第三节 等比数列及其前n项和
必修5 第二章 第三节 等比数列及其前N项和 学生版
第 1 页 共 8 页教学辅导教案1.判断数52，27()k k *+∈N 是否是等差数列{}n a ：5,3,1,1,,---L 中的项，若是，是第几项？2.若数列{}n a 是等差数列，且11a =，35a =，则10a 等于（ ） A ．19 B.21 C ．37 D ．413.在等差数列{}n a 中，40.8a =，11 2.2a =，求它的首项、公差与51a 的值．4.设{}n a 是公差为正数的等差数列，若12315a a a ++=，12380a a a =，则111213a a a ++等于（ ）A ．120B ．105C ．90D ．75 5.若等差数列{}n a 的前5项和525S =，且23a =，则7a =（ ） A ．12 B ．13 C ．14 D ．151．在等比数列{a n }中，a 2 015＝8a 2 012，则公比q 的值为( ) A ．2 B ．3 C ．4 D ．82．一种专门侵占内存的计算机病毒，开机时占据内存2KB ，然后每3分钟自身复制一次，复制后所占内存是原来的2倍，若该病毒占据64MB 内存（1MB=210KB ），则开机后经过（ ）分钟．A ．45B ．44C ．46D ．47 3．2＋3和2－3的等比中项是( )A ．1B ．－1C ．±1D ．24.已知等差数列{a n }的公差为2，若a 1，a 3，a 4成等比数列，则a 2+a 3的值为（ ） A ．﹣6 B ．﹣8C ．﹣10D ．﹣125.设f (n )＝2＋24＋27＋…＋23n ＋1 (n ∈N *)，则f (n )等于( )A.27(8n －1)B.27(8n ＋1－1)C.27(8n ＋2－1) D.27(8n ＋3－1)6.在等比数列{a n }中，S n 为前n 项和，已知a 5=2S 4+3，a 6=2S 5+3，则此数列的公比q 为（ ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5一、等比数列的基本概念1.定义：如果一个数列从第______项起，每一项与它的前一项的比都等于同一个常数，那么这个数列叫做等比数列．这个常数叫做等比数列的________，通常用字母________表示(q ≠0)． 2．递推关系：在数列{a n }中，若a n ＋1a n ＝q (n ∈N *)，q 为非零常数，则数列{a n }是等比数列．（本部分主要给学生讲解等比数列的基本概念，着重强调公差是后一项前去前面一项，并且是从第二项开始，一定要强调各项不能为0）【例1】判断下列数列哪些是等比数列，如果不是，请说明理由？ ∈ 1, 2, 4, 8, …，263∈ 2000 , 2000×1.1, 2000×1.12,…, 2000×1.19 ∈ -1, -2, -4, -8,∈－1, －1, －1, －1,… ∈1, 0, 1, 0,… 二、等比数列的通项公式若等比数列{}n a 的首项是1a ，公比是q ，则11n n a a q-=．通项公式的变形：∈n m n m a a q -=；∈()11n n a a q --=；∈11n n a q a -=；∈n m n ma q a -=．【例2】已知等比数列{a n }的公比是2，a 3=1，则a 5的值是（ ）A ．B ．C ．4D ．16三、等比中项：在a 与b 中间插入一个数G ，使a ，G ，b 成等比数列，则G 称为a 与b 的等比中项．若2G ab =，则称G 为a 与b 的等比中项．注意：a 与b 的等比中项可能是G ± 【例3】各项为正的等比数列{a n }中，a 4与a 14的等比中项为2，则log 2a 7+log 2a 11=（ ） A ．4 B ．3 C ．2 D ．1四、等比数列的基本性质∈若{}n a 是等比数列，且m n p q +=+（m 、n 、p 、*q ∈N ），则m n p q a a a a ⋅=⋅；∈若{}n a 是等比数列，且2n p q =+（n 、p 、*q ∈N ），则2n p q a a a =⋅公式①重点强调左边和右边的项数一定要保持一致 【例4】在等比数列 {a n } 中，a 5a 7=2，a 2+a 10=3，则=（ ）A ．2B ．C ．2或D ．﹣2 或﹣五、等比数列前n 项和公式 等比数列前n 项和公式 (1)公式：S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧a 11－q n1－q＝a 1－a n q1－q q ≠1，q ＝1.(2)注意：应用该公式时，一定不要忽略q ＝1的情况．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 等于________．【例5】在等比数列{a n }中，a 1•a 2•a 3=27，a 2+a 4=30试求： （1）a 1和公比q ；（2）前6项的和S 6．六、等比数列及其前N 项和的性质综合应用 1.等比数列的前n 项和的性质：∈若项数为()*2n n ∈N ，则S q S=偶奇．∈n n mn m S S q S +=+⋅．∈n S ，2n n S S -，32n n S S -成等比数列（0n S ≠）2.错位相减法“差比数列”一般适用于求一个等差数列与一个等比数列对应项积的前n 项和． 【例6】已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和，若存在m∈N +满足=9，=，则数列{a n }的公比为（ ） A ．B ．2C ．3D ．4 【例7】已知等差数列{a n }前n 项和为S n ，且（n∈N *）．（∈） 求c ，a n ；（∈） 若，求数列{b n }前n 项和T n ．1.对任意等比数列{a n }，下列说法一定正确的是（ ） A ．a 1，a 3，a 9成等比数列 B ．a 2，a 3，a 6成等比数列 C ．a 2，a 4，a 8成等比数列 D ．a 3，a 6，a 9成等比数列2.在等比数列{a n }中，若a 6=6，a 9=9，则a 3为（ ）A ．2 B． C ． D ．43.在等比数列{a n }中，a 3，a 9是方程3x 2﹣11x+9=0的两个根，则a 5a 6a 7=（ ） A ．3B ．C ．±3D ．以上皆非4.已知等比数列{a n }中，a 2=2，a 5=，则a 1a 2+a 2a 3+…+a n a n+1=（ ）A ．（1﹣）B ．（1﹣）C ．16（1﹣）D ．16（1﹣）5.已知{a n }，{b n }都是等比数列，那么（ ） A ．{a n +b n }，{a n •b n }都一定是等比数列B ．{a n +b n }一定是等比数列，但{a n •b n }不一定是等比数列C ．{a n +b n }不一定是等比数列，但}{a n •b n }一定是等比数列D ．{a n +b n }，{a n •b n }都不一定是等比数列 6.已知数列{a n }的前n 项和为，且S n =n 2+n ， （1）求数列{a n }的通项公式；（2）令b n =3an ，求证：数列{b n }是等比数列．【查漏补缺】忽略等比数列中的项的符号致误1.已知数列－1，a 1，a 2，－4成等差数列，－1，b 1，b 2，b 3，－4成等比数列，求212a a b1．在等比数列{a n }中，如果a 6＝6，a 9＝9，那么a 3为( ) A ．4 B.32 C.169 D ．22．在各项均为正数的等比数列{a n }中，若a 5a 6＝9，则log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a 10等于( )A ．12B ．10C ．8D ．2＋log 35 3．数列{a n }为等比数列，且a n ＝a n ＋1＋a n ＋2，a n >0，则该数列的公比q 是( ) A.22 B.255 C.1－52 D.5－12 4．在等比数列{a n }中，a n >a n ＋1，且a 7·a 14＝6，a 4＋a 17＝5，则a 6a 19等于( ) A.32 B.23 C.16 D ．6 5．在等比数列{a n }中，a 5·a 6·a 7＝3，a 6·a 7·a 8＝24，则a 7·a 8·a 9的值等于( ) A ．48 B ．72 C ．144 D ．192 6.数列1,1＋2,1＋2＋22，…，1＋2＋22＋…＋2n －1，…前n 项和等于( ) A ．2n ＋1－n B ．2n ＋1－n －2 C ．2n －n D ．2n第一、二天作业1．在各项都为正数的等比数列{a n }中，a 1＝3，前3项和为21，则a 3＋a 4＋a 5＝( ) A ．33 B ．72 C ．84 D ．189 2．在等比数列{a n }中，如果a 1＋a 2＝40，a 3＋a 4＝60，那么a 5＋a 6＝( ) A ．80 B ．90 C ．95 D ．100 3．已知数列{a n }的前n 项和S n ＝a n －1(a 是不为零的常数)，则数列{a n }( ) A ．一定是等差数列 B ．一定是等比数列C ．或者是等差数列，或者是等比数列D ．既非等差数列，也非等比数列 4．已知数列a ，a (1－a )，a (1－a )2，…是等比数列，则实数a 的取值范围是( ) A ．a ≠1 B ．a ≠0或a ≠1 C ．a ≠0 D ．a ≠0且a ≠1 5．等比数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S 1,2S 2,3S 3成等差数列，则{a n }的公比为________． 6．已知{a n }是等比数列，若a n >0，且a 2a 4＋2a 3a 5＋a 4a 6＝25，则a 3＋a 5＝________. 7．若{a n }是等比数列，下列数列中是等比数列的序号为________． ∈{a 2n }；∈{a 2n }；∈{1a n }；∈{lg|a n |}。
【金版学案】2021届高考数学总温习 第五章 第三节等比数列及其前n项和课时精练 理(1)
第三节 等比数列及其前n 项和1．(2021·江西卷)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x,3x ＋3,6x ＋6成等比数列得，(3x ＋3)2＝x (6x ＋6)． 解得x 1＝－3或x 2＝－1(不合题意，舍去)． 故数列的第四项为－24. 答案：A2．等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且9a 1,3a 2，a 3成等比数列．假设a 1＝3，那么a 4＝( ) A ．6 B ．4 C ．3 D ．5解析：设等差数列{a n }的公差为d ，那么有9(a 1＋d )2＝9a 1·(a 1＋2d )，因为a 1＝3，因此可解得d ＝0，因此{a n }为常数列，a 4＝a 1＝3.应选C.答案：C3．设等比数列{a n }的前n 项和为S n ，假设8a 2＋a 5＝0，那么以下式子中数值不能确信的是( ) A.a 5a 3B.S 5S 3C.a n ＋1a nD.S n ＋1S n解析：由8a 2＋a 5＝0知，公比q ＝－2，因此a 5a 3＝q 2＝4，S 5S 3＝1－q 51－q 3＝113，a n ＋1a n＝q ＝－2.S n ＋1S n＝1－q n ＋11－q n，依照n 的奇偶性可知，该式的结果不定．应选D.答案：D4．已知{a n }是首项为1的等比数列，S n 是{a n }的前n 项和，且9S 3＝S 6，那么数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为( )A.6164B.6364C.3116D.3316 解析：∵a 1＝1,9S 3＝S 6，∴q ≠1.那么9·1－q 31－q ＝1－q 61－q ，得q 3＝1(舍)，q 3＝8，∴q ＝2，∴1a n ＝12n －1，∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前5项和为1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1251－12＝3116. 答案：C5．一个蜂巢里有1只蜜蜂，第一天，它飞出去带回了5个伙伴；第二天，6只蜜蜂飞出去各自带回了5个伙伴……若是那个进程继续下去，那么第6天所有蜜蜂归巢后，蜂巢中共有蜜蜂( )A.666－16－1只 B ．66只C ．63只D ．62只解析：从第一天起，每一天归巢后，蜂巢中的蜜蜂数依次为：6,62,63，…，这是一个等比数列，首项为6，公比为6，因此第6天所有蜜蜂归巢后，蜂巢中共有蜜蜂66只．应选B.答案：B6．等比数列{a n }中，a 3＝6，前三项和S 3＝∫304x d x ，那么公比q 的值为( ) A ．1 B ．－12C ．1或－12D ．－1或－12解析：S 3＝∫304x d x ＝2x 2|30＝2×32－0＝18，由题知，a 1q 2＝6①a 1＋a 1q ＝12②②式除以①式得1q 2＋1q ＝2，解得q ＝1或－12，应选C.答案：C7．概念在(－∞，0)∪(0，＋∞)上的函数f (x )，若是关于任意给定的等比数列{a n }，{f (a n )}仍是等比数列，那么称f (x )为“保等比数列函数”．现有概念在(－∞，0)∪(0，＋∞)上的如下函数：①f (x )＝x 2；②f (x )＝2x ；③f (x )＝|x |；④f (x )＝ln |x |.那么其中是“保等比数列函数”的f (x )的序号为 ( ) A ．①② B ．③④ C ．①③ D ．②④解析：等比数列性质，a n a n ＋2＝a 2n ＋1，①f (a n )f (a n ＋2)＝a 2n a 2n ＋2＝(a 2n ＋1)2＝f 2(a n ＋1)；②f (a n )f (a n ＋2)＝2a n 2a n ＋2＝2a n ＋a n ＋2≠22a n ＋1＝f 2(a n ＋1)； ③f (a n )f (a n ＋2)＝|a n a n ＋2|＝|a n ＋1|2＝f 2(a n ＋1)；④f (a n )f (a n ＋2)＝ln|a n |ln|a n ＋2|≠(ln|a n ＋1|)2＝f 2(a n ＋1)．应选C. 答案：C8．(2021·茂名一模)已知等比数列{a n }的公比q 为正数，且a 3·a 9＝2a 25，那么q ＝__________.解析：设等比数列的首项为a 1，由a 3·a 9＝2a 25，得：(a 1q 2)·(a 1q 8)＝2(a 1q 4)2，即a 21q 10＝2a 21q 8， ∵a 1≠0，q ＞0，∴q ＝ 2.答案：29．(2021·北京卷)假设等比数列{a n }知足a 2＋a 4＝20，a 3＋a 5＝40，那么公比q ＝________；前n 项和S n ＝________.解析：设等比数列的公比为q ，由a 2＋a 4＝20，a 3＋a 5＝40.∴20q ＝40，且a 1q ＋a 1q 3＝20，解之得q ＝2，且a 1＝2.因此S n ＝a 11－q n1－q＝2n ＋1－2.答案：2 2n ＋1－210．(2021·广东深圳二模)已知递增的等比数列{a n }中，a 2＋a 8＝3，a 3·a 7＝2，那么a 13a 10＝________.解析：∵{a n }是递增的等比数列，∴a 3a 7＝a 2a 8＝2，又∵a 2＋a 8＝3，∴a 2，a 8是方程x 2－3x ＋2＝0的两根，那么a 2＝1，a 8＝2， ∴q 6＝a 8a 2＝2，∴q 3＝2，∴a 13a 10＝q 3＝ 2.答案：211．若是数列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，那么a 5＝________.解析：∵a na n －1＝a 1(－2)n －1＝(－2)n －1，∴a 5＝a 5a 4·a 4a 3·a 3a 2·a 2a 1＝(－2)4＋3＋2＋1＝32.答案：3212．已知等比数列{a n }的各项均为不等于1的正数，数列{b n }知足b n ＝ln a n ，b 3＝18，b 6＝12，那么数列{b n }前n 项和的最大值为__________．解析：由题知，b 3＝18＝ln a 3，a 3＝e 18，b 6＝12＝l n a 6，a 6＝e 12，a 6a 3＝q 3＝e －6，q ＝e －2，那么a 1＝e 22，那么b 1＝22，b 2＝20，b n ＝22＋(n －1)·(－2)，n ＝12时，b n ＝0，那么S 12最大为132.答案：13213．(2021·陕西卷)设{a n }是公比为q 的等比数列． (1)推导{a n }的前n 项和公式；(2)设q ≠1, 证明数列{a n ＋1}不是等比数列． 解析：(1) 分两种情形讨论．①当q ＝1时，数列{a n }是首项为a 1的常数数列，因此S n ＝a 1＋a 1＋…＋a 1＝na 1. ②当q ≠1时，数列S n ＝a 1＋a 2＋…＋a n －1＋a n ⇒qS n ＝qa 1＋qa 2＋…＋qa n －1＋qa n . 上面两式错位相减：(1－q )S n ＝a 1＋(a 2－qa 1)＋(a 3－qa 2)…＋(a n －qa n －1)－qa n ＝a 1－qa n . ⇒S n ＝a 1－qa n 1－q＝a 11－q n1－q.③综上，S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧na 1，q ＝1，a 11－q n1－q ，q ≠1.(2)利用反证法．设{a n }是公比q ≠1的等比数列， 假设数列{a n ＋1}是等比数列．那么 ①当∃n ∈N *，使得a n ＋1＝0成立，那么{a n ＋1}不是等比数列． ②当∀n ∈N *，使得a n ＋1≠0成立，那么a n ＋1＋1a n ＋1＝a 1q n ＋1a 1q n －1＋1＝恒为常数⇒a 1q n ＋1＝a 1q n －1＋1⇒当a 1≠0时，q ＝1.这与题目条件q ≠1矛盾．③综上两种情形，假设数列{a n ＋1}是等比数列均不成立，因此当q ≠1时， 数列{a n ＋1}不是等比数列． 14．(2021·广州一模)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＋2a 2＋3a 3＋…＋na n ＝(n －1)S n ＋2n (n ∈N *)．(1)求数列{a n}的通项公式；(2)假设p，q，r是三个互不相等的正整数，且p，q，r成等差数列，试判定a p－1，a q－1，a r－1是不是成等比数列？并说明理由．解析：(1)∵a1＋2a2＋3a3＋…＋na n＝(n－1)S n＋2n，∴当n＝1时，有a1＝(1－1)S1＋2，解得a1＝2.由a1＋2a2＋3a3＋…＋na n＝(n－1)S n＋2n，①a1＋2a2＋3a3＋…＋na n＋(n＋1)a n＋1＝nS n＋1＋2(n＋1)，②②－①得：(n＋1)a n＋1＝nS n＋1－(n－1)S n＋2.③由③式得：(n＋1)a n＋1＝nS n＋1－(n－1)S n＋2＝n(S n＋1－S n)＋S n＋2，得a n＋1＝S n＋2.④当n≥2时a n＝S n－1＋2，⑤⑤－④得：a n＋1＝2a n.由a1＋2a2＝S2＋4，得a2＝4，∴a2＝2a1.∴数列{a n}是以a1＝2为首项，2为公比的等比数列．∴a n＝2n.(2)∵p，q，r成等差数列，∴p＋r＝2q.假设a p－1，a q－1，a r－1成等比数列，那么(a p－1)(a r－1)＝(a q－1)2，即(2p－1)(2r－1)＝(2q－1)2，化简得：2p＋2r＝2×2q.(*)∵p≠r，∴2p＋2r＞22p×2r＝2×2q，这与(*)式矛盾，故假设不成立．∴a p－1，a q－1，a r－1不是等比数列．。
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
第三节 等比数列及其前n项和
(2)由(1)知 bn＝an＋1－an＝－21n－1， 当 n≥2 时，an＝a1＋(a2－a1)＋(a3－a2)＋…＋(an－an－1)＝1＋1 ＋－21＋…＋－12n－2 ＝1＋1－1－－－2121n－1＝1＋231－－12n－1 ＝53－23－21n－1. 当 n＝1 时，53－23－121－1＝1＝a1， 故 an＝53－23－21n－1(n∈N*).
答案：A
4．(2011·北京高考)在等比数列{an}中，若 a1＝12，a4＝4， 则公比 q＝________；a1＋a2＋…＋an＝________. 解析：a4＝a1q3，得 4＝12q3，解得 q＝2，a1＋a2＋…＋an ＝1211－－22n＝2n－1－12.
答案：2 2n－1－12
5．(2012·新课标全国卷)等比数列{an}的前 n 项和为 Sn，若 S3＋3S2＝0，则公比 q＝________. 解析：∵S3＋3S2＝0，∴a1＋a2＋a3＋3(a1＋a2)＝0， ∴a1(4＋4q＋q2)＝0. ∵a1≠0，∴q＝－2. 答案：－2
(3)通项公式法：若数列通项公式可写成 an＝c·qn(c，q 均
是不为 0 的常数，n∈N*)，则{an}是等比数列．
1.已知数列{an}满足 a1＝1，a2＝2，an＋2＝an＋2an＋1，n∈N*.
(1)令bn＝an＋1－an，证明：{bn}是等比数列； (2)求{an}的通项公式． 解：(1)证明：b1＝a2－a1＝1. 当 n≥2 时，bn＝an＋1－an＝an－12＋an－an＝－12(an－an－1)＝
公式Sn＝a111－－qqn.
针对训练
等比数列{an}中，a3＝32，S3＝92，求 an 及前 n 项和 Sn. 解：当 q＝1 时，a1＝a2＝a3＝32， S3＝3×32＝92，符合题意， 此时 an＝32，Sn＝32n.
第五章 第三节 等比数列及其前n项和
答案：17
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考点二 等比数列的判定与证明[探究型]——应用逻辑推理 [例 1] (2018·珠海模拟)已知数列{an}和{bn}满足：a1＝λ，an＋1 ＝23an＋n－4，bn＝(－1)n(an－3n＋21)，其中 λ 为实数，n 为正整数． (1)对任意实数 λ，证明数列{an}不是等比数列； (2)试判断数列{bn}是否为等比数列，并证明你的结论． 解：(1)假设存在一个实数 λ，使{an}成等比数列，则有 a22＝a1a3， 即23λ－32＝λ49λ－4，故49λ2－4λ＋9＝49λ2－4λ，即 9＝0，这与事实 相矛盾．所以对任意实数 λ，数列{an}都不是等比数列．
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③若数列{an}，{bn}(项数相同)是等比数列，则{λan}，{|an|}， a1n，{a2n}，{an·bn}，abnn(λ≠0)仍然是等比数列；
④在等比数列{an}中，等距离取出若干项也构成一个等比数 列，即 an，an＋k，an＋2k，an＋3k，…为等比数列，公比为 qk.
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2．分类讨论的思想：等比数列的前 n 项和公式涉及对公比 q 的分类讨论，当 q＝1 时，{an}的前 n 项和 Sn＝na1；当 q≠1 时， {an}的前 n 项和 Sn＝a111－－qqn＝a11－－aqnq.
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2020版新一线高考理科数学一轮复习教学案：第5章第3节等比数列及其前n项和含答案
第三节 等比数列及其前n 项和[考纲传真] 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．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，定义的表达式为a n ＋1a n＝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＝a b.2．等比数列的通项公式与前n 项和公式 (1)通项公式：a n ＝a 1q n －1. (2)前n 项和公式：3．等比数列的常用性质(1)通项公式的推广：a n ＝a m ·q n －m (n ，m ∈N *)．(2)若m ＋n ＝p ＋q ＝2k (m ，n ，p ，q ，k ∈N *)，则a m ·a n ＝a p ·a q ＝a 2k .(3)若数列{a n }，{b n }(项数相同)是等比数列，则{λa n }，⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ，{a 2n }，{a n ·b n }，⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n (λ≠0)仍然是等比数列．(4)在等比数列{a n }中，等距离取出若干项也构成一个等比数列，即a n ，a n ＋k ，a n ＋2k ，a n ＋3k ，…为等比数列，公比为q k .(5)当q ≠－1时，数列S m ，S 2m －S m ，S 3m －S 2m ，…成等比数列． [常用结论]1．“G 2＝ab ”是“a ，G ，b 成等比数列”的必要不充分条件．2．若q ≠0，q ≠1，则S n ＝k －kq n (k ≠0)是数列{a n }成等比数列的充要条件，此时k ＝a 11－q. [基础自测]1．(思考辨析)判断下列结论的正误．(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＝a b. ( )(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. ( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×2．(教材改编)等比数列{a n }中，a 3＝12，a 4＝18，则a 6等于( ) A ．27 B ．36C.812 D ．54C [公比q ＝a 4a 3＝1812＝32，则a 6＝a 4q 2＝18×⎝ ⎛⎭⎪⎫322＝812.]3．(教材改编)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__________．27,81 [设该数列的公比为q ，由题意知， 243＝9×q 3，q 3＝27，∴q ＝3.∴插入的两个数分别为9×3＝27,27×3＝81.]4．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＝________. 4 [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 3＝a 1q 2＝1，a 2＋a 4＝a 1q ＋a 1q 3＝52，消去a 1得1q ＋q ＝52， 解得q ＝12或q ＝2.又0＜q ＜1，故q ＝12，此时a 1＝4.]5．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 ＝__________.6 [∵a 1＝2，a n ＋1＝2a n ，∴数列{a n }是首项为2，公比为2的等比数列． 又∵S n ＝126，∴2(1－2n )1－2＝126，解得n ＝6.]等比数列基本量的运算1．(2019·n S n ，若a 1＝1，S 3＝3a 3，则S 5＝( )A ．1B ．5 C.3148 D.1116D [由S 3＝3a 3得a 1＋a 2＝2a 3， ∴1＋q ＝2q 2，解得q ＝－12或q ＝1(舍)． ∴S 5＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－1251－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝23×3332＝1116，故选D.]2．(2017·江苏高考)等比数列{a n }的各项均为实数，其前n 项和为S n .已知S 3＝74，S 6＝634，则a 8＝________.32 [设{a n }的首项为a 1，公比为q ，则⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1－q 3)1－q ＝74，a 1(1－q 6)1－q ＝634，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝14，q ＝2，所以a 8＝14×27＝25＝32.]3．(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 . [解] (1)设{a n }的公比为q ，由题设得a n ＝q n －1. 由已知得q 4＝4q 2，解得q ＝0(舍去)，q ＝－2或q ＝2. 故a n ＝(－2)n －1或a n ＝2n －1. (2)若a n ＝(－2)n －1，则S n ＝1－(－2)n3.由S m ＝63得(－2)m ＝－188，此方程没有正整数解． 若a n ＝2n －1，则S n ＝2n －1.由S m ＝63得2m ＝64，解得m ＝6. 综上，m ＝6.[规律方法] 解决等比数列有关问题的两种常用思想等比数列的判定与证明【例1】 (2018·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1＝1，na n ＋1＝2(n ＋1)a n .设b n ＝a nn . (1)求b 1，b 2，b 3；(2)判断数列{b n }是否为等比数列，并说明理由； (3)求{a n }的通项公式．[解] (1)由条件可得a n ＋1＝2(n ＋1)n a n .将n ＝1代入得，a 2＝4a 1，而a 1＝1，所以，a 2＝4. 将n ＝2代入得，a 3＝3a 2，所以，a 3＝12. 从而b 1＝1，b 2＝2，b 3＝4.(2){b n }是首项为1，公比为2的等比数列．由条件可得a n ＋1n ＋1＝2a nn ，即b n ＋1＝2b n ，又b 1＝1，所以{b n }是首项为1，公比为2的等比数列．(3)由(2)可得a nn ＝2n －1，所以a n ＝n ·2n －1.等比中项法：若数列n n n (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)证明：由题意得a 1＝S 1＝1＋λa 1， 故λ≠1，a 1＝11－λ，故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－1n －1.(2)由(1)得S n ＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ－1n.由S 5＝3132得1－⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ－15＝3132，即⎝ ⎛⎭⎪⎫λλ－15＝132.解得λ＝－1.等比数列性质的应用►考法1 【例2】 (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＝________.(1)50 (2)31 [(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.]►考法2 等比数列前n 项和的性质【例3】 (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a n ＝________.(1)63 (2)12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1[(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－q 2n )1－q ＝60，②②÷①，得1＋q n ＝54，所以q n ＝14.③ 将③代入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 )2Sn＋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 2n S 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 1q n －1＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1.](1)已知等比数列{a n }的公比q ＞0，且a 5·a 7＝4a 24，a 2＝1，则a 1＝( )A.12B.22C. 2 D ．2(2)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等于( )A ．40B ．60C ．32D ．50(1)B (2)B [(1) a 5·a 7＝a 26＝4a 24，∴a 6＝2a 4，则a 6a 4＝q 2＝2.∴q ＝2，从而a 1＝12＝22，故选B. (2)S 12＝(a 1＋a 2＋a 3)＋(a 4＋a 5＋a 6)＋(a 7＋a 8＋a 9)＋(a 10＋a 11＋a 12)＝4＋8＋16＋32＝60.]等差、等比数列的综合问题【例4】 (1)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＋52A [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.](2)(2018·北京高考)设{a n }是等差数列，且a 1＝ln 2，a 2＋a 3＝5ln 2. ①求{a n }的通项公式； ②求e a 1＋e a 2＋…＋e a n . [解] ①设{a n }的公差为d . 因为a 2＋a 3＝5ln 2， 所以2a 1＋3d ＝5ln 2.又a 1＝ln 2，所以d ＝ln 2. 所以a n ＝a 1＋(n －1)d ＝n ln 2. ②因为e a 1＝e ln 2＝2，＝＝e ln 2＝2，所以数列{e a n }是首项为2，公比为2的等比数列． 所以e a 1＋e a 2＋…＋e a n ＝2×1－2n1－2＝2(2n －1)．n 1248(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n ，T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ，求T n . [解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ，则依题意 有⎩⎨⎧a 1＝1，(a 1＋3d )2＝(a 1＋d )(a 1＋7d )， 解得d ＝1或d ＝0(舍去)， ∴a n ＝1＋(n －1)＝n . (2)由(1)得a n ＝n ， ∴b n ＝2n ，∴b n ＋1b n＝2，∴{b n }是首项为2，公比为2的等比数列， ∴T n ＝2(1－2n )1－2＝2n ＋1－2.1．(2015·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 ．2 B ．1C.12D.18C [法一：∵a 3a 5＝a 24，a 3a 5＝4(a 4－1)，∴a 24＝4(a 4－1)，∴a 24－4a 4＋4＝0，∴a 4＝2.又∵q 3＝a 4a 1＝214＝8， ∴q ＝2，∴a 2＝a 1q ＝14×2＝12，故选C.法二：∵a 3a 5＝4(a 4－1)，∴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，∴a 2＝a 1q ＝12，故选C.]2．(2014·全国卷Ⅱ)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a 2，a 4，a 8成等比数列，得a 24＝a 2a 8，即(a 1＋6)2＝(a 1＋2)(a 1＋14)，∴a 1＝2.∴S n ＝2n ＋n (n －1)2×2＝2n ＋n 2－n ＝n (n ＋1)．]3．(2017·全国卷Ⅲ)设等比数列{a n }满足a 1＋a 2＝－1，a 1－a 3＝－3，则a 4＝________.－8 [设等比数列{a n }的公比为q ， ∵a 1＋a 2＝－1，a 1－a 3＝－3， ∴a 1(1＋q )＝－1， ① a 1(1－q 2)＝－3.②②÷①，得1－q ＝3，∴q ＝－2. ∴a 1＝1，∴a 4＝a 1q 3＝1×(－2)3＝－8.]4．(2017·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] 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.自我感悟：______________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。
第五章 第三节 等比数列及其前n项和
解析：∵ an－ 2 an－1＝0，∴an＝2an－1 2×1－2n ∴q＝2.∴Sn＝ ＝2n＋1－2. 1－2
答案：2n＋1－2
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2 8 3．(2012· 长安模拟)已知数列{an}中，a1＝3，a2＝9.当n≥2时， 3an＋1＝4an－an－1(n∈N*)． (1)证明：{an＋1－an}为等比数列； (2)求数列{an}的通项．
a1q ＋a1q
2
3
1 1 ＝32a q2＋a q3. 1 1
2 a1q＝2， 即 2 5 a1q ＝32.
a2qq＋1＝2q＋1， 1 化简得 2 5 a1q q＋1＝32q＋1， a1＝1， 又∵a1>0，q>0，解得 q＝2.
1 1 1 1 ＋ ，a3＋a4＝32 ＋ . ＝2 a a 1 a3 a4 2
(1)求{an}的通项公式；
2 (2)设bn＝an＋log2an，求数列{bn}的前n项和Tn.
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解：(1)设等比数列{an}的公比为q，则an＝a1qn－1，
1 1 由已知得a1＋a1q＝2a ＋a q， 1 1
D．32
答案： C
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3．已知等比数列{an}的前三项依次为a－1，a＋1，a＋4， 则an＝
3n A．4· 2 3n－1 C．4· 2 2n B．4· 3 2n－1 D．4· 3
(
)
解析：(a＋1)2＝(a－1)(a＋4)⇒a＝5，
等比 设a、b为任意两个同号的实数，则a、b的等 中项 比中项G＝ ± ab
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二、等比数列的性质 1．通项公式的推广：an＝am· n－m. q
2．对于任意正整数p、q、r、s，只要满足p＋q＝r＋s， a · ＝ar· s a a 则有 p q . 1 3．若{an}，{bn}(项数相同)是等比数列，则{λan}，{a }， n
届数学一轮复习第六章数列第三节等比数列及其前n项和学案理含解析
第三节等比数列及其前n项和［最新考纲］［考情分析］［核心素养]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.了解等比数列与指数函数的关系。
等比数列的基本运算,等比数列的判断与证明,等比数列的性质与应用仍是2021年高考考查的热点，三种题型都有可能出现，分值为5~12分.1.数学运算2.逻辑推理‖知识梳理‖1．等比数列的有关概念(1)定义①文字语言：从错误!第2项起，每一项与它的前一项的错误!比都等于错误!同一个常数．②符号语言：错误!错误!＝q（n∈N*，q为非零常数)．（2）等比中项：如果a，G,b成等比数列，那么错误!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⇒G26ab．2．等比数列的有关公式(1）通项公式：a n＝错误!a1q n－1．（2)前n项和公式3．等比数列的性质（1）通项公式的推广:a n＝a m·q n－m（m，n∈N＊）．（2）对任意的正整数m,n，p，q，若m＋n＝p＋q，则错误!a m·a n ＝错误a p·a q．特别地，若m＋n＝2p,则a m·a n＝a2p.(3）若等比数列前n项和为S n，则S m，S2m－S m,S3m－S2m仍成等比数列，即（S2m－S m)213S m（S3m－S2m）（m∈N＊，公比q≠1）．(4）数列｛a n｝是等比数列，则数列｛pa n}(p≠0，p是常数)也是错误!等比数列．(5)在等比数列{a n｝中，等距离取出若干项也构成一个等比数列，即a n，a n＋k,a n＋2k，a n＋3k，…为等比数列,公比为错误!q k．►常用结论1．若｛a n｝，｛b n}（项数相同)是等比数列，则{λa n｝（λ≠0),错误!，{a2，n}，{a n·b n｝,错误!仍是等比数列．2．一个等比数列各项的k次幂仍组成一个等比数列，新公比是原公比的k次幂．3．｛a n｝为等比数列，若a1·a2·…·a n＝T n，则T n，错误!，错误!，…成等比数列．4．当q≠0且q≠1时，S n＝k－k·q n（k≠0）是｛a n}成等比数列的充要条件，这时k＝错误!.5．有穷等比数列中，与首末两项等距离的两项的积相等，特别地，若项数为奇数时，还等于中间项的平方．‖基础自测‖一、疑误辨析1．判断下列结论是否正确（请在括号中打“√”或“×”）．（1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的比都是常数，则这个数列是等比数列．（)（2)三个数a，b，c成等比数列的充要条件是b2＝ac。
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1.等比数列{}n a 的各项均为正数，且5647a a a a +＝18，则3
13
2
310
l og l og
l og a a a +++ ＝
( )
A ．12
B ．10
C ．8
D ．2＋3log 5
2.等比数列{}n a 中，已知121264a a a =，则46a a 的值为…………………………………（ ）
A ．16
B ．24
C ．48
D ．128
3.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，若242S S =，则公比为……………………………（ ） A.1 B.1或－1 C.
2
1或2
1-
D.2或－2
4.已知等比数列{a n }的公比为2，前4项的和是1，则前8项的和为…………………( )
A ．15
B ．17
C ．19
D ．21
5.若各项均为正数的等比数列{}n a 满足23123a a a =-，则公比q = ．
6.已知1, a 1, a 2, 4成等差数列，1, b 1, b 2, b 3, 4成等比数列，则
=
+2
2
1b a a __ ____．
7.等比数列{}n a 的前n 项和n S =22-+⋅a a n ，则n a =_____ __. 8.设二次方程2
110()n n a x a x n N *
+-+=∈有两个实根α和β，且满足6263ααββ-+=．
（1）试用n a 表示1n a +；
（2）求证：2
{}3n a -是等比数列；
（3）当176
a =时，求数列{}n a 的通项公式．
9.已知数列{}n a 满足：111
,1,2
2,n n n
a n n a a a n n +⎧+⎪==⎨⎪-⎩为奇数为偶数，且*
22,n n b a n N =-∈
（1）求234,,a a a ；
（2）求证数列{}n b 为等比数列并求其通项公式； （3）求和2462n n T a a a a =+++
10.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知231,,S S S 成等差数列. （1）求{}n a 的公比q ； （2）若331=-a a ，求n S .。