内容正文:
等比数列
4.3.1 等比数列的概念及通项公式
学业标准
素养目标
1.理解等比数列的概念.(重点)
2.掌握等比数列的通项公式及其应用.(重点、难点)
3.熟练掌握等比数列的判定方法.(易错点)
1.通过等比数列的通项公式的学习及应用,体现了数学运算素养.
2.借助等比数列的判定与证明,培养逻辑推理素养.
[教材梳理]
导学1 等比数列的概念
观察下面几个数列:
(1)4,-4,4,-4,…;
(2)关于在国际象棋棋盘各个格子里放麦粒的问题,由于每一个格子里的麦粒都是前一个格子里的麦粒数的2倍,且共有64个格子,各个格子里的麦粒数依次是1,2,22,23,…,263;
(3)某人年初投资10 000元,如果年收益率是5%,那么按照复利,5年内各年末的本利和依次为10 000×1.05,10 000×1.052,…,10 000×1.055.
上述三个例子中的数列,它们是等差数列吗?
[提示] 不是.
这三个数列,从第2项起与前一项的比有什么特点?
[提示] 各等于同一个常数.
◎结论形成
等比数列的概念
文字语言
一般地,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__,那么这个数列就叫作等比数列,这个常数叫作等比数列的__公比__,公比通常用字母q表示
符号语言
=__q__(q为常数,q≠0,n∈N*)
导学2 等比数列的通项公式
若数列{an}为等比数列,公比为q,则a2=a1q,a3=a2q=a1q2,a4=a3q=a1q3,a5=a4q=a1q4,…,由此你可以得出什么结论呢?
[提示] an=a1qn-1.
◎结论形成
1.等比数列的通项公式
一般地,对于等比数列{an}的第n项an,有an=__a1·qn-1__.这就是等比数列{an}的通项公式,其中a1为首项,q为公比.
2.等比数列与指数函数的关系
等比数列的通项公式可整理为an=·qn,而y=·qx(q≠1)是一个不为0的常数与指数函数qx的乘积,从图象上看,表示数列中的各项的点是函数y=·qx的图象上的__孤立__点.
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个数列从第2项起每一项与前一项的比为常数,则该数列为等比数列.( )
(2)等比数列的首项不能为零,但公比可以为零.( )
(3)常数列一定为等比数列.( )
(4)数列a,a,a,a,…是等比数列.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
2.下列数列是等比数列的是( )
A.3,9,15,21,27
B.1,1.1,1.21,1.331,1.464
C.,,,,
D.4,-8,16,-32,64
解析 A、B、C均不满足定义中=q,只有D满足=-2.故选D.
答案 D
3.已知数列{an}中,a1=2,an+1=2an,则a3=__________.
解析 由an+1=2an,知{an}为等比数列,q=2.
又a1=2,∴a3=2×22=8.
答案 8
4.(2022·上海市青浦高级中学校考期末)等比数列中,a1=1且a1a2a3=-8,则公比为________.
解析 在等比数列中,因为a=a1a2a3=-8,则a2=-2,所以公比q==-2.故答案为-2.
答案 -2
题型一 等比数列通项公式的基本运算
在等比数列{an}中.
(1)a4=2,a7=8,求an;
(2)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n.
[自主解答] (1)因为所以
由得q3=4,从而q=,而a1q3=2,
于是a1==,所以an=a1qn-1=2.
(2)法一 因为
由得q=,从而a1=32.
又an=1,所以32×=1,即26-n=20,所以n=6.
法二 因为a3+a6=q(a2+a5),所以q=.
由a1q+a1q4=18,得a1=32.由an=a1qn-1=1,得n=6.
[规律方法]
与求等差数列的通项公式的基本量一样,求等比数列的通项公式的基本量也常运用方程的思想和方法.从方程的观点看等比数列的通项公式,an=a1·qn-1(a1q≠0)中包含了四个量,已知其中的三个量,可以求得另一个量.求解时,要注意应用q≠0验证求得的结果.
[触类旁通]
1.(1)若等比数列的前三项分别为5,-15,45,则第5项是( )
A.405 B.-405
C.135 D.-135
解析 ∵a5=a1q4,而a1=5,q==-3,∴a5=405.
答案 A
(2)已知等比数列{an}为递增数列,且a=a10,2(an+an+2)=5an+1,则数列{an}的通项公式an=________.
解析 由2(an+an+2)=5an+1⇒2q2-5q+2=0⇒q=2或q=,
由a=a