等比数列前n项和第二课时

4.3.2 等比数列的前n 项和公式(第2课时)素养目标学科素养 1.掌握等比数列前n 项和的性质．(重点)2．能够运用所学知识解决等差数列与等比数列的综合应用问题.1.逻辑推理； 2．数学运算情境导学远望巍巍塔七层，红光点点倍加增． 其灯三百八十一，请问尖头几盏灯？ 这首古诗给大家呈现一幅美丽夜景的同时，也留给了大家一个数学问题，你能用今天所学的知识求出这首古诗的答案吗？1．等比数列前n 项和的性质(1)若数列{a n }为非常数列的等比数列，且其前n 项和S n ＝A·q n ＋B(A ≠0，B ≠0，q ≠0，q ≠1)，则必有A ＋B ＝0；反之，若某一非常数列的前n 项和S n ＝A·q n －A(A ≠0，q ≠0，q ≠1)，则该数列必为等比数列．(2)如果公比q ≠－1或虽q ＝－1但n 为奇数时，S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n 构成等比数列． (3)当等比数列{a n }的项数为偶数时，偶数项的和与奇数项的和之比S 偶S 奇＝q .2．分组求和某些数列通过适当分组，可得出两个或几个等差数列或等比数列，进而利用等差数列或等比数列的求和公式分别求和，从而得出原数列的和．1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”)．(1)若等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2×⎝⎛⎭⎫13n ＋m ，则m ＝－2.(√)(2)若数列{a n }是公比q ≠1的等比数列，则其前n 项和公式可表示为－A q n ＋A(A ≠0，q ≠0且q ≠1，n ∈N *)．(√)2．若a n ＝2n －n ，则{a n }的前n 项和为2n ＋1－2－n (n ＋1)2.3．数列112，314，518，…，(2n －1)＋12n ，…的前n 项和为n 2＋1－12n .1．在等比数列{a n }中，若a 1＋a 2＝20，a 3＋a 4＝40，则S 6等于( ) A ．140 B ．120 C ．210D ．520A 解析：∵S 2＝20，S 4－S 2＝40，且(S 4－S 2)2＝S 2×(S 6－S 4)，∴S 6－S 4＝80. 又∵S 4＝60，∴S 6＝140.2．若数列{a n }是等比数列，且其前n 项和S n ＝3n ＋1－3k ，则实数k 等于________． 1 解析：∵S n ＝3n ＋1－3k ＝3×3n －3k ，∴3＝3k ，即k ＝1. 3．若等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2n －2＋r 2，则r ＝________.－12 解析：因为S n ＝2n －2＋r 2＝14×2n ＋r 2， ∴r 2＝－14，即r ＝－12. 4．数列{2n －1}的前n 项和为________．2n ＋1－2－n 解析：S n ＝(21－1)＋(22－1)＋(23－1)＋…＋(2n －1)＝(21＋22＋23＋…＋2n )－n ＝2n ＋1－2－n .【例1】(1)若等比数列{a n }的前n 项和为S n ，S 2＝7，S 6＝91，则S 4为( )A ．28B ．32C ．21D ．28或－21(2)在等比数列{a n }中，公比q ＝3，S 80＝32，则a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80＝________.(3)等比数列{a n }共2n 项，其和为－240，且奇数项的和比偶数项的和大80，则公比q ＝________.(1)A (2)24 (3)2 解析：(1)∵{a n }为等比数列， ∴S 2，S 4－S 2，S 6－S 4也为等比数列， 即7，S 4－7,91－S 4成等比数列，由(S 4－7)2＝7×(91－S 4)，得S 4＝28或S 4＝－21.又∵S 4＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1＋a 2＋a 1q 2＋a 2q 2＝(a 1＋a 2)(1＋q 2)＝S 2(1＋q 2)>S 2， ∴S 4＝28.(2)设A ＝a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80， B ＝a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 79， 则AB＝q ＝3，即A ＝3B ． 又A ＋B ＝S 80＝32，∴43A ＝32，解得A ＝24.即a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80＝24.(3)根据题意得⎩⎪⎨⎪⎧S 奇＋S 偶＝－240，S 奇－S 偶＝80，∴⎩⎪⎨⎪⎧S 奇＝－80，S 偶＝－160. ∴q ＝S 偶S 奇＝－160－80＝2.等比数列前n 项和的常用性质： (1)若共有2n 项，则S 偶∶S 奇＝q .(2)“片断和”性质：等比数列{a n }中，公比为q ，前m 项和为S m (S m ≠0)，则S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…，S km －S (k －1)m ，…构成公比为q m 的等比数列．在等比数列{a n }中，若前10项的和S 10＝10，前20项的和S 20＝30，则前30项的和S 30＝________.70 解析：(方法一)设数列{a n}的首项为a 1，公比为q (q ≠1)，则⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1－q 10)1－q＝10，a 1(1－q20)1－q＝30.两式相除得1＋q 10＝3，∴q 10＝2. ∴a 11－q＝－10. ∴S 30＝a 1(1－q 30)1－q＝－10×(1－8)＝70.(方法二)∵S 10，S 20－S 10，S 30－S 20仍成等比数列，又S 10＝10，S 20＝30， ∴S 30－30＝(30－10)210，即S 30＝70.【例2】已知数列{a n }：a 1，a 2，a 3，…，a n ，…构成一个新数列：a 1，a 2－a 1，…，a n －a n －1，…，此数列是首项为1，公比为13的等比数列．求：(1)数列{a n }的通项公式； (2)数列{a n }的前n 项和S n .解：(1)a n ＝a 1＋(a 2－a 1)＋(a 3－a 2)＋…＋(a n －a n －1) ＝1＋13＋⎝⎛⎭⎫132＋…＋⎝⎛⎭⎫13n －1 ＝32⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫13n . (2)S n ＝a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n＝32⎝⎛⎭⎫1－13＋32⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫132＋…＋32⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫13n ＝32n －34⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫13n ＝3(2n －1)4＋14×⎝⎛⎭⎫13n －1.如果一个数列的每一项是由几个独立的项组合而成的，并且各独立项也可组成等差数列或等比数列，则该数列的前n 项和可考虑拆项后利用公式求解．若一数列为“1,1＋2,1＋2＋22，…，1＋2＋22＋…＋2n －1，…”，如何求其前n 项和？ 解：设该数列的第n 项为a n ，则 a n ＝1＋2＋22＋…＋2n －1＝1－2n 1－2＝2n －1， 所以该数列的前n 项和S n ＝(21－1)＋(22－1)＋(23－1)＋…＋(2n －1) ＝(2＋22＋…＋2n )－n ＝2(1－2n )1－2－n ＝2n ＋1－n －2.探究题1 在各项均为正数的等比数列{a n }中，a 1＝2，且a 2，a 4＋2，a 5成等差数列，S n 是数列{a n }的前n 项和，则S 10－S 4＝________. 解析：设数列{a n }的公比为q (q ＞0)． ∵a 2，a 4＋2，a 5成等差数列， ∴2a 4＋4＝a 2＋a 5.∴2×2×q 3＋4＝2×q ＋2×q 4. ∴q 4－2q 3＋q －2＝0. ∴(q －2)(q 3＋1)＝0. ∴q ＝2或q ＝－1(舍)．∴S 10－S 4＝2×(1－210)1－2－2×(1－24)1－2＝2 016.探究题2 在等差数列{a n }中，a 2＋a 7＝－23，a 3＋a 8＝－29. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)设数列{a n ＋b n }是首项为1，公比为|a 2|的等比数列，求{b n }的前n 项和S n . 解：(1)设等差数列{a n }的公差为d ， 依题意得a 3＋a 8－(a 2＋a 7)＝2d ＝－6， 从而d ＝－3.所以a 2＋a 7＝2a 1＋7d ＝－23，解得a 1＝－1. 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝－3n ＋2. (2)由(1)得a 2＝－4，所以|a 2|＝4.而数列{a n ＋b n }是首项为1，公比为4的等比数列， 所以a n ＋b n ＝4n －1，即－3n ＋2＋b n ＝4n －1， 所以b n ＝3n －2＋4n －1，于是S n ＝[1＋4＋7＋…＋(3n －2)]＋(1＋4＋42＋…＋4n －1)＝n (3n －1)2＋1－4n 1－4＝n (3n －1)2＋4n －13. 探究题3 等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S 1，S 3，S 2成等差数列． (1)求{a n }的公比q ； (2)若a 1－a 3＝3，求S n .解：(1)依题意有a 1＋(a 1＋a 1q )＝2(a 1＋a 1q ＋a 1q 2)， 由于a 1≠0，故2q 2＋q ＝0. 又q ≠0，从而q ＝－12.(2)由(1)可得a 1－a 1⎝⎛⎭⎫－122＝3，故a 1＝4. 从而S n ＝4⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫－12n 1－⎝⎛⎭⎫－12＝83⎣⎡⎦⎤1－⎝⎛⎭⎫－12n .探究题4 已知正项等比数列{a n }(n ∈N *)，首项a 1＝3，前n 项和为S 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)求数列{na n }的前n 项和T n . 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， 所以有2(S 5＋a 5)＝(S 3＋a 3)＋(S 4＋a 4)，即2(a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋2a 5)＝(a 1＋a 2＋2a 3)＋(a 1＋a 2＋a 3＋2a 4)， 化简得4a 5＝a 3，从而4q 2＝1，解得q ＝±12.因为a n >0，所以q ＝12，所以a n ＝3×⎝⎛⎭⎫12n －1. (2)由(1)知，na n ＝3n ⎝⎛⎭⎫12n －1.T n ＝3×1＋3×2×12＋3×3×⎝⎛⎭⎫122＋…＋3n ⎝⎛⎭⎫12n －1， 12T n ＝3×1×12＋3×2×⎝⎛⎭⎫122＋…＋3(n －1)·⎝⎛⎭⎫12n －1＋3n ⎝⎛⎭⎫12n ，两式相减得 12T n ＝3×1＋3×12＋3×⎝⎛⎭⎫122＋…＋3×⎝⎛⎭⎫12n －1－3n ⎝⎛⎭⎫12n ＝3×1－⎝⎛⎭⎫12n1－12－3n ⎝⎛⎭⎫12n ＝6－6＋3n 2n. 所以T n ＝12－6＋3n2n －1.解决等差数列和等比数列的综合问题，一般不能直接套用公式，要先对已知条件转化变形，使之符合等差数列或等比数列的形式，然后利用公式求解．同时，要注意在题设条件下，寻求等差数列之间的内在联系．已知数列{a n }是公差为2的等差数列，它的前n 项和为S n ，且a 1＋1，a 3＋1，a 7＋1成等比数列．(1)求{a n }的通项公式；(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前n 项和T n .解：(1)由题意，得a 3＋1＝a 1＋5，a 7＋1＝a 1＋13， 所以由(a 3＋1)2＝(a 1＋1)(a 7＋1)， 得(a 1＋5)2＝(a 1＋1)(a 1＋13)，解得a 1＝3，所以a n ＝3＋2(n －1)，即a n ＝2n ＋1. (2)由(1)知a n ＝2n ＋1，则S n ＝n (n ＋2)， 所以1S n ＝12⎝⎛⎭⎫1n －1n ＋2，所以T n ＝12⎝⎛⎭⎫1－13＋12－14＋13－15＋…＋1n －1n ＋2＝12⎝⎛⎭⎫1＋12－1n ＋1－1n ＋2 ＝34－2n ＋32(n ＋1)(n ＋2).1．已知{a n }为等差数列，{b n }为等比数列，其公比q ≠1且b i >0(i ＝1,2，…，n )，若a 1＝b 1，a 11＝b 11，则( ) A ．a 6>b 6B ．a 6＝b 6C ．a 6<b 6D ．a 6<b 6或a 6>b 6A 解析：由题意可得四个正数满足a 1＝b 1，a 11＝b 11，由等差数列和等比数列的性质可得a 1＋a 11＝2a 6，b 1b 11＝b 26.由基本不等式可得2a 6＝a 1＋a 11＝b 1＋b 11≥2b 1b 11＝2b 6，当且仅当b 1＝b 11时等号成立． 又公比q ≠1，故b 1≠b 11，上式取不到等号，∴2a 6>2b 6，即a 6>b 6.故选A ．2．已知等比数列{a n }的公比q >1，且a 1a 4＝8，a 2＋a 3＝6，则数列{a n }的前n 项和为( ) A ．2n B ．2n －1 C ．2n －1D ．2n －1－1C 解析：等比数列{a n }中，有a 1a 4＝a 2a 3＝8， 而a 2＋a 3＝6，可得a 2＝2，a 3＝4或a 2＝4，a 3＝2. 根据公比q >1可知{a n }是递增数列，所以a 2＝2，a 3＝4，可得q ＝a 3a 2＝2，a 1＝a 2q ＝1，所以{a n }的前n 项和S n ＝a 1(1－q n )1－q ＝1×(1－2n )1－2＝2n －1.故选C ．3．已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若a 2S 4＝a 4S 2，则S 2 019S 1＝( )A ．1B ．－1C ．2 019D ．－2 019A 解析：由题得a 1q (a 1＋a 1q ＋a 1q 2＋a 1q 3)＝a 1q 3(a 1＋a 1q )， 即q (1＋q ＋q 2＋q 3)＝q 3(1＋q )，所以1＋q ＋q 2＋q 3＝q 2(1＋q )，所以q ＝－1. 所以S 2 019S 1＝a 1[1－(－1)2 019]1＋1a 1＝1.故选A ．4．已知数列{a n }满足a 1＝1，a n ＋1＝3a n ＋1. (1)证明：⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n ＋12是等比数列；(2)求数列{a n }的前n 项和S n .(1)证明：由a n ＋1＝3a n ＋1得a n ＋1＋12＝3⎝⎛⎭⎫a n ＋12，所以a n ＋1＋12a n ＋12＝3，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n ＋12是首项为a 1＋12＝32，公比为3的等比数列，所以a n ＋12＝32·3n －1. (2)解：由(1)知{a n }的通项公式为a n ＝3n －12(n ∈N *)，则S n ＝⎝⎛⎭⎫312＋322＋…＋3n 2－n 2，所以S n＝3n ＋1－2n －34.1．分类讨论的思想：(1)利用等比数列前n 项和公式时要分公比q ＝1和q ≠1两种情况讨论． (2)研究等比数列的单调性时应进行讨论：当a 1>0，q >1或a 1<0,0<q <1时为递增数列；当a 1<0，q >1或a 1>0,0<q <1时为递减数列；当q <0时为摆动数列；当q ＝1时为常数列．2．函数的思想：等比数列的通项a n ＝a 1q n －1＝a 1q ·q n (q >0且q ≠1)常和指数函数相联系．等比数列前n 项和S n ＝a 1q －1·(q n －1)(q ≠1)．设A ＝a 1q －1，则S n ＝A(q n －1)也与指数函数相联系．3．整体思想：应用等比数列前n 项和时，常把q n ，a 11－q当成整体求解．课时分层作业(十)等比数列的前n 项和公式(第2课时)(50分钟 100分) 基础对点练基础考点 分组训练知识点1 等比数列前n 项和的性质1．(5分)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 nD 解析：在等比数列{a n }中，S n ＝a 1－a n q1－q＝1－a n ×231－23＝3－2a n .2．(5分)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 ．35B ．53C ．－35D ．－53D 解析：设等比数列{a n }的公比为q ，则a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1(1＋q ＋q 2＋q 3)＝158，a 2a 3＝a 21q 3＝－98，∴1a 1＋1a 2＋1a 3＋1a 4＝1a 1⎝⎛⎭⎫1＋1q ＋1q 2＋1q 3＝q 3＋q 2＋q ＋1a 1q 3＝a 1(q 3＋q 2＋q ＋1)a 21q 3＝158－98＝－53. 3.(5分)等比数列{a n }共有2n 项，它的全部项的和是奇数项的和的3倍，则公比q ＝________.2 解析：设{a n }的公比为q ，由已知可得q ≠1，则奇数项也构成等比数列，其公比为q 2，首项为a 1，S 2n ＝a 1(1－q 2n )1－q ，S 奇＝a 1[1－(q 2)n ]1－q 2.由题意得a 1(1－q 2n )1－q ＝3a 1(1－q 2n )1－q 2，∴1＋q ＝3，∴q ＝2.4.(5分)在等比数列{a n }中，已知a 1＋a 2＋a 3＝1，a 4＋a 5＋a 6＝－2，则该数列的前15项的和S 15＝________.11 解析：∵S 3＝1，S 6－S 3＝－2，∴S 9－S 6＝4，S 12－S 9＝－8，S 15－S 12＝16，∴S 15＝S 3＋S 6－S 3＋S 9－S 6＋S 12－S 9＋S 15－S 12＝1－2＋4－8＋16＝11. 知识点2 分组求和5．(5分)数列12，12＋14，12＋14＋18，…，12＋14＋…＋12n 的前n 项和为( )A ．n ＋12nB ．n －1＋12nC ．n －1＋12n ＋1D ．n ＋12n －1B 解析：∵数列的通项a n ＝12＋14＋…＋12n ＝12⎝⎛⎭⎫1－12n 1－12＝1－12n ，∴前n 项和S n ＝⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫1－14＋…＋⎝⎛⎭⎫1－12n ＝n －⎝⎛⎭⎫12＋14＋…＋12n ＝n －1＋12n .6．(5分)设{a n }为等比数列，{b n }为等差数列，且b 1＝0，c n ＝a n ＋b n ，若数列{c n }是1,1,2，…，则数列{c n }的前10项和为( ) A ．978 B ．557 C ．467D ．979A 解析：设等比数列{a n }的公比为q ，等差数列{b n }的公差为d . ∵c n ＝a n ＋b n ，∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋b 1＝1，a 2＋b 2＝1，a 3＋b 3＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝－1，q ＝2.∴c n ＝2n －1＋(1－n )．∴{c n }的前10项和为1－2101－2＋10×(0－9)2＝978.知识点3 等差数列与等比数列的综合问题7．(5分)已知数列{a n }是以2为首项，1为公差的等差数列，{b n }是以1为首项，2为公比的等比数列，则ab 1＋ab 2＋…＋ab 10＝( ) A ．1 033 B ．1 034 C ．2 057D ．2 058A 解析：∵a n ＝n ＋1，b n ＝2n －1， ∴ab 1＋ab 2＋…＋ab 10＝a 1＋a 2＋a 4＋…＋a 29 ＝(1＋1)＋(2＋1)＋(22＋1)＋…＋(29＋1) ＝10＋(1＋2＋22＋…＋29)＝10＋1－2101－2＝1 033. 8．(5分)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＝( ) A ．2 B ．－2 C ．12D ．－12D 解析：∵S 1，S 2，S 4成等比数列，∴S 22＝S 1·S 4， ∴(2a 1－1)2＝a 1·(4a 1－6)，∴a 1＝－12.9．(5分)(多选)已知{a n }为等比数列，S n 是其前n 项和．若a 2a 3＝8a 1，且a 4与2a 5的等差中项为20，则( ) A ．a 1＝－1 B ．公比q ＝－2 C ．a 4＝8D ．S 5＝31CD 解析：∵a 2a 3＝8a 1，∴a 1q 3＝8，即a 4＝8.∵a 4＋2a 5＝40，∴a 4(1＋2q )＝40，∴q ＝2，a 1＝1. ∴S 5＝1－251－2＝31.能力提升练能力考点 拓展提升10.(5分)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 ．－3B ．5C ．－31D ．33D 解析：设{a n }的公比为q ， ∵S 3＝a 1·(1－q 3)1－q ＝2，S 6＝a 1·(1－q 6)1－q ＝18，∴1＋q 3＝9，∴q ＝2， ∴S 10S 5＝1－q 101－q5＝1＋q 5＝33. 11．(5分)设等比数列的前n 项和、前2n 项和、前3n 项和分别为A ，B ，C ，则( ) A ．A ＋B ＝C B ．B 2＝ACC ．A ＋B －C ＝B 2D ．A 2＋B 2＝A(B ＋C) D 解析：∵S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n 成等比数列， ∴(S 2n －S n )2＝S n (S 3n －S 2n )， 即(B －A)2＝A(C －B)， ∴A 2＋B 2＝A(B ＋C)．12．(5分)已知等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2n －1，则数列{log 2a n }的前12项和等于( ) A ．66 B ．55 C ．45D ．6A 解析：∵S n ＝2n －1，∴S n －1＝2n －1－1(n ≥2)，两式相减得a n ＝2n －1(n ≥2)． 又a 1＝S 1＝1，∴a n ＝2n －1. ∴log 2a n ＝n －1.∴{log 2a n }是等差数列，首项为0，公差为1. ∴前12项和为66.13．(5分)已知{a n }是等比数列，若a 1＝1，a 6＝8a 3，数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ，则T 5＝( )A ．3116B ．31C ．158D ．154A 解析：∵a 1＝1，a 6＝8a 3，∴q ＝2.∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是等比数列，首项为1，公比为12，∴T 5＝1×⎝⎛⎭⎫1－1251－12＝3116.14.(5分)在等比数列{a n }中，公比q ＝2，前n 项和为S n ，若S 5＝1，则S 10＝________.33 解析：∵S 5＝a 1(1－25)1－2＝1，∴a 1＝131.∴S 10＝a 1(1－210)1－2＝131×1 023＝33.15.(5分)若等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2×3n ＋r ，则r ＝________.－2 解析：∵S n ＝2×3n ＋r ，∴当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2×3n －2×3n －1＝4×3n －1. 当n ＝1时，a 1＝S 1＝6＋r .∵{a n }为等比数列，∴6＋r ＝4.∴r ＝－2.16.(12分)已知等差数列{a n }(n ∈N *)的前n 项和为S n ，且a 3＝5，S 3＝9.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)等比数列{b n }(n ∈N *)，若b 2＝a 2，b 3＝a 5，求数列{a n ＋b n }的前n 项和T n . 解：(1)由S 3＝9，得3a 2＝9，所以a 2＝3. 又因为a 3＝5，所以公差d ＝2. 从而a n ＝a 2＋(n －2)d ＝2n －1.(2)由(1)可得b 2＝a 2＝3，b 3＝a 5＝9，所以公比q ＝3. 从而b n ＝b 2q n －2＝3n －1，则a n ＋b n ＝(2n －1)＋3n －1， 分组求和可得T n ＝n 2＋12(3n －1).17.(13分)已知数列{a n }是等比数列，S n 是其前n 项的和，a 1，a 7，a 4成等差数列，求证：2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列． 证明：∵a 1，a 7，a 4成等差数列，∴2a 7＝a 1＋a 4，∴2q 6＝1＋q 3，∴q 3＝－12或q 3＝1.若q 3＝1，则2S 3＝6a 1，S 6＝6a 1，S 12－S 6＝6a 1. ∴2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列． 若q 3＝－12，则2S 3＝3a 11－q ，S 6＝34a 11－q ，S 12－S 6＝316a 11－q.∵⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫34a 11－q 2＝3a 11－q ·316a 11－q ，即S 26＝2S 3·(S 12－S 6)， ∴2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列．重难强化训练(二)等比数列 (60分钟 120分)练易错易错点1| 对等比数列的定义理解不透彻致误 [防范要诀]等比数列中任一项a n ≠0，且q ≠0. [对点集训]1.(5分)已知等比数列{a n }的前三项为a,2a ＋2,3a ＋3，则a ＝________.－4 解析：由(2a ＋2)2＝a (3a ＋3)⇒a ＝－1或a ＝－4.但当a ＝－1时，第二、三项均为零，故a ＝－1舍去，得a ＝－4.2.(10分)已知数列{a n }中a n ≠0，a 1，a 2，a 3成等差数列，a 2，a 3，a 4成等比数列，a 3，a 4，a 5的倒数成等差数列，证明：a 1，a 3，a 5成等比数列． 证明：由已知，有2a 2＝a 1＋a 3，① a 23＝a 2·a 4，②2a 4＝1a 3＋1a 5.③ 由③得2a 4＝a 3＋a 5a 3·a 5，∴a 4＝2a 3·a 5a 3＋a 5.④由①得a 2＝a 1＋a 32.⑤由④⑤代入②，得a 23＝a 1＋a 32·2a 3·a 5a 3＋a 5. ∴a 3＝(a 1＋a 3)a 5a 3＋a 5，即a 3(a 3＋a 5)＝a 5(a 1＋a 3)．化简，得a 23＝a 1·a 5. 又a 1，a 3，a 5≠0，∴a 1，a 3，a 5成等比数列． 易错点2| 利用等比中项时忽略判断符号致误 [防范要诀](1)等比数列中所有奇数项的符号都相同，所有偶数项的符号都相同； (2)只有同号两数才有等比中项，且有两个，它们互为相反数． [对点集训]3.(5分)如果1，a ，b ，c,16成等比数列，那么b ＝________，ac ＝________.4 16 解析：∵b 2＝1×16＝16，且b ＝1×q 2>0， ∴b ＝4.又∵b 2＝ac ，∴ac ＝16.4.(5分)等比数列{a n }中，a 2＝9，a 5＝243，则a 6＝________.729 解析：∵a 5a 2＝q 3＝27，∴q ＝3，∴a 6＝a 2q 4＝9×81＝729.5.(5分)已知－2，a 1，a 2，－8成等差数列，－2，b 1，b 2，b 3，－8成等比数列，则a 2－a 1b 2＝________.12解析：∵－2，a 1，a 2，－8成等差数列， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1＝－2＋a 2，2a 2＝a 1－8，得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝－4，a 2＝－6.又∵－2，b 1，b 2，b 3，－8成等比数列， ∴b 22＝－2×(－8)＝16， ∴b 2＝4或b 2＝－4.由等比数列隔项同号可得b 2＝－4， ∴a 2－a 1b 2＝－6－(－4)－4＝12.易错点3| 忽视对公比q 的讨论 [防范要诀]等比数列的公比q ≠0，数列中各项都不为零；当公比q ≠1时，S n ＝a 1(1－q n )1－q ；当公比q ＝1时，S n ＝na 1. [对点集训]6.(5分)等比数列1，a ，a 2，a 3，…(a ≠0)的前n 项和S n ＝________.⎩⎪⎨⎪⎧n ，a ＝1，1－an 1－a，a ≠1 解析：当a ＝1时，S n ＝n ；当a ≠1时，S n ＝1－a n1－a . ∴S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧n ，a ＝1，1－a n 1－a，a ≠1.7.(10分)在首项为a 1且公比为q 的等比数列{a n }中，其前n 项和为S n ，若S 3＝4，S 6＝36，求a n . 解：∵S 6≠2S 3，∴q ≠1.由⎩⎪⎨⎪⎧S 3＝4，S 6＝36得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1－q 3)1－q ＝4，①a 1(1－q 6)1－q＝36.②由②①得1－q 61－q 3＝9，即1＋q 3＝9，∴q ＝2. 将q ＝2代入①式得a 1＝47.∴a n ＝a 1q n －1＝47×2n －1＝2n ＋17. 练疑难8．(5分)设{a n }是公比为q 的等比数列，S n 是它的前n 项和，若{S n }是等差数列，则q 等于( ) A ．1 B ．0 C ．1或0D ．－1A 解析：∵{S n }是等差数列，∴2S 2＝S 1＋S 3， ∴2(a 1＋a 2)＝a 1＋(a 1＋a 2＋a 3)，∴a 2＝a 3， ∴q ＝a 3a 2＝1.9．(5分)已知等比数列{a n }满足a 1＝14，a 3a 5＝4(a 4－1)，则a 2＝( )A ．2B ．1C ．12D ．18C 解析：∵{a n }为等比数列，∴a 3a 5＝a 24，∴a 24＝4(a 4－1)，解得a 4＝2.设等比数列{a n }的公比为q ，则a 1q 3＝2，∴q 3＝8，∴q ＝2，∴a 2＝a 1q ＝14×2＝12.10．(5分)已知数列{a n }是公比为q 的等比数列，且a 1，a 3，a 2成等差数列，则公比q 的值为( ) A ．－12B ．－2C ．－1或12D ．1或－12D 解析：∵a 1，a 3，a 2成等差数列，∴2a 3＝a 1＋a 2， ∴2q 2－q －1＝0.∴q ＝1或－12.11．(5分)在数列{a n }中，已知S n ＝1－5＋9－13＋17－21＋…＋(－1)n －1(4n －3)，则S 15＋S 22－S 31的值为( ) A ．13 B ．－76 C ．46D ．76B 解析：∵S 15＝(－4)×7＋(－1)14(4×15－3)＝29，S 22＝(－4)×11＝－44，S 31＝(－4)×15＋(－1)30(4×31－3)＝61，∴S 15＋S 22－S 31＝29－44－61＝－76.12．(5分)已知等比数列{a n }的各项均为正数，数列{b n }满足b n ＝ln a n ，b 3＝18，b 6＝12，则数列{b n }前n 项和的最大值等于( ) A ．126 B ．130 C ．132D ．134C 解析：∵{a n }是正项等比数列， ∴{b n }是等差数列．又∵b 3＝18，b 6＝12，∴d ＝－2，b 1＝22，∴S n ＝22n ＋n (n －1)2×(－2)＝－n 2＋23n ＝－⎝⎛⎭⎫n －2322＋2324，∴当n ＝11或12时，S n 最大， ∴(S n )max ＝－112＋23×11＝132.13．(5分)已知数列{a n }满足a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2＝3a n (n ∈N *)，则数列{a n }的前2 019项的和S 2 019等于( )A ．31 010－2B ．31 010－3C ．32 009－2D ．32 009－3A 解析：因为a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2a n＝3，所以S 2 019＝(a 1＋a 3＋…＋a 2 019)＋(a 2＋a 4＋…＋a 2 018)＝1－31 0101－3＋3(1－31 009)1－3＝31 010－2.14．(5分)数列{a n }的通项公式是a n ＝n cos nπ2，其前n 项和为S n ，则S 2 020等于( )A ．1 010B ．2 020C ．504D ．0A 解析：a 1＝cos π2＝0，a 2＝2cos π＝－2，a 3＝0，a 4＝4，….∴数列{a n }的所有奇数项为0，前2 020项的所有偶数项(共1 010项)依次为－2,4，－6,8，…. 故S 2 020＝0＋(－2＋4)＋(－6＋8)＋…＋(－2 018＋2 020)＝1 010.15.(5分)在等比数列{a n }中，a 3＝4，S 3＝12，数列{a n }的通项公式a n ＝________.4或⎝⎛⎭⎫－12n －5 解析：当q ＝1时，a 3＝4， a 1＝a 2＝a 3＝4，S 3＝a 1＋a 2＋a 3＝12，∴q ＝1符合题意．a n ＝4. 当q ≠1时，⎩⎪⎨⎪⎧a 3＝a 1q 2＝4，S 3＝a 1(1－q 3)1－q ＝12， 解得q ＝－12，a n ＝a 3q n －3＝⎝⎛⎭⎫－12n －5， 故a n ＝4或a n ＝⎝⎛⎭⎫－12n －5. 16.(10分)设数列{a n }的前n 项和为S n ，点⎝⎛⎭⎫n ，S n n (n ∈N *)均在直线y ＝x ＋12上．若b n ＝3a n ＋12，求数列{b n }的前n 项和T n .解：依题意得S n n ＝n ＋12，即S n ＝n 2＋12n .当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝⎝⎛⎭⎫n 2＋12n －⎣⎡⎦⎤(n －1)2＋12(n －1)＝2n －12；当n ＝1时，a 1＝S 1＝32，符合a n ＝2n －12，所以a n ＝2n －12(n ∈N *)，则b n ＝3a n ＋12＝32n ，由b n ＋1b n ＝32(n ＋1)32n ＝32＝9，可知{b n }为等比数列，b 1＝32×1＝9，故T n ＝9(1－9n )1－9＝9n ＋1－98.17.(12分)已知等比数列{a n }的各项均为正数，且a 2＝6，a 3＋a 4＝72.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)若数列{b n }满足：b n ＝a n －n (n ∈N *)，求数列{b n }的前n 项和S n . 解：(1)设等比数列{a n }的公比为q ， ∵a 2＝6，a 3＋a 4＝72，∴6q ＋6q 2＝72，即q 2＋q －12＝0， ∴q ＝3或q ＝－4.又∵a n >0，∴q >0，∴q ＝3，a 1＝a 2q ＝2.∴a n ＝a 1q n －1＝2×3n －1(n ∈N *)． (2)∵b n ＝2×3n －1－n ， ∴S n＝2(1＋3＋32＋…＋3n －1)－(1＋2＋3＋…＋n )＝2×1－3n 1－3－n (1＋n )2＝3n －1－n 2＋n2.18.(13分)数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 1＝2，a n ＋1＝2S n ＋1(n ∈N *)．(1)求数列{a n }的通项公式； (2)求数列{na n }的前n 项和T n .解：(1)∵a n ＋1＝2S n ＋1，∴a n ＝2S n －1＋1(n ≥2，n ∈N *)，两式相减得a n ＋1＝3a n (n ≥2，n ∈N *)． ∵a 2＝2S 1＋1＝5，∴a n ＝a 23n －2＝5·3n －2(n ≥2，n ∈N *)，当n ＝1，a 1＝2不满足上式，∴a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧2，n ＝1，5·3n －2，n ≥2，n ∈N *.(2)由(1)知na n ＝⎩⎪⎨⎪⎧2，n ＝1，5n ·3n －2，n ≥2，n ∈N *. T n ＝2＋5·2·30＋5·3·31＋5·4·32＋5·5·33＋…＋5·(n －1)·3n －3＋5·n ·3n －2，① 3T n ＝6＋5·2·31＋5·3·32＋5·4·33＋…＋5·(n －1)3n －2＋5·n ·3n －1，② ①－②得－2T n＝6＋5(3＋32＋33＋…＋3n －2)－5n ·3n －1＝6＋5×3(1－3n －2)1－3－5n ·3n －1，∴T n ＝34＋10n －54·3n －1.高考数学：试卷答题攻略一、“六先六后”，因人因卷制宜。

4.3.2第2课时等比数列前n项和公式的应用【新知初探】等比数列前n项和的性质(1)性质一：若S n表示数列{a n}的前n项和，且S n＝Aq n－A(Aq≠0，q≠±1)，则数列{a n}是数列．(2)性质二：若数列{a n}是公比为q的等比数列，则①在等比数列中，若项数为2n(n∈N*)，则S偶S奇＝.②在等比数列中，若项数为2n＋1(n∈N*)，则S奇－a1S偶＝q.③S m，S2m－S m，S3m－S2m，…成等比数列．思考：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－1＋k，则实数k的取值是什么？【初试身手】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)等比数列{a n}共2n项，其中奇数项的和为240，偶数项的和为120，则该等比数列的公比q＝2．()(2)已知等比数列{a n}的前n项和S n＝a·3n－1－1，则a＝1．()(3)若数列{a n}为等比数列，则a1＋a2，a3＋a4，a5＋a6也成等比数列．()(4)若S n为等比数列的前n项和，则S3，S6，S9成等比数列．()2．设S n 为等比数列{a n }的前n 项和且S n ＝3n ＋1－A ，则A ＝( )A ．－13B ．13C ．－3D ．3 3．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S 3＝8，S 6＝7，则a 7＋a 8＋a 9＝( )A ．18B ．－18C ．578D ．558 4．已知数列{a n }为等比数列，且前n 项和S 3＝3，S 6＝27，则公比q ＝________.5．在14与78之间插入n 个数，组成所有项的和为778的等比数列，则此数列的项数为________． 【合作探究】[探究问题]1．在等差数列中，我们知道S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…仍组成等差数列．在等比数列{a n }中，若连续m 项的和不等于0，那么S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…仍组成等比数列吗？为什么？2．若数列{a n }为项数为偶数的等比数列，且S 奇＝a 1＋a 3＋a 5＋…，S 偶＝a 2＋a 4＋a 6＋…，那么S 偶S 奇等于何值？【例1】 (1)等比数列{a n }的前n 项和为S n ，S 2＝7，S 6＝91，则S 4为( )A ．28B ．32C ．21D ．28或－21(2)等比数列{a n }中，公比q ＝3，S 80＝32，则a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80＝________.[母题探究]1．(变条件)将例题(1)中的条件“S 2＝7，S 6＝91”改为“正数等比数列中S n ＝2，S 3n ＝14”，求S 4n 的值．2．(变条件，变结论)将例题(1)中条件“S 2＝7，S 6＝91”改为“公比q ＝2，S 99＝56”，求a 3＋a 6＋a 9＋…＋a 99的值．[规律方法]1．在涉及奇数项和S 奇与偶数项和S 偶时，常考虑对其差或比进行简化运算．若项数为2n ，则S 偶S 奇＝q (S 奇≠0)；若项数为2n ＋1，则S 奇－a 1S 偶＝q (S 偶≠0)． 2．等比数列前n 项和为S n (且S n ≠0)，则S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n 仍成等比数列，其公比为q n (q ≠－1)．类型二 分组求和法【例2】 在各项均为正数的等比数列{}a n 中，已知a 1＝2，8a 2＋2a 4＝a 6.(1)求数列{}a n 的通项公式；(2)设b n ＝a n ＋2n ，求数列{}b n 的前n 项和T n .[规律方法]分组转化求和法的应用条件和解题步骤(1)应用条件一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列的通项公式相加组成．(2)解题步骤[跟进训练]1．求数列214，418，6116，…，2n ＋12n ＋1，…的前n 项和S n .【例3】 已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和，S 4，S 2，S 3成等差数列，且a 2＋a 3＋a 4＝－18.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)是否存在正整数n ，使得S n ≥2 013？若存在，求出符合条件的所有n 的集合；若不存在，说明理由．[规律方法]与等差、等比数列有关的综合问题，其解题过程应注意以下方法与技巧：(1)转化思想：将非等差、等比数列转化构造成等差、等比数列，以便于利用其公式和性质解题.(2)等差(比)数列公式和性质的灵活应用.(3)当题中有多个数列出现时，既要研究单一数列项与项之间的关系，又要关注各数列之间的相互联系.[跟进训练]2．已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且S n ＋a n ＝5×3n －3，b n ＝a n ()4n 2－13n. (1)证明：数列{a n －2×3n }为常数列；(2)求数列{b n }的前n 项和T n .【课堂小结】1．在利用等比数列前n 项和公式时，一定要对公比q ＝1或q ≠1作出判断；若{a n }是等比数列，且a n >0，则{lg a n }构成等差数列．2．等比数列前n 项和中用到的数学思想(1)分类讨论思想：①利用等比数列前n 项和公式时要分公比q ＝1和q ≠1两种情况讨论；②研究等比数列的单调性时应进行讨论：当a 1>0，q >1或a 1<0，0<q <1时为递增数列；当a 1<0，q >1或a 1>0，0<q <1时为递减数列；当q <0时为摆动数列；当q ＝1时为常数列．(2)函数思想：等比数列的通项a n ＝a 1q n －1＝a 1q·q n (q >0且q ≠1)常和指数函数相联系；等比数列前n 项和S n ＝a 1q －1(q n －1)(q ≠1)．设A ＝a 1q －1，则S n ＝A (q n －1)与指数函数相联系． (3)整体思想：应用等比数列前n 项和公式时，常把q n ，a 11－q当成整体求解． 【学以致用】1．已知等比数列{a n }的各项均为正数，前n 项和为S n ，若a 2＝2，S 6－S 4＝6a 4，则a 5＝( )A ．4B ．10C ．16D ．322．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，若S 10∶S 5＝1∶2，则S 15∶S 5＝( )A ．3∶4B ．2∶3C ．1∶2D ．1∶33．记S n 为数列{a n }的前n 项和．若S n ＝2a n ＋1，则S 6＝________.4．一个项数是偶数的等比数列，它的偶数项的和是奇数项的和的两倍，它的首项为1，且中间两项的和为24，则此等比数列的项数为________．5．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S 4＝2，S 8＝6，求a 17＋a 18＋a 19＋a 20的值．【参考答案】【新知初探】等比数列前n 项和的性质(1)等比(2)①q思考：[提示] 由题知{a n }是等比数列，∴3n 的系数与常数项互为相反数，而3n 的系数为13，∴k ＝－13. 【初试身手】1．[提示] (1)S 偶S 奇＝q ＝120240＝12；(2)由等比数列前n 项和的特点知13a ＝1得a ＝3；(4)由S 3，S 6－S 3，S 9－S 6成等比数列知(4)错误．[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×2．D [根据等比数列{a n }的前n 项和公式知S n ＝a 1(q n －1)q －1＝a 1q －1q n －a 1q －1(q ≠1)， 又S n ＝3n ＋1－A ＝3·3n －A ，得a 1q －1＝3＝A ，故选D.] 3．A [法一：由等比数列前n 项和的性质知S 3，S 6－S 3，S 9－S 6成等比数列，又a 7＋a 8＋a 9＝S 9－S 6，则S 3，S 6－S 3，a 7＋a 8＋a 9成等比数列，从而a 7＋a 8＋a 9＝(S 6－S 3)2S 3＝18.故选A. 法二：因为S 6＝S 3＋S 3q 3，所以q 3＝S 6－S 3S 3＝－18， 所以a 7＋a 8＋a 9＝S 9－S 6＝S 3q 6＝8×⎝⎛⎭⎫－182＝18.故选A.] 4．2 [q 3＝S 6－S 3S 3＝27－33＝8，所以q ＝2.] 5．5 [设此数列的公比为q ，则⎩⎪⎨⎪⎧ 78＝14q n ＋1，778＝14－78q 1－q ⇒⎩⎪⎨⎪⎧q ＝－12，n ＝3，故此数列共有5项．] 【合作探究】[探究问题]1．[提示] S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…仍组成等比数列．∵在等比数列{a n }中有a m ＋n ＝a m q n ，∴S m ＝a 1＋a 2＋…＋a m ，S 2m －S m ＝a m ＋1＋a m ＋2＋…＋a 2m ＝a 1q m ＋a 2q m ＋…＋a m q m ＝(a 1＋a 2＋…＋a m )q m ＝S m ·q m . 同理S 3m －S 2m ＝S m ·q 2m ，…，在S m ≠0时，S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…仍组成等比数列．2．[提示] 由等比数列的通项公式可知S 偶S 奇＝S 奇·q S 奇＝q . 【例1】(1)A (2)24 [(1)∵{a n }为等比数列，∴S 2，S 4－S 2，S 6－S 4也为等比数列，即7，S 4－7，91－S 4成等比数列，∴(S 4－7)2＝7(91－S 4)，解得S 4＝28或S 4＝－21.∵S 4＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1＋a 2＋a 1q 2＋a 2q 2＝(a 1＋a 2)(1＋q 2)＝S 2(1＋q 2)>S 2，∴S 4＝28.(2)设S 1＝a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80，S 2＝a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 79.则S 1S 2＝q ＝3，即S 1＝3S 2. 又S 1＋S 2＝S 80＝32，∴43S 1＝32，解得S 1＝24. 即a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 80＝24.][母题探究]1．[解] 设S 2n ＝x ，S 4n ＝y ，则2，x －2，14－x ，y －14成等比数列，所以⎩⎪⎨⎪⎧ (x －2)2＝2(14－x )，(14－x )2＝(x －2)(y －14)，所以⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝6，y ＝30或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－4，y ＝－40(舍去)，所以S 4n ＝30. 2．[解] 法一：∵S 99＝a 1(1－q 99)1－q＝56，q ＝2， ∴a 3＋a 6＋a 9＋…＋a 99＝a 3(1＋q 3＋q 6＋…＋q 96)＝a 1q 2·1－(q 3)331－q 3＝32. 法二：设b 1＝a 1＋a 4＋a 7＋…＋a 97，b 2＝a 2＋a 5＋a 8＋…＋a 98，b 3＝a 3＋a 6＋a 9＋…＋a 99，则b 1q ＝b 2，b 2q ＝b 3，且b 1＋b 2＋b 3＝56，∴b 1(1＋q ＋q 2)＝56，∴b 1＝561＋2＋4＝8， ∴b 3＝b 1q 2＝8×22＝32，即a 3＋a 6＋a 9＋…＋a 99＝32.【例2】[解] (1)设等比数列{}a n 的公比为q (q >0)，∵8a 2＋2a 4＝a 6，∴8a 1q ＋2a 1q 3＝a 1q 5，又a 1＝2，∴8＋2q 2＝q 4.解得：q 2＝4，∴q ＝2.∴a n ＝a 1q n －1＝2n ，n ∈N *.(2)由(1)知：b n ＝2n ＋2n ，∴T n ＝()21＋2＋()22＋4＋()23＋6＋…＋()2n ＋2n＝()21＋22＋23＋...＋2n ＋()2＋4＋6＋ (2)＝2()2n －1＋n ()2n ＋22＝2n ＋1＋n 2＋n －2. ∴数列{b n }的前n 项和为T n ＝2n ＋1＋n 2＋n －2，n ∈N *.[跟进训练]1．[解] S n ＝214＋418＋6116＋…＋⎝⎛⎭⎫2n ＋12n ＋1 ＝(2＋4＋6＋…＋2n )＋⎝⎛⎭⎫14＋18＋…＋12n ＋1 ＝n (2n ＋2)2＋14⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝⎛⎭⎫12n 1－12＝n (n ＋1)＋12－12n ＋1 ＝n 2＋n －12n ＋1＋12.【例3】[解] (1)设等比数列{a n }的公比为q ，则a 1≠0，q ≠0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ S 2－S 4＝S 3－S 2，a 2＋a 3＋a 4＝－18，即⎩⎪⎨⎪⎧ －a 1q 2－a 1q 3＝a 1q 2，a 1q (1＋q ＋q 2)＝－18，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，q ＝－2. 故数列{a n }的通项公式为a n ＝3×(－2)n －1.(2)由(1)有S n ＝3[1－(－2)n ]1－(－2)＝1－(－2)n .若存在n ，使得S n ≥2 013，则1－(－2)n ≥2 013，即(－2)n ≤－2 012. 当n 为偶数时，(－2)n ＞0，上式不成立；当n 为奇数时，(－2)n ＝－2n ≤－2 012，即2n ≥2 012，则n ≥11.综上，存在符合条件的正整数n ，且n 的集合为{n |n ＝2k ＋1，k ∈N *，k ≥5}．[跟进训练]2．[解] (1)当n ＝1时，S 1＋a 1＝5×3－3＝12，所以a 1＝6；当n ≥2时，由S n ＋a n ＝5×3n －3①，得S n －1＋a n －1＝5×3n －1－3②，①－②得，2a n －a n －1＝10×3n －1，所以a n －2×3n ＝12(a n －1－2×3n －1)， 因为a 1＝6，所以a 1－2×31＝0，所以a n －2×3n ＝0，故数列{a n －2×3n }为常数列．(2)由(1)知，a n ＝2×3n ，所以b n ＝2×3n (4n 2－1)3n ＝24n 2－1＝12n －1－12n ＋1， 所以T n ＝b 1＋b 2＋b 3＋…＋b n＝⎝⎛⎭⎫1－13＋⎝⎛⎭⎫13－15＋⎝⎛⎭⎫15－17＋…＋⎝⎛⎭⎫12n －1－12n ＋1 ＝1－12n ＋1＝2n 2n ＋1. 【学以致用】1．C [由S 6－S 4＝a 6＋a 5＝6a 4得，(q 2＋q －6)a 4＝0，q 2＋q －6＝0，解得q ＝2或q ＝－3(舍去)，从而a 5＝a 2·23＝2×8＝16，故选C.]2．A [在等比数列{a n }中，S 5，S 10－S 5，S 15－S 10，…成等比数列，因为S 10∶S 5＝1∶2，所以S 5＝2S 10，S 15＝34S 5，得S 15∶S 5＝3∶4，故选A.] 3．－63 [法一：因为S n ＝2a n ＋1，所以当n ＝1时，a 1＝2a 1＋1，解得a 1＝－1， 当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2a n ＋1－(2a n －1＋1)，所以a n ＝2a n －1，所以数列{a n }是以－1为首项，2为公比的等比数列，所以a n ＝－2n －1，所以S 6＝－1×(1－26)1－2＝－63. 法二：n ≥2时，由S n ＝2a n ＋1得S n ＝2(S n －S n －1)＋1，∴S n ＝2S n －1－1，可得S n －1＝2(S n －1－1)．又S 1－1＝－2.∴{S n －1}是首项为－2，公比为2的等比数列，∴S 6－1＝－2×25＝－64，即S 6＝－63.]4．8 [设该等比数列的项数为2n ，依题意得S 奇＝a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 2n －1，S 偶＝a 2＋a 4＋a 6＋…＋a 2n ＝a 1q ＋a 3q ＋…＋a 2n －1q ＝q ·S 奇，∵S 偶＝2S 奇，∴q ＝2. 又中间两项为a n 和a n ＋1，则a n ＋a n ＋1＝a 1q n －1＋a 1q n ＝2n －1＋2n ＝3×2n －1＝24， ∴2n －1＝8＝23，∴n －1＝3，解得n ＝4，∴2n ＝8.]5．[解] 由等比数列前n 项和的性质，可知S 4，S 8－S 4，S 12－S 8，…，S 4n －S 4n －4，…成等比数列．由题意可知上面数列的首项为S 4＝2，公比为S 8－S 4S 4＝2， 故S 4n －S 4n －4＝2n (n ≥2)，所以a 17＋a 18＋a 19＋a 20＝S 20－S 16＝25＝32.。

人教版高中数学选择性必修第二册等比数列的前n 项和公式(第2课时)分层作业(原卷版)(50分钟100分)基础对点练基础考点分组训练知识点1等比数列前n 项和的性质1．(5分)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 n2．(5分)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 ．35B ．53C ．－35D ．－533.(5分)等比数列{a n }共有2n 项，它的全部项的和是奇数项的和的3倍，则公比q ＝________.4.(5分)在等比数列{a n }中，已知a 1＋a 2＋a 3＝1，a 4＋a 5＋a 6＝－2，则该数列的前15项的和S 15＝________.知识点2分组求和5．(5分)数列12，12＋14，12＋14＋18，…，12＋14＋…＋12n 的前n 项和为()A ．n ＋12nB ．n －1＋12nC ．n －1＋12n ＋1D ．n ＋12n－16．(5分)设{a n }为等比数列，{b n }为等差数列，且b 1＝0，c n ＝a n ＋b n ，若数列{c n }是1,1,2，…，则数列{c n }的前10项和为()A ．978B ．557C ．467D ．979知识点3等差数列与等比数列的综合问题7．(5分)已知数列{a n }是以2为首项，1为公差的等差数列，{b n }是以1为首项，2为公比的等比数列，则ab 1＋ab 2＋…＋ab 10＝()A ．1033B ．1034C ．2057D ．20588．(5分)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a1＝()A．2B．－2C．12D．－129．(5分)(多选)已知{a n}为等比数列，S n是其前n项和．若a2a3＝8a1，且a4与2a5的等差中项为20，则()A．a1＝－1B．公比q＝－2C．a4＝8D．S5＝31能力提升练能力考点拓展提升10.(5分)等比数列{a n}的前n项和为S n，若S3＝2，S6＝18，则S10S5等于()A．－3B．5C．－31D．3311．(5分)设等比数列的前n项和、前2n项和、前3n项和分别为A，B，C，则() A．A＋B＝C B．B2＝ACC．A＋B－C＝B2D．A2＋B2＝A(B＋C)12．(5分)已知等比数列{a n}的前n项和S n＝2n－1，则数列{log2a n}的前12项和等于() A．66B．55C．45D．613．(5分)已知{a n}是等比数列，若a1＝1，a6＝8a3，n项和为T n，则T5＝() A．3116B．31C．158D．15414.(5分)在等比数列{a n}中，公比q＝2，前n项和为S n，若S5＝1，则S10＝________.15.(5分)若等比数列{a n}的前n项和S n＝2×3n＋r，则r＝________.16.(12分)已知等差数列{a n}(n∈N*)的前n项和为S n，且a3＝5，S3＝9.(1)求数列{a n}的通项公式；(2)等比数列{b n}(n∈N*)，若b2＝a2，b3＝a5，求数列{a n＋b n}的前n项和T n.17.(13分)已知数列{a n}是等比数列，S n是其前n项的和，a1，a7，a4成等差数列，求证：2S3，S6，S12－S6成等比数列．人教版高中数学选择性必修第二册等比数列的前n 项和公式(第2课时)分层作业(解析版)(50分钟100分)基础对点练基础考点分组训练知识点1等比数列前n 项和的性质1．(5分)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 nD解析：在等比数列{a n }中，S n ＝a 1－a n q 1－q ＝1－a n ×231－23＝3－2a n .2．(5分)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 ．35B ．53C ．－35D ．－53D解析：设等比数列{a n }的公比为q ，则a 1＋a 2＋a 3＋a 4＝a 1(1＋q ＋q 2＋q 3)＝158，a 2a 3＝a 21q 3＝－98，∴1a 1＋1a 2＋1a 3＋1a 4＝＋1q ＋1q 2＋＝q 3＋q 2＋q ＋1a 1q 3＝a 1(q 3＋q 2＋q ＋1)a 21q3＝158－98＝－53.3.(5分)等比数列{a n }共有2n 项，它的全部项的和是奇数项的和的3倍，则公比q ＝________.2解析：设{a n }的公比为q ，由已知可得q ≠1，则奇数项也构成等比数列，其公比为q 2，首项为a 1，S 2n ＝a 1(1－q 2n )1－q ，S 奇＝a 1[1－(q 2)n ]1－q2.由题意得a 1(1－q 2n )1－q ＝3a 1(1－q 2n )1－q 2，∴1＋q ＝3，∴q ＝2.4.(5分)在等比数列{a n }中，已知a 1＋a 2＋a 3＝1，a 4＋a 5＋a 6＝－2，则该数列的前15项的和S 15＝________.11解析：∵S 3＝1，S 6－S 3＝－2，∴S 9－S 6＝4，S 12－S 9＝－8，S 15－S 12＝16，∴S 15＝S 3＋S 6－S 3＋S 9－S 6＋S 12－S 9＋S 15－S 12＝1－2＋4－8＋16＝11.知识点2分组求和5．(5分)数列12，12＋14，12＋14＋18，…，12＋14＋…＋12n 的前n 项和为()A ．n ＋12nB ．n －1＋12nC ．n －1＋12n ＋1D ．n ＋12n －1B解析：∵数列的通项a n ＝12＋14＋…＋12n ＝21－12＝1－12n ，∴前n 项和S n…＝n ＋14＋…＝n －1＋12n .6．(5分)设{a n }为等比数列，{b n }为等差数列，且b 1＝0，c n ＝a n ＋b n ，若数列{c n }是1,1,2，…，则数列{c n }的前10项和为()A ．978B ．557C ．467D ．979A解析：设等比数列{a n }的公比为q ，等差数列{b n }的公差为d .∵c n ＝a n ＋bn 1＋b 1＝1，2＋b 2＝1，3＋b 3＝2，1＝1，＝－1，＝2.∴c n ＝2n －1＋(1－n )．∴{c n }的前10项和为1－2101－2＋10×(0－9)2＝978.知识点3等差数列与等比数列的综合问题7．(5分)已知数列{a n }是以2为首项，1为公差的等差数列，{b n }是以1为首项，2为公比的等比数列，则ab 1＋ab 2＋…＋ab 10＝()A ．1033B ．1034C ．2057D ．2058A解析：∵a n ＝n ＋1，b n ＝2n －1，∴ab 1＋ab 2＋…＋ab 10＝a 1＋a 2＋a 4＋…＋a 29＝(1＋1)＋(2＋1)＋(22＋1)＋…＋(29＋1)＝10＋(1＋2＋22＋…＋29)＝10＋1－2101－2＝1033.8．(5分)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＝()A ．2B ．－2C ．12D ．－12D解析：∵S 1，S 2，S 4成等比数列，∴S 22＝S 1·S 4，∴(2a 1－1)2＝a 1·(4a 1－6)，∴a 1＝－12.9．(5分)(多选)已知{a n }为等比数列，S n 是其前n 项和．若a 2a 3＝8a 1，且a 4与2a 5的等差中项为20，则()A ．a 1＝－1B ．公比q ＝－2C ．a 4＝8D ．S 5＝31CD解析：∵a 2a 3＝8a 1，∴a 1q 3＝8，即a 4＝8.∵a 4＋2a 5＝40，∴a 4(1＋2q )＝40，∴q ＝2，a 1＝1.∴S 5＝1－251－2＝31.能力提升练能力考点拓展提升10.(5分)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 ．－3B ．5C ．－31D ．33D解析：设{a n }的公比为q ，∵S 3＝a 1·(1－q 3)1－q ＝2，S 6＝a 1·(1－q 6)1－q ＝18，∴1＋q 3＝9，∴q ＝2，∴S 10S 5＝1－q 101－q5＝1＋q 5＝33.11．(5分)设等比数列的前n 项和、前2n 项和、前3n 项和分别为A ，B ，C ，则()A ．A ＋B ＝C B ．B 2＝ACC ．A ＋B －C ＝B 2D ．A 2＋B 2＝A(B ＋C)D解析：∵S n ，S 2n －S n ，S 3n －S 2n 成等比数列，∴(S 2n －S n )2＝S n (S 3n －S 2n )，即(B －A)2＝A(C －B)，∴A 2＋B 2＝A(B ＋C)．12．(5分)已知等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2n －1，则数列{log 2a n }的前12项和等于()A ．66B ．55C ．45D ．6A解析：∵S n ＝2n －1，∴S n －1＝2n －1－1(n ≥2)，两式相减得a n ＝2n －1(n ≥2)．又a 1＝S 1＝1，∴a n ＝2n －1.∴log 2a n ＝n －1.∴{log 2a n }是等差数列，首项为0，公差为1.∴前12项和为66.13．(5分)已知{a n }是等比数列，若a 1＝1，a 6＝8a 3，n 项和为T n ，则T 5＝()A ．3116B ．31C ．158D ．154A解析：∵a 1＝1，a 6＝8a 3，∴q ＝2.1，公比为12，∴T 51－12＝3116.14.(5分)在等比数列{a n }中，公比q ＝2，前n 项和为S n ，若S 5＝1，则S 10＝________.33解析：∵S 5＝a 1(1－25)1－2＝1，∴a 1＝131.∴S 10＝a 1(1－210)1－2＝131×1023＝33.15.(5分)若等比数列{a n }的前n 项和S n ＝2×3n ＋r ，则r ＝________.－2解析：∵S n ＝2×3n ＋r ，∴当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2×3n －2×3n －1＝4×3n －1.当n ＝1时，a 1＝S 1＝6＋r .∵{a n }为等比数列，∴6＋r ＝4.∴r ＝－ 2.16.(12分)已知等差数列{a n }(n ∈N *)的前n 项和为S n ，且a 3＝5，S 3＝9.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)等比数列{b n }(n ∈N *)，若b 2＝a 2，b 3＝a 5，求数列{a n ＋b n }的前n 项和T n .解：(1)由S 3＝9，得3a 2＝9，所以a 2＝3.又因为a 3＝5，所以公差d ＝2.从而a n ＝a 2＋(n －2)d ＝2n －1.(2)由(1)可得b 2＝a 2＝3，b 3＝a 5＝9，所以公比q ＝3.从而b n ＝b 2q n －2＝3n －1，则a n ＋b n ＝(2n －1)＋3n －1，分组求和可得T n ＝n 2＋12(3n －1).17.(13分)已知数列{a n }是等比数列，S n 是其前n 项的和，a 1，a 7，a 4成等差数列，求证：2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列．证明：∵a 1，a 7，a 4成等差数列，∴2a 7＝a 1＋a 4，∴2q 6＝1＋q 3，∴q 3＝－12或q 3＝1.若q 3＝1，则2S 3＝6a 1，S 6＝6a 1，S 12－S 6＝6a 1.∴2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列．若q 3＝－12，则2S 3＝3a 11－q ，S 6＝34a 11－q ，S 12－S 6＝316a 11－q .34a 11－q 2＝3a 11－q ·316a 11－q ，即S 26＝2S 3·(S 12－S 6)，∴2S 3，S 6，S 12－S 6成等比数列．。