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金版教程 高考科学复习解决方案 数学
第三节 等比数列
课标解读:1.理解等比数列的概念.2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.3.了解等比数列与指数函数的关系.
考向预测:预计2024年高考会从以下两个角度来考查:(1)等比数列及其前n项和的基本运算与性质,可能与等差数列综合出题,难度较小;(2)等比数列的综合应用,可能与函数、方程、不等式结合考查,难度中档.
1.等比数列的概念
(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都等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠0).
数学语言表达式:=q(n≥2,q为非零常数).
(2)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时G2=ab.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
通项公式的推广:an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn==.
3.等比数列的性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有akal=aman.
(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm.
(3)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比数列,其公比为qn.
1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{can}(c≠0),{|an|},{a},,{anbn},也是等比数列.
2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.
3.在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.
4.三个数成等比数列,通常设为,x,xq;四个符号相同的数成等比数列,通常设为,,xq,xq3.
5.若已知等比数列{an},公比为q,前n项和为Sn,则Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),即Sn为关于n的指数型函数,且qn的系数与常数项互为相反数.
6.{an}为等比数列,若a1a2…an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.
7.若{an}为正项等比数列,则{logcan}(c>0,c≠1)为等差数列.
8.若{an}为等差数列,则{can}(c>0,c≠1)为等比数列.
9.若{an}既是等差数列又是等比数列⇔{an}是非零常数列.
10.(1)项的个数的“奇偶”性质,在等比数列{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=q.
(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm⇔qn=(q为公比).
1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( )
(2)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=.( )
(3)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.( )
(4)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列.( )
(5)如果数列{an}为等比数列,则数列{ln an}是等差数列.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.小题热身
(1)已知各项均为正数的等比数列{an}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( )
A.16 B.8
C.4 D.2
答案 C
解析 设各项均为正数的等比数列{an}的公比为q,则解得
∴a3=a1q2=4.故选C.
(2)设b∈R,数列{an}的前n项和Sn=3n+b,则( )
A.{an}是等比数列
B.{an}是等差数列
C.当b=-1时,{an}是等比数列
D.当b≠-1时,{an}是等比数列
答案 C
解析 当n=1时,a1=S1=3+b,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1,当b=-1时,a1=2适合an=2·3n-1,{an}是等比数列.当b≠-1时,a1不适合an=2·3n-1,{an}不是等比数列.
(3)(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=( )
A.7 B.8
C.9 D.10
答案 A
解析 解法一:因为S2=4,S4=6,且易知公比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.故选A.
解法二:易知S2,S4-S2,S6-S4构成等比数列,由等比中项得S2(S6-S4)=(S