1、7.3 等比数列及其前n项和,第七章 数列与数学归纳法,NEIRONGSUOYIN,内容索引,基础知识 自主学习,题型分类 深度剖析,课时作业,1,基础知识 自主学习,PART ONE,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 项起,每一项与它的前一项的比等于 (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 ,通常用字母q表示,定义的表达式为 q(nN*,q为非零常数). (2)等比中项:如果a,G,b成等比数列,那么 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 .,ZHISHISHULI,2 同一常数,G,G2ab,公比,2.等比数
2、列的有关公式 (1)通项公式:an . (2)前n项和公式:Sn .,a1qn1,3.等比数列的常用性质 (1)通项公式的推广:anam (n,mN*). (2)若mnpq2k(m,n,p,q,kN*),则aman .,qnm,apaq,1.将一个等比数列的各项取倒数,所得的数列还是一个等比数列吗?若是,这两个等比数列的公比有何关系?,【概念方法微思考】,提示 仍然是一个等比数列,这两个数列的公比互为倒数.,2.任意两个实数都有等比中项吗?,提示 不是.只有同号的两个非零实数才有等比中项.,3.“b2ac”是“a,b,c”成等比数列的什么条件?,提示 必要不充分条件.因为b2ac时不一定有a,
3、b,c成等比数列,比如a0,b0,c1.但a,b,c成等比数列一定有b2ac.,题组一 思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”) (1)满足an1qan(nN*,q为常数)的数列an为等比数列.( ) (2)如果数列an为等比数列,bna2n1a2n,则数列bn也是等比数列.( ) (3)如果数列an为等比数列,则数列ln an是等差数列.( )(4)数列an的通项公式是anan,则其前n项和为Sn .( )(5)数列an为等比数列,则S4,S8S4,S12S8成等比数列.( ),1,2,3,4,5,6,基础自测,JICHUZICE,题组二 教材改编 2.P51例3已知an
4、是等比数列,a22,a5 ,则公比q_.,1,2,3,4,5,6,3.P54T3公比不为1的等比数列an满足a5a6a4a718,若a1am9,则m的值为 A.8 B.9 C.10 D.11,1,2,3,4,5,6,解析 由题意得,2a5a618,a5a69, a1ama5a69,m10.,题组三 易错自纠 4.若1,a1,a2,4成等差数列,1,b1,b2,b3,4成等比数列,则 的值为_.,解析 1,a1,a2,4成等差数列, 3(a2a1)41,a2a11. 又1,b1,b2,b3,4成等比数列,设其公比为q,,1,2,3,4,5,6,5.设Sn为等比数列an的前n项和,8a2a50,则
5、 _.,11,解析 设等比数列an的公比为q, 8a2a50,8a1qa1q40. q380,q2,,1,2,3,4,5,6,解析 由题意可知,病毒每复制一次所占内存的大小构成一等比数列an,且a12,q2,an2n, 则2n8210213,n13. 即病毒共复制了13次. 所需时间为13339(秒).,6.一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 GB210 MB),1,2,3,4,5,6,39,2,题型分类 深度剖析,PART TWO,题型一 等比数列基本量的运算,自主演练,所以a5a
6、1q44,故选B.,1.(2018台州质量评估)已知正项等比数列an中,若a1a32,a2a44,则a5等于 A.4 B.4 C.8 D.8,2.(2018全国)等比数列an中,a11,a54a3. (1)求an的通项公式;,解 设an的公比为q,由题设得anqn1. 由已知得q44q2,解得q0(舍去),q2或q2. 故an(2)n1或an2n1(nN*).,(2)记Sn为an的前n项和,若Sm63,求m.,由Sm63得(2)m188,此方程没有正整数解. 若an2n1,则Sn2n1. 由Sm63得2m64,解得m6. 综上,m6.,(1)等比数列的通项公式与前n项和公式共涉及五个量a1,a
7、n,q,n,Sn,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,注意对q1和q1的分类讨论.,题型二 等比数列的判定与证明,例1 (2018丽水、衢州、湖州三地市质检)已知数列an的前n项和为Sn,a11,Snan13n1,nN*. (1)证明:数列an3是等比数列;,师生共研,证明 当n2时,由Snan13n1,得Sn1an3(n1)1, 由SnSn1得,an12an3,n2,,因此an3是以a134为首项,2为公比的等比数列.,解 由(1)知an342n12n1,Snan13n12n23n4,,当m为偶数时,cos(m)1,f(2)3,f(m)m1,
8、 因为原不等式可化为3(m1)0,即m2,且m2k(k1,kN*). 当m为奇数时,cos(m)1,f(2)3,f(m)2m11, 原不等式可化为32m11,当m1时符合条件. 综上可得,正整数m的取值范围是m2k(k1,kN*)或m1.,(2)若an1an对一切nN*都成立,求t的取值范围.,则0t1,即t的取值范围是(0,1).,题型三 等比数列性质的应用,师生共研,(2)设等比数列an的前n项和为Sn,S21,S45,则S6等于 A.9 B.21 C.25 D.63,解析 因为S210,所以q1, 由等比数列性质得S2,S4S2,S6S4成等比数列, 即1(S65)(51)2, S621
9、,故选B.,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.,跟踪训练2 (1)(2018浙江稽阳联谊学校高三联考)等比数列an中,前n项和为Sn,a1a92a3a6,S562,则a1的值为_.,-2,解析 由等比数列的性质及题意知a1a9a3a72a3a6,,解析 很明显等比数列的公比q1,,高频小考点,GAOPINXIAOKAODIAN,等差数列与等比数列,关于等差(比)数列的基本运算在高考试题中频繁出现,其实质就是解方程或方程组,需要认真
10、计算,灵活处理已知条件.,例1 (2018浙江六校协作体期末联考)已知数列an是公比为2的等比数列,满足a6a2a10,设等差数列bn的前n项和为Sn,若b92a7,则S17等于 A.34 B.39 C.51 D.68,解析 方法一 数列an是公比q2的等比数列,由a6a2a10得a1q5a1qa1q9, a1q51,a61,b92a72a6q2124,,a61,b92a72a624,,例2 (2018浙江十校联盟适应性考试)已知等差数列an的前n项和为Sn,数列bn是单调递增的等比数列,b1是a1与a2的等差中项,b12,a35,b3a41.若当nm(mN*)时,Snbn恒成立,则m的最小值
11、为_.,4,解析 由题意设等差数列an的公差为d,等比数列bn的公比为q,q1, 则a1a22a1d2b14,又a3a12d5, 所以a11,d2,an12(n1)2n1,,因为当nm(mN*)时,Snbn恒成立,所以当nm(mN*)时n22n恒成立,数形结合可知m的最小值为4.,3,课时作业,PART THREE,基础保分练,1.若等比数列an的前n项和为Sn,则“a20且a50”是“数列Sn单调递减”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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 设等比数列an的公比为q
12、,a5a2q30,an0恒成立, 当n2时,SnSn1an0,数列Sn单调递减, 故“a20且a50”是“数列Sn单调递减”的充分条件; 若数列Sn单调递减,则当n2时,SnSn1an0a20,a50, 故“a20且a50”是“数列Sn单调递减”的必要条件,故选C.,2.已知递增的等比数列an中,a26,a11,a22,a3成等差数列,则该数列的前6项和S6等于,解析 设数列an的公比为q,由题意可知,q1,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,3.等比数列an的前n项和为S
13、n32n1r,则r的值为,解析 当n1时,a1S13r, 当n2时,anSnSn132n132n3,4.已知等比数列an的公比为2,且Sn为其前n项和,则 等于 A.5 B.3 C.5 D.3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,5.(2018浙江名校新高考研究联盟联考)我国古代数学名著算法统宗中有如下类似问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问底层几盏灯?”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,则塔的底层共有灯 A.186盏 B.189盏 C.192盏 D.96盏,1,2,3,4,5,6,
14、7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,6.若正项等比数列an满足anan122n(nN*),则a6a5的值是,解析 设正项等比数列an的公比为q0, anan122n(nN*),,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,7.(2018杭州质检)设各项均为正数的等比数列an的前n项和为Sn,若S480,S28,则公比q_,a5_.,3 162,从而a5a1q4234162.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,8.(2018
15、浙江名校协作体测试)设等比数列an的前n项和为Sn,满足对任意的正整数n,均有Sn38Sn3,则a1_,公比q_.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,2,得S48a13,即a12a14a18a18a13,,解析 由Sn38Sn3得Sn48Sn13,两式作差得an48an1,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 由题意得若S2计算正确,则a2S2S116a1, 则该等比数列的公比为1,易得S3,S4均错误,与恰有一个数算错矛盾, 所以算错的数为32(S2).设该数列的公比为q,因为S4S3a4130765
16、4,,9.(2019台州调考)设等比数列an的前n项和为Sn,已知S116,某同学经过计算得到S232,S376,S4130,检验后发现其中恰好一个数算错了,则算错的这个数是_,该数列的公比是_.,32(S2),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,S4S12S8,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解 由题意得2a2S13,即2a2a13,,当n2时,由2an1Sn3,得2anSn13, 两式相减得2an1an0,,1,2,3,4,
17、5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,12.(2018浙江省十校联盟适应性考试)在数列an中,a11,a24,且3an24an1an0,nN*. (1)求证:数列an1an是等比数列;,又a2a13,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,(2)若数列an的前n项和为Sn,且Snm22m对任意的nN*恒成立,求实数m的取值范围.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,
18、12,13,14,15,16,所以Sn也关于n单调递增,所以SnS11. 于是,由Snm22m对任意的nN*恒成立,得1m22m,,技能提升练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,14.已知等比数列an的各项均为正数且公比大于1,前n项积为Tn,且a2a4a3,则使得Tn1的n的最小值为 A.4 B.5 C.6 D.7,1
19、,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 an是各项均为正数的等比数列,且a2a4a3,,又q1,a11(n3), TnTn1(n4,nN*),T11, 故n的最小值为6,故选C.,拓展冲刺练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,15.(2018浙江)已知a1,a2,a3,a4成等比数列,且a1a2a3a4ln(a1a2a3),若a11,则 A.a1a3,a2a4 B.a1a3,a2a4 C.a1a3,a2a4 D.a1a3,a2a4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,
20、解析 构造不等式ln xx1, 则a1a2a3a4ln(a1a2a3)a1a2a31, 所以a4a1q31.由a11,得q0. 若q1,则ln(a1a2a3)a1a2a3a4a1(1q)(1q2)0. 又a1a2a3a1(1qq2)a11, 所以ln(a1a2a3)0,矛盾. 因此1q0. 所以a1a3a1(1q2)0,a2a4a1q(1q2)0, 所以a1a3,a2a4. 故选B.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,16.在数列的每相邻两项之间插入此两项的积,形成新的数列,这样的操作叫做该数列的一次“扩展”.将数列1,2进行“扩展”,第一次得到数列1,2,2;第二次得到数列1,2,2,4,2;.设第n次“扩展”后得到的数列为1,x1,x2,xt,2,并记anlog2(1x1x2xt2),其中t2n1,nN*,求数列an的通项公式.,解 anlog2(1x1x2xt2), 所以an1log21(1x1)x1(x1x2)xt(xt2)2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,
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