内容正文:
第3节 等比数列 ► 对应学生用书P119
[课标解读] 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n项和公式,理解等比数列的通项公式与前n项和公式的关系. 3.体会等比数列与指数函数的关系.
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
1.等比数列的定义
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,那么这个数列叫作等比数列,这个常数叫作等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠0),定义的表达式为=q(n∈N*).
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叫作a与b的等比中项.此时,G2=ab.
[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.
3.通项公式
an=a1qn-1(n∈N*).
4.前n项和公式
Sn=
5.等比数列的性质
(1)an=am·qn-m(m,n∈N*).
(2)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则am·an=ap·aq=a.
(3)若{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}(λ≠0),,{a},{an·bn},仍是等比数列.
(4)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.
(5){an}为等比数列,若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.
[必记结论]
1.三个数成等比数列,通常设为,x,xq;
2.四个符号相同的数成等比数列,通常设为,,xq,xq3.
3.等比数列{an}的通项公式可以写成an=cqn(c≠0,q≠0).
4.等比数列{an}的前n项和Sn可以写成Sn=Aqn-A(A≠0,q≠1,0)
【小题热身】
1.已知等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值为( )
A.12 B.-
C.1或- D.-1或
解析:选C.若q=1,因为a3=7,所以S3=3×7=21,符合题意;若q≠1,则 解得q=- .
所以公比q的值为1或-,故选C.
2.已知Sn是各项均为正数的等比数列{an}的前n项和,若a2·a4=16,S3=7,则a8=( )
A.32 B.64
C.128 D.256
解析:选C.∵a2·a4=a=16,∴a3=4(负值舍去),①
又S3=a1+a2+a3=++a3=7,②
联立①②,得3q2-4q-4=0,解得q=-或q=2,
∵an>0,∴q=2,∴a8=a3·q5=27=128.
3.(选择性必修二·P33习题1.3T14改编)设Sn是等比数列{an}的前n项和,若=3,则=( )
A.2 B.
C. D.1或2
解析:选B.设S2=k(k≠0),S4=3k,∵数列{an}为等比数列,∴S2,S4-S2,S6-S4也为等比数列,又S2=k,S4-S2=2k,∴S6-S4=4k,∴S6=7k,∴==,故选B.
4.各项均为正数的等比数列{an},其公比q≠1,且a3·a7=4,请写出一个符合条件的通项公式an=________.
解析:因为{an}为正项的等比数列,所以a3·a7=a=4,所以a5=2,又q≠1,不妨令q=2,所以an=a1qn-1=a5qn-5=2×2n-5=2n-4.
答案:2n-4(答案不唯一)
备考第2步——突破核心考点,提升关键能力
考点1 等比数列基本量的运算
【典例引领】
[例1](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
解析:选C.设等比数列{an}的公比为q,由a5=3a3+4a1,得q4=3q2+4,得q2=4.因为数列{an}的各项均为正数,所以q=2.又a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=a1(1+2+4+8)=15,所以a1=1,所以a3=a1q2=4.
(2) (一题多法)(2020·全国Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则=( )
A.2n-1 B.2-21-n
C.2-2n-1 D.21-n-1
解析:选B.法一 设等比数列{an}的公比为q,则解得所以Sn==2n-1,an=a1qn-1=2n-1,所以==2-21-n,故选B.
法二 设等比数列{an}的公比为q,因为====2,所以q=2,所以===2-21-n,故选B.
【思维升华】 (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a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解;
(2)等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,
当q=1时,{an}的前n项和Sn=na1;
当q