内容正文:
专题二 数 列
第1讲 等差数列与等比数列
考查特点
关键能力
学科素养
考查等差数列、等比数列基本量的计算,性质的应用及两种类别的判断与证明等.选择题、填空题、解答题均有,难度中等偏下
运算求解能力、
逻辑推理能力
数学运算、
逻辑推理
1.[等比数列的性质](2021·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若S2=4,S4=6,则S6等于( A )
A.7 B.8 C.9 D.10
解析:因为S2=4,S4=6,则易知公比q≠±1,所以由等比数列的前n项和公式,得
两式相除,
得q2=,
所以或
所以S6==7.
2.[等比数列基本量](2022·全国乙卷)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6等于( D )
A.14 B.12 C.6 D.3
解析:法一 设等比数列{an}的公比为q,
易知q≠1.
由题意可得
即
解得所以a6=a1q5=3.
法二 设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1.
由题意可得
即
解得所以a6=a1q5=3.
3.[等差数列实际应用](2020·全国Ⅱ卷)北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层.上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块.下一层的第一环比上一层的最后一环多 9块,向外每环依次也增加9块.已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)( C )
A.3 699块 B.3 474块
C.3 402块 D.3 339块
解析:由题意知,由天心石开始向外的每环的扇面形石板块数构成一个等差数列,记为{an},易知其首项a1=9、公差d=9,所以an=a1+(n-1)d=9n.设数列{an}的前n项和为Sn,由等差数列的性质知Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等差数列,所以2(S2n-Sn)=Sn+S3n-S2n,所以(S3n-S2n)-(S2n-Sn)=S2n-2Sn=-2×=9n2=729,得n=9,所以三层共有扇面形石板的块数为S3n===3 402.
4.[等差数列基本量](2022·全国乙卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d= .
解析:因为2S3=3S2+6,
所以2(a1+a2+a3)=3(a1+a2)+6,
化简得3d=6,得d=2.
答案:2
热点一 等差、等比数列的基本运算
(1)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,S4=2,S8=10,则{an}的公比为( )
A.1 B. C.2 D.4
(2)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,S4=4S2.
①求数列{an}的通项公式;
②若am+am+1+am+2+…+am+9=180(m∈N*),求m的值.
(1)解析:设{an}的公比为q(q>0),由S4=2,S8=10,得q4==4,得q=或q=-(舍去).故选B.
(2)解:①设等差数列{an}的公差为d,
由S4=4S2得,4a1+6d=8a1+4d,
整理得d=2a1.
又a1=1,所以d=2,
所以an=a1+(n-1)d=2n-1(n∈N*).
②am+am+1+am+2+…+am+9=180可化为10am+45d=20m+80=180,
解得m=5.
解等差数列、等比数列基本运算问题的基本思想是方程思想,即通过等差数列、等比数列的通项公式及前n项和公式得出基本量(等差数列的首项和公差、等比数列的首项和公比),然后再通过相关公式求得结果.如果条件与结论存在明显的特征,一般运用数列的性质解题较为简捷.注意在解答题中,题目中没有的量需要设出来再用.
(1)已知公差不为0的等差数列{an}中,a2+a4=a6,a9=,则a10等于( )
A. B.5
C.10 D.40
(2)(2020·全国Ⅲ卷)设等比数列{an}满足a1+a2=4,a3-a1=8.
①求{an}的通项公式;
②记Sn为数列{log3an}的前n项和.若Sm+Sm+1=Sm+3,求m.
(1)解析:设数列{an}的首项为a1,公差为d,
则由已知得
由于d≠0,故解得a1=d=,
所以a10=+×9=.故选A.
(2)解:①设等比数列{an}的公比为q,则an=a1qn-1.
由已知得
解得a1=1,q=3.
所以{an}的通项公式为an=3n-1.
②由①知log3an=n-1.故Sn=.
由Sm+Sm+1=Sm+3,
得m(m-1)+(m+1)m=(m+3)(m+2),
即m2-5m-6=0,
解得m=-1(舍去)或m=6.
热点二 等差、等比数列的性质
1.已知{an}是等差数列,满足3(a1+a5)+2(a3+a6+a9)=18,则该数列前8项和为( D )
A.36 B.