等比数列前n项和性质

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等比数列及其前n项和

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等比数列及其前n 项和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)如果三个数a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项,其中G =±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 qn -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 q1-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. 【微点提醒】1.若数列{a n }为等比数列,则数列{c ·a n }(c ≠0),{|a n |},{a 2n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a 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. 【疑误辨析】1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)等比数列公比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.( )2.(必修5P53A1(2)改编)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.123.(必修5P54A8改编)在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.4.(2019·天津和平区质检)已知等比数列{a n }满足a 1=1,a 3·a 5=4(a 4-1),则a 7的值为( ) A.2 B.4C.92D.65.(2018·北京卷)“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122.若第一个单音的频率为f ,则第八个单音的频率为( )A.32f B.322f C.1225f D.1227f6.(2015·全国Ⅰ卷)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 =________.考点一 等比数列基本量的运算【例1】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=________. (2)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=________.【训练1】 (1)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=( ) A.9B.15C.18D.30(2)(2017·北京卷)若等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=-1,a 4=b 4=8,则a 2b 2=________.考点二 等比数列的判定与证明【例2】 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.【训练2】 (2019·广东省级名校联考)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 .考点三 等比数列的性质及应用【例3】 (1)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 5a 6+a 4a 7=18,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10=( ) A.12B.10C.8D.2+log 35(2)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=( ) A.40 B.60 C.32 D.50【训练3】 (1)(2019·菏泽质检)在等比数列{a n }中,若a 3,a 7是方程x 2+4x +2=0的两根,则a 5的值是( ) A.-2B.- 2C.± 2D. 2(2)(一题多解)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6=________.类型1 等差数列两个性质的应用在等差数列{a n }中,S n 为{a n }的前n 项和: (1)S 2n -1=(2n -1)a n ;(2)设{a n }的项数为2n ,公差为d ,则S 偶-S 奇=nd .【例1】 (1)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m =________. (2)一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则数列的公差d=________.类型2 等比数列两个性质的应用在等比数列{a n }中,(1)若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a n ·a m =a p ·a q ;(2)当公比q ≠-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…成等比数列(n ∈N *).【例2】 (1)等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A.6B.5C.4D.3(2)设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B.-18C.578D.558类型3 等比数列前n 项和S n 相关结论的活用(1)项的个数的“奇偶”性质:等比数列{a n }中,公比为q . 若共有2n 项,则S 偶∶S 奇=q .(2)分段求和:S n +m =S n +q nS m (q 为公比).【例3】 (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________.【基础巩固题组】(建议用时:40分钟) 一、选择题1.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.112.已知各项均为正数的等比数列{a n }中,a 4与a 14的等比中项为22,则2a 7+a 11的最小值为( ) A.16 B.8 C.2 2 D.43.(2019·上海崇明区模拟)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.3148 D.11164.(2017·全国Ⅱ卷)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5.(2019·深圳一模)已知等比数列{a n }的前n 项和S n =a ·3n -1+b ,则ab=( )A.-3B.-1C.1D.3二、填空题6.等比数列{a n }中,各项都是正数,且a 1,12a 3,2a 2成等差数列,则a 13+a 14a 14+a 15=________.7.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +S n =1(n ∈N *),则通项a n =________.8.(2018·南京模拟)已知数列{a n }中,a 1=2,且a 2n +1a n=4(a n +1-a n )(n ∈N *),则其前9项的和S 9=________.三、解答题9.(2018·全国Ⅲ卷)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 .10.已知数列{a n }中,点(a n ,a n +1)在直线y =x +2上,且首项a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }中,b 1=a 1,b 2=a 2,数列{b n }的前n 项和为T n ,请写出适合条件T n ≤S n 的所有n 的值.【能力提升题组】(建议用时:20分钟)11.已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T 1>1的n 的最小值为( ) A.4 B.5 C.6 D.712.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( ) A.(3n -1)2 B.12(9n -1) C.9n-1 D.14(3n -1)13.(2019·华大新高考联盟质检)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=______.14.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +λ(λ为常数). (1)试探究数列{a n +λ}是不是等比数列,并求a n ; (2)当λ=1时,求数列{n (a n +λ)}的前n 项和T n .15.(创新思维)已知a 1,a 2,a 3,a 4成等比数列,且a 1+a 2+a 3+a 4=e a 1+a 2+a3.若a 1>1,则下列选项可能成立的是( )A.a 1<a 2<a 3<a 4B.a 1=a 2=a 3=a 4C.a 1>a 2>a 3>a 4D.以上结论都有可能成立答 案1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)等比数列公比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. 【教材衍化】2.(必修5P53A1(2)改编)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.(必修5P54A8改编)在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________. 【答案】 27,81【解析】 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q 3,q 3=27,∴q =3.∴插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81. 【真题体验】4.(2019·天津和平区质检)已知等比数列{a n }满足a 1=1,a 3·a 5=4(a 4-1),则a 7的值为( ) A.2B.4C.92D.6【答案】 B【解析】 根据等比数列的性质得a 3a 5=a 24,∴a 24=4(a 4-1),即(a 4-2)2=0,解得a 4=2. 又∵a 1=1,a 1a 7=a 24=4,∴a 7=4.5.(2018·北京卷)“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122.若第一个单音的频率为f ,则第八个单音的频率为( )A.32f B.322f C.1225f D.1227f【答案】 D【解析】 由题意知十三个单音的频率依次构成首项为f ,公比为122的等比数列,设此数列为{a n },则a 8=1227f ,即第八个单音的频率为1227f .6.(2015·全国Ⅰ卷)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】 6【解析】 由a n +1=2a n ,知数列{a n }是以a 1=2为首项,公比q =2的等比数列,由S n =2(1-2n)1-2=126,解得n =6. 【考点聚焦】考点一 等比数列基本量的运算【例1】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=________. (2)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=________.【答案】 (1)-8 (2)32【解析】 (1)由{a n }为等比数列,设公比为q . 由⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =-1,①a 1-a 1q 2=-3,②显然q ≠1,a 1≠0,②①得1-q =3,即q =-2,代入①式可得a 1=1, 所以a 4=a 1q 3=1×(-2)3=-8.(2)设数列{a n }首项为a 1,公比为q (q ≠1),则⎩⎪⎨⎪⎧S 3=a 1(1-q 3)1-q =74,S 6=a 1(1-q 6)1-q =634,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=14,q =2, 所以a 8=a 1q 7=14×27=32.【规律方法】 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.【训练1】 (1)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=( ) A.9B.15C.18D.30(2)(2017·北京卷)若等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=-1,a 4=b 4=8,则a 2b 2=________. 【答案】 (1)D (2)1【解析】 (1)设数列{a n }的公比为q (q >0),则⎩⎪⎨⎪⎧2S 3=2(a 1+a 1q +a 1q 2)=8a 1+3a 1q ,a 1q 3=16, 解得q =2,a 1=2,所以S 4=2(1-24)1-2=30.(2){a n }为等差数列,a 1=-1,a 4=8=a 1+3d =-1+3d ,∴d =3,∴a 2=a 1+d =-1+3=2.{b n }为等比数列,b 1=-1,b 4=8=b 1·q 3=-q 3,∴q =-2,∴b 2=b 1·q =2,则a 2b 2=22=1.考点二 等比数列的判定与证明【例2】 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.【答案】见解析 【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)解 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.【规律方法】 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2】 (2019·广东省级名校联考)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 . 【答案】见解析【解析】(1)证明 因为a n =S n -S n -1(n ≥2), 所以S n -2(S n -S n -1)=n -4(n ≥2), 则S n =2S n -1-n +4(n ≥2),所以S n -n +2=2[S n -1-(n -1)+2](n ≥2), 又由题意知a 1-2a 1=-3, 所以a 1=3,则S 1-1+2=4,所以{S n -n +2}是首项为4,公比为2等比数列. (2)解 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=4(1-2n)1-2+n (n +1)2-2n =2n +3+n 2-3n -82.考点三 等比数列的性质及应用【例3】 (1)等比数列{a n }的各项均为正数,且a 5a 6+a 4a 7=18,则log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 10=( ) A.12B.10C.8D.2+log 35(2)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=( ) A.40B.60C.32D.50【答案】 (1)B (2)B【解析】 (1)由等比数列的性质知a 5a 6=a 4a 7,又a 5a 6+a 4a 7=18,所以a 5a 6=9,则原式=log 3(a 1a 2…a 10)=log 3(a 5a 6)5=10.(2)数列S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,即数列4,8,S 9-S 6,S 12-S 9是首项为4,公比为2的等比数列,则S 9-S 6=a 7+a 8+a 9=16,S 12-S 9=a 10+a 11+a 12=32,因此S 12=4+8+16+32=60. 【规律方法】1.在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ”,可以减少运算量,提高解题速度.2.在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.【训练3】 (1)(2019·菏泽质检)在等比数列{a n }中,若a 3,a 7是方程x 2+4x +2=0的两根,则a 5的值是( ) A.-2B.- 2C.± 2D. 2(2)(一题多解)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)73【解析】 (1)根据根与系数之间的关系得a 3+a 7=-4,a 3a 7=2,由a 3+a 7=-4<0,a 3a 7>0,所以a 3<0,a 7<0,即a 5<0, 由a 3a 7=a 25,得a 5=-a 3a 7=- 2.(2)法一 由等比数列的性质S 3,S 6-S 3,S 9-S 6仍成等比数列,由已知得S 6=3S 3, ∴S 6-S 3S 3=S 9-S 6S 6-S 3,即S 9-S 6=4S 3,S 9=7S 3,∴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 (a ≠0),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.【反思与感悟】1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,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.(1)方程思想:如求等比数列中的基本量.(2)分类讨论思想:如求和时要分q =1和q ≠1两种情况讨论,判断单调性时对a 1与q 分类讨论. 【易错防范】1.特别注意q =1时,S n =na 1这一特殊情况.2.S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 未必成等比数列(例如:当公比q =-1且n 为偶数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不成等比数列;当q ≠-1或q =-1时且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列),但等式(S 2n -S n )2=S n ·(S 3n -S 2n )总成立. 【核心素养提升】【数学运算】——等差(比)数列性质的应用1.数学运算是指在明析运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的素养.本系列数学运算主要表现为:理解数列问题,掌握数列运算法则,探究运算思路,求得运算结果.通过对数列性质的学习,发展数学运算能力,促进数学思维发展.2.数学抽象是指能够在熟悉的情境中直接抽象出数学概念和规则,能够在特例的基础上归纳形成简单的数学命题,能够在解决相似的问题中感悟数学的通性通法,体会其中的数学思想. 类型1 等差数列两个性质的应用 在等差数列{a n }中,S n 为{a n }的前n 项和: (1)S 2n -1=(2n -1)a n ;(2)设{a n }的项数为2n ,公差为d ,则S 偶-S 奇=nd .【例1】 (1)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m =________. (2)一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则数列的公差d =________.【答案】 (1)10 (2)5【解析】 (1)由a m -1+a m +1-a 2m =0得2a m -a 2m =0,解得a m =0或2. 又S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=(2m -1)a m =38,显然可得a m ≠0,所以a m =2.代入上式可得2m -1=19,解得m =10.(2)设等差数列的前12项中奇数项和为S 奇,偶数项的和为S 偶,等差数列的公差为d .由已知条件,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇+S 偶=354,S 偶∶S 奇=32∶27,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 偶=192,S 奇=162. 又S 偶-S 奇=6d ,所以d =192-1626=5.类型2 等比数列两个性质的应用在等比数列{a n }中,(1)若m +n =p +q (m ,n ,p ,q ∈N *),则a n ·a m =a p ·a q ;(2)当公比q ≠-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…成等比数列(n ∈N *).【例2】 (1)等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A.6B.5C.4D.3(2)设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18B.-18C.578D.558【答案】 (1)C (2)A【解析】 (1)数列{lg a n }的前8项和S 8=lg a 1+lg a 2+…+lg a 8=lg(a 1·a 2·…·a 8)=lg(a 1·a 8)4=lg(a 4·a 5)4=lg(2×5)4=4.(2)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.类型3 等比数列前n 项和S n 相关结论的活用(1)项的个数的“奇偶”性质:等比数列{a n }中,公比为q . 若共有2n 项,则S 偶∶S 奇=q .(2)分段求和:S n +m =S n +q nS m (q 为公比).【例3】 (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)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇+S 偶=-240,S 奇-S 偶=80,解得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇=-80,S 偶=-160,所以q =S 偶S 奇=-160-80=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. 【分层训练】【基础巩固题组】(建议用时:40分钟) 一、选择题1.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.11【答案】 C【解析】 由题意得,2a 5a 6=18,a 5a 6=9,∴a 1a m =a 5a 6=9, ∴m =10.2.已知各项均为正数的等比数列{a n }中,a 4与a 14的等比中项为22,则2a 7+a 11的最小值为( ) A.16 B.8 C.2 2 D.4【答案】 B【解析】 因为a 4与a 14的等比中项为22, 所以a 4·a 14=a 7·a 11=(22)2=8, 所以2a 7+a 11≥22a 7a 11=22×8=8, 所以2a 7+a 11的最小值为8.3.(2019·上海崇明区模拟)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.1 B.5C.3148D.1116【答案】 D【解析】 由题意得a 1(1-q 3)1-q =3a 1q 2,解得q =-12或q =1(舍),所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-1251-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=1116.4.(2017·全国Ⅱ卷)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【答案】 B【解析】 设塔的顶层的灯数为a 1,七层塔的总灯数为S 7,公比为q ,则依题意S 7=381,公比q =2.∴a 1(1-27)1-2=381,解得a 1=3.5.(2019·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.-3B.-1C.1D.3【答案】 A【解析】 ∵等比数列{a n }的前n 项和S n =a ·3n -1+b ,∴a 1=S 1=a +b ,a 2=S 2-S 1=3a +b -a -b =2a ,a 3=S 3-S 2=9a +b -3a -b =6a ,∵等比数列{a n }中,a 22=a 1a 3, ∴(2a )2=(a +b )×6a ,解得ab=-3. 二、填空题6.等比数列{a n }中,各项都是正数,且a 1,12a 3,2a 2成等差数列,则a 13+a 14a 14+a 15=________.【答案】2-1【解析】 设{a n }的公比为q .由题意得a 1+2a 2=a 3,则a 1(1+2q )=a 1q 2,q 2-2q -1=0,所以q =1+2(舍负). 则a 13+a 14a 14+a 15=1q=2-1.7.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +S n =1(n ∈N *),则通项a n =________. 【答案】12n 【解析】 ∵a n +S n =1,① ∴a 1=12,a n -1+S n -1=1(n ≥2),②由①-②,得a n -a n -1+a n =0,即a n a n -1=12(n ≥2), ∴数列{a n }是首项为12,公比为12的等比数列,则a n =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=12n . 8.(2018·南京模拟)已知数列{a n }中,a 1=2,且a 2n +1a n=4(a n +1-a n )(n ∈N *),则其前9项的和S 9=________.【答案】 1 022【解析】 由a 2n +1a n=4(a n +1-a n )得,a 2n +1-4a n +1a n +4a 2n =0,∴(a n +1-2a n )2=0,a n +1a n =2,∴数列{a n }是首项a 1=2,公比为2的等比数列,∴S 9=2(1-29)1-2=1 022.三、解答题9.(2018·全国Ⅲ卷)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】见解析【解析】(1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =qn -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 =6.10.已知数列{a n }中,点(a n ,a n +1)在直线y =x +2上,且首项a 1=1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }中,b 1=a 1,b 2=a 2,数列{b n }的前n 项和为T n ,请写出适合条件T n ≤S n 的所有n 的值.【答案】见解析【解析】(1)根据已知a 1=1,a n +1=a n +2, 即a n +1-a n =2=d ,所以数列{a n }是一个首项为1,公差为2的等差数列,a n =a 1+(n -1)d =2n -1.(2)数列{a n }的前n 项和S n =n 2.等比数列{b n }中,b 1=a 1=1,b 2=a 2=3, 所以q =3,b n =3n -1.数列{b n }的前n 项和T n =1-3n1-3=3n-12.T n ≤S n 即3n-12≤n 2,又n ∈N *,所以n =1或2.【能力提升题组】(建议用时:20分钟)11.已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T 1>1的n 的最小值为( ) A.4 B.5 C.6 D.7【答案】 C【解析】 ∵{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 2a 4=a 3,∴a 23=a 3,∴a 3=1.又∵q >1,∴a 1<a 2<1,a n >1(n >3),∴T n >T n -1(n ≥4,n ∈N *),T 1<1,T 2=a 1·a 2<1,T 3=a 1·a 2·a 3=a 1a 2=T 2<1,T 4=a 1a 2a 3a 4=a 1<1,T 5=a 1·a 2·a 3·a 4·a 5=a 53=1,T 6=T 5·a 6=a 6>1,故n 的最小值为6.12.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( ) A.(3n -1)2B.12(9n-1) C.9n-1D.14(3n-1) 【答案】 B【解析】 ∵a 1+a 2+…+a n =3n-1,n ∈N *,n ≥2时,a 1+a 2+…+a n -1=3n -1-1,∴当n ≥2时,a n =3n-3n -1=2·3n -1,又n =1时,a 1=2适合上式,∴a n =2·3n -1,故数列{a 2n }是首项为4,公比为9的等比数列. 因此a 21+a 22+…+a 2n =4(1-9n)1-9=12(9n-1).13.(2019·华大新高考联盟质检)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=______. 【答案】 83【解析】 ∵{a n }是等比数列,a 3a 11=2a 25, ∴a 27=2a 25,∴q 4=2,∵S 4+S 12=λS 8,∴a 1(1-q 4)1-q +a 1(1-q 12)1-q =λa 1(1-q 8)1-q,∴1-q 4+1-q 12=λ(1-q 8), 将q 4=2代入计算可得λ=83.14.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +λ(λ为常数). (1)试探究数列{a n +λ}是不是等比数列,并求a n ; (2)当λ=1时,求数列{n (a n +λ)}的前n 项和T n . 【答案】见解析【解析】(1)因为a n +1=2a n +λ,所以a n +1+λ=2(a n +λ). 又a 1=1,所以当λ=-1时,a 1+λ=0,数列{a n +λ}不是等比数列, 此时a n +λ=a n -1=0,即a n =1;当λ≠-1时,a 1+λ≠0,所以a n +λ≠0,所以数列{a n +λ}是以1+λ为首项,2为公比的等比数列, 此时a n +λ=(1+λ)2n -1,即a n =(1+λ)2n -1-λ.(2)由(1)知a n =2n-1,所以n (a n +1)=n ×2n,T n =2+2×22+3×23+…+n ×2n ,①2T n =22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,②①-②得:-T n =2+22+23+ (2)-n ×2n +1=2(1-2n)1-2-n ×2n +1=2n +1-2-n ×2n +1=(1-n )2n +1-2.所以T n =(n -1)2n +1+2.【新高考创新预测】15.(创新思维)已知a 1,a 2,a 3,a 4成等比数列,且a 1+a 2+a 3+a 4=e a 1+a 2+a3.若a 1>1,则下列选项可能成立的是( ) A.a 1<a 2<a 3<a 4 B.a 1=a 2=a 3=a 4 C.a 1>a 2>a 3>a 4D.以上结论都有可能成立【答案】 A【解析】 构造函数f (x )=e x -x -1,f ′(x )=e x -1=0,x =0,得极小值f (0)=0,故f (x )≥0,即e x≥x +1恒成立(x =0取等号).a 1+a 2+a 3+a 4=e a 1+a 2+a3>a 1+a 2+a 3+1⇒a 4>1⇒q >0,且a 2>1,a 3>1,若公比q∈(0,1],则4a1≥a1+a2+a3+a4=e a1+a2+a3>e2+a1>7e a1>7a1+7>4a1,产生矛盾. 所以公比q>1,故a1<a2<a3<a4.故选A.。

高中数学同步课件 等比数列前n项和的性质及应用

高中数学同步课件 等比数列前n项和的性质及应用


随堂演练
1.已知等比数列{an}的前n项和Sn=2n+r,则r的值是
A.1
B.0
C.2
√D.-1
当q≠1时, Sn=a111--qqn=1-a1 q-1-a1 qqn, ∴r=-1.
1234
2.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S10∶S5=1∶2,则S15∶S5等于
√A.3∶4
B.2∶3
而S2n-Sn2=a1q1n-1-q qn2, Sn(S3n-S2n)=a111--qqn×a1q21n-1-q qn,
故有(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n), 所以Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列.
问题3 你能否用等比数列{an}中的Sm,Sn来表示Sm+n?
提示 思路一:Sm+n=a1+a2+…+am+am+1+am+2+…+am+n=Sm +a1qm+a2qm+…+anqm=Sm+qmSn. 思路二:Sm+n=a1+a2+…+an+an+1+an+2+…+an+m=Sn+a1qn+ a2qn+…+amqn =Sn+qnSm.
内容索引
一、等比数列前n项和公式的函数特征 二、等比数列前n项和的“片段和”性质 三、等比数列前n项和的“奇偶项”性质 随堂演练 课时对点练
一 等比数列前n项和 公式的函数特征
问题1 你能发现等比数列前n项和公式Sn=a111--qqn (q≠1)的函数 特征吗?
提示 Sn=a11--aq1qn=-1-a1qqn+1-a1 q,设 A=-1-a1 q,则 Sn=Aqn-A.
第2课时
等比数列前n项和的性质及应用
第1章
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学习目标
1.了解等比数列前n项和公式的函数特征. 2.熟练应用等比数列前n项和公式的有关性质解题.

等比数列前n项和的性质及应用 课件

等比数列前n项和的性质及应用 课件
3.将实际问题转化为数列问题时应注意:①分清是等差数 列还是等比数列;②分清是求 an 还是求 Sn,特别是要准确确定 项数 n;③递推关系的发现是数列建模的关键.
4.解数列应用题的思路方法如图所示.
公比为 q,显然 q≠1,则a111--qq20=30. 两式相除得 1+q10=3,∴q10=2. ∴S30=a111--qq30=a111--qq10(1+q10+q20) =10×(1+2+4)=70.
法二 ∵S10,S20-S10,S30-S20 仍成等比数列, 又∵S10=10,S20=30, ∴S30-30=30-10102, 即 S30=70.
12a1+212a2+…+2n1-1an-1=2(n-1)+5,

①-②得,21nan=2(n≥2). 所以 an=2·2n=2n+1(n≥2). 在①中令 n=1,可得12a1=2+5=7,即 a1=14.
所以 an=124n+,1,
n=1, n≥2.
1.形如 an+1=an+f(n)的递推式,可用叠加法求通项公式. 2.形如 an+1=f(n)an 的递推式,可用叠乘法求通项公式.3. 形如 an+1=kan+b(k、b 为常数)的递推式,可变形为 an+1+λ= k(an+λ)构造等比数列求解,其中 λ 可用待定系数法确定. 4.由ห้องสมุดไป่ตู้式求通项公式,可把和式看做一个数列的前 n 项和,
在等比数列{an}中,Sn,S2n-Sn, S3n-S2n 数列,其公比是 qn .
,…成等比
等比数列前n项和Sn与函数的关系
【问题导思】 1.等比数列前 n 项和公式 Sn=a111--qqn(q≠1),是否可以 写成 Sn=A(qn-1)(Aq≠0 且 q≠1)的形式?若可以,A 等于什 么? 【提示】 可以,A=-1-a1q.

等比数列的前n项和数列总结

等比数列的前n项和数列总结

等比数列的前n 项和 一、等比数列的前n 项和公式 1.乘法运算公式法∵S n =a 1+a 2+a 3+…+a n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1=a 1(1+q +q 2+…+q n -1)=a 1·1-q 1+q +q 2+…+q n -11-q =a 11-q n1-q, ∴S n =a 11-q n1-q. 2.方程法 ∵S n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1=a 1+q (a 1+a 1q +…+a 1q n -2)=a 1+q (a 1+a 1q +…+a 1q n -1-a 1q n -1)=a 1+q (S n -a 1q n -1),∴(1-q )S n =a 1-a 1q n .∴S n =a 11-q n1-q. 3.等比性质法∵{a n }是等比数列,∴a 2a 1=a 3a 2=a 4a 3=…=a n a n -1=q . ∴a 2+a 3+…+a n a 1+a 2+…+a n -1=q , 即S n -a 1S n -a n =q 于是S n =a 1-a n q 1-q =a 11-q n1-q. 二、等比数列前n 项和公式的理解(1)在等比数列的通项公式及前n 项和公式中共有a 1,a n ,n ,q ,S n 五个量,知道其中任意三个量,都可求出其余两个量.(2)当公比q ≠1时,等比数列的前n 项和公式是S n =a 11-q n 1-q ,它可以变形为S n =-a 11-q ·q n +a 11-q ,设A =a 11-q,上式可写成S n =-Aq n +A .由此可见,非常数列的等比数列的前n 项和S n 是由关于n 的一个指数式与一个常数的和构成的,而指数式的系数与常数项互为相反数.当公比q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1是n 的正比例函数(常数项为0的一次函数).等比数列前n 项和性质(1)在等比数列{a n }中,连续相同项数和也成等比数列,即:S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…仍成等比数列.(2)当n 为偶数时,偶数项之和与奇数项之和的比等于等比数列的公比,即S 偶S 奇=q . (3)若一个非常数列{a n }的前n 项和S n =-Aq n +A (A ≠0,q ≠0,n ∈N *),则数列{a n }为等比数列,即S n =-Aq n +A ⇔数列{a n }为等比数列.题型一 等比数列前n 项和公式的基本运算(在等比数列{a n }的五个量a 1,q ,a n ,n ,S n 中,a 1与q 是最基本的元素,当条件与结论间的联系不明显时,均可以用a 1和q 表示a n 与S n ,从而列方程组求解,在解方程组时经常用到两式相除达到整体消元的目的,这是方程思想与整体思想在数列中的具体应用;在解决与前n 项和有关的问题时,首先要对公比q=1或q≠1进行判断,若两种情况都有可能,则要分类讨论.)1、在等比数列{a n}中,(1)若S n=189,q=2,a n=96,求a1和n;(2)若q=2,S4=1,求S8.2、设等比数列{a n}的前n项和为S n,若S3+S6=2S9,求数列的公比q.题型二等比数列前n项和性质的应用3、一个等比数列的首项为1,项数是偶数,其奇数项的和为85,偶数项和为170,求出数列的公比和项数.4、等比数列{a n}中,若S2=7,S6=91,求S4.题型三等比数列前n项和的实际应用5、借贷10 000元,以月利率为1%,每月以复利计息借贷,王老师从借贷后第二个月开始等额还贷,分6个月付清,试问每月应支付多少元?(1.016≈1.061,1.015≈1.051)[规范解答] 方法一设每个月还贷a元,第1个月后欠款为a0元,以后第n个月还贷a元后,还剩下欠款a n元(1≤n≤6),则a0=10 000,a1=1.01a0-a,a2=1.01a1-a=1.012a0-(1+1.01)a,……a6=1.01a5-a=……=1.016a0-[1+1.01+…+1.015]a.由题意,可知a6=0,即1.016a0-[1+1.01+…+1.015]a=0,a=1.016×1021.016-1.因为1.016=1.061,所以a=1.061×1021.061-1≈1 739.故每月应支付1 739元.方法二一方面,借款10 000元,将此借款以相同的条件存储6个月,则它的本利和为S1=104(1+0.01)6=104×(1.01)6(元).另一方面,设每个月还贷a元,分6个月还清,到贷款还清时,其本利和为S2=a(1+0.01)5+a(1+0.01)4+…+a=a[1+0.016-1]1.01-1=a[1.016-1]×102(元).由S1=S2,得a=1.016×1021.016-1. 以下解法同法一,得a≈1 739.故每月应支付1 739元.方法技巧错位相减法求数列的和若数列{a n}为等差数列,数列{b n}为等比数列,由这两个数列的对应项乘积组成的新数列为{a n b n},当求该数列的前n项的和时,常常采用将{a n b n}的各项乘以公比q,并向后错位一项与{a n b n}的同次项对应相减,即可转化为特殊数列的求和,所以这种数列求和的方法称为错位相减法.6、已知等差数列{a n}的前3项和为6,前8项和为-4.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n =(4-a n )q n -1(q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n .数列归纳整合一、数列的概念及表示方法(1)定义:按照一定顺序排列着的一列数.(2)表示方法:列表法、图象法、通项公式法和递推公式法.(3)分类:按项数有限还是无限分为有穷数列和无穷数列;按项与项之间的大小关系可分为递增数列、递减数列、摆动数列和常数列.(4)a n 与S n 的关系:a n =⎩⎪⎨⎪⎧ S 1n =1,S n -S n -1n ≥2. 等差数列 等比数列性质 ①设{a n }是等差数列,若s +t =m +n ,则a s+a t =a m +a n ;②从等差数列中抽取等距离的项组成的数列是一个等差数列;③等差数列中连续m 项的和组成的新数列是等差数列,即:S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…是等差数列 ①设{a n }是等比数列,若s +t =m +n ,则a s ·a t =a m ·a n ; ②从等比数列中抽取等距离的项组成的数列是一个等比数列; ③等比数列中连续m 项的和组成的新数列是等比数列,即:S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…是等比数列(注意:当q =-1且m 为偶数时,不是等比数列)函数特性 ①等差数列{an}的通项公式是n 的一次函数,即an =an +b(a≠0,a =d ,b =a1-d); ②等差数列{an}的前n 项和公式是一个不含常数项的n 的二次函数,即Sn =an2+bn(d≠0) ①等比数列{an}的通项公式是n 的指数型函数,即an =c·qn ,其中c≠0,c =a1q ; ②等比数列{an}的前n 项和公式是一个关于n 的指数型函数,即Sn =aqn -a(a≠0,q≠0,q≠1)三、等差数列、等比数列的判断方法(1)定义法:a n +1-a n =d (常数)⇔{a n }是等差数列;a n +1a n=q (q 为常数,q ≠0)⇔{a n }是等比数列. (2)中项公式法:2a n +1=a n +a n +2⇔{a n }是等差数列;a n +12=a n ·a n +2(a n ≠0)⇔{a n }是等比数列.(3)通项公式法:a n =an +b (a ,b 是常数)⇔{a n }是等差数列;a n =c ·q n (c ,q 为非零常数)⇔{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:S n =an 2+bn (a ,b 为常数,n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;S n =aq n -a (a ,q 为常数,且a ≠0,q ≠0,q ≠1,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.专题一 数列通项公式的求法数列的通项公式是数列的核心之一,它如同函数中的解析式一样,有解析式便可研究函数的性质,而有了数列的通项公式,便可求出数列中的任何一项及前n 项和.常见的数列通项公式的求法有以下几种:(1)观察归纳法求数列的通项公式就是观察数列的特征,横向看各项之间的关系结构,纵向看各项与序号n 的内在联系,结合常见数列的通项公式,归纳出所求数列的通项公式.(2)利用公式法求数列的通项公式数列符合等差数列或等比数列的定义,求通项时,只需求出a 1与d 或a 1与q ,再代入公式a n =a 1+(n -1)d 或a n =a 1q n -1中即可.(3)利用a n 与S n 的关系求数列的通项公式如果给出的条件是a n 与S n 的关系式,可利用a n =⎩⎪⎨⎪⎧ S 1n =1,S n -S n -1n ≥2,先求出a 1=S 1,再通过计算求出a n (n ≥2)的关系式,检验当n =1时,a 1是否满足该式,若不满足该式,则a n 要分段表示.(4)利用累加法、累乘法求数列的通项公式形如:已知a 1,且a n +1-a n =f (n )(f (n )是可求和数列)的形式均可用累加法;形如:已知a 1,且a n +1a n=f (n )(f (n )是可求积数列)的形式均可用累乘法. (5)构造法(利用数列的递推公式研究数列的通项公式)若由已知条件直接求a n 较难,可以通过整理变形等,从中构造出一个等差数列或等比数列,从而求出通项公式.1、已知数列{a n }满足a n +1=a n +3n +2且a 1=2,求a n .2、数列{a n }中,若a 1=1,a n +1=n +1n +2a n (n ∈N *),求通项公式a n . 3、已知数列{a n }满足a n +1=3a n +2(n ∈N *),a 1=1,求通项公式.4、设S n 为数列{a n }的前n 项的和,且S n =32(a n -1)(n ∈N *),求数列{a n }的通项公式. 专题二 数列求和求数列的前n 项和S n 通常要掌握以下方法:1、公式法:直接由等差、等比数列的求和公式求和,注意对等比数列q ≠1的讨论.2、错位相减法:主要用于一个等差数列与一个等比数列对应项相乘所得的数列的求和,即等比数列求和公式的推导过程的推广.3、分组转化法:把数列的每一项分成两项,使其转化为几个等差、等比数列再求和.4、裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差求和,正负相消剩下首尾若干项.5、倒序相加法:把数列正着写和倒着写再相加(即等差数列求和公式的推导过程的推广).1、求数列214,418,6116,…,2n +12n +1的前n 项和S n . 2、在数列{a n }中,a n =1n +1+2n +1+…+n n +1,又b n =2a n ·a n +1,求数列{b n }的前n 项的和. 3、求和S n =x +2x 2+3x 3+…+nx n .专题三 数列的交汇问题数列是高中代数的重点内容之一,也是高考的必考内容及重点考查的范围,它始终处在知识的交汇点上,如数列与函数、方程、不等式等其他知识交汇进行命题.1、已知单调递增的等比数列{a n }满足a 2+a 3+a 4=28,且 a 3+2是a 2,a 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n log 12a n ,S n =b 1+b 2+…+b n ,对任意正整数n ,S n +(n +m )a n +1<0恒成立,试求m 的取值范围. 2、数列{a n }的前n 项和S n =2n 2+2n ,数列{b n }的前n 项和T n =2-b n .(1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)设c n =a n 2·b n ,证明:当且仅当n ≥3时,c n +1<c n .。

等比数列前n项和公式和性质

等比数列前n项和公式和性质
(1 273020多2 亿2吨3。根2据4 统…计资料26显3)
示,全世界小麦的年产量约为
S64

264
1 168亿4吨46,7就4是40说7全37世0界9都55要1615 1000多年才能生产这么多小麦,
1.国84王无1论01如9 何是不能实现发明 者的要求的。
如何求等比数列的Sn:
例3.某商场今年销售计算机5000台,如果平均每年 的销售量比上一年的销售量增加10%,那么从今 起,大约几年可使总销售量达到30000台(结果保 留到个位)?
分析:第1年产量为 5000台 第2年产量为 5000×(1+10%)=5000×1.1台
第3年产量为5000×(1+10%) ×(1+10%)
当q 1时,S 1 (1) 说明: 解 (3: ) (当将 代 12as因 解 )qq55入 a3为 2得 14aq11aa时 a1: 2n1112n11q,即 1.n,21.并作 在 在 4a1a,数an1a且 qn五 为 利2q311(列12q1要2个0n第 用n5为 n551根 变一 公 1q,,212常 25a1s据量 ,要 式14an所 1)1数12q具(a2素 , 111以 .列 ,解 体,q81q来 2一Saqn2,1题2)得 n考 定n15,1,52意a虑 要 , : 12n22q,1,q,。 注 [11qS3nn选((中 , 4意1得 311择12,))所 q1n代 2: 的 适(]只以 当 取 入 2知S)的值nn三S公, 1n可n式应 求a1。把二a1n1它,2aqnnq 可得
• 3.已知等比数列{an}中,an>0,n=1,2,3, …,a2=2,a4=8,则前5项和S5的值为 ________.

等比数列前n项和性质,

等比数列前n项和性质,
如 a n 果 为等 , 则 差 Sk,S2 数 kSk,S 列 3 kS2k也成等差数
新的等差数列 Sk, 首 公项 差k为 为 2d。
那么,在等比数列重,也有类似的性质吗?
等比数列前n项和的性质二:
如 a n 果 为等 , 比 Sk,则 S2 数 kSk,S 列 3 kS2k也成等比
S5, S10-S5, S15-S1成 0 等比数列
即 ( (3 S 1 k- - 0 1 : S 3 5) k 2 )2 2 S 3 5( k S 2 1 (S - 5 1 S 1 - 5 3 )0k )1 解得S: 1593923k
S15 993 S10 992
变式训练
Y20
即S1 : 0 0XY80
变,所有偶数项和是170,求此数列的公比和项数?
提示: q S偶 170 2 S奇 85
SnS偶 S 奇 17 8 0 5255
由等比数列n前 项和公式得:
255 1 2n 1-2
解: q10 s20s10 3 s10
s 30 s2 0 10 s20 q 2s 0 10
或 s 30 s 1 0 20 s 10 q 1s 0 20
等比数列前n项和的性质四:
若等比 an共 数 2n 有 项 列,则: 怎么
证明?
S偶 q S奇
例题讲解
2、等{a 比 n}的 数 n项 前 列 和 Sn , 为 S1若 0 2, 0 S2 08, 0S3 则 0 260 。
等比数列前n项和的性质三:
如 a n 为 果公 q 的比 等 , 对 为 m 比 、 p N 数 有 : 列
Smp SmqmSp
变式训练
2、等{a 比 n}的 数 n项 前 列 和 Sn , 为 S1若 0 2, 0 S2 08, 0S3 则 0 260 。

等比数列前n项和的性质

等比数列前n项和的性质

第十课时 等比数列前n 项和的性质及应用【知识与技能】掌握等比数列前n 项和公式的特点,在此基础上能初步应用公式解决与之有关的问题. 【重点难点】重点:等比数列前n 项和及性质的应用. 难点:等比数列前n 项和及性质的灵活应用. 【教学过程】 一、问题与探究1.在等差数列{a n }中,我们知道其前n 项和S n 满足这样的性质,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…也成等差数列;等比数列的前n 项和S n 是否也满足这一性质呢?试证明之. 等比数列前n 项和的性质在等比数列{a n }中,S n ,S 2n -S n , ,…成等比数列,其公比是 .2.等比数列前n 项和公式S n =a 1(1-q n )1-q (q ≠1),是否可以写成S n =A (q n -1)(Aq ≠0且q ≠1)的形式?若可以,A 等于什么? 提示:可以,A =-a 11-q. 3.等比数列前n 项和公式S n =a 1-a n q1-q (q ≠1).是否可以写成S n =Aa n +B (AB ≠0且A ≠1)的形式?提示:可以,A =-q 1-q ,B =a 11-q .等比数列前n 项和与指数函数的性质当公比q≠1时,等比数列的前n 项和公式是S n =a 11-qn1-q,它可以变形为S n= ,设A = ,上式可写成S n =-Aq n+A.由此可见,q≠1的等比数列的前n 项和S n 是由关于n 的一个 与一个 的和构成的,而指数式的系数与常数项 .当q≠1时,数列S 1,S 2,S 3,…,S n ,…的图象是函数y =-Aq x+A 图象上的一些 . 二、合作与探究类型1 等比数列前n 项和的性质及应用【例1】(1)已知等比数列{a n }中,前10项和S 10=10,前20项和S 20=30,求S 30.(2)一个等比数列的首项是1,项数是偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求此数列的公比和项数.小结:1.解决本例有两种思路:用等比数列的前n 项和公式直接求解,属通性通法;用性质求解,方法灵活,技巧性强,有时使计算简便.2.等比数列前n 项和的常用性质:(1)项的个数的“奇偶”性质:等比数列{a n }中,公比为q.①若共有2n 项,则S 偶∶S 奇=q ; ②若共有2n +1项,则S 奇-S 偶=a 1+a 2n +1q1+q (q≠1且q≠-1).(2)“片断和”性质:等比数列{a n }中,公比为q ,前m 项和为S m (S m ≠0),则S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…,S km -S (k -1)m ,…构成公比为q m的等比数列.【练习】设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,求S 9S 6的值.类型2 由递推公式求通项公式【例2】根据下面各个数列{a n }的首项和递推关系,求其通项公式: (1)a 1=1,a n +1=a n +2n(n ∈N *); (2)a 1=1,a n +1=n n +1a n (n ∈N *);(3)a 1=1,a n +1=12a n +1(n ∈N *);(4)数列{a n }满足12a 1+122a 2+123a 3+…+12n a n =2n +5,求数列{a n }的通项公式.小结:1.形如a n +1=a n +f (n )的递推式,可用叠加法求通项公式.2.形如a n +1=f (n )a n 的递推式,可用叠乘法求通项公式.3.形如a n +1=ka n +b (k 、b 为常数)的递推式,可变形为a n+1+λ=k (a n +λ)构造等比数列求解,其中λ可用待定系数法确定.4.由和式求通项公式,可把和式看做一个数列的前n 项和,然后根据a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1n =1S n -S n -1 n ≥2来求解.【练习】(1)已知数列{a n }中,a 1=23,a n +1=12a n +12,求数列{a n }的通项公式;(2)已知数列{a n }中,a 1=3,a 2=5,且S n +S n -2=2S n -1+2n -1(n ≥3),求数列{a n }的通项公式.类型3 等差、等比数列的综合应用【例3】某企业进行技术改造,有两种方案:甲方案:一次性贷款10万元,第一年便可获利1万元,以后每年比前一年增加30%的利润;乙方案:每年贷款1万元,第一年便可获利1万元,以后每年比前年多获利5千元,两种方案,使用期限都是十年,到期一次性归还本息,若银行贷款利息按年息10%的复利计算,比较两种方案,哪个获利更多?(计算数据精确到万元,1.110≈2.594,1.310≈13.786)小结:1.解决本题的关键是分清甲、乙两个方案属于等差数列模型还是等比数列模型.2.等差、等比数列的应用题常见于产量的增减、价格的升降、细胞分裂、贷款利率、增长率等方面的问题,解决方法是建立数列模型,应用数列知识解决问题.3.将实际问题转化为数列问题时应注意:①分清是等差数列还是等比数列;②分清是求a n还是求S n,特别是要准确确定项数n;③递推关系的发现是数列建模的关键.4.解数列应用题的思路方法如图所示.【练习】某市2012年新建住房400万平方米,其中有250万平方米是中低价房,预计在今后的若干年内,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%,另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万平方米,那么到哪一年底,(1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2012年为累计的第一年)将首次不少于4 750万平方米?(2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%?(1.084≈1.36,1.085≈1.47,1.086≈1.59)三、课时小结1.在等差数列与等比数列中,经常要根据条件列方程(组)求解,在解方程时,仔细体会两种情形中解方程组的方法的不同之处.2.在解等比数列问题时,要注意合理应用等比数列的性质,与等比数列前n 项和有关的常用的性质有:①连续m 项和(如S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…)仍组成等比数列(注意此连续m 项的和必须非零才成立);②{a n }为等比数列,且q ≠1⇔S n =-Aq n+A (A ≠0).用好性质会降低解题的运算量,从而减少错误.3.解决有关数列模型的实际问题时,关键是弄懂题意,确定数列的类型及所求的基本量. 四、小结与作业1.(2013·临沂高二检测)已知一个等比数列的前n 项和为48,前2n 项和为60,则前3n 项和为( )A .63B .108C .75D .832.已知等比数列{a n }的通项公式为a n =2×3n -1,则由此数列的偶数项所组成的新数列的前n 项和S n =( )A .3n-1 B .3(3n-1) C.9n -14 D.3(9n -1)43.(2013·成都高二检测)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ≥1),则a 6=( ) A .3×44 B .3×44+1 C .44 D .44+1 4.已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列{1a n}的前5项和为( )A.158或5B.3116或5C.3116D.1585.(2013·威海高二检测)在等比数列{a n }中,已知a 1+a 2+a 3=1,a 4+a 5+a 6=-2,则该数列的前15项的和S 15=________.6.数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n +2,则a n =________.7.等比数列{a n }共有2n 项,它的全部各项的和是奇数项的和的3倍,则公比q =____________.8.(2013·长沙高二检测)等比数列{a n } 中,S 2=7,S 6=91,求S 4.9.(2013·井冈山高二检测)已知点(1,2)是函数f(x)=a x(a>0且a≠1)的图象上一点,数列{a n }的前n 项和S n =f(n)-1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =log a a n +1,求数列{a n b n }的前n 项和T n .。

等比数列公式前n项和公式性质

等比数列公式前n项和公式性质

等比数列公式前n项和公式性质
等比数列公式前n项和公式,又叫等比级数,是一个按首项和公比构成的无穷数列的总和的表达式,它具有独特的特性和性质,下面我们就来看看它的表达式及其特性和性质。

一、等比数列前n项和公式
等比数列的前n项和的计算公式是:Sn=a1(1-rn)/(1-r),其中,a1是等比数列的首项,r是等比数列的公比,Sn是等比数列前n项的和。

二、等比数列公式特性和性质
以上就是等比数列公式前n项和公式及它的特性和性质,希望大家能够从中有所收获。

等比数列前n项和

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第二章 2.5 第2课时
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在等比数列{an}中,公比 q=-2,S5=22,则 a1 的值等于 ( ) A.-2 C.1 [ 答案] [ 解析] B.-1 D.2
D a1[1--25] ∵S5=22,q=-2,∴ =22, 1--2
∴a1=2.
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[例3]
在等比数列{an}中,公比q=2,前99项的和S99
=56,求a3+a6+a9+„+a99的值. [分析] 考虑通过基本量a1和q来处理或通过a3+a6+a9
+„+a99是前99项中的一组,与另两组联系在一起进行求 值.
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等比数列前n项和的性质
设{an}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 C.Y2=XZ B.Y(Y-X)=Z(Z-X) D.Y(Y-X)=X(Z-X)
[ 答案]
D
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思考感悟
1.若一个数列是等比数列,它的前n项和写成Sn=Aqn +B(q≠1),则A与B有何关系?
提示:A+B=0, a11-qn a1 a1 n ∵Sn= = - · q ,则常数项与qn的系数 1-q 1-q 1-q 互为相反数.
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4.3.2 等比数列的前n项和公式(精讲)(解析版)

4.3.2 等比数列的前n项和公式(精讲)(解析版)

4.3.2等比数列的前n项和公式一、等比数列的前n 项和公式已知量首项1a 与公比q首项1a ,末项n a 与公比q公式()()()111111n n na q S a q q q⎧=⎪=-⎨≠⎪-⎩()()11111n n na q S a a qq q ⎧=⎪=-⎨≠⎪-⎩二、等比数列前n 项和的函数特征1、n S 与q 的关系(1)当公比1q ≠时,等比数列的前n 项和公式是()111nn a q S q-=-,它可以变形为1111n n a a S q q q =---,设11aA q=-,则上式可以写成n n S A Aq =-的形式,由此可见,数列{}n S 的图象是函数x y A Aq =-图象上的一群孤立的点;(2)当公比1q =时,等比数列的前n 项和公式是1n S na =,则数列{}n S 的图象是函数1y a x =图象上的一群孤立的点。

2、n S 与n a 的关系当公比1q ≠时,等比数列的前n 项和公式是11n n a a qS q-=-,它可以变形为111n na qS a q q=---设1qA q =--,11aB q=-,则上式可写成n n S Aa B =+的形式,则n S 是n a 的一次函数。

三、等比数列前n 项和的性质1、等比数列{}n a 中,若项数为2n ,则=S q 偶奇S ;若项数为21n +,则1=S a q S -奇偶.2、若等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,则n S ,2n n S S -,32n n S S -…成等比数列(其中n S ,2n n S S -,32n n S S -…均不为0).3、若一个非常数列{}n a 的前n 项和()0,0,n n S Aq A A q n N *=-≠≠∈,则数列{}n a 为等比数列。

四、等比数列前n 项和运算的技巧1、在等比数列的通项公式和前n 项和公式中,共涉及五个量:1a ,n a ,n ,q ,n S ,其中首项1a 和公比q 为基本量,且“知三求二”,常常列方程组来解答;2、对于基本量的计算,列方程组求解时基本方法,通常用约分或两式相除的方法进行消元,有时会用到整体代换,如n q ,11a q-都可以看作一个整体。

等比数列前N项和的性质知识讲解

等比数列前N项和的性质知识讲解

例题讲解
4、若等 {an}的 比公 数 1 3, 比 列 a1且 为 a3a99 6,0
则 {an}的1前 0 项 0 和 80 为 。
解: 令 S 奇 a 1 a 3 a 9 9 60
S 偶 a 2a 4 a 100
由则 等 S100比 S奇 数 nS项 偶列 和前 性S质 偶知 q1:
化简S到 n1 3: 3n2a
1 3
2a
0
a 1 6
探究二:
我们知道,等差数列有这样的性质:
如 a n 果 为等 , 则 差 S k,S 2 数 kSk,S 列 3 kS 2 k也成等
新的等差数列 Sk, 首 公项 差k为 为 2d。
那么,在等比数列中,也有类似的性质吗? 怎么证 明?
等比数列前n项和的性质二:



根据题意S10,S20-S10,S30-S20成等比数列 → S10=10,S20=30 → S30
例题讲解
【解】 法一:设公比为 q,则
a111--qq10=10 a111--qq20=30 ② ② ①得 1+q10=3,∴q10=2,

a1 10 1 q
例题讲解
∴S30=a111--qq30=70. 法二:∵S10,S20-S10,S30-S20 仍成等比数列, 又 S10=10,S20=30, ∴S30-S20=S30-30=30-10102, 即 S30=70.
课后作业
书上第62页,习题2.5 B组,第2题、第5题。
5 、在{a 等 n} 中 a 比 1 , a n 数 6, 6 a 2列 a n 1 1, 2 前 n 项 S n 和 1, 2n 6 及 求 q 公 。比
解: a1ana2an 1128

2.5 等比数列前n项和的性质及应用

2.5 等比数列前n项和的性质及应用

第2课时等比数列前n项和的性质及应用学习目标1.理解等比数列前n项和公式的函数特征.2.熟练应用等比数列前n项和公式的有关性质解题.知识点一 等比数列前n 项和公式的函数特征 当公比q ≠1时,设A =a 1q -1,等比数列的前n 项和公式是S n =A (q n -1).即S n 是n 的指数型函数.当公比q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1,S n 是n 的正比例函数. 知识点二 等比数列前n 项和的性质1.数列{a n }为公比不为-1的等比数列(或公比为-1,且n 不是偶数),S n 为其前n 项和,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍构成等比数列.2.若{a n }是公比为q 的等比数列,则S n +m =S n +q n S m (n ,m ∈N *).3.若{a n }是公比为q 的等比数列,S 偶,S 奇分别是数列的偶数项和与奇数项和,则:①在其前2n 项中,S 偶S 奇=q ;②在其前2n +1项中,S 奇-S 偶=a 1-a 2+a 3-a 4+…-a 2n +a 2n +1 =a 1+a 2n +1q 1-(-q )=a 1+a 2n +21+q(q ≠-1).1.等比数列{a n}的前n项和S n不可能等于2n.(√)2.若{a n}的公比为q,则{a2n}的公比为q2.(√)3.若{a n}的公比为q,则a1+a2+a3,a2+a3+a4,a3+a4+a5的公比也为q.(√)4.等比数列{a n}是递增数列,前n项和为S n.则{S n}也是递增数列.(×)5.对于公比q≠1的等比数列{a n}的前n项和公式,其q n的系数与常数项互为相反数.(√)题型一等比数列前n项和公式的函数特征应用例1数列{a n}的前n项和S n=3n-2.求{a n}的通项公式.解当n≥2时,a n=S n-S n-1=(3n-2)-(3n-1-2)=2·3n-1.当n=1时,a1=S1=31-2=1不适合上式.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2·3n -1,n ≥2.反思感悟 已知S n ,通过a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2求通项a n ,应特别注意n ≥2时,a n =S n -S n -1.(2)若数列{a n }的前n 项和S n =A (q n -1),其中A ≠0,q ≠0且q ≠1,则{a n }是等比数列. 跟踪训练1 若{a n }是等比数列,且前n 项和为S n =3n -1+t ,则t = . 答案 -13解析 显然q ≠1,此时应有S n =A (q n -1), 又S n =13·3n +t ,∴t =-13.题型二 等比数列前n 项和的性质命题角度1 连续n 项之和问题例2 已知等比数列前n 项,前2n 项,前3n 项的和分别为S n ,S 2n ,S 3n ,求证:S 2n +S 22n =S n (S 2n+S 3n ).证明 方法一 设此等比数列的公比为q ,首项为a 1, 当q =1时,S n =na 1,S 2n =2na 1,S 3n =3na 1,∴S 2n +S 22n =n 2a 21+4n 2a 21=5n 2a 21,S n (S 2n +S 3n )=na 1(2na 1+3na 1)=5n 2a 21,∴S 2n +S 22n =S n (S 2n +S 3n ).当q ≠1时,S n =a 11-q (1-q n ),S 2n =a 11-q (1-q 2n ),S 3n =a 11-q(1-q 3n ),∴S 2n +S 22n =⎝ ⎛⎭⎪⎫a 11-q 2·[(1-q n )2+(1-q 2n )2] =⎝ ⎛⎭⎪⎫a 11-q 2·(1-q n )2·(2+2q n +q 2n ). 又S n (S 2n +S 3n )=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 11-q 2(1-q n )(2-q 2n -q 3n )=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 11-q 2·(1-q n )2·(2+2q n +q 2n ),∴S 2n +S 22n =S n (S 2n +S 3n ).方法二 根据等比数列的性质有S 2n =S n +q n S n =S n (1+q n ),S 3n =S n +q n S n +q 2n S n ,∴S 2n +S 22n =S 2n +[S n (1+q n )]2=S 2n (2+2q n +q 2n ), S n (S 2n +S 3n )=S 2n (2+2q n +q 2n ). ∴S 2n +S 22n =S n (S 2n +S 3n ).反思感悟 处理等比数列前n 项和有关问题的常用方法(1)运用等比数列的前n 项和公式,要注意公比q =1和q ≠1两种情形,在解有关的方程(组)时,通常用约分或两式相除的方法进行消元. (2)灵活运用等比数列前n 项和的有关性质.跟踪训练2 在等比数列{a n }中,已知S n =48,S 2n =60,求S 3n . 解 因为S 2n ≠2S n ,所以q ≠1,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q n )1-q=48,a 1(1-q 2n)1-q =60,①②②÷①得1+q n =54,即q n =14.③将③代入①得a 11-q=64,所以S 3n =a 1(1-q 3n )1-q =64×⎝⎛⎭⎫1-143=63.命题角度2 不连续n 项之和问题例3 一个项数为偶数的等比数列,全部项之和为偶数项之和的4倍,前3项之积为64,求该等比数列的通项公式.解 设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,全部奇数项、偶数项之和分别记为S 奇,S 偶,由题意,知S 奇+S 偶=4S 偶,即S 奇=3S 偶,∵数列{a n }的项数为偶数,∴q =S 偶S 奇=13.又a 1·a 1q ·a 1q 2=64,∴a 31·q 3=64,得a 1=12. 故所求通项公式为a n =12×⎝⎛⎭⎫13n -1,n ∈N *.反思感悟 注意观察序号之间的联系,发现解题契机;整体思想能使问题的解决过程变得简洁明快.跟踪训练3 设数列{a n }是以2为首项,1为公差的等差数列;数列{b n }是以1为首项,2为公比的等比数列,则1236a a a a b b b b ⋯++++= . 答案 126解析 设数列{b n }的公比为q ,则q =2, ∵11111112,n n n n n na a a a a ab b q q b b q+++---⋅===⋅ ∴{}n a b 是首项为b 2,公比为2的等比数列. ∴126a a a b b b ⋯+++=b 2(1-26)1-2=126.等比数列前n 项和的分类表示典例 已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,a n +2=3a n ,n ∈N *.求{a n }的前n 项和S n .解 由a n ≠0,所以a n +2a n =3,于是数列{a 2n -1}是首项a 1=1,公比为3的等比数列;数列{a 2n }是首项a 2=2,公比为3的等比数列.因此a 2n -1=3n -1,a 2n =2×3n -1.于是S 2n =a 1+a 2+…+a 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=(1+3+…+3n -1)+2(1+3+…+3n -1)=3(1+3+…+3n -1)=3(3n -1)2,从而S 2n -1=S 2n -a 2n =3(3n -1)2-2×3n -1=32(5×3n -2-1).综上所述,3223531,,2331,,2n n nn S n -⎧⎛⎫⨯-⎪ ⎪⎪⎝⎭=⎨⎛⎫⎪-⎪⎪⎝⎭⎩是奇数是偶数[素养评析] 数学中有不少概念表达式相当抽象.只有在明晰运算对象的基础上,才能挖掘出两式的内在联系,理解运算法则.本例中,涉及到很多对n 的赋值,只有理解了a n ,a 2n ,S 2n 与S 2n -1之间的联系,才能顺利挖掘出{a 2n }是首项为2,公比为3的等比数列,S 2n -1=S 2n -a 2n 等关系.1.已知等比数列{a n }的公比为2,且其前5项和为1,那么{a n }的前10项和等于( ) A .31 B .33 C .35 D .37 答案 B解析 设{a n }的公比为q ,由题意,q =2,a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=1,则a 6+a 7+a 8+a 9+a 10=q 5(a 1+a 2+a 3+a 4+a 5)=q 5=25=32,∴S 10=1+32=33.2.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n =x ·3n -1-16,则x 的值为( )A.13 B .-13 C.12 D .-12 答案 C解析 方法一 ∵S n =x ·3n -1-16=x 3·3n -16,由S n =A (q n -1),得x 3=16,∴x =12.方法二 当n =1时,a 1=S 1=x -16;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2x ·3n -2,∵{a n }是等比数列,∴n =1时也应适合a n =2x ·3n -2, 即2x ·3-1=x -16,解得x =12.3.已知等差数列{a n }的前n 项和S n =n 2+bn +c ,等比数列{b n }的前n 项和T n =3n +d ,则向量a =(c ,d )的模为( )A .1 B. 2 C. 3 D .无法确定 答案 A解析 由等差数列与等比数列的前n 项和公式知,c =0,d =-1, 所以向量a =(c ,d )的模为1.4.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若q =2,S 100=36,则a 1+a 3+…+a 99等于( ) A .24 B .12 C .18 D .22 答案 B解析 设a 1+a 3+…+a 99=S ,则a 2+a 4+…+a 100=2S .∵S 100=36,∴3S =36,∴S =12, ∴a 1+a 3+a 5+…+a 99=12.5.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 4=1,S 8=3,则a 9+a 10+a 11+a 12等于( ) A .8 B .6 C .4 D .2 答案 C解析 S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列. 即1,2,a 9+a 10+a 11+a 12成等比数列. ∴a 9+a 10+a 11+a 12=4.1.在利用等比数列前n 项和公式时,一定要对公比q =1或q ≠1作出判断;若{a n }是等比数列,且a n >0,则{lg a n }构成等差数列. 2.等比数列前n 项和中用到的数学思想 (1)分类讨论思想:①利用等比数列前n 项和公式时要分公比q =1和q ≠1两种情况讨论;②研究等比数列的单调性时应进行讨论:当a 1>0,q >1或a 1<0,0<q <1时为递增数列;当a 1<0,q >1或a 1>0,0<q <1时为递减数列;当q <0时为摆动数列;当q =1时为常数列.(2)函数思想:等比数列的通项a n =a 1q n -1=a 1q ·q n(q >0且q ≠1)常和指数函数相联系;等比数列前n 项和S n =a 1q -1(q n -1)(q ≠1).设A =a 1q -1,则S n =A (q n -1)与指数函数相联系.(3)整体思想:应用等比数列前n 项和公式时,常把q n ,a 11-q 当成整体求解;把奇数项、偶数项、连续若干项之和等整体处理.一、选择题1.等比数列{a n }中,a 3=3S 2+2,a 4=3S 3+2,则公比q 等于( ) A .2 B.12 C .4 D.14答案 C解析 ∵a 3=3S 2+2,a 4=3S 3+2, ∴a 4-a 3=3(S 3-S 2)=3a 3,即a 4=4a 3, ∴q =a 4a 3=4.2.设{a n }是公比为q 的等比数列,S n 是它的前n 项和,若{S n }是等差数列,则q 等于( ) A .1 B .0 C .1或0 D .-1 答案 A解析 ∵S n -S n -1=a n (n ≥2且n ∈N *),又{S n }是等差数列, ∴a n 为定值,即数列{a n }为常数列, ∴q =a na n -1=1(n ≥2且n ∈N *).3.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B .-18 C.578 D.558 答案 A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=18.4.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 2-8a 5=0,则S 8S 4的值为( )A.12 B .2 C.1716 D .17 答案 C 解析a 5a 2=q 3=18,∴q =12. ∴S 8S 4=S 4+(S 8-S 4)S 4=1+S 8-S 4S 4=1+q 4=1716. 5.正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 30=13S 10,S 10+S 30=140,则S 20等于( ) A .90 B .70 C .40 D .30 答案 C解析 由S 30=13S 10,知q ≠1,由⎩⎪⎨⎪⎧S 30=13S 10,S 10+S 30=140,得⎩⎪⎨⎪⎧S 10=10,S 30=130,由等比数列的前n 项和的性质得S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等比数列,则(S 20-S 10)2=S 10(S 30-S 20),即(S 20-10)2=10(130-S 20),解得S 20=40或S 20=-30(舍去), 故选C.6.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 答案 B解析 设公比为q ,若q =1,则S 2mS m =2,与题中条件矛盾,故q ≠1.∵S 2m S m =a 1(1-q 2m )1-q a 1(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 =2.7.已知等比数列{a n }的前10项中,所有奇数项之和为8514,所有偶数项之和为17012,则S=a 3+a 6+a 9+a 12的值为( ) A .580 B .585 C .590 D .595 答案 B解析 设等比数列{a n}的公比为q ,则由题意有⎩⎪⎨⎪⎧S 偶S 奇=q =2,S 奇=a 1[1-(q 2)5]1-q2=8514,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=14,q =2,∴S =a 3+a 6+a 9+a 12=a 3(1+q 3+q 6+q 9)=a 1q 2·1-q 121-q 3=585.8.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6等于( )A .2 B.73 C.83 D .3答案 B解析 由题意知q ≠1,否则S 6S 3=6a 13a 1=2≠3.∴S 6S 3=a 1(1-q 6)1-q a 1(1-q 3)1-q=1+q 3=3, ∴q 3=2.∴S 9S 6=a 1(1-q 9)1-q a 1(1-q 6)1-q=1-q 91-q 6=1-231-22=73. 二、填空题9.若等比数列{a n }的前5项和S 5=10,前10项和S 10=50,则它的前15项和S 15= . 答案 210解析 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,故(S 10-S 5)2=S 5(S 15-S 10), 即(50-10)2=10(S 15-50),解得S 15=210.10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,若对任意n ∈N *,有a n +1=13S n ,则S n = .答案 ⎝⎛⎭⎫43n -1解析 由a n +1=13S n ,得S n +1-S n =13S n ,即S n +1=43S n ,则数列{S n }是以S 1=1为首项,公比q为43的等比数列,所以S n =S 1·q n -1=⎝⎛⎭⎫43n -1. 11.已知首项为1的等比数列{a n }是摆动数列,S n 是{a n }的前n 项和,且S 4S 2=5,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为 . 答案1116解析 S 4S 2=S 2+q 2S 2S 2=1+q 2=5,q =±2.∵{a n }是摆动数列,∴q =-2.∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的首项为1,公比为-12,前5项和为1·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-1251-⎝⎛⎭⎫-12=1+13232=1116.三、解答题12.已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (1)求{a n }的通项公式; (2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1.解 (1)设等差数列{a n }公差为d ,因为a 2+a 4=2a 3=10,所以a 3=5=1+2d ,所以d =2,所以a n =2n -1(n ∈N *).(2)设{b n }的公比为q ,b 2·b 4=a 5⇒q ·q 3=9,所以q 2=3,所以{b 2n -1}是以b 1=1为首项,q ′=q 2=3为公比的等比数列,所以b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1=1·(1-3n )1-3=3n -12.13.已知等比数列{a n }中,a 1=2,a 3+2是a 2和a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =a n log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和S n . 考点 错位相减法求和题点 错位相减法求和 解 (1)设数列{a n }的公比为q , 由题意知2(a 3+2)=a 2+a 4, ∴q 3-2q 2+q -2=0, 即(q -2)(q 2+1)=0.∴q =2,即a n =2·2n -1=2n ,n ∈N *. (2)由题意得,b n =n ·2n ,∴S n =1·2+2·22+3·23+…+n ·2n ,①2S n =1·22+2·23+3·24+…+(n -1)·2n +n ·2n +1,② ①-②,得-S n =21+22+23+24+…+2n -n ·2n +1 =-2-(n -1)·2n +1.∴S n =2+(n -1)·2n +1,n ∈N *.14.等比数列{a n }中,a 1-a 3=3,前n 项和为S n ,S 1,S 3,S 2成等差数列,则S n 的最大值为 . 答案 4解析 设公比为q ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 1-a 3=a 1-a 1q 2=3,S 3-S 1=a 2+a 3=S 2-S 3=-a 3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,q =-12.当n 为奇数时,S n =83⎝⎛⎭⎫1+12n ≤83⎝⎛⎭⎫1+12=4, 当n 为偶数时,S n =83⎝⎛⎭⎫1-12n <83. 综上,S n 的最大值为4.15.已知S n 为数列{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)设数列{S n }的前n 项和为T n ,求T n .(1)证明 当n =1时,S 1-2S 1=1-4,故S 1=3, 得S 1-1+2=4.n ≥2时原式转化为S n =2(S n -S n -1)+n -4, 即S n =2S n -1-n +4,所以S n -n +2=2[S n -1-(n -1)+2],所以{S n -n +2}是首项为4,公比为2的等比数列. (2)解 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 =4(1-2n )1-2+n (n +1)2-2n =2n +3+n 2-3n -82.。

等比数列前N项和的性质

等比数列前N项和的性质

法三:∵{an}为等比数列,
∴S2,S4-S2,S6-S4也为等比数列. 即7,S4-7,91-S4成等比数列, ∴(S4-7)2=7(91-S4). 解得S4=28或-21.
∵S4=a1+a2+a3+a4=a1+a2+a1q2+a2q2
=(a1+a2)(1+q2)=7(1+q2)>0, ∴S4=28.
q
S偶 S奇
170 2 85
ห้องสมุดไป่ตู้
Sn S偶 S奇 170 85 255
由等比数列前 n项和公式得:
1 2 255 1-2
n
n8
等差数列前n项和的性质: ① 数列 {an }是等比数列

S n Aq - A( A 0)
n
② an 为等比数列 S k , S 2k S k , S3k S 2k 也成等比数列。
[解 ]
法一:∵S2=7,S6=91,易知q≠1,
a11+q=7, ∴a11-q6 =91. 1 - q a11+q1-q1+q2+q4 ∴ =91. 1- q ∴q4+q2-12=0.∴q2=3. a11-q4 ∴S4= =a1(1+q)(1+q2)=7×(1+3)=28. 1- q ∴S4=28.
前20项和S20=30,求S30.
【 思 路 点 拨 】 法 二 法 一 : 设公比为q :
→ 根据条件列方程组 → 解出q → 代入求S30 根据题意S10,S20-S10,S30-S20成等比数列 → S10=10,S20=30 → S30
【解】
法一:设公比为 q,则 ① ②
a11-q10 =10 1-q 20 a 1 - q 1 1-q =30
这个形式和等比 数列等价吗? 相反 数

等比数列前n项和公式和性质

等比数列前n项和公式和性质
且S10 5, S20 15.
(1).求S30; 35
(2).问S10, S20 S10 , S30 S20
是否成等比数列?
性质2: Sn为等比数列的前n项和, Sn≠0, 则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n是等比数列.

已知等比数列{an}中,前10项和S10=10,前20项和S20=30,求S30.
解析:易求得q=2,a1=1.∴S5=11--225=31. 答案:31
• 4.在等比数列{an}中,已知a1+a2+…+an=2n-1,则a12+a22+…+an2 等于________.
答案: 13(4n-1) 解析: 设等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,则 Sn=2n- 1.易知等比数列{an}的公比 q=2,首项 a1=1, ∴an=2n-1,于是 an2=4n-1, ∴a12+a22+…+an2=1+4+42+…+4n-1=13(4n-1)
……
50001.12台
第n年产量为 5000 1.1n1台
则n年内的总产量为:
5 51.1 51.12 51.1n1
• 1.数列{2n-1}的前99项和为( • A.2100-1 • C.299-1
改为数列{2n-1}呢?
) B.1-2100 D.1-299
解析:a1=1,q=2,∴S99=1×11--2299=299-1. 答案:C
2 30 - 1 = 1073741823
请同学们考虑如何求出这个和?
S64 1 2 22 23 26的这3. 方种法求,和就(1)
2S64 即2S64
2(1
2 22
2 2223 ຫໍສະໝຸດ 23263是2减错264法6位.3 !)相.
(2)
2S64 S64 (2 2那2如么果这213些00麦02粒粒4麦的粒总重质为量246就03 克是,264 )

等比数列的前n项和性质

等比数列的前n项和性质

化简到:S n
1 3n 3
2a
1 2a 0 3
a 1 6
第三页,共16页。
例题(lìtí)解 析
例1、若等比数列(daně nɡ Sn m 3n 1, 则
b实ǐ数sh(sùhìlsièh-)ù1)m中= ,
S练2、n习已:知x1等、3比n已1数知列等16 比, 的a数则n前列x的n项值an和的为前为n12项和S为n 3n2 2a,
q
推导
(tuīdǎo)过 程:
S偶
a2
1 q2n 1 q2
, S奇
a1
1 q2n 1 q2
,
S偶 a2 q. S奇 a1
等比数列(děnɡ bǐ shù liè)
如前果n项a和n 为的公性比质为四q:的等比数列,对m、p N 有:
Smn Sm qmSn 第九页,共16页。
4、若等比数列{an }的公比为 13,且a1 a3 a99 60,
则{an }的前100项和为 80 。
解: 令X a1 a3 a99 60
Y a2 a4 a100
则S100 X Y
由等比数列前n项和性质知:Y q 1
X
3
Y 20
即:S100 X Y 80
第十页,共16页。
5、已知一个等比数列(děnɡ bǐ shù liè)其首项是1,项数是偶数,所有奇 数项和是85,所有偶数项和是170,求此数列的项数?
(S10 - S5 )2 S5 (S15 - S10 )
即:(31k - 32k)2
32k (S15 - 31k)
解得:S15
993 k 32
S15 993
S10 992
第八页,共16页。
等比数列(děnɡ bǐ shù liè)前n项和

等比数列前n项和性质81173

等比数列前n项和性质81173

在解方程中的应用:等 比数列前n项和的性质 可以用于解一些复杂的 方程,简化计算过程。
在金融领域的应用: 等比数列前n项和的 性质可以用于计算复 利、折现等金融问题, 为金融决策提供支持。
在组合数学中的应用: 等比数列前n项和的 性质可以用于解决一 些组合数学问题,如 排列、组合、概率等。
等比数列前n项和的
07
总结与展望
对等比数列前n项和性质的总结
等比数列前n项和的定义和公式 等比数列前n项和的性质及其证明 等比数列前n项和的应用举例 等比数列前n项和与其他数学知识的联系
对等比数列前n项和性质的展望
深入研究等比数列前n项和的性质
探索等比数列前n项和与其他数学 知识的联系
添加标题
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添加标题
添加标题
拓展等比数列前n项和的应用领域
展望未来等比数列前n项和性质的 研究方向
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汇报人:儿
等比数列前n项和的性质:Sn=a1(1-q^n)/(1-q)
等比数列前n项和的推导:Sn=(a1+a1q+…+a1q^(n-1))=a1/(1q)+a1q/(1-q)+…+a1q^(n-1)/(1-q)=a1/(1-q)(1+q+…+q^(n-1))
等比数列前n项和的公式:Sn=a1(1-q^n)/(1-q)
热力学过程:等比数列前n项和可以用来描述热力学过程中温度、压力、体积等参数的变化 规律。
等比数列前n项和的性质在经济学中的应用
复利计算:等 比数列前n项和 的性质可以应 用于复利计算, 计算投资收益
的累积。
资产评估:等 比数列前n项和 的性质可以用 于计算资产的 现值和未来值, 评估资产的价
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Sn
na1
2
an
nn 1
na1 2 d
推导方法
倒序相加
等比数列
Sn
a1 1 qn 1q
q 1
a1 anq 1q
错位相减
【注意】在应用等比数列的前n项和公式时考虑
公比是否为1 .
探究1: 性质1:
1. 前n项和公式的函数特征:
当q=1时 Sn na1是n的正比例函数
a2 a5 2a8 a2 ,a8 ,a5 成等差数列.
课堂小结:
1. {an}是等比数列 Sn Aqn B 其中A 0, q 1, A B 0.
2. Sn为等比数列的前n项和, Sn≠0, 则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n是等比数列.
3. 在等比数列中,若项数为2n(n∈N *), S偶与S奇分别为偶数项和与奇数项和, 则 S偶 q. S奇
且S10 5, S20 15.
(1).求S30; 35
(2).问S10, S20 S10 , S30 S20
是否成等比数列?
性质2:
Sn为等比数列的前n项和, Sn≠0, 则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n是等比数列.
练习2:
(1) 等比数列中,S10=10,S20=30,则 S30=___7_0___.
(2)当q

1时,Sn

a1(1 - qn 1- q
)

a1 1- q
- a1 1- q
qn
记A

a1 1- q
,即Sn

-Aq n

A, 是一个指数式与一个常
数的和
其中A 0,q 1
练习1:
若等比数列{an}中,Sn=m·3n+1,则
实数m=____-_1_____.
探究2:
已知Sn是等比数列an的前n项和,
性质4:
Snm Sn qnSm
习题2.5第6题: 已知{Sn}是等比数列{an}的前n项和, S3, S9 , S6 成等差数列,求证:a2 , a8 , a5 成等差数列.
证明:由 S3, S9 , S6 成等差数列,得 S3 S6 2S9
若q=1,则 S3 3a1 ,S6 6a1 ,S9 9a1 .
(2) 等比数列中,Sn=48,S2n=60,则 S3n=___6_3___.
探究3:
性质3:
在等比数列中,若项数为2n(n∈N *),
S偶与S奇分别为偶数项和与奇数项和,
则 S偶 q
.
S奇
练习3:
等比数列{an}共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____.
2.5.2 等比数列的前 n 项和 (2)
知识回顾:
通项公式: an a1qn1
前n项和公式:
Sn

na1 a1(1

q
n
)
1 q

a1 anq 1q
(q 1) (q 1)
两个公式共有5个基本量:
a1 ,q,n,an,Sn可知“三求二”.
填表
数列
等差数列
前n 项和 公式
a1 0 , S3 S6 2S9 与题设矛盾 , q 1 .

a1
(1

q3
)

a1
(1

q6
)
1qBiblioteka 1q2a1 (1 q9 ) 1q
即 q3 q6 2q9 q 0, 1 q3 2q6
a2 a5 a1q a1q4 a1q(1 q3) a1q(2q6 ) 2a1q7
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