高中数学等比数列
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高中数学等比数列知识点总结一、定义与概念等比数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的比值等于同一个常数的一种数列。
这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q表示(q≠0)。
同时,等比数列的第一项a₁不能为0,且数列中的每一项均不为0。
特别地,当公比q=1时,等比数列变为常数列,即每一项的值都相同。
二、等比中项在等比数列中,如果三个数a、G、b依次组成等比数列,那么G 叫做a与b的等比中项,且G²=a*b(G≠0)。
三、性质等比数列具有一些重要的性质。
例如,在等比数列{an}中,若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则有am·an=ap·aq=a2k。
此外,等比数列的连续项之间具有特定的乘积关系,如aₙ₊₂aₙ₋₂=aₙ²(n≥2)。
四、公式等比数列的公式包括通项公式和前n项和公式。
通项公式为an=a1q^(n-1),其中a1是首项,q是公比,n是项数。
前n项和公式分为两种情况:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=a1(1-q^n)/(1-q)。
在使用前n项和公式时,需要注意对q=1和q≠1进行分类讨论,以避免因忽略特殊情况而导致的错误。
五、应用与实例等比数列在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如,在国际象棋起源的传说中,宰相通过等比数列的方式向国王请求奖励,展示了等比数列在解决实际问题中的应用。
此外,等比数列还在物体跳跃高度的计算、光的反射与折射、经济学中的GDP增长和人口增长、生物学中的繁殖规律等领域发挥着重要作用。
综上所述,高中数学等比数列知识点包括定义与概念、等比中项、性质、公式以及应用与实例等方面。
通过深入学习和理解这些知识点,可以更好地掌握等比数列的本质和规律,并能够将其应用于实际问题的解决中。
等比数列的性质1.等比数列的性质【等比数列】(又名几何数列),是一种特殊数列.如果一个数列从第项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,这2个数列就叫做等比数列,因为第二项与第一项的比和第三项与第二项的比相等,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母表示.注:时,为常数列.q (q 0)q=1 an等比数列和等差数列一样,也有一些通项公式:①第项的通项公式,=,这里a 为首项,q 为公比,n a a q n﹣1n 1 1푎1(1―푞푛)我们发现这个通项公式其实就是指数函数上孤立的点.②求和公式,S =n,表示的是前面项的n1―푞和.③若m n=q p ,且都为正整数,那么有a •a =a •a .m n p q例:成等比数列,则=.2,x,y,z,18 y解:由成等比数列,设其公比为,2,x,y,z,18 q4则,解得,18=2q q2=32∴.y=2q =23=6故答案为:.6本题的解法主要是运用了等比数列第项的通项公式,这也是一个常用的方法,即知道某两项的值然后求出公比,n继而可以以已知项为首项,求出其余的项.关键是对公式的掌握,方法就是待定系数法.【等比数列的性质】(1)通项公式的推广:=,(,).a a q ﹣n m N*•n mn m*(2)若{a n}为等比数列,且,则k l=m n,(k,l,m,n N ) a •a=a •ak l m n(3)若{ }{ }(项数相同)是等比数列,则 a a a b ,仍是等比数列.a ,b {(} 0),,{•}n n n n n푎1>0푎1<0푎1>0푎1<0 (4)单调性:{푞>1或{0<푞<1是递增数列;{0<푞<1或{{a } {a } q=1 {a }푞>1是递减数列;是 n n n 常数列;是摆动数列.q<0 {a }n1/ 1。
高中数学《等比数列》逐字稿数列是数学中非常基础的概念之一,而等比数列是数列中的一种特殊类型,它具有非常重要的意义。
本文将带您逐字学习高中数学《等比数列》的知识。
一、定义等比数列是指从第二项开始,每一项与它的前一项的比相等的数列。
简单来说,就是一个数列中每一个数都是它前面那个数乘以相同的常数。
例如:2,4,8,16,32 就是一个等比数列,公比为 2。
二、公式等比数列的通项公式为:an=a1*q^(n-1) ,其中 a1 为首项,q 为公比,n 为项数。
三、性质1. 如果公比 q 大于 1,那么随着项数的增加,等比数列中的项会越来越大(指绝对值),并且不存在极限;如果公比 q 在0和1之间,那么随着项数的增加,等比数列中的项会越来越小(指绝对值),并趋于 0;如果公比 q 小于 0,而且 n 为奇数,那么等比数列中的各项都是负数。
2. 在等比数列中,任意三项的比值恒等于相邻两项的比值。
这是因为:a3/a2=q,a2/a1=q,两式相除即得 a3/a1=q^2。
3. 求等比数列的前 n 项和的公式为:S_n = a1(1-q^n)/(1-q) 。
如果公比 q 大于 1,那么 S_n 会趋向无限大;如果公比在 0 到 1 之间,那么 S_n 会趋于一个有限数;如果公比小于 0,而且 n 为奇数,那么 S_n 为负数。
四、应用等比数列是数学中非常重要的一种数列,它在实际应用中有很广泛的用途,例如在金融领域中,等比数列被广泛用于计算复利;在物理学中,等比数列也被用于计算电路中电容和电感的阻抗;在生物学中,等比数列则可以用来计算生物种群的增长等。
五、总结通过本文的学习,我们了解到了等比数列的定义、公式、性质和应用。
掌握这些知识对于高中数学的学习非常重要,也为今后进一步深入学习数学打下了坚实的基础。
4.3.1.1等比数列的概念和通项公式知识点一 等比数列的概念(1)文字语言: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等于同一个常数,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,公比通常用字母q(q ≠0)表示. (2)符号语言:a n +1a n =q (q 为常数,n ∈N *)【重点总结】(1)由等比数列的定义知,数列除末项外的每一项都可能作分母,故每一项均不为0,因此公比也不为0,由此可知,若数列中有“0”项存在,则该数列不可能是等比数列.(2)“从第2项起”是因为首项没有“前一项”,同时注意公比是每一项与其前一项之比,前后次序不能颠倒.(3)定义中的“同一个常数”是定义的核心之一,一定不能把“同”字省略.要点二 等比中项如果在a 与b 中间插入一个数G ,使a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项. 【重点总结】(1)若G 是a 与b 的等比中项,则G a =bG,所以G 2=ab ,G =±ab.(2)与“任意两个实数a ,b 都有唯一的等差中项A =a +b2”不同,只有当a 、b 同号时a 、b 才有等比中项,并且有两个等比中项,分别是ab 与-ab ;当a ,b 异号时没有等比中项.(3)在一个等比数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项. 要点三 等比数列的通项公式设等比数列{a n }的公比为q ,则这个等比数列的通项公式是a n =11n a q (a 1,q ≠0且n ∈N *). 【重点总结】(1)已知首项a 1和公比q ,可以确定一个等比数列. (2)在公式a n =a 1q n -1中,有a n ,a 1,q ,n 四个量,已知其中任意三个量,可以求得第四个量,其中a 1,q 为两个基本量.(3)对于等比数列{a n },若q<0,则{a n }中正负项间隔出现,如数列1,-2,4,-8,16,…;若q>0,则数列{a n }各项同号.从而等比数列奇数项必同号;偶数项也同号.【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)若一个数列为{a n },且满足a na n -1=q (n ≥2,q 为不等于0的常数),则这个数列是等比数列.( )(2)在等比数列{a n }中,若已知任意两项的值,则可以求出首项、公比和数列任一项的值.( ) (3)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( )(4)若一个数列从第二项开始,每一项都是它前后两项的等比中项,则这个数列是等比数列.( ) 【答案】(1)√(2)√(3)×(4)× 2.(多选题)下列数列不是等比数列的是( )A .2,22,3×22,… B.1a ,1a 2,1a3,…C .s -1,(s -1)2,(s -1)3,…D .0,0,0,… 【答案】ACD【解析】A 中,222≠3×2222,A 不是等比数列;B 中,1a 21a =1a 31a 2=…,B 是等比数列;C 中,当s =1时,不是等比数列;当s ≠1时,是等比数列,所以C 不是等比数列;D 显然不是等比数列.故选ACD. 3.已知{a n }是等比数列,a 1=1,a 4=22,则a 3=( ) A .±2 B .2 C .-2 D .4 【答案】B【解析】设等比数列{a n }的公比为q ,则有1×q 3=22=(2)3,∴q =2,∴a 3=a 4q=2,故选B.4.已知等比数列{a n }中,a 1=-2,a 3=-8,则a n =________. 【答案】-2n 或(-2)n【解析】∵a 1=-2,a 3=-8,∴a 3a 1=q 2=-8-2=4,∴q =±2,∴a n =(-2)·2n -1或a n =(-2)·(-2)n -1,即a n=-2n 或a n =(-2)n .题型一 等比数列通项公式的求法及应用 探究1 基本量的计算 【例1】在等比数列{a n }中 (1)a 4=2,a 7=8,求a n ;(2)a 2+a 5=18,a 3+a 6=9,a n =1,求n .【解析】(1)因为⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=a 1q 3,a 7=a 1q 6,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2, ①a 1q 6=8, ② 由②①得q 3=4,从而q =34,而a 1q 3=2, 于是a 1=2q 3=12,所以a n =a 1q n -1=22-53n .(2)方法一:由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=a 1q +a 1q 4=18, ①a 3+a 6=a 1q 2+a 1q 5=9, ② 由②①得q =12,从而a 1=32.又a n =1,所以32×⎝⎛⎭⎫12n -1=1,即26-n =20,所以n =6. 方法二:因为a 3+a 6=q (a 2+a 5),所以q =12.由a 1q +a 1q 4=18,得a 1=32.由a n =a 1q n -1=1,得n =6. 【重点小结】 (1)由a 7a 4=q 3便可求出q ,再求出a 1,则a n =a 1·q n -1.(2)两个条件列出关于a 1,q 的方程组,求出a 1,q 后再由a n =1求n ;也可以直接先由q =a 3+a 6a 2+a 5入手.【方法归纳】等比数列通项公式的求法(1)根据已知条件,建立关于a 1,q 的方程组,求出a 1,q 后再求a n ,这是常规方法.(2)充分利用各项之间的关系,直接求出q 后,再求a 1,最后求a n ,这种方法带有一定的技巧性,能简化运算.探究2 等比数列的实际应用【例2】计算机的价格不断降低,若每台计算机的价格每年降低13,现在价格为8 100元的计算机3年后的价格可降低为( )A .300元B .900元C .2 400元D .3 600元 【答案】C【解析】降低后的价格构成以23为公比的等比数列,则现在价格为8 100元的计算机3年后的价格可降低为8 100×⎝⎛⎭⎫233=2 400(元). 【方法技巧】关于等比数列模型的实际应用题,先构造等比数列模型,确定a 1和q ,然后用等比数列的知识求解. 【跟踪训练1】(1)在等比数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 2=2,则公比q 等于( ) A .-2 B .1或-2 C .1 D .1或2 【答案】B【解析】a 3+a 4=a 2q +a 2q 2=2q +2q 2=4, 即q 2+q -2=0,解得q =1或q =-2,故选B.(2)在等比数列{a n }中,a n >0,已知a 1=6,a 1+a 2+a 3=78,则a 2等于( ) A .12 B .18 C .24 D .36 【答案】B【解析】设公比为q ,由已知得6+6q +6q 2=78, 即q 2+q -12=0解得q =3或q =-4(舍去). ∴a 2=6q =6×3=18.故选B.(3)某林场的树木每年以25%的增长率增长,则第10年末的树木总量是今年的________倍. 【答案】1.259【解析】设这个林场今年的树木总量是m ,第n 年末的树木总量为a n ,则a n +1=a n +a n ×25%=1.25a n . 则a n +1a n=1.25,则数列{a n }是公比q =1.25的等比数列. 则a 10=a 1q 9=1.259 m.所以a 10a 1=1.259.题型二 等比中项【例3】已知等比数列的前三项和为168,a 2-a 5=42,求a 5,a 7的等比中项.【解析】设该等比数列的公比为q ,首项为a 1, 因为a 2-a 5=42,所以q ≠1,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q +a 1q 2=168a 1q -a 1q 4=42, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1(1+q +q 2)=168a 1q (1-q 3)=42①②因为1-q 3=(1-q )(1+q +q 2),所以由②除以①,得q (1-q )=14.所以q =12.所以a 1=4212-⎝⎛⎭⎫124=96.若G 是a 5,a 7的等比中项,则应有G 2=a 5a 7=a 1q 4·a 1q 6=a 21q 10=962×⎝⎛⎭⎫1210=9. 所以a 5,a 7的等比中项是±3. 【方法归纳】(1)首项a 1和q 是构成等比数列的基本量,从基本量入手解决相关问题是研究等比数列的基本方法. (2)解题时应注意同号的两个数的等比中项有两个,它们互为相反数,而异号的两个数没有等比中项. 【跟踪训练2】如果-1,a ,b ,c ,-9成等比数列,那么( ) A .b =3,ac =9 B .b =-3,ac =9 C .b =3,ac =-9 D .b =-3,ac =-9【答案】B【解析】∵-1,a ,b ,c ,-9成等比数列, ∴a 2=(-1)×b ,b 2=(-1)×(-9)=9 ∴b <0,∴b =-3.又b 2=ac ,∴ac =9.故选B.题型三 等比数列的判定与证明【例4】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =13(a n -1)(n ∈N *)(1)求a 1,a 2;(2)求证:数列{a n }是等比数列.【解析】(1)当n =1时,S 1=13(a 1-1)=a 1,解得:a 1=-12,当n =2时,S 2=13(a 2-1)=a 1+a 2,解得a 2=14.(2)证明:当n ≥2时,a n =S n -S n -1=13(a n -1)-13(a n -1-1),得a n a n -1=-12.又a 1=-12,所以{a n }是首项为-12,公比为-12的等比数列.【变式探究1】将本例中条件换为“数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +1”,求证:{a n +1}成等比数列,并求a n .【解析】由a n +1=2a n +1,∴a n +1+1=2(a n +1),∴a n +1+1a n +1=2,∴{a n +1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴a n +1=2×2n -1=2n , ∴a n =2n -1.【变式探究2】将本例中的条件换为“数列{a n }中,a 1=56,a n +1=13a n +⎝⎛⎭⎫12n +1”,求a n . 【解析】令a n +1-A ·⎝⎛⎭⎫12n +1=13⎣⎡⎦⎤a n -A ·⎝⎛⎭⎫12n ,则a n +1=13a n +A 3·⎝⎛⎭⎫12n +1. 由已知条件知A3=1,得A =3,所以a n +1-3×⎝⎛⎭⎫12n +1=13⎣⎡⎦⎤a n -3×⎝⎛⎭⎫12n . 又a 1-3×⎝⎛⎭⎫121=-23≠0, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -3×⎝⎛⎭⎫12n 是首项为-23,公比为13的等比数列. 于是a n -3×⎝⎛⎭⎫12n =-23×⎝⎛⎭⎫13n -1,故a n =3×⎝⎛⎭⎫12n -2×⎝⎛⎭⎫13n . 【方法归纳】判定数列是等比数列的常用方法(1)定义法:a n +1a n =q (q 是常数)或a na n -1=q (q 是常数,n ≥2)⇔{a n }为等比数列.(2)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ≠0,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列.(3)通项公式法:a n =a 1q n -1(其中a 1,q 为非零常数,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列. 【易错辨析】忽略等比数列各项的符号规律致错【例5】在等比数列{a n }中,a 5=1,a 9=81,则a 7=( ) A .9或-9 B .9 C .27或-27 D .-27 【答案】B【解析】由等比中项的性质得a 27=a 5a 9=81,∴a 7=±9,由于等比数列中的奇数项的符号相同,所以a 7=9,故选B. 【易错警示】 1. 出错原因没有弄清等比数列各项的符号规律,直接由等比中项得a 7=±9,错选A. 2. 纠错心得在等比数列中,奇数项的符号相同,偶数项的符号相同.解此类题时要小心谨慎,以防上当.一、单选题1.已知等比数列{}n a 中,3a 是1a ,2a 的等差中项,则数列{}n a 的公比为( ) A .12-或1B .12-C .12D .1【答案】A【分析】首先根据题意得到3122a a a =+,从而得到2210q q --=,再解方程即可. 【解析】由题知:3122a a a =+,所以221q q =+,即2210q q --=,解得12q =-或1q =.故选:A2.已知等比数列{}n a 满足2512,4a a ==,则公比q =( ) A .12-B .12C .2-D .2【答案】B 【分析】由352a a q =即可求出.【解析】 352a a q =,即3124q =,解得12q =. 故选:B .3.已知{}n a 为等比数列,n S 是它的前n 项和.若2312a a a ⋅=,且4a 与72a 的等差中项为54,则5S =( ) A .29 B .31 C .33 D .35【答案】B 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,由已知可得q 和1a ,代入等比数列的求和公式即可 【解析】因为 2312a a a =23114a q a a ==,42a ∴=,3474452224a a a a q +=⨯=+, 所以11,162q a ==,551161231112S ⎛⎫- ⎪⎝⎭==-,故选:B.4.《莱茵德纸草书》(RhindPapyrus )是世界上最古老的数学著作之一.书中有这样一道题目:把93个面包分给5个人,使每个人所得面包个数成等比数列,且使较小的两份之和等于中间一份的四分之三,则最大的一份是( )个. A .12 B .24 C .36 D .48【答案】D 【分析】设等比数列{}n a 的首项为10a >,公比1q >,根据题意,由()()211513141931a q a q a q q ⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩求解. 【解析】设等比数列{}n a 的首项为10a >,公比1q >,由题意得:123123453493a a a a a a a a ⎧+=⎪⎨⎪++++=⎩,即()()211513141931a q a q a q q ⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩, 解得132a q =⎧⎨=⎩,所以45148a a q ==,故选:D5.在等比数列{}n a 中,若1614a a a ⋅⋅为定值,n T 为数列{}n a 的前n 项积,则下列各数为定值的是( ) A .11T B .12TC .13TD .14T【答案】C 【分析】根据等比数列的通项公式用1,a q 表示出1614a a a ,然后再分别表示出各选项中的积进行判断. 【解析】设公比为q ,则()35133186161411111a a a a a q a q a q a q =⋅==为定值,即61a q 为定值,(1)112(1)211111n n n n n n n T a a q a qa qa q--+++-=⋅==,11555111111()T a q a q ==,不是定值,1211126621211T a q a q ⎛⎫== ⎪⎝⎭,不是定值,13786131311()T a q a q ==,是定值,1413131414221411()T a q a q ⨯==,不是定值.故选:C .6.在各项都为正数的数列{}n a 中,首项12,n a S =为数列{}n a 的前n 项和,且()2121(42)0n n n S S a n ----=≥,则10S =( ) A .1022 B .1024C .2046D .2048【答案】C 【分析】当2n ≥时,1n n n a S S -=-,故可以得到()()11220n n n n a a a a --+-=,因为120n n a a -+>,进而得到120n n a a --=,所以{}n a 是等比数列,进而求出102046S = 【解析】由()2121(42)0n n n S S a n ----=≥,得22140nn a a --=,得()()11220n n n n a a a a --+-=, 又数列{}n a 各项均为正数,且12a =, ∴120n n a a -+>,∴120n n a a --=,即12nn a a -= ∴数列{}n a 是首项12a =,公比2q 的等比数列,其前n 项和()12122212n n nS +-==--,得102046S =,故选:C.7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若21n n S a =-,则202120221S a +=( )A .2B .1C .12D .13【答案】B 【分析】由21n n S a =-,根据n a 与n S 的关系,得出{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,结合等比数列的求和公式,即可求解. 【解析】由数列{}n a 的前n 项和21n n S a =-,当1n =时,可得11121a S a ==-,所以11a =;当2n ≥时,()112121n n n n n a S S a a --=-=---,所以12n n a a -=, 所以{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,所以202120212021122112S -==--,202120222a =,所以2021202211S a +=. 故选:B.8.在等比数列{}n a 中,()23122a a a a +=+,则数列{}n a 的公比q =( ) A .2 B .1 C .1-或1 D .1-或2【答案】D 【分析】用1,a q 表示出已知等式后可得结论. 【解析】由题意知()()211210a q q a q +-+=,所以()()120q q +-=,所以1q =-或2q.故选:D .二、多选题9.(多选题)已知等比数列{}n a 的前n 项和是n S ,则下列说法一定成立的是( ) A .若30a >,则20210a > B .若40a >,则20200a > C .若30a >,则20210S > D .若30a >,则20210S <【答案】ABC【分析】根据等比数列通项式,前n 项和n S 代入即可得出答案. 【解析】设数列{}n a 的公比为q ,当30a >,则2018202130a a q=>,A 正确; 当40a >,则2016202040a a q=>,B 正确. 又当1q ≠时,()20211202111a q qS -=-,当1q <时,2021202110,10,0q qS ->->∴>,当01q <<时,2021202110,10,0q q S ->->∴>,当1q >时,2021202110,10,0q qS -<-<∴>当1q =时,2021120210S a =>,故C 正确,D 不正确. 故选:ABC10.(多选题)若数列{a n }是等比数列,则下面四个数列中也是等比数列的有( ) A .{ca n }(c 为常数) B .{a n +a n +1}C .{a n ·a n +1)D .{}3n a【答案】CD 【分析】A. 由c =0判断;B.q =-1时判断;CD.由等比数列的定义判断. 【解析】当c =0时,{ca n }不是等比数列,故A 错误;当数列{a n }的公比q =-1时,a n +a n +1=0,{a n +a n +1}不是等比数列,故B 错误; 由等比数列的定义,选项CD 中的数列是等比数列,故CD 正确. 故选:CD11.设数列{}n a 是各项均为正数的等比数列,n T 是{}n a 的前n 项之积,227a =,369127a a a ⋅⋅=,则当n T 最大时,n 的值为( )A .4B .5C .6D .7【答案】AB【分析】 设等比数列{}n a 的公比为q ,求出q 的值,进而可求得数列{}n a 的通项公式,解不等式1n a ≥,求出n 的取值范围,即可得解.【解析】设等比数列{}n a 的公比为q ,则33696127a a a a ⋅⋅==,可得613a =,13q ∴==,所以,225212733n n n n a a q ---⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭, 令531n n a -=≥,解得5n ≤,故当n T 最大时,4n =或5.故选:AB.第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题12.在等比数列{}n a 中,1521,8,n a a a S ==是数列{}n a 的前n 项和,若63k S =,则k =________.【答案】6【分析】由1521,8a a a ==,解得2q求解. 【解析】在等比数列{}n a 中,设公比为q ,因为1521,8a a a ==,所以48,0q q q =≠,解得2q, 所以126312kk S -==-,解得6k =, 故答案为:613.在正项等比数列{}n a 中,若13a 、312a 、22a 成等差数列,则2021202020232022a a a a -=-________.【答案】19【分析】设正项等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,根据已知条件求出q 的值,再结合等比数列的基本性质可求得结果.【解析】设正项等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,因为13a 、312a 、22a 成等差数列,则31232a a a =+,即211132a q a a q =+, 可得2230q q --=,0q >,解得3q =, 因此,()20212020202120202202320222021202019a a a a a a q a a --==--. 故答案为:19. 14.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,若241,4n n a S b a a +==,数列{}n a 的通项公式为___________. 【答案】21()2n n a -= 【分析】当1n =时,求得102b a =>,再由n n S a b =-+,得到11(2)n n S a b n --=-+≥, 相减可得120n n a a --=,结合等比数列的通项公式,求得b ,进而求得数列的通项公式.【解析】由题意,正项数列{}n a 满足241,4n n a S b a a +==, 当1n =时,可得1111a S a a b =++=,则102b a =>, 由n n S a b =-+,则11(2,)n n S a b n n N +--=-+≥∈,两式相减可得120n n a a --=,所以1(22)1,n n n n N a a +-≥=∈, 即数列{}n a 为公比为12的等比数列, 所以2416,4b a a b ==,所以2441461a b a b =⨯=,解得4b =, 所以122b a ==,所以数列{}n a 的通项公式为1121112()()22n n n n a a q ---==⨯=.故答案为:21()2n n a -=.四、解答题15.已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,12a =,172n n S a ++=,2211log log n n n b a a +=⋅,n T 为数列{}n b 的前n 项和.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2022n m T >对所有*n N ∈恒成立,求满足条件m 的最小整数值.【答案】(1)322n n a -= (2)674【分析】(1)利用递推公式,结合前n 项和与第n 项的关系、等比数列的定义进行求解即可; (2)根据对数的运算性质,结合裂项相消法进行求解即可.(1)由题意172n n S a ++=,当2n ≥时,172n n S a -+=,两式相减得:17n n n a a a +=-,即:()182n n a a n +=≥,所以2n ≥时,{}n a 为等比数列又因为1n =时,217272216a S =+=⨯+=, 所以218a a =, 所以,对所有*n N ∈,{}n a 是以2为首项,8为公比的等比数列,所以132282n n n a --=⨯=;(2) 由题知:32312212211log log log 2log 2n n n n n b a a -++==⋅⋅ ()()13231n n =-+11133231n n ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭所以12111111111134473231331n n T b b b n n n ⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++-=- ⎪ ⎪-++⎝⎭⎝⎭所以111202220221674167433131n T n n ⎛⎫⎛⎫=⨯-=-< ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭所以满足2022n m T >恒成立的最小m 值为674.16.等差数列{}n a 中,13a =,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 各项均为正数,11b =,且2212b S +=,{}n b 的公比22S q b =. (1)求n a 与n b ;(2)求12111nS S S +++. 【答案】(1)33(1)3n a n n =+-=,13n n b -=(2)()231n n + 【分析】(1)由{}n b 的公比22S q b =及2212b S +=可解得3q =,由11b =则n b 可求,又由22S q b =可得29S =,26a =,213d a a =-=,则n a 可求;(2)由(1)可得3(1)2n n n S +=,则122113(1)31n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,故由裂项相消法可求12111nS S S +++. (1) 等差数列{}n a 中,13a =,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 各项均为正数,11b =,且2212b S +=,{}n b 的公比22S q b =,222212S q b b S ⎧=⎪⎨⎪+=⎩,解得3q =,13n n b -=. {}n b 各项均为正数,∴3q =,13n n b -=.由23b =,得29S =,26a =,213d a a =-=,∴()3313n a n n =+-=. (2)3(1)3(1)322n n n n n S n -+=+=, 122113(1)31n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,12111211111132231n S S S n n ⎛⎫+++=-+-++- ⎪+⎝⎭ 2121313(1)n n n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭. 17.已知数列{a n }中,a 1=4,a n +1=2a n -5,求证{a n -5}是等比数列.【答案】证明见解析【分析】由a n +1-5=2(a n -5)结合等比数列的定义证明即可.【解析】证明:由a n +1=2a n -5得a n +1-5=2(a n -5). 又a 1-5=-1≠0,故数列{a n -5}是首项为-1,公比为2的等比数列.。
《高中数学等比数列知识点总结》在高中数学的学习中,等比数列是一个重要的知识点。
它不仅在数学学科中有着广泛的应用,还为其他学科的学习提供了重要的数学工具。
本文将对高中数学等比数列的知识点进行全面总结。
一、等比数列的定义如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列。
这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母 q 表示(q≠0)。
例如:数列 2,4,8,16,32……就是一个等比数列,公比 q= 2。
二、等比数列的通项公式等比数列的通项公式为\(a_n = a_1q^{n - 1}\),其中\(a_n\)表示数列的第 n 项,\(a_1\)表示数列的首项,q 表示公比。
1. 推导过程- 设等比数列\(\{ a_{n}\}\)的首项为\(a_1\),公比为 q。
- 则\(a_{2}=a_{1}q\),\(a_{3}=a_{2}q = a_{1}q^{2}\),\(a_{4}=a_{3}q = a_{1}q^{3}\)……- 由此可归纳出等比数列的通项公式\(a_n = a_1q^{n -1}\)。
2. 通项公式的应用- 已知等比数列的首项和公比,可以求出数列的任意一项。
- 已知等比数列的任意两项,可以求出公比和其他项。
三、等比中项如果在 a 与 b 中间插入一个数 G,使 a,G,b 成等比数列,那么 G 叫做 a 与 b 的等比中项。
1. 等比中项的性质- \(G^{2}=ab\)。
- 若\(a\),\(b\)同号,则等比中项有两个,且互为相反数。
2. 应用举例- 已知两个数的积和其中一个数,可以求出另一个数的等比中项。
四、等比数列的前 n 项和公式等比数列的前 n 项和公式为\(S_{n}=\begin{cases}na_{1},(q = 1)\\\frac{a_{1}(1 - q^{n})}{1 - q}=\frac{a_{1}-a_{n}q}{1- q},(q\neq1)\end{cases}\)。
高中数学《等比数列性质》复习基础知识与练习题(含答案解析)一、基础知识1、定义:数列{}n a 从第二项开始,后项与前一项的比值为同一个常数()0q q ≠,则称{}n a 为等比数列,这个常数q 称为数列的公比注:非零常数列既可视为等差数列,也可视为1q =的等比数列,而常数列0,0,0,只是等差数列2、等比数列通项公式:11n n a a q−=⋅,也可以为:n mn m a a q−=⋅3、等比中项:若,,a b c 成等比数列,则b 称为,a c 的等比中项 (1)若b 为,a c 的等比中项,则有2a bb ac b c=⇒= (2)若{}n a 为等比数列,则n N *∀∈,1n a +均为2,n n a a +的等比中项 (3)若{}n a 为等比数列,则有m n p q m n p q a a a a +=+⇔= 4、等比数列前n 项和公式:设数列{}n a 的前n 项和为n S 当1q =时,则{}n a 为常数列,所以1n S na = 当1q ≠时,则()111n n a q S q−=−可变形为:()1111111n n n a q a aS q qq q −==−−−−,设11a k q =−,可得:n n S k q k =⋅−5、由等比数列生成的新等比数列(1)在等比数列{}n a 中,等间距的抽取一些项组成的新数列仍为等比数列 (2)已知等比数列{}{},n n a b ,则有 ① 数列{}n ka (k 为常数)为等比数列 ② 数列{}na λ(λ为常数)为等比数列,特别的,当1λ=−时,即1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等比数列③ 数列{}n n a b 为等比数列④ 数列{}n a 为等比数列6、相邻k 项和的比值与公比q 相关: 设1212,m m m k n n n k S a a a T a a a ++++++=+++=+++,则有:()()212212k m n m m m m k mk n n n k nn a q q q S a a a a q T a a a a a q q q −++++++++++++====++++++ 特别的:若121222,,k k k k k k k a a a S a a a S S +++++=+++=−2122332,k k k k k a a a S S +++++=−,则232,,,k k k k k S S S S S −−成等比数列7、等比数列的判定:(假设{}n a 不是常数列) (1)定义法(递推公式):()1n na q n N a *+=∈ (2)通项公式:nn a k q =⋅(指数类函数) (3)前n 项和公式:nn S kq k =−注:若()n n S kq m m k =−≠,则{}n a 是从第二项开始成等比关系 (4)等比中项:对于n N *∀∈,均有212n n n a a a ++=8、非常数等比数列{}n a 的前n 项和n S 与1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭前n 项和n T 的关系()111n n a q S q−=−,因为1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是首项为11a ,公比为1q 的等比数列,所以有()1111111111111nn n nn n q a q q q T q a q q a qq−⎡⎤⎛⎫−−⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥−⎣⎦===−−−⋅ ()()1112111111n n n nn n a q a q q S a q T q q−−−−=⋅=−− 例1:已知等比数列{}n a 的公比为正数,且223951,2a a a a ==,则10a =________思路:因为2396a a a =,代入条件可得:22652a a =,因为0q >,所以65a =,q =所以810216a a q == 答案:16例2:已知{}n a 为等比数列,且374,16a a =−=−,则5a =( ) A. 64 B. 64− C. 8 D. 8− 思路一:由37,a a 可求出公比:4734a q a ==,可得22q =,所以253428a a q ==−⋅=− 思路二:可联想到等比中项性质,可得253764a a a ==,则58a =±,由等比数列特征可得奇数项的符号相同,所以58a =− 答案:D小炼有话说:思路二的解法尽管简单,但是要注意双解时要验证项是否符合等比数列特征。
一. 专题内容:等比数列,等比数列前n项和公式二. 知识点: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常数,这个数列就叫{a n}叫做等比数列。
3. 等比中项的定义:如果a、G、b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项。
(3)若{a n}为等比数列,公比为q(q≠-1),则{a2n-1+a2n}也是等比数列,公比为q2.(4)若{a n}、{b n}是等比数列,则{a n b n}也是等比数列。
二. 例题选讲例1. 已知数列{a n}为等比数列,解:小结:首项a1和公比q是确定等比数列{a n}最基本的量,而已知条件可转为关于a1与q 的方程。
例2. 已知数列{a n}满足:lga n=3n+5,试用定义证明{a n}是等比数列。
证明:小结:若{a n}是等差数列,b n=a n可以证明数列{b n}为等比数列,反之若{a n}为等比数列且a n>0,则可证明{lga n}为等差数列。
例3. 若a、b、c成等比数列,试证:a2+b2,ac+bc,b2+c2也成等比数列。
证明:由a、b、c成等比数列,则小结:证明数列成等比数列,可利用等比数列的定义,而证明三个数a,b,c成等比,可证明b2=ac,要注意说明a、b、c全不为零。
例4. 已知四个数前3个成等差,后三个成等比,中间两数之积为16,前后两数之积为-128,求这四个数。
解:因此所求的四个数为-4,2,8,32或4,-2,-8,-32。
小结:根据四个数前3个成等差,后三个成等比,列方程可利用a 、q 表示四个数,时解方程也较为方便。
例 5.求n 及公比q 。
解:。
或,公比的值为综上所述,2126 q n小结:等比数列中五个基本量a 1、q 、a n 、n 、S n ,知三可求二,列方程组是求解的常用方法。
解本题的关键是利用a 1·a n =a 2·a n-1,进而求出a 1、a n ,要注意a 1、a n 是两组解。
§4.3等比数列4.3.1等比数列的概念第1课时等比数列的概念及通项公式学习目标 1.通过实例,理解等比数列的概念.2.掌握等比中项的概念并会应用.3.掌握等比数列的通项公式并了解其推导过程.4.灵活应用等比数列通项公式的推广形式及变形.知识点一等比数列的概念1.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个常数,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(q≠0).2.递推公式形式的定义:a na n-1=q(n∈N *且n>1)⎝⎛⎭⎫或a n+1a n=q,n∈N*.思考为什么等比数列的各项和公比q均不能为0?答案由于等比数列的每一项都可能作分母,故每一项均不能为0,因此q也不能为0.知识点二等比中项如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,此时,G2=ab.思考当G2=ab时,G一定是a,b的等比中项吗?答案不一定,如数列0,0,5就不是等比数列.知识点三等比数列的通项公式若等比数列{a n}的首项为a1,公比为q,则a n=a1q n-1(n∈N*).知识点四等比数列通项公式的推广和变形等比数列{a n}的公比为q,则a n=a1q n-1①=a m q n-m②=a1 q·qn.③其中当②中m=1时,即化为①.当③中q>0且q≠1时,y=a1q·qx为指数型函数.1.数列1,-1,1,-1,…是等比数列.( √ )2.若一个数列从第2项起每一项与前一项的比为常数,则该数列为等比数列.( × )3.等比数列的首项不能为零,但公比可以为零.( × )4.常数列一定为等比数列.( × )一、等比数列中的基本运算例1 在等比数列{a n }中:(1)a 1=1,a 4=8,求a n ;(2)a n =625,n =4,q =5,求a 1;(3)a 2+a 5=18,a 3+a 6=9,a n =1,求n .解 (1)因为a 4=a 1q 3,所以8=q 3,所以q =2,所以a n =a 1q n -1=2n -1.(2)a 1=a n q n -1=62554-1=5, 故a 1=5.(3) 因为⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=a 1q +a 1q 4=18, ①a 3+a 6=a 1q 2+a 1q 5=9, ② 由②①,得q =12,从而a 1=32. 又a n =1,所以32×⎝⎛⎭⎫12n -1=1,即26-n =20,故n =6.反思感悟 等比数列的通项公式涉及4个量a 1,a n ,n ,q ,只要知道其中任意三个就能求出另外一个,在这四个量中,a 1和q 是等比数列的基本量,只要求出这两个基本量,问题便迎刃而解.跟踪训练1 在等比数列{a n }中:(1)若它的前三项分别为5,-15,45,求a 5;(2)若a 4=2,a 7=8,求a n .解 (1)因为a 5=a 1q 4,而a 1=5,q =a 2a 1=-3, 所以a 5=405.(2)因为⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=a 1q 3,a 7=a 1q 6, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2, ①a 1q 6=8, ② 由②①得q 3=4, 从而q =34,而a 1q 3=2,于是a 1=2q 3=12, 所以a n =a 1q n -1=2532n -.二、等比中项的应用例2 如果-1,a ,b ,c ,-9成等比数列,那么b =__________,ac =___________. 答案 -3 9解析 因为b 是-1,-9的等比中项,所以b 2=9,b =±3.又等比数列奇数项符号相同,得b <0,故b =-3,而b 又是a ,c 的等比中项,故b 2=ac ,即ac =9.反思感悟 (1)由等比中项的定义可知G a =b G⇒G 2=ab ⇒G =±ab ,所以只有a ,b 同号时,a ,b 的等比中项有两个,异号时,没有等比中项.(2)在一个等比数列中,从第二项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项和后一项的等比中项.(3)a ,G ,b 成等比数列等价于G 2=ab (ab >0).跟踪训练2 在等比数列{a n }中,a 1=-16,a 4=8,则a 7等于( )A .-4B .±4C .-2D .±2答案 A解析 因为a 4是a 1与a 7的等比中项,所以a 24=a 1a 7,即64=-16a 7,故a 7=-4.三、等比数列通项公式的推广及应用例3 在等比数列{a n }中.(1)已知a 3=4,a 7=16,且q >0,求a n ;(2)若{a n }为递增数列,且a 25=a 10,2(a n +a n +2)=5a n +1,求通项公式a n .解 (1)∵a 7a 3=q 7-3=q 4=4, ∴q 2=2,又q >0,∴q =2,∴a n =a 3·q n -3=4·(2)n -3=122n +(n ∈N *).(2)由a 25=a 10=a 5·q 10-5,且a 5≠0, 得a 5=q 5,即a 1q 4=q 5,又q ≠0,∴a 1=q .由2(a n +a n +2)=5a n +1得,2a n (1+q 2)=5qa n ,∵a n ≠0,∴2(1+q 2)=5q ,解得q =12或q =2. ∵a 1=q ,且{a n }为递增数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =2. ∴a n =2·2n -1=2n (n ∈N *).反思感悟 (1)应用a n =a m q n -m ,可以凭借任意已知项和公比直接写出通项公式,不必再求a 1.(2)等比数列的单调性由a 1,q 共同确定,但只要单调,必有q >0.跟踪训练3 已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7等于( )A .21B .42C .63D .84答案 B解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则由a 1=3,a 1+a 3+a 5=21得3(1+q 2+q 4)=21,解得q 2=-3(舍去)或q 2=2,于是a 3+a 5+a 7=q 2(a 1+a 3+a 5)=2×21=42.四、灵活设元求解等比数列问题例4 (1)有四个数成等比数列,将这四个数分别减去1,1,4,13成等差数列,则这四个数的和是________.答案 45解析 (1)设这四个数分别为a ,aq ,aq 2,aq 3,则a -1,aq -1,aq 2-4,aq 3-13成等差数列.即⎩⎪⎨⎪⎧ 2(aq -1)=(a -1)+(aq 2-4),2(aq 2-4)=(aq -1)+(aq 3-13),整理得⎩⎪⎨⎪⎧a (q -1)2=3,aq (q -1)2=6, 解得a =3,q =2.因此这四个数分别是3,6,12,24,其和为45.(2)有四个实数,前三个数成等比数列,且它们的乘积为216,后三个数成等差数列,且它们的和为12,求这四个数.解 方法一 设前三个数分别为a q,a ,aq , 则a q·a ·aq =216, 所以a 3=216.所以a =6.因此前三个数为6q,6,6q . 由题意知第4个数为12q -6.所以6+6q +12q -6=12,解得q =23. 故所求的四个数为9,6,4,2.方法二 设后三个数为4-d,4,4+d ,则第一个数为14(4-d )2, 由题意知14(4-d )2×(4-d )×4=216, 解得4-d =6.所以d =-2.故所求得的四个数为9,6,4,2.反思感悟 几个数成等比数列的设法(1)三个数成等比数列设为a q,a ,aq . 推广到一般:奇数个数成等比数列设为…,a q 2,a q,a ,aq ,aq 2,… (2)四个符号相同的数成等比数列设为a q 3,a q,aq ,aq 3. 推广到一般:偶数个符号相同的数成等比数列设为…,a q 5,a q 3,a q,aq ,aq 3,aq 5,… (3)四个数成等比数列,不能确定它们的符号是否相同时,可设为a ,aq ,aq 2,aq 3.跟踪训练4 在2和20之间插入两个数,使前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,则插入的两个数的和为( )A .-4或352B .4或352C .4D.352答案 B解析 设插入的第一个数为a ,则插入的另一个数为a 22. 由a ,a 22,20成等差数列得2×a 22=a +20. ∴a 2-a -20=0,解得a =-4或a =5.当a =-4时,插入的两个数的和为a +a 22=4.当a =5时,插入的两个数的和为a +a 22=352.1.在等比数列{a n }中,若a 2=4,a 5=-32,则公比q 应为( )A .±12B .±2 C.12D .-2 答案 D解析 因为a 5a 2=q 3=-8,故q =-2. 2.(多选)已知a 是1,2的等差中项,b 是-1,-16的等比中项,则ab 等于( )A .6B .-6C .-12D .12答案 AB解析 ∵a =1+22=32,b 2=(-1)×(-16)=16,b =±4, ∴ab =±6.3.若等比数列的首项为4,末项为128,公比为2,则这个数列的项数为( )A .4B .8C .6D .32答案 C解析 由等比数列的通项公式得,128=4×2n -1,2n -1=32,所以n =6.4.等比数列{a n }中,|a 1|=1,a 5=-8a 2,a 5>a 2,则a n 等于( )A .(-2)n -1B .-(-2n -1) C .(-2)nD .-(-2)n 答案 A解析 设公比为q ,则a 1q 4=-8a 1q ,又a 1≠0,q ≠0,所以q 3=-8,q =-2,又a 5>a 2,所以a 2<0,a 5>0,从而a 1>0,即a 1=1,故a n =(-2)n -1.5.在等比数列{a n }中,a 1=-2,a 3=-8,则数列{a n }的公比为________,通项公式为a n =______________.答案 ±2 (-2)n 或-2n解析 ∵a 3a 1=q 2, ∴q 2=-8-2=4,即q =±2. 当q =-2时,a n =a 1q n -1=-2×(-2)n -1=(-2)n ;当q =2时,a n =a 1q n -1=-2×2n -1=-2n .1.知识清单:(1)等比数列的概念.(2)等比数列的通项公式.(3)等比中项的概念.(4)等比数列的通项公式推广.2.方法归纳:方程(组)思想、构造法、等比数列的设法.3.常见误区:(1)x ,G ,y 成等比数列⇒G 2=xy ,但G 2=xy ⇏x ,G ,y 成等比数列.(2)四个数成等比数列时设成a q 3,a q,aq ,aq 3,未考虑公比为负的情况. (3)忽视了等比数列中所有奇数项符号相同,所有偶数项符号相同而出错.1.在数列{a n }中,若a n +1=3a n ,a 1=2,则a 4为( )A .108B .54C .36D .18答案 B解析 因为a n +1=3a n ,所以数列{a n }是公比为3的等比数列,则a 4=33a 1=54.2.(多选)在等比数列{a n }中,a 1=18,q =2,则a 4与a 8的等比中项为( ) A .-4 B .4 C .-14 D.14答案 AB解析 由题意得a 26=a 4a 8,因为a 1=18,q =2, 所以a 4与a 8的等比中项为±a 6=±4.3.在等比数列{a n }中,a n >0,且a 1+a 2=1,a 3+a 4=9,则a 4+a 5的值为( )A .16B .27C .36D .81答案 B解析 ∵a 1+a 2=1,a 3+a 4=9,∴q 2=9.∴q =3(q =-3舍去),∴a 4+a 5=(a 3+a 4)q =27.4.数列{a n }是公差不为0的等差数列,且a 1,a 3,a 7为等比数列{b n }的连续三项,则数列{b n }的公比为( ) A. 2 B .4 C .2 D.12答案 C解析 因为a 1,a 3,a 7为等比数列{b n }中的连续三项,所以a 23=a 1a 7,设数列{a n }的公差为d ,则d ≠0,所以(a 1+2d )2=a 1(a 1+6d ),所以a 1=2d ,所以公比q =a 3a 1=4d 2d=2. 5.若正项数列{a n }满足a 1=2,a 2n +1-3a n +1a n -4a 2n =0,则数列{a n }的通项公式a n 等于( )A .22n -1B .2nC .22n +1D .22n -3答案 A解析 由a 2n +1-3a n +1a n -4a 2n =0, 得(a n +1-4a n )·(a n +1+a n )=0.又{a n }是正项数列,所以a n +1-4a n =0,a n +1a n=4. 由等比数列的定义知数列{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列.由等比数列的通项公式,得a n =2×4n -1=22n -1.6.若{a n }为等比数列,且a 3+a 4=4,a 2=2,则公比q =________.答案 1或-2解析 根据题意,⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2+a 1q 3=4,a 1q =2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,q =1或⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=-1,q =-2.7.已知{a n }是等差数列,公差d 不为零.若a 2,a 3,a 7成等比数列,且2a 1+a 2=1,且a 1=________,d =________.答案 23-1 解析 ∵a 2,a 3,a 7成等比数列,∴a 23=a 2a 7,∴(a 1+2d )2=(a 1+d )(a 1+6d ),即2d +3a 1=0.①又∵2a 1+a 2=1,∴3a 1+d =1.②由①②解得a 1=23,d =-1. 8.已知等比数列{a n }的前三项依次为a -1,a +1,a +4,则a n =________.答案 4×⎝⎛⎭⎫32n -1解析 由已知可得(a +1)2=(a -1)(a +4),解得a =5,所以a 1=4,a 2=6,所以q =a 2a 1=64=32, 所以a n =4×⎝⎛⎭⎫32n -1.9.在等比数列{a n }中,a 3=32,a 5=8.(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)若a n =12,求n . 解 (1)因为a 5=a 3q 2,所以q 2=a 5a 3=14.所以q =±12.当q =12时,a n =a 3q n -3=32×⎝⎛⎭⎫12n -3=28-n ;当q =-12时,a n =a 3q n -3=32×⎝⎛⎭⎫-12n -3.所以a n =28-n 或a n =32×⎝⎛⎭⎫-12n -3.(2)当a n =12时,即28-n =12或32×⎝⎛⎭⎫-12n -3=12,解得n =9.10.在等比数列{a n }中:(1)已知a 3=2,a 5=8,求a 7;(2)已知a 3+a 1=5,a 5-a 1=15,求通项公式a n .解 (1)因为a 5a 3=q 2=82,所以q 2=4,所以a 7=a 5q 2=8×4=32.(2)a 3+a 1=a 1(q 2+1)=5,a 5-a 1=a 1(q 4-1)=15,所以q 2-1=3,所以q 2=4,所以a 1=1,q =±2,所以a n =a 1q n -1=(±2)n -1.11.已知a ,b ,c ,d 成等比数列,且曲线y =x 2-2x +3的顶点是(b ,c ),则ad 等于()A .3B .2C .1D .-2答案 B解析 ∵y =(x -1)2+2,∴b =1,c =2.又∵a ,b ,c ,d 成等比数列,∴ad =bc =2.12.已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2等于( )A .2B .1 C.12 D.18答案 C解析 方法一 ∵a 3,a 5的等比中项为±a 4,∴a 3a 5=a 24,a 3a 5=4(a 4-1),∴a 24=4(a 4-1),∴a 24-4a 4+4=0,∴a 4=2.又∵q 3=a 4a 1=214=8,∴q =2,∴a 2=a 1q =14×2=12.方法二 ∵a 3a 5=4(a 4-1),∴a 1q 2·a 1q 4=4(a 1q 3-1),将a 1=14代入上式并整理,得q 6-16q 3+64=0,解得q =2,∴a 2=a 1q =12.13.(多选)已知等差数列a ,b ,c 三项之和为12,且a ,b ,c +2成等比数列,则a 等于() A .-2 B .2 C .-8 D. 8答案 BD解析 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ a +c =2b ,a +b +c =12,a (c +2)=b 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =4,c =6或⎩⎪⎨⎪⎧a =8,b =4,c =0.故a =2或a =8.14.若数列{a n}的前n项和为S n,且a n=2S n-3,则{a n}的通项公式是________.答案a n=3·(-1)n-1解析由a n=2S n-3得a n-1=2S n-1-3(n≥2),两式相减得a n-a n-1=2a n(n≥2),∴a n=-a n-1(n≥2),又a1=3,故{a n}是首项为3,公比为-1的等比数列,∴a n=3·(-1)n-1.15.已知在等差数列{a n}中,a2+a4=16,a1+1,a2+1,a4+1成等比数列,把各项按如图所示排列.则从上到下第10行,从左到右的第11个数值为________.答案275或8解析设公差为d,由a2+a4=16,得a1+2d=8,①由a1+1,a2+1,a4+1成等比数列,得(a2+1)2=(a1+1)(a4+1),化简得a1-d=-1或d=0,②当d=3时,a n=3n-1.由题图可得第10行第11个数为数列{a n}中的第92项,a92=3×92-1=275.当d=0时,a n=8,a92=8.16.设数列{a n}是公比小于1的正项等比数列,已知a1=8,且a1+13,4a2,a3+9成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若b n=a n(n+2-λ),且数列{b n}是单调递减数列,求实数λ的取值范围.解(1)设数列{a n}的公比为q.由题意,可得a n=8q n-1,且0<q<1.由a1+13,4a2,a3+9成等差数列,知8a2=30+a3,所以64q=30+8q2,解得q=12或152(舍去),所以a n=8×⎝⎛⎭⎫12n-1=24-n,n∈N*.(2)b n=a n(n+2-λ)=(n+2-λ)·24-n,由b n>b n+1,得(n+2-λ)·24-n>(n+3-λ)·23-n,即λ<n+1,所以λ<(n+1)min=2,故实数λ的取值范围为(-∞,2).。
等比数列
【知识点精讲】 1.定义与定义式
从第二项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数的数列称作等比数列.
)(1
为不等于零的常数q q a a n
n =+ 2.通项公式11-=n n q a a ,推广形式:m n m n q a a -=,变式),,(*-∈>=N n m m n a a q m
n m
n
3.前n 项和⎪⎩⎪
⎨⎧≠≠--=--==)
10(11)1()1(111q q q q a a q
q a q na S n n n 且
注:应用前n 项和公式时,一定要区分11≠=q q 与的两种不同情况,必要的时候要分类讨论. 4.等比中项:若a 、b 、c 成等比数列,则b 是a 、c 的等比中项,且ac b ±=
5.在等比数列{}n a 中有如下性质: (1)若q p n m a a a a N q p n m q p n m ⋅=⋅∈+=+*则,,,, (2)下标成等差数列的项构成等比数列
(3)连续若干项的和也构成等比数列. 6.证明数列为等比数列的方法: (1)定义法:若
{}为等比数列数列n n
n a N n q a a ⇔∈=*+)(1
(2)等比中项法:若{}为等比数列数列
且n n n n n n n a a a a N n a a a ⇔≠∈⋅=++*
++)0(21221 (3)通项法:若{}为等比数列数列的常数均是不为n n n a N ,n q c cq a ⇔∈=*)0,( (4)前n 项和法:若{}为等比数列数列且为常数n n n a q q ,q A A Aq S ⇔≠≠-=)1,0,( 7.解决等比数列有关问题的常见思维方法 (1)方程的思想(“知三求二”问题) (2)分类的思想
①运用等比数列的求和公式时,需要对11≠=q q 和讨论 ②当{}为递增数列等比数列时或n a q a q a ,10,01,011<<<>> ()1(111-=--+q q a a a n n n )
{}为递减数列等比数列
时或n a q a q a ,10,01,011<<>>< 【例题选讲】
1.关于基本公式的运用
例1. 已知等比数列{}n a 中,a 1+a 2+a 3=7,a 1a 2a 3=8,求a n 。
详见优化设计P41典例剖析例1,解答略。
变式:将该题中的等比数列改为等差数列,结果是多少?
例2.已知数列{}n a 为等差数列,公差d ≠0,{}n a 的部分项组成下列数列:113,,n k k k k a a a a ,
恰为等比数列,其中k 1=1, k 2=5, k 3=17,求k 1+k 2+k 3+…+k n 。
2.关于等比数列的证明
例 3.数列{}{}n n b a ,的通项公式分别是,23,2+==n b a n n n 它们公共项由小到大排列的数列是
{}n c ,①写出{}n c 的前5项 ②证明{}n c 是等比数列
思维分析:容易证明{}n c 是等比数列,由定义式,只需找出{}n c 中任意相邻两项关系即可. 解(1) {}n c 的前5项为:8、32、128、512、2048
(2)设1)12(3)23(222,232,1++⋅=+=⋅=+==∴==+p p a p c c b a m m m n n p m 而
{}{}中在又中不在bn a p p a b a m m m n m 221,2)24(3)23(424,+++∴++⋅=+⋅=⋅=∴ {}{}是等比数列故项中的项即是n n n n n m c c c c c a ,4,112=∴∴+++
3.数学应用题----数列建模
例4.一个球应从100米高处自由下落,每次着地后又跳回到原高度的一半落下,当它第10次着地时,共经过了多少米?
思维分析:数列建模过程中,关键是建立递推关系式,然而求出n a ,再结合数列相关性质解题。
解:球第一次着地时经过了100米,从这时到球第二次着地时,一上一下共经过了 米1002
1002=⨯,因此球第十次着地时共经过的路程为
米3002
11]
)21
(1[1001002
10021002100100100982=--+=+++++
练习 变式4:一对夫妇为了给他们的独生孩子支付将来上大学的费用,从孩子一出生就在每年生日,到银行储蓄a 元,一年定期,若年利润率为r ,保持不变,且每年到期时,存款(含利息)自动转为新的一年定期,当孩子18岁上大学时,将所有存款(含利息)全部取回,则取回总钱数为多少?
解:)]1()1[()1()1()1(191718r r r
a
r a r a r a +-+=++++++ 4.等比数列综合题
例5 设各项均为正数的数列{}n a 和{}n b 满足5a n ,5b n ,51a n +成等比数列,lgb n ,lga n+1,lgb n+1成等差数列,且a 1=1,b 1=2,a 2=3,求通项a n ,b n 。
备用题:(01年全国高考)从社会效益和经济效益出发,某地投入资金进行生态环境建设,并以
此发展旅游产业,根据规划,本年度投入800万元,以后每年投入将比上年减少5
1
,本年度当地
旅游收入估计为400万元,由于该项建设对旅游业的促进作用,预计今后的旅游业收入每年会比
上年增加4
1
(1)设n 年内(本年度为第一年)总投入为a n 万元,旅游业收入为b n 万元,写出a n 、b n 的表达式。
(2)至少经过多少年旅游业总收入才能超过总投入? 思维分析:建立等比数列模型
解:(1)])54
(1[400)511(800)511(8008001n n n a -=-++-+=-
]1)45
[(1600)411(400)411(4004001-=+++++=-n n bn
(2)50≥⇒>-n a b n n ,至少经过5年。
【课堂小结】
1.等比数列的定义、通项、中项、求和;
2.方程的思想、整体代换思想、分类讨论思想;
3.适当注意等比数列性质的应用,以减少运算量而提高解题速度。
【课后作业】 高考胜券。