江苏省赣榆县智贤中学高中数学2.3.3.1等比数列的前n项和学案1(无答案)新人教版必修5
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1.1 正弦定理(1)一、我来学(一)知识要点1、 了解正弦定理的由来,掌握正弦定理的证明过程;2、 能利用正弦定理解决两类解斜三角形的问题,并注重解的个数的探究。
(二)探究1、如图,在ABC RT ∆中,用它的边表示: =A sin , =B sin , =C sin 。
2、通过1可发现A a sin 、B b sin 、Cc sin 间的大小关系是 。
3、对于任意的三角形,1的结论显然不成立,2的结论成立吗?请同学们选用某一三角形(如:ABC ∆中︒=∠30A ,︒=∠45B ,2=b )或利用电脑检验。
4、怎样证明3的结论?请同学们探究、讨论给出证明过程。
5、你感觉正弦定理应注意哪些方面。
6、尝试:8P 练习1二、我来做例1、如图,在ABC ∆中,A =︒30,C =︒100,a =10,求c b ,(精确到0.01)。
尝试:9P 练习2思考:通过例1,你能说明利用正弦定理解三角形时必须知道三角形的哪些条件? 例2、根据下列条件解三角形(1)a =1,3=b ,A =︒30(2) a =2,1=b ,A =︒45思考:通过例2利用正弦定理解三角形时,可能有两个解。
那么,当知道三角形的两角及一角的对边时,解的情况怎样呢?尝试:9P 练习3C a AB C三、我来练1、在ABC ∆中,A =︒30,C =︒45,a =10,则c = 。
2、在ABC ∆中,a =25,10=c ,A =︒30,则=b 。
3、在ABC ∆中,A =︒30,a =6,=b 4,则满足条件的ABC ∆有 个。
4、在ABC ∆中,若ba B A =tan tan ,则ABC ∆的形状为 。
5、在ABC ∆中,若Ab a sin 23=,则B = 。
6、在ABC ∆中,若c b a ++=30,且=C B A sin :sin :sin 4:5:6,则a = 。
7、在ABC ∆中,已知a =1,3=b ,A =︒30,求B,C ,c 。
听课随笔第13课时 等比数列的前n 项和(2)【学习导航】知识网络学习要求1. 进一步熟练掌握等比数列的通项公式和前n 项和公式;2. 了解杂数列求和基本思想,解决简单的杂数列求和问题。
【自学评价】1.常见的数列的前n 项的和: (1)=++++n 321=2)1(+n n 即∑=ni i 1=2)1(+n n(2)6)12)(1(12++=∑=n n n i ni(3)2132)1([+=∑=n n i ni 2. 有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列.若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,即能分别求和,然后再合并这种方法叫做分组求和法. 3.错位相减法:适用于{n a n b }的前n 项和,其中{}n a 是等差数列, {}n b 是等比数列; 4.裂项法:求{}n a 的前n 项和时,若能将n a 拆分为n a =n b -1+n b ,则111+=-=∑n nk kb b a5.倒序相加法6.在等比数列{}n a 中,当项数为偶数2n 时,S qS =偶奇;项数为奇数21n -时,1S a q S=+奇偶 【精典范例】【例1】求数列211+,412+,813+,...的前n 项和. 分析:这个数列的每一项都是一个等差数列与一个等比数列的对应项的和,因此可以分组求和法. 【解】=n S (211+)+(412+)+...+(n n 21+)=(1+2+3+...+n)+(n 21814121+++ )=.2112)1(n n n -++ 【例2】设数列{}n a 为231,2,3,4x x x , ,1n nx - ()0≠x 求此数列前n 项的和.分析:这个数列的每一项都是一个等差数列与一个等比数列的对应项的积,因此可以用错项相减法. 【解】2311234n n S x x x nx -=+++++ ①()231231n n nxS x x x n x nx -=++++-+ ②由①-②得()1n x S -211n n x x x nx -=++++- ,当1≠x 时,()nnn nx xx S x ---=-111xnx nx x n n n -+--=+111()xnx x n n n -++-=+1111()()21111x nx x n S n n n -++-=+ 当1=x 时,()214321n n n S n +=++++=追踪训练一1. 求和∑=+101)23(k k【答案】20762.求和132)12(7531--+++++=n n x n x x x S听课随笔 【答案】21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+ 3.若数列{}n a 的通项公式为n n na 2=,则前n 项和为( B ) A.n n S 211-= B.nn n nS 22121--=- C.⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n n S 211 D.n n n n S 22121+-=-4.数列1,211+,3211++,…,n+++ 211的前n 项和为( B )A.122+n nB. 12+n nC.12++n nD. 1+n n 5.求和1-2+3-4+5-6+…+(-1)n +1n . 【解】 设n =2k ,则(1-2)+(3-4)+…+[(2k -1)-(2k )]=-k =-2n 设n =2k -1,则(1-2)+(3-4)+…+[(2k -3)-(2k -2)]+2k -1=-(k -1)+2k -1=k =21+n∴1-2+3-4+5-6+…+(-1)n n +1=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-为奇数为偶数n n n n21 2 【选修延伸】【例3】已知数列{a n }中, a n +1=a n +2n , a 1=3,求a n .【解】 由a n +1=a n +2n得a n =a n -1+2n -1即⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-=-=---------22221233222111a a a a a a a a n n n n n n n n n∴a n -a 1=21)21(21---n =2n -2因此a n =2n -2+a 1=2n +1点评:利用数列的求和,可求出一些递推关系听课随笔4.定义“等和数列”:在一个数列中,如果每一项与它的后一项的和都为同一常数,那么这个数列叫做等和数列,这个常数叫做该数列的公和。
2.3.1等比数列概念(2)一、我来学(一)、知识要点1.掌握等比数列的通项公式的推导方法.2.掌握等比数列的通项公式,并能用公式解决一些简单问题3.体会等比数列与指数函数的关系(二)、情景与探究复习等比数列的定义,{}n a 是首项为1a ,公比为q 的等比数列,则q a a 12=;21123)(q a q q a q a a ===;312134)(q a q q a q a a ===; … … … … … … …你能写出它的第n 项n a 吗?能不能证明你的结论?思考:在等比数列通项公式中,若已知,,,5d n a 你能表示出n a ?能不能得到更一般的结论?如果已知d n a m ,,,你能表示出n a 么?总结:等比数列通项公式(1)_______________________________(2)_______________________________二、我来做例1. 在等比数列{n a }中,(1) 已知1a =3,2-=q ,求6a ; (2)已知160,2063==a a ,求n a例2. 在243和3中间插入3个数,使这5个数成等比数列,求插入的三个数。
例3. 已知等比数列{n a }的通项公式为n n a 23⨯=,求首项1a 和公比q 。
思考:一个数列{n a }的通项公式为n n a aq =,其中q a ,都是不为0的常数,那么这个数列一定是等比数列吗?例4:已知数列{}n a 为一个等差数列,证明{}n a c 是等比数列。
三、我来练1.在等比数列{}n a 中,(1)已知,972,494==a a 求n a (2)已知32415,6,15a a a a a 求=-=-2.如图,在边长为1的等边三角形ABC 中,连结各边中点得△111C B A ,再连接 △111C B A 的各边中点得△222C B A ,……如此继续下去,试证明数列A B C S ∆,111A B C S ∆,22A B C2S ∆,……是等比数列。
《数列》教学案教学案总:第(09)号:第()小组时间:课题等比数列的前项n和课型新授课第(1)课时学习目标1.掌握等比数列的前n项和公式及公式证明思路;2.会用等比数列的前n项和公式解决有关等比数列前n项和的一些简单问题.重点难点重点:等比数列的前n项和公式;等比数列的前n项和公式推导;难点:灵活应用公式解决有关问题。
导学过程(教材P55---P58)“情景自学——雏凤清声”(阅读教材自主思考解决)1、我国明代商人、珠算发明家程大位(1533-1606)所著的《算法统宗》中有用歌诀写出的等比数列问题:“远望巍塔七层,红光点点倍加增.共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”2、传说在古印度,有个名叫西萨的人发明了国际象棋,国王大为赞赏要奖励西萨,问他有什么要求,西萨说“请在棋盘第l个格子里放l颗麦粒在第2个格子里放2颗麦粒在第3个格子里放4颗麦粒在第4个格子里放8颗麦粒依此类推,每个格子里放的麦粒数都是前一格子里所放麦粒数的2倍,直到第64个格子请给我足够粮食来实现上述要求!”【问题一】:在上述的生活故事中,体现了一个什么样的数学问题?你能用相关知识解决这个我问题吗?①;②;〖♣〗复习回顾:1、数列前n项和的定义是什么?;2、等差数列的数列前n项和公式是什么?;3、等比数列的通项公式是什么?;“合作互学——群凤和鸣”(师生、生生合作完成)〖♣〗探求新知:【问题一】:等比数列前项和公式推导:q(q≠.已知数列{}n a是等比数列,且首项为1a,公比为)1推导方法一:(错位相减法)推导方法二:(拆项法)【问题二】:等比数列前项和公式的应用:1、已知数列{}n a是等比数列,请完成下表:题号a1q n a n s n① 2 1 10②27 (q>0) 91243③ 3 2 96④ 2 7 3812、某商场今年销售计算机5000台,如果平均每年的销售量比上一年的销售量增加10%,那么从今年起,大约几年可使总销售量达到30000台(结果保留到个位)?“展示激情——凤举鸾翔”(小组代表展示)【问题三】:你现在能用以上所学的知识解决下列问题,并勇敢地展示出你的解答吗?1、求等比数列12,14,18,…的前8项的和.2、等比数列中,33139,.22a S a q ==,求及3、在等比数列{}n a 中,前n 项和为n S ,若105S =,2015S =,求30S .“提升引领——凤翔九天”(师、生归纳小结)1.等比数列前n 项和推导法:由等比数列的定义,32121n n a a a q a a a -====,利用合比定理: ;2.等比数列{}n a 前n 项和公式为n S ; 2.等比数列{}n a 通项公式、前n 项和公式中有1,,,,n n a d n a S 等五个元素,在已知三个元素时,可以求另二个元素.即知三求二.3.错位相减法求和:若{}n a 成等差数列(公差为d ),{}n b 成等比数列(公比1q ≠),则数列{}n n a b 的前n 项和可错位相减法求:【巩固演练】:1.设{an}为等比数列,Sn=a1+…an,则在数列{Sn} 中( ) A.任何一项均不为零 B.必有一项为零C.至多有一项为零D.或有一项为零,或有无穷多项为零。
2.3.3 等比数列前n 项和(1)教学目标: 1. 掌握等比数列的前n 项和公式及公式证明思路;2. 会用等比数列的前n 项和公式解决有关等比数列前n 项和的一些简单问题..教学重点:等比数列的前n 项和公式推导与灵活应用公式解决有关问题.教学难点:等比数列的前n 项和公式的推导.教学过程一、问题情境我们已经学习了等比数列的概念与通项公式,与等差数列类似.下面,我们应该研究什么问题呢?求等比数列前n 项和.问题:如何求一个等比数列前n 项和呢?已知等比数列{a n }的第1项1a 、公比为q ,求该数列的前n 项和是S n ,即=n S 123n a a a a ++++.研究问题疏理: 有哪些条件呢?{a n }是等比数列是什么意思?1n n a a q -=或32121n n a a a q a a a -===. 要求什么呢?求该数列的前n 项和是S n 是什么意思?用1a ,q ,n 表示S n . 让我们为难的是什么?项数多,运算次数多,无法算.如何求呢?请同学们思考.二、学生活动老师巡视,请学生上黑板板演.思路一:错位相减法.22111111n n n S a a q a q a q a q --=+++++得2211111123111111n n n n n n S a a q a q a q a q qS a q a q a q a q a q---⎧=+++++⎪⎨=+++++⎪⎩两式相减得:11(1)n n q S a a q -=-,当1≠q 时,q q a S n n --=1)1(1 或11n n a a q S q-=- 当q =1时,1na S n =评:再构造一个等式,两式相减.特点:每一项都是前一项的q 倍,原式乘以q 后,相当于各项向后移了一位,两式右边有n -1项相同,相减后减少项数. 思路二:32121n n a a a q a a a -===, 等比定理:23121n n a a a q a a a -+++=+++,即1n n nS a q S a -=- ∴11(1)n n q S a a q -=-,注:由11(1)n n q S a a q -=-的左边,(1)n n n q S S qS -=-,可看出需用S n 减去n qS ,也可引出错位相减法.思路三:22111111n n n S a a q a q a q a q --=+++++=2211(1)n n a q q q q --+++++ 只要求S n =2211n n q q q q --+++++即可.转化 角度一:错位相减法;角度二:S n =2212211(1)n n n q q q q q q q q ---+++++=+++++=1+ q S n -1S n 11()n n q S q -=+-,解出S n 。
..专业.2.3.3等比数列前n 项和(1) 第 18 课时一、学习目标 〔1〕掌握等比数列的前n 项和公式及公式证明思路;〔2〕会用等比数列的前n 项和公式解决有关等比数列前n 项和的一些简单问题.二、学法指导推导等比数列前n 项和公式的方法称为错位相减法。
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 ++++,由12311n n n n S a a a a a a q-=++++⎧⎨=⎩ 得2211111123111111n n n n n n S a a q a q a q a q qS a q a q a q a q a q---⎧=+++++⎪⎨=+++++⎪⎩ ∴11(1)n n q S a a q -=-,当1≠q 时,qq a S n n --=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各三个可求第四个;〔2〕注意求和公式中是n q ,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.三、课前预习1.等比数列的前n 项和:等比数列{}n a 中123,,,,n a a a a 的和,即=n S 123n a a a a ++++2. 推导等比数列前n 项和公式的方法:------------------------3.等比数列前n 项和公式:---------------------------------------------------------------------三、课堂探究如何推导等比数列前n 项和公式的方法四.数学运用例1.求等比数列{}n a 中,〔1〕;14a =-,12q =,求10S ;〔2〕;11a =,243k a =,3q =,求k S ...专业.例2.求等比数列{}n a 中,372S =,6632S =,求n a ;例3.求数列11111,2,3,,,2482n n ++++的前n 项和.例4.〔选讲〕设{}n a 是等比数列,求证:232,,n n n n n S S S S S --成等比数列.四、巩固训练 〔一〕当堂练习〔52页书后练习〕 〔二〕课后作业选做1.{a n }为等比数列,前n 项和为S n ,248=a a ,S 4=4,求S 8 2.在等比数列{}n a 中,n S 表示该数列的前n 项和,假设1049S =,20112S =,求30S五、反思总结。
2.3.3 等比数列的前n项和第1课时等比数列的前n项和(教师用书独具)●三维目标1.知识与技能(1)掌握用“错位相减”的方法推导等比数列前n项和公式;(2)掌握等比数列的前n项和的公式,并能运用公式解决简单的实际问题;(3)综合运用等比数列的定义、通项公式、性质及前n项和公式解决相关问题.2.过程与方法(1)经历等比数列前n项和的推导与灵活应用,并能在具体的问题情境中发现等比关系建立数学模型、解决求和问题;(2)从“错位相减法”这种算法中,体会“消除差别”,培养化简的能力;(3)通过公式的推导过程,提高学生的建模意识及探究问题、分析与解决问题的能力,体会公式探求过程中从特殊到一般的思维方法,渗透方程思想、分类讨论思想及转化思想,优化思维品质.3.情感、态度与价值观通过经历对公式的探索,激发学生的求知欲,鼓励学生大胆尝试、勇于探索、敢于创新,磨练思维品质,从中获得成功的体验,感受思维的奇异美、结构的对称美、形式的简洁美、数学的严谨美.●重点、难点重点:等比数列的前n项和公式的推导及其简单应用.难点:等比数列的前n项和公式的推导.等比数列的前n项和公式的推导过程中蕴含了分类讨论、递推、转化等重要思想,是解决一般数列求和问题的关键.虽然在此之前,已经学习了等差数列的前n项和,但是两者相似度低,不能通过类比得到.同时,错位相减法是第一次出现,学生不容易理解,为此,要注意引导学生分析等比数列的性质和通项公式,关注相邻项的变化特点,引出错位相减法.(教师用书独具)●教学建议学生在学习本节内容之前已经学习等差、等比数列的概念和通项公式,等差数列的前n 项和的公式,具备一定的数学思想方法,能够就本节的内容展开思考,而且学生在情感上也具备了学习新知识的渴求.从学生的思维特点看,很容易把本节内容与等差数列前n项和从公式的形成、特点等方面进行类比,这是积极因素,应因势利导;但也是不利因素,因本节公式的推导与等差数列前n项和公式的推导有着本质的不同,这对学生的思维是一个突破.另外,对于q=1这一特殊情况,学生往往容易忽视,尤其是在后面使用的过程中容易出错,应特别提醒学生注意.本节课是公式推导课,建议可采用探究式教学方法.在教学中以学生的分组讨论和自主探究为主,辅之以启发性的问题诱导点拨,充分体现学生是主体,教师服务于学生的思路.●教学流程回顾等比数列有关概念、通项公式,引导学生思考如何求一个等比数列的前n项和.⇒引导学生自主写出一般的等比数列的前n项,探寻相邻项之间的变化特点,引出错位相减法.⇒引导学生用错位相减法推导等比数列的前n项和公式,推导完成后提醒学生关注q=1这一特殊情况.⇒结合具体数列,引导学生观察、探寻等比数列前n项和满足的性质.⇒通过例1及其互动探究使学生掌握等比数列前n项和公式的应用方法.⇒通过例2及其变式训练使学生掌握等比数列前n项和性质的应用.⇒通过例3及其变式训练使学生掌握运用等比数列前n项和公式解实际应用题的方法.⇒归纳整理进行课堂小结,整体认识本节课所学知识.⇒完成当堂双基达标,巩固所学知识,并进行反馈矫正.(对应学生用书第34页)已知等比数列{a n},公比为q,S n是其前n项和,则S n=a1+a2+…+a n=a1+a1q+…+a1q n-1.1.若q=1,则S n与a n有何关系?【提示】S n=na1.2.若q≠1,你能用a1,q直接表示S n吗?如何表示?【提示】∵S n=a1+a1q+a1q2+…+a1q n-1,①所以两边同乘以q ,可得qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1+a 1q n .②①-②得(1-q )S n =a 1-a 1q n,∴当q ≠1时,S n =a 11-q n1-q .S n =⎩⎪⎨⎪⎧a 11-q n1-q =a 1-a n q 1-q ,q ≠1na 1.q =1等比数列前n 项和的性质【问题导思】等比数列{a n }前n 项和为S n ,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n (q =-1且n 为偶数时除外)有何关系?【提示】 也为等比数列.证明如下:设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,当q =1时,S n =na 1,S 2n =2na 1,S 3n =3na 1. 显然S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列.当q ≠1时,S n =a 11-q n 1-q ,S 2n =a 11-q 2n1-q ,S 3n =a 11-q 3n1-q.则S 2n -S n =a 1q n -q 2n 1-q =a 1q n 1-q n1-q ,S 3n -S 2n =a 1q 2n -q 3n 1-q =a 1q 2n 1-q n1-q.∴(S 2n -S n )2=a 21q2n 1-q n 21-q2, S n (S 3n -S 2n )=a 11-q n 1-q ·a 1q 2n 1-q n1-q=a 21q 2n 1-q n 21-q2. ∴S n ·(S 3n -S 2n )=(S 2n -S n )2,∴S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列.已知等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,则(1)若S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k 均不为0,则S k ,S 2k -S k ,S 3k -S 2k 成等比数列;(2)若{a n }共2n (n ∈N *)项,则S 偶S 奇=q .(对应学生用书第34页)在等比数列{a n }中:(1)已知a 1=-1.5,a 7=-96,求q 和S n ; (2)已知q =12,S 5=-318,求a 1和a n ;(3)已知a 1=2,S 3=26,求q 和a n .【思路探究】 解决本题可由通项公式或前n 项和公式列出基本量a 1,q 的方程或方程组,先求a 1,q 再求其他量.【自主解答】 (1)∵a 7=a 1q 6,∴q 6=a 7a 1=-96-1.5=26,∴q =±2.当q =2时,S n =-1.5×1-2n1-2=32-3×2n -1; 当q =-2时, S n =-1.5×[1--2n]1+2=-12+(-1)n ×2n -1.综上所述,当q =2时,S n =32-3×2n -1;当q =-2时,S n =-12+(-1)n ×2n -1.(2)∵S 5=a 1×1-q 51-q =-318,且q =12,∴a 1=-2,∴a n =a 1qn -1=(-2)×(12)n -1=-22-n .∴a 1=-2,a n =-22-n.(3)由a 1=2,S 3=26,∴q ≠1,∴S 3=21-q 31-q=26,∴1-q1+q+q21-q=13,即q2+q-12=0,解得q=-4或3.当q=-4时,a n=a1q n-1=2×(-4)n-1=(-1)n-1×22n-1.当q=3时,a n=a1q n-1=2×3n-1.综上所述,当q=-4时,a n=(-1)n-1×22n-1;当q=3时,a n=2×3n-1.1.在等比数列中,对于a1,q,n,a n,S n五个量,若已知其中三个量就可求出其余两个量,常常列方程组来解答问题,有时会涉及高次方程或指数方程,求解可能遇到困难,这时要注意表达式有什么特点,再采取必要的数学处理方法.2.在解决与前n项和有关的问题时,首先要对公比q=1或q≠1进行判断,若两种情况都有可能,则要分类讨论.若本例(2)中的条件不变,如何求数列{a n }的前n 项和S n 呢?【解】 ∵S 5=a 1×1-q 51-q =-318且q =12,∴a 1=-2,∴S n =a 1×1-qn1-q=-2×[1-12n]1-12=-4×[1-(12)n]=4·(12)n -4=(12)n -2-4.等比数列前n 项和性质的应用各项均为正数的等比数列{a n }的前n项和为S n ,若S 10=10,S 30=70,求S 40.【思路探究】 本题可用基本量法先求a 1,q 再求S 40,也可利用等比数列前n 项和的性质求解.【自主解答】 法一 设{a n }的首项为a 1,公比为q ,且由条件可知q ≠1,则⎩⎪⎨⎪⎧a 11-q 101-q=10, ①a 11-q 301-q=70. ②由①÷②得q 10=2或q 10=-3(舍去), 将其代入①,得a 11-21-q=10.∴a 11-q =101-2=-10. ∴S 40=a 11-q(1-q 40)=-10×(1-24)=150.法二 ∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,S 40-S 30仍成等比数列. 又S 10=10,S 30=70,∴(S 20-S 10)2=S 10·(S 30-S 20). ∴(S 20-10)2=10(70-S 20),∴S 220-10S 20-600=0, ∴S 20=30或S 20=-20. ∵{a n }各项均为正数,∴S 20=30,∴10,20,40,S 40-70成等比数列, ∴S 40-70=80,∴S 40=150.1.本例中,两种解法相比较,法二的计算量较小,显示出利用等比数列前n 项和性质的优越性.2.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…成等比数列(q =-1且n 为偶数时除外),这一性质可直接使用.一个等比数列的首项为1,项数是偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求此数列的公比和项数.【解】 法一 设等比数列的公比为q ,项数为2n (n ∈N *),由已知a 1=1,q ≠1,有⎩⎪⎨⎪⎧1-q2n1-q 2=85, ①q1-q2n1-q2=170. ②②÷①得q =2,将q =2代入①得1-4n1-4=85,∴4n=256,n =4,∴公比q =2,项数为8. 法二 设公比为q (q ≠1),项数为2n . 由等比数列前n 项和的性质可知S 偶S 奇=q . ∴q =17085=2.又S 2n =170+85=a 11-q 2n1-q,∴1-22n1-2=255. ∴n =4,项数为8.等比数列前n 项和公式的实际应用在一次人才招聘会上,A 、B 两家公司分别开出的工资标准:A 公司允诺第一年月工资为1 500元,以后每一年月工资比上一年月工资增加230元;B 公司允诺第一年月工资为2 000元,以后每年月工资在上一年月工资基础上递增5%.设某人年初被A 、B 两家公司同时录取,试问:(1)若该人分别在A 公司或B 公司连续工作n 年,则他在第n 年的月工资收入分别是多少?(2)该人打算在一家公司连续工作10年,仅从工资收入总量作为应聘标准(不计其他因素),该人应该选择哪家公司?为什么?【思路探究】 从题意出发,从条件中提取有用的信息.A 公司第n 年的月工资构成等差数列,B 公司第n 年的月工资构成等比数列,分别计算出前10项和,比较可得结果.【自主解答】 (1)设该人在A 、B 两家公司第n 年的月工资分别为a n 、b n . 由已知,得{a n }构成等差数列,以1 500为首项,230为公差,a n =230n +1 270. {b n }构成等比数列,以2 000为首项,以(1+5%)为公比,b n =2 000(1+5%)n -1.(2)若该人在A 公司连续工作10年,则他的工资收入总额为S 10=12(a 1+a 2+…+a 10)=12×[10×1 500+1010-12×230]=304 200(元); 若该人在B 公司连续工作10年,则他的工资收入总额为S ′10=12(b 1+b 2+…+b 10)=12×2 0001-1.05101-1.05≈301 869(元).由于在A 公司总收入多,因此该人应选择A 公司.1.本例解题的出发点是构造出两个数列,一个等差另一个等比,通过求两个数列的前n 项和,比较得出结论.2.在解数列应用题时,不要被题目的设计背景所干扰.解答时要注意对数列进行辨析,分清等差数列与等比数列的不同表示语句,从而更好的解决问题.一件家用电器,现价2 000元,实行分期付款,每期付款数相同,购买后一个月付款一次,共付12次,一年后还清,月利率为0.8%,按复利计算,那么每期应付款多少元?(精确到0.01元)【解】 设每期应付款x 元,则第1期付款后欠款2 000×(1+0.008)-x , 第2期付款后欠款(2 000×1.008-x )×1.008-x =2 000×1.0082-1.008x -x , ……因为第12期付款后欠款为0,所以2 000×1.00812-(1.00811+1.00810+…+1)x =0, 故x =2 000×1.008121.00812-11.008-1≈175.46(元) ,即每期应付款约为175.46元.(对应学生用书第36页)应用等比数列求和公式时,忽略q=1的情况致错等比数列{a n}的前n项的和与积分别为S和T,数列{1a n }的前n项和为S′,求证T2=(SS′)n.【错解】由题意可设数列{a n}的首项为a1,公比为q,则数列{1a n }的首项为1a1,公比为1q,所以S =a 11-q n 1-q ,T =a n 1q 1+2+…+(n -1)=a n 1q n n -12, S ′=a -111-q -n1-q -1=q n -1a 1q n -1q -1, 所以(S S ′)n =(a 21q n -1)n =[a n1·q n n -12]2=T 2, 即T 2=(S S ′)n. 【错因分析】 由题设无法判断q 与1的关系,以上证法,漏掉了公比q =1的情形,故导致错误.【防范措施】 对于公比为q ,首项为a 1的等比数列,其前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 11-q n 1-q=a 1-a n q1-q ,q ≠1.当q =1时,此类数列为常数列(各项均不为0),其前n项和为na 1,故解决此类问题时要细心,一般来说,只要题目中含有字母,就有可能要讨论,否则容易漏解.【正解】 由题意可设数列{a n }的首项为a 1,公比为q , 则数列{1a n }是首项为1a 1,公比为1q的等比数列.当q =1时,S =na 1,T =a n1,S ′=n a 1, 所以(S S ′)n =a 2n 1=T 2,所以T 2=(S S ′)n ; 当q ≠1时,S =a 11-q n 1-q ,T =a n 1q 1+2+…+(n -1)=a n 1q n n -12,S ′=a -111-q -n1-q -1=q n -1a 1q n -1q -1, 所以(S S ′)n =(a 21q n -1)n =[a n 1q n n -12]2=T 2, 即T 2=(S S ′)n. 综上可知T 2=(S S ′)n.1.基础知识:(1)等比数列前n项和公式;(2)等比数列前n项和公式与函数关系;(3)等比数列前n项和性质.2.基本技能:(1)等比数列前n项和公式的应用;(2)等比数列前n项和性质的应用;(3)运用等比数列前n项和公式解决实际问题.3.思想方法:(1)方程思想;(2)函数思想.(对应学生用书第36页)1.等比数列{a n }的公比q =2,首项a 1=1,则S n 等于________. 【解析】 q ≠1,直接使用等比数列求和公式,得S n =a 11-q n 1-q =1-2n1-2=2n-1.【答案】 2n-12.设等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 2=________. 【解析】 设等比数列首项为a 1,∵q =2, ∴由前n 项和公式得S 4=a 11-241-2=15a 1.又a 2=a 1·q =2a 1,∴S 4a 2=15a 12a 1=152.【答案】1523.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2=4,S 4=40,则S 6=________. 【解析】 由等比数列前n 项和性质:S 2,S 4-S 2,S 6-S 4也成等比数列, ∴(S 4-S 2)2=S 2(S 6-S 4) ∴362=4(S 6-40),S 6=364.【答案】 3644.设等比数列{a n }的公比q <1,前n 项和为S n ,已知a 3=2,S 4=5S 2,求{a n }的通项公式.【解】 由题设知a 1≠0,S n =a 11-q n1-q ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=2, ①a 11-q 41-q=5×a 11-q 21-q . ②由②得1-q 4=5(1-q 2), (q 2-4)(q 2-1)=0,(q -2)(q +2)(q -1)(q +1)=0. 因为q <1,所以q =-1或q =-2. 当q =-1时,代入①得a 1=2, 通项公式为a n =2×(-1)n -1(n ∈N *);当q =-2时,代入①得a 1=12,通项公式为a n =12×(-2)n -1(n ∈N *).(对应学生用书第90页)一、填空题1.在等比数列{a n }中,公比q =-2,S 5=22,则a 1的值等于________. 【解析】 由等比数列前n 项和公式S 5=a 1[1--25]1--2=22,∴33a 1=3×22,∴a 1=2.【答案】 22.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,则公比q 等于________.【解析】 ∵a 1=3,S 3=21,∴q ≠1. 由等比数列前n 项和公式, S 3=31-q 31-q=31-q1+q +q 21-q=3q 2+3q +3=21,∴q 2+q -6=0,∴q =2或q =-3. 又∵各项都为正数,∴q =2. 【答案】 23.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 =________. 【解析】 ∵S 3n ≠3S n ,∴q ≠1.由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q n -1q -1=2, ①a1q 3n-1q -1=14, ②②÷①整理得(q n+3)(q n-2)=0,则q n=2(q n=-3舍去),∴a 1q -1=2,S 4n =a 1q -1(q 4n-1)=30.【答案】 304.设{a n }是公差不为0的等差数列,a 1=2,且a 1,a 3,a 6成等比数列,则{a n }的前n 项和S n 等于________.【解析】 设数列{a n }的公差为d (d ≠0),则有(2+2d )2=2(2+5d ),即4d 2-2d =0.又d ≠0,所以d =12,所以S n =2n +n n -12×12=14n 2+74n .【答案】 14n 2+74n5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =a 13n -12(n ≥1),且a 4=54,则a 1=________. 【解析】 由数列{a n }的前n 项和S n =a 13n -12(n ≥1),则a 4=S 4-S 3=a 181-12-a 127-12=27a 1,且a 4=54,则a 1=2.【答案】 26.已知等比数列{a n }满足a n >0,n =1,2,…,且a 5·a 2n -5=22n(n ≥3),则当n ≥3时,log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+…+log 2a 2n -1=________.【解析】 由等比数列的性质知a 1·a 2n -1=a 2·a 2n -2=…=a n -1·a n +1=a 2n =a 5·a 2n -5=22n,∴log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+…+log 2a 2n -1 =log 2(a 1·a 2·a 3·…·a 2n -1)=log 2(2n )2n -1=n (2n -1).【答案】 n (2n -1)7.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6=________.【解析】 设公比为q ,则S 6S 3=1+q 3S 3S 3=1+q 3=3,所以q 3=2,于是S 9S 6=1+q 3+q 61+q3=1+2+41+2=73.【答案】 738.已知等比数列{a n }中a 2=1,则前3项的和S 3的取值范围是________.【解析】 ∵{a n }是等比数列,∴设数列{a n }的公比为q (q ≠0).又∵a 2=1,∴a 1=1q,a 3=q ,∴S 3=a 1+a 2+a 3=1q+1+q ,∴q 2+(1-S 3)q +1=0,∴Δ=(1-S 3)2-4≥0,∴S 3≤-1或S 3≥3.综上可知S 3的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).【答案】 (-∞,-1]∪[3,+∞) 二、解答题9.(2013·临沂高二检测)已知等比数列{a n }前n 项之和为S n ,若S 4=-20,S 8=-1 640,求a 1和q .【解】 (1)当q =1时,S 4=4a 1=-20,∴a 1=-5;S 8=8a 1=-1640,∴a 1=-205,∴无解.(2)当q ≠1时,S 4=a 11-q 41-q =-20,S 8=a 11-q 81-q=-1640,∴1-q81-q 4=82,∴q =±3 当q =3时,由a 11-341-3=-20,∴a 1=-12;当q =-3时,由a 1[1--34]1-3=-20,∴a 1=1.综上:⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-12,q =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =-310.(2013·扬州检测)已知{a n }是公差不为零的等差数列,a 1=-10,且a 2,a 4,a 5成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a >0,求数列{aa n +12}的前n 项和S n . 【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d (d ≠0).因为a 1=-10,a 2,a 4,a 5成等比数列,所以(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+4d ), 即(-10+3d )2=(-10+d )(-10+4d ), 解得d =2或d =0(舍).所以a n =-10+(n -1)×2=2n -12. (2)由(1)知,a n =2n -12, 所以aa n +12=a 2n (a >0).当a =1时,数列{aa n +12}的前n 项和S n =n ; 当a ≠1时,令b n =aa n +12=a 2n(a >0),则b n +1=a2n +2,所以b n +1b n =a 2n +2a2n =a 2(n ∈N *),故{b n }为等比数列,所以{b n }的前n 项和S n =a 21-a 2n1-a2. 11.(2013·泗阳检测)已知等差数列{a n }的公差d <0,a 1=3,前n 项和为S n ,{b n }为等比数列,b 1=1,且b 2S 2=64,b 3S 3=960.(1)求a n 与b n ; (2)求S n 的最大值.【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,等比数列{b n }的公比为q ,则a n =3+(n -1)d ,b n =q n -1.依题意有⎩⎪⎨⎪⎧S 3b 3=9+3d q 2=960,S 2b 2=6+dq =64,解得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,q =8(舍去)或⎩⎪⎨⎪⎧d =-65,q =403,故a n =3+(n -1)×(-65)=-65n +215,b n =(403)n -1.(2)S n =-35n 2+185n =-35(n -3)2+275,∴当n =3时,S n 有最大值为275.(教师用书独具)已知数列{log 2(a n -1)}(n ∈N *)为等差数列,且a 1=3,a 3=9. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证1a 2-a 1+1a 3-a 2+…+1a n +1-a n<1. 【思路探究】 由数列{log 2(a n -1)}(n ∈N *)为等差数列,求出a n ,从而求出a n +1-a n .【自主解答】 (1)设等差数列{log 2(a n -1)}的公差为d , 由a 1=3,a 3=9,得2(log 22+d )=log 22+log 28, ∴d =1.∴log 2(a n -1)=1+(n -1)×1=n ,即a n =2n+1. (2)证明:∵1a n +1-a n =12n +1-2n =12n ,∴1a 2-a 1+1a 3-a 2+…+1a n +1-a n =121+122+123+…+12n =12-12n ×121-12=1-12n <1.先求出{a n }的通项公式是解题的关键,然后进一步求出a n +1-a n ,最后运用等比数列的前n 项和公式证明不等式成立.设数列{b n }的前n 项和为S n ,且b n =2-2S n ,数列{a n }为等差数列,且a 5=14,a 7=20. (1)求数列{b n }的通项公式;(2)若c n =a n ·b n ,n =1,2,3,…,T n 为数列{c n }的前n 项和,求证T n <72.【解】 (1)由b n =2-2S n ,令n =1,则b 1=2-2S 1,又S 1=b 1,所以b 1=23.b 2=2-2(b 1+b 2),则b 2=29.当n ≥2时,由b n =2-2S n ,可得b n -b n -1=-2(S n -S n -1)=-2b n ,即b n b n -1=13, 所以{b n }是以b 1=23为首项,13为公比的等比数列,于是b n =2·13n .(2)证明:由数列{a n }为等差数列,a 5=14,a 7=20,可得公差d =12(a 7-a 5)=3,可得a n =3n -1.从而c n =a n ·b n =2(3n -1)·13n ,∴T n =2[2·13+5·132+8·133+…+(3n -1)·13n ]=72-72·13n -n 3n -1<72. 拓展例说函数思想在数列中的应用数列是一类特殊的函数,即数列是定义在正整数集N *或其子集{1,2,…,n }上的函数.对于等差数列{a n },其通项公式a n 为关于n 的一次函数,因此其图象是一直线上的离散点;其前n 项和S n 为关于n 的二次函数,且常数项为0(公差不为0),故其图象是一抛物线上的离散点.对于等比数列的通项公式a n =a 1q n -1=a 1q q n ,前n 项和的公式S n =a 11-q n 1-q =a 11-q-a 11-qq n (q ≠1),都具有类似于指数函数的结构特点,所以,它们的图象都是指数函数图象上的离散点.已知数列{a n }是等差数列,若S n =10,S 2n =50,求S 3n .【解】 由条件知数列{S nn }是等差数列,故(n ,S n n ),(2n ,S 2n 2n ),(3n ,S 3n3n)三点共线, 所以502n -10n 2n -n =S 3n 3n -10n 3n -n.解得S 3n =120.数列{a n }中,a n +1=2a n +2n +1,a 1=2,求a n .【解】 ∵a n +1=2a n +2n +1,∴a n +12n +1=a n 2n +1,∵数列{a n2n }为等差数列,且公差为1,由通项公式得a n 2n =a 12+(n -1)×1=n ,∴a n =2nn (n ∈N *).注:例1说明等比数列S n 是常数项为0的二次函数,S n n是一次函数.例2是经过函数变换,将原问题转化为等比数列和等差数列问题后再来求解的.。
2.1数列的概念和简单表示(2)一、我来学(一)知识要点1、了解数列的递推公式含义,能根据数列递推公式写出数列中的项;2、掌握如何根据数列的前n 和确定数列的通项公式。
(二)回顾1、数列{n a }的通项公式n a =n n -+11,则174+是该数列的第 项。
2、已知数列{n a }的通项公式n a =1242--n n ,则4a = ,7a = ,65是它的第几项;数列{n a }从第几项起数列的各项都为正;数列{n a }中第 项的值最小,是 。
3、数列{n a }中n a =10092--n n ,则数列{n a }的最小项是 。
4、写出下列数列的通项公式(1)2, -5, 10,-17, (2)32,154,356,638,… (3)21,2,29,8,25,… (4)0.5, 0.55, 0.555,0.5555,…(5)211,413,815,1617,… (三)探究1、已知数列{n a }中,1a =1,1+n a =n a +2,那么这个数列的每一项是否都可以写出来?2、数列的递推公式:如果数列的任意一项n a 与其他某些项之间的关系可以用一个公式表达出来,则这个公式叫做数列{n a }的递推公式。
请思考数列的递推公式有何作用?3、数列的前n 项的和记为n S ,即+++=321a a a S n …+n a ,那么n a 与n S 之间有怎样的关系?二、我来做例1、(1)若数列{n a }中,1a =2,且各项满足1+n a =21-n a ,写出数列的前四项。
(2)若数列{n a }中,1a =1,2a =4,且各项满足2+n a =n n a a 21++,则26是该数列的第几项?例2、已知数列{n a }的前n 项的和n S =23-n ,求该数列的通项公式。
例3、已知数列{n a }的前n 项的和n S =221-+n ,(1) 求该数列的通项公式;(2) 设1+=n n a b +n a ,求数列{n b }的通项公式。
2.2.3等差数列的前n 项和(1)一、我来学(一)、知识要点1.掌握等差数列前n 项和公式及其获取思路.2.会用等差数列的前n 项和公式解决一些简单的与前n 项和有关的问题(二)、情景与探究首先回忆一下前几节课所学主要内容:1.等差数列的定义:2.等差数列的通项公式:3.等差中项:4.数列的前n 项和:数列{}n a 中,n a a a a ++++ 321称为数列{}n a 的前n 项和,记为n S . 问题: 如何求等差数列{}n a 的前n 项和n S ?应该怎么推导?二、我来做例1、等差数列-10,-6,-2,2,…前多少项的和是54?例2.在等差数列{}n a 中,⑴已知43,7101-==a a ,求10S ⑵已知3,41==d a ,求10S例3.在等差数列{}n a 中,已知215,23,21-===n n S a d ,求1a 和n例4.已知一个等差数列的前10项的和是310,前20项的和是1220, 求第21项到第30项的和.三、我来练1.已知等差数列的前n 项和为a ,前n 2项和为b ,求前n 3项和.2.一个等差数列的前10项和为100,前100项和为10,求它的前110项和3. 求集合{}100*,7|<∈==m N n n m m M 且的元素个数,并求这些元素的和4.某剧场有20排座位,后一排比前一排多2个座位,最后一排有60个座位,这个剧场共有多少个座位?5.在等差数列{}n a 中,⑴已知101,3501==a a ,求50S ⑵已知2,1001-==d a ,求50S⑶已知2,1015=-=d a ,求20S ⑷已知24,895==a a ,求n S6.在等差数列{}n a 的通项公式是32+=n a n ,求它的前n 项的和.7.在等差数列{}n a 中,⑴已知999,54,201===n n S a a ,求n d , ⑵已知629,37,31===n S n d ,求n a a ,1 ⑶已知5,61,651-=-==n S d a ,求n a n , ⑷已知,10,15,2-===n a n d 求n S a ,18.已知等差数列{}n a 的前4项和为2,前9项和为-6,求它的前n 项和.。
2.3.3.1等比数列的前n 项和(1)
一、我来学
(一)、知识要点
(1)通过教学使学生掌握等比数列前 项和公式的推导过程,并能初步运用这一方法求一些数列的前 项和.
(2)通过公式的推导过程,培养学生猜想、分析、综合能力,提高学生的数学素质.
(二)、情景与探究 提出问题:如何求公比为2的等比数列的前n 项和
对于一般的等比数列,其前 项和 ,如何表示?
反思推导求和公式的方法——错位相减法,由此得到等比数列的前n 项和公式 为:____________________
注意:(1)两个公式中涉及到了五个量n n S q a n a ,,,,1,只要知道其中的三个量,就可以求出另外两个量。
即“知三求二”。
(2) q 是否等于1,如果不确定,就要分q=1和1≠q 两种情况讨论
二、我来做
例1. 在等比数列{}n a 中,
(1) 已知,2
1,41=
-=q a 求10S ; (2) 已知3,243,11===q a a k ,求k S
例2. 在等比数列{}n a 中,,263,2763==
S S 求n a
例3.求数列 ,2
1,,813,412,211n n ++++的前n 项和。
三、我来练
1.某厂去年的产值记为1,若计划在今后五年内每年的产值比上年增长10%,则从今年起到第五年,这个厂的总产值为________________.
2.求和()∑=+10
123k k
3.设等比数列{}n a 的前n 项和为693,,,S S S S n 若成等差数列,求该数列的公比
4.求通项为122-+=n a n n 的数列{}n a 的前n 项和
5.已知一个项数是偶数的等比数列的首项为1,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求这个数列的公比和项数
6.求和:.32112-++++=n n nx x x S
变题1.求和:
.。