内容正文:
第3课时 等比数列
[考试要求]
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.
1.等比数列的有关概念
(1)定义: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(不为零),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,通常用字母q表示,定义的表达式为=q(n∈N*,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.
提醒: “G2=ab”是“a,G,b成等比数列”的必要不充分条件.
2.等比数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1qn-1=amqn-m.
(2)前n项和公式:
Sn=
提醒:求等比数列前n项和时,若公比q不明确,需分类讨论.
3.等比数列的性质
(1)在等比数列{an}中,若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则am·an=ap·aq=a.
(2)若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}(λ≠0),,{a},{an·bn},仍然是等比数列.
(3)等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列,其公比为qn,q=-1且n为偶数时除外.
[常用结论]
1.等比数列的单调性
当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,{an}是递增数列;
当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,{an}是递减数列;
当q=1时,{an}是常数列.
2.等比数列{an}的前n项和Sn=A+B·Cn⇔A+B=0,公比q=C(A,B,C均不为零).
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)等比数列{an}的公比q>1,则该数列单调递增. ( )
(2)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列. ( )
(3)如果正项数列{an}为等比数列,则数列{ln an}是等差数列. ( )
(4)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=. ( )
(5)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列. ( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
二、教材习题衍生
1.(易错题)(人教A版选择性必修第二册P31练习T2改编)在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5等于( )
A.5 B.±5
C.4 D.±4
C [∵a=a3a7=2×8=16,∴a5=±4.
又∵a5=a3q2>0,∴a5=4.]
2.(人教A版选择性必修第二册P37练习T1(3)改编)在等比数列{an}中,a3=,S3=,则a2的值为( )
A. B.-3
C.- D.-3或
D [由S3=a1+a2+a3=a3(q-2+q-1+1),得
q-2+q-1+1=3,即2q2-q-1=0,
解得q=1或q=-.
∴a2==或-3.故选D.]
3.(人教A版选择性必修第二册P37练习T4改编)已知三个数成等比数列,若它们的和等于13,积等于27,则这三个数为________.
1,3,9或9,3,1 [设这三个数为,a,aq,则解得或
∴这三个数为1,3,9或9,3,1.]
4.(人教A版选择性必修第二册P40练习T1改编)一个球从256米的高处自由落下,每次着地后又跳回到原来高度的一半,当它第6次着地时,共经过的路程是________米.
752 [设小球每次着地后跳回的高度构成数列{an},则数列{an}为等比数列, a1=128,q=,
S5==248,
共经过的路程为256+2S5=752(米).]
考点一 等比数列基本量的运算
[典例1] (1)(2022·全国乙卷)已知等比数列的前3项和为168,a2-a5=42,则a6=( )
A.14 B.12
C.6 D.3
(2)(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
(1)D (2)B [(1)设等比数列的公比为q,q≠0,
若q=1,则a2-a5=0,与题意矛盾,所以q≠1,
则解得
所以a6=a1q5=3.
故选D.
(2)法一:设等比数列{an}的公比为q,则由
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.]
【教师备选题】
18世纪德国数学家提丢斯给出一串数列:0,3,6,12,24,48,96,192,…,容易发现,从第