2020高考数学一轮复习 第3节 等比数列我来演练.doc
- 格式:doc
- 大小:89.00 KB
- 文档页数:3
第三节 等比数列及其前n 项和课时作业1.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=( ) A .21 B .42 C .63D .84解析:设数列{a n }的公比为q ,则a 1(1+q 2+q 4)=21,又a 1=3,所以q 4+q 2-6=0,所以q 2=2(q 2=-3舍去),所以a 3=6,a 5=12,a 7=24,所以a 3+a 5+a 7=42.故选B.答案:B2.等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ) A.13 B .-13 C.19D .-19解析:由题知公比q ≠1,则S 3=a 11-q 31-q=a 1q +10a 1,得q 2=9,又a 5=a 1q 4=9,则a 1=19,故选C. 答案:C3.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=2,S 6=18,则S 10S 5等于( ) A .-3 B .5 C .-31D .33解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则由已知得q ≠1. ∵S 3=2,S 6=18, ∴1-q 31-q 6=218,得q 3=8, ∴q =2.∴S 10S 5=1-q 101-q5=1+q 5=33,故选D.答案:D4.在等比数列{a n }中,a 1=2,公比q =2.若a m =a 1a 2a 3a 4(m ∈N *),则m =( ) A .11 B .10 C .9D .8解析:a m =a 1a 2a 3a 4=a 41qq 2q 3=24×26=210=2m,所以m =10,故选B. 答案:B5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,点(n ,S n +3)(n ∈N *)在函数y =3×2x的图象上,等比数列{b n }满足b n +b n +1=a n (n ∈N *),其前n 项和为T n ,则下列结论正确的是( ) A .S n =2T nB .T n =2b n +1C .T n >a nD .T n <b n +1解析:因为点(n ,S n +3)(n ∈N *)在函数y =3×2x的图象上,所以S n =3·2n-3,所以a n =3·2n-1,所以b n +b n +1=3·2n -1,因为数列{b n }为等比数列,设公比为q ,则b 1+b 1q =3,b 2+b 2q=6,解得b 1=1,q =2,所以b n =2n -1,T n =2n-1,所以T n <b n +1,故选D.答案:D6.(2018·郑州质检)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 25=2a 3a 6,S 5=-62,则a 1的值是________.解析:设{a n }的公比为q .由a 25=2a 3a 6得(a 1q 4)2=2a 1q 2·a 1q 5,∴q =2,∴S 5=a 11-251-2=-62,a 1=-2. 答案:-27.已知等比数列{a n }为递增数列,a 1=-2,且3(a n +a n +2)=10a n +1,则公比q =________. 解析:因为等比数列{a n }为递增数列且a 1=-2<0,所以0<q <1,将3(a n +a n +2)=10a n +1两边同除以a n 可得3(1+q 2)=10q ,即3q 2-10q +3=0,解得q =3或q =13,而0<q <1,所以q=13. 答案:138.若数列{a n +1-a n }是等比数列,且a 1=1,a 2=2,a 3=5,则a n =__________. 解析:∵a 2-a 1=1,a 3-a 2=3,∴q =3, ∴a n +1-a n =3n -1,∴a n -a 1=a 2-a 1+a 3-a 2+…+a n -1-a n -2+a n -a n -1=1+3+…+3n -2=1-3n -11-3, ∵a 1=1,∴a n =3n -1+12. 答案:3n -1+129.(2018·昆明市检测)数列{a n }满足a 1=-1,a n +1+2a n =3. (1)证明{a n -1}是等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)已知符号函数sgn(x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,设b n =a n ·sgn(a n ),求数列{b n }的前100项和.解析:(1)因为a n +1=-2a n +3,a 1=-1, 所以a n +1-1=-2(a n -1),a 1-1=-2,所以数列{a n -1}是首项为-2,公比为-2的等比数列.故a n -1=(-2)n ,即a n =(-2)n+1.(2)b n =a n ·sgn(a n )=⎩⎪⎨⎪⎧2n+1,n 为偶数,2n-1,n 为奇数,设数列{b n }的前n 项和为S n ,则S 100=(2-1)+(22+1)+(23-1)+…+(299-1)+(2100+1)=2+22+23+…+2100=2101-2.10.(2018·合肥质检)在数列{a n }中,a 1=12,a n +1=n +12n a n ,n ∈N *.(1)求证:数列{a nn}为等比数列; (2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)证明:由a n +1=n +12n a n 知a n +1n +1=12·a nn, ∴{a n n }是以12为首项、12为公比的等比数列.(2)由(1)知{a n n }是首项为12,公比为12的等比数列,∴a n n =(12)n ,∴a n =n2n , ∴S n =121+222+…+n2n ,①则12S n =122+223+…+n2n +1,② ①-②得:12S n =12+122+123+…+12n -n 2n +1=1-n +22n +1,∴S n =2-n +22n.B 组——能力提升练1.(2018·长春调研)等比数列{a n }中,a 3=9,前三项和S 3=27,则公比q 的值为( ) A .1 B .-12C .1或-12D .-1或-12解析:当公比q =1时,a 1=a 2=a 3=9,∴S 3=3×9=27. 当q ≠1时,S 3=a 1-a 3q1-q,∴27=a 1-9q1-q∴a 1=27-18q , ∴a 3=a 1q 2,∴(27-18q )·q 2=9, ∴(q -1)2(2q +1)=0, ∴q =-12.综上q =1或q =-12.选C.答案:C2.数列{a n }满足:a n +1=λa n -1(n ∈N *,λ∈R 且λ≠0),若数列{a n -1}是等比数列,则λ的值等于( )A .1B .-1 C.12D .2解析:由a n +1=λa n -1,得a n +1-1=λa n -2=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -2λ.由于数列{a n -1}是等比数列,所以2λ=1,得λ=2.答案:D3.(2018·彬州市模拟)已知等比数列{a n }的前n 项和S n =2n -a ,则a 21+a 22+…+a 2n =( ) A .(2n -1)2B .13(2n-1) C .4n-1D .13(4n-1) 解析:∵S n =2n-a ,∴a 1=2-a ,a 1+a 2=4-a ,a 1+a 2+a 3=8-a , 解得a 1=2-a ,a 2=2,a 3=4,∵数列{a n }是等比数列,∴22=4(2-a ),解得a =1. ∴公比q =2,a n =2n -1,a 2n =22n -2=4n -1.则a 21+a 22+…+a 2n =4n-14-1=13(4n-1).答案:D4.设数列{a n }是公比为q (|q |>1)的等比数列,令b n =a n +1(n ∈N *),若数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则q =( ) A.32B .-43C .-32D .-52解析:数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,且b n =a n +1(n ∈N *),∴a n =b n -1,则{a n }有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中, ∵数列{a n }是公比为q (|q |>1)的等比数列, 等比数列中有负数项,则q <0,且负数项为相隔两项∵|q |>1,∴等比数列各项的绝对值递增,按绝对值的顺序排列上述数值18,-24,36,-54,81,相邻两项相除-2418=-43,-3624=-32,-5436=-32,81-54=-32,∵|q |>1,∴-24,36,-54,81是{a n }中连续的四项,此时q =-32.答案:C5.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3+3S 2=0,则公比q =________.解析:由S 3+3S 2=0,得a 1+a 2+a 3+3(a 1+a 2)=0,即4a 1+4a 2+a 3=0,即4a 1+4a 1q +a 1q 2=0,即q 2+4q +4=0,所以q =-2. 答案:-26.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =32a n -1(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2log 3a n 2+1,求1b 1b 2+1b 2b 3+…+1b n -1b n.解析:(1)当n =1时,a 1=32a 1-1,∴a 1=2,当n ≥2时,∵S n =32a n -1,①∴S n -1=32a n -1-1(n ≥2),②①-②得a n =(32a n -1)-(32a n -1-1),即a n =3a n -1,∴数列{a n }是首项为2,公比为3的等比数列, ∴a n =2×3n -1.(2)由(1)得b n =2log 3a n2+1=2n -1,∴1b 1b 2+1b 2b 3+…+1b n -1b n=11×3+13×5+…+12n -32n -1=12(1-13+13-15+…+12n -3-12n -1)=n -12n -1. 7.数列{a n }中,a 1=2,a n +1=n +12na n (n ∈N *). (1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =a n4n -a n,若数列{b n }的前n 项和是T n ,求证:T n <2. 证明:(1)由题设得a n +1n +1=12·a n n ,又a 11=2,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为2,公比为12的等比数列,所以a n n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=22-n ,a n =n ·22-n=4n 2n .(2)b n =a n4n -a n=4n 2n 4n -4n 2n=12n-1,因为对任意n ∈N *,2n-1≥2n -1,所以b n ≤12n -1.所以T n ≤1+12+122+123+…+12n -1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n <2.。
第三节等比数列【例1】设等比数列}{n a 的前n 项和为n S 且9632S S S =+,求数列的公比)(R q q ∈【例2】设}{n a 为等差数列,}{n b 为等比数列,34234211,,1a b b b a a b a ==+==,分别求出}{n a 和}{n b 前10项的和10S 和10T【例3】已知这三个数成等比数列,它们的积为27,它们的平方和为91,求这个数。
【例4】(1)等比数列}{n a 中,128,66,6612121===+--n n n a a a a a a ,前n 项的和126=n S ,求n 和公比q(2)等差数列}{n a 中,21=a ,公差不为零,且1121,,a a a 恰好是某等比数列的前三项,那么该等比数列公比的值等于 。
(3)设}{n a 是公比为q 的等比数列,n S 是它的前n 项和,若}{n S 是等差数列,则=q 。
【例5】设2>>y x ,且xyxy y x y x ,,,-+能按某种顺序构成等比数列,试求这个等比数列。
【例6】设等比数列的首项为)0(>a a ,公比为)0(>q q ,前n 项的和为60,其中最大的一项为3122,又它的前n 2项的和为3720,求a 和q双基训练1、已知等比数列}{n a 中,9,1233-=-=S a ,那么首项1a 及公比q 分别为( ) A 、2,3--B 、3,2--C 、2,3D 、3,22、三个数成等比数列,其和为14,各数平方和为84,则这三个数为( )A 、2,4,8B 、8,4,2C 、2,4,8或8,4,2D 、356,328,314- 3、已知数列}{n a 的前n 项和为)0(3的实数是不为a a S n n -=,那么数列}{n a ( ) A 、是等比数列B 、当a 不等于1时是等比数列C 、从第二项起成等比数列D 、从第二项起成等比数列或成等差数列4、在等比数列}{n a 中,3,184==S S ,则20191817a a a a +++的值为( ) A 、14B 、16C 、18D 、205、等比数列}{n a 中,0>n a ,且965=a a ,则1032313log log log a a a +++ 等于( ) A 、12B 、10C 、8D 、5log 23+6、设正数c b a ,,成等比数列,z y x ,,成等比数列,则+-+-y a c x c b lg )(lg )(=-z b a lg )( 。
高三数学一轮复习第3课时等比数列学案【课本导读】1.基础知识(1)等比数列的定义:若数列{a n}满足,则称数列{a n}为等比数列.(2)通项公式a n==a m·.(3)前n项和公式S n=a1-q n1-q,成立的条件是,另一形式为.(4)M、N同号时它们的等比中项为 .2.性质(1)等比数列{a n}中,m、n、p、q∈N*,若m+n=p+q,则a m·a n=.(2)等比数列{a n}中,S n为其前n项和,当n为偶数时,S偶=S奇· .(3)等比数列{a n}中,公比为q,依次k项和为S k,S2k-S k,S3k-S2k成(S k≠0)数列,新公比q′=.3.常用技巧(1)若{a n}是等比数列,且a n>0(n∈N*),则{log a a n}(a>0且a≠1)成数列,反之亦然.(2)三个数成等比数列可设三数为,四个数成等比数列且公比大于0时,可设四个数为 .【教材回归】1.(2013·江西)等比数列x,3x+3,6x+6,…的第四项等于 ( )A.-24 B.0 C.12 D.242.(课本习题改编)如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( )A.b=3,ac=9 B.b=-3,ac=9C.b=3,ac=-9 D.b=-3,ac=-93.在等比数列{a n}中,a1+a2=30,a3+a4=60,则a7+a8=________.4.(2013·课标全国Ⅱ)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )A.13B.-13C.19D.-195.在1与4之间插入三个数使这五个数成等比数列,则这三个数分别是________.【授人以渔】题型一等比数列的基本量例1 {a n}为等比数列,求下列各值.(1)已知a3+a6=36,a4+a7=18,a n=12,求n;(2)已知a2·a8=36,a3+a7=15,求公比q;(3)已知q=-2,S8=15(1-2),求a1.思考题1 (1)设{a n}是公比为正数的等比数列,若a1=1,a5=16,则数列{a n}前7项的和为( )A.63 B.64 C.127 D.128(2)在等比数列{a n}中,a3=112,S3=412,求a1和q.题型二等比数列的性质例2 (1)(2012·广东)若等比数列{a n}满足a2a4=12,则a1a23a5=________.(2)在等比数列{a n}中,若a3=4,a9=1,则a6=________,若a3=4,a11=1,则a7=________.(3)已知数列{a n}是等比数列,且S m=10,S2m=30,则S3m=________(m∈N*).思考题2 (1)(2012·安徽)公比为2的等比数列{a n}的各项都是正数,且a3a11=16,则log2a10=( )A.4 B.5 C.6 D.7(2)已知等比数列{a n},a1+a2+a3=7,a1a2a3=8,则a n=________.题型三等比数列的判定与论证例3 数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n+1=4a n+2(n∈N*).(1)设b n=a n+1-2a n,求证:{b n}是等比数列;(2)设c n=a n3n-1,求证:{c n}是等比数列.思考题3 已知数列{a n}的前n项和为S n,且对任意的n∈N*有a n+S n=n.(1)设b n=a n-1,求证:数列{b n}是等比数列;(2)设c1=a1且c n=a n-a n-1(n≥2),求{c n}的通项公式..【本课总结】1.通过例1复习等比数列求基本量的问题.2.通过例2复习等比数列的性质.“巧用性质、减少运算量\”在等差、等比数列的计算中非常重要但有时产生增解.3.应用等比数列前n项和公式时,需注意是否对q=1和q≠1进行讨论.4.解答数列综合题,要重视审题、精心联想、沟通联系.如数列{a n}中的a3,a9是方程x2-6x+2=0的两根,求a6,由根与系数可知a3·a9=2再由等比数列性质知a26=2,∴a6=±2,若将a3,a9改为a2,a10其他条件不变,a6为什么只等于2,而a6≠-2,你知道吗?【自助餐】1.等比数列{a n}中,公比q=2,S4=1,则S8的值为( )A.15 B.17 C.19 D.212.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( )A.3 B.-3 C.-1 D.13.数列{a n}的前n项和为S n=4n+b(b是常数,n∈N*),若这个数列是等比数列,则b等于( ) A.-1 B.0 C.1 D.44.(2013·北京)若等比数列{a n}满足a2+a4=20,a3+a5=40,则公比q=________;前n项和S n=________.5.(2012·课标全国)等比数列{a n}的前n项和为S n,若S3+3S2=0,则公比q=________.6.一正数等比数列前11项的几何平均数为32,从这11项中抽去一项后所余下的10项的几何平均数为32,那么抽去的这一项是第________项.。
第三节等比数列1.等比数列的有关概念(1)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(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⇒G2=ab。
2.等比数列的有关公式(1)通项公式:a n=a1q n-1。
(2)前n项和公式:S n=错误!3.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m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则a m·a n=a p·a q=a错误!;(3)若数列{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 错误!},{a n ·b n },错误!(λ≠0)仍然是等比数列;(4)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n +3k ,…为等比数列,公比为q k 。
[小题体验]1.设S n 是等比数列错误!的前n 项和,若a 1=1,a 6=32,则S 3=________.答案:72.在等比数列{a n }中,若a 1=1,a 3a 5=4(a 4-1),则a 7=________。
解析:法一:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 1=1,a 3a 5=4(a 4-1),所以q 2·q 4=4(q 3-1),即q 6-4q 3+4=0,q 3=2,所以a 7=q 6=4.法二:设等比数列{a n }的公比为q, 由a 3a 5=4(a 4-1)得a 错误!=4(a 4-1),即a 2,4-4a 4+4=0,所以a 4=2,因为a 1=1,所以q 3=2,a 7=q 6=4。
2019-2020年高三数学一轮复习 专项训练 等比数列(含解析)1、设数列{a n }的前n 项和为S n ,若对于任意的正整数n 都有S n =2a n -3n ,设b n =a n +3. 求证:数列{b n }是等比数列,并求a n .证明 由S n =2a n -3n 对于任意的正整数都成立, 得S n +1=2a n +1-3(n +1),两式相减,得S n +1-S n =2a n +1-3(n +1)-2a n +3n , 所以a n +1=2a n +1-2a n -3,即a n +1=2a n +3, 所以a n +1+3=2(a n +3),即b n +1b n =a n +1+3a n +3=2对一切正整数都成立,所以数列{b n }是等比数列. 由已知得:S 1=2a 1-3,即a 1=2a 1-3,所以a 1=3, 所以b 1=a 1+3=6,即b n =6·2n -1. 故a n =6·2n -1-3=3·2n -3.考点二 等比数列基本量的求解1、(xx·湖北卷)已知等比数列{a n }满足:|a 2-a 3|=10,a 1a 2a 3=125. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a m ≥1?若存在,求m 的最小值;若不存在,说明理由.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 31q 3=125,|a 1q -a 1q 2|=10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=53,q =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-5,q =-1.故a n =53·3n -1或a n =-5·(-1)n -1.(2)若a n =53·3n -1,则1a n =35⎝⎛⎭⎫13n -1,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为35,公比为13的等比数列.从而1a n =35⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13m 1-13=910·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13m <910<1.若a n =-5·(-1)n -1,则1a n =-15(-1)n -1,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为-15,公比为-1的等比数列,从而1a n=⎩⎪⎨⎪⎧-15,m =2k -1k ∈N *,0,m =2k k ∈N *,故1a n<1. 综上,对任何正整数m ,总有1a n<1.故不存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a n≥1成立.2、(1)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________.(2)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=________. 解析 (1)显然公比q ≠1,由题意可知91-q 31-q =1-q 61-q,解得q =2,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公比的等比数列,由求和公式可得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和T 5=3116.(2)显然公比q ≠1,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q ·a 1q 3=1,a 11-q 31-q =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,q =12或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9,q =-13(舍去),∴S 5=a 11-q 51-q=4⎝⎛⎭⎫1-1251-12=314.答案 (1)3116 (2)3143.已知数列{a n }的前n 项和S n =3n -2,n ∈N *,则 ( ).A .{a n }是递增的等比数列B .{a n }是递增数列,但不是等比数列C .{a n }是递减的等比数列D .{a n }不是等比数列,也不单调 解析 ∵S n =3n -2,∴S n -1=3n -1-2,∴a n =S n -S n -1=3n -2-(3n -1-2)=2×3n -1(n ≥2), 当n =1时,a 1=S 1=1不适合上式,但a 1<a 2<a 3<…. 答案 B4.已知等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n .若S 3=72,则S 6等于( ).A.312B.632C .63 D.1272解析 S 3=a 11-231-2=7a 1=72,所以a 1=12.所以S 6=a 11-261-2=63a 1=632.答案 B5.(xx·新课标全国Ⅱ卷)等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ). A.13 B .-13 C.19 D .-19解析 由题知q ≠1,则S 3=a 11-q 31-q=a 1q +10a 1,得q 2=9,又a 5=a 1q 4=9,则a 1=19.答案 C6.在等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值为 ( ). A .1 B .-12 C .1或-12D .-1或12解析 根据已知条件⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=7,a 1+a 1q +a 1q 2=21.得1+q +q 2q 2=3.整理得2q 2-q -1=0,解得q =1或-12. 答案 C7.实数项等比数列{a n }的前n 项的和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q 等于________.解析 首先q ≠1,因为若q =1,则S 10S 5=2,当q ≠1时,S 10S 5=a 11-q 101-q a 11-q 51-q=1-q 101-q 5=1-q 51+q 51-q 5=3132,q 5=-132,q =-12. 答案 -128.在等比数列{a n }中,a 1+a 2=30,a 3+a 4=60,则a 7+a 8=________.解析 ∵a 1+a 2=a 1(1+q )=30,a 3+a 4=a 1q 2(1+q )=60,∴q 2=2,∴a 7+a 8=a 1q 6(1+q )=[a 1(1+q )]·(q 2)3=30×8=240. 答案 2409.设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________. 解析 由已知条件,得2S n =S n +1+S n +2, 即2S n =2S n +2a n +1+a n +2,即a n +2a n +1=-2.答案 -210.已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是( ).A .-15B .-5C .5D.15解析 由log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),得log 3a n +1-log 3a n =1且a n >0,即log 3a n +1a n =1,解得a n +1a n =3,所以数列{a n }是公比为3的等比数列.因为a 5+a 7+a 9=(a 2+a 4+a 6)q 3,所以a 5+a 7+a 9=9×33=35.所以log 13(a 5+a 7+a 9)=log 1335=-log 335=-5.答案 B11.设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则q =( ). A.32 B.12 C.23D .2 解析 ∵S 4-S 2=a 3+a 4=3(a 4-a 2),∴a 2(q +q 2)=3a 2(q 2-1),∴q =32或-1(舍去).答案 A12.已知等比数列{a n }为递增数列.若a 1>0,且2(a n +a n +2)=5a n +1,则数列{a n }的公比q =______. 解析 ∵2(a n +a n +2)=5a n +1,∴2a n +2a n q 2=5a n q , 化简得2q 2-5q +2=0,由题意知,q >1.∴q =2. 答案 2考点三 等比数列性质的应用1、(1)(xx·新课标全国卷)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=( ). A .7 B .5 C .-5D .-7(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 =________.解析 (1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=4,a 7=-2或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4.当a 4=4,a 7=-2时,易得a 1=-8,a 10=1,从而a 1+a 10=-7; 当a 4=-2,a 7=4时,易得a 10=-8,a 1=1,从而a 1+a 10=-7. (2)由S 10S 5=3132,a 1=-1知公比q ≠1,则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.答案 (1)D (2)-122、 (1)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为 ( ).A .-3B .±3C .-3 3D .±33(2)在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 3=2-1,a 5=2+1,则a 23+2a 2a 6+a 3a 7=( ). A .4 B .6 C .8 D .8-42 解析 (1)由等比中项知y 2=3,∴y =±3, 又∵y 与-1,-3符号相同,∴y =-3,y 2=xz , 所以xyz =y 3=-3 3.(2)由等比数列性质,得a 3a 7=a 25,a 2a 6=a 3a 5,所以a 23+2a 2a 6+a 3a 7=a 23+2a 3a 5+a 25=(a 3+a 5)2=(2-1+2+1)2=(22)2=8. 答案 (1)C (2)C考点:综合题1、(xx·山东卷)在等差数列{a n }(1)求数列{a n }的通项公式;(2)对任意m ∈N *{b m }的前m 项和S m . 解 (1)由a 3+a 4+a 5=84,可得3a 4=84,即a 4=28,而a 9=73,则5d =a 9-a 4=45,即d =9.又a 1=a 4-3d =28-27=1,所以a n =1+(n -1)×9=9n -8,即a n =9n -8(n ∈N *). (2)对任意m ∈N *,9m <9n -8<92m ,则9m +8<9n <92m +8, 即9m -1+89<n <92m -1+89,而n ∈N *,所以9m -1+1≤n ≤92m -1.由题意,可知b m =92m -1-9m -1.于是S m =b 1+b 2+…+b m =91+93+…+92m -1-(90+91+…+9m -1)=9-92m +11-92-1-9m 1-9=92m +1-980-9m -18=92m +1-10×9m +180, 即S m =92m +1-10×9m +180.2.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)求数列{a n }前2 013项中的第3项,第6项,…,第3k 项删去,求数列{a n }前2 013项中剩余项的和.解 (1)把点(1,2)代入函数f (x )=a x ,得a =2. ∴S n =f (n )-1=2n -1,当n =1时,a 1=S 1=21-1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -1)-(2n -1-1)=2n -1,经验证可知n =1时,也适合上式,∴a n =2n -1.(2)由(1)知数列{a n }为等比数列,公比为2,故其第3项,第6项,…,第2 013项也为等比数列,首项a3=23-1=4,公比23=8,a2 013=22 102=4×8671-1为其第671项,∴此数列的和为41-86711-8=422 013-17,又数列{a n }的前2 013项和为S 2 103=1×1-22 0131-2=22 013-1,∴所求剩余项的和为(22 013-1)-422 013-17=322 013-17.3.在数列{a n }中,已知a 1=-1,且a n +1=2a n +3n -4(n ∈N *). (1)求证:数列{a n +1-a n +3}是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n . (1)证明 令b n =a n +1-a n +3,则b n +1=a n +2-a n +1+3=2a n +1+3(n +1)-4-2a n -3n +4+3=2(a n +1-a n +3)=2b n ,即b n +1=2b n . 由已知得a 2=-3,于是b 1=a 2-a 1+3=1≠0.所以数列{a n +1-a n +3}是以1为首项,2为公比的等比数列. (2)解 由(1)可知b n =a n +1-a n +3=2n -1, 即2a n +3n -4-a n +3=2n -1, ∴a n =2n -1-3n +1(n ∈N *), 于是S n =(1+2+22+…+2n -1)-3(1+2+3+…+n )+n =1-2n 1-2-3×nn +12+n =2n-3n 2+n 2-1. 4.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 2=4,a 3+a 4=17. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +2,证明数列{b n }是等比数列并求其前n 项和T n .解 (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 4=a 1+2d +a 1+3d =17,a 2=a 1+d =4,解得a 1=1,d =3, ∴a n =3n -2(n ∈N *).(2)证明:由题意知,b n =2a n +2=23n (n ∈N *), b n -1=23(n-1)=23n -3(n ∈N *,n ≥2),∴b n b n -1=23n23n -3=23=8(n ∈N *,n ≥2),又b 1=8, ∴{b n }是以b 1=8,公比为8的等比数列, T n =81-8n 1-8=87(8n -1).5.已知首项为32的等比数列{a n }不是递减数列,其前n 项和为S n (n ∈N *),且S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设T n =S n -1S n (n ∈N *),求数列{T n }的最大项的值与最小项的值.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q , 因为S 3+a 3,S 5+a 5,S 4+a 4成等差数列, 所以S 5+a 5-S 3-a 3=S 4+a 4-S 5-a 5, 即4a 5=a 3,于是q 2=a 5a 3=14.又{a n }不是递减数列且a 1=32,所以q =-12.故等比数列{a n }的通项公式为 a n =32×⎝⎛⎭⎫-12n -1=(-1)n -1·32n .(2)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎫-12n =⎩⎨⎧1+12n ,n 为奇数,1-12n ,n 为偶数.当n 为奇数时,S n 随n 的增大而减小, 所以1<S n ≤S 1=32,故0<S n -1S n ≤S 1-1S 1=32-23=56.当n 为偶数时,S n 随n 的增大而增大,所以34=S 2≤S n <1,故0>S n -1S n ≥S 2-1S 2=34-43=-712.综上,对于n ∈N *,总有-712≤S n -1S n ≤56. 所以数列{T n }最大项的值为56,最小项的值为-712..。
【三维设计】高考数学一轮复习 第3节 等比数列我来
演练
一、选择题 1.2+1与2-1两数的等比中项是( )
A .1
B .-1
C .±1 D.12
解析:设等比中项为x ,
则x 2=(2+1)(2-1)=1,即x =±1.
答案:C
2.(2011·辽宁高考)若等比数列{a n }满足a n a n +1=16n ,则公比为( )
A .2
B .4
C .8
D .16 解析:由a n a n +1=16n ,得a n +1·a n +2=16n +1,
两式相除得,a n +1·a n +2a n ·a n +1=16n +1
16
n =16,∴q 2=16, ∵a n a n +1=16n ,可知公比为正数,∴q =4.
答案:B
3.已知数列{a n },则“a n ,a n +1,a n +2(n ∈N +)成等比数列”是“a 2n +1=a n a n +2”的( )
A .充分不必要条件
B .必要不充分条件
C .充要条件
D .既不充分也不必要条件
解析:显然,n ∈N +,a n ,a n +1,a n +2成等比数列,则a 2n +1=a n a n +2,反之,则不一定成立,
举反例,如数列为1,0,0,0,…
答案:A
4.(2012·太原模拟)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 .80
B .30
C .26
D .16
解析:设S 2n =a ,S 4n =b ,
由等比数列的性质知:
2(14-a )=(a -2)2
,
解得a =6或a =-4(舍去),
同理(6-2)(b -14)=(14-6)2,
所以b =S 4n =30.
答案:B
5.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列,则S 6=( )
A .63
B .64
C .31
D .32 解析:令等比数列{a n }的公比为q ,则a 2=a 1q ,a 3=a 1q 2,
又a 1=1,4a 1,2a 2,a 3成等差数列,则4q =4+q 2,得q =2.
∴S 6=1-261-2
=26-1=63. 答案:A
二、填空题
6.已知各项不为0的等差数列{a n },满足2a 3-a 27+2a 11=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 6b 8=________.
解析:由题意可知,b 6b 8=b 27=a 27=2(a 3+a 11)=4a 7, ∵a 7≠0,∴a 7=4.∴b 6b 8=16.
答案:16
7.在等比数列{a n }中,若a 1=1,a 4=-8,|a 1|+|a 2|+…+|a n |=127,则n =________. 解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4=a 1q 3,代入数据解得q 3=-8,所以q =-2;等比数列{|a n |}的公比为|q |=2,
则|a n |=2
n -1,|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=1+2+22+…+2n -1=2n -1.所以2n -1=127,n =7.
答案:7
三、解答题
8.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的n ∈N +有a n +S n =n .设b n =a n -1,求证:数列{b n }是等比数列.
证明:由a 1+S 1=1及a 1=S 1得a 1=12
. 又由a n +S n =n 及a n +1+S n +1=n +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,即2b n +1=b n .
∴数列{b n }是以b 1=a 1-1=-12为首项,12
为公比的等比数列. 9.设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列.
(1)求数列{a n }的通项公式;
(2)求a 1+a 3+…+a 2n +1.
解:(1)∵S 1=a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列,∴S n =2n -1, 又当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2
n -2(2-1)=2n -2. ∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧ 1 n =1,2n -2 n ≥2.
(2)a 3,a 5,…,a 2n +1是以2为首项,以4为公比的等比数列,
∴a 3+a 5+…+a 2n +1=21-4
n 1-4=24n -13
. ∴a 1+a 3+…+a 2n +1=1+24n
-13=22n +1+13. 10.设数列{a n }的前n 项和为S n ,其中a n ≠0,a 1为常数,且-a 1,S n ,a n +1成等差数列.
(1)求{a n }的通项公式;
(2)设b n =1-S n ,问:是否存在a 1,使数列{b n }为等比数列?若存在,求出a 1的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)依题意,得2S n =a n +1-a 1.
当n ≥2时,有⎩⎪⎨⎪⎧ 2S n =a n +1-a 1,2S n -1=a n -a 1.
两式相减,得a n +1=3a n (n ≥2).
又因为a 2=2S 1+a 1=3a 1,a n ≠0, 所以数列{a n }是首项为a 1,公比为3的等比数列. 因此,a n =a 1·3
n -1(n ∈N +). (2)因为S n =a 11-3n
1-3
=12a 1·3n -12a 1, b n =1-S n =1+1
2a 1-12a 1·3n .
要使{b n }为等比数列,当且仅当1+12
a 1=0,即a 1=-2. 所以存在a 1=-2,使数列{
b n }为等比数列.。