专题6.3 等比数列及其前n项和(课时训练)(解析版)

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(1)求证:数列 是等比数列;
(2)求Sn.
【答案】见解析
【解析】(1)证明:由题意,n=1时,S1+a1=0,
即a1=0,n≥2时,Sn+Sn-Sn-1=2Sn-Sn-1= = - ,
所以Sn- = ,S1- =- ,
所以数列 是以-为首项, 为公比的等比数列.
(2)由(1)知,Sn- = = ,所以Sn= - .
将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以,a2=4.将n=2代入得,a3=3a2,所以,a3=12.
从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2){bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
由条件可得 ,即bn+1=2bn,又b1=1,所以{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得 ,所以an=n·2n-1.
12、已知 是等差数列,公差d不为零,前n项和是Sn.若a3,a4,a8成等比数列,则( )
A. a1d>0,dS4>0B. a1d<0,dS4<0
C. a1d>0,dS4<0D. a1d<0,dS4>0
【答案】B
【解析】 由a3,a4,a8成等比数列可得:(a1+3d)2=(a1+2d)·(a1+7d),即3a1+5d=0,∴a1=- d,∴a1d<0.又dS4= d=2(2a1+3d)d=- d2<0.故选B.
【高考真题】
19、【2020年全国2卷】北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)()
(2)若an=(-2)n-1,则Sn= .由Sm=63,得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.
若an=2n-1,则Sn= =2n-1.由Sm=63,得2m=64,解得m=6.综上,m=6.
25、【2020年全国1卷】.设 是公比不为1的等比数列, 为 , 的等差中项.
A.16B.8
C.4D.2
【答案】C
【解析】设正数的等比数列{an}的公比为q,则 ,
解得 , ,故选C。
21、【2020年江苏卷】设{an}是公差为d的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列.已知数列{an+bn}的前n项和 ,则d+q的值是_______.
【答案】
【解析】设等差数列 的公差为 ,等比数列 的公比为 ,根据题意 .
所以q=2,所以a2=a1q= ×2= ,故选C.
法二:因为a3a5=4(a4-1),
所以a1q2·a1q4=4(a1q3-1),
将a1= 代入上式并整理,得q6-16q3+64=0,
解得q=2,所以a2=a1q= ,故选C.
2、已知等比数列{an}的公比q=2,前100项和为S100=90,则其偶数项a2+a4+…+a100为()
16、(2020·黄冈模拟)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且a1a6=2a3,a4与2a6的等差中项为 ,则S5=________.
【答案】:31
【解析】:设{an}的公比为q(q>0),因为a1a6=2a3,而a1a6=a3a4,所以a3a4=2a3,所以a4 =2.
又a4+2a6=3,所以a6= ,所以q= ,a1=16,所以S5= =31.
A.15B.30
C.45D.60
【答案】D
【解析】设S=a1+a3+…+a99,则a2+a4+…+a100=(a1+a3+…+a99)q=2S,又因为S100=a1+a2+a3+…+a100=90,所以3S=90,S=30,所以a2+a4+…+a100=2S=60.
3、中国古代著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问最后一天走了()
由a2+b2=2得d+q=3.①
(1)由a3+b3=5得2d+q2=6.②
联立①和②解得 (舍去),
因此{bn}的通项公式为bn=2n-1.
(2)由b1=1,T3=21得q2+q-20=0,
解得q=-5或q=4.
当q=-5时,由①得d=8,则S3=21.
当q=4时,由①得d=-1,则S3=-6.
18、设数列{an}的前n项和为Sn,满足:Sn+an= ,n=1,2,…,n.
解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为a =a6,所以a2a6=a6,所以a2=1,又a1= ,所以q=3,所以S5= = = .
8、私家车具有申请报废制度.一车主购买车辆时花费15万,每年的保险费、路桥费、汽油费等约1.5万元,每年的维修费是一个公差为3 000元的等差数列,第一年维修费为3 000元,则该车主申请车辆报废的最佳年限(使用多少年的年平均费用最少)是________年.
【答案】10
【解析】设这辆汽车报废的最佳年限为n年,第n年的费用为an,则an=1.5+0.3n.前n年的总费用为Sn=15+1.5n+ (0.3+0.3n)=0.15n2+1.65n+15,年平均费用: =0.15n+ +1.65≥2 +1.65=4.65,当且仅当0.15n= ,即n=10时,年平均费用 取得最小值.所以这辆汽车报废的最佳年限是10年.
A.135B.100
C.95D.80
【答案】A
【解析】由等比数列的性质知,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8成等比数列,其首项为40,公比为 = ,所以a7+a8=40× 3=135.
7、记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a1= ,a =a6,则S5=________.
【答案】:
【解析】:解法一:设等比数列{an}的公比为q,因为a =a6,所以(a1q3)2=a1q5,所以a1q=1,又a1= ,所以q=3,所以S5= = = .
23、【2018·全国高考】已知数列 满足 , ,设 .
(1)求 ;
(2)判断数列 是否为等比数列,并说明理由;
(3)求 的通项公式.
【答案】(1)b1=1,b2=2,b3=4.(2) {bn}是首项为1,公比为2的等比数列.理由见解析.
(3)an=n·2n-1.
【解析】(1)由条件可得an+1= .
15、等比数列{an}的各项均为正数,且a1a5=4,则log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5=________.
【Байду номын сангаас案】5
【解析】由题意知a1a5=a =4,因为数列{an}的各项均为正数,所以a3=2.所以a1a2a3a4a5=(a1a5)·(a2a4)·a3=(a )2·a3=a =25.所以log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5=log2(a1a2a3a4a5)=log225=5.
(2)若T3=21,求S3.
【答案】见解析
【解析】:设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,则an=-1+(n-1)d,bn=qn-1.
由a2+b2=2得d+q=3.①
(1)由a3+b3=5得2d+q2=6.②
联立①和②解得 (舍去), 因此{bn}的通项公式为bn=2n-1.
(2)由b1=1,T3=21得q2+q-20=0,
A. B.-
C. D.
【答案】A
【解析】因为a7+a8+a9=S9-S6,且S3,S6-S3,S9-S6也成等比数列,即8,-1,S9-S6成等比数列,
所以8(S9-S6)=1,即S9-S6= ,所以a7+a8+a9= .
6、在等比数列{an}中,如果a1+a2=40,a3+a4=60,那么a7+a8=()
A. 3699块B. 3474块C. 3402块D. 3339块
【答案】C
【解析】设第n环天石心块数为 ,第一层共有n环,
则 是以9为首项,9为公差的等差数列, ,
设 为 的前n项和,则第一层、第二层、第三层的块数分
别为 ,因为下层比中层多729块,
所以 ,

即 ,解得 ,
所以 .
故选:C
20、【2019年高考全国III卷理数】已知各项均为正数的等比数列{an}的前4项和为15,且 ,则a3=()
14、(2019·洛阳市第一次联考)在等比数列{an}中,a3,a15是方程x2+6x+2=0的两根,则 的值为()
A.- B.-
C. D.- 或
【答案】B
【解析】设等比数列{an}的公比为q,因为a3,a15是方程x2+6x+2=0的两根,所以a3·a15=a =2,a3+a15=-6,所以a3<0,a15<0,则a9=- ,所以 = =a9=- .
A.12B.10
C.8D.2+log35
【答案】B
【解析】(1)由a5a6+a4a7=18,得a5a6=9,
所以log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1a2…a10)=log3(a5a6)5=5log39=10.
5、设等比数列{an}中,前n项和为Sn,已知S3=8,S6=7,则a7+a8+a9等于()
专题6.3等比数列及其前n项和课时训练
【基础巩固】
1、已知等比数列{an}满足a1= ,a3a5=4(a4-1),则a2=()
A.2B.1
C. D.
【答案】C.
【解析】:法一:因为a3a5=a ,a3a5=4(a4-1),
所以a =4(a4-1),
所以a -4a4+4=0,
所以a4=2.又因为q3= = =8,
A.6里B.12里
C.24里D.96里
【答案】A.
【解析】:由题意可得,每天行走的路程构成等比数列,记作数列{an},设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,则q= ,依题意有 =378,解得a1=192,则a6=192×( )5=6,最后一天走了6里,故选A.
4、已知等比数列{an}的各项为正数,且a5a6+a4a7=18,则log3a1+log3a2+…+log3a10=()
13、已知等比数列{an}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=()
A.21B.42
C.63D.84
【答案】B
【解析】设{an}的公比为q,由a1=3,a1+a3+a5=21得1+q2+q4=7,解得q2=2(负值舍去).∴a3+a5+a7=a1q2+a3q2+a5q2=(a1+a3+a5)q2=21×2=42.故选B.
9、已知等比数列{an}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=________.
【答案】2
【解析】由题意,得 解得 所以q= = =2.
10、已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,a1=-1,b1=1,a2+b2=2.
(1)若a3+b3=5,求{bn}的通项公式;
17、已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn,a1=-1,b1=1,a2+b2=2.
(1)若a3+b3=5,求{bn}的通项公式;
(2)若T3=21,求S3.
【答案】见解析
【解析】:设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,则an=-1+(n-1)d,bn=qn-1.
解得q=-5或q=4.
当q=-5时,由①得d=8,则S3=21.
当q=4时,由①得d=-1,则S3=-6.
【能力提升】
11、(2020·青岛模拟)已知各项均为正数的等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足a6,3a4,-a5成等差数列,则 =()
A.3B.9
C.10D.13
【答案】C
【解析】设等比数列{an}的公比为q,因为a6,3a4,-a5成等差数列,所以6a4=a6-a5,所以6a4=a4(q2-q).由题意得a4>0,q>0.所以q2-q-6=0,解得q=3,所以 = =1+q2=10.
等差数列 的前 项和公式为 ,
等比数列 的前 项和公式为 ,
依题意 ,即 ,
通过对比系数可知 ,故 .
故答案为:
22、【2019年高考全国I卷理数】记Sn为等比数列{an}的前n项和.若 ,则S5=____________。
【答案】
【解析】设等比数列的公比为q,由已知 ,所以 又 ,
所以q=3,所以
24、【2018·全国卷Ⅲ】等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m.
【解析】(1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.由已知得q4=4q2,
解得q=0(舍去)或q=-2或q=2.故an=(-2)n-1或an=2n-1.
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