内容正文:
第三节 等比数列
[课程标准]1.理解等比数列的概念和通项公式的意义.2.掌握等比数列的前 项和公式,理解等比数列的通项公式与前 项和公式的关系.3.体会等比数列与指数函数的关系.
知识分布 落实
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值都是同一个常数,那么称这样的数列为等比数列,称这个常数为等比数列的公比,通常用字母 表示 .
数学语言表达式: ( , 为非零常数).
(2)如果在 与 之间插入一个数 ,使得 , , 成等比数列,那么根据等比数列的定义, , , ,我们称 为 , 的等比中项.
[微提醒] 只有当两个数同号时,这两数才有等比中项,且等比中项有两个,它们互为相反数.
2.等比数列的通项公式及前 项和公式
(1)通项公式:若首项是 ,公比是 ,则等比数列 的通项公式为 .通项公式的推广: .
(2)前 项和公式:
3.等比数列的性质
已知 是等比数列, 是数列 的前 项和.
(1)若 ,则有 .
(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即 , , , 仍是等比数列,公比为 .
(3)当 ,或 且 为奇数时, , , , 仍成等比数列,其公比为 .
[对点自测]
1. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1) 等比数列的公比 是一个常数,它可以是任意实数. ( × )
[解析]在等比数列中, .
(2) 三个数 , , 成等比数列的充要条件是 . ( × )
[解析]若 , , 满足 ,但 , , 不成等比数列.
(3) 数列 的通项公式是 ,则其前 项和为 . ( × )
[解析]当 时, .
(4) 数列 为等比数列,则 , , 成等比数列. ( × )
[解析]若 , ,则 , , ,不成等比数列.
2. (选择性必修第二册P25T1改编)已知 是等比数列, , ,则公比 等于( D )
A. B. C. 2 D.
[解析][设等比数列的公比为 ,因为 是等比数列, , ,所以 ,所以 ,所以 .故选
3. [2022·全国乙卷]已知等比数列 的前3项和为168, ,则 ( D )
A. 14 B. 12 C. 6 D. 3
[解析][设等比数列 的公比为 , ,若 ,则 ,与题意矛盾,所以 ,则 解得 所以 .故选 .]
4. (易错题)已知在等比数列 中, ,前三项之和 ,则公比 的值是1或 .
[解析]当 时, , ,符合题意;
当 时,由 得 .综上, 的值是1或 .
巧记结论
1.若 , (项数相同)是等比数列,则 , , , , 仍是等比数列.
2. 为等比数列,若 ,则 , , , 成等比数列.
3.若 或 则等比数列 递增;
若 或 则等比数列 递减;
若 ,则等比数列 为常数列.
学生用书第145页
4.当 , 时, 是 成等比数列的充要条件,此时 .
即时练1 公比不为1的等比数列 满足 ,若 ,则 的值为( C )
A. 8 B. 9 C. 10 D. 11
[解析][因为 为等比数列,所以 ,
又因为 ,所以 ,
因为 ,所以 .故选
即时练2 [2023·山东莱芜一中期末](多选)已知数列 是等比数列,则下列结论中正确的是( AC )
A. 数列 是等比数列
B. 若 , ,则
C. 若 ,则数列 是递增数列
D. 若数列 的前 和 ,则
[解析][由数列 是等比数列,设公比为 .
在 中,因为 ,
所以 是常数,所以数列 是等比数列,故 正确;
在 中,若 , ,则 ,故 错误;
在 中,若 ,则 .
当 时,可得 ,解得 ,且 中各项为正数,所以 ,此时数列 是递增数列;
当 时,可得 ,解得 ,此时 中各项为负数,所以 ,此时数列 是递增数列.综上所述, 正确;
在 中,若数列 的前 和 ,由结论4得到 ,故 错误.故选
考点分类 突破
考点一 等比数列的基本运算 自练型
1. [2023·湖南七市联考]已知等比数列 中, , ,则 ( B )
A. 1 B. 2 C. D.
[解析][等比数列 中, , ,
则 解得 故选
2. [2020·全国Ⅱ卷]记 为等比数列 的前 项和.若 , ,则 ( B )
A. B. C. D.
[解析][设等比数列 的公比为 ,则由 解得 所以 , ,所以 .故选
3. [2023·江西瑞金一中月考]数列 中, , ,若 ,则 ( C )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
[解析][在等式 中,令 ,可得 ,所以 ,所以数列 是以2为首项,2为公比的等比数列,则 ,
所以 ,
所以 ,则 ,解得 .故选
1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,等比数列中有五个量 , , , , ,一般可以“知三求二