内容正文:
人教2019 B版 选择性必修三
5.3.2 等比数列的前n项和
第五章 数 列
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学习目标
1.理解等比数列的前n项和公式的推导过程.
2.掌握等比数列的前n项和公式及性质,并能用它解决有关等比数列问题.
3.熟练掌握等比数列的五个量a1,q,n,an,Sn的关系,并能进行相关的运算.
尝试与发现
问题1. 信息技术高度发展的今天,人们可以借助手机、计算机等快速的传递有关信息.在这样的背景下,要求每一个人都要“不造谣,不信谣,不传谣” ,否则要依法承担有关法律责任,你知道这其中的缘由吗?
如图所示,如果一个人得到某个信息之后,就将这个信息传递给3个不同的好友,(称为第1轮传播),每个好友收到信息后又都传给了3个不同的好友(称为第2轮传播)……依次下去,假设传的过程中都是传给不同的人,则每一轮传播后,信息传播的人就构成了一个等比数列,
1,3,9,27,81, …
如果信息按照上述方式共传播了20轮,那么知晓这个信息的人数共有多少?
为了解决情境中的问题,我们需要计算出等比数列的前20项的和,
即要算出
+…+ ①
的值.
探究1. 你能想办法算出①式的值吗?你能得出一般等比数列前项和的公式吗?
尝试与发现
当在①式两边同时乘以3时,可得
++…+
① 可得,因此
=
也就是说经过20轮传播之后,知晓这个信息的人约为17亿,比我国的总人口还多!
问题探究
一般地,设等比数列,公比为,前项和为,则
+…+, ③
++…+,
当时,由③可以看出.
当时有,由③两边同时乘以 可得
+++…+ ④
③可得
此时有=
综上可得等比数列前一项和的公式为
=
因为,所以等比数列前项和的公式也可以改写为
=
公式解析
典例解析
例1.已知等比数列的公比为,且,求这个等差数列前8项的和.
解:因为
所以==,
因此=== = 1=255.
例2.已知等比数列中,,求这个等差数列前10项的和.
解:由已知可得
解得
因此=== = .
典例解析
等比数列前n项和公式的应用策略
在等比数列{an}中,首项a1与公比q是两个最基本的元素,有关等比数列的问题,均可化成关于a1,q的方程或方程组求解.解题过程中,要注意:①选择适当的公式;②利用等比数列的有关性质;③注意在使用等比数列前n项和公式时,要考虑q是否等于1.