等比数列
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解答: ∵ 是公比为q的等比数列 解答:(1)∵{an}是公比为 的等比数列,2a3=a1+a2,即2a1q2=a1+a1q, 是公比为 的等比数列, , 则2q2-q-1=0,即(2q+1)(q-1)=0,因此 =1或q=- - = , + - = ,因此q= 或 =- (2)当q=1时,bn=2+(n-1)=n+1.Sn=b1+b2+…+bn= 当 = 时 + - = + + 当n≥2时,Sn>bn; 时 .
已知数列{a ,满足a 【例2】(1)已知数列 n},满足 1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an, 】 已知数列 , , , (n∈N*), ∈ 证明数列 为等比数列, 证明数列 {an+1-an}为等比数列,并求数列 n}的通项公式 为等比数列 并求数列{a 的通项公式 + (2)设 {an}, {bn}是公比不相等的两个等比数列 , cn = an + bn , 设 是公比不相等的两个等比数列, , 是公比不相等的两个等比数列 证明:数列 证明:数列{cn}不是等比数列. 不是等比数列 证明: 解答:(1)证明:由an+2=3an+1-2an得 an+2-an+1=2(an+1-an) 证明 ( ∴数列 {an+1-an}是以 是以 + 2为首项,公比为2的等比数列。这时 n+1-an=2n, 为首项,公比为 的等比数列 这时a 的等比数列。 为首项 an=a1+(a2-a1)+a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+22+23+…+2n-1 =2n-1
+ ; (1)an+1=3an+2;(2)an+1=an+2n+1. + +
解答: 由 + =-1, 解答:(1)由an+1-λ=3(an-λ)与an+1=3an+2,比较可得 =- , = 与 + ,比较可得λ=-
- ·2n-1或
=-2代入 由q=- 代入①得a1=- =- 代入① an=(- - )·(-2)n-1. - -
解法二: 解法二:q4= S4=1, ,
=-2.又 =16,则q=2,或q=- 又 , = , =-
当q=2时,由a1(1+q+q2+q3)=1得:a1= = 时 + + = 得
- 因此a 因此 n=a1qn-1=
已知数列{a 满足 满足: 已知数列 n}满足:
1 3 a1 = , a2 = , an +1 = 2an − an −1 (n ≥ 2, n ∈ N *) 4 4
数列{b 满足 满足b 数列 n}满足 1<0,3bn-bn-1=n(n≥2,n∈N*), ( , 求证{bn-an}为等比数列 求证 为等比数列
2.“b= . =
成等比数列” ”是“a、b、c成等比数列”的 ( D ) 、 、 成等比数列 B.必要不充分条件 . D.既不充分也不必要条件 .
A.充分不必要条件 . C.充要条件 .
3.已知等比数列{an}中,S3= .已知等比数列 中
,a3=
1 ,则q=________. = − 或1 2
1.关于数列:3,9…,2 187,以下结论正确的是 D ) .关于数列: … ,以下结论正确的是( A.此数列不是等差数列,也不是等比数列 .此数列不是等差数列, B.此数列可能是等差数列,但不是等比数列 .此数列可能是等差数列, C.此数列不是等差数列,但可能是等比数列 .此数列不是等差数列, D.此数列可能是等差数列,也可能是等比数列 .此数列可能是等差数列, 解析:由前 项可设通项 项可设通项a 代入检验即可. 解析:由前2项可设通项 n=6n-3和an=3n,代入检验即可. - 和
7若数列 n}成等比数列 则“a2010·a2012=16” 若数列{a 成等比数列 成等比数列,则 若数列 是“a2011=4”的( ) 的 B A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 充分不必要条件 必要不充分条件 C.充要条件 充要条件 D.既不充分也不必要条 既不充分也不必要条 件 由a2010·a2012=16,则a2011=±4,充分性 则 ± , 不满足; 不满足 由a2011=4,则a2010·a2012=a20112=16. ,
3.3 等比数列
理解等比数列的概念 掌握等比数列的通项公式 掌握等比数列的前n项和公式
1.等比数列:一般地,如果一个数列从第二项起, .等比数列:一般地,如果一个数列从第二项起, 常数, 每一项与它的前一项的比等于 同一个 常数,那 么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做 么这个数列就叫做等比数列. 公比通常用字母q表示 表示(q≠0), 等比数列的 公比 ;公比通常用字母 表示 , 即: =q (n≥2,n∈N). , ∈ .
8 等比数列 n}中,Sn是数列 n}的前 项 等比数列{a 中 是数列{a 的前 的前n项 则公比q= - 1 或1 . 和,S3=3a3,则公比
2
当q=1时,an=a1,S3=3a3,则q=1符合题意 符合题意. 时 则 符合题意 当q≠1时, 时
1 所以q=- 或1. 所以 2
a1 (1 − q 3 ) 1 2,解得 =3a1q 解得 解得q=- 或1(舍去 舍去). 舍去 1− q 2
对于递推关系形如
的求数列通项公式问题, 的求数列通项公式问题,
可利用待定系数法an+1-λ=c(an-λ),求出 = 可利用待定系数法 + = ,求出λ= 转化为等比数列解决. 转化为等比数列解决.
,
的前n项和 【例3】已知在数列 n}中a1=1,求满足下列条件的数列 n}的前 项和 n. 】已知在数列{a 中 ,求满足下列条件的数列{a 的前 项和S
,
;
当q=- 时,由a1(1+q+q2+q3)=1得:a1=- =-2时 + + = 得 =-
- .因此 n=a1qn-1=- 因此a 因此
已知{a 是公比为 的等比数列, 是公比为q的等比数列 成等差数列. 变式1. 已知 n}是公比为 的等比数列,且a1,a3,a2成等差数列. (1)求q的值; 求 的值 的值; (2)设{bn}是以 为首项,q为公差的等差数列,其前 项和为 n, 设 是以2为首项 为公差的等差数列, 项和为S 是以 为首项, 为公差的等差数列 其前n项和为 当n≥2 时,比较 n与bn的大小,并说明理由. 比较S 的大小,并说明理由.
- 2.等比数列的通项公式: an=a1·qn-1; .等比数列的通项公式: - an=am·qn-m (a1·q≠0)
3.等比中项:如果在a与b中间插入一个数 .等比中项:如果在 与 中间插入一个数 G,使a,G,b成等比数列,那么称这个 成等比数列, , , , 成等比数列 的等比中项. 数G为a与b的等比中项. 为 与 的等比中项
解析:根据已知条件 解析:根据已知条件4S2=S1+3S3, 即4(a1+a1·q)=a1+3(a1+a1q+a1q2),整理得:3q2-q=0, = + ,整理得: = , 又q≠0.∴q= ∴ = .
5.已知数列{ 5.已知数列{an}的前n项和Sn=an-3(a为不 已知数列 等于零的实数),那么数列{ ),那么数列 等于零的实数),那么数列{an}( ) D A.是等比数列 是等比数列 B.当a≠1时是等比数列 当 时是等比数列 C.从第 项起是等比数列 从第2项起是等比数列 从第 D.从第 项起是等比数列或等差数列 从第2项起是等比数列或等差数列 从第
(2)证明:设{an},{bn}的公比分别为 ,q,p≠q,cn=an+bn, 证明: 的公比分别为p, , 证明 , 的公比分别为 , 为证{cn}不是等比数列只需证 22≠c1·c3, 为证 不是等比数列只需证c 不是等比数列只需证 事实上, 事实上,c22=(a1p+b1q)2=(ap)2+(bq)2+2a1b1pq, + , c1·c3=(a1+b1)(a1p2+b1q2) =(ap)2+(bq2+a1b1(p2+q2).由于 .由于p≠q,p2+q2>2pq, , , 均不为零,因此c 又a1,b1均不为零,因此 22≠c1·c3, 不是等比数列. 故{cn}不是等比数列 不是等比数列
当n=10时,Sn=bn;当2≤n≤9时,Sn>bn; = 时 时 当 n≥11时,Sn<bn. 时
点评
(1)对于 “ 知三求二 ” 问题 , 通常是利用 通 对于“ 知三求二” 问题, 通常是利用通 对于 项公式与前n项公式列方程组求解 项公式与前 项公式列方程组求解, 但有时计算 项公式列方程组 求解, 过程较繁杂.若注意运用 等比数列的性质解题 过程较繁杂 若注意运用等比数列的性质解题 , 若注意运用 等比数列的性质解题, 就可化繁为简. 就可化繁为简 (2)当已知 1、q(q≠1)、n时,用公式 n= 当已知a 当已知 1 、 时 用公式S 则用公式S an时,则用公式 n=
a,G,b成等比数列 , , 成等比数列
⇒ G = ab ⇔ G = ± ab
2
当aGb≠0时 G 2 = ab ⇔ ,G,b成等比数列 a, , 成等比数列
4.等比数列的前n项和公式 .等比数列的前 项和公式 提示:等比数列的前 项和公式的推导使用的是“ 的前n项和公式的推导使用的是 提示 :等比数列 的前 项和公式的推导使用的是 “ 错位相减 法”, 在使用公式时要判断公比 q≠1,或 q=1. ≠ , = 思考:是否存在既是等差又是等比数列的数列? 思考:是否存在既是等差又是等比数列的数列? 答案:存在,可以证明既是等差又是等比数列的数列一定是 答案:存在,可以证明既是等差又是等比数列的数列一定是 非零常数列. 非零常数列. 常数列
对于等比数列的有关计算问题, 1. 对于等比数列的有关计算问题,可类比等差数列问题 进行,在解方程组的过程中要注意“相除” 进行,在解方程组的过程中要注意“相除”消元的方 法,同时要注意整体代入(换元)思想方法的应用. 同时要注意整体代入(换元)思想方法的应用. 整体代入 的应用 是否等于1 2.在涉及等比数列前n项和公式时要注意对公比q是否等于1 的判断和讨论. 的判断和讨论.
整理得(2q+ 即2q2-q-1=0.整理得 +1)(q-1)=0,∴q=- - = 整理得 - = , =-
或q=1. =
4.等比数列{an}的前 项和为 n,已知 1,2S2,3S3成 .等比数列 的前n项和为 的前 项和为S 已知S 的公比为________. 等差数列, 等差数列,则{an}的公比为 的公比为 .
a1 ⋅ (1 − q n ) 求和较为方便 ; 当已知 、 q(q≠1 ) 、 求和较为方便;当已知a1 ( 1 1− q a − a ⋅q
1 n
1− q
求和较为方便. 求和较为方便
(3)比较两式大小,常用作差法,或作商法 比较两式大小,常用作差法, 比较两式大小
1. 对于等比数列的相关证明可类比等差数列的有关 对于等比数列的相关证明可类比等差数列的有关 等比数列的相关证明可类比等差数列 问题. 问题. 2. 要证一个数列不构成等比 , 只需证明 存在 、 . 要证一个数列不构成等比, 只需证明存在 存在m、 n∈N*(m≠n), 使得 ∈ , 即可. 即可.
6.已知等比数列 n}满足 1+a2=3,a2+a3=6, 已知等比数列{a 满足 满足a 已知等比数列 则a2011=( A) ( A.22010 C.32010 B.22011 D.32011
的公比为q, 令{an}的公比为 , 的公比为 则a1(1+q)=3,a1q(1+q)=6, , , 则a1=1,q=2,所以 2011=a1·q2010=22010. , ,所以a
设等比数列{ 【例1】设等比数列{an}的前n项和为Sn, 17, 已知S4=1,S8=17,求{an }的通项公式.
解答:解法一:在等比数列{an}中,由S4=1,S8=17,则q≠1, 解答:解法一:在等比数列 中 , , , 因此
=-2, 代入① ②÷①得q4+1=17,则q4=16,∴q=2,或q=- ,由q=2代入①得 = , , = , =- = 代入 a1= , 的通项公式为a ,所以数列{an}的通项公式为 n= 所以数列 的通项公式为
已知数列{a ,满足a 【例2】(1)已知数列 n},满足 1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an, 】 已知数列 , , , (n∈N*), ∈ 证明数列 为等比数列, 证明数列 {an+1-an}为等比数列,并求数列 n}的通项公式 为等比数列 并求数列{a 的通项公式 + (2)设 {an}, {bn}是公比不相等的两个等比数列 , cn = an + bn , 设 是公比不相等的两个等比数列, , 是公比不相等的两个等比数列 证明:数列 证明:数列{cn}不是等比数列. 不是等比数列 证明: 解答:(1)证明:由an+2=3an+1-2an得 an+2-an+1=2(an+1-an) 证明 ( ∴数列 {an+1-an}是以 是以 + 2为首项,公比为2的等比数列。这时 n+1-an=2n, 为首项,公比为 的等比数列 这时a 的等比数列。 为首项 an=a1+(a2-a1)+a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+22+23+…+2n-1 =2n-1
+ ; (1)an+1=3an+2;(2)an+1=an+2n+1. + +
解答: 由 + =-1, 解答:(1)由an+1-λ=3(an-λ)与an+1=3an+2,比较可得 =- , = 与 + ,比较可得λ=-
- ·2n-1或
=-2代入 由q=- 代入①得a1=- =- 代入① an=(- - )·(-2)n-1. - -
解法二: 解法二:q4= S4=1, ,
=-2.又 =16,则q=2,或q=- 又 , = , =-
当q=2时,由a1(1+q+q2+q3)=1得:a1= = 时 + + = 得
- 因此a 因此 n=a1qn-1=
已知数列{a 满足 满足: 已知数列 n}满足:
1 3 a1 = , a2 = , an +1 = 2an − an −1 (n ≥ 2, n ∈ N *) 4 4
数列{b 满足 满足b 数列 n}满足 1<0,3bn-bn-1=n(n≥2,n∈N*), ( , 求证{bn-an}为等比数列 求证 为等比数列
2.“b= . =
成等比数列” ”是“a、b、c成等比数列”的 ( D ) 、 、 成等比数列 B.必要不充分条件 . D.既不充分也不必要条件 .
A.充分不必要条件 . C.充要条件 .
3.已知等比数列{an}中,S3= .已知等比数列 中
,a3=
1 ,则q=________. = − 或1 2
1.关于数列:3,9…,2 187,以下结论正确的是 D ) .关于数列: … ,以下结论正确的是( A.此数列不是等差数列,也不是等比数列 .此数列不是等差数列, B.此数列可能是等差数列,但不是等比数列 .此数列可能是等差数列, C.此数列不是等差数列,但可能是等比数列 .此数列不是等差数列, D.此数列可能是等差数列,也可能是等比数列 .此数列可能是等差数列, 解析:由前 项可设通项 项可设通项a 代入检验即可. 解析:由前2项可设通项 n=6n-3和an=3n,代入检验即可. - 和
7若数列 n}成等比数列 则“a2010·a2012=16” 若数列{a 成等比数列 成等比数列,则 若数列 是“a2011=4”的( ) 的 B A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 充分不必要条件 必要不充分条件 C.充要条件 充要条件 D.既不充分也不必要条 既不充分也不必要条 件 由a2010·a2012=16,则a2011=±4,充分性 则 ± , 不满足; 不满足 由a2011=4,则a2010·a2012=a20112=16. ,
3.3 等比数列
理解等比数列的概念 掌握等比数列的通项公式 掌握等比数列的前n项和公式
1.等比数列:一般地,如果一个数列从第二项起, .等比数列:一般地,如果一个数列从第二项起, 常数, 每一项与它的前一项的比等于 同一个 常数,那 么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做 么这个数列就叫做等比数列. 公比通常用字母q表示 表示(q≠0), 等比数列的 公比 ;公比通常用字母 表示 , 即: =q (n≥2,n∈N). , ∈ .
8 等比数列 n}中,Sn是数列 n}的前 项 等比数列{a 中 是数列{a 的前 的前n项 则公比q= - 1 或1 . 和,S3=3a3,则公比
2
当q=1时,an=a1,S3=3a3,则q=1符合题意 符合题意. 时 则 符合题意 当q≠1时, 时
1 所以q=- 或1. 所以 2
a1 (1 − q 3 ) 1 2,解得 =3a1q 解得 解得q=- 或1(舍去 舍去). 舍去 1− q 2
对于递推关系形如
的求数列通项公式问题, 的求数列通项公式问题,
可利用待定系数法an+1-λ=c(an-λ),求出 = 可利用待定系数法 + = ,求出λ= 转化为等比数列解决. 转化为等比数列解决.
,
的前n项和 【例3】已知在数列 n}中a1=1,求满足下列条件的数列 n}的前 项和 n. 】已知在数列{a 中 ,求满足下列条件的数列{a 的前 项和S
,
;
当q=- 时,由a1(1+q+q2+q3)=1得:a1=- =-2时 + + = 得 =-
- .因此 n=a1qn-1=- 因此a 因此
已知{a 是公比为 的等比数列, 是公比为q的等比数列 成等差数列. 变式1. 已知 n}是公比为 的等比数列,且a1,a3,a2成等差数列. (1)求q的值; 求 的值 的值; (2)设{bn}是以 为首项,q为公差的等差数列,其前 项和为 n, 设 是以2为首项 为公差的等差数列, 项和为S 是以 为首项, 为公差的等差数列 其前n项和为 当n≥2 时,比较 n与bn的大小,并说明理由. 比较S 的大小,并说明理由.
- 2.等比数列的通项公式: an=a1·qn-1; .等比数列的通项公式: - an=am·qn-m (a1·q≠0)
3.等比中项:如果在a与b中间插入一个数 .等比中项:如果在 与 中间插入一个数 G,使a,G,b成等比数列,那么称这个 成等比数列, , , , 成等比数列 的等比中项. 数G为a与b的等比中项. 为 与 的等比中项
解析:根据已知条件 解析:根据已知条件4S2=S1+3S3, 即4(a1+a1·q)=a1+3(a1+a1q+a1q2),整理得:3q2-q=0, = + ,整理得: = , 又q≠0.∴q= ∴ = .
5.已知数列{ 5.已知数列{an}的前n项和Sn=an-3(a为不 已知数列 等于零的实数),那么数列{ ),那么数列 等于零的实数),那么数列{an}( ) D A.是等比数列 是等比数列 B.当a≠1时是等比数列 当 时是等比数列 C.从第 项起是等比数列 从第2项起是等比数列 从第 D.从第 项起是等比数列或等差数列 从第2项起是等比数列或等差数列 从第
(2)证明:设{an},{bn}的公比分别为 ,q,p≠q,cn=an+bn, 证明: 的公比分别为p, , 证明 , 的公比分别为 , 为证{cn}不是等比数列只需证 22≠c1·c3, 为证 不是等比数列只需证c 不是等比数列只需证 事实上, 事实上,c22=(a1p+b1q)2=(ap)2+(bq)2+2a1b1pq, + , c1·c3=(a1+b1)(a1p2+b1q2) =(ap)2+(bq2+a1b1(p2+q2).由于 .由于p≠q,p2+q2>2pq, , , 均不为零,因此c 又a1,b1均不为零,因此 22≠c1·c3, 不是等比数列. 故{cn}不是等比数列 不是等比数列
当n=10时,Sn=bn;当2≤n≤9时,Sn>bn; = 时 时 当 n≥11时,Sn<bn. 时
点评
(1)对于 “ 知三求二 ” 问题 , 通常是利用 通 对于“ 知三求二” 问题, 通常是利用通 对于 项公式与前n项公式列方程组求解 项公式与前 项公式列方程组求解, 但有时计算 项公式列方程组 求解, 过程较繁杂.若注意运用 等比数列的性质解题 过程较繁杂 若注意运用等比数列的性质解题 , 若注意运用 等比数列的性质解题, 就可化繁为简. 就可化繁为简 (2)当已知 1、q(q≠1)、n时,用公式 n= 当已知a 当已知 1 、 时 用公式S 则用公式S an时,则用公式 n=
a,G,b成等比数列 , , 成等比数列
⇒ G = ab ⇔ G = ± ab
2
当aGb≠0时 G 2 = ab ⇔ ,G,b成等比数列 a, , 成等比数列
4.等比数列的前n项和公式 .等比数列的前 项和公式 提示:等比数列的前 项和公式的推导使用的是“ 的前n项和公式的推导使用的是 提示 :等比数列 的前 项和公式的推导使用的是 “ 错位相减 法”, 在使用公式时要判断公比 q≠1,或 q=1. ≠ , = 思考:是否存在既是等差又是等比数列的数列? 思考:是否存在既是等差又是等比数列的数列? 答案:存在,可以证明既是等差又是等比数列的数列一定是 答案:存在,可以证明既是等差又是等比数列的数列一定是 非零常数列. 非零常数列. 常数列
对于等比数列的有关计算问题, 1. 对于等比数列的有关计算问题,可类比等差数列问题 进行,在解方程组的过程中要注意“相除” 进行,在解方程组的过程中要注意“相除”消元的方 法,同时要注意整体代入(换元)思想方法的应用. 同时要注意整体代入(换元)思想方法的应用. 整体代入 的应用 是否等于1 2.在涉及等比数列前n项和公式时要注意对公比q是否等于1 的判断和讨论. 的判断和讨论.
整理得(2q+ 即2q2-q-1=0.整理得 +1)(q-1)=0,∴q=- - = 整理得 - = , =-
或q=1. =
4.等比数列{an}的前 项和为 n,已知 1,2S2,3S3成 .等比数列 的前n项和为 的前 项和为S 已知S 的公比为________. 等差数列, 等差数列,则{an}的公比为 的公比为 .
a1 ⋅ (1 − q n ) 求和较为方便 ; 当已知 、 q(q≠1 ) 、 求和较为方便;当已知a1 ( 1 1− q a − a ⋅q
1 n
1− q
求和较为方便. 求和较为方便
(3)比较两式大小,常用作差法,或作商法 比较两式大小,常用作差法, 比较两式大小
1. 对于等比数列的相关证明可类比等差数列的有关 对于等比数列的相关证明可类比等差数列的有关 等比数列的相关证明可类比等差数列 问题. 问题. 2. 要证一个数列不构成等比 , 只需证明 存在 、 . 要证一个数列不构成等比, 只需证明存在 存在m、 n∈N*(m≠n), 使得 ∈ , 即可. 即可.
6.已知等比数列 n}满足 1+a2=3,a2+a3=6, 已知等比数列{a 满足 满足a 已知等比数列 则a2011=( A) ( A.22010 C.32010 B.22011 D.32011
的公比为q, 令{an}的公比为 , 的公比为 则a1(1+q)=3,a1q(1+q)=6, , , 则a1=1,q=2,所以 2011=a1·q2010=22010. , ,所以a
设等比数列{ 【例1】设等比数列{an}的前n项和为Sn, 17, 已知S4=1,S8=17,求{an }的通项公式.
解答:解法一:在等比数列{an}中,由S4=1,S8=17,则q≠1, 解答:解法一:在等比数列 中 , , , 因此
=-2, 代入① ②÷①得q4+1=17,则q4=16,∴q=2,或q=- ,由q=2代入①得 = , , = , =- = 代入 a1= , 的通项公式为a ,所以数列{an}的通项公式为 n= 所以数列 的通项公式为