高三数学一轮复习精析教案36《等比数列》
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等比数列及其前n 项和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 ≠1.1.在等比数列中易忽视每项与公比都不为0.2.在运用等比数列的前n 项和公式时,必须对q =1与q ≠1分类讨论,防止因忽略q =1这一特殊情形导致解题失误. [试一试]1.在1和9之间插入三个正数,使这五个数成等比数列,则插入的三个数的和为________.2.(2014·徐州摸底)已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=18,S 3=26,则{a n }的公比q =________.1.等比数列的三种判定方法(1)定义:a n +1a n=q (q 是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(2)通项公式:a n =cq n -1(c 、q 均是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(3)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ·a n +1·a n +2≠0,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列. 2.等比数列的常见性质(1)若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N *),则a m ·a n =a p ·a q =a 2k ;(2)若数列{a n }、{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n }、⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 、{a 2n }、{a n ·b n}、⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n bn (λ≠0)仍然是等比数列;(3)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 ;(4)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 ,当公比为-1时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不一定构成等比数列. 3.求解等比数列的基本量常用的思想方法(1)方程的思想:等比数列的通项公式、前n 项和的公式中联系着五个量:a 1,q ,n ,a n ,S n ,已知其中三个量,可以通过解方程(组)求出另外两个量;其中基本量是a 1与q ,在解题中根据已知条件建立关于a 1与q 的方程或者方程组,是解题的关键.(2)分类讨论思想:在应用等比数列前n 项和公式时,必须分类求和,当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q ;在判断等比数列单调性时,也必须对a 1与q 分类讨论.[练一练]1.(2010·江苏高考)函数y =x 2(x >0)的图像在点(a k ,a 2k )处的切线与x 轴交点的横坐标为a k +1,其中k ∈N *.若a 1=16,则a 1+a 3+a 5的值是________.2.已知数列{a n }是公比q ≠±1的等比数列,则在{a n +a n +1},{a n +1-a n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1,{na n }这四个数列中,是等比数列的有________个. 答案:3考点一等比数列的基本运算1.(2013·盐城三调)在等比数列{a n }中,若a 2=-2,a 6=-32,则a 4=________.2.(2014·扬州模拟)已知等比数列{a n }中,公比q >1,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则a 2 013+a 2 014a 2 011+a 2 012=________.3.设等比数列{a n}的公比q<1,前n项和为S n,已知a3=2,S4=5S2,求{a n}的通项公式.[类题通法]1.对于等比数列的有关计算问题,可类比等差数列问题进行,在解方程组的过程中要注意“相除”消元的方法,同时要注意整体代入(换元)思想方法的应用.2.在涉及等比数列前n项和公式时要注意对公比q是否等于1进行判断和讨论.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,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.在本例条件下,若数列{b n}满足b1=a1,b n=a n-a n-(n≥2), 证明{b n}是等比数列.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、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. [针对训练]已知数列{a n }满足:a 1=1,a 2=a (a ≠0),a n +2=p ·a 2n +1a n(其中p 为非零常数,n ∈N *).(1)判断数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1a n 是不是等比数列; (2)求a n .考点三等比数列的性质[典例] (1)(2014·苏州期末)在等比数列{a n }中,若a 3a 5a 7=-8,则a 2a 8=________.(2)(2014·盐城二模)若等比数列{a n }满足a m -3=4且a m a m -4=a 24(m ∈N *且 m >4),则a 1a 5的值为________.等比数列常见性质的应用等比数列的性质可以分为三类:①通项公式的变形,②等比中项的变形,③前n 项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口. [针对训练]1.(2014·苏北四市调研)已知在等比数列{a n }中,a 1+a 2=12,a 3+a 4=1,则a 7+a 8+a 9+a 10=________.2.(2014·南京二模)已知等比数列{a n }的公比q >0,a 2=1,a m +2+a m +1=6a m ,则{a n }的前4项和是________.[课堂练通考点]1.(2014·南京学情调研)已知等比数列{a n }的公比q =-12,S n 为其前n 项和,则S 4a 4=________.2.(2014·连云港期末)在正项等比数列{a n }中,a 3a 11=16,则log 2a 2+log 2a 12=________.3.已知等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1+2a 2=3,a 24=4a 3a 7,则数列{a n }的通项公式为________.4.已知数列{a n }是等比数列,a 1,a 2,a 3依次位于下表中第一行,第二行,第三行中的某一格内,又11。
一.课题:数列综合二.教学目标:系统复习等比数列的概念及有关知识,要求学生能熟练的处理有关问题。
三.教学重、难点:等比数列性质和等比数列前n 项和性质的综合应用;四.教学过程:(一)复习: 等比数列的性质与等差数列比较。
(二)新课讲解:例1. 在公差不为0的等差数列{}n a 和等比数列{}n b 中,111a b ==,22a b =,83a b =,(1)求数列{}n a 的公差和数列{}n b 的公比;(2)是否存在,a b 使得对于一切自然数n 都有log n a n a b b =+成立?若存在,求出,a b ;若不存在请说明理由。
解:(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,由已知:111a b ==,1d q +=,217d q +=, 解得10q d =⎧⎨=⎩(舍去)或65q d =⎧⎨=⎩, (2)若存在,a b ,使得log n a n a b b =+成立,即11(1)5log 6n a n b -+-⋅=+,∴54(1)log 6a n n b -=-+,∴(5log 6)(4log 6)0a a n b --+-=要使上式对于一切自然数n 成立,必须且只需5log 604log 60a a b -=⎧⎨+-=⎩,解得1a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩因此,存在1a b ==使得结论成立。
例2.已知数列{}n a 中13a =对于一切自然数n ,以1,n n a a +为系数的一元二次方程21210n n a x a x +-+=都有实数根αβ,满足(1)(1)2αβ--=,(1)求证:数列1{}3n a -是等比数列;(2)求数列{}n a 的通项公式;(3)求{}n a 的前n 项和n S . 解:(1)由题意得:12n n a a αβ++=,1n a αβ⋅=,代入(1)(1)2αβ--=得:1111()323n n a a +-=--,当113n n a a +==时方程无实数根,∴13n a ≠, 由等比数列的定义知:1{}3n a -是以11833a -=为首项,公比为12-的等比数列; (2)由(1)知1181()332n n a --=⨯-, ∴1811()323n n a -=⨯-+, (3)n S 218111[1()()()]32223n n -=+-+-++-+11616()2n =-⨯-. 例3. 已知0a >且1a ≠,数列{}n a 是首项为a ,公比为a 的等比数列,令lg ()n n n b a a n N *=∈, (1)当2a =时,求数列{}n b 的前n 项和n S ;(2)若数列{}n b 中的每一项总小于它后面的项时,求a 的取值范围。
高考数学第一轮复习第三章 数列第三课时等比数列教案教学目的:理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式,并能运用公式解决简单的问题.教学重点:等比数列的通项公式及前n 项和公式的的运用。
教学难点:函数与方程思想及等价转化的思想;错位减法的运用。
考点分析及学法指导:等差与等比数列的考察题型即有选择题、填空题,又有解答题;难度即有容易题、中等题,也有难题。
这与每年试卷的结构布局有关。
客观是突出“小而巧”,主观是为“大而全”,着重考察函数与方程、等价转换、分类讨论等重要的数学思想,以及配方法、换元法、待定系数法等基本数学方法,加强与函数、方程、不等式等支撑数学笠体系的重点内容的结合,在知识网络交汇点设计命题。
数列的应用题,考察的侧重点是现实客观事的确良数学化。
旨在通过阅读,理解命题的背景材料,运用数学的思想和方法分析题目中多种数量之间的关系,构造数列模型,将现实问题转化为数学问题解决。
资料 教学过程: 一、知识讲解:1.m n m n q a a -=2.若q p n m +=+,m 、n 、p 、q ∈N *,则q p n m a a a a =特别地,当p n m 2=+时,2p n m a a a =3.n n n q qa q a q q a S ⋅---=--=111)1(111(q≠1),则nn q k k S ⋅-=,其中q 为公比,q ≠0,q ≠1,qa k -=11。
4.若首项1a >0,公比q >1,或首项1a <0,公比0<q <1,则数列为递增数列;若首项1a >0,公比0<q <1,或首项1a <0,公比q >1,则数列为递减数列;公比q =1,数列为常数列;公比q <0,数列为摆动数列.公比q 不等于零是一大特点.5.在等比数列中,下标成等差数列的项构成等比数列; 6.连续相同个数项的积也构成等比数列;7.在等比数列中{}2n a ,⎭⎬⎫⎩⎨⎧n a 1也成等比数列; 8.若{}n a 为等比数列,则{}n a lg 成等差数列. 二、例题分析 (一)基础知识扫描1.等比数列{}n a 的通项公式为n a =,可推广为 n a =⋅m a ;等比数列前n 项和公式为n S =,其中n ,m ∈N *.2.若等比数列{}n a 中,3021=+a a ,6043=+a a ,则87a a +=. 3.ac b =2是三个数a ,b ,c 成等比数列的() A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.一条信息,若一人得知后用一小时将信息传给两个人,这两个人又用一小时各传给未知此信息的另外两人,如此继续下去,要传遍100万人口的城市,所需的时间大约为( )A .三个月B .一个月C .10天D .20天 5.给出下面五个命题:①若{}n a 是等比数列,且l k n m +=+,则l k n m a a a a +=+②若{}n a 是等比数列,其前n 项和为n S ,则()()n n n n n S S S S S 2322-⋅=-③{}n a 是等比数列的一个充要条件是()1-⋅=nn b a S ,常数a ≠0,b ≠1;④若{}k n 成等差数列,则{}kn a成等比数列,其中a >0,a ≠1;⑤若{}n a 成等差数列,则{}n a lg 成等比数列。
3.3 等比数列【考点及要求】等比数列的定义、等比数列的通项公式、求和公式和等比中项.理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式,并能解决简单的实际问题.等比数列的定义、通项公式、前n 项和公式是解决等比数列的有关计算、论证,等比数列的有关性质的基础和出发点,这类问题往往解法灵活、多变,是高考试题的生长点,选择题、填空题和解答题都可能出现.【要点回放】等比数列 1.定义:q a a nn =+1(常数q 为公比))(*∈N n (注意隐含条件:0,0n a q ≠≠) 2.通项公式:11-=n n q a a 推广: m n m n q a a -=3.等比中项:如果在a 与b 间插入一个数G ,使b G a ,,成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项,ab G ±=.)0(>ab .4.前n 项和公式:11(1)(1)(1,0)1n n na q S a q q q q=⎧⎪=-⎨≠≠⎪-⎩且 (易错点:不分类讨论)注意: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. 5.等比数列{}n a 的一些常用性质(1)对于任意正整数s r q p ,,,,如果s r q p +=+,则有s r q p a a a a ⋅=⋅;如果q r p 2=+,则有2q r p a a a =⋅(2)对于任意正整数,1>n 有112+-⋅=n n n a a a(3)对于任意非零实数b ,数列{}n ba 是等比数列,则数列{}n a 是等比数列 (4)已知数列{}n b 是等比数列,则{}n n b a ⋅也是等比数列。
⑸下标成等差数列的项构成等比数列 ⑹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 nn 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{}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<<>>< 【基础训练】1.(江苏卷)在各项都为正数的等比数列{a n }中,首项a 1=3 ,前三项和为21,则a 3+ a 4+ a 5= ( C )( A ) 33 ( B ) 72 ( C ) 84 ( D )1892. 已知等比数列{}n a 中,33a =,10384a =,则该数列的通项公式n a 332n -⋅3.命题甲:211(),2,22x x x -成等比数列,命题乙:lg ,lg(1),lg(3)x x x ++成等差数列,则甲是乙的 必要不充分 条件。
高三第一轮复习《等比数列》教学设计教学目标:1.使学生理解等比数列的概念,掌握其通项公式,并能运用定义及其通项公式解决一些简单的实际问题。
2.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系3.用类比的方法研究等比数列 ,使学生对数列建立起一个知识体系,培养用不完全归纳法去发现并解决问题的能力和计算能力,多让学生动手,让学生在解题中,体会成功的快乐教学重点:1.等比数列的通项公式及其推导过程2.等比数列性质的应用教学难点:等比数列的实际应用问题或与其他知识交汇题的题目 教学方法:自主探究、合作学习教学过程:一、知识点的整理:1.等比数列的定义: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 =11-n q a3.等比中项:若xy G =2,那么G 叫做x 与y 的等比中项.4.等比数列的常用性质5.等比数列的前n 项和公式二、典例分析练习 (口答) 性质的应用(1).在等比数列{a n }中,a 1+a 2=30,a 3+a 4=60,则a 7+a 8=________.(2).若互不相等的实数a 、b 、c 成等差数列,c 、a 、b 成等比数列,且a +3b +c =10,则a =________.(3).在等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,若S 3=7,S 6=63,则公比q 的值是( )A .2B .-2C .3D .-3(4).在数列{a n }中,a n +1=ca n (c 为非零常数),且前n 项和S n =3n +k ,则实数k =________.例1等比数列的基本量的运算(1)已知等比数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=7,a 1a 2a 3=8,求a n(2)在等比数列中,若.14321=a a a a ,816151413=a a a a ,求44434241a a a a 例2等比数列的判定与证明已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{b n }中,b 1=a 1,b n =a n -a n -1 (n ≥2),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{b n }的通项公式.变式: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 }的通项公式课堂小结通过本节课的学习,你对等比函数有什么认识?你有什么收获?1.设计意图:等比数列在高中数学中占有很重要的位置.这一节的难点是对公式的理解及灵活应用,如何突破这一难点,就要让学生理解公式的由来和涉及的数学思想,比如累乘法.然后讲一些典型题,易错易漏题.本节课,力图让学生从不同的角度去研究数列,对等比数列进行一个全方位的研究,并通过类比的方法,把研究等差数列的方法迁移过来.本课的教学中我努力实践以下两点:(1).在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式.(2).在教学过程中努力做到生生对话、师生对话,并且在对话之后重视体会、总结、反思,力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法.(3).通过课堂教学活动向学生渗透数学思想方法.教学流程:2.预期目标完成:本节课无论是等比数列的概念还是通项公式的推导及其应用,还是例题练习,都是通过学生的自主探究或学生交流或师生交流的方式进行教学。
第29讲等比数列一.【课标要求】1.通过实例,理解等比数列的概念;2.探索并掌握等差数列的通项公式与前n项和的公式;3.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题。
体会等比数列与指数函数的关系二.【命题走向】等比数列与等差数列同样在高考中占有重要的地位,是高考出题的重点。
客观性的试题考察等比数列的概念、性质、通项公式、求和公式等基础知识和基本性质的灵活应用,对基本的运算要求比较高,解答题大多以数列知识为工具预测2010年高考对本讲的考察为:(1)题型以等比数列的公式、性质的灵活应用为主的1~2道客观题目;(2)关于等比数列的实际应用问题或知识交汇题的解答题也是重点;(3)解决问题时注意数学思想的应用,象通过逆推思想、函数与方程、归纳猜想、等价转化、分类讨论等,它将能灵活考察考生运用数学知识分析问题和解决问题的能力三.【要点精讲】1.等比数列定义一般地,如果一个数列从第二项起..,那么这....,每一项与它的前一项的比等于同一个常数个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比;公比通常用字母表示,即::数列对于数列(1)(2)(3)都是等比数列,它们的公比依次是2,5,。
(注意:“从第二项起”、“常数”、等比数列的公比和项都不为零)2.等比数列通项公式为:。
说明:(1)由等比数列的通项公式可以知道:当公比时该数列既是等比数列也是等差数列;(2)等比数列的通项公式知:若为等比数列,则。
3.等比中项如果在中间插入一个数,使成等比数列,那么叫做的等比中项(两个符号相同的非零实数,都有两个等比中项)4.等比数列前n项和公式一般地,设等比数列的前n项和是,当时,或;当q=1时,(错位相减法)。
说明:(1)和各已知三个可求第四个;(2)注意求和公式中是,通项公式中是不要混淆;(3)应用求和公式时,必要时应讨论的情况。
四.【典例解析】题型1:等比数列的概念例1.“公差为0的等差数列是等比数列”;“公比为的等比数列一定是递减数列”;“a,b,c三数成等比数列的充要条件是b2=ac”;“a,b,c三数成等差数列的充要条件是2b=a+c”,以上四个命题中,正确的有()A.1个B.2个C.3个D.4个解析:四个命题中只有最后一个是真命题。
第三讲 等比数列及其前n 项和A 组基础巩固一、单选题1.在等比数列{a n }中,a 1=12,q =12,a n =132,则项数n 为( C )A .3B .4C .5D .6[解析] a n =132=a 1q n -1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ,∴n =5,故选C.2.(2021·陕西西安中学六模)已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列,S n 是它的前n 项和.若a 2a 6=4,且a 4+2a 7=52,则S 5=( C )A .29B .30C .31D .32[解析] 本题考查等比数列性质及基本量的运算.∵a 2a 6=a 24=4,且a n >0,∴a 4=2.又a 4+2a 7=52,∴a 7=14.设{a n }的公比为q ,则a 7a 4=q 3=18,q =12,∴a n =a 4⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -4=25-n ,∴S 5=16+8+4+2+1=31.3.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=( B ) A .152B .314C .334D .172[解析] 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 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=314.4.(2021·全国甲理)等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n .设甲:q >0,乙:{S n }是递增数列,则( B )A .甲是乙的充分条件但不是必要条件B .甲是乙的必要条件但不是充分条件C .甲是乙的充要条件D .甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件[解析] 当q =1,a 1<0时,等比数列{a n }的前n 项和S n =na 1<0,可知{S n }是单调递减数列,因此甲不是乙的充分条件;若{S n }是递增数列,则当n ≥2时,a n =S n -S n -1>0,即a 1qn -1>0恒成立,而只有当a 1>0,q >0时,a 1q n -1>0恒成立,所以可得q >0,因此甲是乙的必要条件.综上,甲是乙的必要条件但不是充分条件.故选B.5.(2021·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 )A .-3B .-1C .1D .3[解析] 解法一:a 1=a +b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a ·3n -2,又∵{a n }是等比数列,∴a +b =2a ·31-2,∴a b=-3.故选A.解法二:a 1=a +b ,a 2=2a ,a 3=6a . 又∵{a n }是等比数列, ∴a 2a 1=a 3a 2,∴2a a +b =6a 2a, ∴a =-3b ,∴a b=-3,故选A.6.(2022·广东惠州一中月考)已知数列{a n }是等比数列,且a 2=2,a 5=14,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=( C )A .16(1-4-n) B .16(1-2-n) C .323(1-4-n)D .323(1-2-n )[解析] 因为等比数列{a n }中,a 2=2,a 5=14,所以a 5a 2=q 3=18,所以q =12.由等比数列的性质,易知数列{a n a n +1}为等比数列,其首项为a 1a 2=8,公比为q 2=14,所以要求的a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1为数列{a n a n +1}的前n 项和.由等比数列的前n 项和公式得a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14n 1-14=323(1-4-n).故选C.二、多选题7.(2021·辽宁大连八中模拟改编)记等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=6,则S 4=( AC )A .-10B .-8C .8D .10[解析] 设等比数列的公比为q ,因为a 1=2,S 3=6,所以S 3=2+2q +2q 2=6,则q 2+q -2=0,所以q =1或q =-2.当q =1时,S 4=S 3+2=8;当q =-2时,S 4=S 3+a 1q 3=6+2×(-2)3=-10,故选A 、C.8.(2021·山西大同期中改编)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题:今有牛、马、羊食人苗.苗主责之粟五斗.羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何?此问题的译文是:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿5斗粟,羊主人说:“我羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我马所吃的禾苗只有牛的一半,”打算按此比例偿还,他们各应偿还多少?已知牛、马、羊的主人应分别偿还a 升,b 升,c 升,1斗为10升,则下列判断正确的是( BD )A .a =507B .c =507C .a ,b ,c 依次成公比为2的等比数列D .a ,b ,c 依次成公比为12的等比数列[解析] 由题意得a ,b ,c 依次成公比为12的等比数列,且c +2c +4c =50,即c =507,故选B 、D.三、填空题9.(2021·四川南充一诊)数列{a n }满足:log 2a n +1=1+log 2a n ,若a 3=10,则a 8= 320 . [解析] 由题意知log 2a n +1=log 2(2a n ),∴a n +1=2a n ,∴{a n }是公比为2的等比数列,又a 3=10,∴a 8=a 3·25=320.10.(2021·北京东城区期末)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 2+2a 3=6,则公比q = 12 ,S 4=454. [解析] 本题考查等比数列的通项公式、前n 项和公式.由题意,数列{a n }是各项均为正数的等比数列,由a 1=6,a 2+2a 3=6,可得a 1q +2a 1q 2=6q +12q 2=6,即2q 2+q -1=0,解得q =12或q =-1(舍去).由等比数列的前n 项和公式,可得S 4=6×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1241-12=454.11.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= 32 .[解析] 由题意知S 3=a 1+a 2+a 3=74,a 4+a 5+a 6=S 6-S 3=634-74=14=74·q 3,∴q =2.又a 1+2a 1+4a 1=74,∴a 1=14,∴a 8=14×27=32.12.(2021·长春市高三一检)等比数列{a n }的首项为a 1=-1,前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q = -12.[解析] 由S 10S 5=3132,a 1=-1,知公比q ≠1,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,所以q =-12.四、解答题13.(2021·陕西榆林一模)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a n n. (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. [解析] (1)由条件可得a n +1=2n +1na 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){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{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 -1.14.(2021·安徽联考)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 .[解析] (1)证明:由题意知S n -2(S n -S n -1)=n -4(n ≥2), 即S n =2S n -1-n +4,所以S n -n +2=2[S n -1-(n -1)+2], 又易知a 1=3,所以S 1-1+2=4,所以{S n -n +2}是首项为4,公比为2的等比数列. (2)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 =41-2n1-2+n n +12-2n =2n +3+n 2-3n -82.B 组能力提升1.(2021·安徽六安一中调研)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( C ) A .52或-52 B .-52C .52D .12[解析] 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. 2.(多选题)(2021·海南海口模拟)已知正项等比数列{a n }满足a 1=2,a 4=2a 2+a 3.若设其公比为q ,前n 项和为S n ,则下面结论不正确的是( C 、D )A .q =2B .a n =2nC .S 10=2 047D .a n +a n +1>a n +2[解析] 本题考查等比数列基本量的计算.因为a 1=2,a 4=2a 2+a 3,公比为q ,所以2q 3=4q +2q 2,得q 2-q -2=0,解得q =2(负值舍去),故A 正确;a n =2×2n -1=2n,故B 正确;S n =2×2n -12-1=2n +1-2,所以S 10=2 046,故C 错误;a n +a n +1=2n +2×2n=3a n ,而a n +2=4a n >3a n ,故D 错误.故选C 、D.3.《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( B )A .128127B .44 800127C .700127D .17532[解析] 由题意知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a 1⎝⎛⎭⎪⎫1-1271-12=700,解得a 1=44 800127.故选B. 4.(2022·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 =( C )A .2B .4C .6D .8[解析] 因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a n -1=a 3a n -2=a 1a n ,又因为a 2a n -1+a 3a n -2=256,所以a 1a n =128,又因为a 1+a n =66.所以a 1=2,a n =64或a 1=64,a n =2.因为S n =a 1-a n q1-q,且S n =126,所以若a 1=2,a n =64,则2-64q 1-q =126,得q =2.此时a n =2×2n -1=2n=64,n=6;若a 1=64,a n =2,则64-2q 1-q =126,得q =12,此时a n =64×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=2,得n =6.综上知,n =6.5.设等比数列{a n }满足a 1+a 2=4,a 3-a 1=8. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为数列{log 3a n }的前n 项和.若S m +S m +1=S m +3,求m . [解析] (1)设{a n }的公比为q ,则a n =a 1qn -1.由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q =4,a 1q 2-a 1=8,解得a 1=1,q =3.所以{a n }的通项公式为a n =3n -1.(2)由(1)知log 3a n =n -1. 故S n =n n -12.由S m +S m +1=S m +3得m (m -1)+(m +1)m =(m +3)(m +2),即m 2-5m -6=0.解得m =-1(舍去)或m =6.。
第3课时 等比数列及其前n 项和1.理解等比数列的概念.2.掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式.3.能在具体的问题情境中,识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题. 4.了解等比数列与指数函数的关系.『梳理自测』一、等比数列的概念1.(教材改编)在等比数列{a n }中,如果公比q <1,那么等比数列{a n }是( ) A .递增数列 B .递减数列 C .常数列 D .无法确定数列的增减性 2.(教材改编)等比数列{a n }中,a 4=4,则a 2·a 6等于( ) A .4 B .8 C .16 D .323.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』1.D 2.C 3.D◆以上题目主要考查了以下内容: (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. (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a ,G 、b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项. 二、等比数列性质及前n 项和公式1.设{a n }是公比为正数的等比数列,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }前7项的和为( ) A .63 B .64 C .127 D .1282.(课本精选题)在等比数列{a n }中,a n >0,a 2a 4+2a 3a 5+a 4a 6=25,则a 3+a 5的值为________.『答案』1.C 2.5◆以上题目主要考查了以下内容: 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 bn 仍是等比数列.(4)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 .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 , (5)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.『指点迷津』1.一个常数等比数列a na n -1=q (q ≠0)是一个不变常数.2.三种防范(1)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.(2)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这一特殊情形导致解题失误.(3)任何两个数不一定有等比中项G 2=a b >0(a 、b 同号)如-1、1之间无等比中项.(4)两个数之间可能有一个或者两个. 如:2、3之间等比中项可为6、-6(之一或之二).考向一 等比数列基本量的计算(1)(2013·高考全国新课标卷)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 .13B .-13C .19D .-19(2)(2014·荆州市高三质检)设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,S 3,S 9,S 6成等差数列,且a 2+a 5=2a m ,则m =________.『审题视点』 建立关于a 1和q 的方程(组)求所需要的量.『典例精讲』(1)设公比为q ,∵S 3=a 2+10a 1,a 5=9,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1,a 1q 4=9,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=9a 1,a 1q 4=9,解得a 1=19,故选C .(2)设数列{a n }的公比为q ,S 9-S 3=S 6-S 9,显然q ≠1,∴a 4(q 6-1)q -1=-a 4q 3(q 3-1)q -1,∴q 3=-12,∴q =3-12,又a 2+a 5=2a m ,则a 2(1+q 3)=2a 2q m -2,即12=(-1)m -23·(12)m -53,∴m =8.『答案』 (1)C (2)8『类题通法』 (1)等比数列的通项公式及前n 项和公式,共涉及五个量a 1,a n ,q ,n ,S n ,知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.(2)数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和q 是等比数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法.1.(2014·辽宁鞍山质检)数列{a n }的前n 项之和为S n ,S n =1-23a n ,则a n =________.『解析』n =1时,a 1=S 1=1-23a 1,得a 1=35,n ≥2时,S n =1-23a n ,S n -1=1-23a n -1.两式相减得a n =23a n -1-23a n ,即53a n =23a n -1,a n a n -1=25.所以{a n }是等比数列,首项为a 1=35,公比为25,所以a n =35·⎝⎛⎭⎫25n -1.『答案』35·⎝⎛⎭⎫25n -1考向二 等比数列的判定或证明(2014·长安模拟)已知数列{a n }中,a 1=23,a 2=89.当n ≥2时,3a n +1=4a n -a n -1(n ∈N *).(1)证明:{a n +1-a n }为等比数列; (2)求数列{a n }的通项.『审题视点』 构造a n +1-a n 与a n -a n -1的关系用累加法求a n . 『典例精讲』 (1)证明:数列{a n }中a 1=23,a 2=89,当n ≥2时,3a n +1=4a n -a n -1(n ∈N *). ∴当n ≥2时,3a n +1-3a n =a n -a n -1,即a n +1-a n =13(a n -a n -1).∴{a n +1-a n }是以a 2-a 1=29为首项,以13为公比的等比数列.(2)由(1)知a n +1-a n =29⎝⎛⎭⎫13n -1,故a n -a n -1=29⎝⎛⎭⎫13n -2,a n -1-a n -2=29⎝⎛⎭⎫13n -3,…a 2-a 1=29⎝⎛⎭⎫130,累加得a n -a 1=13-⎝⎛⎭⎫13n,∴a n =23+13-⎝⎛⎭⎫13n即a n =1-⎝⎛⎭⎫13n.『类题通法』 等比数列的判定方法:(1)定义法:若a n +1a n =q (q 为非零常数)或a n a n -1=q (q 为非零常数且n ≥2),则{a n }是等比数列.(2)中项公式法:若数列{a n }中a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N *),则数列{a n }是等比数列.(3)通项公式法:若数列通项公式可写成a n =c ·q n -1(c ,q 均为不为0的常数,n ∈N *),则{a n }是等比数列.(4)前n 项和公式法:若数列{a n }的前n 项和S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列.2.(2013·湖南衡阳市六校联考)已知数列{a n }的满足条件:a 1=t ,a n +1=2a n +1. (1)判断数列{a n +1}是否为等比数列;(2)若t =1,令c n =2n a n a n +1,记T n =c 1+c 2+c 3+…+c n ,证明:①c n =1a n -1a n +1;②T n <1.『解析』(1)由题意得a n +1+1=2a n +2=2(a n +1),又a 1+1=t +1,所以,当t =-1时,{a n +1}不是等比数列, 当t≠-1时,{a n +1}是以t +1为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)知a n =2n -1,①c n =2n a n a n +1=2n (2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1=1a n -1a n +1. ②T n =c 1+c 2+c 3+…+c n =⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-17+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1<1.考向三 等比数列的性质及应用(1)(2014·辽宁沈阳一模)已知各项不为0的等差数列{a n }满足2a 2-a 27+2a 12=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 3b 11等于( ) A .16 B .8 C .4 D .2(2)(2013·江西临川模拟)在等比数列中,已知a 1a 38a 15=243,则a 39a 11的值为()A .3B .9C .27D .81『审题视点』 利用等比数列的性质或等比中项求解.『典例精讲』 (1)由等差数列性质得a 2+a 12=2a 7,所以4a 7-a 27=0,又a 7≠0,所以a 7=4,b 7=4,由等比数列性质得b 3b 11=b 27=16,故选A .(2)a 1a 38a 15=243,∴a 8=3,又∵a 39a 11=(a 8q )3a 8q 3=a 28,∴a 39a 11=9.故选B .『答案』 (1)A (2)B『类题通法』 求解数列问题,利用其性质可使求解过程简单.等比中项是数列“脚码和”性质的特例.涉及到等比数列的“两项积”时,可考虑此性质的应用.3.(1)(2014·成都模拟)已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=( )A .16(1-4-n )B .16(1-2-n )C .323(1-4-n )D .323(1-2-n )『解析』∵a 2=2,a 5=14,∴a 1=4,q =12.a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=323(1-4-n ).『答案』C(2)已知方程(x 2-mx +2)(x 2-n x +2)=0的四个根组成以12为首项的等比数列,则mn 的值为________.『解析』设a ,b ,c ,d 是方程(x 2-mx +2)(x 2-n x +2)=0的四个根,不妨设a <c <d <b ,则a ·b =c·d =2,a =12,故b =4,根据等比数列的性质,得到:c =1,d =2,则m =a +b =92,n =c +d =3,或m =c +d =3,n =a +b =92,则m n =32或m n =23. 『答案』32或23等差、等比数列综合问题的规范答题(2013·高考全国新课标)已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列. (1)求{a n }的通项公式; (2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.『审题视点』 (1)先设出公差d ,根据已知条件求出公差,可得出通项公式;(2)所求的和构成了一个新的数列,求出该数列的首项和公差,运用数列的前n 项和公式求解. 『思维流程』依等差数列设未知量,依等比数列建立等式关系. 求d ,求通项.判断{a 3n -2}为等差数列. 依据公式求和.『规范解答』 (1)设{a n }的公差为d ,由题意得a 211=a 1a 13, 即(a 1+10d)2=a 1(a 1+12d).于是d(2a 1+25d)=0.又a 1=25,所以d =0(舍去),d =-2.故a n =-2n +27.(2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列.从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .『规范建议』 ①本题求等差数列a n ,就设等差数列中的未知量,用等比数列建立关于d 的方程,分清两个使用层次.②在第二问中,必须指明数列a 1,a 4,a 7,…,a 3n -2所具有的特点.1.(2013·高考全国大纲卷)已知数列{a n }满足3a n +1+a n =0,a 2=-43,则{a n }的前10项和等于( ) A .-6(1-3-10) B .19(1-310) C .3(1-3-10) D .3(1+3-10)『解析』选C .先根据等比数列的定义判断数列{a n }是等比数列,得到首项与公比,再代入等比数列前n 项和公式计算.由3a n +1+a n =0,得a n +1a n =-13,故数列{a n }是公比q =-13的等比数列.又a 2=-43,可得a 1=4.所以S 10=4⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫-13101-⎝⎛⎭⎫-13=3(1-3-10).2.(2013·高考福建卷)已知等比数列{a n }的公比为q ,记b n =a m(n -1)+1+a m(n -1)+2+…+a m(n -1)+m ,c n =a m(n -1)+1·a m(n -1)+2·…·a m(n -1)+m (m ,n ∈N*),则以下结论一定正确的是()A .数列{b n }为等差数列,公差为q mB .数列{b n }为等比数列,公比为q 2mC .数列{c n }为等比数列,公比为qm 2D .数列{c n }为等比数列,公比为qm m『解析』选C.计算出b n ,c n ,并结合等差、等比数列的概念判定数列的类型. b n =a 1qm (n -1)+a 1qm (n -1)+1+…+a 1qm (n -1)+m -1=a 1qm (n -1)(1+q +…+qm -1)=a 1qm (n -1)·1-q m1-q, ∴b n +1b n =a 1q mn·1-q m1-q a 1q m (n -1)·1-qm 1-q =q m , ∴{b n }是等比数列,公比为q m . c n =a 1q m (n-1)·a 1q m (n-1)+1·…·a 1q m (n-1)+m -1=a m 1qm 2(n -1)+m (m -1)2, ∴c n +1c n =a m 1qm2(n +1-1)+m (m -1)2a m 1qm 2(n -1)+m (m -1)2=qm 2. ∴{c n }是等比数列,公比为qm 2.3.(2013·高考北京卷)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 =________.『解析』设出等比数列的公比,利用已知条件建立关于公比的方程求出公比,再利用前n 项和公式求S n .设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则:由a 2+a 4=20得a 1q (1+q 2)=20.① 由a 3+a 5=40得a 1q 2(1+q 2)=40.②由①②解得q =2,a 1=2.故S n =a 1(1-q n )1-q =2(1-2n )1-2=2n +1-2.『答案』2 2n +1-24.(2013·高考广东卷)设数列{a n }是首项为1,公比为-2的等比数列,则a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=________.『解析』由首项和公比写出等比数列的前4项,然后代入代数式a 1+|a 2|+a 3+|a 4|求值.也可以构造新数列,利用其前n 项和公式求解.方法一:a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=1+|1×(-2)|+1×(-2)2+|1×(-2)3|=15.方法二:因为a 1+|a 2|+a 3+|a 4|=|a 1|+|a 2|+|a 3|+|a 4|,数列{|a n |}是首项为1,公比为2的等比数列,故所求代数式的值为1-241-2=15.『答案』15。
第29讲 等比数列一.【课标要求】1.通过实例,理解等比数列的概念;2.探索并掌握等差数列的通项公式与前n 项和的公式;3.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题。
体会等比数列与指数函数的关系二.【命题走向】等比数列与等差数列同样在高考中占有重要的地位,是高考出题的重点。
客观性的试题考察等比数列的概念、性质、通项公式、求和公式等基础知识和基本性质的灵活应用,对基本的运算要求比较高,解答题大多以数列知识为工具预测2010年高考对本讲的考察为:(1)题型以等比数列的公式、性质的灵活应用为主的1~2道客观题目; (2)关于等比数列的实际应用问题或知识交汇题的解答题也是重点;(3)解决问题时注意数学思想的应用,象通过逆推思想、函数与方程、归纳猜想、等价转化、分类讨论等,它将能灵活考察考生运用数学知识分析问题和解决问题的能力三.【要点精讲】1.等比数列定义一般地,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;公比通常用字母q 表示(0)q ≠,即:1n a +:(0)n a q q =≠数列对于数列(1)(2)(3)都是等比数列,它们的公比依次是2,5,21-。
(注意:“从第二项起”、“常数”q 、等比数列的公比和项都不为零)2.等比数列通项公式为:)0(111≠⋅⋅=-q a qa a n n 。
说明:(1)由等比数列的通项公式可以知道:当公比1d =时该数列既是等比数列也是等差数列;(2)等比数列的通项公式知:若{}n a 为等比数列,则m nm na qa -=。
3.等比中项如果在b a 与中间插入一个数G ,使b G a ,,成等比数列,那么G 叫做b a 与的等比中项(两个符号相同的非零实数,都有两个等比中项)4.等比数列前n 项和公式一般地,设等比数列123,,,,,n a a a a 的前n 项和是=n S 123n a a a a ++++ ,当1≠q 时,qq a S nn --=1)1(1 或11n n a a q S q-=-;当q=1时,1na S n =(错位相减法)。
说明:(1)n S n q a ,,,1和n n S q a a ,,,1各已知三个可求第四个;(2)注意求和公式中是nq ,通项公式中是1-n q 不要混淆;(3)应用求和公式时1≠q ,必要时应讨论1=q 的情况。
四.【典例解析】题型1:等比数列的概念例1.“公差为0的等差数列是等比数列”;“公比为21的等比数列一定是递减数列”;“a,b,c 三数成等比数列的充要条件是b 2=ac ”;“a,b,c 三数成等差数列的充要条件是2b=a+c ”,以上四个命题中,正确的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 解析:四个命题中只有最后一个是真命题。
命题1中未考虑各项都为0的等差数列不是等比数列;命题2中可知a n+1=a n ×21,a n+1<a n 未必成立,当首项a 1<0时,a n <0,则21a n >a n ,即a n+1>a n ,此时该数列为递增数列;命题3中,若a=b=0,c ∈R ,此时有ac b =2,但数列a,b,c 不是等比数列,所以应是必要而不充分条件,若将条件改为b=ac ,则成为不必要也不充分条件。
点评:该题通过一些选择题的形式考察了有关等比数列的一些重要结论,为此我们要注意一些有关等差数列、等比数列的重要结论。
例2.命题1:若数列{a n }的前n 项和S n =a n +b(a ≠1),则数列{a n }是等比数列; 命题2:若数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn+c(a ≠0),则数列{a n }是等差数列;命题3:若数列{a n }的前n 项和S n =na -n ,则数列{a n }既是等差数列,又是等比数列;上述三个命题中,真命题有( )A .0个B .1个C .2个D .3个解析: 由命题1得,a 1=a+b ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(a -1)·a n -1。
若{a n }是等比数列,则12a a =a ,即ba a a +-)1(=a ,所以只有当b=-1且a ≠0时,此数列才是等比数列。
由命题2得,a 1=a+b+c ,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2na+b -a ,若{a n }是等差数列,则a 2-a 1=2a ,即2a -c=2a ,所以只有当c=0时,数列{a n }才是等差数列。
由命题3得,a 1=a -1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a -1,显然{a n }是一个常数列,即公差为0的等差数列,因此只有当a -1≠0;即a ≠1时数列{a n }才又是等比数列。
点评:等比数列中通项与求和公式间有很大的联系,上述三个命题均涉及到S n 与a n 的关系,它们是a n =⎩⎨⎧--,11n n S S a 时当时当21≥=n n ,正确判断数列{a n }是等差数列或等比数列,都必须用上述关系式,尤其注意首项与其他各项的关系。
上述三个命题都不是真命题,选择A 。
题型2:等比数列的判定例3.已知等比数列()n a 中21a =,则其前3项的和3S 的取值范围是(D ) (A)(],1-∞- (B)()(),01,-∞+∞ (C)[)3,+∞ (D)(][),13,-∞-+∞【解1】:∵等比数列()n a 中21a = ∴当公比为1时,1231a a a ===,33S = ; 当公比为1-时,1231,1,1a a a =-==-,31S =- 从而淘汰(A)(B)(C) 故选D ;【解2】:∵等比数列()n a 中21a = ∴312321111S a a a a q q q q⎛⎫=++=++=++ ⎪⎝⎭∴当公比0q >时,31113S q q=++≥+=;当公比0q <时,31111S q q ⎛⎫=---≤-=- ⎪⎝⎭ ∴(][)3,13,S ∈-∞-+∞ 故选D ;【考点】:此题重点考察等比数列前n 项和的意义,等比数列的通项公式,以及均值不等式的应用;【突破】:特殊数列入手淘汰;重视等比数列的通项公式,前n 项和,以及均值不等式的应用,特别是均值不等式使用的条件;点评:本题主要考查等比数列的概念和基本性质,推理和运算能力。
例4.(2009浙江文)设n S 为数列{}n a 的前n 项和,2n S kn n =+,*n N ∈,其中k 是常数.(I ) 求1a 及n a ;(II )若对于任意的*m N ∈,m a ,2m a ,4m a 成等比数列,求k 的值.解(Ⅰ)当1,111+===k S a n ,12)]1()1([,2221+-=-+--+=-=≥-k kn n n k n kn S S a n n n n (*)经验,,1=n (*)式成立, 12+-=∴k kn a n (Ⅱ)m m m a a a 42,, 成等比数列,m m m a a a 422.=∴,即)18)(12()14(2+-+-=+-k km k km k km ,整理得:0)1(=-k mk ,对任意的*∈N m 成立, 10==∴k k 或题型3:等比数列的通项公式及应用例5.一个等比数列有三项,如果把第二项加上4,那么所得的三项就成为等差数列,如果再把这个等差数列的第三项加上32,那么所得的三项又成为等比数列,求原来的等比数列解析:设所求的等比数列为a ,aq ,aq 2; 则2(aq+4)=a+aq 2,且(aq+4)2=a(aq 2+32); 解得a=2,q=3或a=92,q=-5;故所求的等比数列为2,6,18或92,-910,950。
点评:第一种解法利用等比数列的基本量q a ,1,先求公比,后求其它量,这是解等差数列、等比数列的常用方法,其优点是思路简单、实用,缺点是有时计算较繁。
例6.(2009山东卷文)等比数列{n a }的前n 项和为n S , 已知对任意的n N +∈ ,点(,)n n S ,均在函数(0x y b r b =+>且1,,b b r ≠均为常数)的图像上.(1)求r 的值; (11)当b=2时,记 1()4n nn b n N a ++=∈ 求数列{}n b 的前n 项和n T解:因为对任意的n N +∈,点(,)n n S ,均在函数(0x y b r b =+>且1,,b b r ≠均为常数)的图像上.所以得nn S b r =+,当1n =时,11a S b r ==+,当2n ≥时,1111()(1)n n n n n n n n a S S b r b r b b b b ----=-=+-+=-=-,又因为{n a }为等比数列, 所以1r =-, 公比为b , 所以1(1)n n a b b -=-(2)当b=2时,11(1)2n n n a b b --=-=, 111114422n n n nn n n b a -++++===⨯则234123412222n n n T ++=++++3451212341222222n n n n n T +++=+++++相减,得23451212111112222222n n n n T +++=+++++-31211(1)112212212n n n -+⨯-++--12311422n n n +++=--所以113113322222n nn n n n T ++++=--=-【命题立意】:本题主要考查了等比数列的定义,通项公式,以及已知n S 求n a 的基本题型,并运用错位相减法求出一等比数列与一等差数列对应项乘积所得新数列的前n 项和n T .例7.(1)(2009安徽卷文)已知数列{} 的前n 项和,数列{}的前n项和(Ⅰ)求数列{}与{}的通项公式;(Ⅱ)设,证明:当且仅当n ≥3时,<【思路】由11 (1) (2)n n a n a s s n -=⎧=⎨-≥⎩可求出n n a b 和,这是数列中求通项的常用方法之一,在求出n n a b 和后,进而得到n c ,接下来用作差法来比较大小,这也是一常用方法【解析】(1)由于114a s ==当2n ≥时, 221(22)[2(1)2(1)]4n n n a s s n n n n n -=-=+--+-=*4()m a n n N ∴=∈又当x n ≥时11(26)(2)n n n m m b T T b --=-----12n n b b -∴=∴数列{}n b 项与等比数列,其首项为1,公比为1211()2n n b -∴= (2)由(1)知22111116()2n n C a b n -=⋅=⋅2(1)121221116(1)()(1)21216()2n n n nn C n C n n +-+-+⋅+∴==⋅ 由21(1)112n nC n C n++<<得即22101n n n -->∴>+即3n ≥又3n ≥时2(1)212n n+<成立,即11n nC C +<由于0n C >恒成立.因此,当且仅当3n ≥时, 1n n C C +<点评:对于等比数列求和问题要先分清数列的通项公式,对应好首项和公比求出最终结果即可例8.(1)设{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,a 1=b 1=1,a 2+a 4=b 3,b 2b 4=a 3.分别求出{a n }及{b n }的前10项的和S 10及T 10;(2)在1与2之间插入n 个正数a 1,a 2,a 3……,a n ,使这n +2个数成等比数列;又在1与2之间插入n 个正数b 1,b 2,b 3,……,b n ,使这n +2个数成等差数列.记A n =a 1a 2a 3……a n ,B n =b 1+b 2+b 3+……+b n .(Ⅰ)求数列{A n }和{B n }的通项;(Ⅱ)当n ≥7时,比较A n 与B n 的大小,并证明你的结论。