内容正文:
第四章 数列
4.3 等比数列
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第四章 数列
5A新学案 数学 · 选择性必修第二册
第3课时
等比数列前n项和公式
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第四章 数列
5A新学案 数学 · 选择性必修第二册
素养养成·学透教材
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第四章 数列
5A新学案 数学 · 选择性必修第二册
学习
目标
1. 理解等比数列的前n项和公式的推导方法,掌握等比数列的前n项和公式;
2. 掌握等比数列的前n项和的性质.
类型1 等比数列前n项和的基本运算
(P35例7补充)在等比数列{an}中,Sn为其前n项和,解决下列问题:
(1) 若an=3×2n,求S6;
【解析】 (1) 因为an=3×2n=6×2n-1,所以该等比数列的首项a1=6,公比q=2,于是S6=eq \f(6×1-26,1-2)=378.
(2) 若a1+a3=10,a4+a6=eq \f(5,4),求S5;
【解析】 (2) 由题意得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a1+a1q2=10,,a1q3+a1q5=\f(5,4),))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a1=8,,q=\f(1,2),))
从而S5=eq \f(a11-q5,1-q)=eq \f(8×\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5)),1-\f(1,2))=eq \f(31,2).
(3) 若Sn=189,q=2,an=96,求a1和n.
【解析】 (3) 由题意知q≠1,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Sn=\f(a1-anq,1-q)=189,,q=2,,an=96,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a1=3,,n=6.))
(1) 等比数列的通项公式与前n项和公式共涉及五个量:a1,an,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q=1和q≠1的分类讨论.
变式 若等比数列{an}的各项都是正数,且a1=16,a5=81,则S5=____________.
【解析】 因为等比数列{an}的各项都是正数,且a1=16,a5=81,由a5=a1q4得q4=eq \f(a5,a1)=eq \f(81,16).又因为q>0,所以q=eq \f(3,2),所以S5=eq \f(a1-a5q,1-q)=eq \f(16-81×\f(3,2),1-\f(3,2))=211.
(P36例8补充)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S2+S4=S6,求其公比q.
【解析】 ①若q=1,则S2=2a1,S4=4a1,S6=6a1,显然满足S2+S4=S6,所以q=1符合题意;
②若q≠1,则eq \f(a11-q2,1-q)+eq \f(a11-q4,1-q)=eq \f(a11-q6,1-q),整理得(q2+1)(q+1)2(q-1)2=0,解得q=-1(q=1舍去).综上,公比q的值等于1或-1.
变式 在等比数列{an}中,若a3=eq \f(3,2),S3=eq \f(9,2),则a1+q=______________.
【解析】 因为在等比数列{an}中,a3=eq \f(3,2),S3=eq \f(9,2),所以当q=1时,S3=3a1=eq \f(9,2),a1=eq \f(3,2);
当q≠1时,S3=eq \f(a1×1-q3,1-q)=eq \f(9,2),a1×(1+q+q2)=eq \f(9,2),又a3=eq \f(3,2)=a1×q2,两式相除得eq \f(1+q+q2,q2)=3,2q2-q-1=0,解得q=-eq \f(1,2)或1.因为q≠1,所以q=-eq \f(1,2),a1=6.综上所述,q=-eq \f(1,2),a1=6或q=1,a1=eq \f(3,2),故a1+q=eq \f(11,2)或eq \f(5,2).
eq \f(11,2)或eq \f(5,2)
类型2 等比数列前n项和的性质
(1) 在等比数列{an}中,若S2=7,S6=91,则S4=__________;
【解析】 因为数列{an}是等比数列,且易知公比q≠-1,所以S2,S4-S2,S6-S4也构成等比数列,即7,S4-7,91-S4构成等比数列,所以(S4-7)2=7(91-S4),解得S4=28或S4=-21.又因为S4=a1+a2+a3+a4=a1+a2+a1q2+a