内容正文:
第三节 等比数列
【课程标准】1.通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义.2.探索并掌握等比数列的前 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.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题.4.体会等比数列与指数函数的关系.
知识分步 落实
1.等比数列的有关概念
(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 表示(显然 ).
数学语言表达式: ( , 为非零常数).
(2)等比中项:如果在 与 中间插入一个数 ,使 , , 成等比数列,那么 叫做 与 的等比中项.此时 .
[微提醒] 只有当两个数同号且不为0时,才有等比中项,且等比中项有两个.
2.等比数列的有关公式
(1)通项公式: .
(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 .
4.等比数列与指数函数的关系
(1)当 时, ,可以看成函数 ,是一个不为0的常数与指数函数的乘积,因此数列 各项所对应的点都在函数 的图象上.
(2)等比数列的单调性
当 , 或 , 时, 是递增数列;
当 , 或 , 时, 是递减数列;
当 时, 是常数列.
(3)等比数列 的前 项和 ,公比 ( , , 均不为零).
[对点自测]
1. 判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1) 等比数列的公比 是一个常数,它可以是任意实数.( × )
(2) 三个数 , , 成等比数列的充要条件是 .( × )
(3) 数列 的通项公式是 ,则其前 项和为 .( × )
(4) 数列 为等比数列,则 , , 成等比数列.( × )
学生用书第135页
2. (选择性必修第二册P36例8改编)已知等比数列的首项为 ,前 项和为 ,若 ,则公比 的值为( B )
A. B. C. 2 D.
[解析][当 时, ,所以 .
当 时, ,所以 .故选 .]
3. (多选)(易错题)已知数列 是等比数列,那么下列数列一定是等比数列的是( AD )
A. B. {
C. D.
[解析][当等比数列 的通项公式为 时, ,数列 不是等比数列,当等比数列 的公比 时, ,数列 不是等比数列,由等比数列的定义知 和 都是等比数列.故选 .]
4. [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 ]
巧记结论——即时应用
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.
即时练1 数列 中,已知对任意 , ,则 ( B )
A. B. C. D.
[解析][因为 , ,
时, ,
所以当 时, ,又 时, 适合上式,所以 ,
故数列 是首项为4,公比为9的等比数列.因此 .故选 .]
即时练2 等差数列 的前 项和为 ,则 , , , 成等差数列.类比以上结论有:设等比数列 的前 项积为 ,则 , ,
, 成等比数列.
[解析]由结论可知, , , , 成等比数列,故填 , .
考点分类 突破
考点一 等比数列的基本运算 讲练型
例1(1) [2020·全国Ⅱ卷]记 为等比数列 的前 项和.若 , ,则 等于( B )
A. B. C. D.
[解析]法一:设等比数列 的公比为 ,
则 .
由 ,得 .
所以 ,
,
所以 .故选 .
法二:设等比数列 的公比为 ,
则 得 .
将 代入①,解得 .
所以 ,下同法一.
(2) [2019·全国Ⅰ卷]记 为等比数列 的前 项和.若 , ,则 .
[解析]设等比数列 的公比为 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,又 ,所以 ,
所以 .
规律方法
等比数列基本运算中的两种常用数学思想
方程的思想
等比数列中有五个量 , , , , ,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)求关键量 和 ,问题可迎刃而解
分类讨论的思想
等比数列的前 项和公式涉及对公比 的分类讨论,当 时, 的前 项和为 ;当 时, 的前 项和为
针对练1 已知在等比数列 中, ,前三项之和 ,则公比 的值是( C )
A. B. C. 1或 D. 或
[解析][当 时, , ,符合题意;
当