内容正文:
第4讲 等比数列及其前n项和
【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=q.
(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⇒G2=ab.
2.等比数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1qn-1.
(2)前n项和公式:Sn=
【考点精炼】
考点一 等比数列的基本运算
例1、(2019·甘肃兰州诊断)在公差不为零的等差数列{an}中,a1=1,a2,a4,a8成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2an,Tn=b1+b2+…+bn,求Tn.
练习1.(2018·北京卷)“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于.若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为( )
A.ff
B.
C.ff
D.
练习2.等比数列{an}的前n项和为Sn.已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )
A.
B.-
C.
D.-
练习3.(全国卷Ⅲ)设等比数列{an}满足a1+a2=-1,a1-a3=-3,则a4=________.
练习4.(2019·山东沂水月考)在数列{an}中,a1=1,点(an,an+1)在直线y=2x上,则a4的值为( )
A.7
B.8
C.9
D.16
解决等比数列有关问题的两种常用思想
(1)方程的思想:等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量a1和q,问题可迎刃而解.
(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=.=
考点二 等比数列的判定与证明
例2、(2019·山东潍坊质检)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1=4an+2.
(1)设bn=an+1-2an,证明:数列{bn}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
[变式探究] 若将本例中“Sn+1=4an+2”改为“Sn+1=2Sn+(n+1)”,其他不变,求数列{an}的通项公式.
等比数列的三种常用判定方法
(1)定义法:若=q(q为非零常数,n∈N*),则{an}是等比数列.
(2)等比中项法:若数列{an}中,an≠0,且a=an·an+2(n∈N*),则数列{an}是等比数列.
(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.
练习3、(全国卷Ⅲ)已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan,其中λ≠0.
(1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式;
(2)若S5=,求λ.
【知识梳理】
3.等比数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am·qn-m(n,m∈N*).
(2)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),
则am·an=ap·aq=a.
(3)若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan},(λ≠0)仍然是等比数列.},{an·bn},,{a
(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.
4.等比数列{an}的单调性
(1)满足时,{an}是递增数列.或
(2)满足时,{an}是递减数列.或
(3)当时,{an}为常数列.
(4)当q<0时,{an}为摆动数列.
5.与等比数列前n项和Sn相关的几个结论
(1)项的个数的“奇偶”性质:等比数列{an}中,公比为q.
①若共有2n项,则S偶∶S奇=q;
②若共有2n+1项,则S奇-S偶==q.(q≠1且q≠-1),
(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm⇔qn=(q为公比).
【考点精炼】
考点三 等比数列的性质及应用
例3、(2019·山东日照检测)已知等比数列{an}中,an>0,a1,a99为方程x2-10x+16=0的两根,则a20·a50·a80=( )
A.32
B.64
C.256
D.±6
练习、(2019·河南郑州调研)已知数列{an}是等比数列,Sn为其前n项和,若a1+a2+a3=4,a4+a5+a6=8,则S12等于( )
A.40
B.60
C.32
D.50
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.