如果aGb成等比数列
高中数学选择性必修二 4 3 1 1等比数列的概念和通项公式(知识梳理+例题+变式+练习)(含答案)

4.3.1.1等比数列的概念和通项公式知识点一 等比数列的概念(1)文字语言:一般地,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,公比通常用字母q(q ≠0)表示. (2)符号语言:a n +1a n =q (q 为常数,n ∈N *)【重点总结】(1)由等比数列的定义知,数列除末项外的每一项都可能作分母,故每一项均不为0,因此公比也不为0,由此可知,若数列中有“0”项存在,则该数列不可能是等比数列.(2)“从第2项起”是因为首项没有“前一项”,同时注意公比是每一项与其前一项之比,前后次序不能颠倒.(3)定义中的“同一个常数”是定义的核心之一,一定不能把“同”字省略.要点二 等比中项如果在a 与b 中间插入一个数G ,使a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项. 【重点总结】(1)若G 是a 与b 的等比中项,则G a =bG,所以G 2=ab ,G =±ab.(2)与“任意两个实数a ,b 都有唯一的等差中项A =a +b2”不同,只有当a 、b 同号时a 、b 才有等比中项,并且有两个等比中项,分别是ab 与-ab ;当a ,b 异号时没有等比中项.(3)在一个等比数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项. 要点三 等比数列的通项公式设等比数列{a n }的公比为q ,则这个等比数列的通项公式是a n =11n a q (a 1,q ≠0且n ∈N *). 【重点总结】(1)已知首项a 1和公比q ,可以确定一个等比数列. (2)在公式a n =a 1q n -1中,有a n ,a 1,q ,n 四个量,已知其中任意三个量,可以求得第四个量,其中a 1,q 为两个基本量.(3)对于等比数列{a n },若q<0,则{a n }中正负项间隔出现,如数列1,-2,4,-8,16,…;若q>0,则数列{a n }各项同号.从而等比数列奇数项必同号;偶数项也同号.【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)若一个数列为{a n },且满足a na n -1=q (n ≥2,q 为不等于0的常数),则这个数列是等比数列.( )(2)在等比数列{a n }中,若已知任意两项的值,则可以求出首项、公比和数列任一项的值.( ) (3)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( )(4)若一个数列从第二项开始,每一项都是它前后两项的等比中项,则这个数列是等比数列.( ) 【答案】(1)√(2)√(3)×(4)× 2.(多选题)下列数列不是等比数列的是( )A .2,22,3×22,… B.1a ,1a 2,1a3,…C .s -1,(s -1)2,(s -1)3,…D .0,0,0,… 【答案】ACD【解析】A 中,222≠3×2222,A 不是等比数列;B 中,1a 21a =1a 31a 2=…,B 是等比数列;C 中,当s =1时,不是等比数列;当s ≠1时,是等比数列,所以C 不是等比数列;D 显然不是等比数列.故选ACD. 3.已知{a n }是等比数列,a 1=1,a 4=22,则a 3=( ) A .±2 B .2 C .-2 D .4 【答案】B【解析】设等比数列{a n }的公比为q ,则有1×q 3=22=(2)3,∴q =2,∴a 3=a 4q=2,故选B.4.已知等比数列{a n }中,a 1=-2,a 3=-8,则a n =________. 【答案】-2n 或(-2)n【解析】∵a 1=-2,a 3=-8,∴a 3a 1=q 2=-8-2=4,∴q =±2,∴a n =(-2)·2n -1或a n =(-2)·(-2)n -1,即a n=-2n 或a n =(-2)n .题型一 等比数列通项公式的求法及应用 探究1 基本量的计算 【例1】在等比数列{a n }中 (1)a 4=2,a 7=8,求a n ;(2)a 2+a 5=18,a 3+a 6=9,a n =1,求n .【解析】(1)因为⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=a 1q 3,a 7=a 1q 6,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=2, ①a 1q 6=8, ② 由②①得q 3=4,从而q =34,而a 1q 3=2, 于是a 1=2q 3=12,所以a n =a 1q n -1=22-53n .(2)方法一:由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=a 1q +a 1q 4=18, ①a 3+a 6=a 1q 2+a 1q 5=9, ② 由②①得q =12,从而a 1=32.又a n =1,所以32×⎝⎛⎭⎫12n -1=1,即26-n =20,所以n =6. 方法二:因为a 3+a 6=q (a 2+a 5),所以q =12.由a 1q +a 1q 4=18,得a 1=32.由a n =a 1q n -1=1,得n =6. 【重点小结】 (1)由a 7a 4=q 3便可求出q ,再求出a 1,则a n =a 1·q n -1.(2)两个条件列出关于a 1,q 的方程组,求出a 1,q 后再由a n =1求n ;也可以直接先由q =a 3+a 6a 2+a 5入手.【方法归纳】等比数列通项公式的求法(1)根据已知条件,建立关于a 1,q 的方程组,求出a 1,q 后再求a n ,这是常规方法.(2)充分利用各项之间的关系,直接求出q 后,再求a 1,最后求a n ,这种方法带有一定的技巧性,能简化运算.探究2 等比数列的实际应用【例2】计算机的价格不断降低,若每台计算机的价格每年降低13,现在价格为8 100元的计算机3年后的价格可降低为( )A .300元B .900元C .2 400元D .3 600元 【答案】C【解析】降低后的价格构成以23为公比的等比数列,则现在价格为8 100元的计算机3年后的价格可降低为8 100×⎝⎛⎭⎫233=2 400(元). 【方法技巧】关于等比数列模型的实际应用题,先构造等比数列模型,确定a 1和q ,然后用等比数列的知识求解. 【跟踪训练1】(1)在等比数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 2=2,则公比q 等于( ) A .-2 B .1或-2 C .1 D .1或2 【答案】B【解析】a 3+a 4=a 2q +a 2q 2=2q +2q 2=4, 即q 2+q -2=0,解得q =1或q =-2,故选B.(2)在等比数列{a n }中,a n >0,已知a 1=6,a 1+a 2+a 3=78,则a 2等于( ) A .12 B .18 C .24 D .36 【答案】B【解析】设公比为q ,由已知得6+6q +6q 2=78, 即q 2+q -12=0解得q =3或q =-4(舍去). ∴a 2=6q =6×3=18.故选B.(3)某林场的树木每年以25%的增长率增长,则第10年末的树木总量是今年的________倍. 【答案】1.259【解析】设这个林场今年的树木总量是m ,第n 年末的树木总量为a n ,则a n +1=a n +a n ×25%=1.25a n . 则a n +1a n=1.25,则数列{a n }是公比q =1.25的等比数列. 则a 10=a 1q 9=1.259 m.所以a 10a 1=1.259.题型二 等比中项【例3】已知等比数列的前三项和为168,a 2-a 5=42,求a 5,a 7的等比中项.【解析】设该等比数列的公比为q ,首项为a 1, 因为a 2-a 5=42,所以q ≠1,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q +a 1q 2=168a 1q -a 1q 4=42, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1(1+q +q 2)=168a 1q (1-q 3)=42①②因为1-q 3=(1-q )(1+q +q 2),所以由②除以①,得q (1-q )=14.所以q =12.所以a 1=4212-⎝⎛⎭⎫124=96.若G 是a 5,a 7的等比中项,则应有G 2=a 5a 7=a 1q 4·a 1q 6=a 21q 10=962×⎝⎛⎭⎫1210=9. 所以a 5,a 7的等比中项是±3. 【方法归纳】(1)首项a 1和q 是构成等比数列的基本量,从基本量入手解决相关问题是研究等比数列的基本方法. (2)解题时应注意同号的两个数的等比中项有两个,它们互为相反数,而异号的两个数没有等比中项. 【跟踪训练2】如果-1,a ,b ,c ,-9成等比数列,那么( ) A .b =3,ac =9 B .b =-3,ac =9 C .b =3,ac =-9 D .b =-3,ac =-9【答案】B【解析】∵-1,a ,b ,c ,-9成等比数列, ∴a 2=(-1)×b ,b 2=(-1)×(-9)=9 ∴b <0,∴b =-3.又b 2=ac ,∴ac =9.故选B.题型三 等比数列的判定与证明【例4】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =13(a n -1)(n ∈N *)(1)求a 1,a 2;(2)求证:数列{a n }是等比数列.【解析】(1)当n =1时,S 1=13(a 1-1)=a 1,解得:a 1=-12,当n =2时,S 2=13(a 2-1)=a 1+a 2,解得a 2=14.(2)证明:当n ≥2时,a n =S n -S n -1=13(a n -1)-13(a n -1-1),得a n a n -1=-12.又a 1=-12,所以{a n }是首项为-12,公比为-12的等比数列.【变式探究1】将本例中条件换为“数列{a n }满足a 1=1,a n +1=2a n +1”,求证:{a n +1}成等比数列,并求a n .【解析】由a n +1=2a n +1,∴a n +1+1=2(a n +1),∴a n +1+1a n +1=2,∴{a n +1}是以2为首项,2为公比的等比数列,∴a n +1=2×2n -1=2n , ∴a n =2n -1.【变式探究2】将本例中的条件换为“数列{a n }中,a 1=56,a n +1=13a n +⎝⎛⎭⎫12n +1”,求a n . 【解析】令a n +1-A ·⎝⎛⎭⎫12n +1=13⎣⎡⎦⎤a n -A ·⎝⎛⎭⎫12n ,则a n +1=13a n +A 3·⎝⎛⎭⎫12n +1. 由已知条件知A3=1,得A =3,所以a n +1-3×⎝⎛⎭⎫12n +1=13⎣⎡⎦⎤a n -3×⎝⎛⎭⎫12n . 又a 1-3×⎝⎛⎭⎫121=-23≠0, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -3×⎝⎛⎭⎫12n 是首项为-23,公比为13的等比数列. 于是a n -3×⎝⎛⎭⎫12n =-23×⎝⎛⎭⎫13n -1,故a n =3×⎝⎛⎭⎫12n -2×⎝⎛⎭⎫13n . 【方法归纳】判定数列是等比数列的常用方法(1)定义法:a n +1a n =q (q 是常数)或a na n -1=q (q 是常数,n ≥2)⇔{a n }为等比数列.(2)等比中项法:a 2n +1=a n ·a n +2(a n ≠0,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列.(3)通项公式法:a n =a 1q n -1(其中a 1,q 为非零常数,n ∈N *)⇔{a n }为等比数列. 【易错辨析】忽略等比数列各项的符号规律致错【例5】在等比数列{a n }中,a 5=1,a 9=81,则a 7=( ) A .9或-9 B .9 C .27或-27 D .-27 【答案】B【解析】由等比中项的性质得a 27=a 5a 9=81,∴a 7=±9,由于等比数列中的奇数项的符号相同,所以a 7=9,故选B. 【易错警示】 1. 出错原因没有弄清等比数列各项的符号规律,直接由等比中项得a 7=±9,错选A. 2. 纠错心得在等比数列中,奇数项的符号相同,偶数项的符号相同.解此类题时要小心谨慎,以防上当.一、单选题1.已知等比数列{}n a 中,3a 是1a ,2a 的等差中项,则数列{}n a 的公比为( ) A .12-或1B .12-C .12D .1【答案】A【分析】首先根据题意得到3122a a a =+,从而得到2210q q --=,再解方程即可. 【解析】由题知:3122a a a =+,所以221q q =+,即2210q q --=,解得12q =-或1q =.故选:A2.已知等比数列{}n a 满足2512,4a a ==,则公比q =( ) A .12-B .12C .2-D .2【答案】B 【分析】由352a a q =即可求出.【解析】 352a a q =,即3124q =,解得12q =. 故选:B .3.已知{}n a 为等比数列,n S 是它的前n 项和.若2312a a a ⋅=,且4a 与72a 的等差中项为54,则5S =( ) A .29 B .31 C .33 D .35【答案】B 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,由已知可得q 和1a ,代入等比数列的求和公式即可 【解析】因为 2312a a a =23114a q a a ==,42a ∴=,3474452224a a a a q +=⨯=+, 所以11,162q a ==,551161231112S ⎛⎫- ⎪⎝⎭==-,故选:B.4.《莱茵德纸草书》(RhindPapyrus )是世界上最古老的数学著作之一.书中有这样一道题目:把93个面包分给5个人,使每个人所得面包个数成等比数列,且使较小的两份之和等于中间一份的四分之三,则最大的一份是( )个. A .12 B .24 C .36 D .48【答案】D 【分析】设等比数列{}n a 的首项为10a >,公比1q >,根据题意,由()()211513141931a q a q a q q ⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩求解. 【解析】设等比数列{}n a 的首项为10a >,公比1q >,由题意得:123123453493a a a a a a a a ⎧+=⎪⎨⎪++++=⎩,即()()211513141931a q a q a q q ⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩, 解得132a q =⎧⎨=⎩,所以45148a a q ==,故选:D5.在等比数列{}n a 中,若1614a a a ⋅⋅为定值,n T 为数列{}n a 的前n 项积,则下列各数为定值的是( ) A .11T B .12TC .13TD .14T【答案】C 【分析】根据等比数列的通项公式用1,a q 表示出1614a a a ,然后再分别表示出各选项中的积进行判断. 【解析】设公比为q ,则()35133186161411111a a a a a q a q a q a q =⋅==为定值,即61a q 为定值,(1)112(1)211111n n n n n n n T a a q a qa qa q--+++-=⋅==,11555111111()T a q a q ==,不是定值,1211126621211T a q a q ⎛⎫== ⎪⎝⎭,不是定值,13786131311()T a q a q ==,是定值,1413131414221411()T a q a q ⨯==,不是定值.故选:C .6.在各项都为正数的数列{}n a 中,首项12,n a S =为数列{}n a 的前n 项和,且()2121(42)0n n n S S a n ----=≥,则10S =( ) A .1022 B .1024C .2046D .2048【答案】C 【分析】当2n ≥时,1n n n a S S -=-,故可以得到()()11220n n n n a a a a --+-=,因为120n n a a -+>,进而得到120n n a a --=,所以{}n a 是等比数列,进而求出102046S = 【解析】由()2121(42)0n n n S S a n ----=≥,得22140nn a a --=,得()()11220n n n n a a a a --+-=, 又数列{}n a 各项均为正数,且12a =, ∴120n n a a -+>,∴120n n a a --=,即12nn a a -= ∴数列{}n a 是首项12a =,公比2q 的等比数列,其前n 项和()12122212n n nS +-==--,得102046S =,故选:C.7.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若21n n S a =-,则202120221S a +=( )A .2B .1C .12D .13【答案】B 【分析】由21n n S a =-,根据n a 与n S 的关系,得出{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,结合等比数列的求和公式,即可求解. 【解析】由数列{}n a 的前n 项和21n n S a =-,当1n =时,可得11121a S a ==-,所以11a =;当2n ≥时,()112121n n n n n a S S a a --=-=---,所以12n n a a -=, 所以{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,所以202120212021122112S -==--,202120222a =,所以2021202211S a +=. 故选:B.8.在等比数列{}n a 中,()23122a a a a +=+,则数列{}n a 的公比q =( ) A .2 B .1 C .1-或1 D .1-或2【答案】D 【分析】用1,a q 表示出已知等式后可得结论. 【解析】由题意知()()211210a q q a q +-+=,所以()()120q q +-=,所以1q =-或2q.故选:D .二、多选题9.(多选题)已知等比数列{}n a 的前n 项和是n S ,则下列说法一定成立的是( ) A .若30a >,则20210a > B .若40a >,则20200a > C .若30a >,则20210S > D .若30a >,则20210S <【答案】ABC【分析】根据等比数列通项式,前n 项和n S 代入即可得出答案. 【解析】设数列{}n a 的公比为q ,当30a >,则2018202130a a q=>,A 正确; 当40a >,则2016202040a a q=>,B 正确. 又当1q ≠时,()20211202111a q qS -=-,当1q <时,2021202110,10,0q qS ->->∴>,当01q <<时,2021202110,10,0q q S ->->∴>,当1q >时,2021202110,10,0q qS -<-<∴>当1q =时,2021120210S a =>,故C 正确,D 不正确. 故选:ABC10.(多选题)若数列{a n }是等比数列,则下面四个数列中也是等比数列的有( ) A .{ca n }(c 为常数) B .{a n +a n +1}C .{a n ·a n +1)D .{}3n a【答案】CD 【分析】A. 由c =0判断;B.q =-1时判断;CD.由等比数列的定义判断. 【解析】当c =0时,{ca n }不是等比数列,故A 错误;当数列{a n }的公比q =-1时,a n +a n +1=0,{a n +a n +1}不是等比数列,故B 错误; 由等比数列的定义,选项CD 中的数列是等比数列,故CD 正确. 故选:CD11.设数列{}n a 是各项均为正数的等比数列,n T 是{}n a 的前n 项之积,227a =,369127a a a ⋅⋅=,则当n T 最大时,n 的值为( )A .4B .5C .6D .7【答案】AB【分析】 设等比数列{}n a 的公比为q ,求出q 的值,进而可求得数列{}n a 的通项公式,解不等式1n a ≥,求出n 的取值范围,即可得解.【解析】设等比数列{}n a 的公比为q ,则33696127a a a a ⋅⋅==,可得613a =,13q ∴==,所以,225212733n n n n a a q ---⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭, 令531n n a -=≥,解得5n ≤,故当n T 最大时,4n =或5.故选:AB.第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题12.在等比数列{}n a 中,1521,8,n a a a S ==是数列{}n a 的前n 项和,若63k S =,则k =________.【答案】6【分析】由1521,8a a a ==,解得2q求解. 【解析】在等比数列{}n a 中,设公比为q ,因为1521,8a a a ==,所以48,0q q q =≠,解得2q, 所以126312kk S -==-,解得6k =, 故答案为:613.在正项等比数列{}n a 中,若13a 、312a 、22a 成等差数列,则2021202020232022a a a a -=-________.【答案】19【分析】设正项等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,根据已知条件求出q 的值,再结合等比数列的基本性质可求得结果.【解析】设正项等比数列{}n a 的公比为q ,则0q >,因为13a 、312a 、22a 成等差数列,则31232a a a =+,即211132a q a a q =+, 可得2230q q --=,0q >,解得3q =, 因此,()20212020202120202202320222021202019a a a a a a q a a --==--. 故答案为:19. 14.已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,若241,4n n a S b a a +==,数列{}n a 的通项公式为___________. 【答案】21()2n n a -= 【分析】当1n =时,求得102b a =>,再由n n S a b =-+,得到11(2)n n S a b n --=-+≥, 相减可得120n n a a --=,结合等比数列的通项公式,求得b ,进而求得数列的通项公式.【解析】由题意,正项数列{}n a 满足241,4n n a S b a a +==, 当1n =时,可得1111a S a a b =++=,则102b a =>, 由n n S a b =-+,则11(2,)n n S a b n n N +--=-+≥∈,两式相减可得120n n a a --=,所以1(22)1,n n n n N a a +-≥=∈, 即数列{}n a 为公比为12的等比数列, 所以2416,4b a a b ==,所以2441461a b a b =⨯=,解得4b =, 所以122b a ==,所以数列{}n a 的通项公式为1121112()()22n n n n a a q ---==⨯=.故答案为:21()2n n a -=.四、解答题15.已知n S 为数列{}n a 的前n 项和,12a =,172n n S a ++=,2211log log n n n b a a +=⋅,n T 为数列{}n b 的前n 项和.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2022n m T >对所有*n N ∈恒成立,求满足条件m 的最小整数值.【答案】(1)322n n a -= (2)674【分析】(1)利用递推公式,结合前n 项和与第n 项的关系、等比数列的定义进行求解即可; (2)根据对数的运算性质,结合裂项相消法进行求解即可.(1)由题意172n n S a ++=,当2n ≥时,172n n S a -+=,两式相减得:17n n n a a a +=-,即:()182n n a a n +=≥,所以2n ≥时,{}n a 为等比数列又因为1n =时,217272216a S =+=⨯+=, 所以218a a =, 所以,对所有*n N ∈,{}n a 是以2为首项,8为公比的等比数列,所以132282n n n a --=⨯=;(2) 由题知:32312212211log log log 2log 2n n n n n b a a -++==⋅⋅ ()()13231n n =-+11133231n n ⎛⎫=- ⎪-+⎝⎭所以12111111111134473231331n n T b b b n n n ⎛⎫⎛⎫=+++=-+-++-=- ⎪ ⎪-++⎝⎭⎝⎭所以111202220221674167433131n T n n ⎛⎫⎛⎫=⨯-=-< ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭所以满足2022n m T >恒成立的最小m 值为674.16.等差数列{}n a 中,13a =,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 各项均为正数,11b =,且2212b S +=,{}n b 的公比22S q b =. (1)求n a 与n b ;(2)求12111nS S S +++. 【答案】(1)33(1)3n a n n =+-=,13n n b -=(2)()231n n + 【分析】(1)由{}n b 的公比22S q b =及2212b S +=可解得3q =,由11b =则n b 可求,又由22S q b =可得29S =,26a =,213d a a =-=,则n a 可求;(2)由(1)可得3(1)2n n n S +=,则122113(1)31n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,故由裂项相消法可求12111nS S S +++. (1) 等差数列{}n a 中,13a =,前n 项和为n S ,等比数列{}n b 各项均为正数,11b =,且2212b S +=,{}n b 的公比22S q b =,222212S q b b S ⎧=⎪⎨⎪+=⎩,解得3q =,13n n b -=. {}n b 各项均为正数,∴3q =,13n n b -=.由23b =,得29S =,26a =,213d a a =-=,∴()3313n a n n =+-=. (2)3(1)3(1)322n n n n n S n -+=+=, 122113(1)31n S n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,12111211111132231n S S S n n ⎛⎫+++=-+-++- ⎪+⎝⎭ 2121313(1)n n n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭. 17.已知数列{a n }中,a 1=4,a n +1=2a n -5,求证{a n -5}是等比数列.【答案】证明见解析【分析】由a n +1-5=2(a n -5)结合等比数列的定义证明即可.【解析】证明:由a n +1=2a n -5得a n +1-5=2(a n -5). 又a 1-5=-1≠0,故数列{a n -5}是首项为-1,公比为2的等比数列.。
等比数列 课件

解:(1)解法一:因为aa47==aa11qq36,, 所以aa11qq36==28,,
① ②
② 由①得
q3=4,从而
q=3
4,而
a1q3=2,
于是
a1=q23=12,所以
2n-5
an=a1qn-1=2 3 .
解法二:因为 a7=a4q3,所以 q3=4.
所以
an=a4qn-4=2·(3
2n-5
等比数列
1.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,个公数比列通叫常做用_字_ _母_ _q_表_ _示数( q列≠ ,0 ) .等这 个比常 数 叫 做 等 比 数 列 的 公比
2.如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫 做a与b的____________.
特别提醒:(1)利用等比中项可在成等比数列的三数中“知 二求一”.
(2)只有同号的两数才存在等比中项,且等比中项有两个 值,即 G=± ab.
3.通项公式的应用
通项公式an=a1qn-1反映了等比数列{an}的各项与其序号n的函数关系,公式中含有a1、q、n、an四 个量,常用作“知三求一”.
题型一 等比数列的通项公式 【例1】 在等比数列{an}中. (1)a4=2,a7=8,求an; (2)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n. 思路点拨:(1)列方程组求出首项和公比;(2)先列方程求出首项和公比,再用通项公式求n.
方法点评:a1 和 q 是等比数列的基本量,只要求出这两个 基本量,其他量便可迎刃而解.此类问题求解的通法是根据条 件,建立关于 a1 和 q 的方程组,求出 a1 和 q.
题型二 等比数列的判断 【例 2】 已知数列{an}满足 a1=1,an+1=2an+1. (1)求证:数列an+1是等比数列; (2)求 an 的表达式.
(完整版)高中数学数列知识点整理

1数列中a n 与S n 之间的关系:a nS ‘(n 1)注意通项能否合并。
S n & i ,(n 2).2、等差数列:⑴定义:如果一个数列从第 2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,即a n - a n 1=d , (n >2, n € N ), 那么这个数列就叫做等差数列。
⑵等差中项:若三数 a 、A b 成等差数列或a n pn q (p 、q 是常数)⑷前n 项和公式:n n 1 S n n^d2⑸常用性质: ① 若 mn p q m,n, p,q N ,贝U a m a n a p a q;② 下标为等差数列的项 a k ,a k m ,a k 2m ,,仍组成等差数列; ③ 数列 a n b ( ,b 为常数)仍为等差数列;④ 若{a n }、{0}是等差数列,则{ka n }、{ka n pb n } (k 、p 是非零常数)、{a p nq }( p,q N )、,…也成等差数列。
⑤单调性: a n 的公差为d ,则:i) d 0 a n 为递增数列; ii) d 0 a n 为递减数列; iii) d 0a n 为常数列;⑥数列{a n }为等差数列 a n pn q ( p,q 是常数)⑦若等差数列 a n 的前n 项和S n ,则S k 、S 2kS k 、S 3k S 2k …是等差数列。
3、等比数列⑴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,那么这个数列就叫做等比数列。
⑵等比中项:若三数a 、Gb 成等比数列G 2 ab, ( ab 同号)。
反之不一定成立。
数列⑶通项公式:a n a 1(n 1)d a m (n m)dn a-i a n2⑶通项公式:a nn 1n maga m q⑷前n 项和公式:a 1 1 q n S i1 qa 1 a n q 1 q⑸常用性质①若m n pq m,n, p,q N , 则 am ana p a q;② a k ,a k m ,a k 2m ,为等比数列, 公比为 q k (下标成等差数列,则对应的项成等比数列)③ 数列a n (为不等于零的常数)仍是公比为 q 的等比数列;正项等比数列 a n ;则lg a n 是公差为lg q 的等差数列;④ 若a n 是等比数列,则 ca n , a n 2 ,a n r(r Z )是等比数列,公比依次是⑤ 单调性:a i 0,q 1或印 0,0 q 1 a “为递增数列; a i 0,0 q 1或q 0,q1a .为递减数列;q 1 a n 为常数列; q 0a n 为摆动数列;⑥ 既是等差数列又是等比数列的数列是常数列。
常用数学公式大全

常用数学公式大全公式分类公式表达式乘法与因式分解a2-b2=(a+b)(a-b)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)三角不等式|a+b|≤|a|+|b||a-b|≤|a|+|b||a|≤b<=>-b≤a≤b |a-b|≥|a|-|b|-|a|≤a≤|a|一元二次方程的解-b+√(b2-4ac)/2a-b-b+√(b2-4ac)/2a根与系数的关系X1+X2=-b/aX1*X2=c/a注:韦达定理判别式b2-4a=0 注:方程有相等的两实根b2-4ac>0 注:方程有一个实根b2-4ac<0 注:方程有共轭复数根三角函数公式两角和公式sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinBsin(A-B)=sinAcosB-sinBcosAcos(A+B)=cosAcosB-sinAsinBcos(A-B)=cosAcosB+sinAsinBtan(A+B)=(tanA+tanB)/(1-tanAtanB)tan(A-B)=(tanA-tanB)/(1+tanAtanB) ctg(A+B)=(ctgActgB-1)/(ctgB+ctgA)ctg(A-B)=(ctgActgB+1)/(ctgB-ctgA)倍角公式tan2A=2tanA/(1-tan2A)ctg2A=(ctg2A-1)/2ctga cos2a=cos2a-sin2a=2cos2a-1=1-2sin2a半角公式sin(A/2)=√((1-cosA)/2)sin(A/2)=-√((1-cosA)/2)cos(A/2)=√((1+cosA)/2)cos(A/2)=-√((1+cosA)/2)tan(A/2)=√((1-cosA)/((1+cosA))tan(A/2)=-√((1-cosA)/((1+cosA)) ctg(A/2)=√((1+cosA)/((1-cosA))ctg(A/2)=-√((1+cosA)/((1-cosA))和差化积2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A-B)2cosAsinB=sin(A+B)-sin(A-B)2cosAcosB=cos(A+B)-sin(A-B)-2sinAsinB=cos(A+B)-cos(A-B)sinA+sinB=2sin((A+B)/2)cos((A-B)/2cosA+cosB=2cos((A+B)/2)sin((A-B)/2) tanA+tanB=sin(A+B)/tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosBcosAcosBctgA+ctgBsin(A+B)/sinAsinB-ctgA+ctgBsin(A+B)/sinAsinB某些数列前n项和1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+n=n(n+1)/21+3+5+7+9+11+13+15+…+(2n-1)=n22+4+6+8+10+12+14+…+(2n)=n(n+1)12+22+32+42+52+62+72+82+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6 13+23+33+43+53+63+…n3=n2(n+1)2/41*2+2*3+3*4+4*5+5*6+6*7+…+n(n+1)=n(n+1)(n+2)/3正弦定理a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R注:其中R 表示三角形的外接圆半径余弦定理b2=a2+c2-2accosB 注:角B是边a和边c的夹角圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2注:(a,b)是圆心坐标圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0 注:D2+E2-4F>0抛物线标准方程y2=2px y2=-2pxx2=2pyx2=-2py直棱柱侧面积S=c*h 斜棱柱侧面积S=c'*h正棱锥侧面积S=1/2c*h'正棱台侧面积S=1/2(c+c')h'圆台侧面积S=1/2(c+c')l=pi(R+r)l球的表面积S=4pi*r2圆柱侧面积S=c*h=2pi*h圆锥侧面积S=1/2*c*l=pi*r*l弧长公式l=a*r a是圆心角的弧度数r >0扇形面积公式s=1/2*l*r锥体体积公式V=1/3*S*H圆锥体体积公式V=1/3*pi*r2h斜棱柱体积V=S'L 注:其中,S'是直截面面积,L是侧棱长柱体体积公式V=s*h 圆柱体V=pi*r2h常用数学公式汇总一、基础代数公式1. 平方差公式:(a+b)×(a-b)=a2-b22. 完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2完全立方公式:(a±b)3=(a±b)(a2 ab+b2)3. 同底数幂相乘:am×an=am+n(m、n为正整数,a≠0)同底数幂相除:am÷an=am-n(m、n为正整数,a≠0)a0=1(a≠0)a-p=(a≠0,p为正整数)4. 等差数列:(1)sn==na1+ n(n-1)d;(2)an=a1+(n-1)d;(3)n =+1;(4)若a,A,b成等差数列,则:2A=a+b;(5)若m+n=k+i,则:am+an=ak+ai;(其中:n为项数,a1为首项,an为末项,d为公差,sn为等差数列前n项的和)5. 等比数列:(1)an=a1q-1;(2)sn=(q 1)(3)若a,G,b成等比数列,则:G2=ab;(4)若m+n=k+i,则:am·an=ak·ai;(5)am-an=(m-n)d(6)=q(m-n)(其中:n为项数,a1为首项,an为末项,q为公比,sn为等比数列前n项的和)6.一元二次方程求根公式:ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2)其中:x1= ;x2= (b2-4ac 0)根与系数的关系:x1+x2=- ,x1·x2=二、基础几何公式1. 三角形:不在同一直线上的三点可以构成一个三角形;三角形内角和等于180°;三角形中任两边之和大于第三边、任两边之差小于第三边;(1)角平分线:三角形一个的角的平分线和这个角的对边相交,这个角的顶点和交点之间的线段,叫做三角形的角的平分线。
2019年高中数学·第一轮复习 第30讲 等比数列及其前n项和

第30讲 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 (q ≠0,n ∈N *). (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⇒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 ≠1.3.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).判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)与等差数列类似,等比数列的各项可以是任意一个实数.( ) (2)公比q 是任意一个常数,它可以是任意实数.( ) (3)三个数a ,b ,c 成等比数列的充要条件是b 2=ac .( )(4)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)×(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 .54解析:选C .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 .(教材习题改编)设等比数列{an }的前n 项和为S n .若S 2=3,S 4=15,则S 6=( ) A .31 B .32 C .63D .64解析:选C .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 .在单调递减的等比数列{an }中,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=________.解析: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q 2=a 4a 2=14,所以q =12,a 1=a 2q=4.答案:4在数列{an }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 =________. 解析:由a n +1=2a n ,知数列{a n }是以a 1=2为首项,公比q =2的等比数列, 由S n =2(1-2n )1-2=126,解得n =6.答案:6(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________.解析: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. 答案:27,81等比数列基本量的运算[典例引领](1)(2017·高考江苏卷)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=________.(2)(2017·高考全国卷Ⅱ)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】 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则由S 6≠2S 3得q ≠1,则S 3=a 1(1-q 3)1-q =74,S 6=a 1(1-q 6)1-q=634,解得q =2,a 1=14,则a 8=a 1q 7=14×27=32.故填32.(2)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.(ⅰ) ①由a 3+b 3=5得2d +q 2=6.(ⅱ)联立(ⅰ)和(ⅱ)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,q =4. 当q =-5时,由(ⅰ)得d =8,则S 3=21. 当q =4时,由(ⅰ)得d =-1,则S 3=-6.解决等比数列有关问题的2种常用思想1.(2018·武汉调研)设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则a 1=( )A .-2B .-1C .12D .23解析:选B .由S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2得a 3+a 4=3a 4-3a 2,即q +q 2=3q 2-3,解得q =-1(舍)或q =32,将q =32代入S 2=3a 2+2中得a 1+32a 1=3×32a 1+2,解得a 1=-1.故选B .2.(2018·东北四市模拟)等比数列{a n }中各项均为正数,S n 是其前n 项和,且满足2S 3=8a 1+3a 2,a 4=16,则S 4=________.解析:由题意得,2(a 1+a 2+a 3)=8a 1+3a 2,所以2a 3-a 2-6a 1=0.设{a n }的公比为q (q >0),则2a 1q 2-a 1q -6a 1=0,即2q 2-q -6=0,解得q =2或q =-32(舍去).因为a 4=16,所以a 1=2,则S 4=2(1-24)1-2=30.答案:30等比数列的判定与证明[典例引领]设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *). (1)求a 2,a 3的值;(2)求证:数列{S n +2}是等比数列.【解】 (1)因为a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *), 所以当n =1时,a 1=2×1=2; 当n =2时,a 1+2a 2=(a 1+a 2)+4, 所以a 2=4;当n =3时,a 1+2a 2+3a 3=2(a 1+a 2+a 3)+6, 所以a 3=8.综上,a 2=4,a 3=8.(2)证明:因为a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)S n +2n (n ∈N *).① 所以当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1 =(n -2)S n -1+2(n -1).②①-②,得na n =(n -1)S n -(n -2)S n -1+2=n (S n -S n -1)-S n +2S n -1+2=na n -S n +2S n -1+2.所以-S n +2S n -1+2=0, 即S n =2S n -1+2, 所以S n +2=2(S n -1+2). 因为S 1+2=4≠0,所以S n -1+2≠0,所以S n +2S n -1+2=2,故{S n +2}是以4为首项,2为公比的等比数列.等比数列的4种常用判定方法择题、填空题中的判定.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.[通关练习]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.解:(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). 因为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.等比数列的性质(高频考点)等比数列的性质是每年高考的重点,多与等比数列基本量的计算综合考查,难度适中,既有选择、填空题,也有解答题,主要命题角度有:(1)等比数列项的性质;(2)等比数列前n 项和的性质.[典例引领]角度一 等比数列项的性质(1)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________.(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=________. 【解析】 (1)因为a 10a 11+a 9a 12=2a 10a 11=2e 5, 所以a 10a 11=e 5.所以ln a 1+ln a 2+…+ln a 20 =ln(a 1a 2…a 20)=ln[(a 1a 20)·(a 2a 19)·…·(a 10a 11)] =ln(a 10a 11)10=10ln(a 10a 11) =10ln e 5=50ln e =50.(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.【答案】 (1)50 (2)31角度二 等比数列前n 项和的性质(1)等比数列{a n }中,前n 项和为48,前2n 项和为60,则其前3n 项和为________. (2)数列{a n }是一个项数为偶数的等比数列,所有项之和是偶数项之和的4倍,前三项之积为64,则此数列的通项公式为a n =________.【解析】 (1)法一:设数列{a n }的前n 项和为S n . 因为S 2n ≠2S n ,所以q ≠1,由前n 项和公式得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q n )1-q=48,①a 1(1-q2n)1-q=60,②②÷①,得1+q n =54,所以q n =14.③将③将入①,得a 11-q=64. 所以S 3n =a 1(1-q 3n )1-q=64×⎝⎛⎭⎫1-143=63.法二:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为{a n }为等比数列,所以S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 也成等比数列, 所以(S 2n -S n )2=S n (S 3n -S 2n ),即S 3n =(S 2n -S n )2S n +S 2n =(60-48)248+60=63.法三:设数列{a n }的前n 项和为S n , 因为S 2n =S n +q n S n , 所以q n =S 2n -S n S n =14,所以S 3n =S 2n +q 2nS n =60+⎝⎛⎭⎫142×48=63.(2)设此数列{a n }的公比为q , 由题意,知S 奇+S 偶=4S 偶, 所以S 奇=3S 偶, 所以q =S 偶S 奇=13.又a 1a 2a 3=64,即a 1(a 1q )(a 1q 2)=a 31q 3=64,所以a 1q =4.又q =13,所以a 1=12,所以a n =a 1qn -1=12×⎝⎛⎭⎫13n -1.【答案】 (1)63 (2)12×⎝⎛⎭⎫13n -1等比数列常见性质的应用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.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.[注意] 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.[通关练习]1.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解析:选C .法一:因为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.又因为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:因为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.(2018·云南11校跨区调研)已知数列{a n }是等比数列,S n 为其前n 项和,若a 1+a 2+a 3=4,a 4+a 5+a 6=8,则S 12=( )A .40B .60C .32D .50解析:选B .由等比数列的性质可知,数列S 3,S 6-S 3,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,即数列4,8,S 9-S 6,S 12-S 9是等比数列,因此S 12=4+8+16+32=60,选B .3.已知等比数列{a n }的首项a 1=-1,其前n 项和为S n ,若S 10S 5=3132,则公比q =________.解析:由S 10S 5=3132,a 1=-1知公比q ≠1,则S 10-S 5S 5=-132.由等比数列前n 项和的性质知S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,故q 5=-132,q =-12.答案:-12等比数列基本量的计算方法等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.判定等比数列的方法要证明一个数列是等比数列,最终需归结到定义上,即证a n +1a n=q (q 是不为0的常数).具体方法见本讲[例2]的[规律方法].求解等比数列问题常用的数学思想 (1)方程思想:如求等比数列中的基本量.(2)分类讨论思想:如求和时要分q =1和q ≠1两种情况讨论,判断单调性时对a 1与q 分类讨论.等比数列中的4个易误点(1)特别注意q =1时,S n =na 1这一特殊情况.(2)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.(3)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这一特殊情形而导致解题失误.(4)S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 未必成等比数列(例如:当公比q =-1且n 为偶数时,S n ,S 2n-S n ,S 3n -S 2n 不成等比数列;当q ≠-1或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列),但等式(S 2n -S n )2=S n ·(S 3n -S 2n )总成立.1.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,已知3S 3=a 4-2,3S 2=a 3-2,则公比q =( ) A .3 B .4 C .5D .6解析:选B .由题意知,q ≠1,则⎩⎪⎨⎪⎧3a 1(1-q 3)1-q =a 1q 3-23a 1(1-q 2)1-q=a 1q 2-2,两式相减可得-3(q 3-q 2)1-q =q 3-q 2,即-31-q=1,所以q =4.2.(2018·成都第二次诊断检测)在等比数列{a n }中,已知a 3=6,a 3+a 5+a 7=78,则a 5=( )A .12B .18C .36D .24解析:选B .a 3+a 5+a 7=a 3(1+q 2+q 4)=6(1+q 2+q 4)=78⇒1+q 2+q 4=13⇒q 2=3,所以a 5=a 3q 2=6×3=18.故选B .3.(2017·高考全国卷Ⅱ)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )A .1盏B .3盏C .5盏D .9盏解析:选B .每层塔所挂的灯数从上到下构成等比数列,记为{a n },则前7项的和S 7=381,公比q =2,依题意,得a 1(1-27)1-2=381,解得a 1=3,选择B .4.(2018·广州综合测试(一))已知等比数列{a n }的各项都为正数,且a 3,12a 5,a 4成等差数列,则a 3+a 5a 4+a 6的值是( )A .5-12B .5+12C .3-52D .3+52解析:选A .设等比数列{a n }的公比为q ,由a 3,12a 5,a 4成等差数列可得a 5=a 3+a 4,即a 3q 2=a 3+a 3q ,故q 2-q -1=0,解得q =1+52或q =1-52(舍去),由a 3+a 5a 4+a 6=a 3+a 3q 2a 4+a 4q 2=a 3(1+q 2)a 4(1+q 2)=1q =25+1=2(5-1)(5+1)(5-1)=5-12,故选A .5.在正项等比数列{a n }中,已知a 1a 2a 3=4,a 4a 5a 6=12,a n -1a n a n +1=324,则n 等于( ) A .12 B .13 C .14D .15解析:选C .因为数列{a n }是各项均为正数的等比数列,所以a 1a 2a 3,a 4a 5a 6,a 7a 8a 9,a 10a 11a 12,…也成等比数列.不妨令b 1=a 1a 2a 3,b 2=a 4a 5a 6,则公比q =b 2b 1=124=3.所以b m =4×3m -1.令b m =324,即4×3m -1=324,解之得m =5,所以b 5=324,即a 13a 14a 15=324. 所以n =14.6.在等比数列{a n }中,若a 1a 5=16,a 4=8,则a 6=________.解析:因为a 1a 5=16,所以a 23=16,所以a 3=±4.又a 4=8,所以q =±2. 所以a 6=a 4q 2=8×4=32. 答案:327.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S n =________.解析:设等比数列的公比为q ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 1q 3=9,a 21q 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 =1-2n 1-2=2n-1.答案:2n -18.(2018·郑州第二次质量预测)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=________.解析: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.答案:289.已知等差数列{a n }和等比数列{b n }满足a 1=b 1=1,a 2+a 4=10,b 2b 4=a 5. (1)求{a n }的通项公式; (2)求和:b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1. 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d . 因为a 2+a 4=10,所以2a 1+4d =10. 解得d =2. 所以a n =2n -1.(2)设等比数列{b n }的公比为q . 因为b 2b 4=a 5,所以b 1qb 1q 3=9. 解得q 2=3.所以b 2n -1=b 1q 2n -2=3n -1.从而b 1+b 3+b 5+…+b 2n -1=1+3+32+…+3n -1=3n -12.10.(2017·高考全国卷Ⅰ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和,已知S 2=2,S 3=-6. (1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列.解:(1)设{a n }的公比为q .由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1+q )=2,a 1(1+q +q 2)=-6.解得q =-2,a 1=-2. 故{a n }的通项公式为a n =(-2)n .(2)由(1)可得S n =a 1(1-q n )1-q=-23+(-1)n 2n +13.由于S n +2+S n +1=-43+(-1)n2n +3-2n +23=2[-23+(-1)n 2n +13]=2S n ,故S n +1,S n ,S n +2成等差数列.1.在递增的等比数列{a n }中,已知a 1+a n =34,a 3·a n -2=64,且前n 项和S n =42,则n 等于( )A .3B .4C .5D .6解析:选A .因为{a n }为等比数列, 所以a 3·a n -2=a 1·a n =64. 又a 1+a n =34,所以a 1,a n 是方程x 2-34x +64=0的两根,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,a n =2. 又因为{a n }是递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,a n =32.由S n =a 1-a n q 1-q =2-32q 1-q =42,解得q =4.由a n =a 1q n -1=2×4n -1=32,解得n =3.故选A .2.设{a n }是等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,对任意正整数n ,有a n +2a n +1+a n +2=0.又a 1=2,则S 101的值为( )A .2B .200C .-2D .0解析:选A .设等比数列的公比为q .由a n +2a n +1+a n +2=0, 得a n (1+2q +q 2)=0.因为a n ≠0,所以1+2q +q 2=0,解得q =-1,所以S 101=a 1=2.故选A .3.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 =________.解析:因为a n +ma m =a n ,令m =1,则a n +1a 1=a n ,即a n +1a n=a 1=2, 所以{a n }是首项a 1=2,公比q =2的等比数列, S n =2(1-2n )1-2=2n +1-2.答案:2n +1-24.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________.解析: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 1q n -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.答案:935.已知{a n }是等差数列,满足a 1=3,a 4=12,数列{b n }满足b 1=4,b 4=20,且{b n -a n }为等比数列.(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式; (2)求数列{b n }的前n 项和.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得 d =a 4-a 13=12-33=3,所以a n =a 1+(n -1)d =3n (n =1,2,…). 设等比数列{b n -a n }的公比为q ,由题意得 q 3=b 4-a 4b 1-a 1=20-124-3=8,解得q =2.所以b n -a n =(b 1-a 1)q n -1=2n -1.从而b n =3n +2n -1(n =1,2,…).(2)由(1)知b n =3n +2n -1(n =1,2,…).数列{3n }的前n 项和为32n (n +1),数列{2n -1}的前n 项和为1-2n 1-2=2n -1.所以,数列{b n }的前n 项和为32n (n +1)+2n -1.6.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. 解:(1)证明:因为a n +S n =n ①, 所以a n +1+S n +1=n +1②. ②-①得a n +1-a n +a n +1=1,所以2a n +1=a n +1,所以2(a n +1-1)=a n -1, 当n =1时,a 1+S 1=1,所以a 1=12,a 1-1=-12,所以a n +1-1a n -1=12,又c n =a n -1,所以{c n }是首项为-12,公比为12的等比数列.(2)由(1)可知c n =⎝⎛⎭⎫-12·⎝⎛⎭⎫12n -1=-⎝⎛⎭⎫12n,所以a n =c n +1=1-⎝⎛⎭⎫12n.所以当n ≥2时,b n =a n -a n -1=1-⎝⎛⎭⎫12n-⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n -1=⎝⎛⎭⎫12n -1-⎝⎛⎭⎫12n =⎝⎛⎭⎫12n.又b 1=a 1=12也符合上式,所以b n =⎝⎛⎭⎫12n.。
等比数列知识点总结

等比数列知识点总结知识点是在教育实践中,对某一个知识的泛称,多用于口语化,特指教科书上或考试的知识。
下面是等比数列知识点总结,请参考!等比数列知识点总结1、等比数列的定义:2、通项公式:a n =a 1q n -1=a 1n q =A B n (a 1q ≠0, A B ≠0),首项:a 1;公比:qa n q =n a m a n =q (q ≠0)(n ≥2, 且n ∈N *),q 称为公比 a n -1推广:a n =a m q n -m q n -m =3、等比中项:(1)如果a , A , b 成等比数列,那么A 叫做a 与b 的等差中项,即:A 2=ab 或A =注意:同号的两个数才有等比中项,并且它们的等比中项有两个((2)数列{a n }是等比数列a n 2=a n -1a n +14、等比数列的前n 项和S n 公式:(1)当q =1时,S n =na 1(2)当q ≠1时,S n ==a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q a 1a -1q n =A -A B n =A ' B n -A ' (A , B , A ', B ' 为常数) 1-q 1-q5、等比数列的判定方法:(1)用定义:对任意的n ,都有a n +1=qa n 或a n +1=q (q 为常数,a n ≠0) {a n }为等比数列 a n(2)等比中项:a n 2=a n +1a n -1(a n +1a n -1≠0) {a n }为等比数列(3)通项公式:a n =A B n (A B ≠0){a n }为等比数列6、等比数列的证明方法: a 依据定义:若n =q (q ≠0)(n ≥2, 且n ∈N *)或a n +1=qa n {a n }为等比数列 a n -17、等比数列的性质:(2)对任何m , n ∈N *,在等比数列{a n }中,有a n =a m q n -m 。
4.3等比数列-【新教材】人教A版(2019)高中 数学选择性必修二同步讲义

4.3 等比数列 1、等比数列的概念(1)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非零常数,那么这个数列叫做等比数列. 数学语言表达式:q a a n n =-1(n ≥2,q 为非零常数). (2)如果三个数a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项,其中G =±ab .2、等比数列的通项公式及前n 项和公式(1)若等比数列{a n }的首项为a 1,公比是q ,则其通项公式为a n =a 1qn -1; 通项公式的推广:a n =a m q n -m .(2)等比数列的前n 项和公式: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 q 1-q. (3)错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,这个数列的前n 项和可用错位相减法求解.3、等比数列的性质已知{a n }是等比数列,S n 是数列{a n }的前n 项和.(1)若k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则有a k ·a l =a m ·a n .(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即a k ,a k +m ,a k +2m ,…仍是等比数列,公比为q m .(3)当q ≠-1,或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,…仍成等比数列,其公比为q n . 知识梳理(1)若数列}{n a 为等比数列,则数列}{n a c ⋅(c ≠0),|}{|n a ,}{2n a ,}{n a 1也是等比数列. (2)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.(3)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这一特殊情形而导致解题失误.5、构造法:(1)由⎩⎨⎧+=+=+++q pa a q pa a n n n n 121相减得)()(112n n n n a a p a a -=-+++,则}{1n n a a -+为等比数列。
2021版新高考数学一轮教师用书:第6章 第3节 等比数列及其前n项和 Word版含答案

第三节 等比数列及其前n 项和[考点要求] 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.(对应学生用书第106页)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个常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的数学表达式为a n +1an =q (n ∈N *,q 为非零常数).(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=a m q n -m .(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).[常用结论]等比数列的常用性质1.在等比数列{a n }中,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 }(λ≠0),⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n 仍然是等比数列.3.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 ,其中当公比为-1时,n 为偶数时除外.一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)满足a n +1=qa n (n ∈N *,q 为常数)的数列{a n }为等比数列.( ) (2)G 为a ,b 的等比中项⇔G 2=ab .( )(3)若{a n }为等比数列,b n =a 2n -1+a 2n ,则数列{b n }也是等比数列.( ) (4)数列{a n }的通项公式是a n =a n,则其前n 项和为S n =a (1-a n )1-a.( )(5)数列{a n }为等比数列,则S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列.( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× 二、教材改编1.在等比数列{a n }中,a 3=2,a 7=8,则a 5等于( ) A .5 B .±5 C .4 D .±42.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ) A .13 B .-13 C .19 D .-193.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 =________. 4.一种专门占据内存的计算机病毒开机时占据内存1 MB ,然后每3秒自身复制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机________秒,该病毒占据内存8 GB(1 GB =210 MB).(对应学生用书第106页)考点1 等比数列的基本运算等比数列基本量运算的解题策略(1)等比数列的通项公式与前n 项和公式共涉及五个量a 1,a n ,q ,n ,S n ,已知其中三个就能求另外两个(简称“知三求二”).(2)运用等比数列的前n 项和公式时,注意分q =1和q ≠1两类分别讨论.1.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,已知3S 3=a 4-2,3S 2=a 3-2,则公比q =( ) A .3 B .4 C .5 D .62.(2019·全国卷Ⅰ)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=13,a 24=a 6,则S 5=________. 3.等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n ,已知a 3=32,S 3=92,则a 2=________. 4.(2018·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m .抓住基本量a 1, q ,借用方程思想求解是解答此类问题的关键,求解中要注意方法的择优. 考点2 等比数列的判定与证明判定一个数列为等比数列的常见方法(1)定义法:若a n +1a n =q (q 是不为零的常数),则数列{a n }是等比数列;(2)等比中项法:若a 2n +1=a n a n +2(n ∈N +,a n ≠0),则数列{a n }是等比数列; (3)通项公式法:若a n =Aq n -1(A ,q 是不为零的常数),则数列{a n }是等比数列.设数列{a n }中,a 1=1,a 2=53,a n +2=53a n +1-23a n ,令b n =a n +1-a n (n ∈N *) (1)证明:数列{b n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.[逆向问题] 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] (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 *).(1)证明一个数列为等比数列常用定义法与通项公式法,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.(2)已知等比数列求参数的值,常采用特殊到一般的方法求解,如本例的逆向问题.[教师备选例题]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.(2019·全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n-a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列;(2)求{a n }和{b n }的通项公式. 考点3 等比数列性质的应用等比数列性质的应用可以分为3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.(1)[一题多解]已知数列{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10等于( ) A .7 B .5 C .-5 D .-7 (2)设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若S 4S 2=3,则S 6S 4=( )A .2B .73C .310 D .1或2(3)已知等比数列{a n }共有2n 项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q =________.在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,特别关注项a n 或和S n 的下角标数字间的内在关系,活用性质,减少运算量,提高解题速度.[教师备选例题]数列{a n }是一个项数为偶数的等比数列,所有项之和是偶数项之和的4倍,前三项之积为64,则此数列的通项公式a n =________.12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1 [设此数列{a n }的公比为q ,由题意,知S 奇+S 偶=4S 偶,所以S 奇=3S 偶,所以q =S 偶S 奇=13.又a 1a 2a 3=64,即a 1(a 1q )(a 1q 2)=a 31q 3=64,所以a 1q =4.又q =13,所以a 1=12,所以a n =a 1q n -1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1.]1.已知数列{a n }是等比数列,若a 2=1,a 5=18,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n +1(n ∈N +)的最小值为( )A .83 B .1 C .2 D .32.等比数列{a n }满足a n >0,且a 2a 8=4,则log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+…+log 2a 9=________.。
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d 0 递增数列
增减性
d 0 常数列 d 0 递减数列
对应函数类型
一次函数
当a1、q为正且 q 1时, 指数型函数
{an }、 {kan }、 {an bn }、 a { n }仍然等比 bn
k
性质1
{an c}、 {kan }、 {an bn }仍然等差
mn pq
2.4
等比数列
第一课时
1:细胞每隔一定时间会分裂成两个细胞:
2:“一尺之锤,日取其半,万世不竭。”
3:存入银行1000元,年利率为1.98%,按照 复利计算,每年的本利和为:
1000(1 1.98%)
1000(1 1.98%)2
1000(1 1一项与它的前 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,常 用q表示。
性质2 前n项和公式 前n项和的性质
am an a p aq
(略) (略)
作业:
《作业本》2.4 等比数列(一)
总结
递推公式 通项公式 等差(比)中项
等差数列
an an1 d (n 2) an a1 (n 1)d
a、b、c成等差 2b a c
等比数列
an q(n 2)(q 0) an1
an a1q n1
a、b、c成等比 b2 a c
q0 q 1 0 q 1 q 1
an * q(n 2,n N ) an1
an a1q (n N )
*
n1
如果a、G、b成等比数列,则G叫做a与b的等比中项。
G ab
2
例1:某种放射性物质不断变化为其他物质,每 经过一年剩留的这种物质是上一年的84%,请 问:大约经过几年该物质还剩下原来的一半?
例2:一个等比数列第3项和第4项分别是12和18, 求它的第1项和第2项。
变更:一个等比数列第1项和第3项分别是12和27, 求它的第2项和第4项。
课堂练习: 已知数列 {an } 为等比数列: ( 1 )a4 27,q 3,求 a7; ( 2 )a2 18,a4 8,求 a1和q; ( 3 )a5 4,a7 6,求 a9;
( 4 )a5 a1 15 ,a4 a2 6,求a3.