[推荐学习]2019高考数学一轮复习课时规范练30等比数列及其前n项和理新人教B版

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2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.3等比数列及其前n项和课时跟踪检测理

2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.3等比数列及其前n项和课时跟踪检测理

2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.3等比数列及其前n 项和课时跟踪检测理[课 时 跟 踪 检 测][基 础 达 标]1.已知数列{a n }为等比数列,若a 4+a 6=10,则a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9的值为( ) A .10 B .20 C .100D .200解析:a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9=a 7a 1+2a 7a 3+a 3a 9=a 24+2a 4a 6+a 26=(a 4+a 6)2=102=100. 答案:C2.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 .558解析:因为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.所以a 7+a 8+a 9=18.答案:A3.已知数列{a n }满足log 3a n +1=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 .-5B .-15C .5D .15解析:∵log 3a n +1=log 3a n +1,∴a n +1=3a n . ∴数列{a n }是公比q =3的等比数列. ∵a 5+a 7+a 9=q 3(a 2+a 4+a 6),∴log 13(a 5+a 7+a 9)=log 13(9×33)=log 1335=-5.答案:A4.(xx 届太原一模)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 .4 C. 2D .2 2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:B5.(xx 届莱芜模拟)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 .272 017解析: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.答案:D6.(xx 届海口市调研测试)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 2-8a 5=0,则S 8S 4的值为( )A.12 B .1716 C .2D .17解析:设{a n }的公比为q ,依题意得a 5a 2=18=q 3,因此q =12.注意到a 5+a 6+a 7+a 8=q 4(a 1+a 2+a 3+a 4),即有S 8-S 4=q 4S 4,因此S 8=(q 4+1)S 4,S 8S 4=q 4+1=1716,选B.答案:B7.(xx 届衡阳模拟)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-1解析:因为数列{a n }为等比数列,a 1=2,设其公比为q ,则a n =2qn -1,因为数列{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.答案:C8.(xx 届广州市五校联考)已知数列{a n }的首项a 1=2,数列{b n }为等比数列,且b n =a n +1a n,若b 10b 11=2,则a 21=( )A .29B .210C .211D .212解析:由b n =a n +1a n ,且a 1=2,得b 1=a 2a 1=a 22,a 2=2b 1;b 2=a 3a 2,a 3=a 2b 2=2b 1b 2;b 3=a 4a 3,a 4=a 3b 3=2b 1b 2b 3;…;a n =2b 1b 2b 3…b n -1,所以a 21=2b 1b 2b 3…b 20,又{b n }为等比数列,所以a 21=2(b 1b 20)(b 2b 19)…(b 10b 11)=2(b 10b 11)10=211. 答案:C9.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=________. 解析:log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10=log 2(a 1a 10)·(a 2a 9)·…·(a 5a 6)=log 2(a 3a 8)5=log 2225=25.答案:2510.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 =________. 解析:因为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.答案:3n -111.(xx 届南昌模拟)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 .解:(1)因为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, 因为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 -1.12.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=81+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), 得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).∵4a 3+a 1=4×54+1=6=4a 2符合上式,∴4a n +2+a n =4a n +1(n ≥1), ∴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 22a n +1-a n =12,∴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.[能 力 提 升]1.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________.解析: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.答案:152.(xx 届山西吕梁质检)已知数列2,8,4,12,…,该数列的特点是从第2项起,每一项都等于它的前后两项之积,则这个数列的前2 018项之积T 2 018等于________.解析:数列2,8,4,12,…,该数列的特点是从第2项起,每一项都等于它的前后两项之积,这个数列的前8项分别为2,8,4,12,18,14,2,8,易得从第7项起,数字重复出现,所以此数列为周期数列,且周期为6,前6项积为2×8×4×12×18×14=1.又因为2 018=336×6+2,所以这个数列的前2 018项之积T 2 018=1336×2×8=16. 答案:163.已知数列{a n }满足a 1=5,a 2=5,a n +1=a n +6a n -1(n ≥2). (1)求证:{a n +1+2a n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:∵a n +1=a n +6a n -1(n ≥2), ∴a n +1+2a n =3a n +6a n -1=3(a n +2a n -1)(n ≥2). ∵a 1=5,a 2=5,∴a 2+2a 1=15, ∴a n +2a n -1≠0(n ≥2),∴a n +1+2a na n +2a n -1=3(n ≥2),∴数列{a n +1+2a n }是以15为首项,3为公比的等比数列. (2)由(1)得a n +1+2a n =15×3n -1=5×3n,则a n +1=-2a n +5×3n, ∴a n +1-3n +1=-2(a n -3n).又∵a 1-3=2,∴a n -3n≠0,∴{a n -3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列. ∴a n -3n=2×(-2)n -1,即a n =2×(-2)n -1+3n.2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.4数列求和课时跟踪检测理[课 时 跟 踪 检 测][基 础 达 标]1.已知数列{a n }是等差数列,a 1=tan225°,a 5=13a 1,设S n 为数列{(-1)na n }的前n 项和,则S 2 014=( )A .2 015B .-2 015C .3 021D .-3 022解析:由题知a 1=tan(180°+45°)=1,∴a 5=13 ∴d =a 5-a 15-1=124=3. ∴a n =1+3(n -1)=3n -2. 设b n =(-1)na n =(-1)n(3n -2),∴S 2 014=(-1+4)+(-7+10)+…+(-6 037+6 040)=3×1 007=3 021.故选C. 答案:C2.设{a n }是公差不为零的等差数列,a 2=2,且a 1,a 3,a 9成等比数列,则数列{a n }的前n 项和S n =( )A.n 24+7n 4 B .n 22+3n 2C.n 24+3n4D .n 22+n2解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则 由a 23=a 1a 9得(a 2+d )2=(a 2-d )(a 2+7d ), 代入a 2=2,解得d =1或d =0(舍). ∴a n =2+(n -2)×1=n , ∴S n =a 1+a n n2=1+n n 2=n 22+n 2.故选D. 答案:D3.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2a 3=2a 1,且a 4与2a 7的等差中项为54,则S 5=( )A .29B .31C .33D .36解析:设等比数列{a n }的公比为q 则a 21q 3=2a 1,①a 1q 3+2a 1q 6=52,②解得a 1=16,q =12,∴S 5=a 11-q 51-q=31,故选B.答案:B4.已知等比数列{a n }的各项均为正数,a 1=1,公比为q ;等差数列{b n }中,b 1=3,且{b n }的前n 项和为S n ,a 3+S 3=27,q =S 2a 2.(1)求{a n }与{b n }的通项公式;(2)设数列{c n }满足c n =32S n ,求{c n }的前n 项和T n .解:(1)设数列{b n }的公差为d , ∵a 3+S 3=27,q =S 2a 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧q 2+3d =18,6+d =q 2.求得q =3,d =3,∴a n =3n -1,b n =3n .(2)由题意得S n =n 3+3n2,c n =32S n =32×23×1n n +1=1n -1n +1. ∴T n =1-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.5.(xx 届广州综合测试)已知数列{a n }是等比数列,a 2=4,a 3+2是a 2和a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2log 2a n -1,求数列{a n b n }的前n 项和T n . 解:(1)设数列{a n }的公比为q , 因为a 2=4,所以a 3=4q ,a 4=4q 2. 因为a 3+2是a 2和a 4的等差中项, 所以2(a 3+2)=a 2+a 4, 化简得q 2-2q =0. 因为公比q ≠0,所以q =2. 所以a n =a 2qn -2=4×2n -2=2n (n ∈N *).(2)因为a n =2n,所以b n =2log 2a n -1=2n -1, 所以a n b n =(2n -1)2n,则T n =1×2+3×22+5×23+…+(2n -3)2n -1+(2n -1)2n,①2T n =1×22+3×23+5×24+…+(2n -3)2n+(2n -1)·2n +1.②由①-②得,-T n =2+2×22+2×23+…+2×2n -(2n -1)2n +1=2+2×41-2n -11-2-(2n -1)2n +1=-6-(2n -3)2n +1,所以T n =6+(2n -3)2n +1.6.S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a 2n +2a n =4S n +3. (1)求{a n }的通项公式; (2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和.解:(1)由a 2n +2a n =4S n +3,① 可知a 2n +1+2a n +1=4S n +1+3.②②-①,得a 2n +1-a 2n +2(a n +1-a n )=4a n +1, 即2(a n +1+a n )=a 2n +1-a 2n =(a n +1+a n )(a n +1-a n ). 由a n >0,得a n +1-a n =2.又a 21+2a 1=4a 1+3,解得a 1=-1(舍去)或a 1=3. 所以{a n }是首项为3,公差为2的等差数列, 通项公式为a n =2n +1. (2)由a n =2n +1可知b n =1a n a n +1=12n +12n +3=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3.设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3=n32n +3.7.已知数列{a n }与{b n }满足a n +1-a n =2(b n +1-b n )(n ∈N *). (1)若a 1=1,b n =3n +5,求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1=6,b n =2n(n ∈N *)且λa n >2n +n +2λ对一切n ∈N *恒成立, 求实数λ的取值范围.解:(1)因为a n +1-a n =2(b n +1-b n ),b n =3n +5, 所以a n +1-a n =2(b n +1-b n )=2(3n +8-3n -5)=6, 所以{a n }是等差数列,首项为1,公差为6, 即a n =6n -5. (2)因为b n =2n, 所以a n +1-a n =2(2n +1-2n )=2n +1,当n ≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n +2n -1+…+22+6=2n +1+2,当n =1时,a 1=6,符合上式,所以a n =2n +1+2,由λa n >2n+n +2λ得λ>2n+n 2n +1=12+n 2n +1,令f (n )=12+n 2n +1,因为f (n +1)-f (n )=n +12n +2-n 2n +1=1-n 2n +2≤0, 所以12+n2n +1在n ≥1时单调递减,所以当n =1,2时,2n+n 2n +1取最大值34,故λ的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫34,+∞. [能 力 提 升]1.已知数列{a n }的首项为a 1=1,前n 项和为S n ,且数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是公差为2的等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(-1)na n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)由已知得S n n=1+(n -1)×2=2n -1, 所以S n =2n 2-n , 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-n -[2(n -1)2-(n -1)]=4n -3. a 1=1=4×1-3,所以a n =4n -3,n ∈N *.(2)由(1)可得b n =(-1)na n =(-1)n(4n -3). 当n 为偶数时,T n =(-1+5)+(-9+13)+…+[-(4n -7)+(4n -3)]=4×n2=2n ,当n 为奇数时,n +1为偶数,T n =T n +1-b n +1=2(n +1)-(4n +1)=-2n +1,综上,T n =⎩⎪⎨⎪⎧2n ,n =2k ,k ∈N *,-2n +1,n =2k -1,k ∈N *.2.在数列{a n }中,已知a n >1,a 1=1+3,且a n +1-a n =2a n +1+a n -2,记b n =(a n -1)2,n ∈N *.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)设数列{b n }的前n 项和为S n ,证明:13≤1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n <34.解:(1)因为a n +1-a n =2a n +1+a n -2,所以a 2n +1-a 2n -2a n +1+2a n =2, 即(a n +1-1)2-(a n -1)2=2. 又b n =(a n -1)2,n ∈N *,所以b n +1-b n =2,数列{b n }是以b 1=(1+3-1)2=3为首项,2为公差的等差数列, 故b n =2n +1,n ∈N *. (2)证明:由(1)得S n =n 3+2n +12=n (n +2),所以1S n =1nn +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2,n ∈N *, 所以1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫32-1n +1-1n +2=34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2<34.记T n =1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n,因为1S n>0,n ∈N *,所以T n 单调递增.故T n ≥T 1=1S 1=13.综上13≤1S 1+1S 2+…+1S n <34.3.已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 2n +a n =2S n . (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:S n2<S 1+S 2+…+S n <S n +1-12.解:(1)因为当n ∈N *时,a 2n +a n =2S n , 故当n >1时,a 2n -1+a n -1=2S n -1,两式相减得,a 2n -a 2n -1+a n -a n -1=2S n -2S n -1=2a n , 即(a n +a n -1)(a n -a n -1)=a n +a n -1.因为a n >0,所以a n +a n -1>0,所以当n >1时,a n -a n -1=1.又当n =1时,a 21+a 1=2S 1=2a 1,得a 1=1, 所以数列{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列, 所以a n =n .(2)证明:由(1)及等差数列的前n 项和公式知S n =n n +12,所以S n = n n +12>n 22=n2, 所以S 1+S 2+…+S n >12+22+…+n 2= 1+2+…+n 2=S n 2. 又S n = n n +12<n +122=n +12, 所以S 1+S 2+…+S n <22+32+…+n +12=1+2+…+n +12-12=S n +1-12, 所以S n2<S 1+S 2+…+S n <S n +1-12.。

2019版高考数学理全国一轮复习课时分层作业 三十二 5-

2019版高考数学理全国一轮复习课时分层作业 三十二 5-

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课时分层作业三十二等比数列及其前n项和一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2018·重庆模拟)已知各项均为正数的等比数列{a n}的前n项和为S n,且S3=14,a3=8,则a6= ( )A.16B.32C.64D.128【解析】选 C.由题意得,等比数列的公比为q,由S3=14,a3=8,则解得a1=2,q=2,所以a6=a1q5=2×25=64,故选C.2.(2017·全国卷Ⅲ)等差数列{a n}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{a n}前6项的和为 ( )A.-24B.-3C.3D.8【解析】选 A.设等差数列的公差为d,d≠0,=a2·a6,即(1+2d)2=(1+d)(1+5d),d2=-2d(d≠0),所以d=-2,所以S6=6×1+×(-2)=-24.3.(2017·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,则塔的顶层共有灯世纪金榜导学号12560576 ( )A.1盏B.3盏C.5盏D.9盏【解析】选B.设塔的顶层共有灯x盏,则各层的灯数构成一个公比为2的等比数列,由=381可得x=3.4.(2018·临沂模拟)已知等比数列{a n}的前n项和为S n=a·2n-1+,则a的值为( )A.-B.C.-D.【解析】选 A.当n≥2时,a n=S n-S n-1=a·2n-1-a·2n-2=a·2n-2,当n=1时,a1=S1=a+,又因为{a n}是等比数列,所以a+=,所以a=-.5.在公比为的等比数列{a n}中,若sin(a1a4)=,则cos(a2a5)的值是( )A.-B.C.D.【解析】选 B.由等比数列的通项公式可知a2a5=(a1a4)q2=2(a1a4),cos(a2a5)=1-2sin2(a1a4)=1-2×=.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2017·北京高考)若等差数列{a n}和等比数列{b n}满足a1=b1=-1,a4=b4=8,则=______.【解析】设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q.由题意得-1+3d=-q3=8⇒d=3,q=-2⇒==1.答案:17.已知数列{a n}是等比数列,a2=2,a5=,则a1a2a3+a2a3a4+…+a n a n+1a n+2=________.【解析】设数列{a n}的公比为q,则q3==,解得q=,a1==4.易知数列{a n a n+1a n+2}是首项为a1a2a3=4×2×1=8,公比为q3=的等比数列,所以a1a2a3+a2a3a4+…+a n a n+1a n+2==(1-2-3n).答案:(1-2-3n)8.(2015·湖南高考)设S n为等比数列的前n项和,若a1=1且3S1,2S2,S3成等差数列,则a n=__________.【解题指南】由3S1,2S2,S3成等差数列,可求得公比q=3,然后求a n. 【解析】因为3S1,2S2,S3成等差数列,所以2×2(a1+a2)=3a1+a1+a2+a3⇒a3=3a2⇒q=3,所以a n=a1q n-1=3n-1.答案:3n-1三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2018·烟台模拟)已知等差数列{a n}中,a1=1,且a1,a2,a4+2成等比数列.(1)求数列{a n}的通项公式及其前n项和S n.(2)设b n=,求数列{b n}的前2n项和T2n.【解析】(1)设等差数列{a n}的公差为d,因为a1=1,且a1,a2,a4+2成等比数列.所以=a1·(a4+2),即(1+d)2=1×(1+3d+2),解得d=2或-1.其中d=-1时,a2=0,舍去.所以d=2,可得a n=1+2(n-1)=2n-1.S n==n2.(2)b n==.所以当n为偶数时,==16.当n为奇数时,==.所以数列{b n}的奇数项是以为首项,为公比的等比数列;偶数项是以8为首项,16为公比的等比数列.所以数列{b n}的前2n项和T2n=(b1+b3+…+b2n-1)+(b2+b4+…+b2n)=+=(16n-16-n).10.(2015·广东高考改编)设数列{a n}的前n项和为S n,n∈N*.已知a1=1,a2=,a3=,且当n≥2时,4S n+2+5S n=8S n+1+S n-1.(1)求a4的值.(2)证明:为等比数列.【解析】(1)当n=2时,4S4+5S2=8S3+S1,即4+5=8+1,解得a4=.(2)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4a3+a1=4×+1=6=4a2,所以4a n+2+a n=4a n+1,所以====,所以数列是以a2-a1=1为首项,为公比的等比数列.1.(5分)(2018·福州模拟)已知数列{a n}满足log3a n+1=log3a n+1(n∈N*),且a2+a4+a6=9,则lo(a5+a7+a9)的值是( )A.-5B.-C.5D.【解析】选A.因为log3a n+1=log3a n+1,所以a n+1=3a n.所以数列{a n}是公比q=3的等比数列,所以a2+a4+a6=a2(1+q2+q4)=9.所以a5+a7+a9=a5(1+q2+q4)=a2q3(1+q2+q4)=35.所以lo35=-5.【变式备选】等比数列{a n}满足a n>0,n∈N*,且a3·a2n-3=22n(n≥2),则当n≥1时,log2a1+log2a2+…+log2a2n-1=________.【解析】由等比数列的性质,得a3·a2n-3==22n,从而得a n=2n.所以log2a1+log2a2+…+log2a2n-1=log2[(a1a2n-1)·(a2a2n-2)·…·(a n-1a n+1)a n]=log22n(2n-1)=n(2n-1)=2n2-n.答案:2n2-n2.(5分)已知数列{a n}为等比数列,若a4+a6=10,则a7(a1+2a3)+a3a9的值为( )A.10B.20C.100D.200【解析】选C.a7(a1+2a3)+a3a9=a7a1+2a7a3+a3a9=+2a4a6+=(a4+a6)2=102=100.3.(5分)(2016·全国卷Ⅰ)设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为________.【解析】由于{a n}是等比数列,设a n=a1q n-1,其中a1是首项,q是公比.所以⇒解得:故a n=,所以a1·a2·…·a n===.当n=3或4时,取到最小值-6,此时取到最大值26=64.所以a1·a2·…·a n的最大值为64.答案:644.(12分)(2016·全国卷Ⅲ)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S5=,求λ.【解析】(1)由题意得a1=S1=1+λa1,故a1=,由S n=1+λa n,S n+1=1+λa n+1得a n+1=λa n+1-λa n,所以=,因此数列{a n}是以a1=为首项,以为公比的等比数列,a n=.(2)由(1)得S n=1-,又因为S5=,所以=1-,即=,解得λ=-1.5.(13分)(2018·郑州模拟)已知数列{a n}满足a1=5,a2=5,a n+1=a n+6a n-1(n≥2).(1)求证:{a n+1+2a n}是等比数列.(2)求数列{a n}的通项公式.【解析】(1)因为a n+1=a n+6a n-1(n≥2),所以a n+1+2a n=3a n+6a n-1=3(a n+2a n-1)(n≥2).因为a1=5,a2=5,所以a2+2a1=15,所以a n+2a n-1≠0(n≥2),所以=3(n≥2),所以数列{a n+1+2a n}是以15为首项,3为公比的等比数列.(2)由(1)得a n+1+2a n=15×3n-1=5×3n,则a n+1=-2a n+5×3n,所以a n+1-3n+1=-2(a n-3n).又因为a1-3=2,所以a n-3n≠0,所以{a n-3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列.所以a n-3n=2×(-2)n-1,即a n=2×(-2)n-1+3n.关闭Word文档返回原板块。

2019年高考数学(理)一轮复习精品资料专题28等比数列及其前n项和(教学案)含解析

2019年高考数学(理)一轮复习精品资料专题28等比数列及其前n项和(教学案)含解析

2019年高考数学(理)一轮复习精品资料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非零常数,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.数学语言表达式:an -1an =q (n ≥2,q 为非零常数),或an an +1=q (n ∈N *,q 为非零常数). 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 1q n -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 = 1-q a1(1-qn )=1-q a1-anq. 3.等比数列及前n 项和的性质(1)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)若{a n }为等比数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k ·a l =a m ·a n .(3)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 . (4)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 .【必会结论】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 k 2.(3)若数列{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n },an 1,{a n 2},{a n ·b n },bn an (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)公比不为-1的等比数列{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 . (6)等比数列{a n }满足q>1a1>0,或0<q<1a1<0,时,{a n }是递增数列;满足0<q<1a1>0,或q>1a1<0,时,{a n }是递减数列.高频考点一 等比数列基本量的运算例1、(1)[2017·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 答案 B解析 设塔的顶层的灯数为a 1,七层塔的总灯数为S 7,公比为q ,则由题意知S 7=381,q =2,∴S 7=1-q 1-q7=1-21-27=381,解得a 1=3.故选B.(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=47,S 6=463,则a 8=________. 答案 32【感悟提升】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)所求问题可迎刃而解.解决此类问题的关键是熟练掌握等比数列的有关公式,并灵活运用,在运算过程中,还应善于运用整体代换思想简化运算的过程.【变式探究】(1)设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 为其前n 项和.已知a 2a 4=1,S 3=7,则S 5等于( ) A.215 B.431 C.433 D.217(2) (2016·全国Ⅰ卷)设等比数列满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2…a n 的最大值为________. 答案 (1)B (2)6(2) 设等比数列{a n }的公比为q ,∴a2+a4=5a1+a3=10,⇒a1q +a1q3=5,a1+a1q2=10,解得,1∴a 1a 2…a n =a 1n q 1+2+…+(n -1)=2-2n2+27n .记t =-2n2+27n =-21(n 2-7n ),结合n ∈N +,可知n =3或4时,t 有最大值6. 又y =2t 为增函数.所以a 1a 2…a n 的最大值为64.【变式探究】(1)设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n ,若S n +1,S n ,S n +2成等差数列,则q 的值为________. (2)设{a n }是公比大于1的等比数列,S n 为数列{a n }的前n 项和.已知S 3=7,且a 1+3,3a 2.a 3+4构成等差数列,则a n =________.解析 (1)由已知条件,得2S n =S n +1+S n +2, 即2S n =2S n +2a n +1+a n +2,即an +1an +2=-2. (2)由已知得:=3a2.(a1+3)+(a3+4)解得a 2=2.设数列{a n }的公比为q ,由a 2=2,可得a 1=q 2,a 3=2q .又S 3=7,可知q 2+2+2q =7,即2q 2-5q +2=0,解得q 1=2,q 2=21.由题意得q >1,所以q =2,所以a 1=1.故数列{a n }的通项为a n =2n -1.答案 (1)-2 (2)2n -1高频考点二 等比数列的判定与证明例2、已知数列{a n }满足对任意的正整数n ,均有a n +1=5a n -2·3n ,且a 1=8. (1)证明:数列{a n -3n }为等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)记b n =3n an,求数列{b n }的前n 项和T n .(2)由(1)知,b n =3n an =3n 3n +5n =1+35n ,则数列{b n }的前n 项和T n =1+351+1+352+…+1+35n =n +35=2·3n 5n +1+n -25. 【方法技巧】等比数列的判定方法(1)定义法:若an an +1=q (q 为非零常数,n ∈N *)或an -1an=q (q 为非零常数且n ≥2,n ∈N *),则{a n }是等比数列. (2)等比中项公式法:若数列{a n }中,a n ≠0且a n +12=a n ·a n +2(n ∈N *),则数列{a n }是等比数列. (3)通项公式法:若数列通项公式可写成a n =c ·q n (c ,q 均是不为0的常数,n ∈N *),则{a n }是等比数列. (4)前n 项和公式法:若数列{a n }的前n 项和S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列. 【举一反三】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,在数列{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. (1)证明 ∵a n +S n =n ,① ∴a n +1+S n +1=n +1.② ②-①得a n +1-a n +a n +1=1,∴2a n +1=a n +1,∴2(a n +1-1)=a n -1, ∴an -1an +1-1=21,∴{a n -1}是等比数列. 又a 1+a 1=1,∴a 1=21,又c n =a n -1,首项c 1=a 1-1,∴c 1=-21,公比q =21. ∴{c n }是以-21为首项,以21为公比的等比数列.【变式探究】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=3231,求λ.(1)证明 由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=1-λ1,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an an +1=λ-1λ. 因此{a n }是首项为1-λ1,公比为λ-1λ的等比数列, 于是a n =1-λ1λ-1λ. (2)解 由(1)得S n =1-λ-1λ.由S 5=3231得1-λ-1λ=3231,即λ-1λ=321. 解得λ=-1.高频考点三 等比数列的性质及应用例3、(1)已知等比数列{a n }满足a 1=41,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2等于( ) A.2 B.1 C.21D.81(2)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S3S6=3,则S6S9=( ) A.2 B.37 C.38D.3法二 因为{a n }为等比数列,由S3S6=3,设S 6=3a ,S 3=a ,所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等比数列,即a ,2a ,S 9-S 6成等比数列,所以S 9-S 6=4a ,解得S 9=7a ,所以S6S9=3a 7a =37.答案 (1)C (2)B【举一反三】(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.81 B .-81 C.857 D.855 答案 A解析 因为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=81.故选A.(2)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 等于( ) A .80 B .30 C .26 D .16 答案 B解析 由题意知公比大于0,由等比数列性质知S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…仍为等比数列. 设S 2n =x ,则2,x -2,14-x 成等比数列. 由(x -2)2=2×(14-x ), 解得x =6或x =-4(舍去).∴S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n ,S 4n -S 3n ,…是首项为2,公比为2的等比数列. 又∵S 3n =14,∴S 4n =14+2×23=30.故选B. 【方法技巧】等比数列的性质应用问题(1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前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.(2)巧用性质,减少运算量,在解题中非常重要.【变式探究】 (1)在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 3=-1,a 5=+1,则a 32+2a 2a 6+a 3a 7=________. (2)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为________.答案 (1)8 (2)-31. (2018年浙江卷)已知成等比数列,且.若,则A. B.C.D.【答案】B【解析】令则,令得,所以当时,,当时,,因此,若公比,则,不合题意; 若公比,则但, 即,不合题意;因此,,选B.2. (2018年全国Ⅲ卷理数)等比数列中,.(1)求的通项公式;(2)记为的前项和.若,求.【答案】(1)或(2)1、[2017·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 答案 B解析 设塔的顶层的灯数为a 1,七层塔的总灯数为S 7,公比为q ,则由题意知S 7=381,q =2,∴S 7=1-q 1-q7=1-21-27=381,解得a 1=3.故选B.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=47,S 6=463,则a 8=________. 答案 32解析 设{a n }的首项为a 1,公比为q , 则,63两式相除得1-q61-q3=1+q31-q3=91, 解得q =2,,所以a 8=41×27=25=32.3.[2017·北京高考]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 -1.1..【2016高考新课标1卷】设等比数列满足a 1+a 3=10,a 2+a 4=5,则a 1a 2 …a n 的最大值为 .【答案】64【解析】设等比数列的公比为,由得,解得.所以,于是当或时,取得最大值.2.【2016高考江苏卷】(本小题满分16分) 记.对数列和的子集T ,若,定义;若,定义.例如:时,.现设是公比为3的等比数列,且当时,.(1)求数列的通项公式;(2)对任意正整数,若,求证:;(3)设,求证:.【答案】(1)(2)详见解析(3)详见解析【解析】(3)下面分三种情况证明.①若是的子集,则.②若是的子集,则.③若不是的子集,且不是的子集.令,则,,.于是,,进而由,得.设是中的最大数,为中的最大数,则.由(2)知,,于是,所以,即. 又,故,从而,故,所以,即.综合①②③得,.【2015高考浙江,理3】已知是等差数列,公差不为零,前项和是,若,,成等比数列,则()A. B. C. D.【答案】B.【2015高考安徽,理14】已知数列是递增的等比数列,,则数列的前项和等于.【答案】【解析】由题意,,解得或者,而数列是递增的等比数列,所以,即,所以,因而数列的前项和.1.(2014·重庆卷)对任意等比数列{a n},下列说法一定正确的是()A.a1,a3,a9成等比数列B.a2,a3,a6成等比数列C.a2,a4,a8成等比数列D.a3,a6,a9,成等比数列【答案】D【解析】因为在等比数列中a n,a2n,a3n,…也成等比数列,所以a3,a6,a9成等比数列.2.(2014·安徽卷)数列{a n}是等差数列,若a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q =________.【答案】1【解析】因为数列{a n}是等差数列,所以a1+1,a3+3,a5+5也成等差数列.又a1+1,a3+3,a5+5构为公比为q的等比数列,所以a1+1,a3+3,a5+5为常数列,故q=1.3.(2014·广东卷)若等比数列{a n}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则ln a1+ln a2+…+ln a20=________.【答案】504.(2014·全国卷)等比数列{a n}中,a4=2,a5=5,则数列{lg a n}的前8项和等于()A.6 B.5C.4 D.3【答案】C 【解析】设数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,根据题意可得,a1q4=5,a1q3=2,解得,5所以a n =a 1qn -1=12516×25=2×25,所以lg a n =lg 2+(n -4)lg 25,所以前8项的和为8lg 2+(-3-2-1+0+1+2+3+4)lg 25=8lg 2+4lg 25=4lg 25=4.5.(2014·湖北卷) 已知等差数列{a n }满足:a 1=2,且a 1,a 2,a 5成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式.(2)记S n 为数列{a n }的前n 项和,是否存在正整数n ,使得S n >60n +800?若存在,求n 的最小值;若不存在,说明理由.【解析】(1)设数列{a n }的公差为d ,依题意得,2,2+d ,2+4d 成等比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),化简得d 2-4d =0,解得d =0或d =4.当d =0时,a n =2;当d =4时,a n =2+(n -1)·4=4n -2.从而得数列{a n }的通项公式为a n =2或a n =4n -2.6.(2014·新课标全国卷Ⅱ)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +1. (1)证明21是等比数列,并求{a n }的通项公式; (2)证明a11+a21+…+an 1<23.【解析】(1)由a n +1=3a n +1得a n +1+21=321.又a 1+21=23,所以21是首项为23,公比为3的等比数列,所以a n +21=23n,因此数列{a n }的通项公式为a n =23n -1.(2)证明:由(1)知an 1=3n -12. 因为当n≥1时,3n -1≥2×3n -1,所以3n -11≤2×3n -11,即an 1=3n -12≤3n -11. 于是a11+a21+…+an 1≤1+31+…+3n -11=233n 1<23. 所以a11+a21+…+an 1<23.7.(2014·山东卷) 已知等差数列{a n }的公差为2,前n 项和为S n ,且S 1,S 2,S 4成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =(-1)n -1anan +14n,求数列{b n }的前n 项和T n .【解析】 (1)因为S 1=a 1,S 2=2a 1+22×1×2=2a 1+2, S 4=4a 1+24×3×2=4a 1+12,由题意得(2a 1+2)2=a 1(4a 1+12),解得a 1=1,所以a n =2n -1.8.(2014·陕西卷)△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.(1)若a ,b ,c 成等差数列,证明:sin A +sin C =2sin(A +C);(2)若a ,b ,c 成等比数列,求cos B 的最小值.【解析】(1)∵a ,b ,c 成等差数列,∴a +c =2b.由正弦定理得sin A +sin C =2sin B.∵sin B =sin[π-(A +C)]=sin(A +C),∴sin A +sin C =2sin(A +C).(2)∵a ,b ,c 成等比数列,∴b 2=ac.由余弦定理得cos B =2ac a2+c2-b2=2ac a2+c2-ac ≥2ac 2ac -ac =21, 当且仅当a =c 时等号成立, ∴cos B 的最小值为21.9.(2014·天津卷)设{a n }是首项为a 1,公差为-1的等差数列,S n 为其前n 项和.若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 1的值为________.【答案】-21【解析】∵S 2=2a 1-1,S 4=4a 1+24×3×(-1)=4a 1-6,S 1,S 2,S 4成等比数列, ∴(2a 1-1)2=a 1(4a 1-6),解得a 1=-21.10.(2014·天津卷)已知q 和n 均为给定的大于1的自然数.设集合M ={0,1,2,…,q -1},集合A ={x|x =x 1+x 2q +…+x n q n -1,x i ∈M ,i =1,2,…,n}.(1)当q =2,n =3时,用列举法表示集合A.(2)设s ,t ∈A ,s =a 1+a 2q +…+a n q n -1,t =b 1+b 2q +…+b n q n -1,其中a i ,b i ∈M ,i =1,2,…,n.证明:若a n <b n ,则s<t.【解析】(1)当q =2,n =3时,M ={0,1},A ={x|x =x 1+x 2·2+x 3·22,x i ∈M ,i =1,2,3},可得A ={0,1,2,3,4,5,6,7}.(2)证明:由s ,t ∈A ,s =a 1+a 2q +…+a n q n -1,t =b 1+b 2q +…+b n q n -1,a i ,b i ∈M ,i =1,2,…,n 及a n <b n ,可得s -t =(a 1-b 1)+(a 2-b 2)q +…+(a n -1-b n -1)q n -2+(a n -b n )q n -1 ≤(q -1)+(q -1)q +…+(q -1)q n -2-q n -1 =1-q (q -1)(1-qn -1)-q n -1 =-1<0,所以s<t.11.(2013·新课标全国卷Ⅰ)若数列{a n }的前n 项和S n =32a n +31,则{a n }的通项公式是a n =________. 【答案】(-2)n -112.(2013·北京卷)已知{a n}是由非负整数组成的无穷数列,该数列前n项的最大值记为A n,第n项之后各项a n+1,a n+2,…的最小值记为B n,d n=A n-B n.(1)若{a n}为2,1,4,3,2,1,4,3,…,是一个周期为4的数列(即对任意n∈N*,a n+4=a n),写出d1,d2,d3,d4的值;(2)设d是非负整数,证明:d n=-d(n=1,2,3,…)的充分必要条件为{a n}是公差为d的等差数列;(3)证明:若a1=2,d n=1(n=1,2,3,…),则{a n}的项只能是1或者2,且有无穷多项为1.【解析】(1)d1=d2=1,d3=d4=3.(3)因为a1=2,d1=1,所以A1=a1=2,B1=A1-d1=1.故对任意n≥1,a n≥B1=1.假设{a n}(n≥2)中存在大于2的项.设m为满足a m>2的最小正整数,则m≥2,并且对任意1≤k<m,a k≤2.又因为a1=2,所以A m-1=2,且A m=a m>2,于是,B m=A m-d m>2-1=1,B m-1=min{a m,B m}>1.故d m-1=A m-1-B m-1<2-1=1,与d m-1=1矛盾.所以对于任意n≥1,有a n≤2,即非负整数列{a n}的各项只能为1或2.因为对任意n≥1,a n≤2=a1,所以A n=2.故B n=A n-d n=2-1=1.因此对于任意正整数n ,存在m满足m>n,且a m=1,即数列{a n}有无穷多项为113.(2013·北京卷)若等比数列{a n}满足a2+a4=20,a3+a5=40,则公比q=________;前n项和S n=________.【答案】22n+1-2【解析】∵a3+a5=q(a2+a4),∴40=20q,q=2,又∵a2+a4=a1q+a1q3=20,∴a1=2,∴a n=2n,∴S n=2n+1-2.14.(2013·江西卷)等比数列x,3x+3,6x+6,…的第四项等于()A .-24B .0C .12D .24【答案】A【解析】(3x +3)2=x(6x +6)得x =-1或x =-3.当x =-1时,x ,3x +3,6x +6分别为-1,0,0,则不能构成等比数列,所以舍去;当x =-3时,x ,3x +3,6x +6分别为-3,-6,-12,且构成等比数列,则可求出第四个数为-24.15.(2013·江苏卷)在正项等比数列{a n }中,a 5=21,a 6+a 7=3. 则满足a 1+a 2+…+a n >a 1a 2…a n 的最大正整数n 的值为________.【答案】1216.(2013·湖南卷) 设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =(-1)na n -2n 1,n ∈N *,则(1)a 3=________;(2)S 1+S 2+…+S 100=________. 【答案】(1)-161 (2)31-11【解析】(1)因S n =(-1)na n -2n 1,则S 3=-a 3-81,S 4=a 4-161,解得a 3=-161.(2)当n 为偶数时,S n =a n -2n 1,当n 为奇数时,S n =-a n -2n 1,可得当n 为奇数时a n =-2n +11, 又S 1+S 2+…+S 100=21+221+…+2991+21001=-a 1+a 2+…-a 99+a 100-21001=S 100-2(a 1+a 3+…+a 99)-21001=S 101-a 101-221001-21001=-21021-21021+2×221-21001 =-3121001=31-11.17.(2013·辽宁卷) 已知等比数列是递增数列,S n 是的前n 项和,若a 1,a 3是方程x 2-5x +4=0的两个根,则S 6=________.【答案】63【解析】由题意可知a 1+a 3=5,a 1·a 3=4.又因为{a n }为递增的等比数列,所以a 1=1,a 3=4,则公比q =2,所以S 6=1-21×(1-26)=63.18.(2013·全国卷)已知双曲线C :a2x2-b2y2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为3,直线y =2与C 的两个交点间的距离为.(1)求a ,b ;(2)设过F 2的直线l 与C 的左、右两支分别交于A ,B 两点,且|AF 1|=|BF 1|,证明:|AF 2|,|AB|,|BF 2|成等比数列.(2)证明:由(1)知,F 1(-3,0),F 2(3,0),C 的方程为8x 2-y 2=8.①由题意可设l 的方程为y =k(x -3),|k|<2 ,代入①并化简得(k 2-8)x 2-6k 2x +9k 2+8=0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1≤-1,x 2≥1,x 1+x 2=k2-86k2,x 1x 2=k2-89k2+8. 于是|AF 1|=1212=12-82=-(3x 1+1), |BF 1|=2222=22-82=3x 2+1.由|AF 1|=|BF 1|得-(3x 1+1)=3x 2+1,即x 1+x 2=-32. 故k2-86k2=-32,解得k 2=54,从而x 1x 2=-919. 由于|AF 2|=1212=12-82=1-3x 1,|BF 2|=2222=22-82=3x 2-1,故|AB|=|AF 2|-|BF 2|=2-3(x 1+x 2)=4,|AF 2|·|BF 2|=3(x 1+x 2)-9x 1x 2-1=16. 因而|AF 2|·|BF 2|=|AB|2,所以|AF 2|,|AB|,|BF 2|成等比数列.19.(2013·全国卷)已知数列{a n }满足3a n +1+a n =0,a 2=-34,则{a n }的前10项和等于( ) A .-6(1-3-10)B.91(1-310)C .3(1-3-10)D .3(1+3-10)【答案】C20.(2013·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)设{a n }的前n 项和为S n ,当q =1时,S n =a 1+a 2+…+a n =na 1;当q≠1时,S n =a 1+a 1q +a 1q 2+…+a 1q n -1,① qS n =a 1q +a 1q 2+…+a 1q n ,② ①-②得,(1-q)S n =a 1-a 1q n , ∴S n =1-q a1(1-qn ),∴S n =,q ≠1.a1(1-qn ) (2)假设{a n +1}是等比数列,则对任意的k ∈N +, (a k +1+1)2=(a k +1)(a k +2+1),即a k +12+2a k +1+1=a k a k +2+a k +a k +2+1, 即a 12q 2k+2a 1q k =a 1q k -1·a 1q k +1+a 1q k -1+a 1q k +1, ∵a 1≠0,∴2q k =q k -1+q k +1. ∵q≠0,∴q 2-2q +1=0,∴q =1,这与已知矛盾.∴假设不成立,故{a n +1}不是等比数列.21.(2013·四川卷)在等差数列{a n }中,a 1+a 3=8,且a 4为a 2和a 9的等比中项,求数列{a n }的首项、公差及前n 项和.22.(2013·新课标全国卷Ⅱ) 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.31 B .-31 C.91 D .-91 【答案】C【解析】S 3=a 2+10a 1a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1a 3=9a 1q 2=9,a 5=9a 3q 2=9a 3=1a 1=q2a3=91,故选C.23.(2013·重庆卷)已知{a n }是等差数列,a 1=1,公差d≠0,S n 为其前n 项和,若a 1,a 2,a 5成等比数列,则S 8=________.【答案】64【解析】设数列{a n }的公差为d ,由a 1,a 2,a 5成等比数列,得(1+d)2=1·(1+4d),解得d =2或d =0(舍去),所以S 8=8×1+28(8-1)×2=64.。

高考数学一轮复习第六章数列课时规范练30等比数列

高考数学一轮复习第六章数列课时规范练30等比数列

课时规范练30等比数列基础巩固组1.(2020河南开封定位考试)等比数列{a n}的前n项和为S n,若a3+4S2=0,则公比q=()A.-1B.1C.-2D.22.(2020东北师大附中、重庆一中、吉大附中、长春十一中等高三联合考试)等比数列{a n}各项均为正数,若a1=1,a n+2+2a n+1=8a n,则{a n}的前6项和为()A.1365B.63C.6332D.136510243.(多选)设等比数列{a n}的前n项和为S n,且满足a6=8a3,则()A.数列{a n}的公比为2B.数列{a n}的公比为8C.63=8D.63=94.(2020全国2,理6)数列{a n}中,a1=2,a m+n=a m a n.若a k+1+a k+2+…+a k+10=215-25,则k=()A.2B.3C.4D.55.(2020福建龙岩高三教学质量检查)由实数构成的等比数列{a n}的前n项和为S n,a1=2,且a2-4,a3,a4成等差数列,则S6=()A.62B.124C.126D.1546.(多选)设等比数列{a n}的公比为q,则下列结论正确的是()A.数列{a n a n+1}是公比为q2的等比数列B.数列{a n+a n+1}是公比为q的等比数列C.数列{a n-a n+1}是公比为q的等比数列D.数列1是公比为1的等比数列7.(2020浙大附中模拟)已知数列{a n}的前n项和为S n,且+1=pS n+q(n∈N*,p≠-1),则“a1=q”是“{a n}为等比数列”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8.设等比数列{a n}的前n项和为S n,若63=3,则96=.9.已知{a n}是递减的等比数列,且a2=2,a1+a3=5,则{a n}的通项公式为;a1a2+a2a3+…+a n+1(n∈N*)=.10.(2018全国3,理17)等比数列{a n}中,a1=1,a5=4a3.(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.公众号:一枚试卷君11.在①数列{a n}的前n项和S n=12n2+52n;②函数f(x)=sinπx-23cos2π2x+3的正零点从小到大构成数列{x n},a n=x n+83;③2-a n--12−-1=0(n≥2,n∈N*),a n>0,且a1=b2这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的M存在,求出M的最小值;若M不存在,说明理由.问题:数列{b n}是首项为1的等比数列,b n>0,b2+b3=12,且,设数列1log3r1的前n项和为T n,是否存在M∈N*,使得对任意的n∈N*,T n<M?综合提升组12.(多选)(2020山东威海模考)设等比数列{a n}的公比为q,其前n项和为S n.前n项积为T n,并且满足条件a1>1,a7·a8>1,7-18-1<0.则下列结论正确的是()A.0<q<1B.a7·a9>1C.S n的最大值为S9D.T n的最大值为T713.(2020辽宁大连第二十四中学模拟)《九章算术》中的“两鼠穿墙题”是我国数学的古典名题:“今有垣厚若干尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠也日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢,各穿几何?”题意是:“有两只老鼠从墙的两边打洞穿墙,大老鼠第一天进一尺,以后每天加倍;小老鼠第一天也进一尺,以后每天减半.”如果墙足够厚,S n为前n天两只老鼠打洞长度之和,则S n=尺.14.设数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=1,a2=2,且a n+2=2S n-S n+1+3,记b n=log2a2n-1+log2a2n,则b n=.创新应用组15.(多选)(2020山东青岛高三模拟)在悠久灿烂的中国古代文化中,数学文化是其中的一朵绚丽的奇葩.《张丘建算经》是我国古代有标志性的内容丰富的众多数学名著之一,大约创作于公元五世纪.书中有如下问题:“今有女善织,日益功疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈,问日益几何?”.其大意为:“有一女子擅长织布,织布的速度一天比一天快,从第二天起,每天比前一天多织相同数量的布,第一天织5尺,一个月共织了九匹三丈,问从第二天起,每天比前一天多织多少尺布?”.已知1匹=4丈,1丈=10尺,若这一个月有30天,记该女子这一个月中的第n天所织布的尺数为a n,b n=2,对于数列{a n},{b n},下列选项中正确的为()A.b10=8b5B.{b n}是等比数列C.a1b30=105D.3+5+72+4+6=20919316.(2020浙江十校联考)已知数列{a n}满足a1=35,a n+1=32+1,n∈N*.(1)求证:数列1-1为等比数列.(2)是否存在互不相等的正整数m,s,t,使m,s,t成等差数列,且a m-1,a s-1,a t-1成等比数列?如果存在,求出所有符合条件的m,s,t;如果不存在,请说明理由.参考答案课时规范练30等比数列1.C因为a3+4S2=0,所以a1q2+4a1+4a1q=0.因为a1≠0,所以q2+4q+4=0,所以q=-2.故选C.2.B∵等比数列{a n}各项均为正数,且a n+2+2a n+1=8a n,∴a n q2+2a n q=8a n,即q2+2q=8,可得q=2或q=-4(舍去),∴S6=1(1-6)1-=63.故选B.3.AD因为等比数列{a n}的前n项和为S n,且满足a6=8a3,所以63=q3=8,解得q=2,所以63=1-61-3=1+q3=9.故选AD.4.B设该女子第一天织布x尺,则(1-25)1-2=5,得x=531,所以前n天所织布的总尺数为531(2n-1).由531(2n-1)≥30,得2n≥187,则n的最小值为8.故选B.5.C由题意知2a3=a2-4+a4,设{a n}的公比为q,则212=1-4+13,1=2,解得q=2,则S6=2(1-26)1-2=126.故选C.6.AD对于A,由r1-1=q2(n≥2)知,数列{a n a n+1}是公比为q2的等比数列,故A正确;对于B,当q=-1时,数列{a n+a n+1}的项中有0,不是等比数列,故B错误;对于C,当q=1时,数列{a n-a n+1}的项中有0,不是等比数列,故C错误;对于D,1r11=r1=1,所以数列1是公比为1的等比数列,故D正确.故选AD.7.C因为a n+1=pS n +q ,所以当n ≥2时,a n =pS n-1+q ,两式相减得a n+1-a n =pa n ,即当n ≥2时,r1=1+p.当n=1时,a 2=pa 1+q.所以当a 1=q 时,21=1+p ,满足上式,故数列{a n }为等比数列,所以满足充分性;当{a n }为等比数列时,有a 2=pa 1+q=(1+p )a 1,解得a 1=q ,所以满足必要性.故选C .8.73(方法1)由等比数列的性质可知S 3,S 6-S 3,S 9-S 6仍成等比数列,由已知得S 6=3S 3,∴6-33=9-66-3,即S 9-S 6=4S 3,S 9=7S 3,∴96=73.(方法2)因为{a n }为等比数列,由63=3,设S 6=3k ,S 3=k (k ≠0),所以S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等比数列,即k ,2k ,S 9-S 6成等比数列,所以S 9-S 6=4k ,解得S 9=7k ,所以96=73=73.9.a n =4×12n-1323×1-14n由a 2=2,a 1+a 3=5,{a n }是递减的等比数列,得a 1=4,a 3=1,所以q=12,a n =4×12n-1,则a 1a 2+a 2a 3+…+a n +1是首项为8,公比为14的等比数列的前n 项和.故a 1a 2+a 2a 3+…+a n +1=8+2+12+…+8×14n-1=8×[1-(14)]1-14=323×1-14n .10.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)3.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=6.11.解设数列{b n }的公比为q (q>0),因为数列{b n }是首项为1的等比数列,且b n >0,b 2+b 3=12,所以q 2+q-12=0,解得q=3(q=-4不合题意,舍去),所以b n =3-1.若选①,由S n =12n 2+52n ,可得-1=12(n-1)2+52(n-1)(n ≥2),两式相减可得a n =n+2(n ≥2),又因为a 1=S 1=3也符合上式,所以a n =n+2,所以1log 3r1=1(r2)=121−1r2,则T n =121-13+12−14+13−15+…+1−1r2=34−121r1+1r2.因为1r1+1r2>0,所以T n <34,由题意可得M≥34,又因为M∈N*,所以存在M满足题意,并且M的最小值为1.若选②,f(x)=sinπx-23cos2π2x+3=sinπx-3cosπx=2sinπx-π3,令f(x)=0,可得πx-π3=kπ,k∈Z,解得x=k+13,k∈Z,即x n=n-1+13=n-23,故a n=x n+83=n+2,同上①,则存在M满足题意,并且M的最小值为1.若选③,则由2-a n--12−-1=0,得(a n--1-1)(a n+-1)=0.又因为a n>0,所以a n--1-1=0,即a n-=1,所以数列{a n}是公差为1的等差数列.又因为a1=b2,则a1=3,所以a n=n+2.-1同上①,则存在M满足题意,并且M的最小值为1.12.AD∵a1>1,a7·a8>1,可知q>0,又7-18-1<0,∴a7>1,a8<1,∴0<q<1,故A正确;a7a9=82<1,故B错误;∵a1>1,0<q<1,∴数列{a n}为各项均为正数的递减数列,∴S n无最大值,故C错误;又a7>1,a8<1,∴T7是数列{T n}中的最大项,故D正确.故选AD.13.2n-12-1+1由题意可知,大老鼠每天打洞的距离是以1为首项,2为公比的等比数列,前n天打洞的距离之和为1-21-2=2n-1.小老鼠每天打洞的距离是以1为首项,12为公比的等比数列,前n天打洞的距离之和为1-(12)1-12=2-12-1.所以S n=2n-1+2-12-1=2n-12-1+1.14.2n-1∵a1=1,a2=2,且a n+2=2S n-S n+1+3,∴当n=1时,a3=2-3+3=2.∵a n+2=2S n-S n+1+3,∴当n≥2时,a n+1=2S n-1-S n+3.两式相减可得,a n+2-a n+1=2(S n-S n-1)-(S n+1-S n)(n≥2),即当n≥2时,a n+2-a n+1=2a n-a n+1,即a n+2=2a n.∵a3=2a1,∴数列{a n}的奇数项和偶数项分别成等比数列,公比均为2,∴a2n=2×2n-1=2n,a2n-1=1×2n-1=2n-1,∴b n=log2a2n-1+log2a2n=n-1+n=2n-1.15.BD由题意可知,数列{a n}为等差数列,设数列{a n}的公差为d,a1=5,由题意可得30a1+30×292=390,解得d=1629,∴a n=a1+(n-1)d=16r12929.∵b n=2,∴r1=2r12=2r1-=2d(非零常数),则数列{b n}是等比数列,故B正确;∵5d=5×1629=8029≠3,∴105=(2)5=25d≠23,∴b10≠8b5,故A错误;a30=a1+29d=5+16=21,∴a1b30=5×221>105,故C错误;∵a4=a1+3d=5+3×1629=19329,a5=a1+4d=5+4×1629=20929,∴3+5+72+4+6=3534=54=209193,故D正确.故选BD.16.(1)证明因为a n+1=32+1,所以1r1=13+23,所以1r1-1=131-1.因为a1=35,则11-1=23.所以数列1-1是首项为23,公比为13的等比数列.(2)解不存在.理由如下,由(1)知,1-1=23×13n-1=23,所以a n=33+2.假设存在互不相等的正整数m,s,t满足条件,则有+=2,(-1)2=(-1)(-1).由a n=33+2与(a s-1)2=(a m-1)(a t-1),得33+2-12=33+2-133+2-1.即3m+t+2×3m+2×3t=32s+4×3s.因为m+t=2s,所以3m+3t=2×3s.因为3m+3t≥23r=2×3s,当且仅当m=t时等号成立,这与m,s,t互不相等矛盾.所以不存在互不相等的正整数m,s,t满足条件.。

广东新高考数学 课时规范练30等比数列及其前n项和

广东新高考数学 课时规范练30等比数列及其前n项和

课时规范练30等比数列及其前n项和基础巩固组1.(2019河南郑州三模,6)等比数列{a n}的前n项和为S n,若S2n=4(a1+a3+…+a2n-1)(n∈N*),a1a2a3=-27,则a5=()A.81B.24C.-81D.-242.等比数列{a n}中,a n a n+1=4n-1,则数列{a n}的公比为()A.2或-2B.4C.2D.√23.(2019江西省临川一中模拟)已知正项等比数列{a n}的前n项和为S n,且7S2=4S4,则公比q的值为()A.1B.1或12C.√32D.±√324.在公比为正数的等比数列{a n}中,a1+a2=2,a3+a4=8,则S8等于()A.21B.42C.135D.1705.(2019河南八市联考二,3)《九章算术》中有一题:今有牛、马、羊食人苗.苗主责之粟五斗.羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何.其意思是:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿五斗粟.羊主人说:“我羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我马所吃的禾苗只有牛的一半.”若按此比例偿还,牛、马、羊的主人各应赔偿多少?设牛、马、羊的主人分别应偿还x斗、y斗、z斗,则下列判断正确的是()A.y2=xz且x=57B.y2=xz且x=207C.2y=x+z且x=57D.2y=x+z且x=2076.(2019山西晋城二模)设等比数列{a n}的前n项和为S n,若S2=3,S4=15,则S6=()A.63B.62C.61D.607.(2019湖南六校联考,5)已知公差d≠0的等差数列{a n}满足a1=1,且a2,a4-2,a6成等比数列,若正整数m,n满足m-n=10,则a m-a n=()A.30B.20C.10D.5或408.(2019四川绵阳期中)已知数列{a n}是正项等比数列,且a1a8=4a5,a4与2a6的等差中项为18,则a5=()A.2B.4C.8D.169.(2019北京通州三模)设数列{a n}是等比数列,且a2a4=a5,a4=27,则{a n}的通项公式为.10.(2017江苏,9)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= .11.(2019山东东营一中模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n+1=4a n +2(n ∈N *),若b n =a n+1-2a n . (1)求证:{b n }是等比数列. (2)略.综合提升组12.(2019广东深圳一模)已知等比数列{a n }的前n 项和S n =a ·3n-1+b ,则ab=( ) A.-3B.-1C.1D.313.(多选)下列命题中正确的是( )A.若数列{a n }是等差数列,且a m +a n =a s +a t (m ,n ,s ,t ∈N *),则m+n=s+tB.若S n 是等差数列{a n }的前n 项的和,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等差数列C.若S n 是等比数列{a n }的前n 项的和,则S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列D.若S n 是等比数列{a n }的前n 项的和,且S n =Aq n +B (其中A ,B 是非零常数,n ∈N *),则A+B 为零 14.(2019陕西宝鸡中学模拟,4)我国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题(意为):“有一个人要走378里路,第一天健步行走,从第二天起因脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地”,那么,此人第4天和第5天共走路程是( ) A.24里B.36里C.48里D.60里15.数列{a n }中,a 1=2,a n+1=2a n -1,则a n = ,S n 为数列{a n }的前n 项和,则S n = .创新应用组16.(2019山东德州二模,16)设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,a 2=2,且a n+2=2S n -S n+1+3,记b n =log 2a 2n-1+log 2a 2n ,则b n = .17.(2019江苏启东中学模拟)已知数列{a n }满足a n+1=3a n 2a n +1(n ∈N *),且a 1=23. (1)求证:{1a n -1}是等比数列,并求出{a n }的通项公式; (2)求数列{1a n}的前n 项和T n .参考答案课时规范练30等比数列及其前n项和1.C设等比数列{a n}的公比为q,已知S2n=4(a1+a3+…+a2n-1)(n∈N*),令n=1,则S2=4a1,可得a2=3a1,q=3.∵a1a2a3=-27,∴a23=-27,解得a2=-3,∴a1=-1,则a5=-34=-81.2.C设等比数列{a n}的公比为q,∵a n a n+1=4n-1>0,∴a n+1a n+2=4n且q>0,两式相除可得a n+1·a n+2 a n·a n+1=4n4n-1=4,即q2=4,∴q=2,故选C.3.C因为7S2=4S4,所以3(a1+a2)=4(S4-S2)=4(a3+a4),故q2=34,因为数列{a n}为正项的等比数列,故q>0,所以q=√32,故选C.4.D(方法一)S8=(a1+a2)+(a3+a4)+(a5+a6)+(a7+a8)=2+8+32+128=170.(方法二)q2=a3+a4a1+a2=4,又q>0,∴q=2,∴a1(1+q)=a1(1+2)=2,∴a1=23,∴S8=23×(28-1)2-1=170.5.B由题意可知x,y,z依次成公比为12的等比数列,则x+y+z=x+12x+14x=5,解得x=207,由等比数列的性质可得y2=xz.故选B.6.A由等比数列的性质可知S2,S4-S2,S6-S4成等比数列,即3,12,S6-15成等比数列,所以S6-15=12×4,解得S6=63.7.A由题知(a4-2)2=a2a6,因为{a n}为等差数列,所以(3d-1)2=(1+d)(1+5d),因为d≠0,解得d=3,从而a m-a n=(m-n)d=30,故选A.8.C设正项等比数列{a n}的公比为q,且q>0.∵a1a8=4a5,a4与2a6的等差中项为18,∴a12q7=4a1q4,a4+2a6=36,即a1(q3+2q5)=36,解得a1=12,q=2,则a5=a1q4=8.故选C.9.a n=3n-1(n∈N*)设等比数列{a n}的公比为q,∵a2a4=a5,a4=27,∴a5=27a2,∴q3=27,∴q=3,∴a1=a4q3=2727=1,则a n=3n-1(n∈N*).10.32设该等比数列的公比为q,则S6-S3=634−74=14,即a4+a5+a6=14.①∵S3=74,∴a1+a2+a3=74.由①得(a1+a2+a3)q3=14,∴q3=1474=8,即q=2.∴a1+2a1+4a1=74,a1=14,∴a8=a1·q7=14×27=32.11.(1)证明因为a n+2=S n+2-S n+1=4a n+1+2-4a n-2=4a n+1-4a n,所以b n+1b n =a n+2-2a n+1a n+1-2a n=4a n+1-4a n-2a n+1a n+1-2a n =2a n+1-4a na n+1-2a n=2.因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5.所以b1=a2-2a1=3.所以数列{b n}是首项为3,公比为2的等比数列.12.A等比数列{a n}的前n项和S n=a·3n-1+b,∴a1=S1=a+b,a2=S2-S1=3a+b-a-b=2a,a3=S3-S2=9a+b-3a-b=6a.由等比数列的性质可得,a22=a1a3,∴(2a)2=(a+b)×6a,解得ab =-3.故选A .13.BD 对于A,取数列{a n }为常数列,对任意m ,n ,s ,t ∈N *,都有a m +a n =a s +a t ,故错;对于B,设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d , 则S n =a 1+a 2+…+a n ,S 2n -S n =a n+1+a n+2+…+a 2n =a 1+nd+a 2+nd+…+a n +nd=S n +n 2d ,同理,S 3n -S 2n =a 2n+1+a 2n+2+…+a 3n =a n+1+a n+2+…+a 2n +n 2d=S 2n -S n +n 2d ,∴2(S 2n -S n )=S n +(S 3n -S 2n ),∴S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 是等差数列,故正确;对于C,设a n =(-1)n ,则S 2=0,S 4-S 2=0,S 6-S 4=0, ∴此数列不是等比数列,故错;对于D,∵a n =S n -S n-1=(Aq n +B )-(Aq n-1+B )=Aq n -Aq n-1=A (q-1)×q n-1,∴此数列为首项是A (q-1),公比为q 的等比数列,则S n =A (q -1)(1-q n )1-q,∴S n =Aq n -A , ∴A+B=0,故正确.故选BD .14.B 记每天走的路程里数为{a n },可知{a n }是公比q=12的等比数列,由S 6=378,得S 6=a 1(1-126)1-12=378,解得a 1=192,∴a 4+a 5=192×(12)3+192×(12)4=24+12=36.所以此人第4天和第5天共走了24+12=36里,故选B .15.2n-1+1 2n +n-1 因为a n+1=2a n -1,所以a n+1-1=2(a n -1),即a n+1-1a n =2.所以{a n -1}是首项为a 1-1=2-1=1,公比为2的等比数列.所以a n -1=2n-1,即a n =2n-1+1.S n =1+1+21+1+22+1+23+1+…+2n-1+1=1+21+22+23+…+2n-1+(1+1+…+1)=1-2n1-2+n=2n +n-1.16.2n-1 ∵a 1=1,a 2=2,且a n+2=2S n -S n+1+3,∴当n=1时,a 3=2-3+3=2,∵a n+2=2S n -S n+1+3,∴n ≥2时,a n+1=2S n-1-S n +3,两式相减可得,a n+2-a n+1=2(S n -S n-1)-(S n+1-S n )(n ≥2), 即n ≥2时,a n+2-a n+1=2a n -a n+1, 即a n+2=2a n .∵a 3=2a 1,∴数列{a n }的奇数项和偶数项分别成等比数列,公比均为2,∴a 2n =2×2n-1=2n ,a 2n-1=1×2n-1=2n-1,∴b n =log 2a 2n-1+log 2a 2n =n-1+n=2n-1.17.(1)证明记b n=1a n -1,则b n+1b n=1a n+1-11a n-1=2a n+13a n-11a n-1=2a n+1-3a n3-3a n=1-a n3(1-a n)=13,又b1=1a1-1=32-1=12,所以{1a n-1}是首项为12,公比为13的等比数列.所以1a n-1=12·(13)n-1,即a n=2·3n-11+2·3n-1.所以数列{a n}的通项公式为a n=2·3n-11+2·3n-1.(2)解由(1)知,1a n -1=12·(13)n-1,即1a n =12·(13)n-1+1.所以数列{1n}的前n项和T n=12(1-13n)1-13+n=3(1-1n)+n.。

2019高考总复习优化设计1轮文科数学人教B课时规范练30 数列求和(附答案)

2019高考总复习优化设计1轮文科数学人教B课时规范练30 数列求和(附答案)

课时规范练30数列求和基础巩固组1.数列1错误!未找到引用源。

,3错误!未找到引用源。

,5错误!未找到引用源。

,7错误!未找到引用源。

,…,(2n-1)+错误!未找到引用源。

,…的前n项和S n的值等于() A.n2+1-错误!未找到引用源。

B.2n2-n+1-错误!未找到引用源。

C.n2+1-错误!未找到引用源。

D.n2-n+1-错误!未找到引用源。

2.在数列{a n}中,a1=-60,a n+1=a n+3,则|a1|+|a2|+…+|a30|=()A.-495B.765C.1 080D.3 1053.已知数列{a n}的前n项和S n满足S n+S m=S n+m,其中m,n为正整数,且a1=1,则a10等于()A.1B.9C.10D.554.已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=错误!未找到引用源。

,n∈N*.记数列{a n}的前n 项和为S n,则S2 018等于()A.错误!未找到引用源。

-1B.错误!未找到引用源。

+1C.错误!未找到引用源。

-1D.错误!未找到引用源。

+15.已知数列{a n}中,a n=2n+1,则错误!未找到引用源。

+…+错误!未找到引用源。

=()A.1+错误!未找到引用源。

B.1-2nC.1-错误!未找到引用源。

D.1+2n6.设数列{a n}的前n项和为S n,a1=2,若S n+1=错误!未找到引用源。

S n,则数列错误!未找到引用源。

的前2 018项和为.7.已知等差数列{a n}满足:a5=11,a2+a6=18.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若b n=a n+2n,求数列{b n}的前n项和S n.〚导学号24190915〛8.设等差数列{a n}的公差为d,前n项和为S n,等比数列{b n}的公比为q,已知b1=a1,b2=2,q=d,S10=100.(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)当d>1时,记c n=错误!未找到引用源。

高考数学一轮复习第五章数列第三节等比数列及其前n项和课件新人教版


根,则916的值为( D ) A.2
B.- 2
C. 2
D.- 2或 2
3.(2020·高考全国卷Ⅱ)数列{an}中,a1=2,am+n=aman,若ak+1+ak+
2+…+ak+10=215-25,则k=( C )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:∵a1=2,am+n=aman, 令m=1,则an+1=a1an=2an, ∴{an}是以a1=2为首项,2为公比的等比数列, ∴an=2×2n-1=2n.
2.若{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}(λ≠0),
1
an
,{a
2 n
},
{an·bn},abnn仍是等比数列. 3.当q≠-1或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数
列,其公比为qn.
1.等比数列{an}各项均为正数,且a5a6+a4a7=18,则log3a1+log3a2
数列的综合问题常将等差、等比数列结合,两者相互联系、相互 转化,解答这类问题的方法:寻找通项公式,利用性质进行转化.
[对点训练]
(2021·山东泰安模拟)在①Sn=n2+n,②a3+a5=16,S3+S5=42,③
an+1 an

n+1 n
,S7=56这三个条件中任选一个补充在下面的问题中,并加
第三节 等比数列及其前n项和
热点命题分析
学科核心素养
本节是高考的考查热点,主要考查 本节通过等比数列通项公式及其前
等比数列的基本运算和性质,等比 n项和公式、等比数列性质的应
数列的通项公式和前n项和公式, 用,考查对函数与方程、转化与化
尤其要注意以数学文化为背景的数 归和分类讨论思想的应用,提升考

高考数学一轮复习 第六章 数列 第3讲 等比数列及其前n项和教学案 理

第3讲 等比数列及其前n 项和一、知识梳理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),那么这个数列就叫作等比数列.这个常数叫作等比数列的公比,通常用字母q 表示.(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 .“a ,G ,b 成等比数列”是“G 是a 与b 的等比中项”的充分不必要条件.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).常用结论1.正确理解等比数列的单调性当q >1,a 1>0或0<q <1,a 1<0时 ,{a n }是递增数列; 当q >1,a 1<0或0<q <1,a 1>0时 ,{a n }是递减数列; 当q =1时,{a n }是常数列; 当q =-1时,{a n }是摆动数列. 2.记住等比数列的几个常用结论(1)若{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 仍是等比数列. (2)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.(3)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.(4){a n }为等比数列,若a 1·a 2·…·a n =T n ,则T n ,T 2n T n ,T 3nT 2n,…成等比数列.(5)当q ≠0,q ≠1时,S n =k -k ·q n(k ≠0)是{a n }成等比数列的充要条件,此时k =a 11-q.(6)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.二、教材衍化1.在3与192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, 192=3×q 3,q 3=64,所以q =4.所以插入的两个数分别为3×4=12,12×4=48. 答案:12,482.已知{a n }是等比数列,a 2=2,a 5=14,则公比q =________.解析:由题意知q 3=a 5a 2=18,所以q =12.答案:123.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{a n }的通项公式a n =________.解析:因为S 10S 5=3132,所以S 10-S 5S 5=-132,因为S 5,S 10-S 5,S 15-S 10成等比数列,且公比为q 5,所以q 5=-132,q =-12,则a n =-1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1.答案:-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12n -1一、思考辨析判断正误(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 .( ) 答案:(1)× (2)× (3)× 二、易错纠偏常见误区|K(1)忽视项的符号判断; (2)忽视公比q =1的特殊情况; (3)忽视等比数列的项不为0.1.在等比数列{a n }中,a 3=4,a 7=16,则a 3与a 7的等比中项为________.解析:设a 3与a 7的等比中项为G ,因为a 3=4,a 7=16,所以G 2=4×16=64,所以G =±8.答案:±82.数列{a n }的通项公式是a n =a n(a ≠0),则其前n 项和S n =________.解析:因为a ≠0,a n =a n,所以{a n }是以a 为首项,a 为公比的等比数列.当a =1时,S n =n ;当a ≠1时S n =a (1-a n )1-a.答案:⎩⎪⎨⎪⎧n ,a =1,a (1-a n )1-a,a ≠0,a ≠13.已知x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,则x的值为________.解析:因为x,2x+2,3x+3是一个等比数列的前三项,所以(2x+2)2=x(3x+3),即x2+5x+4=0,解得x=-1或x=-4.当x=-1时,数列的前三项为-1,0,0,不是等比数列,舍去.答案:-4等比数列基本量的运算(师生共研)(1)(2019·高考全国卷Ⅲ)已知各项均为正数的等比数列{a n}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( ) A.16 B.8C.4 D.2(2)等比数列{a n}中,a1=1,a5=4a3.①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)选C.设等比数列{a n}的公比为q,由a5=3a3+4a1得q4=3q2+4,得q2=4,因为数列{a n}的各项均为正数,所以q=2,又a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=a1(1+2+4+8)=15,所以a1=1,所以a3=a1q2=4.(2)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)或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.解决等比数列有关问题的2种常用思想方程的思想等比数列中有五个量a 1,n ,q ,a n ,S n ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量a 1和q ,问题可迎刃而解 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,{a n }的前n 项和S n =na 1;当q ≠1时,{a n }的前n 项和S n=a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-qn n 前n 项和,若a 1=13,a 24=a 6,则S 5=________.解析:通解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以(a 1q 3)2=a 1q 5,所以a 1q =1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =13×(1-35)1-3=1213.优解:设等比数列{a n }的公比为q ,因为a 24=a 6,所以a 2a 6=a 6,所以a 2=1,又a 1=13,所以q =3,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q=13×(1-35)1-3=1213.答案:12132.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.等比数列的判定与证明(师生共研)(2018·高考全国卷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)na 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 n n,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 n n=2n -1,所以a n =n ·2n -1.等比数列的4种常用判定方法定义法若a n +1a n =q (q 为非零常数,n ∈N +)或a na n -1=q (q 为非零常数且n ≥2,n ∈N +),则{a n }是等比数列中项 公式法 若数列{a n }中,a n ≠0且a 2n +1=a n ·a n +2(n ∈N +),则数列{a n }是等比数列通项若数列通项公式可写成a n =c ·qn -1(c ,q 均是不为0的常数,证明;后两种方法常用于选择题、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.1.已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n+1=4a n+2(n∈N*),若b n=a n+1-2a n,求证:{b n}是等比数列.证明:因为a n+2=S n+2-S n+1=4a n+1+2-4a n-2=4a n+1-4a n,所以b n+1b n=a n+2-2a n+1a n+1-2a n=4a n+1-4a n-2a n+1a n+1-2a n=2a n+1-4a na n+1-2a n=2.因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5.所以b1=a2-2a1=3.所以数列{b n}是首项为3,公比为2的等比数列.2.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n-3n(n∈N+).(1)求a1,a2,a3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,S1=a1=2a1-3,解得a1=3,当n=2时,S2=a1+a2=2a2-6,解得a2=9,当n=3时,S3=a1+a2+a3=2a3-9,解得a3=21.(2)假设{a n+λ}是等比数列,则(a2+λ)2=(a1+λ)(a3+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:因为S n =2a n -3n ,所以S n +1=2a n +1-3n -3,所以a n +1=S n +1-S n =2a n +1-2a n -3,即2a n +3=a n +1,所以2(a n +3)=a n +1+3,所以a n +1+3a n +3=2,所以存在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.所以a n +3=6×2n -1,即a n =3(2n-1)(n ∈N +).等比数列的性质(多维探究) 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)(一题多解)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-q 2n)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 nS n ,所以q n=S 2n -S n S n =14,所以S 3n =S 2n +q2nS 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.[提醒] 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.(一题多解)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 .1 C.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.数列与数学文化及实际应用1.等差数列与数学文化(2020·陕西汉中二模)我国古代名著《九章算术》中有这样一段话:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤.”意思是:现有一根金箠,长5尺,头部1尺,重4斤,尾部1尺,重2斤.若该金箠从头到尾,每一尺的质量构成等差数列,则该金箠共重( )A .6斤B .7斤C .9斤D .15斤【解析】 设从头到尾每一尺的质量构成等差数列{a n },则有a 1=4,a 5=2,所以a 1+a 5=6,数列{a n }的前5项和为S 5=5×a 1+a 52=5×3=15,即该金箠共重15斤.故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等差数列模型题的求解关键:一是会脱去数学文化的背景,读懂题意;二是构建模型,即由题意构建等差数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等差数列的相关问题,如求指定项、公差或项数、通项公式或前n 项和等.2.等比数列与数学文化(2020·湖南衡阳三模)中国古代数学名著《九章算术》中有如下问题.今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗,羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何?此问题的译文如下:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿5斗粟.羊主人说:“我的羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我的马所吃的禾苗只有牛的一半.”打算按此比例偿还,他们各应偿还多少?该问题中,1斗为10升,则马主人应偿还的粟(单位:升)为( )A.253 B .503C.507D .1007【解析】 5斗=50升.设羊、马、牛的主人应偿还粟的量分别为a 1,a 2,a 3,由题意可知a 1,a 2,a 3构成公比为2的等比数列,且S 3=50,则a 1(1-23)1-2=50,解得a 1=507,所以马主人应偿还粟的量为a 2=2a 1=1007,故选D.【答案】 D以数学文化为背景的等比数列模型题的求解关键:一是会透过数学文化的“表象”看“本质”;二是构建模型,即盯准题眼,构建等比数列的模型;三是解模,即把文字语言转化为求等比数列的相关问题,如求指定项、公比或项数、通项公式或前n 项和等.3.递推数列与数学文化(2020·北京市石景山区3月模拟)九连环是我国从古至今广为流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合而为一.”在某种玩法中,用a n 表示解下n (n ≤9,n ∈N +)个圆环所需的最少移动次数,数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,则解下4个环所需的最少移动次数a 4为( )A .7B .10C .12D .22【解析】 因为数列{a n }满足a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,所以a 2=2a 1-1=2-1=1,所以a 3=2a 2+2=2×1+2=4,所以a 4=2a 3-1=2×4-1=7.故选A.以数学文化为背景的已知递推公式的数列模型的求解关键是耐心读题、仔细理解题,只有弄清题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答,“盯紧”题目条件中的递推公式,利用此递推公式往要求的量转化,如本题,剥去数学文化背景,实质就是已知a 1=1,且a n =⎩⎪⎨⎪⎧2a n -1-1,n 为偶数,2a n -1+2,n 为奇数,求a 4的问题.4.周期数列与数学文化(2020·山东临沂三模)意大利数学家斐波那契以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…即F (1)=F (2)=1,F (n )=F (n -1)+F (n -2)(n ≥3,n ∈N +).此数列在现代物理、化学等方面都有着广泛的应用.若此数列被2除后的余数构成一个新数列{a n },则数列{a n }的前2 019项的和为( )A .672B .673C .1 346D .2 019【解析】 由于{a n }是数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…各项除以2的余数,故{a n }为1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,…,所以{a n }是周期为3的周期数列,且一个周期中的三项之和为1+1+0=2. 因为2 019=673×3,所以数列{a n }的前2 019项的和为673×2=1 346.故选C.以数学文化为背景的周期数列模型题的求解关键是细审题,建立数学模型,并会适时脱去背景,如本题,脱去背景,实质是利用斐波那契数列的各项除以2的余数的特征,得出新数列的周期性,进而求出结果.5.数列在实际问题中的应用私家车具有申请报废制度.一车主购买车辆时花费15万,每年的保险费、路桥费、汽油费等约1.5万元,每年的维修费是一个公差为3 000元的等差数列,第一年维修费为3 000元,则该车主申请车辆报废的最佳年限(使用多少年的年平均费用最少)是________年.【解析】 设这辆汽车报废的最佳年限为n 年,第n 年的费用为a n ,则a n =1.5+0.3n .前n 年的总费用为S n =15+1.5n +n2(0.3+0.3n )=0.15n 2+1.65n +15,年平均费用:S n n =0.15n +15n+1.65≥20.15n ×15n +1.65=4.65,当且仅当0.15n =15n,即n=10时,年平均费用S nn取得最小值.所以这辆汽车报废的最佳年限是10年.【答案】 10数学建模是指对现实问题进行抽象,用数学语言表达和解决实际问题的过程.有关数列的应用问题,是让学生能够在实际情境中,用数学的思想分析数列问题,用数学的语言表达数列问题,用数学的知识得到数列模型,用数列的方法得到结论,验证数学结论与实际问题的相符程度,最终得到符合实际规律的结果.[基础题组练]1.(2020·江西宜春一模)在等比数列{a n }中,a 1a 3=a 4=4,则a 6的所有可能值构成的集合是( )A .{6}B .{-8,8}C .{-8}D .{8}解析:选D.因为a 1a 3=a 22=4,a 4=4,所以a 2=2,所以q 2=a 4a 2=2,所以a 6=a 2q 4=2×4=8,故a 6的所有可能值构成的集合是{8},故选D.2.在等比数列{a n }中,如果a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=( )A .135B .100C .95D .80解析:选A.由等比数列前n 项和的性质知,a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,a 7+a 8成等比数列,其首项为40,公比为6040=32,所以a 7+a 8=40×⎝ ⎛⎭⎪⎫323=135.3.(2020·山西3月高考考前适应性测试)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 .1B .2 C.22D .2解析:选D.设公比为q ,由正项等比数列{a n }中,a 1a 5+2a 3a 7+a 5a 9=16,可得a 23+2a 3a 7+a 27=(a 3+a 7)2=16,即a 3+a 7=4,由a 5与a 9的等差中项为4,得a 5+a 9=8,则q 2(a 3+a 7)=4q 2=8,则q=2(舍负),故选D.4.(2020·湘赣十四校第二次联考)中国古代著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问最后一天走了( )A .6里B .12里C .24里D .96里解析:选A.由题意可得,每天行走的路程构成等比数列,记作数列{a n },设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则q =12,依题意有a 1(1-q 6)1-q =378,解得a 1=192,则a 6=192×(12)5=6,最后一天走了6里,故选A.5.一个等比数列的前三项的积为3,最后三项的积为9,且所有项的积为729,则该数列的项数是( )A .13B .12C .11D .10解析:选B.设该等比数列为{a n },其前n 项积为T n ,则由已知得a 1·a 2·a 3=3,a n -2·a n -1·a n =9,(a 1·a n )3=3×9=33,所以a 1·a n =3,又T n =a 1·a 2·…·a n -1·a n =a n ·a n -1·…·a 2·a 1,所以T 2n =(a 1·a n )n,即7292=3n,所以n =12.6.(2020·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=________.解析:设{a n }的公比为q (q >0),因为a 1a 6=2a 3,而a 1a 6=a 3a 4,所以a 3a 4=2a 3,所以a 4=2.又a 4+2a 6=3,所以a 6=12,所以q =12,a 1=16,所以S 5=16[1-(12)5]1-12=31.答案:317.(一题多解)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=________.解析:法一:设数列{a n }的公比为q ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=a 1q 3+a 1q 6=2,a 5a 6=a 1q 4×a 1q 5=a 21q 9=-8,所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.法二:由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=4,a 7=-2.所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.答案:-78.(2020·安徽安庆模拟)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________.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:29.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)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=-1.10.(2019·高考全国卷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.解:(1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ),即a n +1+b n+1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8,即a n +1-b n +1=a n -b n+2.又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列.(2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1.所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.[综合题组练]1.已知等比数列{a n }中a 2=1,则其前3项的和S 3的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞,0)∪[1,+∞)C .[3,+∞)D .(-∞,-1]∪[3,+∞)解析:选D.设等比数列{a n }的公比为q , 则S 3=a 1+a 2+a 3=a 2(1q +1+q )=1+q +1q.当公比q >0时,S 3=1+q +1q≥1+2q ·1q=3,当且仅当q =1时,等号成立;当公比q <0时,S 3=1-(-q -1q)≤1-2(-q )·(-1q)=-1,当且仅当q =-1时,等号成立.所以S 3∈(-∞,-1]∪[3,+∞).2.设{a n }是公比为q 的等比数列,|q |>1,令b n =a n +1(n =1,2,…),若数列{b n }有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则q 等于( )A .-12B .12C .-32D .32解析:选C.{b n }有连续四项在{-53,-23,19,37,82}中且b n =a n +1.a n =b n -1,则{a n }有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中.因为{a n }是等比数列,等比数列中有负数项,则q <0,且负数项为相隔两项,所以等比数列各项的绝对值递增或递减.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=-43,36-24=-32,-5436=-32,81-54=-32,则可得-24,36,-54,81是{a n }中连续的四项.q =-32或q =-23(因为|q |>1,所以此种情况应舍),所以q =-32.故选C.3.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 =________.解析: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 1qn -1=2×4n -1=32,解得n =3. 答案:34.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 +1-25.(2020·湖北武汉4月毕业班调研)已知正项等比数列{a n }的前n 项和S n 满足S 2+4S 4=S 6,a 1=1.(1)求数列{a n }的公比q ;(2)令b n =a n -15,求T =|b 1|+|b 2|+…+|b 10|的值. 解:(1)由题意可得q ≠1, 由S 2+4S 4=S 6,可知a 1(1-q 2)1-q +4·a 1(1-q 4)1-q =a 1(1-q 6)1-q,所以(1-q 2)+4(1-q 4)=1-q 6,而q ≠1,q >0, 所以1+4(1+q 2)=1+q 2+q 4,即q 4-3q 2-4=0, 所以(q 2-4)(q 2+1)=0,所以q =2.(2)由(1)知a n =2n -1,则{a n }的前n 项和S n =1-2n1-2=2n-1,当n ≥5时,b n =2n -1-15>0,n ≤4时,b n =2n -1-15<0,所以T =-(b 1+b 2+b 3+b 4)+(b 5+b 6+…+b 10)=-(a 1+a 2+a 3+a 4-15×4)+(a 5+a 6+…+a 10-15×6) =-S 4+S 10-S 4+60-90=S 10-2S 4-30=(210-1)-2(24-1)-30 =210-25-29=1 024-32-29=963.6.已知数列{a n }中,a 1=1,a n ·a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,记T 2n 为{a n }的前2n 项的和,b n =a 2n +a 2n -1,n ∈N +.(1)判断数列{b n }是否为等比数列,并求出b n ; (2)求T 2n .解:(1)因为a n ·a n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,所以a n +1·a n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1,所以a n +2a n =12,即a n +2=12a n .因为b n =a 2n +a 2n -1,所以b n +1b n =a 2n +2+a 2n +1a 2n +a 2n -1=12a 2n +12a 2n -1a 2n +a 2n -1=12,因为a 1=1,a 1·a 2=12,所以a 2=12,所以b 1=a 1+a 2=32.所以{b n }是首项为32,公比为12的等比数列.所以b n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=32n .(2)由(1)可知,a n +2=12a n ,所以a 1,a 3,a 5,…是以a 1=1为首项,以12为公比的等比数列;a 2,a 4,a 6,…是以a 2=12为首项,以12为公比的等比数列,所以T 2n =(a 1+a 3+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+…+a 2n )=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12+12⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=3-32n .。

2019年高考数学(理)一轮复习精品课时练习:课时检测(二十九) 等比数列及其前n项和 Word版含解析

2019年高考数学(理)一轮复习精品课时练习课时达标检测(二十九) 等比数列及其前n 项和[小题对点练——点点落实]对点练(一) 等比数列基本量的计算1.(2018·福建漳州八校联考)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=( )A .-3B .5C .-31D .33解析:选D 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. 2.(2018·广东深圳一模)已知等比数列{a n }的前n 项和S n =a ·3n -1+b ,则a b =( )A .-3B .-1C .1D .3解析:选A ∵等比数列{a n }的前n 项和S n =a ·3n -1+b , ∴a 1=S 1=a +b ,a 2=S 2-S 1=3a +b -a -b =2a ,a 3=S 3-S 2=9a +b -3a -b =6a ,∵等比数列{a n }中,a 22=a 1a 3,∴(2a )2=(a +b )×6a ,解得ab =-3.故选A.3.(2018·湖北华师一附中联考)在等比数列{a n }中,a 2a 3a 4=8,a 7=8,则a 1=( ) A .1 B .±1 C .2D .±2解析:选A 因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a 3a 4=a 33=8,所以a 3=2,所以a 7=a 3q 4=2q 4=8,所以q 2=2,a 1=a 3q2=1,故选A.4.(2018·广西南宁三校联考)已知在等比数列{a n }中,a 3=2,a 4a 6=16,则a 9-a 11a 5-a 7=( ) A .2 B .4 C .8D .16解析:选B 因为数列{a n }是等比数列,a 3=2,所以a 4a 6=a 3q ·a 3q 3=4q 4=16,所以q 2=2.所以a 9-a 11a 5-a 7=a 3q 6-a 3q 8a 3q 2-a 3q 4=(q 2)3-(q 2)4q 2-(q 2)2=q 4=4.故选B.5.(2018·辽宁盘锦高中月考)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,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为( )A.158或5 B .3116或5C.3116D .158解析:选C 若q =1,则由9S 3=S 6,得9×3a 1=6a 1,则a 1=0,不满足题意,故q ≠1.由9S 3=S 6,得9×a 1(1-q 3)1-q =a 1(1-q 6)1-q,解得q =2.故a n =a 1q n -1=2n -1,1a n =⎝⎛⎭⎫12n -1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,以12为公比的等比数列,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为T 5=1×⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1251-12=3116.故选C. 6.(2018·安徽池州模拟)在《增删算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,六朝才得到其关.”意思是某人要走三百七十八里的路程,第一天脚步轻快有力,走了一段路程,第二天脚痛,走的路程是第一天的一半,以后每天走的路程都是前一天的一半,走了六天才走完这段路程.则下列说法错误的是( )A .此人第二天走了九十六里路B .此人第一天走的路程比后五天走的路程多六里C .此人第三天走的路程占全程的18D .此人后三天共走了四十二里路解析:选C 记每天走的路程里数为a n (n =1,2,3,…,6),由题意知{a n }是公比为12的等比数列,由S 6=378,得a 1⎝⎛⎭⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,∴a 2=192×12=96,此人第一天走的路程比后五天走的路程多192-(378-192)=6(里),a 3=192×14=48,48378>18,前3天走的路程为192+96+48=336(里),则后3天走的路程为378-336=42(里),故选C.对点练(二) 等比数列的性质1.(2018·新余调研)已知等比数列{a n }中,a 2=2,a 6=8,则a 3a 4a 5=( ) A .±64 B .64 C .32D .16解析:选B 由等比数列的性质可知,a 2a 6=a 24=16,而a 2,a 4,a 6同号,故a 4=4,所以a 3a 4a 5=a 34=64.故选B.2.(2018·安徽皖江名校联考)已知S n 是各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和,若a 2·a 4=16,S 3=7,则a 8=( )A .32B .64C .128D .256解析:选C ∵a 2·a 4=a 23=16,∴a 3=4(负值舍去),∵a 3=a 1q 2=4,S 3=7,∴S 2=a 1(1-q 2)1-q=3,∴3q 2-4q -4=0,解得q =-23或q =2,∵a n >0,∴q =2,∴a 1=1,∴a 8=27=128.3.(2018·河北保定一中模拟)若项数为2m (m ∈N *)的等比数列的中间两项正好是方程x 2+px +q =0的两个根,则此数列的各项积是( )A .p mB .p 2mC .q mD .q 2m解析:选C 由题意得a m a m +1=q ,所以由等比数列的性质得此数列各项积为(a m a m +1)m=q m .4.已知等比数列{a n }共有10项,其中奇数项之积为2,偶数项之积为64,则其公比q 为( )A.32 B . 2 C .2D .2 2解析:选C 由奇数项之积为2,偶数项之积为64,得a 1·a 3·a 5·a 7·a 9=2,a 2·a 4·a 6·a 8·a 10=64,则q 5=a 2·a 4·a 6·a 8·a 10a 1·a 3·a 5·a 7·a 9=32,则q =2,故选C.5.(2018·湖南三湘名校联盟模拟)一个等比数列{a n }的前三项的积为2,最后三项的积为4,且所有项的积为64,则该数列有( )A .13项B .12项C .11项D .10项解析:选B 设首项a 1,共有n 项,公比为q .前三项之积为a 31q 3=2,最后三项之积为a 31q 3n -6=4,两式相乘得a 61q 3(n -1)=8,即a 21q n -1=2,又a 1·a 1q ·a 1q2·…·a 1q n -1=64,∴a n 1qn (n -1)2=64,则(a 21qn -1)n=642,∴2n =642,∴n =12,故选B. 对点练(三) 等比数列的判定与证明1.在数列{a n }中,“a n =2a n -1,n =2,3,4,…”是“{a n }是公比为2的等比数列”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:选B 当a n =0时,也有a n =2a n -1,n =2,3,4,…,但{a n }不是等比数列,因此充分性不成立;当{a n }是公比为2的等比数列时,有a n a n -1=2,n =2,3,4,…,即a n =2a n -1,n =2,3,4,…,所以必要性成立.故选B.2.(2018·华南师大附中测试)数列{a n }中,a 1=p ,a n +1=qa n +d (n ∈N *,p ,q ,d 是常数),则d =0是数列{a n }是等比数列的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选D 当d =0,p =0时,a n =0,数列{a n }不是等比数列,所以充分性不成立;当q =0,p =d ,d ≠0时,a n =d ,则数列{a n }为公比为1的等比数列,所以必要性不成立.综上所述,d =0是数列{a n }是等比数列的既不充分也不必要条件,故选D.[大题综合练——迁移贯通]1.(2018·湖北黄冈调研)数列{a n }中,a 1=2,a n +1=n +12n a 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. 解:(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)证明:b n =a n 4n -a n =4n2n 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. 2.已知数列{a n }满足a 1=5,a 2=5,a n +1=a n +6a n -1(n ≥2). (1)求证:{a n +1+2a n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:∵a n +1=a n +6a n -1(n ≥2), ∴a n +1+2a n =3a n +6a n -1=3(a n +2a n -1)(n ≥2). ∵a 1=5,a 2=5,∴a 2+2a 1=15, ∴a n +2a n -1≠0(n ≥2), ∴a n +1+2a na n +2a n -1=3(n ≥2), ∴数列{a n +1+2a n }是以15为首项,3为公比的等比数列. (2)由(1)得a n +1+2a n =15×3n -1=5×3n ,则a n +1=-2a n +5×3n ,∴a n +1-3n +1=-2(a n -3n ). 又∵a 1-3=2,∴a n -3n ≠0,∴{a n -3n }是以2为首项,-2为公比的等比数列. ∴a n -3n =2×(-2)n -1, 即a n =2×(-2)n -1+3n .3.(2018·云南统测)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1+a 2+a 3=26,S 6=728. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:S 2n +1-S n S n +2=4×3n .解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,由728≠2×26得,S 6≠2S 3,∴q ≠1.由已知得⎩⎪⎨⎪⎧S 3=a 1(1-q 3)1-q=26,S 6=a 1(1-q 6)1-q =728,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,q =3.∴a n =2×3n -1.(2)证明:由(1)可得S n =2×(1-3n )1-3=3n-1.∴S n +1=3n +1-1,S n +2=3n +2-1.∴S 2n +1-S n S n +2=(3n +1-1)2-(3n -1)(3n +2-1)=4×3n .。

江苏专版2019版高考数学一轮复习第六章数列课时达标检测三十等比数列及其前n项和

课时达标检测(三十) 等比数列及其前n 项和[练基础小题——强化运算能力]1.(2018·湖北华师一附中月考)在等比数列{a n }中,a 2a 3a 4=8,a 7=8,则a 1=________. 解析:因为数列{a n }是等比数列,所以a 2a 3a 4=a 33=8,所以a 3=2,所以a 7=a 3q 4=2q 4=8,所以q 2=2,则a 1=a 3q2=1.答案:12.(2018·苏州期初)已知等比数列{a n }的公比大于1,若a 5-a 1=15,a 4-a 2=6,则a 3=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 4-a 1=15,a 1q 3-a 1q =6,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-16,q =12(舍去),故a 3=a 1q 2=1×22=4.答案:43.等比数列{a n }中,已知对任意正整数n ,a 1+a 2+a 3+…+a n =2n -1,则a 21+a 22+a 23+…+a 2n =________.解析:由题知a 1=1,公比q =2,故数列{a 2n }是首项为1,公比为4的等比数列, 故a 21+a 22+a 23+…+a 2n =-4n1-4=13(4n-1). 答案:13(4n-1)4.(2018·徐州质检)设S n 是等比数列{a n }的前n 项的和,若a 5+2a 10=0,则S 20S 10=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则由a 5+2a 10=0,得q 5=-12,所以S 20S 10=a 1-q201-qa 1-q101-q=1+q 10=1+14=54.答案:545.设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若S 4S 2=3,则S 6S 4=________.解析:设S 2=k ,S 4=3k ,由数列{a n }为等比数列,得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4为等比数列,∵S 2=k ,S 4-S 2=2k ,∴S 6-S 4=4k ,∴S 6=7k ,∴S 6S 4=7k 3k =73.答案:73[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 1=3,a 9=a 2a 3a 4,则公比q 的值为________. 解析:由a 9=a 2a 3a 4得a 1q 8=a 31q 6,所以q 2=a 21,因为等比数列{a n }的各项都为正数,所以q =a 1=3.答案:32.(2018·杭州质检)在等比数列{a n }中,a 5a 11=3,a 3+a 13=4,则a 15a 5=________. 解析:根据等比数列的性质得⎩⎪⎨⎪⎧a 3q52=3,a 3+q 10=4,化简得3q 20-10q 10+3=0,解得q10=3或13,所以a 15a 5=a 5q 10a 5=q 10=3或13.答案:3或133.(2018·徐州模拟)已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 7=2,a 5a 6=a 4a 7=-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 4=-2,a 7=4或⎩⎪⎨⎪⎧a 4=4,a 7=-2,所以⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-2,a 1=1或⎩⎪⎨⎪⎧q 3=-12,a 1=-8,所以a 1+a 10=a 1(1+q 9)=-7.答案:-74.(2018·泰州高三期初)在数列{a n }中,a 1=-2101,且当2≤n ≤100时,a n +2a 102-n =3×2n恒成立,则数列{a n }的前100项和S 100=________.解析:因为当2≤n ≤100时,a n +2a 102-n =3×2n, 所以a 2+2a 100=3×22,a 3+2a 99=3×23,a 4+2a 98=3×24,…,a 100+2a 2=3×2100.各式相加得3(a 2+a 3+a 4+…+a 100)=3(22+23+24+…+2100),即S 100-a 1=2101-4,又因为a 1=-2101,所以S 100=-4.答案:-45.(2018·福州质检)已知等比数列{a n }的前n 项积记为Ⅱn ,若a 3a 4a 8=8,则Ⅱ9=________.解析:由题意知,a 3a 4a 7q =a 3a 7(a 4q )=a 3a 7a 5=a 35=8,Ⅱ9=a 1a 2a 3…a 9=(a 1a 9)(a 2a 8)(a 3a 7)(a 4a 6)a 5=a 95,所以Ⅱ9=83=512.答案:5126.(2018·镇江模拟)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 2ma 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,与题中条件矛盾,故q ≠1.∵S 2mS m =a 1-q 2m1-q a 1-qm1-q=q m+1=9,∴q m=8.∴a 2m a m =a 1q 2m -1a 1q m -1=q m =8=5m +1m -1,∴m =3,∴q 3=8,∴q =2.答案:27.(2017·苏州高三月考)在正项等比数列{a n }中,若a 4+a 3-2a 2-2a 1=6,则a 5+a 6的最小值为________.解析:设正项等比数列{a n }的公比为q ,则q >0,a 1>0,由a 4+a 3-2a 2-2a 1=6得a 1q 2(1+q )-2a 1(1+q )=6,所以a 1=6+qq 2-(q >2).a 5+a 6=a 1q 4(1+q )=6q 4q 2-2=q 2-2+q 2-+4]q 2-2=6⎣⎢⎡⎦⎥⎤q 2-+4q 2-+4≥48,当且仅当q =2时取等号.答案:488.(2018·扬州高三期中)已知等比数列{a n }的各项均为正数,且满足a 1a 9=4,则数列{log 2a n }的前9项之和为________.解析:因为等比数列{a n }的各项均为正数,所以其公比q >0,a n >0. 记b n =log 2a n ,则b n +1-b n =log 2a n +1-log 2a n =log 2a n +1a n=log 2q .所以数列{b n }为等差数列. 所以数列{b n }的前9项的和T 9=b 1+b 92=2a 1+log 2a 92=92log 2a 1a 9=92log 24=9.答案:99.若一个数列的第m 项等于这个数列的前m 项的乘积,则称该数列为“m 积数列”.若各项均为正数的等比数列{a n }是一个“2 019积数列”,且a 1>1,则当其前n 项的乘积取最大值时n 的值为________.解析:由题可知a 1a 2a 3…a 2 019=a 2 019,故a 1a 2a 3…a 2 018=1,所以a 1a 2 018= a 2a 2 017=…=a 1009a 1 010=1.由于{a n }是各项均为正数的等比数列且a 1>1,所以公比0<q <1,所以a 1 009>1,0<a 1 010<1,故当数列{a n }的前n 项的乘积取最大值时n 的值为1 009. 答案:1 00910.(2018·盐城模拟)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 1qn -1=2n -1,则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=-251-2=93.答案:93 二、解答题11.设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求a 1+a 3+…+a 2n +1.解:(1)∵S 1=a 1=1,且数列{S n }是以2为公比的等比数列, ∴S n =2n -1.又当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1-2n -2=2n -2.当n =1时a 1=1,不适合上式.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -2,n ≥2.(2)a 3,a 5,…,a 2n +1是以2为首项,4为公比的等比数列, ∴a 3+a 5+…+a 2n +1=-4n1-4=n-3.∴a 1+a 3+…+a 2n +1=1+n -3=22n +1+13. 12.已知数列{a n }满足a 1=5,a 2=5,a n +1=a n +6a n -1(n ≥2). (1)求证:{a n +1+2a n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:∵a n +1=a n +6a n -1(n ≥2), ∴a n +1+2a n =3a n +6a n -1=3(a n +2a n -1)(n ≥2). ∵a 1=5,a 2=5,∴a 2+2a 1=15, ∴a n +2a n -1≠0(n ≥2), ∴a n +1+2a na n +2a n -1=3(n ≥2),∴数列{a n+1+2a n}是以15为首项,3为公比的等比数列.(2)由(1)得a n+1+2a n=15×3n-1=5×3n,则a n+1=-2a n+5×3n,∴a n+1-3n+1=-2(a n-3n).又∵a1-3=2,∴a n-3n≠0,∴{a n-3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列.∴a n-3n=2×(-2)n-1,即a n=2×(-2)n-1+3n.。

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生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持
课时规范练30 等比数列及其前n项

基础巩固组
1.已知等比数列{an}满足a1= ,a3a5=4(a4-1),则a2= ( )

A.2 B.1 C. D.
2.在正项等比数列{an}中,a2,a48是方程2x2-7x+6=0的两个根,则a1·a2·a25·a48·a49的值为( )
A. B.9 C.±9 D.35
3.(2017安徽黄山二模,理3)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,an+1=Sn+1(n∈N+),则S5=( )
A.31 B.42 C.37 D.47

4.设首项为1,公比为 的等比数列{an}的前n项和为Sn,则( )
A.Sn=2an-1 B.Sn=3an-2
C.Sn=4-3an D.Sn=3-2an
5.(2017全国Ⅲ,理9)等差数列{an}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{an}前6项的
和为( )
A.-24 B.-3 C.3 D.8
6.(2017辽宁鞍山一模,理4)已知数列{an}满足 =an-1·an+1(n≥2),若a2=3,a2+a4+a6=21,则
a4+a6+a8=
( )
A.84 B.63 C.42 D.21 〚导学号21500732〛
7.设数列{an}是首项为a1,公差为-1的等差数列,Sn为其前n项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值
为 .
生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持
8.(2017北京,理10)若等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=-1,a4=b4=8,则 = .
9.(2017江苏,9)等比数列{an}的各项均为实数,其前n项和为Sn.已知S3= ,S6= ,则
a8= .
10.(2017安徽池州模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且数列{Sn}是以2为公比的等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求a1+a3+…+a2n+1.

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11.(2017四川广元二诊,理6)已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有an= Sn+2成立
.
若bn=log2an,则b1 008=( )
A.2 017 B.2 016 C.2 015 D.2 014
12.设等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1·a2·a3·…·an的最大值为 .

13.已知{an}是公差为3的等差数列,数列{bn}满足b1=1,b2= ,anbn+1+bn+1=nbn.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求{bn}的前n项和.
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14.已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=2an+(-1)n.
(1)求数列{an}的前三项a1,a2,a3;

(2)求证:数列
-
为等比数列,并求出{an}的通项公式.

〚导学号21500733〛
参考答案
课时规范练30 等比数列
及其前n项和
1.C ∵a3a5=4(a4-1),∴ =4(a4-1),
解得a4=2.
又a4=a1q3,且a1= ,∴q=2,
∴a2=a1q= .
2.B ∵a2,a48是方程2x2-7x+6=0的两个根,∴a2·a48=3.
又a1·a49=a2·a48= =3,a25>0,
∴a1·a2·a25·a48·a49= =9 .
3.D ∵an+1=Sn+1(n∈N+),
∴Sn+1-Sn=Sn+1(n
∈N+),

∴Sn+1+1=2(Sn+1)(n
∈N+),
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∴数列{Sn+1}是首项为3,公比为2的等比数列.则S5+1=3×24,解得S5=47.
4.D Sn= - - - - - - =3-2an,故选D.
5.A 设等差数列的公差为d,则d≠0, =a2·a6,即(1+2d)2=(1+d)(1+5d),解得d=-2,所以
S6=6×1+ ×(-2)=-24,故选A.
6.C ∵ =an-1·an+1(n≥2),
∴数列{an}是等比数列,设其公比为q,∵a2=3,a2+a4+a6=3+3q2+3q4=21,即q4+q2-6=0,解得q2=
2或

q2=-
3(舍去),

∴a4+a6+a8=a2q2+a4q2+a6q2=2(a2+a4+a6)=42,故选C.
7.- 由已知得S1=a1,S2=a1+a2=2a1-1,S4=4a1+ ×(-1)=4a1-6,而S1,S2,S4成等比数列,
∴(2a1-1)2=a1(4a1-6),整理,得2a1+1=0,解得a1=- .
8.1 设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,
由题意知-1+3d=-q3=8,

即 - - 解得 -

故 - - - =1.
9.32 设该等比数列的公比为q,则S6-S3= =14,即a4+a5+a6=14.①
∵S3= ,∴a1+a2+a3= .
由①得(a1+a2+a3)q3=14,

∴q3= =8,即q=2.

∴a1+2a1+4a1= ,a1=
,

∴a8=a1·q7= ×27=32.
10.解 (1)∵S1=a1=1,且数列{Sn}是以2为公比的等比数列,∴Sn=2n-1,
又当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-2(2-1)=2n-2.
当n=1时,a1=1,不适合上式.

∴an=
-

(2)a3,a5,…,a2n+1是以2为首项,4为公比的等比数列,∴a3+a5+…+a2n+1= - - - .
∴a1+a3+…+a2n+1=1+ - .
11.A 在an= Sn+2中,令n=1得a1=8,∵an= Sn+2成立,
∴an+1= Sn+1+
2成立,

两式相减得an+1-an= an+1,
∴an+1=4an,又a1≠0,∴数列{a
n
}为等比数列,

∴an=8·4n-1=22n+1,∴bn=log2an=2n+1,∴b1 008=2 017,故选A.
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12.64 由已知a1+a3=10,a2+a4=(a1+a3)q=5,得q= ,所以a1=8,
所以a1·a2·a3·…·an=8n· … - - ,
所以当n=3或n=4时,a1·a2·a3·…·an取最大值为 - =26=64.
13.解 (1)由已知,得a1b2+b2=b1,
因为b1=1,b2= ,所以a1=2.
所以数列{an}是首项为2,公差为3的等差数列,通项公式为an=3n-1.

(2)由(1)和anbn+1+bn+1=nbn,得bn+1= ,因此{bn}是首项为1,公比为 的等比数列.

记{bn}的前n项和为Sn,则Sn= - - - .
14.(1)解 在Sn=2an+(-1)n中分别令n=1,2,3,得 - -
解得
(2)证明 由Sn=2an+(-1)n(n∈N+)得Sn-1=2an-1+(-1)n-1(n≥2),两式相减,得an=2an-1-2(-1)n(n≥2).
∴an=2an-1- (-1)n- (-
1)n

=2an-1+ (-1)n-1- (-1)n(n
≥2),

∴an+ (-
1)n

=
2

-
-

-
(n≥2).

∴数列 - 是以a1- 为首项,以2为公比的等比数列.
∴an+ (-1)n= ×2n-1.
∴an= - (-1)n.

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