高考数学复习第5章数列第3讲等比数列及其前n项和知能训练73
2022年高考数学(文)一轮复习文档:第五章 数列 第3讲等比数列及其前n项和 Word版含答案

第3讲 等比数列及其前n 项和 ,)1.等比数列的有关概念 (1)定义假如一个数列从第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 (q ≠0,n ∈N *). (2)等比中项假如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⇒G 2=ab . 2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1qn -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 ≠1.3.等比数列的性质已知数列{a n }是等比数列,S n 是其前n 项和.(m ,n ,p ,q ,r ,k ∈N *) (1)若m +n =p +q =2r ,则a m ·a n =a p ·a q =a 2r ; (2)数列a m ,a m +k ,a m +2k ,a m +3k ,…仍是等比数列;(3)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…仍是等比数列(此时{a n }的公比q ≠-1).1.辨明三个易误点(1)由于等比数列的每一项都可能作分母,故每一项均不为0,因此q 也不能为0,但q 可为正数,也可为负数.(2)由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能马上断言{a n }为等比数列,还要验证a 1≠0.(3)在运用等比数列的前n 项和公式时,必需留意对q =1与q ≠1分类争辩,防止因忽视q =1这一特殊情形而导致解题失误.2.等比数列的三种判定方法(1)定义法:a n +1a n=q (q 是不为零的常数,n ∈N *)⇔{a n }是等比数列.(2)通项公式法:a n =cqn -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.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 ,在解题中依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)分类争辩思想:在应用等比数列前n 项和公式时,必需分类求和,当q =1时,S n =na 1;当q ≠1时,S n =a 1(1-q n )1-q;在推断等比数列单调性时,也必需对a 1与q 分类争辩.1.教材习题改编 等比数列{a n }中,a 3=12,a 4=18,则a 6等于( ) A .27 B .36 C .812D .54C 法一:由a 3=12,a 4=18,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=12,a 1q 3=18,解得a 1=163,q =32,所以a 6=a 1q 5=163×⎝ ⎛⎭⎪⎫325=812.故选C.法二:由等比数列性质知,a 23=a 2a 4,所以a 2=a 23a 4=12218=8,又a 24=a 2a 6,所以a 6=a 24a 2=1828=812.故选C.2.教材习题改编 设等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3,S 4=15,则S 6=( ) A .31 B .32 C .63D .64C 由等比数列的性质,得(S 4-S 2)2=S 2·(S 6-S 4),即122=3×(S 6-15),解得S 6=63.故选C. 3.教材习题改编 在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为________. 设该数列的公比为q ,由题意知, 243=9×q 3,得q 3=27,所以q =3.所以插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81. 27,814.教材习题改编 由正数组成的等比数列{a n }满足a 3a 8=32,则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10=________. log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10 =log 2=log 2(a 3a 8)5=log 2225=25.255.教材习题改编 在等比数列{a n }中,a n >0,a 5-a 1=15,a 4-a 2=6,则a 3=________. 由于a 5-a 1=15,a 4-a 2=6.所以a 1q 4-a 1=15,① a 1q 3-a 1q =6,②且q ≠1. ①②得(q 2+1)(q 2-1)q ·(q 2-1)=156,即2q 2-5q +2=0, 所以q =2或q =12,当q =2时,a 1=1;当q =12时,a 1=-16(舍去).所以a 3=1×22=4. 4等比数列的基本运算(高频考点)等比数列的基本运算是高考的常考内容,题型既有选择题、填空题,也有解答题,属中、低档题. 高考对等比数列基本运算的考查主要有以下三个命题角度: (1)求首项a 1、公比q 或项数n ; (2)求通项或特定项; (3)求前n 项和.(2021·兰州模拟)设数列{a n }的前n 项和S n 满足6S n +1=9a n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =1a n,求数列{b n }的前n 项和T n .【解】 (1)当n =1时,由6a 1+1=9a 1,得a 1=13.当n ≥2时,由6S n +1=9a n ,得6S n -1+1=9a n -1, 两式相减得6(S n -S n -1)=9(a n -a n -1), 即6a n =9(a n -a n -1),所以a n =3a n -1.所以数列{a n }是首项为13,公比为3的等比数列,其通项公式为a n =13×3n -1=3n -2.(2)由于b n =1a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -2,所以{b n }是首项为3,公比为13的等比数列,所以T n =b 1+b 2+…+b n =3⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n 1-13=92⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n .等比数列基本运算的解题技巧(1)求等比数列的基本量问题,其核心思想是解方程(组),一般步骤是:①由已知条件列出以首项和公比为未知数的方程(组);②求出首项和公比;③求出项数或前n 项和等其余量.(2)设元的技巧,可削减运算量,如三个数成等比数列,可设为a q,a ,aq (公比为q );四个数成等比数列且q >0时,设为a q 3,a q,aq ,aq 3.角度一 求首项a 1、公比q 或项数n1.(2021·高考全国卷Ⅰ)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.由于a 1=2,a n +1=2a n ,所以数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列. 又由于S n =126,所以2(1-2n)1-2=126,所以n =6.6角度二 求通项或特定项2.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________. 由于3S 1,2S 2,S 3成等差数列,所以4S 2=3S 1+S 3,即4(a 1+a 2)=3a 1+a 1+a 2+a 3.化简,得a 3a 2=3,即等比数列{a n }的公比q =3,故a n =1×3n -1=3n -1.3n -1角度三 求前n 项和3.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(1-310) B .19(1-3-10) C .3(1-3-10) D .3(1+3-10)C 由题意知数列{a n }为等比数列,设其公比为q ,则q =a n +1a n =-13,a 1=a 2q =4,因此其前10项和等于4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-13101-⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=3(1-3-10).等比数列的判定与证明(2022·高考全国卷丙)已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.【解】 (1)由题意得a 1=S 1=1+λa 1,故λ≠1,a 1=11-λ,a 1≠0. 由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n .由a 1≠0,λ≠0且λ≠1得a n ≠0, 所以a n +1a n =λλ-1. 因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列, 于是a n =11-λ(λλ-1)n -1.(2)由(1)得,S n =1-(λλ-1)n. 由S 5=3132得,1-(λλ-1)5=3132,即(λλ-1)5=132. 解得λ=-1.证明数列{a n }是等比数列常用的方法 一是定义法,证明a n a n -1=q (n ≥2,q 为常数);二是等比中项法,证明a 2n =a n -1·a n +1.若推断一个数列不是等比数列,则只需举出反例即可,也可以用反证法.已知数列{a n }是等差数列,a 3=10,a 6=22,数列{b n }的前n 项和是T n ,且T n +13b n =1.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:数列{b n }是等比数列.(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+5d =22,解得a 1=2,d =4.所以a n =2+(n -1)×4=4n -2. (2)证明:由T n =1-13b n ,①令n =1,得T 1=b 1=1-13b 1.解得b 1=34,当n ≥2时,T n -1=1-13b n -1,②①-②得b n =13b n -1-13b n ,所以b n =14b n -1,所以b n b n -1=14.又由于b 1=34≠0, 所以数列{b n }是以34为首项,14为公比的等比数列.等比数列的性质(1)(2021·高考全国卷Ⅱ)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 .18(2)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=( ) A .31 B .36 C .42D .48(3)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)法一:由于a 3a 5=a 24,a 3a 5=4(a 4-1), 所以a 24=4(a 4-1), 所以a 24-4a 4+4=0,所以a 4=2.又由于q 3=a 4a 1=214=8,所以q =2,所以a 2=a 1q =14×2=12,故选C.法二:由于a 3a 5=4(a 4-1), 所以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,所以a 2=a 1q =12,故选C.(2)由等比数列的性质,得a 3a 5=a 2a 6=64,于是由⎩⎪⎨⎪⎧a 3+a 5=20,a 3a 5=64,且a n >0,q >1,得a 3=4,a 5=16,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=4,a 1q 4=16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2.所以S 5=1×(1-25)1-2=31,故选A.(3)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,q =-12.【答案】 (1)C (2)A (3)-12等比数列常见性质的应用(1)在解决等比数列的有关问题时,要留意挖掘隐含条件,利用性质,特殊是性质“若m +n =p +q ,则a m ·a n =a p ·a q ”,可以削减运算量,提高解题速度.(2)等比数列性质的应用可以分为三类: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.依据题目条件,认真分析,发觉具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.(3)在应用相应性质解题时,要留意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时留意设而不求思想的运用.1.设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A .18 B .-18C .578D .558A 由于a 7+a 8+a 9=S 9-S 6,且S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,即8,-1,S 9-S 6成等比数列,所以8(S 9-S 6)=1,即S 9-S 6=18.2.(2021·沈阳质量监测)数列{a n }是等比数列,若a 2=2,a 5=14,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1=________.设等比数列{a n }的公比为q ,由等比数列的性质知a 5=a 2q 3,求得q =12,所以a 1=4.a 2a 3=⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2=14a 1a 2,a n a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n -1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n =14a n -1a n (n ≥2).设b n =a n a n +1,可以得出数列{b n }是以8为首项,以14为公比的等比数列,所以a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1为数列{b n }的前n 项和,由等比数列前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).323(1-4-n) ,)——分类争辩思想在等比数列中的应用已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若存在m ∈N *,满足S 2m S m =9,a 2m a m =5m +1m -1,则数列{a n }的公比为________.【解析】 设公比为q ,若q =1,则S 2m S m =2,与题中条件冲突,故q ≠1.由于S 2m S m =a 1(1-q 2m )1-q a 1(1-q m)1-q =q m+1=9,所以q m=8.所以a 2m a m =a 1q 2m -1a 1q m -1=q m =8=5m +1m -1,所以m =3,所以q 3=8,所以q =2. 【答案】 2(1)本题在利用等比数列的前n 项和公式表示S 2m 和S m 时,对公比q =1和q ≠1进行了分类争辩.(2)分类争辩思想在等比数列中应用较多,常见的分类争辩有: ①已知S n 与a n 的关系,要分n =1,n ≥2两种状况. ②等比数列中遇到求和问题要分公比q =1,q ≠1争辩.③项数的奇、偶数争辩.④等比数列的单调性的推断留意与a 1,q 的取值的争辩.在等差数列{a n }中,已知公差d =2,a 2是a 1与a 4的等比中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n (n +1)2,记T n =-b 1+b 2-b 3+b 4-…+(-1)nb n ,求T n .(1)由题意知(a 1+d )2=a 1(a 1+3d ), 即(a 1+2)2=a 1(a 1+6), 解得a 1=2,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n . (2)由题意知b n =a n (n +1)2=n (n +1),所以T n =-1×2+2×3-3×4+…+(-1)nn ·(n +1). 由于b n +1-b n =2(n +1), 可得当n 为偶数时,T n =(-b 1+b 2)+(-b 3+b 4)+…+(-b n -1+b n )=4+8+12+…+2n =n 2(4+2n )2=n (n +2)2,当n 为奇数时,T n =T n -1+(-b n )=(n -1)(n +1)2-n (n +1)=-(n +1)22.所以T n=⎩⎪⎨⎪⎧-(n +1)22,n 为奇数,n (n +2)2,n 为偶数.,)1.(2021·太原一模)在单调递减的等比数列{a n }中,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4C . 2D .2 2B 在等比数列{a n }中,a 2a 4=a 23=1,又a 2+a 4=52,数列{a n }为递减数列,所以a 2=2,a 4=12,所以q2=a 4a 2=14, 所以q =12,a 1=a 2q=4.2.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n =a ·2n -1+16,则a 的值为( ) A .-13B .13C .-12D .12A 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=a ·2n -1-a ·2n -2=a ·2n -2,当n =1时,a 1=S 1=a +16,所以a +16=a2,所以a =-13.3.等差数列{a n }的公差为2,若a 2,a 4,a 8成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A .n (n +1) B .n (n -1) C .n (n +1)2D .n (n -1)2A 由于a 2,a 4,a 8成等比数列,所以a 24=a 2·a 8,所以(a 1+6)2=(a 1+2)·(a 1+14),解得a 1=2.所以S n =na 1+n (n -1)2×2=n (n +1).故选A.4.等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和等于( ) A .6 B .5 C .4D .3C 设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,依据题意可得,⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2,a 1q 4=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=16125,q =52.所以a n =a 1qn -1=16125×⎝ ⎛⎭⎪⎫52n -1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫52n -4,所以lg a n =lg 2+(n -4)lg 52,所以前8项的和为8lg 2+(-3-2-1+0+1+2+3+4)lg 52=8lg 2+4lg 52=4lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫4×52=4.5.(2021·莱芜模拟)已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=3,a n +1-a n =b n +1b n=3,n ∈N *,若数列{c n }满足c n =ba n ,则c 2 017=( )A .92 016B .272 016C .92 017D .272 017D 由已知条件知{a n }是首项为3,公差为3的等差数列,数列{b n }是首项为3,公比为3的等比数列,所以a n =3n ,b n =3n. 又c n =ba n =33n, 所以c 2 017=33×2 017=272 017.6.(2021·唐山一模)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,则S na n =( )A .4n -1B .4n-1 C .2n -1D .2n-1D 设{a n}的公比为q ,由于⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 2=52,①a 1q +a 1q 3=54,②由①②可得1+q2q +q 3=2,所以q =12,代入①得a 1=2,所以a n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=42n , 所以S n =2×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n , 所以S n a n =4⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n 42n =2n-1,选D.7.已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和等于________. 设等比数列的公比为q ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 3=9,a 21·q 3=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,q =12.又{a n }为递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2,所以S n =1-2n1-2=2n-1.2n-18.(2021·郑州其次次质量猜测)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若27a 3-a 6=0,则S 6S 3=________.由题可知{a n }为等比数列,设首项为a 1,公比为q ,所以a 3=a 1q 2,a 6=a 1q 5,所以27a 1q 2=a 1q 5,所以q =3,由S n =a 1(1-q n )1-q,得S 6=a 1(1-36)1-3,S 3=a 1(1-33)1-3,所以S 6S 3=a 1(1-36)1-3·1-3a 1(1-33)=28.289.若{a n }是正项递增等比数列,T n 表示其前n 项之积,且T 10=T 20,则当T n 取最小值时,n 的值为________. T 10=T 20⇒a 11…a 20=1⇒(a 15a 16)5=1⇒a 15a 16=1,又{a n }是正项递增等比数列,所以0<a 1<a 2<…<a 14<a 15<1<a 16<a 17<…,因此当T n 取最小值时,n 的值为15.1510.在各项均为正数的等比数列{a n }中,已知a 2a 4=16,a 6=32,记b n =a n +a n +1,则数列{b n }的前5项和S 5为________.设数列{a n }的公比为q ,由a 23=a 2a 4=16得,a 3=4,即a 1q 2=4,又a 6=a 1q 5=32,解得a 1=1,q =2,所以a n =a 1qn -1=2n -1,b n =a n +a n +1=2n -1+2n =3·2n -1,所以数列{b n }是首项为3,公比为2的等比数列,所以S 5=3(1-25)1-2=93.9311.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =4a n -3(n ∈N *). (1)证明:数列{a n }是等比数列;(2)若数列{b n }满足b n +1=a n +b n (n ∈N *),且b 1=2,求数列{b n }的通项公式. (1)证明:依题意S n =4a n -3(n ∈N *), 当n =1时,a 1=4a 1-3,解得a 1=1. 由于S n =4a n -3,则S n -1=4a n -1-3(n ≥2), 所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4a n -4a n -1, 整理得a n =43a n -1.又a 1=1≠0,所以{a n }是首项为1, 公比为43的等比数列.(2)由于a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1,由b n +1=a n +b n (n ∈N *),得b n +1-b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1.可得b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=2+1-⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -11-43=3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1(n ≥2),当n =1时也满足,所以数列{b n }的通项公式为b n =3·⎝ ⎛⎭⎪⎫43n -1-1.12.(2021·衡阳模拟)在等比数列{a n }中,a 1=2,前n 项和为S n ,若数列{a n +1}也是等比数列,则S n=( )A .2n +1-2 B .3n C .2nD .3n-1C 由于数列{a n }为等比数列,a 1=2,设其公比为q ,则a n =2qn -1,由于数列{a n +1}也是等比数列,所以(a n +1+1)2=(a n +1)(a n +2+1)⇒a 2n +1+2a n +1=a n a n +2+a n +a n +2⇒a n +a n +2=2a n +1⇒a n (1+q 2-2q )=0⇒q =1,即a n =2,所以S n =2n ,故选C.13.设数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *.已知a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n +2+5S n =8S n +1+S n-1.(1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列.(1)当n =2时,4S 4+5S 2=8S 3+S 1,即4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+a 4+5⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32=8⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+1,解得a 4=78.(2)证明:由4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1(n ≥2), 4S n +2-4S n +1+S n -S n -1=4S n +1-4S n (n ≥2), 即4a n +2+a n =4a n +1(n ≥2). 由于4a 3+a 1=4×54+1=6=4a 2,所以4a n +2+a n =4a n +1,所以a n +2-12a n +1a n +1-12a n=4a n +2-2a n +14a n +1-2a n =4a n +1-a n -2a n +14a n +1-2a n =2a n +1-a n 2(2a n +1-a n )=12,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 是以a 2-12a 1=1为首项,12为公比的等比数列.14.(2021·南昌模拟)已知公比不为1的等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列.(1)求等比数列{a n }的通项公式;(2)对n ∈N *,在a n 与a n +1之间插入3n 个数,使这3n +2个数成等差数列,记插入的这3n个数的和为b n ,求数列{b n }的前n 项和T n .(1)由于a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列, 所以a 5+S 5-a 4-S 4=a 6+S 6-a 5-S 5, 即2a 6-3a 5+a 4=0, 所以2q 2-3q +1=0, 由于q ≠1,所以q =12,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =12n .(2)b n =a n +a n +12·3n=34⎝ ⎛⎭⎪⎫32n, T n =34×32-⎝ ⎛⎭⎪⎫32n +11-32=94⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1.。
(人教版)2020届高考数学一轮复习 第五章 数列 第三节 等比数列及其前n项和课时作业

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.。
2022届高考一轮复习第5章数列第3节等比数列及其前n项和

15,且 a5=3a3+4a1,则 a3=( )
A.16
B.8
C.4
D.2
[解析]
由题意知aa11>+0a,1q+q>a10q,2+a1q3=15, a1q4=3a1q2+4a1,
解得aq1==21,,∴a3=a1q2=4.故选 C.
[答案] C
(2)(2019·高考全国卷Ⅰ)记 Sn 为等比数列{an}的前 n 项和.若 a1=13,a24=a6,则 S5 =________.
[解析] 由 a24=a6 得(a1q3)2=a1q5,
整理得 q=a11=3.∴S5=13(11--335)=1231.
[答案]
121 3
(3)(2018·高考全国卷Ⅲ)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3. ①求{an}的通项公式; ②记 Sn 为{an}的前 n 项和.若 Sm=63,求 m. [解析] ①设{an}的公比为 q,由题设得 an=qn-1. 由已知得 q4=4q2,解得 q=0(舍去),q=-2 或 q=2. 故 an=(-2)n-1 或 an=2n-1.
[解析] (1)证明:由题设得 4(an+1+bn+1)=2(an+bn),即 an+1+bn+1=12(an+bn). 又因为 a1+b1=1, 所以{an+bn}是首项为 1,公比为12的等比数列. 由题设得 4(an+1-bn+1)=4(an-bn)+8, 即 an+1-bn+1=an-bn+2. 又因为 a1-b1=1. 所以{an-bn}是首项为 1,公差为 2 的等差数列.
A.4
B.8
C.16
D.32
答案:C
2.(基础点:等比数列的前 n 项和)设{an}是公比为正数的等比数列,若 a1=1,a5
高考数学总复习 第5章 第3讲 等比数列及其前n项和课件 理 新人教A版

[变式探究(tànjiū)] 已知数列{an}的前n项和Sn=2an+1,求 证:{an}是等比数列,并求出通项公式.
证明:∵Sn=2an+1, ∴Sn+1=2an+1+1, ∴ an + 1 = Sn + 1 - Sn = (2an + 1 + 1) - (2an + 1) = 2an + 1 - 2an. ∴an+1=2an, 又∵S1=2a1+1=a1,∴a1=-1≠0,
-an-1),不为定值,故不符合题意;对于 f(x)= |x|,f(an)=
|an|,则
|an| = |an-1|
aan-n 1= |q|为定值,
第二十四页,共49页。
符合题意;对于 f(x)=ln|x|,f(an)=ln|an|,由等比数列定 义得, ln|an| 并不为定值,故不符合题意;故①③正确.
(2)在等比数列{an}中,a2013=8a2010,则 q=________. (3)已知等比数列的公比是 2,且前 4 项的和为 1,那么 前 8 项之和为________.
第十页,共49页。
2. 等比数列的主要性质 (1){an}是等比数列⇒{c·an}是等比数列(c≠0). (2){an}{bn}均为等比数列⇒{an·bn}、{abnn}是等比数列. (3){an}为等比数列,则aamn =________. (4)若 m、n、p、q∈N*且 m+n=p+q,则 am·an=ap·aq. 特别地,a1an=a2an-1
填一填:(1)2 2n-1-12 (2)2
第十四页,共49页。
(3)17 提示:将 q=2,S4=1,n=4 代入 Sn=a111--qqn, 得 1=a111--224,解之得 a1=115, ∴S8=11511--228=17.
2020版高考数学一轮复习 第5章 数列 第3讲 等比数列及其前n项和讲义 理(含解析)

(2018·全国卷Ⅰ)已知数列{an}满足 a1=1,nan+1=2(n+1)an,设 bn= ann.
(1)求 b1,b2,b3; (2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由; (3)求{an}的通项公式. 解 (1)由条件可得 an+1=错误!an。 将 n=1 代入,得 a2=4a1,而 a1=1,所以 a2=4。 将 n=2 代入,得 a3=3a2,所以 a3=12. 从而 b1=1,b2=2,b3=4。 (2){bn}是首项为 1,公比为 2 的等比数列.由题设条件可得na+n+11 = 错误!,即 bn+1=2bn,又 b1=1,所以{bn}是首项为 1,公比为 2 的等比数 列. (3)由(2)可得错误!=2n-1,所以 an=n·2n-1. 条件探究 1 将举例说明条件改为“a1=1,a2,n-(2an+1-1)an-2an+1 =0,且 an>0",求{an}的通项公式.
答案 6
解析 因为 a1=2,an+1=2an,所以 an≠0,故aan+n 1=2.
所以数列{an}是公比为 2 的等比数列,因为 Sn=126,所以错误!=126, 所以 2n=64,故 n=6.
题型 错误! 等比数列基本量的运算
1.已知等比数列{an}满足 a1+a2=6,a4+a5=48,则数列{an}前 8 项的 和 S8=( )
第 3 讲 等比数列及其前 n 项和
[考纲解读] 1。理解等比数列的概念及等比数列与指数函数的关系. 2。掌握等比数列的通项公式与前 n 项和公式,并熟练掌握其推导方法,能 在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用等比数列的有关知识解决 相应的问题.(重点) 3。熟练掌握等比数列的基本运算和相关性质.(难点)
高考数学复习第五章数列第3节等比数列及其前n项和课件文新人教A版

第三节 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,并能用等比数列的有关 知识解决相应的问题. 4.了解等比数列与指数函数的关系.
栏 目 导 航
01 课前回扣·双基落实 02 课堂互动·考点突破
解 由已知得n≥2时,Sn=2Sn-1+n.∴Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1+1,∴an+1=2an +1,∴an+1+1=2(an+1),n≥2,(*)又a1=1,S2=a1+a2=2a1+2,即a2+1=2(a1 +1),∴当n=1时(*)式也成立,故{an+1}是以2为首项,以2为公比的等比数列, ∴an+1=2·2n-1=2n,∴an=2n-1.
VS
题组一 教材母题⇔高考试题
[教材母题] (P53A 组 T1(4))在等比数列{an}中, (4) a5-a1=15,a4-a2=6,求 a3. [高考试题]
1.(2017·全国卷Ⅲ)设等比数列{an}满足 a1+a2=-1,a1-a3=-3,则 a4= _-__8____.
解析 设等比数列{an}的公比为q,∵a1+a2=-1,a1-a3=-3, ∴a1(1+q)=-1,① a1(1-q2)=-3.② ②÷①,得1-q=3,∴q=-2.∴a1=1,∴a4=a1q3=1×(-2)3=-8.
2.(2019·河南郑州调研)已知数列{an}是等比数列,Sn为其前n项和,若a1+a2
+a3=4,a4+a5+a6=8,则S12等于( B )
A.40
B.60
C.32
D.50
解析 由等比数列的性质可知,数列S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9是等比数列, 即数列4,8,S9-S6,S12-S9是等比数列,因此S12=4+8+16+32=60.
高考数学一轮复习第五章数列第3节等比数列及其前n项和课件

2.等比数列 x,3x+3,6x+6,…的第四项等于( )
A.-24
B.0
C.12
D.24
【解析】 由题意可知(3x+3)2=x(6x+6),即 x2+4x+3=0, 解得 x=-3 或 x=-1(舍去),所以等比数列的前 3 项是-3,-6,-12, 则第四项为-24. 【答案】 A
二、等比数列的性质 1.对任意的正整数 m、n、p、q,若 m+n=p+q=2k,则 am·an= ap·a=q a2k. 2.通项公式的推广:an=am qn-m(m,n∈N*). 3.公比不为-1 的等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,则 Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 仍成等比数列,其公比为 qn ;当公比为-1 时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n 不一定构 成等比数列.
则数列{an}的前 n 项和等于
.
【解析】 (1)显然公比 q≠1,设首项为 a1,则由 S3+3S2=0,得a111--qq3= -3×a111--qq2,即 q3+3q2-4=0,即 q3-q2+4q2-4=q2(q-1)+4(q2-1)=0, 即(q-1)(q2+4q+4)=0,所以 q2+4q+4=(q+2)2=0,解得 q=-2.
[规律总结] 1.在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别 是性质“若 m+n=p+q,则 am·an=ap·aq”,可以减少运算量,提高解题速度. 2.在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适 当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.
[变式训练]
1.在等比数列{an}中,若 a2+a3=2,a12+a13=3,则 a22+a23 的值是( )
2022届高考数学一轮复习 第五章 数列 第3节 等比数列及其前n项和课时作业(含解析)新人教版

第五章 数列授课提示:对应学生用书第293页[A 组 基础保分练]1.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 }的通项公式为( )A .a n =22n -1B .a n =2nC .a n =22n +1D .a n =22n -3答案:A2.设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B .-18C.578 D .558答案:A3.(2021·西安模拟)设a 1=2,数列{1+2a n }是公比为2的等比数列,则a 6=( ) A .31.5 B .160 C .79.5D .159.5 解析:因为1+2a n =(1+2a 1)·2n -1,则a n =5·2n -1-12,a n =5·2n -2-12.a 6=5×24-12=5×16-12=80-12=79.5.答案:C4.正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,且a 5与a 9的等差中项为4,则{a n }的公比是( ) A .1 B .2 C.22D .2答案:D5.(2021·南宁统一考试)设{a n }是公比为q 的等比数列,则“q >1”是“{a n }为递增数列”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:等比数列{a n }为递增数列的充要条件为⎩⎪⎨⎪⎧a 1>0,q >1,或⎩⎪⎨⎪⎧a 1<0,0<q <1.答案:D6.已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列,S n 是其前n 项和,若S 2+a 2=S 3-3,则a 4+3a 2的最小值为( )A .12B .9C .16D .18解析:因为S 3-S 2=a 3,所以由S 2+a 2=S 3-3,得a 3-a 2=3,设等比数列{a n }的公比为q ,则a 1=3q q -1,由于{a n }的各项为正,所以q >1.a 4+3a 2=a 1q 3+3a 1q =a 1q (q 2+3)=3q q -1q (q 2+3)=3q 2+3q -1=3(q -1+4q -1+2)≥18,当且仅当q -1=2,即q =3时,a 3+3a 2取得最小值18.答案:D7.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),若S 6S 3=65,则数列{a n }的公比为________.答案:48.(2021·安庆模拟)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的值为________. 答案:29.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=2.(1)若a 3+b 3=5,求{b n }的通项公式; (2)若T 3=21,求S 3.解析:设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则a n =-1+(n -1)d ,b n =q n -1. 由a 2+b 2=2得d +q =3.① (1)由a 3+b 3=5得2d +q 2=6.②联立①和②解得⎩⎪⎨⎪⎧d =3,q =0(舍去),⎩⎪⎨⎪⎧d =1,q =2.因此{b n }的通项公式为b n =2n -1.(2)由b 1=1,T 3=21得q 2+q -20=0, 解得q =-5或q =4.当q =-5时,由①得d =8,则S 3=21. 当q =4时,由①得d =-1,则S 3=-6.10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n -3n (n ∈N *). (1)求a 1,a 2,a 3的值;(2)是否存在常数λ,使得{a n +λ}为等比数列?若存在,求出λ的值和通项公式a n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)当n =1时,S 1=a 1=2a 1-3,解得a 1=3, 当n =2时,S 2=a 1+a 2=2a 2-6,解得a 2=9, 当n =3时,S 3=a 1+a 2+a 3=2a 3-9,解得a 3=21.(2)假设{a n +λ}是等比数列,则(a 2+λ)2=(a 1+λ)·(a 3+λ), 即(9+λ)2=(3+λ)(21+λ),解得λ=3. 下面证明{a n +3}为等比数列:∵S n =2a n -3n ,∴S n +1=2a n +1-3n -3,∴a n +1=S n +1-S n =2a n +1-2a n -3,即2a n +3=a n+1,∴2(a n +3)=a n +1+3,∴a n +1+3a n +3=2,∴存在λ=3,使得数列{a n +3}是首项为a 1+3=6,公比为2的等比数列. ∴a n +3=6×2n -1,即a n =3(2n -1)(n ∈N *).[B 组 能力提升练]1.(多选题)如图,在每个小格中填上一个数,使得每一行的数依次成等差数列,每一列的数依次成等比数列,则( )A.x =1 C .z =3D .x +y +z =2解析:因为每一列成等比数列,所以第一列的第3,4,5个小格中的数分别是12,14,18,第三列的第3,4,5个小格中的数分别是1,12,14,所以x =1.又每一行成等差数列,所以y =14+3×12-142=58,z -18=2×18,所以z =38,所以x +y +z =2.故A ,D 正确;B ,C错误. 答案:AD2.已知等比数列{a n }满足a 4+a 6a 1+a 3=18,a 5=4,记等比数列{a n }的前n 项积为T n ,则当T n取最大值时,n =( ) A .4或5 B .5或6 C .6或7D .7或8答案:C3.已知正项等比数列{a n }满足a 2·a 27·a 2 020=16,则a 1·a 2·…·a 1 017=( ) A .41 017 B .21 017 C .41 018 D .21 018答案:B4.(多选题)已知数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,a 1=1,b 1=2,a 2+b 2=7,a 3+b 3=13.记c n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,数列{c n }的前n 项和为S n ,则( ) A .a n =2n -1 B .b n =2nC .S 9=1 409D .S 2n =2n 2-n +43(4n-1)解析:设数列{a n }的公差为d ,数列{b n }的公比为q (q ≠0),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧1+d +2q =7,1+2d +2q 2=13,得⎩⎪⎨⎪⎧d =2,q =2,故a n =2n -1,b n =2n ,故A ,B 正确;则c 2n -1=a 2n -1=4n -3,c 2n =b 2n =4n ,所以数列{c n }的前2n 项和S 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(b 2+b 4+…+b 2n )=n 1+4n -32+41-4n 1-4=2n 2-n +43(4n -1),S 9=S 8+a 9=385,故C 错误,D 正确. 答案:ABD5.已知数列{a n }满足a 1=2且对任意的m ,n ∈N *,都有a m +na m=a n ,则数列{a n }的前n 项和S n =________. 答案:2n +1-26.(2021·黄冈模拟)已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1a 6=2a 3,a 4与2a 6的等差中项为32,则S 5=________.答案:317.(2021·山东德州模拟)给出以下三个条件:①数列{a n }是首项为2,满足S n +1=4S n +2的数列;②数列{a n }是首项为2,满足3S n =22n +1+λ(λ∈R )的数列; ③数列{a n }是首项为2,满足3S n =a n +1-2的数列.请从这三个条件中任选一个将下面的题目补充完整,并求解.设数列{a n }的前n 项和为S n ,a n 与S n 满足________,记数列b n =log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n ,c n =n 2+nb n b n +1,求数列{c n }的前n 项和T n .注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分. 解析:选条件①.由已知S n +1=4S n +2,可得当n ≥2时,S n =4S n -1+2, 两式相减,得a n +1=4(S n -S n -1)=4a n ,即a n +1=4a n (n ≥2),当n =1时,S 2=4S 1+2,即2+a 2=4×2+2,解得a 2=8,满足a 2=4a 1, 故数列{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列,所以a n =22n -1, 所以b n =log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a n =1+3+…+(2n -1)=n 2,所以c n =n 2+n b n b n +1=n n +1n 2n +12=1n n +1=1n -1n +1. 故T n =c 1+c 2+…+c n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.选条件②.由已知3S n =22n +1+λ,可得当n ≥2时,3S n -1=22n -1+λ,两式相减,得3a n =22n +1-22n -1=3·22n -1,即a n =22n -1(n ≥2),当n =1时,a 1=2满足a n =22n -1,故数列{a n }是以2为首项,4为公比的等比数列,所以a n =22n -1. 以下同选条件①. 选条件③.由已知3S n =a n +1-2,可得当n ≥2时,3S n -1=a n -2, 两式相减,得3a n =a n +1-a n ,即a n +1=4a n (n ≥2),当n=1时,3a1=a2-2,又a1=2,所以a2=8,满足a2=4a1,故数列{a n}是以2为首项,4为公比的等比数列,所以a n=22n-1.以下同选条件①.[C组创新应用练]1.(多选题)设数列{a n}(n∈N*)是各项均为正数的等比数列,q是其公比,K n是其前n 项的积,且K5<K6,K6=K7>K8,则下列选项中正确的是( )A.0<q<1B.a7=1C.K9>K5D.K6与K7均为K n的最大值解析:若K6=K7,则a7=K7K6=1,故B正确;由K5<K6可得a6=K6K5>1,则q=a7a6∈(0,1),故A正确;由数列{a n}是各项为正数的等比数列且q∈(0,1),可得数列{a n}单调递减,则有K9<K5,故C错误;结合K5<K6,K6=K7>K8,可得D正确.答案:ABD2.(2021·湖南常德模拟)某地区发生流行性病毒感染,居住在该地区的居民必须服用一种药物预防.规定每人每天早晚八时各服一次,现知每次药量为220毫克,若人的肾脏每12小时从体内滤出这种药的60%.某人上午八时第一次服药,至第二天上午八时服完药时,这种药在他体内还残留( )A.220毫克B.308毫克C.123.2毫克D.343.2毫克解析:设第n次服药后,药在体内的残留量为a n毫克,则a1=220,a2=220+a1×(1-60%)=220×1.4=308,a3=220+a2×(1-60%)=343.2.答案:D3.设{a n}是各项为正数的无穷数列,A i是边长为a i,a i+1的矩形的面积(i=1,2,…),则{A n}为等比数列的充要条件是( )A.{a n}是等比数列B .a 1,a 3,…,a 2n -1,…或a 2,a 4,…,a 2n ,…是等比数列C .a 1,a 3,…,a 2n -1,…和a 2,a 4,…,a 2n ,…均是等比数列D .a 1,a 3,…,a 2n -1,…和a 2,a 4,…,a 2n ,…均是等比数列,且公比相同解析:∵A i =a i a i +1,若{A n }为等比数列,则A n +1A n =a n +1a n +2a n a n +1=a n +2a n 为常数,即A 2A 1=a 3a 1,A 3A 2=a 4a 2,….∴a 1,a 3,a 5,…,a 2n -1,…和a 2,a 4,…,a 2n ,…成等比数列,且公比相等.反之,若奇数项和偶数项分别成等比数列,且公比相等,设为q ,则A n +1A n =a n +2a n=q ,从而{A n }为等比数列. 答案:D。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第3讲 等比数列及其前n 项和
1.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:选A.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,….
2.如果数列a 1,a 2a 1,a 3a 2,…,a n
a n -1
,…是首项为1,公比为-2的等比数列,
则a 5等于( )
A .32
B .64
C .-32
D .-64
解析:选A.易知数列a 1,a 2a 1,a 3a 2,a 4a 3,a 5a 4,…,a n a n -1,…的通项为a n
a n -1
=(-2)n
-1
,故a 5=a 1·a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·a 5
a 4
=1×(-2)×2×(-22)×4=32.
3.已知数列{a n }满足1+log 3a n =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.15 B .-15
C .5
D .-5
解析:选D.由1+log 3a n =log 3a n +1(n ∈N *),得a n +1=3a n ,即数列{a n }是公比为3的等比数列.设等比数列{a n }的公比为q ,又a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7
+a 9)=log 13[q 3(a 2+a 4+a 6)]=log 13
(33×9)=-5.
4.(2016·莱芜模拟)已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=3,a n +1-a n =b n +1
b n
=3,n ∈N *,若数列{c n }满足c n =ba n ,则c 2 016=( )
A.92 015B.272 015 C.92 016D.272 016
解析:选D.由已知条件知{a
n }是首项为3,公差为3的等差数列,数列{b
n
}
是首项为3,公比为3的等比数列,
所以a
n =3n,b
n
=3n.
又c
n =ba
n
=33n,所以c
2 016
=33×2 016=272 016.
5.(2016·开封一模)已知数列{a
n }的前n项和为S
n
,且S
n
+a
n
=2n(n∈N*),
则下列数列中一定为等比数列的是( )
A.{a
n } B.{a
n
-1}
C.{a
n -2} D.{S
n
}
解析:选C.由S
n +a
n
=2n(n∈N*),①可得S
n-1
+a
n-1
=2(n-1)(n≥2,n∈N*),
②,①-②得a
n =
1
2
a
n-1
+1(n≥2,n∈N*),所以a
n
-2=
1
2
(a
n-1
-2)(n≥2,n∈N*),
且a
1=1,a
1
-2=-1≠0,所以{a
n
-2}一定是等比数列,故选C.
6.(2016·福州质检)已知等比数列{a
n
}的前n项积记为Ⅱ
n
,若a
3
a
4
a
8
=8,
则Ⅱ
9
=( )
A.512 B.256
C.81 D.16
解析:选A.由题意可知,a
3a
4
a
7
q=a
3
a
7
a
4
q=a
3
a
7
a
5
=a3
5
=8,Ⅱ
9
=a
1
a
2
a
3
…a
9
=
(a
1a
9
)·(a
2
a
8
)(a
3
a
7
)(a
4
a
6
)a
5
=a9
5
,所以Ⅱ
9
=83=512.故选A.
7.(2015·高考广东卷)若三个正数a,b,c成等比数列,其中a=5+26,
c=5-26,则b=________.
解析:因为 a,b,c成等比数列,
所以b2=a·c=(5+26)(5-26)=1.
又b>0,所以b=1.
答案:1
8.(2016·北京海淀区高三检测)已知数列{a
n }满足a
1
=2且对任意的m,n
∈N*,都有a
n+m
a
m
=a
n
,则a
3
=________;{a
n
}的前n项和S
n
=________.。