[2020理数]第六章 第三节 等比数列及其前n项和
等比数列及其前n项和
等比数列及其前n项和1.等比数列的定义一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一常数,那么这个数列叫作等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母__q__表示(q≠0).2.等比数列的通项公式设等比数列{a n}的首项为a1,公比为q,则它的通项a n=a1·q n-1.3.等比中项若G2=a·b_(ab≠0),那么G叫做a与b的等比中项.4.等比数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n=a m·q n-m(n,m∈N+).(2)若{a n}为等比数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N+),则a k·a l =a m·a n.(3)若{a n},{b n}(项数相同)是等比数列,则{λa n}(λ≠0),,{a},{a n·b n},仍是等比数列.5.等比数列的前n项和公式等比数列{a n}的公比为q(q≠0),其前n项和为S n,当q=1时,S n=na1;当q≠1时,S n==.6.等比数列前n项和的性质公比不为-1的等比数列{a n}的前n项和为S n,则S n,S2n-S n,S3n-S2n 仍成等比数列,其公比为__q n__选择题:等比数列{a n}共有奇数项,所有奇数项和S奇=255,所有偶数项和S偶=-126,末项是192,则首项a1等于( )A.1 B.2 C.3 D.4解析 设等比数列{a n}共有2k+1(k∈N+)项,则a2k+1=192,则S奇=a1+a3+…+a2k-1+a2k+1=(a2+a4+…+a2k)+a2k+1=S偶+a2k+1=-+192=255,解得q=-2,而S奇===255,解得a1=3已知等比数列{a n}的公比为正数,且a3a9=2a,a2=2,则a1等于( ) A. B. C. D.2解析 (1)由等比数列的性质得a3a9=a=2a,∵q>0,∴a6=a5,q==,a1==已知等比数列{a n}满足a1=,a3a5=4(a4-1),则a2等于( )A.2 B.1 C. D.解析 由{a n}为等比数列,得a3a5=a,又a3a5=4(a4-1),所以a=4(a4-1),解得a4=2,设等比数列{a n}的公比为q,则由a4=a1q3,得2=q3,解得q=2,所以a2=a1q=已知等比数列{a n}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7等于( ) 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已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n+a n=2n(n∈N+),则下列数列中一定为等比数列的是( )A.{a n} B.{a n-1} C.{a n-2} D.{S n}解析 由S n+a n=2n (n∈N+),①,可得S n-1+a n-1=2(n-1) (n≥2,n∈N+),②①-②得a n=a n-1+1 (n≥2,n∈N+),所以a n-2=(a n-1-2) (n≥2,n∈N+),且a1=1,a1-2=-1≠0,所以{a n-2}一定是等比数列等比数列{a n}中,a4=2,a5=5,则数列{lg a n}的前8项和等于( )A.6 B.5 C.4 D.3解析 {lg a n}的前8项和S8=lg a1+…+lg a8=lg(a1·a2·…·a8)=lg(a1·a8)4=lg(a4·a5)4=lg(2×5)4=4设{a n}是由正数组成的等比数列,S n为其前n项和.已知a2a4=1,S3=7,则S5等于( )A. B. C. D.解析 (1)显然公比q≠1,由题意得解得或(舍去),∴S5===.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.-200 C.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在正项等比数列{a n}中,a n+1<a n,a2·a8=6,a4+a6=5,则等于( )A. B. C. D.解析 设公比为q,则由题意知0<q<1,由得a4=3,a6=2,所以==.设S n是等比数列{a n}的前n项和,若=3,则等于( )A.2 B. C. D.1或2解析 设等比数列{a n}的公比为q,当q=1时,不满足=3,故q≠1,S n =.由=3得,=1+q2=3,故q2=2,则===.若正项数列{a n}满足lg a n+1=1+lg a n,且a2001+a2002+…+a2010=2016,则a2011+a2012+…+a2020的值为( )A.2015·1010 B.2015·1011 C.2016·1010 D.2016·1011解析 ∵lg a n+1=1+lg a n,∴lg=1,∴=10,∴数列{a n}是等比数列,∵a2001+a2002+…+a2010=2016,∴a2011+a2012+…+a2020=1010(a2001+a2002+…+a2010)=2016×1010.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. C.2或 D.-2或解析 设数列{a n}的公比为q,由=====,得q=2或q=已知S n是等比数列{a n}的前n项和,若存在m∈N+,满足=9,=,则数列{a n}的公比为( )A.-2 B.2 C.-3 D.3解析 设公比为q,若q=1,则=2,与题中条件矛盾,故q≠1.∵==q m+1=9,∴q m=8,∴==q m=8=,∴m=3,∴q3=8,∴q=2.填空题:已知在等比数列{a n}中,a5a11=6,a6+a10=7,则的值是________.解析 因为{a n}是等比数列,所以a5a11=a6a10=6,又a6+a10=7,解得或,设{a n}的公比为q,则q4=6或,q2=或,所以==或.已知数列{a n}是递增的等比数列,a1+a4=9,a2a3=8,则数列{a n}的前n项和等于________解析 由等比数列性质知a2a3=a1a4,又a2a3=8,a1+a4=9,∴联立方程解得或又∵数列{a n}为递增数列,∴a1=1,a4=8,从而a1q3=8,∴q =2.∴数列{a n}的前n项和为S n==2n-1.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________.解析 设该数列的公比为q,由题意知,243=9×q3,q3=27,∴q=3.∴插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81.设S n为等比数列{a n}的前n项和,若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差数列,则a n=________解析 由3S1,2S2,S3成等差数列知,4S2=3S1+S3,可得a3=3a2,所以公比q=3,故等比数列通项a n=a1q n-1=3n-1.在等比数列{a n}中,各项均为正值,且a6a10+a3a5=41,a4a8=5,则a4+a8=________解析 由a6a10+a3a5=41及a6a10=a,a3a5=a,得a+a=41.因为a4a8=5,所以(a4+a8)2=a+2a4a8+a=41+2×5=51,又a n>0,所以a4+a8=.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a4-a3=2a3,从而求得=3,即q=3.等比数列{a n}的首项a1=-1,前n项和为S n,若=,则公比q=________解析 由=,a1=-1知公比q≠±1,则可得=-由等比数列前n项和的性质知S5,S10-S5,S15-S10成等比数列,且公比为q5,故q5=-,q=-已知{a n}是等差数列,公差d不为零.若a2,a3,a7成等比数列,且2a1+a2=1,则a1=________,d=________解析 因为a2,a3,a7成等比数列,所以a=a2a7,即(a1+2d)2=(a1+d) (a1+6d),∴a1=-d,∵2a1+a2=1,∴2a1+a1+d=1即3a1+d=1,∴a1=,d=-1.在各项均为正数的等比数列{a n}中,若a2=1,a8=a6+2a4,则a6的值是________.解析 因为a8=a2q6,a6=a2q4,a4=a2q2,所以由a8=a6+2a4得a2q6=a2q4+2a2q2,消去a2q2,得到关于q2的一元二次方程(q2)2-q2-2=0,解得q2=2,q2=-1舍去,a6=a2q4=1×22=4.已知各项均为正数的等比数列{a n}的前n项和为S n,若S4=3S2,a3=2,则a7=________解析 设等比数列{a n}的首项为a1,公比为q,显然q≠1且q>0,因为S4=3S2,所以=,解得q2=2,因为a3=2,所以a7=a3q4=2×22=8.已知数列{a n}的首项为1,数列{b n}为等比数列且b n=,若b10·b11=2,则a21=________.解析 ∵b1==a2,b2=,∴a3=b2a2=b1b2,∵b3=,∴a4=b1b2b3,…,a n=b1b2b3·…·b n-1,∴a21=b1b2b3·…·b20=(b10b11)10=210=1024.等比数列{a n}的前n项和为S n,公比不为1.若a1=1,则对任意的n∈N,都有a n+2+a n+1-2a n=0,则S5=____________+解析 由题意知a3+a2-2a1=0,设公比为q,则a1(q2+q-2)=0.由q2+q-2=0解得q=-2或q=1(舍去),则S5===11.解答题:设数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,S n+1=4a n+2.(1)设b n=a n+1-2a n,证明:数列{b n}是等比数列;(2)求数列{a n}的通项公式.(1)证明 由a1=1及S n+1=4a n+2,有a1+a2=S2=4a1+2.∴a2=5,∴b1=a2-2a1=3.又①-②,得a n+1=4a n-4a n-1(n≥2),∴a n+1-2a n=2(a n-2a n-1) (n≥2).∵b n=a n+1-2a n,∴b n=2b n-1(n≥2),故{b n}是首项b1=3,公比为2的等比数列.(2)解 由(1)知b n=a n+1-2a n=3·2n-1,∴-=,故{}是首项为,公差为的等差数列.∴=+(n-1)·=,故a n=(3n-1)·2n-2设数列{a n}的前n项和为S n,已知a1+2a2+3a3+…+na n=(n-1)S n+2n(n∈N+).(1)求a2,a3的值;(2)求证:数列{S n+2}是等比数列.(1)解 ∵a1+2a2+3a3+…+na n=(n-1)S n+2n(n∈N+),∴当n=1时,a1=2×1=2;当n=2时,a1+2a2=(a1+a2)+4,∴a2=4;当n=3时,a1+2a2+3a3=2(a1+a2+a3)+6,∴a3=8.综上,a2=4,a3=8.(2)证明 a1+2a2+3a3+…+na n=(n-1)S n+2n(n∈N+),①∴当n≥2时,a1+2a2+3a3+…+(n-1)a n-1=(n-2)S n-1+2(n-1).②①-②得na n=(n-1)S n-(n-2)S n-1+2=n(S n-S n-1)-S n+2S n-1+2=na n-S n+2S n-1+2.∴-S n+2S n-1+2=0,即S n=2S n-1+2,∴S n+2=2(S n-1+2).∵S1+2=4≠0,∴S n-1+2≠0,∴=2,故{S n+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.已知首项为的等比数列{a n}的前n项和为S n(n∈N+),且-2S2,S3,4S4成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)证明:S n+≤(n∈N+).(1)解 设等比数列{a n}的公比为q,因为-2S2,S3,4S4成等差数列,所以S3+2S2=4S4-S3,即S4-S3=S2-S4,可得2a4=-a3,于是q==-又a1=,所以等比数列{a n}的通项公式为a n=×n-1=(-1)n-1·(2)证明 由(1)知,S n=1-n,S n+=1-n+=当n为奇数时,S n+随n的增大而减小,所以S n+≤S1+=当n为偶数时,S n+随n的增大而减小,所以S n+≤S2+=故对于n∈N+,有S n+≤数列{b n}满足:b n+1=2b n+2,b n=a n+1-a n,且a1=2,a2=4.(1)求数列{b n}的通项公式;(2)求数列{a n}的前n项和S n.解 (1)由b n+1=2b n+2,得b n+1+2=2(b n+2),∴=2,又b1+2=a2-a1+2=4,∴数列{b n+2}是首项为4,公比为2的等比数列.∴b n+2=4·2n-1=2n+1,∴b=2n+1-2.n(2)由(1)知,a n-a n-1=b n-1=2n-2 (n≥2),∴a n-1-a n-2=2n-1-2 (n>2),…,a2-a1=22-2,∴a n-2=(22+23+…+2n)-2(n-1),∴a n=(2+22+23+…+2n)-2n+2=-2n+2=2n+1-2n.∴S n=-=2n+2-(n2+n+4).专项能力提升在由正数组成的等比数列{a n}中,若a3a4a5=3π,则sin(log3a1+log3a2+…+log3a7)的值为( )A. B. C.1 D.-解析 因为a3a4a5=3π=a,所以a4=.log3a1+…+log3a7=log3(a1a2…a7)=log3a=7log3=,∴sin(log3a1+log3a2+…+log3a7)=.在正项等比数列{a n}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,a n-1a n a n+1=324,则n等于( )A.12 B.13 C.14 D.15解析 设数列{a n}的公比为q,由a1a2a3=4=aq3与a4a5a6=12=aq12,可得q9=3,a n-1a n a n+1=aq3n-3=324,因此q3n-6=81=34=q36,所以n=14数列{a n}中,已知对任意n∈N+,a1+a2+a3+…+a n=3n-1,则a+a +a+…+a等于( )A.(3n-1)2 B.(9n-1) C.9n-1 D.(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{a}是首项为4,公比为9的等比数列.因此a+a+…+a==(9n-1).若等比数列{a n}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则ln a1+ln a2+…+ln a20=________解析 因为a10a11+a9a12=2a10a11=2e5,所以a10a11=e5.所以ln a1+ln a2+…+ln a20=ln(a1a2…a20)=ln[(a1a20)·(a2a19)·…·(a10a11)]=ln(a10a11)10=10ln(a10a11)=10lne5=50.数列{a n}满足a1=2且对任意的m,n∈N+,都有=a n,则a3=________;{a n}的前n项和S n=________解析 ∵=a n,∴a n+m=a n·a m,∴a3=a1+2=a1·a2=a1·a1·a1=23=8;令m=1,则有a n+1=a n·a1=2a n,∴数列{a n}是首项为a1=2,公比为q=2的等比数列,∴S n==2n+1-2.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+2=1+2=3,当且仅当a1=a3=1时等号成立.当q<0时,S3=a1+a2+a3=1+a1+a3≤1-2=1-2=-1,当且仅当a1=a3=-1时等号成立.所以,S3的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).已知正项等比数列{a n}满足a2015=2a2013+a2014,若存在两项a m,a n,使得=4a1,则的最小值为________解析 设{a n}的公比为q(q>0),由正项等比数列{a n}满足a2015=2a2013+a2014,可得a2013·q2=2a2013+a2013·q,∴q2-q-2=0,∵q>0,∴q=2.∵=4a1,∴q m+n-2=16,∴m+n=6,∴=(m+n)=≥,当且仅当=,即m=2,n=4时取等号,故的最小值为.已知数列{a n}中,a1=1,a n·a n+1=n,记T2n为{a n}的前2n项的和,b n =a2n+a2n-1,n∈N+.(1)判断数列{b n}是否为等比数列,并求出b n;(2)求T2n.解 (1)∵a n·a n+1=n,∴a n+1·a n+2=n+1,∴=,即a n+2=a n.∵b n=a2n+a2n-1,∴===,∵a1=1,a1·a2=,∴a2=⇒b1=a1+a2=,∴{b n}是首项为,公比为的等比数列.∴b n=×n-1=.(2)由(1)可知,a n+2=a n,∴a1,a3,a5,…是以a1=1为首项,以为公比的等比数列;a2,a4,a6,…是以a2=为首项,以为公比的等比数列,∴T2n=(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)=+=3-.。
等比数列及其前n项和_课件
【训练2】 (2012·浙江)设公比为q(q>0)的等比数列{an}的前 n项和为Sn.若S2=3a2+2,S4=3a4+2,则q=________. 解析 ∵S4-S2=a3+a4=3(a4-a2),
∴a2(q+q2)=3a2(q2-1),∴q=-1(舍去)或 q=32.
答案
3 2
考向三 等比数列的性质及应用
【例3】►(1)等比数列{an}中,a1+an=66,a2an-1=128, 前n项和Sn=126,则公比q=________.
(2)等比数列{an}中,q=2,S99=77,则a3+a6+…+a99= ________. [审题视点] (1)利用等比数列的性质:“若m+n=p+q,则 am·an=ap·aq”; (2)把前99项分三组,再转化为a3+a6+…+a99.
为非零常
数且 n≥2),则{an}是等比数列;
(2)中项公式法:在数列{an}中,an≠0 且 an2+1=an·an+2(n∈ N*),则数列{an}是等比数列;
(3)通项公式法:若数列通项公式可写成an=c·qn(c,q均是 不为0的常数,n∈N*),则{an}是等比数列; (4)前n项和公式法:若数列{an}的前n项和Sn=k·qn-k(k为 常数且k≠0,q≠0,1),则{an}是等比数列. 注 前两种方法也可用来证明一个数列为等比数列.
在解决有关等比数列的计算问题时,要 注意挖掘隐含条件,充分利用其性质 ,特别是性质 “若m+n=p+q,则am·an=ap·aq”,可以减少运算 量,提高解题速度.
【训练3】 (2012·北京东城区一模)已知x,y,z∈R,若- 1,x,y,z,-3成等比数列,则xyz的值为 ( ).
A.-3 B.±3 C.-3 3 D.±3 3 解析 由等比中项知 y2=3,∴y=± 3, 又∵y 与-1,-3 符号相同,∴y=- 3,y2=xz,
2020届高考数学一轮复习通用版讲义等比数列及其前n项和
第三节等比数列及其前n 项和一、基础知识批注——理解深一点1.等比数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q .(2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .只有当两个数同号且不为0时,才有等比中项,且等比中项有两个. 2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.①已知a 1,q ,n ,a n ,S n 中的任意三个,即可求得其余两个,这体现了方程思想.②在等比数列求和时,要注意q =1和q ≠1的讨论.3.等比数列与指数型函数的关系当q >0且q ≠1时,a n =a 1q ·q n可以看成函数y =cq x ,其是一个不为0的常数与指数函数的乘积,因此数列{a n }各项所对应的点都在函数y =cq x 的图象上;对于非常数列的等比数列{a n }的前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q =-a 11-q q n +a 11-q ,若设a =a 11-q,则S n =-aq n +a (a ≠0,q ≠0,q ≠1).由此可知,数列{S n }的图象是函数y =-aq x +a 图象上一系列孤立的点.对于常数列的等比数列,即q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1.由此可知,数列{S n }的图象是函数y =a 1x 图象上一系列孤立的点.二、常用结论汇总——规律多一点设数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和. (1)通项公式的推广:a n =a m ·q n-m(n ,m ∈N *).(2)若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q ;若2s =p +r ,则a p a r =a 2s ,其中m ,n ,p ,q ,s ,r ∈N *.(3)a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m (k ,m ∈N *).(4)若数列{a n },{b n }是两个项数相同的等比数列,则数列{ba n },{pa n ·qb n }和⎩⎨⎧⎭⎬⎫pa n qb n 也是等比数列.(5)若数列{a n }的项数为2n ,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q .三、基础小题强化——功底牢一点(一)判一判(对的打“√”,错的打“×”)(1)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( ) (2)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( )(3)如果数列{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列.( ) (4)如果数列{a n }为等比数列,则数列{ln a n }是等差数列.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)×(二)选一选1.在等比数列{a n }中,a 1=1,a 3=2,则a 7=( ) A .-8 B .8 C .8或-8D .16或-16解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 1=1,a 3=2,∴q 2=2,∴a 7=a 3q 4=2×22=8.故选B.2.数列{a n }满足a 4=27,a n +1=-3a n (n ∈N *),则a 1=( ) A .1 B .3 C .-1D .-3解析:选C 由题意知数列{a n }是以-3为公比的等比数列,∴a 4=a 1(-3)3=27,∴a 1=27(-3)3=-1.故选C. 3.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2a 5=2a 3,2a 4+4a 7=5,则S 5=( ) A .29 B .31 C .33D .36解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ·a 1q 4=2a 1q 2,2a 1q 3+4a 1q 6=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =12,a 1=16,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=31,故选B.4.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q =________.解析:∵a 2·a 4=a 23=16,∴a 3=4(负值舍去),① 又S 3=a 1+a 2+a 3=a 3q2+a 3q +a 3=7,②联立①②,得3q 2-4q -4=0,解得q =-23或q =2,∵a n >0,∴q =2. 答案:25.(2017·北京高考)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=________.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 , 则a 4=-1+3d =8,解得d =3; b 4=-1·q 3=8,解得q =-2.所以a 2=-1+3=2,b 2=-1×(-2)=2,所以a 2b 2=1.答案:1考点一 等比数列的基本运算[典例] (2018·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和.若S m =63,求m . [解] (1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =q n -1.由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去)或q =-2或q =2. 故a n =(-2)n-1或a n =2n -1.(2)若a n =(-2)n -1,则S n =1-(-2)n3.由S m =63,得(-2)m =-188,此方程没有正整数解. 若a n =2n -1,则S n =1-2n 1-2=2n-1.由S m =63,得2m =64,解得m =6.[解题技法]等比数列基本运算中的2种常用数学思想[题组训练]1.已知等比数列{a n }单调递减,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4 C. 2D .2 2解析:选B 由题意,设等比数列{a n }的公比为q ,q >0,则a 23=a 2a 4=1,又a 2+a 4=52,且{a n }单调递减,所以a 2=2,a 4=12,则q 2=14,q =12,所以a 1=a 2q =4.2.(2019·长春质检)已知等比数列{a n }的各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 2=2,S 6-S 4=6a 4,则a 5=( )A .4B .10C .16D .32解析:选C 设公比为q (q >0),S 6-S 4=a 5+a 6=6a 4,因为a 2=2,所以2q 3+2q 4=12q 2,即q 2+q -6=0,所以q =2,则a 5=2×23=16.3.(2017·江苏高考)等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n .已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则由S 6≠2S 3,得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⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=14, 则a 8=a 1q 7=14×27=32.答案:32考点二 等比数列的判定与证明[典例] 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n +1=4a n +2(n ∈N *),若b n =a n +1-2a n ,求证:{b n }是等比数列.[证明] 因为a n +2=S n +2-S n +1=4a n +1+2-4a n -2=4a n +1-4a n , 所以b n +1b n =a n +2-2a n +1a n +1-2a n =4a n +1-4a n -2a n +1a n +1-2a n =2a n +1-4a n a n +1-2a n =2.因为S 2=a 1+a 2=4a 1+2,所以a 2=5. 所以b 1=a 2-2a 1=3.所以数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列.[解题技法]1.掌握等比数列的4种常用判定方法2.等比数列判定与证明的2点注意(1)等比数列的证明经常利用定义法和等比中项法,通项公式法、前n 项和公式法经常在选择题、填空题中用来判断数列是否为等比数列.(2)证明一个数列{a n }不是等比数列,只需要说明前三项满足a 22≠a 1·a 3,或者是存在一个正整数m ,使得a 2m +1≠a m ·a m +2即可.[题组训练]1.数列{a n }的前n 项和为S n =2a n -2n ,证明:{a n +1-2a n }是等比数列. 证明:因为a 1=S 1,2a 1=S 1+2, 所以a 1=2,由a 1+a 2=2a 2-4得a 2=6.由于S n =2a n -2n ,故S n +1=2a n +1-2n +1,后式减去前式得a n +1=2a n +1-2a n -2n ,即a n +1=2a n +2n ,所以a n +2-2a n +1=2a n +1+2n +1-2(2a n +2n )=2(a n +1-2a n ),又a 2-2a 1=6-2×2=2,所以数列{a n +1-2a n }是首项为2、公比为2的等比数列.2.(2019·西宁月考)已知在正项数列{a n }中,a 1=2,点A n (a n ,a n +1)在双曲线y 2-x 2=1上.在数列{b n }中,点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,其中T n 是数列{b n }的前n 项和.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:数列{b n }是等比数列.解:(1)由已知点A n 在y 2-x 2=1上知,a n +1-a n =1. ∴数列{a n }是一个以2为首项,1为公差的等差数列. ∴a n =a 1+(n -1)d =2+n -1=n +1.(2)证明:∵点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,∴T n =-12b n +1.①∴T n -1=-12b n -1+1(n ≥2).②①②两式相减,得 b n =-12b n +12b n -1(n ≥2).∴32b n =12b n -1,∴b n =13b n -1. 由①,令n =1,得b 1=-12b 1+1,∴b 1=23.∴数列{b n }是以23为首项,13为公比的等比数列.考点三 等比数列的性质 考法(一) 等比数列项的性质[典例] (1)(2019·洛阳联考)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( )A .-2+22B .- 2 C. 2D .- 2 或 2(2)(2018·河南四校联考)在等比数列{a n }中,a n >0,a 1+a 2+…+a 8=4,a 1a 2…a 8=16,则1a 1+1a 2+…+1a 8的值为( ) A .2 B .4 C .8D .16[解析] (1)设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,所以a 3·a 15=a 29=2,a 3+a 15=-6,所以a 3<0,a 15<0,则a 9=-2,所以a 2a 16a 9=a 29a 9=a 9=-2,故选B.(2)由分数的性质得到1a 1+1a 2+…+1a 8=a 8+a 1a 8a 1+a 7+a 2a 7a 2+…+a 4+a 5a 4a 5.因为a 8a 1=a 7a 2=a 3a 6=a 4a 5,所以原式=a 1+a 2+…+a 8a 4a 5=4a 4a 5,又a 1a 2…a 8=16=(a 4a 5)4,a n >0,∴a 4a 5=2,∴1a 1+1a 2+…+1a 8=2.故选A. [答案] (1)B (2)A考法(二) 等比数列前n 项和的性质[典例] 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,S 3n =14,则S 4n 等于( )A .80B .30C .26D .16[解析] 由题意知公比大于0,由等比数列性质知S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…仍为等比数列.设S 2n =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 ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…是首项为2,公比为2的等比数列. 又∵S 3n =14,∴S 4n =14+2×23=30. [答案] B [解题技法]应用等比数列性质解题时的2个关注点(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.[题组训练]1.(2019·郑州第二次质量预测)已知等比数列{a n }中,a 2a 5a 8=-8,S 3=a 2+3a 1,则a 1=( )A.12B .-12C .-29D .-19解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q (q ≠1),因为S 3=a 1+a 2+a 3=a 2+3a 1,所以a 3a 1=q 2=2.因为a 2a 5a 8=a 35=-8,所以a 5=-2,即a 1q 4=-2,所以4a 1=-2,所以a 1=-12,故选B.2.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 =________.解析: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.答案:2 [课时跟踪检测]A 级——保大分专练1.(2019·合肥模拟)已知各项均为正数的等比数列{a n }满足a 1a 5=16,a 2=2,则公比q =( )A .4 B.52C .2D.12解析:选C 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1·a 1q 4=16,a 1q =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,q =-2(舍去),故选C.2.(2019·辽宁五校协作体联考)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log 2a 7+log 2a 11的值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选C 由题意得a 4a 14=(22)2=8,由等比数列的性质,得a 4a 14=a 7a 11=8,∴log 2a 7+log 2a 11=log 2(a 7a 11)=log 28=3,故选C.3.在等比数列{a n }中,a 2a 3a 4=8,a 7=8,则a 1=( ) A .1 B .±1 C .2D .±2解析:选A 因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a 3a 4=a 33=8,所以a 3=2,所以a 7=a 3q 4=2q 4=8,所以q 2=2,则a 1=a 3q2=1,故选A.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S2 019=()A.22 018-12B.1-⎝⎛⎭⎫122 018C.22 019-12D.1-⎝⎛⎭⎫122 019解析:选A由等比数列的性质及a2a6=8(a4-2),得a24=8a4-16,解得a4=4.又a4=12q3,故q=2,所以S2 019=12(1-22 019)1-2=22 018-12,故选A.5.在等比数列{a n}中,a1+a3+a5=21,a2+a4+a6=42,则S9=()A.255 B.256C.511 D.512解析:选C设等比数列的公比为q,由等比数列的定义可得a2+a4+a6=a1q+a3q+a5q=q(a1+a3+a5)=q×21=42,解得q=2.又a1+a3+a5=a1(1+q2+q4)=a1×21=21,解得a1=1.所以S9=a1(1-q9)1-q=1×(1-29)1-2=511.故选C.6.已知递增的等比数列{a n}的公比为q,其前n项和S n<0,则()A.a1<0,0<q<1 B.a1<0,q>1C.a1>0,0<q<1 D.a1>0,q>1解析:选A∵S n<0,∴a1<0,又数列{a n}为递增等比数列,∴a n+1>a n,且|a n|>|a n+1|,则-a n>-a n+1>0,则q=-a n+1-a n∈(0,1),∴a1<0,0<q<1.故选A.7.设{a n}是公比为正数的等比数列,若a1=1,a5=16,则数列{a n}的前7项和为________.解析:设等比数列{a n}的公比为q(q>0),由a5=a1q4=16,a1=1,得16=q4,解得q=2,所以S7=a1(1-q7)1-q=1×(1-27)1-2=127.答案:1278.在3与192中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________.解析:设该数列的公比为q,由题意知,192=3×q3,q3=64,所以q=4.所以插入的两个数分别为3×4=12,12×4=48.答案:12,489.(2018·江西师范大学附属中学期中)若等比数列{a n}满足a2a4=a5,a4=8,则数列{a n}的前n项和S n=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 2a 4=a 5,a 4=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q ·a 1q 3=a 1q 4,a 1q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2, ∴S n =1×(1-2n )1-2=2n -1.答案:2n -110.已知等比数列{a n }为递减数列,且a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设公比为q ,由a 25=a 10, 得(a 1q 4)2=a 1·q 9,即a 1=q . 又由2(a n +a n +2)=5a n +1, 得2q 2-5q +2=0, 解得q =12()q =2舍去,所以a n =a 1·q n -1=12n .答案:12n11.(2018·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a nn .(1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由; (3)求{a n }的通项公式. 解:(1)由条件可得a n +1=2(n +1)n a 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)数列{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,所以数列{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 -1.12.(2019·甘肃诊断)设数列{a n +1}是一个各项均为正数的等比数列,已知a 3=7,a 7=127.(1)求a 5的值;(2)求数列{a n }的前n 项和.解:(1)由题可知a 3+1=8,a 7+1=128,则有(a 5+1)2=(a 3+1)(a 7+1)=8×128=1 024,可得a 5+1=32,即a 5=31.(2)设数列{a n +1}的公比为q ,由(1)知⎩⎪⎨⎪⎧ a 3+1=(a 1+1)q 2,a 5+1=(a 1+1)q 4,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+1=2,q =2, 所以数列{a n +1}是一个以2为首项,2为公比的等比数列,所以a n +1=2×2n -1=2n ,所以a n =2n -1,利用分组求和可得,数列{a n }的前n 项和S n =2(1-2n )1-2-n =2n +1-2-n . B 级——创高分自选1.在各项都为正数的数列{a n }中,首项a 1=2,且点(a 2n ,a 2n -1)在直线x -9y =0上,则数列{a n }的前n 项和S n 等于( )A .3n -1B.1-(-3)n 2C.1+3n 2D.3n 2+n 2解析:选A 由点(a 2n ,a 2n -1)在直线x -9y =0上,得a 2n -9a 2n -1=0,即(a n +3a n -1)(a n -3a n -1)=0,又数列{a n }各项均为正数,且a 1=2,∴a n +3a n -1>0,∴a n -3a n -1=0,即a n a n -1=3,∴数列{a n }是首项a 1=2,公比q =3的等比数列,其前n 项和S n =2(1-3n )1-3=3n -1. 2.(2019·郑州一测)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)=________.解析:因为log 2a n +1=1+log 2a n ,可得log 2a n +1=log 22a n ,所以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.答案:1003.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 .。
6.3 等比数列及其前n项和
题型二
等比数列的判定与证明
【例 2】 ( 2008·湖北文, 21 )已知数列 {an} 和 {bn}
2 满 足 : a1 = ,an+1= an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21), 3 其中 为实数,n为正整数.
(1)证明:对任意实数 ,数列{an}不是等比数列; (2)证明:当 ≠-18时,数列{bn}是等比数列.
§6.3 等比数列及其前n项和
要点梳理
基础知识
自主学习
1.等比数列的定义 如果一个数列 从第二项起,后项与相邻前项的比是 一个确定的常数(不为零) ,那么这个数 公比 列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的 q 通常用字母 表示. 2.等比数列的通项公式 设等比数列 {an} 的首项为 a1 ,公比为 q ,则它的通 n-1 项 an = a1 ·q .
1 【例3】在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5=8且 a1 1 1 1 1 =2,求a3. a2 a3 a4 a5 思维启迪 ( 1 )由已知条件可得 a1 与公比 q 的方程
组,解出a1、q,再利用通项公式即可得a3. (2)也可利用性质 a3 =a1·a5=a2·a4直接求得a3.
2 (1)∵a3a11= a7 =4a7,
∵a7≠0,∴a7=4,∴b7=4,
∵{bn}为等差数列,∴b5+b9=2b7=8.
(2)方法一
a1a2a3a4=a1a1qa1q2a1q3= a14 q6=1.① ②
a13a14a15a16=a1q12·a1q13·a1q14·a1q15
= a14 ·q54=8. 54 a4 q 1 ②÷①: 4 6 =q48=8q16=2, a1 q 又a41a42a43a44=a1q40a1q41·a1q42·a1q43 = a14·q166= a14 ·q6·q160=( a14 ·q6)·(q16)10
2020届高考数学总复习第六章数列6_3等比数列及其前n项和课件文新人教A版
A.1盏
B.3盏
C.5盏
D.9盏
(2)(2019·广州测试)在各项都为正数的等比数列{an}中,已知
a1=2,a2n+2+4a2n=4a2n+1,则数列{an}的通项公式 an=__________.
(3)(2019·洛阳统考)设等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 a1
+8a4=0,则SS43=(
0 的根,则a1aa917的值为(
)
A.2 2
B.4
C.-2 2或 2 2
D.-4 或 4
(2)(2019·武汉华师附中调研)数列{an}的通项公式为 an=2n-1,
则使不等式 a21+a22+…+a2n<5×2n+1 成立的 n 的最大值为( )
A.2
B.3
C.4
D.5
【解析】 (1)因为 a3,a15 是方程 x2-6x+8=0 的根, 所以 a3a15=8,a3+a15=6, 易知 a3,a15 均为正,由等比数列的性质知,a1a17=a29=a3a15 =8, 所以 a9=2 2,a1aa917=2 2,故选 A. (2)因为 an=2n-1,a2n=4n-1,
【例4】 等比数列{an}中,已知a1+a3=8,a5+a7=4,
则a9+a11+a13+a15的值为( )
A.1
B.2
C.3
D.5
【解析】 法一:因为{an}为等比数列, 所以 a5+a7 是 a1+a3 与 a9+a11 的等比中项, 所以(a5+a7)2=(a1+a3)·(a9+a11), 故 a9+a11=(aa51++aa73)2=482=2. 同理,a9+a11 是 a5+a7 与 a13+a15 的等比中项, 所以(a9+a11)2=(a5+a7)(a13+a15), 故 a13+a15=(aa95++aa117)2=242=1.
高考总复习一轮数学精品课件 第六章 数列 第三节 等比数列
解得
1 = 5√2-5.
(2)由题意,a2=2a1+2,即a1q=2a1+2,①
a3=2(a1+a2)+2,即a1q2=2(a1+a1q)+2,②
联立①②可得a1=2,q=3,则a4=a1q3=54.故选C.
考点二
等比数列的判断与证明
典例突破
例2.已知数列{an}中,a1=1,它的前n项和Sn满足2Sn+an+1=2n+1-1.
则a6+a8=(a1+a3)q5=1×q5=-32,
所以q5=-32,
10 + 12
故
5 + 7
=
( 5 + 7 ) 5
=q5=-32.
5 + 7
(2)方法一:设等比数列{an}的公比为q,则由a2a4a5=a3a6,a9a10=-8,
1 = 1,
1 ·1 3 ·1 4 = 1 2 ·1 5 ,
)
D.2
答案 A
解析由已知 a3=S3-S2=2,公比
4
q=
3
=
4
=2,所以
2
3
a1= 2
=
2
22
=
1
.
2
3.(2023全国甲,理5)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若
a1=1,S5=5S3-4,则S4=(
15A. 8) Nhomakorabea65
B. 8
C.15
D.30
答案 C
解析设等比数列{an}的公比为q,易知q>0,且q≠1.
得
可得 5
8
第三节等比数列及其前n项和
∵an=32
n-1
2 -1,a1=2,an+1=32 -1,∴Sn=1- n . 32 -1
n
2 又Tn=32 -1,∴Sn+ =1. 3Tn-1
n
高考总复习•数学(理科) 【例3】 数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=4an+
2(n∈N*).
(1)设bn=an+1-2an,求证:{bn}是等比数列; (2)设cn= ,求证:{cn}是等比数列.
“若m+n=r +s(m,n,r,s∈N*),则aman= aras” ,可以起
到事半功倍的奇效.
高考总复习•数学(理科) 变式探究 4 . (1)(2012· 德阳诊断 ) 在等比数列 {an} 中, a5a11 = 3 , a3+a13=4,则 =( )
(2)已知{an}是公比为2的等比数列,若a3-a1=6,则a1= ______________, ____________.
(1)令bn=an+1-an,证明:{bn}是等比数列; (2)求{an}的通项公式. (1)证明:b1=a2-a1=1, 当n≥2时,bn=an+1-an=
高考总复习•数学(理科) 所以{bn}是以1为首项,- 为公比的等比数列.
n- 1,
(2)解析:由(1)知bn=an+1-an=
当n≥2时,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+
-
a1=4, 或 1 q=2.
-
∴an=2n 1(n∈N*)或an=23 n(n∈N*).
高考总复习•数学(理科)
(2)设等比数列{an}的公比为q,由题设得
a1q=6, 2 6a1+a1q =30, a1=3, 解得 q=2 a1=2, 或 q=3.
2020届高三理数一轮讲义:6.3-等比数列及其前n项和(含答案)
[微点提醒] 1
1.若数列{an}为等比数列,则数列{c·an}(c≠0),{|an|},{a2n}, an 也是等比数列. 2.由 an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证 a1≠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
② 得 1-q=3,即 q=-2,代入①式可得 a1=1,
①
所以 a4=a1q3=1×(-2)3=-8.
(2)设数列{an}首项为 a1,公比为 q(q≠1),
则
S3=a1(11--qq3)=74, S6=a1(11--qq6)=643,解得
a1=14, q=2,
所以 a8=a1q7=14×27=32.
由 Sn=1+λan,Sn+1=1+λan+1, 得 an+1=λan+1-λan, 即 an+1(λ-1)=λan, 由 a1≠0,λ≠0 得 an≠0,所以aan+n1=λ-λ 1.
因此{an}是首项为1-1 λ,公比为λ-λ 1的等比数列,
λ n-1 于是 an= 1 λ-1 .
1-λ
λn (2)解 由(1)得 Sn=1- λ-1 .
1-a (4)数列{an}为等比数列,则 S4,S8-S4,S12-S8 成等比数列.( ) 解析 (1)在等比数列中,q≠0. (2)若 a=0,b=0,c=0 满足 b2=ac,但 a,b,c 不成等比数列. (3)当 a=1 时,Sn=na. (4)若 a1=1,q=-1,则 S4=0,S8-S4=0,S12-S8=0,不成等比数列. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
率为( )
3
A. 2f
3
B. 22f
12
C. 25f
新高考数学 第6章 第3讲 等比数列及其前n项和
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(4)当 q≠-1 或 q=-1 且 k 为奇数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…是 等比数列.当 q=-1 且 k 为偶数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…不是等比 数列.
(5)等比数列{an}的单调性
①满足a1>0, q>1
或a1<0, 0<q<1
=-18,若 Sk=-181,则 k=_5__.
(4)(2020·课标Ⅱ)记 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和.若 a5-a3=12,
a6-a4=24,则Sann= A.2n-1
B.2-21-n
(B )
C.2-2n-1
D.21-n-1
第六章 数列
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[解析] (1)解法一:设等比数列{an}的公比为 q,由 a1=14,a3a5=4(a4 -1),知 q≠1,则 a1q2×a1q4=4(a1q3-1),∴116×q6=414×q3-1,∴q6 -16q3+64=0,∴(q3-8)2=0,即 q3=8,∴q=2,∴a2=12,故选 C.
返回导航[解析]源自解法一:设等比数列{an}的公比为
q,
所
以
a2+a3+a4 a1+a2+a3
=
aa11++aa22++aa33q=q=2,由 a1+a2+a3=a1(1+q+q2)=a1(1+2+22)=1 解得
a1=17,所以 a6+a7+a8=a1(q5+q6+q7)=17×(25+26+27)=17×25×(1+2
第六章 数列
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6.(2019·全国卷Ⅰ,14,5 分)记 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和.若 a1
等比数列及其前n项和考点与题型归纳
等比数列及其前n 项和考点与题型归纳一、基础知识1.等比数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q . (2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .只有当两个数同号且不为0时,才有等比中项,且等比中项有两个. 2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1qn -1.-(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 11-q n 1-q=a 1-a n q1-q ,q ≠1.3.等比数列与指数型函数的关系当q >0且q ≠1时,a n =a 1q·q n 可以看成函数y =cq x,其是一个不为0的常数与指数函数的乘积,因此数列{a n }各项所对应的点都在函数y =cq x的图象上;对于非常数列的等比数列{a n }的前n 项和S n =a 11-q n 1-q =-a 11-q q n +a 11-q ,若设a =a 11-q,则S n =-aq n+a (a ≠0,q ≠0,q ≠1).由此可知,数列{S n }的图象是函数y =-aq x+a 图象上一系列孤立的点.对于常数列的等比数列,即q =1时,因为a 1≠0,所以S n =na 1.由此可知,数列{S n }的图象是函数y =a 1x 图象上一系列孤立的点.二、常用结论汇总——规律多一点设数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和.·(1)通项公式的推广:a n =a m ·q n -m(n ,m ∈N *).(2)若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q ;若2s =p +r ,则a p a r =a 2s ,其中m ,n ,p ,q ,s ,r ∈N *.(3)a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m(k ,m ∈N *).(4)若数列{a n },{b n }是两个项数相同的等比数列,则数列{ba n },{pa n ·qb n }和⎩⎨⎧⎭⎬⎫pa n qb n 也是等比数列.(5)若数列{a n }的项数为2n ,则S 偶S 奇=q ;若项数为2n +1,则S 奇-a 1S 偶=q . 考点一 等比数列的基本运算[典例] (2018·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3.%(1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和.若S m =63,求m .[解] (1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =qn -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--2n3.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 =1-2n1-2=2n-1.由S m =63,得2m=64,解得m =6. 综上,m =6.[题组训练]1.已知等比数列{a n }单调递减,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4D .22~解析:选B 由题意,设等比数列{a n }的公比为q ,q >0,则a 23=a 2a 4=1,又a 2+a 4=52,且{a n }单调递减,所以a 2=2,a 4=12,则q 2=14,q =12,所以a 1=a 2q=4.2.(2019·长春质检)已知等比数列{a n }的各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 2=2,S 6-S 4=6a 4,则a 5=( )A .4B .10C .16D .32解析:选C 设公比为q (q >0),S 6-S 4=a 5+a 6=6a 4,因为a 2=2,所以2q 3+2q 4=12q 2,即q 2+q -6=0,所以q =2,则a 5=2×23=16.3.(2017·江苏高考)等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n .已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________. 解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则由S 6≠2S 3,得q ≠1,~则⎩⎪⎨⎪⎧S 3=a 11-q 31-q =74,S 6=a11-q 61-q=634,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=14,则a 8=a 1q 7=14×27=32.答案:32考点二 等比数列的判定与证明[典例] 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n +1=4a n +2(n ∈N *),若b n =a n +1-2a n ,求证:{b n }是等比数列. ^[证明] 因为a n +2=S n +2-S n +1=4a n +1+2-4a n -2=4a n +1-4a n ,所以b n +1b n =a n +2-2a n +1a n +1-2a n =4a n +1-4a n -2a n +1a n +1-2a n =2a n +1-4a na n +1-2a n=2. 因为S 2=a 1+a 2=4a 1+2,所以a 2=5. 所以b 1=a 2-2a 1=3.所以数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列.[解题技法].1.掌握等比数列的4种常用判定方法定义法 中项公式法 通项公式法 前n 项和公式法2.等比数列判定与证明的2点注意~(1)等比数列的证明经常利用定义法和等比中项法,通项公式法、前n 项和公式法经常在选择题、填空题中用来判断数列是否为等比数列.(2)证明一个数列{a n }不是等比数列,只需要说明前三项满足a 22≠a 1·a 3,或者是存在一个正整数m ,使得a 2m +1≠a m ·a m +2即可.[题组训练]1.数列{a n }的前n 项和为S n =2a n -2n,证明:{a n +1-2a n }是等比数列. 证明:因为a 1=S 1,2a 1=S 1+2, 所以a 1=2,由a 1+a 2=2a 2-4得a 2=6. 由于S n =2a n -2n ,故S n +1=2a n +1-2n +1,后式减去前式得a n +1=2a n +1-2a n -2n,即a n +1=2a n +2n,|所以a n +2-2a n +1=2a n +1+2n +1-2(2a n +2n)=2(a n +1-2a n ),又a 2-2a 1=6-2×2=2,所以数列{a n +1-2a n }是首项为2、公比为2的等比数列.2.(2019·西宁月考)已知在正项数列{a n }中,a 1=2,点A n (a n ,a n +1)在双曲线y 2-x 2=1上.在数列{b n }中,点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,其中T n 是数列{b n }的前n 项和.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:数列{b n }是等比数列.解:(1)由已知点A n 在y 2-x 2=1上知,a n +1-a n =1.>∴数列{a n }是一个以2为首项,1为公差的等差数列.∴a n =a 1+(n -1)d =2+n -1=n +1.(2)证明:∵点(b n ,T n )在直线y =-12x +1上,∴T n =-12b n +1.①∴T n -1=-12b n -1+1(n ≥2).②①②两式相减,得b n =-12b n +12b n -1(n ≥2).}∴32b n =12b n -1,∴b n =13b n -1.由①,令n =1,得b 1=-12b 1+1,∴b 1=23.∴数列{b n }是以23为首项,13为公比的等比数列.考点三 等比数列的性质考法(一) 等比数列项的性质[典例] (1)(2019·洛阳联考)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( ) A .-2+22B .-2}D .- 2 或2(2)(2018·河南四校联考)在等比数列{a n }中,a n >0,a 1+a 2+…+a 8=4,a 1a 2…a 8=16,则1a 1+1a 2+…+1a 8的值为( )A .2B .4C .8D .16[解析] (1)设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,所以a 3·a 15=a 29=2,a 3+a 15=-6,所以a 3<0,a 15<0,则a 9=-2,所以a 2a 16a 9=a 29a 9=a 9=-2,故选B.(2)由分数的性质得到1a 1+1a 2+…+1a 8=a 8+a 1a 8a 1+a 7+a 2a 7a 2+…+a 4+a 5a 4a 5.因为a 8a 1=a 7a 2=a 3a 6=a 4a 5,所以原式=a 1+a 2+…+a 8a 4a 5=4a 4a 5,又a 1a 2…a 8=16=(a 4a 5)4,a n >0,∴a 4a 5=2,∴1a 1+1a 2+…+1a 8=2.故选A.[答案] (1)B (2)A。
2020版高考数学第六章数列第3讲等比数列及其前n项和课件
解决等比数列有关问题的常见数学思想 (1)方程思想:等比数列中有五个量 a1,n,q,an,Sn,一般可 以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量 a1 和 q,问题可迎 刃而解. (2)分类讨论思想:因为等比数列的前 n 项和公式涉及对公比 q 的分类讨论,所以当某一参数为公比进行求和时,就要对参数 是否为 1 进行分类讨论. a1 (3)整体思想: 应用等比数列前 n 项和公式时, 常把 q 或 当 1- q
等比数列的判定方法 an+1 an (1)定义法:若 a =q(q 为非零常数)或 =q(q 为非零常数且 an-1 n n≥2),则{an}是等比数列.
* (2)中项公式法:若数列{an}中 an≠0 且 a2 n+1=an·an+2(n∈N ),
则数列{an}是等比数列. (3)通项公式法:若数列的通项公式可写成 an=c· qn 1(c,q 均为
常用知识拓展 1.等比数列的单调性 当 q>1,a1>0 或 0<q<1,a1<0 时,{an}是递增数列; 当 q>1,a1<0 或 0<q<1,a1>0 时,{an}是递减数列; 当 q=1 时,{an}是常数列. 2.等比数列与指数函数的关系 a1 当 q≠1 时,an= q ·qn,可以看成函数 y=cqx,是一个不为 0 的常数与指数函数的乘积,因此数列{an}各项所对应的点都在 函数 y=cqx 的图象上.
答案:(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)√
1 (教材习题改编)已知{an}是等比数列,a2=2,a5= ,则公比 4 q=( A.- C.2 1 2 ) B.-2 1 D. 2
4
1 解析: 选 D.由通项公式及已知得 a1q=2①, a1q = ②, 由②÷ ① 4 1 1 得 q = ,解得 q= .故选 D. 8 2
第六章 6.3等比数列及其前n项和
§6.3 等比数列及其前n 项和知识梳理:1.等比数列的定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母__q __表示.2.等比数列的通项公式:设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则它的通项a n =a 1·q n -1. 3.等比中项:若G 2=a ·b _(ab ≠0),那么G 叫做a 与b 的等比中项.4.等比数列的常用性质: (1)通项公式的推广:a n =a m ·q n -m (n ,m ∈N +). (2)若{a n }为等比数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N +),则a k ·a l =a m ·a n . (3)若{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }(λ≠0),⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 仍是等比数列. 5.等比数列的前n 项和公式:等比数列{a n }的公比为q (q ≠0),其前n 项和为S n ,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. 6.等比数列前n 项和的性质公比不为-1的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 仍成等比数列,其公比为__q n __.课前检测:1.(2013·江西)等比数列x,3x +3,6x +6,…的第四项等于( )A .-24B .0C .12D .24 答案 A解析 由x,3x +3,6x +6成等比数列得, (3x +3)2=x (6x +6).解得x 1=-3或x 2=-1(不合题意,舍去).故数列的第四项为-24.2.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 答案 D解析 方法一 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,∴⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧ q 3=-12,a 1=-8,∴a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7. 方法二 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.∴⎩⎪⎨⎪⎧ q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧ q 3=-12,a 1=-8,∴a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.3.(2014·江苏)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________. 答案 4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,a 6=a 2q 4=1×22=4.4.(2013·北京)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 +1-2 解析 设等比数列的公比为q ,由a 2+a 4=20,a 3+a 5=40. 得20q =40,且a 1q +a 1q 3=20,解得q =2,且a 1=2. 因此S n =a 1(1-q n )1-q=2n +1-2. 应用示例:题型一 等比数列基本量的运算例1 (1)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等于( ) A.152 B.314 C.334 D.172(2)在等比数列{a n }中,若a 4-a 2=6,a 5-a 1=15,则a 3=________.答案 (1)B (2)4或-4解析 (1)显然公比q ≠1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q ·a 1q 3=1,a 1(1-q 3)1-q=7,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,q =12或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=9q =-13(舍去), ∴S 5=a 1(1-q 5)1-q =4(1-125)1-12=314. (2)设等比数列{a n }的公比为q (q ≠0),则⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3-a 1q =6,a 1q 4-a 1=15,两式相除,得q 1+q 2=25,即2q 2-5q +2=0,解得q =2或q =12. 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=-16,q =12.故a 3=4或a 3=-4.思维升华 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)可迎刃而解.(1)已知正项数列{a n }为等比数列,且5a 2是a 4与3a 3的等差中项,若a 2=2,则该数列的前5项的和为( )A.3312 B .31 C.314 D .以上都不正确(2)(2014·天津)设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________. 答案 (1)B (2)-12解析 (1)设{a n }的公比为q ,q >0. 由已知得a 4+3a 3=2×5a 2,即a 2q 2+3a 2q =10a 2,q 2+3q -10=0, 解得q =2或q =-5(舍去),又a 2=2,则a 1=1,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =1×(1-25)1-2=31. (2)因为等差数列{a n }的前n 项和为 S n =na 1+n (n -1)2d ,所以S 1,S 2,S 4分别为a 1,2a 1-1,4a 1-6. 因为S 1,S 2,S 4成等比数列,所以(2a 1-1)2=a 1·(4a 1-6),解方程得a 1=-12. 题型二 等比数列的性质及应用例2 (1)在等比数列{a n }中,各项均为正值,且a 6a 10+a 3a 5=41,a 4a 8=5,则a 4+a 8=________.(2)等比数列{a n }的首项a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q =________. 答案 (1)51 (2)-12解析 (1)由a 6a 10+a 3a 5=41及a 6a 10=a 28,a 3a 5=a 24,得a 24+a 28=41.因为a 4a 8=5,所以(a 4+a 8)2=a 24+2a 4a 8+a 28=41+2×5=51. 又a n >0,所以a 4+a 8=51.(2)由S 10S 5=3132,a 1=-1知公比q ≠1,则可得S 10-S 5S 5=-132.由等比数列前n 项和的性质知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,故q 5=-132,q =-12.思维升华 (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.(1)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6∶S 3=1∶2,则S 9∶S 3=________.(2)在等比数列{a n }中,若a 1a 2a 3a 4=1,a 13a 14a 15a 16=8,则a 41a 42a 43a 44=________.(3)设数列{a n }、{b n }都是正项等比数列,S n 、T n 分别为数列{lg a n }与{lg b n }的前n 项和,且S n T n=n 2n +1,则log 55a b =________. 答案 (1)3∶4 (2)1 024 (3)919 解析 (1)由等比数列的性质:S 3,S 6-S 3,S 9-S 6仍成等比数列,于是(S 6-S 3)2=S 3·(S 9-S 6),将S 6=12S 3代入得S 9S 3=34. (2)方法一 a 1a 2a 3a 4=a 1·a 1q ·a 1q 2·a 1q 3=a 41·q 6=1,① a 13a 14a 15a 16=a 1q 12·a 1q 13·a 1q 14·a 1q 15=a 41·q 54=8,②②÷①:a 41·q 54a 41·q 6=q 48=8⇒q 16=2, 又a 41a 42a 43a 44=a 1q 40·a 1q 41·a 1q 42·a 1q 43=a 41·q 166=a 41·q 6·q 160=(a 41·q 6)·(q 16)10=1·210=1 024. 方法二 由性质可知,依次4项的积为等比数列,设公比为p ,设T 1=a 1·a 2·a 3·a 4=1, T 4=a 13·a 14·a 15·a 16=8,∴T 4=T 1·p 3=1·p 3=8⇒p =2.∴T 11=a 41·a 42·a 43·a 44=T 1·p 10=210=1 024.(3)由题意知S 9T 9=lg (a 1·a 2·…·a 9)lg (b 1·b 2·…·b 9)=lg a 95lg b 95=lg a 5lg b 5=log 55a b =919. 题型三 等比数列的判定与证明例3 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 +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,∴{a n -1}是等比数列.又a 1+a 1=1,∴a 1=12,∵c n =a n -1,∴首项c 1=a 1-1,∴c 1=-12,公比q =12.∴{c n }是以-12为首项,以12为公比的等比数列.(2)解 由(1)可知c n =⎝⎛⎭⎫-12·⎝⎛⎭⎫12n -1=-⎝⎛⎭⎫12n , ∴a n =1-⎝⎛⎭⎫12n . 思维升华 (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)利用递推关系时要注意对n =1时的情况进行验证.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2.(1)设b n =a n +1-2a n ,证明:数列{b n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.(1)证明 由a 1=1及S n +1=4a n +2,有a 1+a 2=S 2=4a 1+2.∴a 2=5,∴b 1=a 2-2a 1=3.又⎩⎪⎨⎪⎧S n +1=4a n +2, ①S n =4a n -1+2, ② ①-②,得a n +1=4a n -4a n -1,∴a n +1-2a n =2(a n -2a n -1).∵b n =a n +1-2a n ,∴b n =2b n -1,故{b n }是首项b 1=3,公比为2的等比数列.(2)解 由(1)知b n =a n +1-2a n =3·2n -1,∴a n +12n +1-a n 2n =34, 故{a n 2n }是首项为12,公差为34的等差数列.∴a n 2n =12+(n -1)·34=3n -14,得a n =(3n -1)·2n -2. 思想与方法系列9:分类讨论思想在等比数列中的应用典例:(12分)(2013·天津)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 +). 思维点拨 (1)利用等差数列的性质求出等比数列的公比,写出通项公式;(2)求出前n 项和,根据函数的单调性证明.规范解答(1)解 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.[2分]又a 1=32,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =32×⎝⎛⎭⎫-12n -1=(-1)n -1·32n .[3分] (2)证明 由(1)知,S n =1-⎝⎛⎭⎫-12n , S n +1S n =1-⎝⎛⎭⎫-12n +11-⎝⎛⎭⎫-12n =⎩⎨⎧2+12n (2n +1),n 为奇数,2+12n (2n -1),n 为偶数.[6分]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.[8分] 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.[10分] 故对于n ∈N +,有S n +1S n ≤136.[12分] 温馨提醒 (1)分类讨论思想在等比数列中应用较多,常见的分类讨论有:①已知S n 与a n 的关系,要分n =1,n ≥2两种情况.②等比数列中遇到求和问题要分公比q =1,q ≠1讨论.③项数的奇、偶数讨论.④等比数列的单调性的判断注意与a 1,q 的取值的讨论.(2)数列与函数有密切的联系,证明与数列有关的不等式,一般是求数列中的最大项或最小项,可以利用图像或者数列的增减性求解,同时注意数列的增减性与函数单调性的区别. 课堂小结:方法与技巧: 1.已知等比数列{a n }(1)数列{c ·a n }(c ≠0),{|a n |},{a 2n },{1a n}也是等比数列. (2)a 1a n =a 2a n -1=…=a m a n -m +1.2.判断数列为等比数列的方法(1)定义法:a n +1a n =q (q 是不等于0的常数,n ∈N +)⇔数列{a n }是等比数列;也可用a n a n -1=q (q 是不等于0的常数,n ∈N +,n ≥2)⇔数列{a n }是等比数列.二者的本质是相同的,其区别只是n 的初始值不同.(2)等比中项法:a 2n +1=a n a n +2(a n a n +1a n +2≠0,n ∈N +)⇔数列{a n }是等比数列.3.解题中要注意选用等比数列的性质,减少运算量.失误与防范1.注意等比数列中的分类讨论.2.由a n+1=q·a n(q≠0),并不能断言{a n}是等比数列,还要验证a1≠0. 课后作业:。
3 第3讲 等比数列及其前n项和
②记 Sn 为{an}的前 n 项和.若 Sm=63,求 m.
栏目 导引
第六章 数列
【解】 (1)选 C.设等比数列{an}的公比为 q,由 a5=3a3+4a1 得 q4=3q2+4,得 q2=4,因为数列{an}的各项均为正数,所以 q=2,又 a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=a1(1+2+4+8)= 15,所以 a1=1,所以 a3=a1q2=4. (2)①设{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. ②若 an=(-2)n-1,则 Sn=1-(3-2)n. 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.
第六章 数列
第 3 讲 等比数列及其前 n 项和
第六章 数列
1.等比数列的有关概念 (1)定义 如果一个数列从第__2__项起,每一项与它的前一项的比等于 _同__一__常__数__ (不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数 叫做等比数列的_公__比__,通常用字母 q 表示,定义的表达式为 _a_an_+n_1_=__q_(q_≠__0_,__n_∈__N__*_) .
_n_a_1_,q=1, (2)前 n 项和公式:Sn=a1(11--qqn)=a11--aqnq,q≠1.
栏目 导引
第六章 数列
3.等比数列的性质 已知数列{an}是等比数列,Sn 是其前 n 项和(m,n,p,q,r,k ∈N*) (1)若 m+n=p+q=2r,则 am·an=___a_p_·a_q____=__a_2r __. (2)数列 am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等比数列. (3)数列 Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍是等比数列(此时{an}的 公比 q≠-1).
等比数列及前n项和
1 18, ①当q= 时,a1=18, 3 1 n-1 18 18× ∴an=18×( ) = n−1 =2×33-n. 3 3 2 ②当q=3时,a1 = , 9 2 ∴an = ×3n - 1 =2×3n - 3 . 9 综上所述, 综上所述,an=2×33-n或an=2×3n-3. 20 方法二 由a3=2,得a2a4=4,又a2+a4= , 3 20 为方程x 的两根, 则a2,a4为方程x2x+4=0的两根, 3
解得
2 a2 = 3 a4 =6
a2 =6 或 2 a4 = 3 .
2 ①当a2 = 时,q=3,an =a3 ·qn - 3 =2×3n - 3 . 3 1 ②当a2 =6时,q= ,an =2×33 - n 3 ∴an =2×3n - 3 或an =2×33 - n .
[归纳领悟 归纳领悟] 归纳领悟 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 一般可以“知三求二 知三求二”, 数列中有五个量 1,n,q,an,Sn,一般可以 知三求二 , , , 通过列方程(组 所求问题可迎刃而解 所求问题可迎刃而解. 通过列方程 组)所求问题可迎刃而解.解决此类问题的关 键是熟练掌握等比数列的有关公式,并灵活运用,在运算 键是熟练掌握等比数列的有关公式,并灵活运用, 过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算的过程. 过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算的过程. 注意:在使用等比数列的前 项和公式时 项和公式时, 注意:在使用等比数列的前n项和公式时,应根据公 的情况进行分类讨论, 比q的情况进行分类讨论,切不可忽视 的取值而盲目用求 的情况进行分类讨论 切不可忽视q的取值而盲目用求 和公式. 和公式
第六章 6.3
1-q5 1--25 = =-11. 2= 1-q 1-4
1 2 3 4 5 6
6.一种专门占据内存的计算机病毒开机时占据内存1 MB,然后每3秒自身复 制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机 39 秒,该病毒占据内存
8 GB.(1 GB=210 MB)
解析 由题意可知,病毒每复制一次所占内存的大小构成一等比数列{an}, 且a1=2,q=2,∴an=2n, 则2n=8×210=213,∴n=13. 即病毒共复制了13次. ∴所需时间为13×3=39(秒).
A.3n+1
B.3n-1
3n2-n D. 2
√
3n2+n C. 2
PART THREE
3
课时作业
基础保分练
1.已知等比数列{an}满足a1=1,a3a7=16,则该数列的公比为
A.± 2 √ C.± 2
解析
B. 2 D.2
2 8 8 4 根据等比数列的性质可得 a3· a7=a2 = a · q = q = 16 = 2 , 5 1
a1-a2 -a2-a1 1 ∴ b = =-2. b
2 2
1
2
3
4
5
6
S5 -11 5.设 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和,8a2+a5=0,则S = . 2
解析 设等比数列{an}的公比为q,
∵8a2+a5=0,∴8a1q+a1q4=0.
∴q3+8=0,∴q=-2,
5 a 1 - q 1-q S5 1 ∴S = · 2 1-q a11-q2
=20.
S3 8 (2)已知等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,且S =9,则 6 an-an-1 且 n∈N).
an+1
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[基本知识]1.等比数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q .(2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q=a 1-a n q 1-q ,q ≠1.[基本能力]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( ) (2)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( )(3)若{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列.( ) (4)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.( )答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×二、填空题1.已知递增的等比数列{a n }中,a 2+a 8=3,a 3·a 7=2,则a 13a 10=________. 答案: 22.各项都为正数的等比数列{a n }中,a 1=2,a 6=a 1a 2a 3,则公比q 的值为________. 答案:23.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________. 答案:44.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n 等于________. 答案:⎝⎛⎭⎫32n -1[典例感悟]1.(2019·山东测试)已知正项数列{a n }为等比数列,且5a 2是a 4与3a 3的等差中项,若a 2=2,则该数列的前5项和S 5=( )A.3312 B .31C.314D .以上都不正确解析:选B 设{a n }的公比为q ,则q >0且q ≠1.由已知得a 4+3a 3=2×5a 2,即a 2q 2+3a 2q =10a 2,q 2+3q -10=0,解得q =2或q =-5(舍去),又a 2=2,则a 1=1,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=1×(1-25)1-2=31.2.(2018·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m . 解:(1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =q n -1. 由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去)或q =-2或q =2. 故a n =(-2)n-1或a n =2n -1. (2)若a n =(-2)n -1,则S n =1-(-2)n3.由S m =63,得(-2)m =-188,此方程没有正整数解. 若a n =2n -1,则S n =1-2n 1-2=2n-1.由S m =63,得2m =64,解得m =6. 综上,m =6.[方法技巧]解决等比数列基本量计算问题的常用思想方法(1)方程的思想:等比数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量a 1和q ,问题可迎刃而解.(2)分类讨论的思想:等比数列的前n 项和公式涉及对公比q 的分类讨论,当q =1时,{a n }的前n 项和S n =na 1;当q ≠1时,{a n }的前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q.[针对训练]1.(2019·豫北重点中学联考)数列{a n }满足a 4=27,a n +1=-3a n (n ∈N *),则a 1=( ) A .1 B .3 C .-1 D .-3解析:选C 由题意知数列{a n }是以-3为公比的等比数列,∴a 4=a 1(-3)3=27,∴a 1=27(-3)3=-1.故选C.2.(2019·绵阳诊断性考试)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等于( )A.152 B .314 C.334D .172解析:选B 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 1(1-q 3)1-q =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,q =12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9,q =-13(舍去),∴S 5=a 1(1-q 5)1-q =4⎝⎛⎭⎫1-1251-12=314. 3.(2019·兰州诊断性测试)设数列{a n +1}是一个各项均为正数的等比数列,已知a 3=7,a 7=127.(1)求a 5的值;(2)求数列{a n }的前n 项和.解:(1)由题可知a 3+1=8,a 7+1=128,则有(a 5+1)2=(a 3+1)(a 7+1)=8×128=1 024,可得a 5+1=32,即a 5=31.(2)设数列{a n +1}的公比为q ,由(1)知⎩⎪⎨⎪⎧ a 3+1=(a 1+1)q 2,a 5+1=(a 1+1)q 4,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+1=2,q =2,所以数列{a n +1}是一个以2为首项,2为公比的等比数列, 所以a n +1=2×2n -1=2n ,所以a n =2n -1,利用分组求和可得,数列{a n }的前n 项和S n =2(1-2n )1-2-n =2n +1-2-n .突破点二 等比数列的性质[基本知识](1)若m +n =p +q ,则a m a n =a p a q ,其中m ,n ,p ,q ∈N *.特别地,若2s =p +r ,则a p a r =a 2s ,其中p ,s ,r ∈N *.对有穷等比数列,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积即a 1·a n =a 2·a n -1=…=a k ·a n -k +1=….(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m (k ,m ∈N *).(3)若数列{a n },{b n }是两个项数相同的等比数列,则数列{ba n },{pa n ·qb n }和⎩⎨⎧⎭⎬⎫pa n qb n (其中b ,p ,q是非零常数)也是等比数列.(4)当q ≠-1或q =-1且k 为奇数时,S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k ,…是等比数列,其公比为q k . (5)若a 1·a 2·…·a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3n T 2n,…成等比数列.[基本能力]1.在等比数列{a n }中,a 3=2,a 7=8,则a 5=________. 答案:42.(2019·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 =________.答案:143.已知等比数列{a n }中,a 2+a 3=1,a 4+a 5=2,则a 6+a 7等于________. 答案:44.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________. 答案:18[典例感悟]1.(2019·洛阳尖子生高三第一次联考)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( ) A .-2+22B .- 2 C. 2D .-2或 2解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,所以a 3·a 15=a 29=2,a 3+a 15=-6,所以a 3<0,a 15<0,则a 9=-2,所以a 2a 16a 9=a 29a 9=a 9=-2,故选B.2.(2019·丽水模拟)设各项都是正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 30=70,那么S 40等于( )A .150B .-200C .150或-200D .400或-50解析:选A 易知S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30成等比数列,因此有(S 20-S 10)2=S 10(S 30-S 20),即(S 20-10)2=10(70-S 20),故S 20=-20或S 20=30.又S 20>0,所以S 20=30,S 20-S 10=20,S 30-S 20=40,故S 40-S 30=80,所以S 40=150.故选A.[方法技巧]应用等比数列性质解题时的2个注意点(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 (m ,n ,p ,q ∈N *),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.[针对训练]1.(2019·惠州调研)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解析:选B ∵a 5a 6+a 4a 7=18,∴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=10.2.(2019·兰州一中测试)在等比数列{a n }中,若a 1+a 2+a 3+a 4=158,a 2a 3=-98,则1a 1+1a 2+1a 3+1a 4等于( ) A.35 B .53C .-35D .-53解析:选D1a 1+1a 2+1a 3+1a 4=a 1+a 4a 1·a 4+a 2+a 3a 2·a 3. ∵在等比数列{a n }中,a 1·a 4=a 2·a 3,∴原式=a 1+a 2+a 3+a 4a 2·a 3=158×⎝⎛⎭⎫-89=-53.故选D.3.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. 突破点三 等比数列的判定与证明[典例] (2018·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a nn . (1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由; (3)求{a n }的通项公式. [解] (1)由条件可得a n +1=2(n +1)n a 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)数列{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,所以数列{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.[方法技巧]等比数列的4种常用判定方法填空题中的判定;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)利用递推关系时要注意对n =1时的情况进行验证. [针对训练](2019·湖北八校联考)已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=4,a n +2=4a n +1-4a n . (1)求证:数列{a n +1-2a n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(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 (a 2-2a 1)≠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(a 2-2a 1)=2n , ∴a n +12n +1-a n 2n =12, ∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是首项为12,公差为12的等差数列,∴a n 2n =n 2,a n =n ·2n -1. [课时跟踪检测][A 级 基础题——基稳才能楼高]1.(2019·榆林名校联考)在等比数列{a n }中,a 1=1,a 3=2,则a 7=( ) A .-8 B .8 C .8或-8D .16或-16解析:选B 设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 1=1,a 3=2,∴q 2=2, ∴a 7=a 3q 4=2×22=8.故选B.2.(2019·六安一中调研)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( )A.52或-52 B .-52C.52D .12解析:选C 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. 3.(2019·湖北稳派教育联考)在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 5a 11=4,a 6a 12=8,则a 8a 9=( )A .12B .4 2C .6 2D .32解析:选B 由等比数列的性质得a 28=a 5a 11=4,a 29=a 6a 12=8,∵a n >0,∴a 8=2,a 9=22,∴a 8a 9=4 2.故选B.4.(2019·成都模拟)设{a n }是公比为负数的等比数列,a 1=2,a 3-4=a 2,则a 3=( ) A .2 B .-2 C .8D .-8解析:选A 法一:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 1=2,a 3-a 2=a 1(q 2-q )=4,所以q 2-q =2,解得q =2(舍去)或q =-1,所以a 3=a 1q 2=2,故选A.法二:若a 3=2,则a 2=2-4=-2,此时q =-1,符合题意,故选A.5.(2019·益阳、湘潭高三调研)已知等比数列{a n }中,a 5=3,a 4a 7=45,则a 7-a 9a 5-a 7的值为( )A .3B .5C .9D .25解析:选D 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4a 7=a 5q ·a 5q 2=9q =45,所以q =5, 所以a 7-a 9a 5-a 7=a 5q 2-a 7q 2a 5-a 7=q 2=25.故选D.[B 级 保分题——准做快做达标]1.(2019·长沙一模)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 -1B .S n =3a n -2C .S n =4-3a nD .S n =3-2a n解析:选D 由等比数列前n 项和公式S n =a 1-a n q1-q,代入数据可得S n =3-2a n . 2.(2019·山东五校联考)已知{a n }是等比数列,S n 是数列{a n }的前n 项和,且S 2=2,S 4=8,则S 8=( )A .16B .128C .54D .80解析:选D 由等比数列的性质可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4,S 8-S 6也成等比数列, ∴(S 4-S 2)2=S 2(S 6-S 4),∵S 2=2,S 4=8,∴36=2(S 6-8),即S 6=26. 又(S 4-S 2)(S 8-S 6)=(S 6-S 4)2,∴S 8=54+S 6=80.故选D.3.(2019·湖北华师一附中联考)在等比数列{a n }中,a 2a 3a 4=8,a 7=8,则a 1=( ) A .1 B .±1 C .2D .±2解析:选A 因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a 3a 4=a 33=8,所以a 3=2,所以a 7=a 3q 4=2q4=8,所以q 2=2,a 1=a 3q2=1,故选A.4.(2018·南宁测试)等差数列{a n }的公差是2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n=( )A .n (n +1)B .n (n -1) C.n (n +1)2D .n (n -1)2解析:选A 由已知得,a 24=a 2·a 8,因为{a n }是公差为2的等差数列,故(a 2+2d )2=a 2·(a 2+6d ),(a 2+4)2=a 2·(a 2+12),解得a 2=4,所以a n =a 2+(n -2)d =2n ,故S n =n (a 1+a n )2=n (n +1). 5.(2019·吉林部分学校高三仿真考试)《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.128127 B .44 800127 C.700127D .17532解析:选B 由题意知该匹马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S n =a 1⎝⎛⎭⎫1-1271-12=700,解得a 1=44 800127,故选B.6.(2019·衡水中学调研)设正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +1a n<1,若a 3+a 5=20,a 3a 5=64,则S 4=( )A .63或120B .256C .120D .63解析:选C 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a 3+a 5=20,a 3a 5=64,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 3=16,a 5=4或⎩⎪⎨⎪⎧a 3=4,a 5=16.又a n +1a n <1,所以数列{a n }为递减数列,故⎩⎪⎨⎪⎧a 3=16,a 5=4.设等比数列{a n }的公比为q ,则q 2=a 5a 3=14,因为数列为正项等比数列,所以q =12,从而a 1=64,所以S 4=64×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1241-12=120.选C.7.(2019·衡水模拟)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,S 3n =14,则S 4n 等于( )A .80B .30C .26D .16解析:选B 由题意知公比大于0,由等比数列性质知S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…仍为等比数列.设S 2n =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 ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…是首项为2,公比为2的等比数列. 又∵S 3n =14,∴S 4n =14+2×23=30.8.(2019·湖北黄石三中检测)已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 4a 6-2a 24+a 2a 4=144,则a 5-a 3=( )A .6B .8C .10D .12解析:选D ∵{a n }是递增的等比数列,∴由a 4a 6-2a 24+a 2a 4=144,a 5-a 3>0可得a 25-2a 3a 5+a 23=144,(a 5-a 3)2=144,∴a 5-a 3=12,故选D.9.已知等比数列{a n }的前n 项积为T n ,若a 1=-24,a 4=-89,则当T n 取得最大值时,n 的值为( )A .2B .3C .4D .6解析:选C 设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4=-24q 3=-89,所以q 3=127,q =13,易知此等比数列各项均为负数,则当n 为奇数时,T n 为负数,当n 为偶数时,T n 为正数,所以T n 取得最大值时,n 为偶数,排除B,而T 2=(-24)2×⎝⎛⎭⎫13=24×8=192,T 4=(-24)4× ⎝⎛⎭⎫136=84×19=849>192,T 6=(-24)6×⎝⎛⎭⎫1315=86×⎝⎛⎭⎫139=8639=19×8637<849,所以T 4最大.故选C. 10.(2019·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 =( )A .2B .4C .6D .8解析:选C ∵a 2a n -1+a 3a n -2=2a 1a n =256,∴a 1a n =128,由⎩⎪⎨⎪⎧ a 1a n =128,a 1+a n =66,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,a n =64或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=64,a n =2.设等比数列{a n }的公比为q , ①当⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =64时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q =2-64q 1-q =126,解得q =2,∴n =6.②当⎩⎪⎨⎪⎧a 1=64,a n =2时,S n =a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q =64-2q 1-q =126,解得q =12,∴n =6.综上n =6.故选C.11.(2019·惠州一调)已知等比数列{a n }的公比为正数,且a 3a 9=2a 25,a 2=1,则a 1=________.解析:∵a 3a 9=a 26,∴a 26=2a 25,设等比数列{a n }的公比为q ,∴q 2=2,由于q >0,解得q =2,∴a 1=a 2q =22.答案:2212.(2019·江西师范大学附属中学期中)若等比数列{a n }满足a 2a 4=a 5,a 4=8,则数列{a n }的前n 项和S n =________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 2a 4=a 5,a 4=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1q ·a 1q 3=a 1q 4,a 1q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2,∴S n =1×(1-2n )1-2=2n -1.答案:2n -113.(2019·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________.解析:设{a n }的公比为q ,则根据题意得q =a 2a 1=a 3a 2,∴32≤q ≤2,a 4=a 3q ≥92,a 4=a 2q 2≤8,∴a 4∈⎣⎡⎦⎤92,8.答案:⎣⎡⎦⎤92,814.(2019·武汉模拟)已知等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,设{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若n 2(T n +1)=2n S n ,n ∈N *,则d =________,q =________.解析:由题意得,T n +1S n=2n n 2⇒b 1q n q -1-b 1q -1+1d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n =2nn 2,∴q =2,b 1q -1=1,a 1=d 2,d2=1,此时d =2,q =2.答案:2 215.在数列{a n }中,a 2n +1+2a n +1=a n a n +2+a n +a n +2,且a 1=2,a 2=5. (1)证明:数列{a n +1}是等比数列; (2)求数列{a n }的前n 项和S n .解:(1)证明:∵a 2n +1+2a n +1=a n a n +2+a n +a n +2, ∴(a n +1+1)2=(a n +1)(a n +2+1), 即a n +1+1a n +1=a n +2+1a n +1+1. ∵a 1=2,a 2=5,∴a 1+1=3,a 2+1=6,∴a 2+1a 1+1=2, ∴数列{a n +1}是以3为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)知,a n +1=3·2n -1, ∴a n =3·2n -1-1,∴S n =3(1-2n )1-2-n =3·2n -n -3.16.设数列{a n }的各项均为正数,且a 2=4a 1,a n +1=a 2n +2a n (n ∈N *).(1)证明:数列{log 3(1+a n )}为等比数列;(2)设数列{log 3(a n +1)}的前n 项和为T n ,求使T n >520成立时n 的最小值. 解:(1)证明:由已知,得a 2=a 21+2a 1=4a 1, 则a 1(a 1-2)=0,因为数列{a n }的各项均为正数,所以a 1=2. 因为a n +1+1=(a n +1)2>0, 所以log 3(a n +1+1)=2log 3(a n +1). 又log 3(a 1+1)=log 33=1,所以数列{log3(1+a n)}是首项为1,公比为2的等比数列.(2)由(1)可知,log3(1+a n)=2n-1,所以T n=1+2+22+…+2n-1=2n-1.由T n>520,得2n>521(n∈N*),得n≥10.则使T n>520成立时n的最小值为10.。