答案】（1）2nn a =；（2）2382(1)55n n +--【解析】(1) 设等比数列{}n a 的公比为q (q >1)，则32411231208a a a q a q a a q ⎧+=+=⎨==⎩，整理可得：22520q q -+=，11,2,2q q a >== ，q 2311114211115,34a a q a q a q a q a q a ⎧+++=⎨=+⎩11,2a q =⎧⎨=⎩2314a a q ∴==13314a S ==，58q 223111314S a a q a q q q =++=++=2104q q ++=12q =-441411()(1)521181()2a q S q ---===---数列的通项公式为：1222n n n a -=⋅=.(2)由于：()()()1121111122112n n n n n n n n a a --++-+=-⨯⨯=--，故：112231(1)n n n a a a a a a -+-+⋯+-35791212222(1)2n n -+=-+-+⋯+-⋅()()3223221282(1)5512n n n +⎡⎤--⎢⎥⎣⎦==----.6．（2021·浙江高考真题）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，194a =-，且1439n n S S +=-.（1）求数列{}n a 的通项；（2）设数列{}n b 满足*3(4)0()n n b n a n N +-=∈，记{}n b 的前n 项和为n T ，若n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立，求实数λ的取值范围.【答案】（1）33(4nn a =-⋅；（2）31λ-≤≤.【解析】（1）由1439n n S S +=-，结合n S 与n a 的关系，分1,2n n =≥讨论，得到数列{}n a 为等比数列，即可得出结论；（2）由3(4)0n n b n a +-=结合(1)的结论，利用错位相减法求出n T ，n n T b λ≤对任意N n *∈恒成立，分类讨论分离参数λ，转化为λ与关于n 的函数的范围关系，即可求解.【详解】（1）当1n =时，1214()39a a a +=-，229272749,4416a a =-=-∴=-，当2n ≥时，由1439n n S S +=-①，得1439n n S S -=-②，①-②得143n na a +=122730,0,164n n n a a a a +=-≠∴≠∴=，又213,{}4n a a a =∴是首项为94-，公比为34的等比数列，1933(3(444n n n a -∴=-⋅=-⋅；（2）由3(4)0n n b n a +-=，得43(4)(34n n n n b a n -=-=-，所以234333333210(4)44444nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯⨯++-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎝+⎭⎭ ，2413333333321(5)(4)444444n n n T n n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯-⨯-⨯++-⋅+-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ，两式相减得234113333333(4)4444444n n n T n +⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯++++--⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1193116493(4)34414n n n -+⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=-+-- ⎪⎝⎭-111993334(4)44444n n n n n +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+---⋅=-⋅ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，所以134()4n n T n +=-⋅，由n n T b λ≤得1334((4)(44n nn n λ+-⋅≤-⋅恒成立，即(4)30n n λ-+≥恒成立，4n =时不等式恒成立；4n <时，312344n n n λ≤-=----，得1λ≤；4n >时，312344n n n λ≥-=----，得3λ≥-；所以31λ-≤≤.。
2023届高考数学一轮复习作业等比数列及其前n项和北师大版
等比数列及其前n项和一、选择题1．等比数列x，3x＋3，6x＋6，…的第四项等于( )A．－24 B．0 C．12 D．24A [由x，3x＋3，6x＋6成等比数列，知(3x＋3)2＝x·(6x＋6)，解得x＝－3或x ＝－1(舍去)．所以此等比数列的前三项为－3，－6，－12．故第四项为－24，选A．] 2．已知在等比数列{a n}中，a3＝7，前三项之和S3＝21，则公比q的值是( )A．1B．－C．1或－D．－1或C [当q＝1时，a3＝7，S3＝21，符合题意；当q≠1时，得q＝－．综上，q的值是1或－，故选C．]3．等比数列{a n}的前n项和为S n＝32n－1＋r，则r的值为( )A． B．－ C． D．－B [当n＝1时，a1＝S1＝3＋r，当n≥2时，a n＝S n－S n－1＝32n－1－32n－3＝32n－3(32－1)＝8·32n－3＝8·32n－2·3－1＝·9n －1，所以3＋r＝，即r＝－，故选B．]4．中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题：“三百七十八里关，初步健步不为难，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”．其大意为：“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”．则该人第五天走的路程为( )A．6里 B．12里 C．24里 D．48里B [记每天走的路程里数为{a n}，由题意知{a n}是公比为的等比数列，由S6＝378，得S6＝＝378，解得a1＝192，∴a5＝192×＝12(里)．故选B．]5．(2020·全国卷Ⅱ)数列{a n}中，a1＝2，a m＋n＝a m a n，若a k＋1＋a k＋2＋…＋a k＋10＝215－25，则k＝( )A．2 B．3 C．4 D．5C [令m＝1，则由a m＋n＝a m a n，得a n＋1＝a1a n，即＝a1＝2，所以数列{a n}是首项为2，公比为2的等比数列，所以a n＝2n，所以a k＋1＋a k＋2＋…＋a k＋10＝a k(a1＋a2＋…＋a10)＝2k×＝2k＋1×(210－1)＝215－25＝25×(210－1)，解得k＝4，故选C．]6．(2021·宝山区一模)已知数列{a n}是等比数列，其前n项和为S n，则下列结论正确的是( )A．若a1＋a2＞0，则a1＋a3＞0B．若a1＋a3＞0，则a1＋a2＞0C．若a1＞0，则S2 021＞0D．若a1＞0，则S2 020＞0C [A错误，如数列：－1，2，－4，…．BD错误，如数列1，－2，4，…．C正确，当q＜0时，显然S2 021＞0；当0＜q＜1时，及q＞1时“1－q”与“1－q2 021”同号，故S2 021＞0；当q＝1时，显然S2 021＞0，故C正确．]二、填空题7．已知1，a1，a2，4成等差数列，1，b1，b2，b3，4成等比数列，则的值_______ _． [由题意得a1＋a2＝5，b＝4，又b2与第一项的符号相同，所以b2＝2．所以＝．]8．(2021·河南六市联考)已知等比数列{a n}的前n项和为S n，若S3＝7，S6＝63，则a1＝________．1 [由题意知q≠1，由，得＝9．解得q＝2，由S3＝＝＝7，解得a1＝1．]9．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＝________．30 [由题意知公比大于0，由等比数列性质知S n，S2n－S n，S3n－S2n，S4n－S3n，…仍为等比数列．设S2n＝x，则2，x－2，14－x成等比数列．由(x－2)2＝2×(14－x)，解得x＝6或x＝－4(舍去)．∴S n，S2n－S n，S3n－S2n，S4n－S3n，…是首项为2，公比为2的等比数列．又∵S3n＝14，∴S4n＝14＋2×23＝30．]三、解答题10．(2020·全国卷Ⅲ)设等比数列{a n}满足a1＋a2＝4，a3－a1＝8．(1)求{a n}的通项公式；(2)记S n为数列{log3a n}的前n项和．若S m＋S m＋1＝S m＋3，求m．[解] (1)设{a n}的公比为q，则a n＝a1q n－1．由已知得解得a1＝1，q＝3．所以{a n}的通项公式为a n＝3n－1．(2)由(1)知log3a n＝n－1．故S n＝．由S m＋S m＋1＝S m＋3得m(m－1)＋(m＋1)m＝(m＋3)(m＋2)，即m2－5m－6＝0．解得m＝－1(舍去)，m＝6．11．设数列{a n}中，a1＝1，a2＝，a n＋2＝a n＋1－a n，令b n＝a n＋1－a n(n∈N*)(1)证明：数列{b n}是等比数列；(2)求数列{a n}的通项公式．[解] (1)证明：∵a n＋2＝a n＋1－a n，∴a n＋2－a n＋1＝(a n＋1－a n)，而b n＝a n＋1－a n，∴b n＋1＝b n，又b1＝a2－a1＝，∴{b n}是首项为，公比为的等比数列．(2)由(1)知b n＝×＝，∴a n－a n－1＝，∴a n＝(a n－a n－1)＋(a n－1－a n－2)＋…＋(a2－a1)＋a1＝1＋＋＋…＋＝＝3－3·．1．已知{a n}为等比数列，数列{b n}满足b1＝2，b2＝5，且a n(b n＋1－b n)＝a n＋1，则数列{b n}的前n项和为( )A．3n＋1B．3n－1C．D．C [∵b1＝2，b2＝5，且a n(b n＋1－b n)＝a n＋1，∴a1(b2－b1)＝a2，即a2＝3a1，又数列{a n}为等比数列，∴数列{a n}的公比为q＝3，∴b n＋1－b n＝＝3，∴数列{b n}是首项为2，公差为3的等差数列，∴数列{b n}的前n项和为S n＝2n＋×3＝．故选C．]2．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形图形，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，则其最小正方形的边长为________． [由题意，得正方形的边长构成以为首项，以为公比的等比数列，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×＝．] 3．设数列{a n}的前n项和为S n，a1＝1，且数列{S n}是以2为公比的等比数列．(1)求数列{a n}的通项公式；(2)求a1＋a3＋…＋a2n＋1．[解] (1)∵S1＝a1＝1，且数列{S n}是以2为公比的等比数列，∴S n＝2n－1，又当n≥2时，a n＝S n－S n－1＝2n－2(2－1)＝2n－2．当n＝1时，a1＝1不适合上式．∴a n＝(2)a3，a5，…，a2n＋1是以2为首项，以4为公比的等比数列，∴a3＋a5＋…＋a2n＋1＝＝．∴a1＋a3＋…＋a2n＋1＝1＋＝．1．将正整数排成如图所示：试问2 020是表中第________行的第________个数．11 997 [由题意得第n行有2n－1个数，20＋2＋22＋23＋24＋25＋26＋27＋28＋29＝＝1 023，20＋2＋22＋23＋24＋25＋26＋27＋28＋29＋210＝＝2 047，∴2 020是表中第11行的第997个数．]2．设S n为等比数列{a n}的前n项和，已知满足________，求公比q以及a＋a＋…＋a．从①a2a5＝－32且a3＋a4＝－4，②a1＝1且S6＝9S3，③S2＝a3－1且S3＝a4－1这三组条件中任选一组，补充到上面问题中，并完成解答．[解] 若选①，则有a2a5＝a3a4＝－32，故有a3a4＝－32，a3＋a4＝－4，解得a3＝4，a4＝－8，或a3＝－8，a4＝4，即q ＝－2或q＝－．因为{a}是以a为首项，q2为公比的等比数列，若q＝－2，a1＝1，此时a＋a＋…＋a＝；或q＝－，a1＝－32，此时a＋a＋…＋a＝．若选②，＝8，即q3＝8，故q＝2．因为{a}是以a为首项，q2为公比的等比数列，所以a＋a＋…＋a＝．若选③，S2＝a3－1(*)，S3＝a4－1(**)．令(**)式减(*)式，得a3＝a4－a3，即a4＝2a3，故q＝2．则(*)式中，a1＋a2＝a3－1，即a1＋2a1＝4a1－1，即a1＝1．因为{a}是以a为首项，q2为公比的等比数列，所以a＋a＋…＋a＝．。
一轮复习等比数列及其前n项和
5．等比数列的前 n 项和公式
等比数列{an}的公比为 q(q≠0)，其前 n 项和为 Sn， 当 q＝1 时，Sn＝na1； 当 q≠1 时，Sn＝a1(11－－qqn)＝a11－－aqnq.
6．等比数列前 n 项和的性质
公比不为－1 的等比数列{an}的前 n 项和为 Sn，则 Sn， S2n－Sn，S3n－S2n 仍成等比数列，其公比为_q_n__.
题型分类 深度剖析
题型一 等比数列的基本量的运算
例 1 已知等比数列{an}中，a1＋a2＋a3＝7，a1a2a3＝8， 求 an. 思维启迪：利用等比数列的基本量的关系式，根据条
件列方程，进而求出 a1 和 q.
解 设{an}的公比为 q，由题意知
a1＋a1q＋a1q2＝7， a1·a1q·a1q2＝8，
＝a4－2，3S2＝a3－2，则公比 q 等于 ( B )
A．3
B．4
C．5
D．6
解析 由已知得 3S3＝a4－2,3S2＝a3－2，两式作差得
3(S3－S2)＝a4－a3，化简整理得 a4＝4a3，故公比 q＝4.
5．在等比数列{an}中，前 n 项和为 Sn，若 S3＝7，S6＝63，
则公比 q 的值是( A )
[难点正本 疑点清源] 1．等比数列的特征
从等比数列的定义看，等比数列的任意项都是非零的， 公比 q 也是非零常数． 2．等比数列中的函数观点 利用函数、方程的观点和方法，揭示等比数列的特征及 基本量之间的关系．在借用指数函数讨论单调性时，要 特别注意首项和公比的大小．
3．等比数列的前 n 项和 Sn (1)等比数列的前 n 项和 Sn 是用错位相减法求得的，注意 这种思想方法在数列求和中的运用． (2)等比数列的通项公式 an＝a1qn－1 及前 n 项和公式 Sn＝ a1(11－－qqn)＝a11－－aqnq (q≠1)共涉及五个量 a1，an，q，n， Sn，知三求二，体现了方程的思想的应用． (3)在使用等比数列的前 n 项和公式时，如果不确定 q 与 1 的关系，一般要用分类讨论的思想，分公比 q＝1 和 q≠1 两种情况．
新高考2023版高考数学一轮总复习练案36第六章第三讲等比数列及其前n项和
第三讲 等比数列及其前n 项和A 组基础巩固一、单选题1．在等比数列{a n }中，a 1＝12，q ＝12，a n ＝132，则项数n 为( C )A ．3B ．4C ．5D ．6[解析] a n ＝132＝a 1q n －1＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，∴n ＝5，故选C.2．(2021·陕西西安中学六模)已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列，S n 是它的前n 项和．若a 2a 6＝4，且a 4＋2a 7＝52，则S 5＝( C )A ．29B ．30C ．31D ．32[解析] 本题考查等比数列性质及基本量的运算．∵a 2a 6＝a 24＝4，且a n >0，∴a 4＝2.又a 4＋2a 7＝52，∴a 7＝14.设{a n }的公比为q ，则a 7a 4＝q 3＝18，q ＝12，∴a n ＝a 4⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －4＝25－n ，∴S 5＝16＋8＋4＋2＋1＝31.3．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＝( B ) A ．152B ．314C ．334D ．172[解析] 设数列{a n }的公比为q ，则显然q ≠1，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ·a 1q 3＝1，a 11－q 31－q ＝7，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝4，q ＝12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝9，q ＝－13(舍去)，∴S 5＝a 11－q 51－q＝4×⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1251－12＝314.4．(2021·全国甲理)等比数列{a n }的公比为q ，前n 项和为S n .设甲：q >0，乙：{S n }是递增数列，则( B )A ．甲是乙的充分条件但不是必要条件B ．甲是乙的必要条件但不是充分条件C ．甲是乙的充要条件D ．甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件[解析] 当q ＝1，a 1<0时，等比数列{a n }的前n 项和S n ＝na 1<0，可知{S n }是单调递减数列，因此甲不是乙的充分条件；若{S n }是递增数列，则当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1>0，即a 1qn －1>0恒成立，而只有当a 1>0，q >0时，a 1q n －1>0恒成立，所以可得q >0，因此甲是乙的必要条件．综上，甲是乙的必要条件但不是充分条件．故选B.5．(2021·深圳一模)已知等比数列{a n }的前n 项和S n ＝a ·3n －1＋b ，则a b＝( A )A ．－3B ．－1C ．1D ．3[解析] 解法一：a 1＝a ＋b ，当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2a ·3n －2，又∵{a n }是等比数列，∴a ＋b ＝2a ·31－2，∴a b＝－3.故选A.解法二：a 1＝a ＋b ，a 2＝2a ，a 3＝6a . 又∵{a n }是等比数列， ∴a 2a 1＝a 3a 2，∴2a a ＋b ＝6a 2a， ∴a ＝－3b ，∴a b＝－3，故选A.6．(2022·广东惠州一中月考)已知数列{a n }是等比数列，且a 2＝2，a 5＝14，则a 1a 2＋a 2a 3＋…＋a n a n ＋1＝( C )A ．16(1－4－n) B ．16(1－2－n) C ．323(1－4－n)D ．323(1－2－n )[解析] 因为等比数列{a n }中，a 2＝2，a 5＝14，所以a 5a 2＝q 3＝18，所以q ＝12.由等比数列的性质，易知数列{a n a n ＋1}为等比数列，其首项为a 1a 2＝8，公比为q 2＝14，所以要求的a 1a 2＋a 2a 3＋…＋a n a n ＋1为数列{a n a n ＋1}的前n 项和．由等比数列的前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)．故选C.二、多选题7．(2021·辽宁大连八中模拟改编)记等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 1＝2，S 3＝6，则S 4＝( AC )A ．－10B ．－8C ．8D ．10[解析] 设等比数列的公比为q ，因为a 1＝2，S 3＝6，所以S 3＝2＋2q ＋2q 2＝6，则q 2＋q －2＝0，所以q ＝1或q ＝－2.当q ＝1时，S 4＝S 3＋2＝8；当q ＝－2时，S 4＝S 3＋a 1q 3＝6＋2×(－2)3＝－10，故选A 、C.8．(2021·山西大同期中改编)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题：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？此问题的译文是：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：“我羊所吃的禾苗只有马的一半．”马主人说：“我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？已知牛、马、羊的主人应分别偿还a 升，b 升，c 升，1斗为10升，则下列判断正确的是( BD )A ．a ＝507B ．c ＝507C ．a ，b ，c 依次成公比为2的等比数列D ．a ，b ，c 依次成公比为12的等比数列[解析] 由题意得a ，b ，c 依次成公比为12的等比数列，且c ＋2c ＋4c ＝50，即c ＝507，故选B 、D.三、填空题9．(2021·四川南充一诊)数列{a n }满足：log 2a n ＋1＝1＋log 2a n ，若a 3＝10，则a 8＝ 320 . [解析] 由题意知log 2a n ＋1＝log 2(2a n )，∴a n ＋1＝2a n ，∴{a n }是公比为2的等比数列，又a 3＝10，∴a 8＝a 3·25＝320.10．(2021·北京东城区期末)已知{a n }是各项均为正数的等比数列，S n 为其前n 项和．若a 1＝6，a 2＋2a 3＝6，则公比q ＝ 12 ，S 4＝454. [解析] 本题考查等比数列的通项公式、前n 项和公式．由题意，数列{a n }是各项均为正数的等比数列，由a 1＝6，a 2＋2a 3＝6，可得a 1q ＋2a 1q 2＝6q ＋12q 2＝6，即2q 2＋q －1＝0，解得q ＝12或q ＝－1(舍去)．由等比数列的前n 项和公式，可得S 4＝6×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1241－12＝454.11．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＝ 32 .[解析] 由题意知S 3＝a 1＋a 2＋a 3＝74，a 4＋a 5＋a 6＝S 6－S 3＝634－74＝14＝74·q 3，∴q ＝2.又a 1＋2a 1＋4a 1＝74，∴a 1＝14，∴a 8＝14×27＝32.12．(2021·长春市高三一检)等比数列{a n }的首项为a 1＝－1，前n 项和为S n ，若S 10S 5＝3132，则公比q ＝ －12.[解析] 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，所以q ＝－12.四、解答题13．(2021·陕西榆林一模)已知数列{a n }满足a 1＝1，na n ＋1＝2(n ＋1)a n .设b n ＝a n n. (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． [解析] (1)由条件可得a n ＋1＝2n ＋1na 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．理由如下： 由条件可得a n ＋1n ＋1＝2a nn，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 －1.14．(2021·安徽联考)已知S n 是数列{a n }的前n 项和，且满足S n －2a n ＝n －4.(1)证明：{S n －n ＋2}为等比数列； (2)求数列{S n }的前n 项和T n .[解析] (1)证明：由题意知S n －2(S n －S n －1)＝n －4(n ≥2)， 即S n ＝2S n －1－n ＋4，所以S n －n ＋2＝2[S n －1－(n －1)＋2]， 又易知a 1＝3，所以S 1－1＋2＝4，所以{S n －n ＋2}是首项为4，公比为2的等比数列． (2)由(1)知S n －n ＋2＝2n ＋1，所以S n ＝2n ＋1＋n －2，于是T n ＝(22＋23＋…＋2n ＋1)＋(1＋2＋…＋n )－2n ＝41－2n1－2＋n n ＋12－2n ＝2n ＋3＋n 2－3n －82.B 组能力提升1．(2021·安徽六安一中调研)已知1，a 1，a 2,4成等差数列，1，b 1，b 2，b 3,4成等比数列，则a 1＋a 2b 2的值是( C ) A ．52或－52 B ．－52C ．52D ．12[解析] 由题意得a 1＋a 2＝5，b 22＝4，又b 2与第一项的符号相同，所以b 2＝2.所以a 1＋a 2b 2＝52.故选C. 2．(多选题)(2021·海南海口模拟)已知正项等比数列{a n }满足a 1＝2，a 4＝2a 2＋a 3.若设其公比为q ，前n 项和为S n ，则下面结论不正确的是( C 、D )A ．q ＝2B ．a n ＝2nC ．S 10＝2 047D ．a n ＋a n ＋1>a n ＋2[解析] 本题考查等比数列基本量的计算．因为a 1＝2，a 4＝2a 2＋a 3，公比为q ，所以2q 3＝4q ＋2q 2，得q 2－q －2＝0，解得q ＝2(负值舍去)，故A 正确；a n ＝2×2n －1＝2n，故B 正确；S n ＝2×2n －12－1＝2n ＋1－2，所以S 10＝2 046，故C 错误；a n ＋a n ＋1＝2n ＋2×2n＝3a n ，而a n ＋2＝4a n >3a n ，故D 错误．故选C 、D.3．《张丘建算经》中“今有马行转迟，次日减半，疾七日，行七百里．问日行几何？”意思是：“现有一匹马行走的速度逐渐变慢，每天走的里数是前一天的一半，连续行走7天，共走了700里路，问每天走的里数为多少？”则该匹马第一天走的里数为( B )A ．128127B ．44 800127C ．700127D ．17532[解析] 由题意知每日所走的路程成等比数列{a n }，且公比q ＝12，S 7＝700，由等比数列的求和公式得a 1⎝⎛⎭⎪⎫1－1271－12＝700，解得a 1＝44 800127.故选B. 4．(2022·南昌模拟)在等比数列{a n }中，a 1＋a n ＝66，a 2a n －1＋a 3a n －2＝256，且前n 项和S n ＝126，则n ＝( C )A ．2B ．4C ．6D ．8[解析] 因为数列{a n }是等比数列，所以a 2a n －1＝a 3a n －2＝a 1a n ，又因为a 2a n －1＋a 3a n －2＝256，所以a 1a n ＝128，又因为a 1＋a n ＝66.所以a 1＝2，a n ＝64或a 1＝64，a n ＝2.因为S n ＝a 1－a n q1－q，且S n ＝126，所以若a 1＝2，a n ＝64，则2－64q 1－q ＝126，得q ＝2.此时a n ＝2×2n －1＝2n＝64，n＝6；若a 1＝64，a n ＝2，则64－2q 1－q ＝126，得q ＝12，此时a n ＝64×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝2，得n ＝6.综上知，n ＝6.5．设等比数列{a n }满足a 1＋a 2＝4，a 3－a 1＝8. (1)求{a n }的通项公式；(2)记S n 为数列{log 3a n }的前n 项和．若S m ＋S m ＋1＝S m ＋3，求m . [解析] (1)设{a n }的公比为q ，则a n ＝a 1qn －1.由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋a 1q ＝4，a 1q 2－a 1＝8，解得a 1＝1，q ＝3.所以{a n }的通项公式为a n ＝3n －1.(2)由(1)知log 3a n ＝n －1. 故S n ＝n n －12.由S m ＋S m ＋1＝S m ＋3得m (m －1)＋(m ＋1)m ＝(m ＋3)(m ＋2)，即m 2－5m －6＝0.解得m ＝－1(舍去)或m ＝6.。
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}。
2020年高考文科数学新课标第一轮总复习练习：5_3等比数列及其前n项和
课时规范练A组基础对点练1．已知等比数列{a n}满足a1＝3，a1＋a3＋a5＝21，则a3＋a5＋a7＝(B) A．21 B.42C．63 D.842．(2018·石家庄质检)在等比数列{a n}中，a2＝2，a5＝16，则a6＝(C) A．14 B.28C．32 D.643．(2017·邢台摸底考试)已知数列{a n}为等比数列，a5＝1，a9＝81，则a7＝(B) A．9或－9 B.9C．27或－27 D.27解析：∵数列{a n}为等比数列，且a5＝1，a9＝81，∴a27＝a5a9＝1×81＝81，∴a7＝±9.当a7＝－9时，a26＝1×(－9)＝－9不成立，舍去．∴a7＝9.故选B.4．(2018·昆明调研测试)已知等差数列{a n}的公差为2，且a4是a2与a8的等比中项，则{a n}的通项公式a n＝(B)A．－2n B.2nC．2n－1 D.2n＋1解析：由题意，得a2a8＝a24，又a n＝a1＋2(n－1)，所以(a1＋2)(a1＋14)＝(a1＋6)2，解得a1＝2，所以a n＝2n.故选B.5．在等比数列{a n}中，S n表示前n项和，若a3＝2S2＋1，a4＝2S3＋1，则公比q 等于(D)A．－3 B.－1C．1 D.3解析：在等比数列{a n}中，∵a3＝2S2＋1，a4＝2S3＋1，∴a4－a3＝2S3＋1－(2S2＋1)＝2(S3－S2)＝2a3，∴a4＝3a3，＝3.故选D.∴q＝a4a36．我国古代有用一首诗歌形式提出的数列问题：远望巍巍塔七层，红灯向下成倍增．共灯三百八十一，请问塔顶几盏灯？(C)A．5 B.4C．3 D.27．若等比数列{a n}的各项均为正数，且a5a6＋a4a7＝18，则log3a1＋log3a2＋…＋log3a10＝(D)A．5 B.9C．log345 D.10解析：由等比数列性质知a5a6＝a4a7，又a5a6＋a4a7＝18，∴a5a6＝9，则原式＝log3a1a2…a10＝log3(a5a6)5＝10.8．已知等比数列{a n}的前n项和为S n，若a25＝2a3a6，S5＝－62，则a1的值是__－2__.9．(2018·重庆调研)在各项均为正数的等比数列{a n}中，若a5＝5，则log5a1＋log5a2＋…＋log5a9＝__9__.解析：因为数列{a n}是各项均为正数的等比数列，所以由等比数列的性质，可得a1·a9＝a2·a8＝a3·a7＝a4·a6＝a25＝52，则log5a1＋log5a2＋…＋log5a9＝log5(a1·a2·…·a9) ＝log5[(a1·a9)·(a2·a8)·(a3·a7)·(a4·a6)·a5]＝log5a95＝log559＝9. 10．(2018·洛阳统考)已知各项均不为零的数列{a n}的前n项和为S n，且满足a1＝3S n＋4(n∈N*)．＝4，a n＋1(1)求数列{a n}的通项公式；(2)设数列{b n }满足a n b n ＝log 2a n ，数列{b n }的前n 项和为T n ，求证：T n <89. 解析：(1)因为a n ＋1＝3S n ＋4， 所以a n ＝3S n －1＋4(n ≥2)，两式相减，得a n ＋1－a n ＝3a n ，即a n ＋1＝4a n (n ≥2)． 又a 2＝3a 1＋4＝16＝4a 1，所以数列{a n }是首项为4，公比为4的等比数列，所以a n ＝4n . (2)证明：因为a n b n ＝log 2a n ，所以b n ＝2n4n ， 所以T n ＝241＋442＋643＋ (2)4n ， 14T n ＝242＋443＋644＋…＋2n 4n ＋1， 两式相减得，34T n ＝24＋242＋243＋244＋…＋24n －2n 4n ＋1＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫14＋142＋143＋144＋…＋14n －2n 4n ＋1 ＝2×14⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14n 1－14－2n 4n ＋1＝23－23×4n －2n 4n ＋1 ＝23－6n ＋83×4n ＋1， 所以T n ＝89－6n ＋89×4n <89.11．(2017·合肥质检)在数列{a n }中，a 1＝12，a n ＋1＝n ＋12n a n ，n ∈N *. (1)求证：数列{a nn }为等比数列； (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解析：(1)证明：由a n ＋1＝n ＋12n a n ，知a n ＋1n ＋1＝12·a nn ，∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是以12为首项，12为公比的等比数列． (2)由(1)知⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为12，公比为12的等比数列，∴a n n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，∴a n ＝n 2n ，∴S n ＝121＋222＋…＋n2n ，①则12S n ＝122＋223＋…＋n2n ＋1，②①－②，得12S n ＝12＋122＋123＋…＋12n －n2n ＋1＝1－n ＋22n ＋1，∴S n ＝2－n ＋22n .B 组 能力提升练1．已知等比数列{a n }满足a 1＝14，a 3a 5＝4(a 4－1)，则a 2＝( C ) A ．2 B.1 C.12D.18解析：设等比数列{a n }的公比为q ，a 1＝14，a 3a 5＝4(a 4－1)，由题可知q ≠1，则a 1q 2×a 1q 4＝4(a 1q 3－1)，∴116×q 6＝4⎝ ⎛⎭⎪⎫14×q 3－1，∴q 6－16q 3＋64＝0，∴(q 3－8)2＝0，∴q 3＝8，∴q ＝2，∴a 2＝12.故选C.2．(2018·安徽质检)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题：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？此问题的译文是：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．”打算按此比率偿还，他们各应偿还多少？已知牛、马、羊的主人各应偿还粟a 升，b 升，c 升，1斗为10升，则下列判断正确的是( D )A ．a ，b ，c 依次成公比为2的等比数列，且a ＝507 B ．a ，b ，c 依次成公比为2的等比数列，且c ＝507 C ．a ，b ，c 依次成公比为12的等比数列，且a ＝507 A ．a ，b ，c 依次成公比为12的等比数列，且c ＝507解析：由题意，可得a ，b ，c 依次成公比为12的等比数列，b ＝12a ，c ＝12b ，故4c ＋2c ＋c ＝50，解得c ＝507.故选D.3．在各项均为正数的等比数列{a n }中，若a m ＋1·a m －1＝2a m (m ≥2)，数列{a n }的前n 项积为T n ，若T 2m －1＝512，则m 的值为( B ) A ．4 B.5 C ．6D.7解析：由等比数列的性质，可知a m ＋1·a m －1＝a 2m ＝2a m (m ≥2)，所以a m ＝2，即数列{a n }为常数列，a n ＝2，所以T 2m －1＝22m －1＝512＝29，即2m －1＝9，所以m ＝5，故选B.4．(2018·贵阳适应性考试)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝12，a 2a 6＝8(a 4－2)，则S 2 018＝( A ) A ．22 017－12 B.1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12 2 017C ．22 018－12D.1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12 2 018解析：由a 1＝12，a 2a 6＝8(a 4－2)，得q 6－16q 3＋64＝0，所以q 3＝8，即q ＝2，所以S 2 018＝a 1(1－q 2 018)1－q＝22 017－12.故选A.5．(2016·高考天津卷)设{a n }是首项为正数的等比数列，公比为q ，则“q <0”是“对任意的正整数n ，a 2n －1＋a 2n <0”的( C ) A ．充要条件 B.充分而不必要条件 C ．必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件解析：由题意，得a n ＝a 1q n －1(a 1>0)，a 2n －1＋a 2n ＝a 1q 2n －2＋a 1q 2n －1＝a 1q 2n －2(1＋q )．若q <0，因为1＋q 的符号不确定，所以无法判断a 2n －1＋a 2n 的符号；反之，若a 2n －1＋a 2n <0，即a 1q 2n －2(1＋q )<0，可得q <－1<0.故“q <0”是“对任意的正整数n ，a 2n －1＋a 2n <0”的必要而不充分条件，故选C.6．若等比数列{a n }的各项均为正数，前4项的和为9，积为814，则前4项倒数的和为( D ) A.32 B.94 C ．1D.2解析：设等比数列{a n }的首项为a 1，公比为q ，则第2,3,4项分别为a 1q ，a 1q 2，a 1q 3，依题意得a 1＋a 1q ＋a 1q 2＋a 1q 3＝9①，a 1·a 1q ·a 1q 2·a 1q 3＝814⇒a 21q 3＝92②，①÷②得a 1＋a 1q ＋a 1q 2＋a 1q 3a 21q 3＝1a 1＋1a 1q ＋1a 1q 2＋1a 1q 3＝2.故选D. 7．已知等比数列{a n }的各项都是正数，且3a 1，12a 3，2a 2成等差数列，则a 8＋a 9a 6＋a 7＝( D ) A ．6 B.7 C ．8D.9解析：∵3a 1，12a 3,2a 2成等差数列，∴a 3＝3a 1＋2a 2， ∴q 2－2q －3＝0，∴q ＝3或q ＝－1(舍去)．∴a 8＋a 9a 6＋a 7＝a 1q 7＋a 1q 8a 1q 5＋a 1q 6＝q 2＋q 31＋q＝q 2＝32＝9.故选D. 8．(2018·合肥质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，若3S n ＝2a n －3n ，则a 2 018＝( A ) A ．22 018－1 B.32 018－6 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12 2 018－72 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫13 2 018－103 解析：因为3S n ＝2a n －3n ，所以当n ＝1时，3S 1＝3a 1＝2a 1－3，所以a 1＝－3；当n ≥2时，3a n ＝3S n －3S n －1＝(2a n －3n )－(2a n －1－3n ＋3)，所以a n ＝－2a n －1－3，即a n ＋1＝－2(a n －1＋1)，所以数列{a n ＋1}是以－2为首项，－2为公比的等比数列．则a n ＋1＝－2×(－2)n －1＝(－2)n ，所以a n ＝(－2)n －1，所以a 2 018＝(－2)2 018－1＝22 018－1，故选A.9．(2018·郑州质量预测)已知数列{a n }满足log 2a n ＋1＝1＋log 2a n (n ∈N *)，且a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 10＝1，则log 2(a 101＋a 102＋…＋a 110)＝__100__.解析：由log 2a n ＋1＝1＋log 2a n ，可得log 2a n ＋1＝log 22a n ，即a n ＋1＝2a n ，所以数列{a n }是以a 1为首项，2为公比的等比数列．又a 1＋a 2＋…＋a 10＝1，所以a 101＋a 102＋…＋a 110＝(a 1＋a 2＋…＋a 10)×2100＝2100， 所以log 2(a 101＋a 102＋…＋a 110)＝log 22100＝100.10．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__(－∞，－1]∪[3，＋∞)__．解析：当q >0时，S 3＝a 1＋a 2＋a 3＝1＋a 1＋a 3≥1＋2a 1a 3＝1＋2a 22＝3； 当q <0时，S 3＝a 1＋a 2＋a 3＝1＋a 1＋a 3≤1－2a 1a 3＝1－2a 22＝－1， 所以S 3的取值范围是(－∞，－1]∪[3，＋∞)．11．(2018·石家庄质检)已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列，若a 1＝1，a 2·a 4＝16.(1)设b n ＝log 2a n ，求数列{b n }的通项公式； (2)求数列{a n ·b n }的前n 项和S n . 解析：(1)设数列{a n }的公比为q (q >0)，由⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，a 2a 4＝16，得q 4＝16，所以q ＝2，则a n ＝2n －1. 又b n ＝log 2a n ，所以b n ＝n －1. (2)由(1)可知a n ·b n ＝(n －1)·2n －1，则S n ＝0×20＋1×21＋2×22＋…＋(n －1)·2n －1， 2S n ＝0×21＋1×22＋2×23＋…＋(n －1)·2n ， 两式相减，得－S n ＝2＋22＋23＋…＋2n －1－(n －1)·2n ＝2－2n 1－2－(n －1)·2n ＝2n (2－n )－2， 所以S n ＝2n (n －2)＋2.12．(2016·高考全国卷Ⅲ)已知数列{a n }的前n 项和S n ＝1＋λa n ，其中λ≠0. (1)证明{}a n 是等比数列，并求其通项公式； (2)若S 5＝3132，求λ.解析：(1)证明：由题意得a 1＝S 1＝1＋λa 1， 故λ≠1，a 1＝11－λ，a 1≠0. 由S n ＝1＋λa n ，S n ＋1＝1＋λa n ＋1，得a n ＋1＝λa n ＋1－λa n ， 即(λ－1)a n ＋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.。
2022版高考数学一轮复习第7章第3讲等比数列及其前n项和训练含解析
第七章 第3讲[A 级 基础达标]1．(2020年昆明模拟)已知正项等比数列{a n }中，a 2a 3＝a 4，若S 3＝31，则a n ＝( ) A ．2·5n B ．2·5n －1 C ．5n D ．5n －1【答案】D2．(2020年成都模拟)已知等比数列{a n }的各项均为正数，若log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 12＝12，则a 6a 7＝( )A ．1B ．3C ．6D ．9 【答案】D3．若等比数列{a n }的前n 项和为S n ＝3·⎝⎛⎭⎫12n ＋m (n ∈N *)，则实数m 的取值为( ) A ．－32 B ．－1 C ．－3 D ．一切实数【答案】C4．(2021年吉林模拟)《张丘建算经》中“今有马行转迟，次日减半，疾七日，行七百里．问日行几何？”意思是：“现有一匹马行走的速度逐渐变慢，每天走的里数是前一天的一半，连续行走7天，共走了700里路，问每天走的里数为多少？”则该匹马第一天走的里数为( )A ．128127B ．44 800127C ．700127D ．17532【答案】B5．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 1＝2，S 6S 2＝21，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和为( )A ．516或1116B ．516或716C ．516或1516D ．316或716【答案】C 【解析】设等比数列{a n }的公比为q ，则由a 1＝2，S 6S 2＝21，得2×(1－q 6)1－q 2×(1－q 2)1－q＝1－q 61－q2＝21，整理得q 4＋q 2－20＝0，解得q ＝2或q ＝－2，所以a n ＝2n 或a n ＝2·(－2)n －1．当a n ＝2n 时，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和S 4＝12＋14＋18＋116＝1516；当a n ＝2·(－2)n －1时，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前4项和S 4＝12－14＋18－116＝516.6．记S n 为等比数列{a n }的前n 项和．若a 1＝13，a 24＝a 6，则S 5＝________.【答案】1213 【解析】设等比数列的公比为q ，由已知a 1＝13，a 24＝a 6，所以⎝⎛⎭⎫13q 32＝13q 5，又q ≠0，所以q ＝3，所以S 5＝a 1(1－q 5)1－q ＝13×(1－35)1－3＝1213.7．等比数列{a n }中各项均为正数，S n 是其前n 项和，且满足2S 3＝8a 1＋3a 2，a 4＝16，则S 4＝________.【答案】30 【解析】设等比数列{a n }的公比为q ＞0，由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧2a 1(1＋q ＋q 2)＝a 1(8＋3q )，a 1q 3＝16，解得a 1＝q ＝2，则S 4＝2×(24－1)2－1＝30.8．(2021年南通二模)在正项等比数列{a n }中，S n 为其前n 项和，已知2a 6＝3S 4＋1，a 7＝3S 5＋1，则该数列的公比q 为________．【答案】3 【解析】由2a 6＝3S 4＋1，a 7＝3S 5＋1，得a 7－2a 6＝3(S 5－S 4)＝3a 5，即a 5q 2－2a 5q ＝3a 5，则q 2－2q －3＝0，解得q ＝－1或q ＝3.因为{a n }是正项等比数列，所以q ＝3.9．已知等比数列{a n }中，公比q ＝2，a 4是a 3＋2，a 5－6的等差中项． (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)因为等比数列{a n }中，公比q ＝2，a 4是a 3＋2，a 5－6的等差中项，所以2a 4＝(a 3＋2)＋(a 5－6)．所以2(a 1×23)＝(a 1×22＋2)＋(a 1×24－6)，解得a 1＝1． 所以数列{a n }的通项公式a n ＝2n－1．(2)因为等比数列{a n }中，公比q ＝2，首项a 1＝1， 所以数列{a n }的前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝1－2n 1－2＝2n－1．10．已知等比数列{a n }，公比q ＞0，a n ＋2＝a n ＋1＋2a n ，5为a 1，a 3的等差中项．(1)求数列{a n }的通项； (2)求数列{a n }的前n 项和．解：(1)因为等比数列{a n }中，公比q ＞0，a n ＋2＝a n ＋1＋2a n ，5为a 1，a 3的等差中项， 所以⎩⎪⎨⎪⎧a n ≠0，a n q 2＝a n q ＋2a n，a 1＋a 1q 2＝10，解得a 1＝2，q ＝2，所以a n ＝2n .(2)数列{a n }的前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝2×(1－2n )1－2＝2n ＋1－2.[B 级 能力提升]11．等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 2a 3＝2a 1，且a 4与2a 7的等差中项为54，则S 5＝( )A ．29B ．31C ．33D ．36【答案】B 【解析】因为数列{a n }是等比数列，a 2·a 3＝a 1·a 4＝2a 1，所以a 4＝2.因为a 4与2a 7的等差中项为54，所以12(a 4＋2a 7)＝54，故有a 7＝14.所以q 3＝a 7a 4＝18，所以q ＝12，所以a 1＝a 4q 3＝16.所以S 5＝16×⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫1251－12＝31． 12．(多选)(2020年淮安模拟)已知数列{a n }是等比数列，那么下列数列一定是等比数列的是( )A ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a nB ．{log 2a n }C ．{a n ·a n ＋1}D ．{a n ＋a n ＋1＋a n ＋2}【答案】ACD 【解析】由题意，可设等比数列{a n }的公比为q (q ≠0)，则a n ＝a 1·q n －1．对于A ，1a n ＝1a 1q n －1＝1a 1·⎝⎛⎭⎫1q n －1，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是一个以1a 1为首项，1q 为公比的等比数列；对于B ，log 2a n ＝log 2(a 1·q n －1)＝log 2a 1＋(n －1)log 2q ，所以数列{log 2a n }是一个以log 2a 1为首项，log 2q 为公差的等差数列；对于C ，因为a n ＋1·a n ＋2a n ·a n ＋1＝a n ＋2a n ＝a 1·q n ＋1a 1·q n －1＝q 2，所以数列{a n ·a n ＋1}是一个以q 2为公比的等比数列；对于D ，因为a n ＋1＋a n ＋2＋a n ＋3a n ＋a n ＋1＋a n ＋2＝q (a n ＋a n ＋1＋a n ＋2)a n ＋a n ＋1＋a n ＋2＝q ，所以数列{a n＋a n ＋1＋a n ＋2}是一个以q 为公比的等比数列．13．(2020年仙桃测试)各项均为正数的等比数列{a n }中，若a 1≥1，a 2≤2，a 3≥3，则a 4的取值范围是________．【答案】⎣⎡⎦⎤92，8 【解析】设{a n }的公比为q ，则根据题意得q ＝a 2a 1＝a 3a 2，所以32≤q ≤2，a 4＝a 3q ≥92，a 4＝a 2q 2≤8，所以a 4∈⎣⎡⎦⎤92，8. 14．(一题两空)(2020年徐州模拟)已知正项等比数列{a n }满足a 2 020＝2a 2 018＋a 2 019，若存在两项a m ，a n 使得a m ·a n ＝4a 1，则n ＋4m mn的最小值是________，此时m 2＋n 2＝________.【答案】3220 【解析】设正项等比数列{a n }的公比为q ，若{a n }满足a 2 020＝2a 2 018＋a 2 019，则有q 2＝2＋q ，解得q ＝2或q ＝－1(舍去)．由a m ·a n ＝4a 1，得a m ·a n ＝16a 21，得2m＋n －2＝16＝24，则m ＋n ＝6.所以n ＋4m mn ＝1m ＋4n ＝16×(m ＋n )×⎝⎛⎭⎫1m ＋4n ＝16×⎝⎛⎭⎫5＋n m ＋4m n .由nm ＋4m n≥2n m ·4m n ＝4，当且仅当n ＝2m ，即n ＝2m ＝4时等号成立．所以n ＋4m mn ≥16×(5＋4)＝32，此时m 2＋n 2＝20.15．(2020年北京二模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝1，________.是否存在正整数k (k ＞1)，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列？若存在，求出k 的值；若不存在，说明理由．从①a n ＋1－2a n ＝0，②S n ＝S n －1＋n (n ≥2)，③S n ＝n 2这三个条件中任选一个，补充在上面问题中并作答．解：若选①a n ＋1－2a n ＝0，则由a 1＝1，知a n ≠0，所以a n ＋1a n＝2，所以{a n }是首项为1，公比为2的等比数列．所以a 1＝1，a k ＝2k －1，S k ＋2＝1－2k ＋21－2＝2k ＋2－1．若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则(2k －1)2＝1×(2k ＋2－1)＝2k ＋2－1．左边为偶数，右边为奇数，即不存在正整数k (k ＞1)，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列． 若选②S n ＝S n －1＋n (n ≥2)，即S n －S n －1＝n ⇒a n ＝n (n ≥2)．又a 1＝1适合上式，所以{a n }是首项为1，公差为1的等差数列．所以a 1＝1，a k ＝k ，S k ＋2＝(k ＋2)(k ＋3)2.若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则k 2＝1×(k ＋2)(k ＋3)2，解得k ＝6(k ＝－1舍去)．所以存在正整数k ＝6，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列．若选③S n ＝n 2，则a n ＝S n －S n －1＝n 2－(n －1)2＝2n －1(n ≥2)，又a 1＝1适合上式， 所以{a n }是首项为1，公差为2的等左数列．所以a ＝1，a k ＝2k －1，S k ＋2＝(k ＋2)2. 若a 1，a k ，S k ＋2成等比数列，则(2k －1)2＝1×(k ＋2)2，解得k ＝3⎝⎛⎭⎫k ＝－13舍去. 所以存在正整数k ＝3，使得a 1，a k ，S k ＋2成等比数列．[C 级 创新突破]16．(2020年驻马店期末)若数列{a n }满足1a n ＋1－3a n ＝0(n ∈N *)，则称{a n }为“梦想数列”，已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 为“梦想数列”，且b 1＋b 2＋b 3＝2，则b 3＋b 4＋b 5＝( )A ．18B ．16C ．32D ．36【答案】A 【解析】若⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 为“梦想数列”，则由题意得11b n ＋1－31b n＝0，即b n ＋1－3b n ＝0，b n ＋1b n ＝3，即{b n }为公比为3的等比数列．由b 1＋b 2＋b 3＝2，得b 3＋b 4＋b 5＝32(b 1＋b 2＋b 3)＝18.17．(2020年北京)已知{a n }是无穷数列．给出两个性质：①对于{a n }中任意两项a i ，a j (i ＞j )，在{a n }中都存在一项a m ，使得a 2ia j ＝a m ；②对于{a n }中任意一项a n (n ≥3)，在{a n }中都存在两项a k ，a l (k ＞l )，使得a n ＝a 2ka l .(1)若a n ＝n (n ＝1,2，…)，判断数列{a n }是否满足性质①，说明理由；(2)若a n ＝2n －1(n ＝1,2，…)，判断数列{a n }是否同时满足性质①和性质②，说明理由； (3)若{a n }是递增数列，且同时满足性质①和性质②，求证：{a n }为等比数列． 解：(1)不满足，理由：a 23a 2＝92∉N *，所以不存在一项a m ，使得a 23a 2＝a m .(2)数列{a n }同时满足性质①和性质②，理由：a 2ia j ＝(2i －1)22j －1＝22i －22j －1＝22i －j －1，因为a 2i －j ＝22i－j －1，所以满足性质①.对于任意的n ≥3，欲满足a n ＝2n －1＝a 2k a l＝22k －l －1，只需满足n ＝2k －l 即可． 令l ＝n －2，则k ＝n －1，且符合k ＞l ≥1，所以满足性质②.所以{a n }同时满足性质①和性质②.(3)对于a 1＞0，因为{a n }递增，所以a n ＞0.由性质②，取n ＝3，则存在a k ，a l (k ＞l )，使a 3＝a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k ，所以k ＜3.所以k ＝2，l ＝1． 所以a 3＝a 22a 1.所以{a n }中a 1，a 2，a 3三项成等比．对于a 1＜0，由性质①，取i ＝2，j ＝1，则存在a m ，使a m ＝a 22a 1.易证a m ≠a 2，即m ≠2.若a m ＝a 1，则只能a 21＝a 22，此时a 2＝－a 1＞0.所以当n ≥2时，a n ＞0.取i ＞2，j ＝1，因为{a n }递增，a i ＞a 2＞0，所以a m ＝a 2i a j ＝a 2i a 1＜a 22a 1＝a 1，显然不存在满足不等式的m ，矛盾．a m ＝a 1也不成立，所以m ≥3.而a m a 1＝a 22＞0，所以a m 与a 1同号，所以a m＜0. 所以a 3＜0，a 2＜0.所以a 1，a 2，a 3同号． 如下证明，对任意k ≥2，a k ＜0时，则a k ＋1＜0. 由性质①，取i ＝k ，j ＝k －1，则存在m ，使a m ＝a 2ka k －1.首先a m 与a k －1同号，由递增数列，知a k －1＜a k ＜0，所以a m ＜0. 假设m ≤k ，则a m ≤a k ＜0.所以|a m |≥|a k |＞0，结合a k －1＜a k ＜0，有|a k －1|≥|a k |＞0，显然|a m ||a k －1|＞|a k |2与a m a k －1＝a 2k矛盾，所以m ≥k ＋1，a m ≥a k ＋1．又a m ＜0，所以a k ＋1＜0.所以{a n }同号且均为负数．所以对于{a n }，a m ＞a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k 恒成立．所以a 3＝a 2ka l ＝a k a l ·a k ＞a k ，得3＞k ＞1．所以k ＝2，l ＝1．所以a 3＝a 22a 1.综上，当n ≤3时，{a n }为等比数列．假设当n ≤k (显然k ≥3)时，a 1，a 2，…，a m 成等比，设其通项公式为a n ＝a 1q n －1(n ≤k )，下证a k ＋1＝a 1q k .由性质①，取i ＝k ，j ＝k －1，则存在m ，使a m ＝a 2ia j ＝(a 1q k －1)2a 1q k －2＝a 1q k . 假设m ≠k ＋1，此时必有m ≥k ＋2. 由递增数列知，a k ＜a k ＋1＜a m ， 即a 1q k －1＜a k ＋1＜a 1q k .令a k ＋1＝a 1q s ，此时k －1＜s ＜k ，所以s ∈N *.另一方面，由性质②，对a k ＋1，存在u ，v (u ＞v )，使a k ＋1＝a 2u a v ＝a ua v ·a u ＞a u，所以u ＜k ＋1，即u ≤k 且v ≤k .所以a k ＋1＝a 2u a v ＝a 21q 2u －2a 1qv －1＝a 1q 2u －v －1．而2u －v －1∈N *，s ∈N * ，a 1≠0， 所以a 1q 2u－v－1≠a 1q s .而这两个都是a k ＋1的表达式，矛盾． 所以m ＝k ＋1．所以a k ＋1＝a 1q k .所以当n ≤k ＋1时，a 1，a 2，…，a k ＋1也成等比． 综上，{a n }为等比数列．。
2023年高考数学(文科)一轮复习——等比数列及其前n项和
第3节 等比数列及其前n 项和考试要求 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.了解等比数列与指数函数的关系.1.等比数列的概念(1)如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数，那么这个数列叫做等比数列.数学语言表达式：a na n －1＝q (n ≥2，q 为非零常数).(2)等比中项：如果a ，G ，b 成等比数列，那么G 叫做a 与b 的等比中项.那么Ga ＝b G，即G 2＝ab . 2. 等比数列的通项公式及前n 项和公式(1)若等比数列{a n }的首项为a 1，公比是q ，则其通项公式为a n ＝a 1q n －1； 通项公式的推广：a n ＝a m q n －m .(2)等比数列的前n 项和公式：当q ＝1时，S n ＝na 1；当q ≠1时，S n ＝a 1（1－q n ）1－q ＝a 1－a n q 1－q .3.等比数列的性质已知{a n }是等比数列，S n 是数列{a n }的前n 项和. (1)若k ＋l ＝m ＋n (k ，l ，m ，n ∈N *)，则有a k ·a l ＝a m ·a n .(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列，即a k ，a k ＋m ，a k ＋2m ，…仍是等比数列，公比为q m .(3)当q ≠－1，或q ＝－1且n 为奇数时，S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n ，…仍成等比数列，其公比为q n .1.若数列{a n }，{b n }(项数相同)是等比数列，则数列{c ·a n }(c ≠0)，{|a n |}，{a 2n}，⎩⎨⎧⎭⎬⎫1an ，{a n ·b n }，⎩⎨⎧⎭⎬⎫a nb n 也是等比数列.2.由a n ＋1＝qa n ，q ≠0，并不能立即断言{a n }为等比数列，还要验证a 1≠0.3.在运用等比数列的前n 项和公式时，必须注意对q ＝1与q ≠1分类讨论，防止因忽略q ＝1这一特殊情形而导致解题失误.4.三个数成等比数列，通常设为xq ，x ，xq ；四个符号相同的数成等比数列，通常设为x q 3，xq ，xq ，xq 3.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)等比数列的公比q 是一个常数，它可以是任意实数.( ) (2)三个数a ，b ，c 成等比数列的充要条件是b 2＝ac .( )(3)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.( )(4)数列{a n }为等比数列，则S 4，S 8－S 4，S 12－S 8成等比数列.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× 解析 (1)在等比数列中，q ≠0.(2)若a ＝0，b ＝0，c ＝0满足b 2＝ac ，但a ，b ，c 不成等比数列. (3)当a ＝1时，S n ＝na .(4)若a 1＝1，q ＝－1，则S 4＝0，S 8－S 4＝0，S 12－S 8＝0，不成等比数列. 2.(2021·北京一模)已知等比数列{a n }的公比q ＝－2，前6项和S 6＝21，则a 6＝( ) A.－32 B.－16C.16D.32答案 D解析 因为q ＝－2，S 6＝21，则有S 6＝a 1[1－（－2）6]1＋2＝a 1（－63）3＝－21a 1＝21，即a 1＝－1，所以a 6＝a 1q 5＝(－1)×(－2)5＝32.3.(2021·全国甲卷)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若S 2＝4，S 4＝6，则S 6＝( ) A.7 B.8 C.9 D.10答案 A解析 易知S 2，S 4－S 2，S 6－S 4构成等比数列，由等比中项得S 2(S 6－S 4)＝(S 4－S 2)2，即4(S 6－6)＝22，所以S 6＝7.4.若{a n }是公比为q (q ≠0)的等比数列，记S n 为{a n }的前n 项和，则下列说法不正确的是( )A.若a 1＞0，0＜q ＜1，则{a n }为递减数列B.若a 1＜0，0＜q ＜1，则{a n }为递增数列C.若q ＞0，则S 4＋S 6＞2S 5D.若b n ＝1a n，则{b n }是等比数列答案 C解析 A ，B 显然是正确的；C 中，若a 1＝1，q ＝12，则a 6＜a 5，即S 6－S 5＜S 5－S 4，故C 错误； D 中，b n ＋1b n ＝a n a n ＋1＝1q (q ≠0)，∴{b n }是等比数列.5.(2022·全国百校大联考)已知在等比数列{a n }中，a 1a 3a 11＝8，则a 2a 8＝________. 答案 4解析 设公比为q ，则a n ＝a 1q n －1， 则a 1·a 1q 2·a 1q 10＝8，所以a 31q 12＝8，所以a 1q 4＝2， 所以a 2a 8＝a 1q ·a 1q 7＝a 21q 8＝(a 1q 4)2＝4.6.(易错题)已知在等比数列{a n }中，a 3＝7，前三项之和S 3＝21，则公比q 的值是________.答案 1或－12解析 当q ＝1时，a 3＝7，S 3＝21，符合题意； 当q ≠1时，⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2＝7，a 1（1－q 3）1－q ＝21，得q ＝－12.综上，q 的值是1或－12.考点一 等比数列基本量的运算1.已知各项均为正数的等比数列{a n }的前4项和为15，且a 5＝3a 3＋4a 1，则a 3＝( ) A.16 B.8 C.4 D.2答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q ， 由a 5＝3a 3＋4a 1得q 4＝3q 2＋4，得q 2＝4. 因为数列{a n }的各项均为正数，所以q ＝2. 又a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1(1＋q ＋q 2＋q 3) ＝a 1(1＋2＋4＋8)＝15， 所以a 1＝1，所以a 3＝a 1q 2＝4.2.(2020·全国Ⅱ卷)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S na n＝( )A.2n －1B.2－21－nC.2－2n －1D.21－n －1答案 B解析 设等比数列{a n }的公比为q ，则q ＝a 6－a 4a 5－a 3＝2412＝2.所以S n a n＝a 1（1－2n ）1－2a 12n －1＝2n －12n －1＝2－21－n . 3.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1＝13，a 24＝a 6，则S 5＝________. 答案1213解析 由a 24＝a 6得(a 1q 3)2＝a 1q 5，整理得q ＝1a 1＝3.所以S 5＝a 1（1－q 5）1－q ＝13（1－35）1－3＝1213.4.(2020·新高考海南卷)已知公比大于1的等比数列{a n }满足a 2＋a 4＝20，a 3＝8. (1)求{a n }的通项公式；(2)求a 1a 2－a 2a 3＋…＋(－1)n －1a n a n ＋1. 解 (1)设{a n }的公比为q (q >1)， 且a 2＋a 4＝20，a 3＝8.∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ＋a 1q 3＝20，a 1q 2＝8消去a 1，得q ＋1q ＝52，则q ＝2，或q ＝12(舍).因此q ＝2，a 1＝2， 所以{a n }的通项公式a n ＝2n .(2)易知(－1)n －1a n a n ＋1＝(－1)n －1·22n ＋1， 则数列{(－1)n －122n ＋1}公比为－4.故a 1a 2－a 2a 3＋…＋(－1)n －1·a n a n ＋1 ＝23－25＋27－29＋…＋(－1)n －1·22n ＋1 ＝23[1－（－4）n ]1＋4＝85[1－(－4)n ]＝85－(－1)n ·22n ＋35.感悟提升 1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题，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)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，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 q1－q .考点二 等比数列的判定与证明例1 S n 为等比数列{a n }的前n 项和，已知a 4＝9a 2，S 3＝13，且公比q >0. (1)求a n 及S n ；(2)是否存在常数λ，使得数列{S n ＋λ}是等比数列？若存在，求λ的值；若不存在，请说明理由. 解 (1)易知q ≠1，由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3＝9a 1q ，a 1（1－q 3）1－q＝13，q >0，解得a 1＝1，q ＝3，∴a n ＝3n －1，S n ＝1－3n 1－3＝3n －12.(2)假设存在常数λ，使得数列{S n ＋λ}是等比数列，∵S 1＋λ＝λ＋1，S 2＋λ＝λ＋4，S 3＋λ＝λ＋13， ∴(λ＋4)2＝(λ＋1)(λ＋13)，解得λ＝12， 此时S n ＋12＝12×3n ，则S n ＋1＋12S n ＋12＝12×3n ＋112×3n ＝3，故存在常数λ＝12，使得数列{S n ＋12}是以32为首项，3为公比的等比数列. 感悟提升 1.证明一个数列为等比数列常用定义法与等比中项法，其他方法只用于选择题、填空题中的判定；若证明某数列不是等比数列，则只要证明存在连续三项不成等比数列即可.2.在利用递推关系判定等比数列时，要注意对n ＝1的情形进行验证. 训练1 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. (1)证明 ∵a n ＋S n ＝n ①， ∴a n ＋1＋S n ＋1＝n ＋1②. ②－①得a n ＋1－a n ＋a n ＋1＝1， 所以2a n ＋1＝a n ＋1，∴2(a n ＋1－1)＝a n －1，又a 1＋a 1＝1， 所以a 1＝12，∴a 1－1＝－12≠0， 因为a n ＋1－1a n －1＝12，∴c n ＋1c n ＝12.故{c n }是以c 1＝a 1－1＝－12为首项，12为公比的等比数列. (2)解 由(1)知c n ＝－12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.∵c n ＝a n －1，∴a n ＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.考点三 等比数列的性质及应用 角度1 项与和的性质例 2 (1)若等比数列{a n }的各项均为正数，且a 1a 10＝9，则log 9a 1＋log 9a 2＋…＋log 9a 10＝( ) A.6 B.5 C.4D.1＋log 352(2)(2021·衡水模拟)等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 10＝1，S 30＝7，则S 40＝________. 答案 (1)B (2)15解析 (1)log 9a 1＋log 9a 2＋…＋log 9a 10＝log 9[(a 1a 10)·(a 2a 9)·(a 3a 8)·(a 4a 7)·(a 5a 6)]＝log 995＝5，故选B.(2)∵等比数列{a n }的前n 项和为S 10＝1，S 30＝7， ∴S 10、S 20－S 10、S 30－S 20、S 40－S 30成等比数列， 即1、S 20－1、7－S 20、S 40－7成等比数列，∴(S 20－1)2＝1×(7－S 20)，解得S 20＝3或S 20＝－2(舍)， 所以1、2、4、S 40－7成等比数列， 所以S 40－7＝8，解得S 40＝15. 角度2 等比数列的最值例3 数列{a n }的前n 项和为S n ，且3a n ＋S n ＝4(n ∈N *)，设b n ＝na n ，则数列{b n }的项的最大值为( ) A.8164 B.2716C.32D.2答案 B解析 由条件可知：3a n ＋S n ＝4，3a n －1＋S n －1＝4(n ≥2).相减，得a n ＝34a n －1. 又3a 1＋S 1＝4a 1＝4，故a 1＝1. 则a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫34n －1，b n ＝n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n －1.设{b n }中最大的项为b n ，则⎩⎪⎨⎪⎧b n ≥b n －1，b n ≥b n ＋1.即⎩⎨⎧n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n －1≥（n －1）⎝ ⎛⎭⎪⎫34n －2，n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n －1≥（n ＋1）⎝ ⎛⎭⎪⎫34n.解之得3≤n ≤4.∴{b n }的项的最大值为b 3＝b 4＝2716.感悟提升 (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)涉及等比数列的单调性与最值的问题，一般要考虑公比与首项的符号对其的影响.训练2 (1)公比不为1的等比数列{a n }满足a 5a 6＋a 4a 7＝8，若a 2a m ＝4，则m 的值为( ) A.8B.9C.10D.11(2)(2022·成都诊断)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 8－2S 4＝5，则a 9＋a 10＋a 11＋a 12的最小值为( ) A.25B.20C.15D.10(3)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 6S 3＝3，则S 9S 6＝________. 答案 (1)B (2)B (3)73解析 (1)∵公比不为1的等比数列{a n }满足a 5a 6＋a 4a 7＝8，∴a 5a 6＝a 4a 7＝4，由a 2a m ＝4， ∴2＋m ＝5＋6＝11，解得m ＝9. (2)在正项等比数列{a n }中，S n >0， 因为S 8－2S 4＝5，则S 8－S 4＝5＋S 4， 易知S 4，S 8－S 4，S 12－S 8是等比数列， 所以(S 8－S 4)2＝S 4·(S 12－S 8)，所以S 12－S 8＝（S 4＋5）2S4＝25S 4＋S 4＋10≥225S 4·S 4＋10＝20(当且仅当S 4＝5时取等号) 因为a 9＋a 10＋a 11＋a 12＝S 12－S 8，所以a 9＋a 10＋a 11＋a 12的最小值为20. (3)法一 由等比数列的性质知，S 3，S 6－S 3，S 9－S 6仍成等比数列， 由已知得S 6＝3S 3，所以S 6－S 3S 3＝S 9－S 6S 6－S 3，即S 9－S 6＝4S 3，S 9＝7S 3，所以S 9S 6＝73.法二 因为{a n }为等比数列，由S 6S 3＝3，设S 6＝3a ，S 3＝a ，所以S 3，S 6－S 3，S 9－S 6为等比数列，即a ，2a ，S 9－S 6成等比数列，所以S 9－S 6＝4a ，解得S 9＝7a ，所以S 9S 6＝7a 3a ＝73.等比数列前n 项和性质的延伸在等比数列{a n }中，S n 表示{a n }的前n 项和，{a n }的公比为q ， 1.当S n ≠0时，S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n ，…成等比数列(n ∈N *). 2.S n ＋m ＝S n ＋q n S m ，特别地S 2n ＝S 奇＋qS 奇.例 (1)已知等比数列{a n }共有2n 项，其和为－240，且奇数项的和比偶数项的和大80，则公比q ＝________.(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________.答案 (1)2 (2)3116解析 (1)由题设，S 偶＝S 奇－80，S 2n ＝－240.∴⎩⎪⎨⎪⎧S 奇＋qS 奇＝－240，qS 奇＝S 奇－80，∴⎩⎪⎨⎪⎧S 奇＝－80，q ＝2.(2)设等比数列{a n }的公比q ，易知S 3≠0.则S 6＝S 3＋S 3q 3＝9S 3，所以q 3＝8，q ＝2.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1，公比为12的等比数列，其前5项和为1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1251－12＝3116.1.设b ∈R ，数列{a n }的前n 项和S n ＝3n ＋b ，则( )A.{a n }是等比数列B.{a n }是等差数列C.当b ＝－1时，{a n }是等比数列D.当b ≠－1时，{a n }是等比数列答案 C解析 当n ＝1时，a 1＝S 1＝3＋b ，当n ≥2，a n ＝S n －S n －1＝(3n ＋b )－(3n －1＋b )＝2·3n －1，当b ＝－1时，a 1＝2适合a n ＝2·3n －1，{a n }为等比数列.当b ≠－1时，a 1不适合a n ＝2·3n －1，{a n }不是等比数列.2.已知{a n }是等比数列，a 2＝2，a 5＝14，则公比q 等于( )A.－12B.－2C.2D.12答案 D 解析 由题意知q 3＝a 5a 2＝18，即q ＝12. 3.(2022·郑州模拟)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，a 2＝－8，a 7＝14，则S 6＝( )A.－212B.152C.212D.632 答案 C解析 设等比数列{a n }公比为q ，则a 7＝a 2q 5，又a 2＝－8，a 7＝14，∴q ＝－12，故a 1＝16，又S n ＝a 1（1－q n ）1－q， 即S 6＝16×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－1261－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝16×636432＝212.4.(2021·安庆三模)某工厂生产A 、B 、C 三种产品的数量刚好构成一个公比为q (q ≠1)的等比数列，现从全体产品中按分层随机抽样的方法抽取一个样本容量为260的样本进行调查，其中C 产品的数量为20，则抽取的A 产品的数量为( )A.100B.140C.180D.120答案 C解析 ∵A 、B 、C 三种产品的数量刚好构成一个公比为q 的等比数列，C 产品的数量为20，∴A 产品的数量为20q 2，B 产品的数量为20q， ∵样本容量为260，∴20q 2＋20q ＋20＝260，解得q ＝13或－14(舍去)，q ＝13，则A 产品的数量为20q 2＝2019＝180，故选C.5.(2021·全国甲卷)等比数列{a n }的公比为q ，前n 项和为S n .设甲：q ＞0，乙：{S n }是递增数列，则( )A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件答案 B解析 当a 1＜0，q ＞1时，a n ＝a 1q n －1＜0，此时数列{S n }递减，所以甲不是乙的充分条件.当数列{S n }递增时，有S n ＋1－S n ＝a n ＋1＝a 1q n ＞0，若a 1＞0，则q n ＞0(n ∈N *)，即q ＞0；若a 1＜0，则q n ＜0(n ∈N *)，不存在这样的q ，所以甲是乙的必要条件.综上，甲是乙的必要条件但不是充分条件.6.(2021·西安调研)已知数列{a n }为各项均为正数的等比数列，S n 是它的前n 项和，若a 1a 7＝4，且a 4＋2a 7＝52，则S 5＝( )A.32B.31C.30D.29 答案 B解析 由a 1a 7＝a 24＝4，且a n >0，得a 4＝2，又a 4＋2a 7＝52，所以a 4(1＋2q 3)＝52，解得q ＝12，从而a 1＝16.故S 5＝16⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1251－12＝31.7.(2022·郑州期末)朱载堉(1536－1611)是中国明代一位杰出的律学家、数学家和历学家，他的著作《律学新说》中制作了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制，各相邻两律之间的频率之比完全相等，亦称“十二等程律”，即一个八度13个音，相邻两个音之间的频率之比相等，且最后一个音是最初那个音的频率的2倍.设第三个音的频率为f 1，第七个音的频率为f 2，则f 2f 1＝______.答案 213解析 由题意知，可以将每个音的频率看作等比数列{a n }中的项，一共13项，且a n ＋1a n ＝q ，∵最后一个音是最初那个音的频率的2倍，∴a 13＝2a 1，即a 1q 12＝2a 1，可得q 12＝2，∴f 2f 1＝a 7a 3＝a 1q 6a 1q 2＝q 4＝(q 12)13＝213， ∴f 2f 1＝213. 8.(2021·河南六市联考)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 3＝7，S 6＝63，则a 1＝________.答案 1解析 由于S 3＝7，S 6＝63知公比q ≠1，又S 6＝S 3＋q 3S 3，得63＝7＋7q 3.∴q 3＝8，q ＝2.由S 3＝a 1（1－q 3）1－q ＝a 1（1－8）1－2＝7，得a 1＝1. 9.(2022·上海外国语附中月考)设数列{x n }满足log a x n ＋1＝1＋log a x n (a ＞0，a ≠1)，若x 1＋x 2＋…＋x 100＝100，则x 101＋x 102＋…＋x 200＝________. 答案 100a 100解析 ∵log a x n ＋1＝1＋log a x n (a ＞0，a ≠1)，则1＝log a x n ＋1－log a x n ＝log a x n ＋1x n， ∴x n ＋1x n＝a ， ∴数列{x n }是公比为a 的等比数列，∵x 1＋x 2＋…＋x 100＝100，∴x 101＋x 102＋…＋x 200＝a 100(x 1＋x 2＋…＋x 100)＝100a 100.10.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)设数列{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 }的通项公式为a n ＝(－2)n －1或a n ＝2n －1.(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 ＝6.11.已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且满足2S n ＝－a n ＋n (n ∈N *).(1)求证：数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n －12为等比数列； (2)求数列{a n －1}的前n 项和T n .(1)证明 2S n ＝－a n ＋n ，当n ≥2时2S n －1＝－a n －1＋n －1，两式相减，得2a n ＝－a n ＋a n －1＋1，即a n ＝13a n －1＋13.∴a n －12＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫a n －1－12， ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n －12为等比数列.(2)解 由2S 1＝－a 1＋1，得a 1＝13， 由(1)知，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n －12是以－16为首项，13为公比的等比数列. ∴a n －12＝－16⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1＝－12⎝ ⎛⎭⎪⎫13n ， ∴a n ＝－12⎝ ⎛⎭⎪⎫13n ＋12， ∴a n －1＝－12⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －12， ∴T n ＝－16⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫13n 1－13－n 2 ＝14⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1－n 2. 12.若正项等比数列{a n }满足a n a n ＋1＝22n (n ∈N *)，则a 6－a 5的值是( )A. 2B.－16 2C.2D.16 2 答案 D解析 设正项等比数列{a n }的公比为q ＞0，∵a n a n ＋1＝22n (n ∈N *)，∴a n ＋1a n ＋2a n a n ＋1＝22（n ＋1）22n ＝4＝q 2，解得q ＝2， ∴a n a n ＋1＝a 2n ×2＝22n ，a n ＞0，解得a n ＝22n －12，则a 6－a 5＝2112－292＝162，故选D.13.(2022·长沙模拟)已知等比数列{a n }中，a 2＝2，a 5＝14，则满足a 1a 2＋a 2a 3＋…＋a n a n ＋1≤212成立的最大正整数n 的值为________.答案 3解析 已知{a n }为等比数列，设其公比为q ，由a 5＝a 2·q 3得，2·q 3＝14，q 3＝18，解得q ＝12，又a 2＝2，∴a 1＝4.∵a n ＋1a n ＋2a n a n ＋1＝q 2＝14，∴数列{a n a n ＋1}也是等比数列，其首项为a 1a 2＝8，公比为14. ∴a 1a 2＋a 2a 3＋…＋a n a n ＋1＝323(1－4－n )≤212，从而有⎝ ⎛⎭⎪⎫14n ≥164. ∴n ≤3.故n max ＝3.14.(2022·合肥质量检测)已知公比不为1的等比数列{a n }满足a 1＋a 3＝5，且a 1，a 3，a 2构成等差数列.(1)求{a n }的通项公式；(2)记S n 为{a n }的前n 项和，求使S k ＞238成立的最大正整数k 的值.解 (1)设公比为q .由题意得a 1＋a 2＝2a 3，∴a 1(1＋q －2q 2)＝0，又∵a 1≠0，∴q ＝－12或1(舍)，∵a 1＋a 3＝5，∴a 1(1＋q 2)＝5，∴a 1＝4，∴a n ＝4·⎝ ⎛⎭⎪⎫－12n －1.(2)S n ＝4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12n 1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝83⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12n . ∵S k ＞238，∴83⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12k ＞238， ∴564＜－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12k，显然，k 为奇数，即⎝ ⎛⎭⎪⎫12k ＞564＞464＝⎝ ⎛⎭⎪⎫124. 解得k ≤3，所以满足条件的最大正整数k 的值为3.。
备考高考数学一轮复习：29 等比数列及其前n项和（解析版）
备考2020年高考数学一轮复习：29 等比数列及其前n项和一、单选题1.（2019•全国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. 16B. 8C. 4D. 22.等比数列前项和为，则下列一定成立的是（）A. 若,则B. 若,则C. 若,则D. 若,则3.已知等比数列{an}中，a1+a2=3，a3+a4=12，则a5+a6=( ）．A. 3B. 15C. 48D. 634.若三个实数成等比数列，其中，，则（）A. 2B.C.D. 45.已知数列是由正数组成的等比数列，为其前项和.已知，则( )A. B. C. D.6.设{a n}为等比数列，给出四个数列：①{2a n}，②{a n2}，③{2an}，④{log2la n}．其中一定为等比数列的是（）A. ①②B. ①③C. ②③D. ②④7.已知为等比数列的前项和，且，则（）A. 510B. 510C. 1022D. 10228.已知等比数列满足，，则（）A. B. 2 C. 或 2 D. 29.已知正项等比数列的前项和为，若，则（）A. B. C. D.10.设等比数列的前n项和为，若，，则A. 144B. 81C. 45D. 6311.设等比数列的公比，前项和为，则=（）A. B. C. D.12.记数列的前项和为.已知，，则（）A. B. C. D.二、填空题13.（2019•卷Ⅰ）记S n为等比数列{a n}的前n项和。
若a1=，，则S5=________14.已知等比数列中，，则公比________；________．15.已知数列{a n}的首项a1＝2，数列{b n}为等比数列，且b n＝.若b10b11＝2，则a21＝________.16.已知等比数列中，，，则________．17.无穷等比数列各项和的值为2，公比，则首项的取值范围是________三、解答题18.已知数列满足．（1）证明：是等比数列；（2）求．19.（2019•卷Ⅱ）已知是各项均为正数的等比数列，，。
2021高考数学一轮复习考点规范练：30等比数列及其前n项和(含解析)
2021高考数学一轮复习考点规范练：30等比数列及其前n项和（含解析）基础巩固1.在正项等比数列{a n}中,a2,a48是方程2x2-7x+6=0的两个根,则a1·a2·a25·a48·a49的值为()AB.9C.±9D.35答案:B解析:∵a2,a48是方程2x2-7x+6=0的两个根,∴a2·a48=3.又a1·a49=a2·a48==3,a25>0,∴a1·a2·a25·a48·a49==9故选B.2.“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起 ,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为()A fB fC fD f答案:D解析:由题知,这十三个单音的频率构成首项为f,公比为的等比数列,则第八个单音的频率为f=f.3.已知{a n}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10=()A.7B.5C.-5D.-7答案:D解析:∵{a n}为等比数列,∴a5a6=a4a7=-8.联立可解得当时,q3=-,故a1+a10=+a7q3=-7;当时,q3=-2,故a1+a10=+a7q3=-7.综上可知,a1+a10=-7.4.(2019云南玉溪五调)已知正项等比数列{a n}满足a3=1,a5与a4的等差中项为,则a1的值为()A.4B.2CD答案:A解析:设等比数列{a n}的公比为q,则q>0.由题意,得a5+a4=1,a3q2+a3q=1,q2+q=1,2q2+3q-2=0,解得q=或q=-2(舍去),故a1==4.5.等差数列{a n}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{a n}前6项的和为()A.-24B.-3C.3D.8答案:A解析:设等差数列的公差为d,则d≠0,=a2·a6,即(1+2d)2=(1+d)(1+5d),解得d=-2,所以S6=6×1+(-2)=-24,故选A.6.(2019广西崇左天等高级中学高三模拟)已知数列{a n}为等比数列,首项a1=2,数列{b n}满足b n=log2a n,且b2+b3+b4=9,则a5=()A.8B.16C.32D.64答案:C解析:由题意知{b n}为等差数列,因为b2+b3+b4=9,所以b3=3,因为b1=1,所以公差d=1,则b n=n,即n=log2a n,故a n=2n,于是a5=25=32.7.设数列{a n}是首项为a1,公差为-1的等差数列,S n为其前n项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值为.答案:-解析:由已知得S1=a1,S2=a1+a2=2a1-1,S4=4a1+(-1)=4a1-6.∵S1,S2,S4成等比数列,∴(2a1-1)2=a1(4a1-6),整理,得2a1+1=0,解得a1=-8.若等差数列{a n}和等比数列{b n}满足a1=b1=-1,a4=b4=8,则=.答案:1解析:设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q,由题意知-1+3d=-q3=8,即解得故=1.9.(2019广西桂林、崇左联合模拟)已知数列{a n}满足a n=2a n-1+1(n≥2),a4=15.(1)求a1,a2,a3;(2)判断数列{a n+1}是否为等比数列,并说明理由;(3)求数列{a n}的前n项和S n.解:(1)由a n=2a n-1+1及a4=15知a4=2a3+1,解得a3=7,同理得a2=3,a1=1.(2)由a n=2a n-1+1知a n+1=2a n-1+2,即a n+1=2(a n-1+1),故{a n+1}是以a1+1=2为首项,公比为2的等比数列.(3)∵a n+1=(a1+1)·2n-1,∴a n=2n-1.∴S n=a1+a2+a3+…+a n=(21-1)+(22-1)+(23-1)+…+(2n-1)=(21+22+23+…+2n)-n=-n=2n+1-2-n.10.已知{a n}是公差为3的等差数列,数列{b n}满足b1=1,b2=,a n b n+1+b n+1=nb n.(1)求{a n}的通项公式;(2)求{b n}的前n项和.解:(1)由已知,a1b2+b2=b1,b1=1,b2=,得a1=2.所以数列{a n}是首项为2,公差为3的等差数列,通项公式为a n=3n-1.(2)由(1)和a n b n+1+b n+1=nb n,得b n+1=,因此{b n}是首项为1,公比为的等比数列.记{b n}的前n项和为S n,则S n=11.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S4=4(a3+1),3a3=5a4,数列{b n}是等比数列,且b1b2=b3,2b1=a5.(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)求数列{|a n|}的前n项和T n.解:(1)设等差数列{a n}的公差为d.∵S4=4(a3+1),3a3=5a4,解得∴a n=11-2n.设数列{b n}的公比为q.∵b1b2=b3,2b1=a5,解得b n=(2)由(1)知,S n=10n-n2.由a n=11-2n≤0可知n≥5.5,即a1>0,a2>0,…,a5>0,a6<0,a7<0,…,a n<0.故当n≤5时,T n=S n=10n-n2;当n≥6时,T n=2S5-S n=n2-10n+50.于是T n=能力提升12.若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于()A.6B.7C.8D.9答案:D解析:∵a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,∴a+b=p,ab=q.∵p>0,q>0,∴a>0,b>0.又a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,或解①得解②得∴p=a+b=5,q=1×4=4.∴p+q=9.故选D.13.如图,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形的腰上再连接正方形,……如此继续下去得到一个树形图形,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,则其最小的正方形的边长为.答案:解析:由题意,得各正方形的边长构成以为首项,为公比的等比数列.已知共得到1023个正方形,则1+2+…+2n-1=1023,解得n=10,故最小的正方形的边长为14.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为.答案:64解析:设{a n}的公比为q.由已知a1+a3=10,a2+a4=a1q+a3q=5,两式相除得,解得q=,a1=8,所以a1a2…a n=8n,抛物线f(n)=-n2+n的对称轴为n=-=3.5,又n∈N*,所以当n=3或n=4时,a1a2…a n取最大值为=26=64.15.已知等比数列{a n}与等差数列{b n},a1=b1=1,a1≠a2,a1,a2,b3成等差数列,b1,a2,b4成等比数列.(1)求{a n},{b n}的通项公式;(2)设S n,T n分别是数列{a n},{b n}的前n项和,若S n+T n>100,求n的最小值.解:(1)设数列{a n}的公比为q,数列{b n}的公差为d,则解得(舍)或故a n=2n-1,b n=n.(2)由(1)易知S n==2n-1,T n=由S n+T n>100,得2n+>101.是单调递增数列,且26+=85<101,27+=156>101,∴n的最小值为7.高考预测16.已知数列{a n}满足a1=5,a2=5,a n+1=a n+6a n-1(n≥2).(1)求证:{a n+1+2a n}是等比数列;(2)求数列{a n}的通项公式.(1)证明∵a n+1=a n+6a n-1(n≥2),∴a n+1+2a n=3a n+6a n-1=3(a n+2a n-1)(n≥2).又a1=5,a2=5,∴a2+2a1=15,∴a n+2a n-1≠0(n≥2),=3(n≥2),∴数列{a n+1+2a n}是以15为首项,3为公比的等比数列.(2)解由(1)得a n+1+2a n=15×3n-1=5×3n,则a n+1=-2a n+5×3n,∴a n+1-3n+1=-2(a n-3n).又a1-3=2,∴a n-3n≠0,∴{a n-3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列.∴a n-3n=2×(-2)n-1,即a n=2×(-2)n-1+3n=3n-(-2)n.。
北师大文科数学高考总复习练习：等比数列及其前n项和 含答案
第3讲等比数列及其前n项和基础巩固题组(建议用时：40分钟)一、选择题1．已知{a n}，{b n}都是等比数列，那么() A．{a n＋b n}，{a n·b n}都一定是等比数列B．{a n＋b n}一定是等比数列，但{a n·b n}不一定是等比数列C．{a n＋b n}不一定是等比数列，但{a n·b n}一定是等比数列D．{a n＋b n}，{a n·b n}都不一定是等比数列解析两个等比数列的积仍是一个等比数列．答案 C2．在等比数列{a n}中，如果a1＋a4＝18，a2＋a3＝12，那么这个数列的公比为()A．2 B.12C．2或12D．－2或12解析设数列{a n}的公比为q，由a1＋a4a2＋a3＝a1(1＋q3)a1(q＋q2)＝1＋q3q＋q2＝(1＋q)(1－q＋q2)q(1＋q)＝1－q＋q2q＝1812，得q＝2或q＝12.故选C.答案 C3．(教材改编)一个蜂巢里有1只蜜蜂．第1天，它飞出去找回了5个伙伴；第2天，6只蜜蜂飞出去，各自找回了5个伙伴……如果这个找伙伴的过程继续下去，第6天所有的蜜蜂都归巢后，蜂巢中一共有________只蜜蜂() A．55 986 B．46 656C．216 D．36解析设第n天蜂巢中的蜜蜂数量为a n，根据题意得数列{a n}成等比数列，a1＝6，q＝6，所以{a n}的通项公式a n＝6×6n－1，到第6天，所有的蜜蜂都归巢后，蜂巢中一共有a6＝6×65＝66＝46 656只蜜蜂，故选B.答案 B4．(2015·全国Ⅱ卷)已知等比数列{a n}满足a1＝3，a1＋a3＋a5＝21，则a3＋a5＋a7＝() A．21 B．42 C．63 D．84解析设等比数列{a n}的公比为q，则由a1＝3，a1＋a3＋a5＝21得3(1＋q2＋q4)＝21，解得q2＝－3(舍去)或q2＝2，于是a3＋a5＋a7＝q2(a1＋a3＋a5)＝2×21＝42，故选B.答案 B5．设各项都是正数的等比数列{a n}，S n为前n项和，且S10＝10，S30＝70，那么S40等于() A．150 B．－200C．150或－200 D．400或－50解析依题意，数列S10，S20－S10，S30－S20，S40－S30成等比数列，因此有(S20－S10)2＝S10(S30－S20)．即(S20－10)2＝10(70－S20)，故S20＝－20或S20＝30，又S20＞0，因此S20＝30，S20－S10＝20，S30－S20＝40，故S40－S30＝80.S40＝150.故选A.答案 A二、填空题6．(2017·安庆模拟)在等比数列{a n}中，S n表示前n项和，若a3＝2S2＋1，a4＝2S3＋1，则公比q等于________．解析 两式相减得a 4－a 3＝2a 3，从而求得a 4a 3＝3.即q ＝3.答案 37．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________．解析 因为a 8＝a 2q 6，a 6＝a 2q 4，a 4＝a 2q 2，所以由a 8＝a 6＋2a 4得a 2q 6＝a 2q 4＋2a 2q 2，消去a 2q 2，得到关于q 2的一元二次方程(q 2)2－q 2－2＝0，解得q 2＝2，q 2＝－1舍去，a 6＝a 2q 4＝1×22＝4. 答案 48．已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 4＝3S 2，a 3＝2，则a 7＝________.解析 设等比数列{a n }的首项为a 1，公比为q ，显然q ≠1且q ＞0，因为S 4＝3S 2，所以a 1(1－q 4)1－q ＝3a 1(1－q 2)1－q ，解得q 2＝2，因为a 3＝2，所以a 7＝a 3q 4＝2×22＝8. 答案 8 三、解答题9．在等比数列{a n }中，a 2＝3，a 5＝81. (1)求a n ；(2)设b n ＝log 3a n ，求数列{b n }的前n 项和S n . 解 (1)设{a n }的公比为q ，依题意得 ⎩⎨⎧ a 1q ＝3，a 1q 4＝81，解得⎩⎨⎧a 1＝1，q ＝3. 因此，a n ＝3n －1.(2)因为b n ＝log 3a n ＝n －1，所以数列{b n }的前n 项和S n ＝n (b 1＋b n )2＝n 2－n 2.10．(2017·合肥模拟)设{a n }是公比为q 的等比数列．(1)推导{a n }的前n 项和公式；(2)设q ≠1，证明数列{a n ＋1}不是等比数列． 解 (1)设{a n }的前n 项和为S n ， 当q ＝1时，S n ＝a 1＋a 1＋…＋a 1＝na 1； 当q ≠1时，S n ＝a 1＋a 1q ＋a 1q 2＋…＋a 1q n －1，① qS n ＝a 1q ＋a 1q 2＋…＋a 1q n ，② ①－②得，(1－q )S n ＝a 1－a 1q n ，∴S n ＝a 1(1－q n)1－q，∴S n ＝⎩⎨⎧na 1，q ＝1，a 1(1－q n )1－q ，q ≠1.(2)假设{a n ＋1}是等比数列，则对任意的k ∈N ＋， (a k ＋1＋1)2＝(a k ＋1)(a k ＋2＋1)， a 2k ＋1＋2a k ＋1＋1＝a k a k ＋2＋a k ＋a k ＋2＋1，a 21q 2k ＋2a 1q k ＝a 1qk －1·a 1q k ＋1＋a 1q k －1＋a 1q k ＋1， ∵a 1≠0，∴2q k ＝q k －1＋q k ＋1.∵q ≠0，∴q 2－2q ＋1＝0，∴q ＝1，这与已知矛盾． 故数列{a n ＋1}不是等比数列．能力提升题组 (建议用时：20分钟)11．在正项等比数列{a n }中，已知a 1a 2a 3＝4，a 4a 5a 6＝12，a n －1a n a n ＋1＝324，则n 等于( )A ．12B ．13C ．14D ．15 解析 设数列{a n }的公比为q ，由a 1a 2a 3＝4＝a 31q 3与a 4a 5a 6＝12＝a 31q 12， 可得q 9＝3，a n －1a n a n ＋1＝a 31q3n －3＝324， 因此q 3n －6＝81＝34＝q 36， 所以n ＝14，故选C.答案 C12．(2016·临沂模拟)数列{a n}中，已知对任意n∈N＋，a1＋a2＋a3＋…＋a n＝3n －1，则a21＋a22＋a23＋…＋a2n等于()A．(3n－1)2 B.12(9n－1)C．9n－1 D.14(3n－1)解析∵a1＋a2＋…＋a n＝3n－1，n∈N＋，n≥2时，a1＋a2＋…＋a n－1＝3n－1－1，∴当n≥2时，a n＝3n－3n－1＝2·3n－1，又n＝1时，a1＝2适合上式，∴a n＝2·3n－1，故数列{a2n}是首项为4，公比为9的等比数列．因此a21＋a22＋…＋a2n＝4(1－9n)1－9＝12(9n－1)．答案 B13．(2017·南昌模拟)在等比数列{a n}中，a2＝1，则其前3项的和S3的取值范围是________．解析当q>0时，S3＝a1＋a2＋a3＝1＋a1＋a3≥1＋2a1a3＝1＋2a22＝3，当且仅当a1＝a3＝1时等号成立．当q<0时，S3＝a1＋a2＋a3＝1＋a1＋a3≤1－2a1a3＝1－2a22＝－1，当且仅当a1＝a3＝－1时等号成立．所以，S3的取值范围是(－∞，－1]∪[3，＋∞)．答案(－∞，－1]∪[3，＋∞)14．(2015·四川卷)设数列{a n}(n＝1,2,3，…)的前n项和S n满足S n＝2a n－a1，且a1，a2＋1，a3成等差数列．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ，求使得|T n －1|＜11 000成立的n 的最小值．解 (1)由已知S n ＝2a n －a 1， 有a n ＝S n －S n －1＝2a n －2a n －1(n ≥2)， 即a n ＝2a n －1(n ≥2)，所以q ＝2. 从而a 2＝2a 1，a 3＝2a 2＝4a 1，又因为a 1，a 2＋1，a 3成等差数列，即a 1＋a 3＝2(a 2＋1)， 所以a 1＋4a 1＝2(2a 1＋1)，解得a 1＝2，所以，数列{a n }是首项为2，公比为2的等比数列， 故a n ＝2n . (2)由(1)得1a n＝12n ，所以T n ＝12＋122＋…＋12n ＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1－12＝1－12n . 由|T n －1|＜11 000，得⎪⎪⎪⎪⎪⎪1－12n －1＜11 000， 即2n ＞1 000，因为29＝512＜1 000＜1 024＝210，所以n ≥10， 于是，使|T n －1|＜11 000成立的n 的最小值为10.。
2020届高三(文)一轮复习：课堂达标28 等比数列及其前n项和
◆牛刀小试•成功靠岸◆课堂达标(二十八)[A 基础巩固练]1．(2018·湖南省常德市一模)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 3＝14，a 3＝8，则a 6等于( )A ．16B ．32C ．64D ．128 [解析] ∵S 3＝14，a 3＝8，∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1－q 31－q ＝14a 1q 2＝8， 解得a 1＝2，q ＝2，∴a 6＝a 1q 5＝2×32＝64，故选：C.[答案] C2．(2018·衡水模拟)已知正数组成的等比数列{a n }，若a 1·a 20＝100，那么a 7＋a 14的最小值为( ) A ．20 B ．25 C ．50D ．不存在[解析] (a 7＋a 14)2＝a 27＋a 214＋2a 7·a 14≥4a 7a 14＝4a 1a 20＝400.∴a 7＋a 14≥20. [答案] A3．(2018·河北三市第二次联考)古代数学著作《九章算术》有如下问题：“今有女子善织，日自倍，五日织五尺，问日织几何？”意思为：“一女子善于织布，每天织的布都是前一天的2倍，已知她5天共织布5尺，问这女子每天分别织布多少？”根据上题的已知条件，若要使织布的总尺数不少于30，该女子所需的天数至少为( )A ．7B ．8C ．9D ．10 [解析] 设该女子第一天织布x 尺，则－251－2＝5，得x ＝531，∴前n 天所织布的尺数为531(2n－1)．由531(2n －1)≥30，得2n≥187，则n 的最小值为8. [答案] B4．(2018·成都模拟)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等于( )A ．16(1－4－n) B ．16(1－2－n) C.323(1－4－n) D.323(1－2－n) [解析] ∵a 2＝2，a 5＝14，∴a 1＝4，q ＝12.a 1a 2＋a 2a 3＋…＋a n a n ＋1＝323(1－4－n)．[答案] C5．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( )A ．－2B ．2C ．－3D ．3[解析] 设公比为q ，若q ＝1，则S 2m S m ＝2，与题中条件矛盾，故q≠1.∵S 2mS m ＝a 1－q2m1－qa 1－q m 1－q＝q m＋1＝9，∴q m＝8.∴a 2m a m ＝a 1q 2m －1a 1q m －1＝q m ＝8＝5m ＋1m －1，∴m ＝3，∴q 3＝8，∴q ＝2. [答案] B6．(2018·郑州一模)已知数列{a n }满足a 1a 2a 3…a n ＝2n 2(n ∈N *)，且对任意n ∈N *都有1a 1＋1a 2＋…＋1a n<t ，则实数t 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫13，＋∞B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫13，＋∞C.⎝ ⎛⎭⎪⎫23，＋∞ D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫23，＋∞ [解析] ∵数列{a n }满足a 1a 2a 3…a n ＝2n 2，∴n ＝1时，a 1＝2，当n≥2时，a 1a 2a 3…a n －1＝2(n －1)2，可得：a n ＝22n －1，∴1a n ＝122n －1，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等比数列，首项为12，公比为14，∴1a 1＋1a 2＋…＋1a n ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14n 1－14＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14n <23，因为对任意n ∈N *都有1a 1＋1a 2＋…＋1a n <t ，则t 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫23，＋∞，故选D. [答案] D7．已知数列{a n }的首项为1，数列{b n }为等比数列且b n ＝a n ＋1a n ，若b 10·b 11＝2，则a 21＝______.[解析] ∵b 1＝a 2a 1＝a 2，b 2＝a 3a 2，∴a 3＝b 2a 2＝b 1b 2，∵b 3＝a 4a 3，∴a 4＝b 1b 2b 3，…，a n ＝b 1b 2b 3…b n －1，∴a 21＝b 1b 2b 3…b 20＝(b 10b 11)10＝210＝1 024. [答案] 1 0248．(2018·长春调研)在正项等比数列{a n }中，已知a 1a 2a 3＝4，a 4a 5a 6＝12，a n －1a n a n ＋1＝324，则n ＝______. [解析] 设数列{a n }的公比为q ， 由a 1a 2a 3＝4＝a 31q 3与a 4a 5a 6＝12＝a 31q 12， 可得q 9＝3，a n －1a n a n ＋1＝a 31q 3n －3＝324，因此q3n －6＝81＝34＝q 36，所以n ＝14.[答案] 149．(2018·河北武邑中学二模)设公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 2，a 5，a 11成等比数列，且a 11＝2(S m －S n )(m>n>0，m ，n ∈N *)，则m ＋n 的值是______．[解析] a 25＝a 2a 11⇒(a 1＋4d)2＝(a 1＋d)(a 1＋10d)，(d≠0)整理得a 1＝2d ，a 11＝2(S m －S n )， 可得a 1＋10d ＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤ma 1＋－2－na 1－－2d ，化简得(m 2－n 2)＋3(m －n)＝12， 即(m －n)(m ＋n ＋3)＝12， 因为m>n>0，m ，n ∈N *，所以m ＝5，n ＝4，所以m ＋n ＝9，故填：9. [答案] 910．数列{a n }满足：a 1＋2a 2＋…＋na n ＝4－n ＋22n －1，n ∈N *.(1)求a 3的值；(2)求数列{a n }的前n 项和T n . [解] (1)令n ＝1⇒a 1＝1； 令n ＝2⇒a 1＋2a 2＝2⇒a 2＝12；令n ＝3⇒a 1＋2a 2＋3a 3＝4－54⇒a 3＝14.(2)当n≥2时，a 1＋2a 2＋3a 3＋…＋(n －1)a n －1＝4－n ＋12n －2，①a 1＋2a 2＋3a 3＋…＋(n －1)a n －1＋na n ＝4－n ＋22n －1.②②－①，得na n ＝n ＋12n －2－n ＋22n －1＝n 2n －1，∴a n ＝12n －1，又∵当n ＝1时，a 1＝1也适合a n ＝12n －1，∴a n ＝12n －1(n ∈N *)，易证数列{a n }是等比数列，首项a 1＝1，公比q ＝12.∴数列{a n }的前n 项和T n ＝a 1－q n1－q＝2－12n －1.[B 能力提升练]1．设{a n }是各项为正数的无穷数列，A i 是边长为a i ，a i ＋1的矩形的面积(i ＝1,2，…)，则{A n }为等比数列的充要条件是( )A ．{a n }是等比数列B ．a 1，a 3，…，a 2n －1，…或a 2，a 4，…，a 2n ，…是等比数列C ．a 1，a 3，…，a 2n －1，…和a 2，a 4，…，a 2n ，…均是等比数列D ．a 1，a 3，…，a 2n －1，…和a 2，a 4，…，a 2n ，…均是等比数列，且公比相同[解析] ∵A i ＝a i a i ＋1，若{A n }为等比数列，则A n ＋1A n ＝a n ＋1a n ＋2a n a n ＋1＝a n ＋2a n 为常数，即A 2A 1＝a 3a 1，A 3A 2＝a 4a 2，….∴a 1，a 3，a 5，…，a 2n －1，…和a 2，a 4，…，a 2n ，…成等比数列，且公比相等．反之，若奇数项和偶数项分别成等比数列，且公比相等，设为q ，则A n ＋1A n ＝a n ＋2a n＝q ，从而{A n }为等比数列．[答案] D2．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这三个数可适当排序后成等差数列，也可适当排序后成等比数列，则p ＋q 的值等于( )A ．6B ．7C ．8D ．9[解析] 由题意知：a ＋b ＝p ，ab ＝q ，∵p>0，q>0，∴a>0，b>0.在a ，b ，－2这三个数的6种排序中，成等差数列的情况有a ，b ，－2；b ，a ，－2；－2，a ，b ；－2，b ，a ；成等比数列的情况有a ，－2，b ；b ，－2，a.∴⎩⎪⎨⎪⎧ab ＝4，2b ＝a －2或⎩⎪⎨⎪⎧ab ＝4，2a ＝b －2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝4，b ＝1或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝4.∴p ＝5，q ＝4，∴p ＋q ＝9，故选D. [答案] D3．(2018·衡水中学第六次调研)各项均为正数的数列{a n }首项为，且满足a 2n －a n a n －1－n(n ＋1)a 2n －1＝0，公差不为零的等差数列{b n }的前项和为S n ，S 5＝15，且b 1，b 3，b 9成等比数列设c n ＝b na n ，求数列{c n }的前项和T n ＝______.[解析] (1)a 2n －a n a n －1－n(n ＋1)a 2n －1＝(a n ＋na n －1)(a n －(n ＋1)a n －1)＝0，因为{a n }各项均为正数，则a n＋na n －1>0，∴a n －(n ＋1)a n －1＝0即a n ＝(n ＋1)a n －1则a n －1＝na n －2，a n －2＝(n －1)a n －3，…a 2＝3a 1上面n －1个式子相乘得a n ＝(n ＋1)！，设{b n }的公差d,5b 1＋10d ＝15，(b 1＋2d)2＝b 1(b 1＋8d)，解之得b 1＝1，d ＝1，b n ＝n ，c n ＝b na n＝n ＋！＝n·n！＋！n ！＝1n ！－1＋！. [答案] 1－1＋4．(2017·课标Ⅰ)几位大学生响应国家的创业号召，开发了一款应用软件．为激发大家学习数学的兴趣，他们推出了“解数学题获取软件激活码”的活动．这款软件的激活码为下面数学问题的答案：已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16，…，其中第一项是20，接下来的两项是20,21，再接下来的三项是20,21,22，依此类推．求满足如下条件的最小整数N ：N>100且该数列的前N 项和为2的整数幂．那么该款软件的激活码是( )A ．440B ．330C ．220D ．110[解析] 由题意得，数列如下： 1， 1,2， 1,2,4， …1,2,4，…，2k －1…则该数列的前1＋2＋…＋k ＝＋2项和为S ⎝⎛⎭⎪⎫＋2＝1＋(1＋2)＋…＋(1＋2＋…＋2k )＝2k ＋1－k －2要使＋2>100，有k≥14，此时k ＋2<2k ＋1，所以k ＋2是之后的等比数列1,2，…，2k ＋1的部分和，即k ＋2＝1＋2＋…＋2t －1＝2t－1，所以k ＝2t－3≥14，则t≥5，此时k ＝25－3＝29， 对应满足的最小条件为N ＝29×302＋5＝440，故选A. [答案] A5．(2018·太原二模)已知各项均为正数的数列{a n }满足a 2n ＋1－a 2n ＝a 2n ＋a n a n ＋1，且a 2＋a 4＝2a 3＋4，其中n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式； (2)设数列{b n }满足b n ＝na n ＋n(n ∈N *)，若存在正整数m ，n(1＜m ＜n)，使得b 1，b m ，b n 成等比数列，求m ，n 的值．[解] (1)因为a 2n ＋1－a 2n ＝a 2n ＋a n a n ＋1，即(a n ＋1＋a n )(2a n －a n ＋1)＝0，又a n ＞0，所以有2a n －a n ＋1＝0，即2a n ＝a n ＋1，所以数列{ a n }是公比为2的等比数列，由a 2＋a 4＝2a 3＋4，得2a 1＋8a 1＝8a 1＋4，解得a 1＝2，所以，数列{a n }的通项公式为a n ＝2n (n ∈N *)．(2)b n ＝na n ＋n＝n 2n ＋1，若b 1，b m ，b n 成等比数列，则⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2m ＋12＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n ＋1，即3m 2＋n(2m 2－4m －1)＝0，所以2m 2－4m －1＜0，解得1－62＜m ＜1＋62，又m ∈N *，且m ＞1，所以m ＝2，此时n ＝12. [C 尖子生专练]已知数列{a n }中，a 1＝1，a n ·a n ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，记T 2n 为{a n }的前2n 项的和，b n ＝a 2n ＋a 2n －1，n ∈N *.(1)判断数列{b n }是否为等比数列，并求出b n ； (2)求T 2n .[解] (1)∵a n ·a n ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，∴a n ＋1·a n ＋2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1，∴a n ＋2a n ＝12，即a n ＋2＝12a n .∵b n ＝a 2n ＋a 2n －1，∴b n ＋1b n ＝a 2n ＋2＋a 2n ＋1a 2n ＋a 2n －1＝12a 2n ＋12a 2n －1a 2n ＋a 2n －1＝12，∵a 1＝1，a 1·a 2＝12，∴a 2＝12⇒b 1＝a 1＋a 2＝32.∴{b n }是首项为32，公比为12的等比数列．∴b n ＝32×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝32n .(2)由(1)可知，a n ＋2＝12a n ，∴a 1，a 3，a 5，…是以a 1＝1为首项，以12为公比的等比数列；a 2，a 4，a 6，…是以a 2＝12为首项，以12为公比的等比数列，∴T 2n ＝(a 1＋a 3＋…＋a 2n －1)＋(a 2＋a 4＋…＋a 2n )＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1－12＋12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1－12＝3－32n .。
高考一轮复习--考点规范练30-等比数列及其前n项和
=
������[������-(-������)������������������ ] ������+������
=2.
������ ������
5.(2015 四川模拟)正项等比数列{an}满足:a3=a2+2a1,若存在 am,an,使得 aman=16������������ ������ ,则������ + ������的最 小值为( A. ������
D.16
=
������������������+������ ������������������
=16,∴q2=16.
∵anan+1=16n,可知公比 q 为正数,∴q=4.
2.在正项等比数列{an}中,a2,a48 是方程 2x2-7x+6=0 的两个根,则 a1· a2· a25· a48· a49 的值为( A. ������
������������
) B. ������
������������
C.������
������
D.������
������
答案:D
1
解析:由 a3=a2+2a1,得 q2=q+2,
∴q=2(q=-1 舍去).
m-1 n-1 由 aman=16������������ 2 =16, ������ 得 2 ∵m+n-2=4,∴m+n=6.
������������+������ ������������ ������������+������ ������������ ������
高考数学一轮复习 第六章 第3讲 等比数列及其前n项和 文(含解析)
第3讲 等比数列及其前n 项和一、选择题1.2＋1与2－1两数的等比中项是( )A ．1B ．－1C ．±1D.12解析 设等比中项为x ，则x 2＝(2＋1)(2－1)＝1，即x ＝±1. 答案 C2．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 ＝2Y B ．Y (Y －X )＝Z (Z －X )C ．Y 2＝XYD ．Y (Y －X )＝X (Z －X )解析 (特例法)取等比数列1,2,4，令n ＝1得X ＝1，Y ＝3，Z ＝7代入验算，选D. 答案 D3．已知等比数列{a n }为递增数列．若a 1>0，且2(a n ＋a n ＋2)＝5a n ＋1，则数列{a n }的公比q ＝( )． A ．2B.12C ．2或12D ．3解析 ∵2(a n ＋a n ＋2)＝5a n ＋1，∴2a n ＋2a n q 2＝5a n q ， 化简得，2q 2－5q ＋2＝0，由题意知，q >1.∴q ＝2. 答案 A4．在正项等比数列{a n }中，S n 是其前n 项和．若a 1＝1，a 2a 6＝8，则S 8＝( )． A ．8B ．15(2＋1)C ．15(2－1)D ．15(1－2)解析 ∵a 2a 6＝a 24＝8，∴a 21q 6＝8，∴q ＝2，∴S 8＝1－q81－q ＝15(2＋1)．答案 B5．已知等比数列{a n }的前n 项和S n ＝t ·5n －2－15，则实数t 的值为( )． A ．4B ．5C.45D.15解析 ∵a 1＝S 1＝15t －15，a 2＝S 2－S 1＝45t ，a 3＝S 3－S 2＝4t ，∴由{a n }是等比数列知⎝ ⎛⎭⎪⎫45t 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫15t －15·4t ，显然t ≠0，所以t ＝5.答案 B6．在由正数组成的等比数列{a n }中，若a 3a 4a 5＝3π，则sin(log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 7)的值为 ( )． A.12B.32C ．1D ．－32解析 因为a 3a 4a 5＝3π＝a 34，所以a 4＝3π3.log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 7＝log 3(a 1a 2…a 7)＝log 3a 74＝7log 33π3＝7π3，所以sin(log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 7)＝32. 答案 B 二、填空题7．设1＝a 1≤a 2≤…≤a 7，其中a 1，a 3，a 5，a 7成公比为q 的等比数列，a 2，a 4，a 6成公差为1的等差数列，则q 的最小值是________．解析 设a 2＝t ，则1≤t ≤q ≤t ＋1≤q 2≤t ＋2≤q 3，由于t ≥1，所以q ≥max{t ，t ＋1，3t ＋2}故q 的最小值是33.答案338．在等比数列{a n }中，若公比q ＝4，且前3项之和等于21，则该数列的通项公式a n ＝________.解析 由题意知a 1＋4a 1＋16a 1＝21，解得a 1＝1， 所以数列{a n }的通项公式a n ＝4n －1.答案 4n －19．设f (x )是定义在R 上恒不为零的函数，且对任意的实数x ，y ∈R ，都有f (x )·f (y )＝f (x ＋y )，若a 1＝12，a n ＝f (n )(n ∈N *)，则数列{a n }的前n 项和S n 的取值范围是________．解析 由已知可得a 1＝f (1)＝12，a 2＝f (2)＝[f (1)]2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122，a 3＝f (3)＝f (2)·f (1)＝[f (1)]3＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123，…，a n ＝f (n )＝[f (1)]n＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，∴S n ＝12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫122＋⎝ ⎛⎭⎪⎫123＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1－12＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，∵n ∈N *，∴12≤S n <1.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，1 10．等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，前n 项和为S n ，给出下列四个命题：①数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n 为等比数列；②若a 2＋a 12＝2，则S 13＝13；③S n ＝na n －n n －12d ；④若d >0，则S n 一定有最大值．其中真命题的序号是________(写出所有真命题的序号)．解析 对于①，注意到⎝ ⎛⎭⎪⎫12an ＋1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n ＋1－a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12d是一个非零常数，因此数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n 是等比数列，①正确．对于②，S 13＝13a 1＋a 132＝13a 2＋a 122＝13，因此②正确．对于③，注意到S n ＝na 1＋n n －12d ＝n [a n －(n －1)d ]＋n n －12d ＝na n －n n －12d ，因此③正确．对于④，S n ＝na 1＋n n －12d ，d >0时，S n 不存在最大值，因此④不正确．综上所述，其中正确命题的序号是①②③. 答案 ①②③ 三、解答题11．已知等比数列{a n }中，a 1＝13，公比q ＝13.(1)S n 为{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 ＋12.所以{b n }的通项公式为b n ＝－n n ＋12.12．已知数列{a n }的前n 项和为S n ，在数列{b n }中，b 1＝a 1，b n ＝a n －a n －1(n ≥2)，且a n ＋S n＝n .(1)设c n ＝a n －1，求证：{c n }是等比数列； (2)求数列{b n }的通项公式． (1)证明 ∵a n ＋S n ＝n ， ①∴a n ＋1＋S n ＋1＝n ＋1，②②－①得a n ＋1－a n ＋a n ＋1＝1，∴2a n ＋1＝a n ＋1，∴2(a n ＋1－1)＝a n －1， ∴a n ＋1－1a n －1＝12. ∵首项c 1＝a 1－1，又a 1＋a 1＝1. ∴a 1＝12，∴c 1＝－12，公比q ＝12.∴{c n }是以－12为首项，公比为12的等比数列．(2)解 由(1)可知c n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－12·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，∴a n ＝c n ＋1＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n.∴当n ≥2时，b n ＝a n －a n －1＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n . 又b 1＝a 1＝12代入上式也符合，∴b n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n .13．已知两个等比数列{a n }，{b n }，满足a 1＝a (a ＞0)，b 1－a 1＝1，b 2－a 2＝2，b 3－a 3＝3. (1)若a ＝1，求数列{a n }的通项公式； (2)若数列{a n }唯一，求a 的值．解 (1)设数列{a n }的公比为q ，则b 1＝1＋a ＝2，b 2＝2＋aq ＝2＋q ，b 3＝3＋aq 2＝3＋q 2，由b 1，b 2，b 3成等比数列得(2＋q )2＝2(3＋q 2)． 即q 2－4q ＋2＝0，解得q 1＝2＋2，q 2＝2－ 2. 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝(2＋2)n －1或a n ＝(2－2)n －1.(2)设数列{a n }的公比为q ，则由(2＋aq )2＝(1＋a )(3＋aq 2)，得aq 2－4aq ＋3a －1＝0(*)， 由a ＞0得Δ＝4a 2＋4a ＞0，故方程(*)有两个不同的实根． 由数列{a n }唯一，知方程(*)必有一根为0，代入(*)得a ＝13.14．数列{a n }的前n 项和记为S n ，a 1＝t ，点(S n ，a n ＋1)在直线y ＝3x ＋1上，n ∈N *. (1)当实数t 为何值时，数列{a n }是等比数列．(2)在(1)的结论下，设b n ＝log 4a n ＋1，c n ＝a n ＋b n ，T n 是数列{c n }的前n 项和，求T n . 解 (1)∵点(S n ，a n ＋1)在直线y ＝3x ＋1上， ∴a n ＋1＝3S n ＋1，a n ＝3S n －1＋1(n >1，且n ∈N *)．∴a n ＋1－a n ＝3(S n －S n －1)＝3a n ，∴a n ＋1＝4a n (n >1，n ∈N *)，a 2＝3S 1＋1＝3a 1＋1＝3t ＋1， ∴当t ＝1时，a 2＝4a 1，数列{a n }是等比数列．(2)在(1)的结论下，a n ＋1＝4a n ，a n ＋1＝4n ，b n ＝log 4a n ＋1＝n ，c n ＝a n ＋b n ＝4n －1＋n ，∴T n ＝c 1＋c 2＋…＋c n ＝(40＋1)＋(41＋2)＋…＋(4n －1＋n )＝(1＋4＋42＋…＋4n －1)＋(1＋2＋3＋…＋n )＝4n－13＋1＋n n 2.。
高考数学一轮等比数列及其前n项和专题卷
高考数学一轮等比数列及其前n项和专题卷一、单选题（共12题；共24分）1.设等比数列满足，，则的最大值为A. 32B. 128C. 64D. 2562.已知为等比数列, , ,则（）A. B. C. D.3.设{a n}是有正数组成的等比数列，为其前n项和。
已知a2·a4=1，,则（）A. B. C. D.4.在各项均为正数的等比数列中，若,则的值为（）A. 12B. 10C. 8D.5.在等比数列中，，，则公比等于（）．A. B. 或 C. D. 或6.已知数列是公差为的等差数列，为数列的前n项和.若成等比数列，则=（）A. B. 35 C. D. 257.已知等比数列{a n}中，a2＝1，则其前3项的和S3的取值范围是( )A. (－∞，－1]B. (－∞，0)∪(1，＋∞)C. [3，＋∞)D. (－∞，－1]∪[3，＋∞)8.已知数列为等比数列，且首项，公比，则数列的前10项的和为（）A. B. C. D.9.设等比数列的公比，前n项和为，则的值为（）A. B. C. D.10.等比数列中，已知，则此数列前17项之积为（）A. B. C. D.11.已知等比数列的公比，且，，则数列的前n项和（）A. B. C. D.12.等比数列的前项和为，己知，，则（）A. 7B. -9C. 7或-9D.二、填空题（共5题；共6分）13.数列中, 则通项________.14.已知数列首项为，且，则为________.15.在正项等比数列{a n}中，有a1a3+2a2a4+a3a5=16，则a2+a4=________．16.公差不为零的等差数列中，，，成等比数列，则其公比为________17.记为等比数列的前项和. 若，，则________.三、解答题（共5题；共50分）18.已知数列{a n}满足a1=3，n≥2时，a n-2a n-1=λ×3n．（Ⅰ）当λ=0时，求数列{a n}的前n项和S n：（Ⅱ）当λ=n时，求证：对任意n∈N*，为定值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§6.3 等比数列及其前n项和探考情悟真题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例考向关联考点等比数列的定义及通项公式①理解等比数列的概念.②掌握等比数列的通项公式.③了解等比数列与指数函数的关系2019课标全国Ⅲ,6,5分等比数列基本量的计算等比数列的求和公式★★★2019课标全国Ⅱ,18,12分等比数列基本量的计算等差数列求和公式2018课标全国Ⅰ,17,12分等比数列判定及通项公式递推公式2017课标全国Ⅱ,17,12分等比数列基本量的计算等差数列基本量的计算等比数列的性质及其应用能利用等比数列的性质解决相应的问题2015课标Ⅱ,9,5分等比数列下标和定理等比数列通项公式★★☆等比数列的前n项和掌握等比数列的前n项和公式2018课标全国Ⅲ,17,12分等比数列前n项和公式等比数列通项公式★★★2017课标全国Ⅰ,17,12分等比数列前n项和公式等差数列的判定2019课标全国Ⅰ,14,5分等比数列前n项和公式—分析解读本节在高考中主要考查等比数列的定义、性质、通项公式、前n项和公式及等比中项等相关内容.对等比数列的定义、通项公式、性质及等比中项的考查,常以选择题、填空题的形式出现,难度较小.对前n项和以及与其他知识(函数、不等式)相结合的考查,多以解答题的形式出现,注重题目的综合性与新颖性,突出对逻辑思维能力的考查.本节内容在高考中分值为5分左右,难度不大.破考点练考向【考点集训】考点一等比数列的定义及通项公式1.(2019河南濮阳模拟,6)已知等比数列{a n}各项均为正数,满足a1+a3=3,a3+a5=6,则a1a3+a2a4+a3a5+a4a6+a5a7=()A.62B.62√2C.61D.61√2答案A2.(2018湖北八校第一次联考,17)已知数列{a n}满足a1=1,a2=4,a n+2=4a n+1-4a n.(1)求证:{a n+1-2a n}是等比数列;(2)求{a n}的通项公式.答案(1)证明:由a n+2=4a n+1-4a n得a n+2-2a n+1=2a n+1-4a n=2(a n+1-2a n)=22(a n-2a n-1)=…=2n(a2-2a1)≠0,∴a n+2-2a n+1a n+1-2a n=2,∴{a n+1-2a n}是等比数列.(2)由(1)可得a n+1-2a n=2n-1(a2-2a1)=2n,∴a n+12n+1-a n2n=12,∴{a n2n}是首项为12,公差为12的等差数列,∴a n2n=n2,则a n=n·2n-1.考点二等比数列的性质及其应用(2018安徽马鞍山第二次教学质量监测,5)已知等比数列{a n}满足a1=1,a3·a5=4(a4-1),则a7的值为()A.2B.4C.92D.6答案 B考点三 等比数列的前n 项和1.(2020届河南信阳月考,6)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的值是( ) A.28B.32C.35D.41答案 B2.(2018广东佛山教学质量检测(二),16)数列{a n }满足a 1+3a 2+…+(2n-1)a n =3-2n+32n,n ∈N *,则a 1+a 2+…+a n = .答案 1-12n3.(2018湖南(长郡中学、衡阳八中)、江西(南昌二中)等十四校第二次联考,17)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,a 1=1,b 1=2,b 2=2a 2,b 3=2a 3+2. (1)求{a n },{b n }的通项公式;(2)若{a n b n}的前n 项和为S n ,求证:S n <2. 答案 (1)设{a n }的公差为d,{b n }的公比为q, 由题意得{2q =2(1+d),2q 2=2(1+2d)+2,解得{d =1,q =2或{d =-1,q =0(舍),∴a n =n,b n =2n.(2)证明:由(1)知a n b n =n 2n , ∴S n =12+222+323+…+n -12n -1+n2n ,则12S n =122+223+324+…+n -22n -1+n -12n +n2n+1, 两式相减得12S n =12+122+123+…+12n -n 2n+1=12[1-(12)n ]1-12-n 2n+1, ∴S n =2-(12)n -1-n 2n =2-n+22n ,∴S n <2.炼技法 提能力 【方法集训】方法 等比数列的判定方法1.(2019河南安阳模拟,15)如图所示,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形两直角边上再连接正方形,……,如此继续下去,若共得到1 023个正方形,设初始正方形的边长为√2,则最小正方形的边长为 .答案1162.(2019河南名校联盟尖子生第六次联合调研,17)已知数列{a n}满足a1=0,且a n+1-1=2a n(n∈N*).(1)求证:数列{a n+1}为等比数列;(2)求数列{a n}的前n项和S n.答案(1)证明:∵a n+1-1=2a n,∴a n+1+1=2(a n+1),又a1+1=1,∴数列{a n+1}是以1为首项,2为公比的等比数列.(2)由(1)知,a n+1=(a1+1)×2n-1=2n-1,∴a n=2n-1-1.∴S n=a1+a2+a3+…+a n=(20-1)+(21-1)+(22-1)+…+(2n-1-1)=(20+21+22+…+2n-1)-n=2n-n-1.【五年高考】A 组 统一命题·课标卷题组考点一 等比数列的定义及通项公式1.(2019课标全国Ⅲ,6,5分)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前4项和为15,且a 5=3a 3+4a 1,则a 3=( ) A.16B.8C.4D.2答案 C2.(2019课标全国Ⅱ,18,12分)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,a 1=2,a 3=2a 2+16. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和.答案 本题主要考查等比数列的概念及运算、等差数列的求和;考查学生的运算求解能力;体现了数学运算的核心素养. (1)设{a n }的公比为q,由题设得2q 2=4q+16,即q 2-2q-8=0. 解得q=-2(舍去)或q=4.因此{a n }的通项公式为a n =2×4n-1=22n-1.(2)由(1)得b n =(2n-1)log 22=2n-1,因此数列{b n }的前n 项和为1+3+…+2n-1=n 2. 3.(2018课标全国Ⅰ,17,12分)已知数列{a n }满足a 1=1,na n+1=2(n+1)a n .设b n =a n n. (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. 答案 (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 nn,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-1.4.(2017课标全国Ⅱ,17,12分)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.答案 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=3①.(1)由a 3+b 3=5得2d+q 2=6②.联立①和②解得{d =3,q =0(舍去),或{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.考点二 等比数列的性质及其应用(2015课标Ⅱ,9,5分)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答案 C考点三 等比数列的前n 项和1.(2015课标Ⅰ,13,5分)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= . 答案 62.(2019课标全国Ⅰ,14,5分)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,S 3=34,则S 4= . 答案583.(2018课标全国Ⅲ,17,12分)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. 答案 (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)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=6.4.(2017课标全国Ⅰ,17,12分)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.已知S 2=2,S 3=-6. (1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并判断S n+1,S n ,S n+2是否成等差数列.答案 (1)设{a n }的公比为q,由题设可得{a 1(1+q)=2,a 1(1+q +q 2)=-6.解得q=-2,a 1=-2.故{a n }的通项公式为a n =(-2)n.(2)由(1)可得S n =a 1(1-q n )1-q =-23+(-1)n·2n+13. 由于S n+2+S n+1=-43+(-1)n·2n+3-2n+23=2[-23+(-1)n ·2n+13]=2S n , 故S n+1,S n ,S n+2成等差数列.B 组 自主命题·省(区、市)卷题组考点一 等比数列的定义及通项公式(2018北京,5,5分)“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于√212.若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为( ) A.√23f B.√223f C.√2512f D.√2712f 答案 D考点二 等比数列的性质及其应用(2015广东,13,5分)若三个正数a,b,c 成等比数列,其中a=5+2√6,c=5-2√6,则b= . 答案 1考点三 等比数列的前n 项和1.(2018天津,18,13分)设{a n }是等差数列,其前n 项和为S n (n ∈N *);{b n }是等比数列,公比大于0,其前n 项和为T n (n ∈N *).已知b 1=1,b 3=b 2+2,b 4=a 3+a 5,b 5=a 4+2a 6. (1)求S n 和T n ;(2)若S n +(T 1+T 2+…+T n )=a n +4b n ,求正整数n 的值.答案 (1)设等比数列{b n }的公比为q.由b 1=1,b 3=b 2+2,可得q 2-q-2=0.因为q>0,可得q=2,故b n =2n-1.所以,T n =1-2n 1-2=2n-1. 设等差数列{a n }的公差为d.由b 4=a 3+a 5,可得a 1+3d=4. 由b 5=a 4+2a 6,可得3a 1+13d=16,从而a 1=1,d=1,故a n =n, 所以,S n =n(n+1)2. (2)由(1),有T 1+T 2+…+T n =(21+22+ (2))-n=2×(1-2n )1-2-n=2n+1-n-2. 由S n +(T 1+T 2+…+T n )=a n +4b n 可得n(n+1)2+2n+1-n-2=n+2n+1, 整理得n 2-3n-4=0,解得n=-1(舍),或n=4.所以,n 的值为4.2.(2016北京,15,13分)已知{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,且b 2=3,b 3=9,a 1=b 1,a 14=b 4. (1)求{a n }的通项公式;(2)设c n =a n +b n ,求数列{c n }的前n 项和. 答案 (1)等比数列{b n }的公比q=b 3b 2=93=3,(1分) 所以b 1=b 2q=1,b 4=b 3q=27.(3分) 设等差数列{a n }的公差为d. 因为a 1=b 1=1,a 14=b 4=27, 所以1+13d=27,即d=2.(5分) 所以a n =2n-1(n=1,2,3,…).(6分) (2)由(1)知,a n =2n-1,b n =3n-1. 因此c n =a n +b n =2n-1+3n-1.(8分)从而数列{c n }的前n 项和S n =1+3+…+(2n-1)+1+3+…+3n-1=n(1+2n -1)2+1-3n1-3=n 2+3n -12.(13分)C 组 教师专用题组考点一 等比数列的定义及通项公式1.(2014安徽,12,5分)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= .答案142.(2014福建,17,12分)在等比数列{a n }中,a 2=3,a 5=81. (1)求a n ;(2)设b n =log 3a n ,求数列{b n }的前n 项和S n . 答案 (1)设{a n }的公比为q,依题意得{a 1q =3,a 1q 4=81,解得{a 1=1,q =3.因此,a n =3n-1.(2)因为b n =log 3a n =n-1, 所以数列{b n }的前n 项和S n =n(b 1+b n )2=n 2-n2. 3.(2014北京,15,13分)已知{a n }是等差数列,满足a 1=3,a 4=12,数列{b n }满足b 1=4,b 4=20,且{b n -a n }为等比数列. (1)求数列{a n }和{b n }的通项公式; (2)求数列{b n }的前n 项和.答案 (1)设等差数列{a n }的公差为d,由题意得 d=a 4-a 13=12-33=3.所以a n =a 1+(n-1)d=3n(n=1,2,…).设等比数列{b n -a n }的公比为q,由题意得 q 3=b 4-a 4b 1-a 1=20-124-3=8,解得q=2.所以b n -a n =(b 1-a 1)q n-1=2n-1. 从而b n =3n+2n-1(n=1,2,…).(2)由(1)知b n =3n+2n-1(n=1,2,…).数列{3n}的前n 项和为32n(n+1),数列{2n-1}的前n 项和为1×1-2n 1-2=2n-1. 所以数列{b n }的前n 项和为32n(n+1)+2n-1.4.(2013四川,16,12分)在等比数列{a n }中,a 2-a 1=2,且2a 2为3a 1和a 3的等差中项,求数列{a n }的首项、公比及前n 项和. 答案 设该数列的公比为q.由已知,可得 a 1q-a 1=2,4a 1q=3a 1+a 1q 2,所以a 1(q-1)=2,q 2-4q+3=0,解得q=3或q=1.由于a 1(q-1)=2,因此q=1不合题意,应舍去. 故公比q=3,首项a 1=1.所以数列的前n 项和S n =3n -12. 5.(2013天津,19,14分)已知首项为32的等比数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且-2S 2,S 3,4S 4成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)证明S n +1S n≤136(n ∈N *).答案 (1)设等比数列{a n }的公比为q,因为-2S 2,S 3,4S 4成等差数列,所以S 3+2S 2=4S 4-S 3,即S 4-S 3=S 2-S 4,可得2a 4=-a 3,于是q=a 4a 3=-12.又a 1=32,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =32×(-12)n -1=(-1)n-1·32n . (2)证明:S n =1-(-12)n ,S n +1S n =1-(-12)n+11-(-12)n={2+12n(2n +1),n为奇数,2+12n (2n -1),n 为偶数.当n 为奇数时,S n +1S n 随n 的增大而减小,所以S n +1S n ≤S 1+1S 1=136. 当n 为偶数时,S n +1S n随n 的增大而减小,所以S n +1S n≤S 2+1S 2=2512. 故对于n ∈N *,有S n +1S n≤136.考点二 等比数列的性质及其应用1.(2018浙江,10,4分)已知a 1,a 2,a 3,a 4成等比数列,且a 1+a 2+a 3+a 4=ln(a 1+a 2+a 3).若a 1>1,则( ) A.a 1<a 3,a 2<a 4 B.a 1>a 3,a 2<a 4 C.a 1<a 3,a 2>a 4 D.a 1>a 3,a 2>a 4答案 B2.(2014大纲全国,8,5分)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.31B.32C.63D.64答案 C3.(2013辽宁,14,5分)已知等比数列{a n }是递增数列,S n 是{a n }的前n 项和.若a 1,a 3是方程x 2-5x+4=0的两个根,则S 6= . 答案 63考点三 等比数列的前n 项和1.(2013课标Ⅰ,6,5分)设首项为1,公比为23的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则( ) A.S n =2a n -1 B.S n =3a n -2 C.S n =4-3a n D.S n =3-2a n答案 D2.(2013江西,12,5分)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 .答案 63.(2013北京,11,5分)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 = . 答案 2;2n+1-24.(2015四川,16,12分)设数列{a n }(n=1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{1a n}的前n 项和为T n ,求T n . 答案 (1)由已知S n =2a n -a 1, 有a n =S n -S n-1=2a n -2a n-1(n ≥2), 即a n =2a n-1(n ≥2). 从而a 2=2a 1,a 3=2a 2=4a 1.又因为a 1,a 2+1,a 3成等差数列,即a 1+a 3=2(a 2+1). 所以a 1+4a 1=2(2a 1+1),解得a 1=2.所以,数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 故a n =2n.(2)由(1)得1a n =12n . 所以T n =12+122+…+12n =12[1-(12)n]1-12=1-12n . 5.(2015重庆,16,13分)已知等差数列{a n }满足a 3=2,前3项和S 3=92. (1)求{a n }的通项公式;(2)设等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 4=a 15,求{b n }的前n 项和T n . 解析 (1)设{a n }的公差为d,则由已知条件得 a 1+2d=2,3a 1+3×22d=92, 化简得a 1+2d=2,a 1+d=32, 解得a 1=1,d=12, 故通项公式a n =1+n -12,即a n =n+12. (2)由(1)得b 1=1,b 4=a 15=15+12=8. 设{b n }的公比为q,则q 3=b 4b 1=8,从而q=2, 故{b n }的前n 项和 T n =b 1(1-q n )1-q =1×(1-2n )1-2=2n-1. 6.(2014四川,19,12分)设等差数列{a n }的公差为d,点(a n ,b n )在函数f(x)=2x的图象上(n ∈N *). (1)证明:数列{b n }为等比数列;(2)若a 1=1,函数f(x)的图象在点(a 2,b 2)处的切线在x 轴上的截距为2-1ln2,求数列{a n b n 2}的前n 项和S n .答案 (1)证明:由已知可知,b n =2a n >0, 当n ≥1时,b n+1b n=2a n+1-a n =2d, 所以数列{b n }是首项为2a 1,公比为2d的等比数列.(2)函数f(x)=2x的图象在(a 2,b 2)处的切线方程为y-2a 2=(x-a 2)2a 2ln 2,该切线在x 轴上的截距为a 2-1ln2. 由题意知,a 2-1ln2=2-1ln2,解得a 2=2.所以d=a 2-a 1=1,a n =n,b n =2n,a n b n 2=n ·4n.于是,S n =1×4+2×42+3×43+…+(n-1)×4n-1+n×4n,4S n =1×42+2×43+…+(n-1)×4n +n×4n+1, 因此S n -4S n =4+42+ (4)-n×4n+1=4n+1-43-n×4n+1=(1-3n)4n+1-43. 所以S n =(3n -1)4n+1+49.7.(2013湖北,19,13分)已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,S 4,S 2,S 3成等差数列,且a 2+a 3+a 4=-18. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数n,使得S n ≥2 013?若存在,求出符合条件的所有n 的集合;若不存在,说明理由. 答案 (1)设数列{a n }的公比为q,则a 1≠0,q ≠0.由题意得{S 2-S 4=S 3-S 2,a 2+a 3+a 4=-18,即{-a 1q 2-a 1q 3=a 1q 2,a 1q(1+q +q 2)=-18, 解得{a 1=3,q =-2.故数列{a n }的通项公式为a n =3×(-2)n-1.(2)由(1)有S n =3·[1-(-2)n ]1-(-2)=1-(-2)n.若存在n,使得S n ≥2 013,则1-(-2)n≥2 013, 即(-2)n≤-2 012.当n 为偶数时,(-2)n >0,上式不成立;当n 为奇数时,(-2)n=-2n≤-2 012,即2n≥2 012,则n ≥11.综上,存在符合条件的正整数n,且所有这样的n 的集合为{n|n=2k+1,k ∈N ,k ≥5}.【三年模拟】时间:50分钟 分值:65分一、选择题(每小题5分,共30分)1.(2018河南郑州一模,3)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 2=3,S 6=63,则S 5=( ) A.-33 B.15 C.31 D.-33或31答案 D2.(2019山西3月高考考前适应性测试,6)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.2C.√22D.√2答案 D3.(2019江西九江一模,3)等比数列{a n }中,若a 4·a 5·a 6=8,且a 5与2a 6的等差中项为2,则公比q=( ) A.2B.12C.-2D.-12答案 B4.(2018山西太原模拟(二),4)已知公比q ≠1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 3=3a 3,则S 5=( ) A.1B.5C.3148D.1116答案 D5.(2020届九师联盟,6)已知{a n }是正项等比数列,{b n }是等差数列,且a 4=b 5,则( ) A.a 2+a 6≥b 3+b 7 B.a 2+a 6≤b 3+b 7 C.a 2+a 6≠b 3+b 7 D.a 2+a 6=b 3+b 7答案 A6.(2020届河南商丘月考,8)已知等比数列{a n },a n >0,a 1=256,S 3=448,T n 为数列{a n }的前n 项乘积,则当T n 取得最大值时,n=( )A.8B.9C.8或9D.8.5 答案 C二、填空题(共5分)7.(2020届皖江名校联盟第一次联考,14)已知所有项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,S 4=a 4+21,则公比q= .答案 4三、解答题(共30分)8.(2020届宁夏银川兴庆月考,17)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =2n +k 2(k ∈R ).(1)求k 和数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =1(2n+1)log 2(a n ·a n+1),求数列{b n }的前n 项和T n . 答案 (1)由已知式子得2S n =2n+1+k(k ∈R ),当n ≥2时,得2S n-1=2n +k(k ∈R ),两式相减得2a n =2S n -2S n-1=2n ,即a n =2n-1(n ≥2), 又a 1=S 1=2+k 2,当k=-2时,a 1=1,符合数列{a n }为等比数列,所以{a n }的通项公式为a n =2n-1(n ∈N *). (2)由(1)可得log 2(a n ·a n+1)=log 2(2n-1·2n)=2n-1,所以b n =1(2n+1)(2n -1)=12(12n -1-12n+1), 所以T n =b 1+b 2+…+b n =12×1-13+13-15+…+12n -1-12n+1=n 2n+1. 9.(2019安徽淮南二模,17)记S n ,q 分别为等比数列{a n }的前n 项和与公比,已知a 2=9,S 3=-21,|q|>1.(1)求{a n }的通项公式;(2)求{S n +34}的前n 项和T n .答案 (1)由题设可得{a 1q =9,a 1(1+q +q 2)=-21.解得q=-3或q=-13.∵|q|>1,∴q=-3.∴a 1=-3.故{a n }的通项公式为a n =(-3)n . (2)由(1)可得S n =a 1(1-q n )1-q =-34+34×(-3)n , 则S n +34=34×(-3)n .∴{S n +34}是以-94为首项,-3为公比的等比数列,∴T n =-94[1-(-3)n ]4=-916+916·(-3)n .10.(2020届黑龙江哈尔滨香坊月考,17)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -n(n ∈N *).(1)证明数列{a n+1}是等比数列,并求数列{a n}的通项公式;(2)记b n=(2n-1)a n,求数列{b n}的前n项和T n.答案(1)由S n=2a n-n(n∈N*)可得n=1时,a1=S1=2a1-1,可得a1=1;n≥2时,a n=S n-S n-1=2a n-n-2a n-1+n-1,化为a n=2a n-1+1,即a n+1=2(a n-1+1).所以数列{a n+1}是首项和公比均为2的等比数列,则a n+1=2n,即an=2n-1,n∈N*.(2)b n=(2n-1)a n=(2n-1)(2n-1)=(2n-1)·2n-(2n-1),T n=[1×2+3×4+5×8+…+(2n-1)·2n]-(1+3+5+…+2n-1),设R n=1×2+3×4+5×8+…+(2n-1)·2n,则2R n=1×4+3×8+5×16+…+(2n-1)·2n+1,上面两式相减可得-R n=2+2(4+8+16+…+2n)-(2n-1)·2n+1=2+2·4(1-2n-1)1-2-(2n-1)·2n+1, 化简可得R n=6+(2n-3)·2n+1,则T n=6+(2n-3)·2n+1-12n(1+2n-1)=6+(2n-3)·2n+1-n2.。