内容正文:
第三节 等比数列及其前n项和
1.等比数列的有关概念
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
通项公式
设{an}是首项为a1,公比为q的等比数列,则通项公式an=a1qn-1.推广:an=amqn-m(m,n∈N*)
等比中项
如果a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.即:G是a与b的等比中项⇔a,G,b成等比数列⇒G2=ab
2.等比数列的前n项和公式
Sn=
1.微点提醒
(1)当q≠0,q≠1时,Sn=k-k·qn(k≠0)是{an}成等比数列的充要条件,此时k=.
(2)有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项的积相等.特别地,若项数为奇数时,还等于中间项的平方.
(3)由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.
(4)在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.
2.等比数列的性质
(1)对任意的正整数m,n,p,t,若m+n=p+t,则am·an=ap·at.特别地,若m+n=2p,则am·an=a.
(2)若等比数列前n项和为Sn,则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍成等比数列(m为偶数且q=-1除外).
(3)在等比数列{an}中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即an,an+k,an+2k,an+3k,…为等比数列,公比为qk.
(4)若或则等比数列{an}递增;若或则等比数列{an}递减.
1.已知a=2+,b=2-,则a,b的等比中项为( )
A. B.1 C.-1 D.±1
答案:D
2.已知1,,2,…为等比数列,当an=8时,则正整数n=( )
A.6 B.7 C.8 D.9
答案:C
3.设等比数列{an}的前n项和为Sn.若S2=3,S4=15,则S6=________.
解析:由等比数列的性质,得(S4-S2)2=S2·(S6-S4),即122=3×(S6-15),解得S6=63.
答案:63
4.已知等比数列{an}的公比q=-2,前6项和S6=21,则a6=________.
解析:因为q=-2,S6=21,则有S6===-21a1=21,即a1=-1,所以a6=a1q5=(-1)×(-2)5=32.
答案:32
5.若正项等比数列{an}中,a1a3=a2,a5=27,则该数列的公比为________.
解析:因为{an}是正项等比数列,可得q>0,且a1a3=a2=(a2)2,解得a2=1或a2=0(舍去),因为q3===27,所以q=3,所以该数列的公比为3.
答案:3
层级一/ 基础点——自练通关(省时间)
基础点 等比数列基本量的运算
[题点全训]
1.(2022·全国乙卷)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6=( )
A.14 B.12 C.6 D.3
解析:选D 设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,由题意可得
即解得所以a6=a1q5=3,故选D.
2.已知等比数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,若a2=2,S6-S4=6a4,则a5=( )
A.4 B.10 C.16 D.32
解析:选C 设公比为q(q>0),S6-S4=a5+a6=6a4,因为a2=2,所以2q3+2q4=12q2,即q2+q-6=0,所以q=2,则a5=2×23=16.
3.已知等比数列{an}单调递减,若a3=1,a2+a4=,则a1=( )
A.2 B.4
C. D.2
解析:选B 由题意,设等比数列{an}的公比为q,q>0,则a=a2a4=1,又a2+a4=,且{an}单调递减,所以a2=2,a4=,则q2=,q=,所以a1==4.
4.等比数列{an}的各项均为实数,其前n项和为Sn.已知S3=,S6=,则a8=________.
解析:设等比数列{an}的公比为q,则由S6≠2S3,得q≠1,
则解得
则a8=a1q7=×27=32.
答案:32
[一“点”就过]
等比数列基本运算中的2种常用数学思想
方程
思想
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)求关键量a1和q,问题可迎刃而解
分类讨
论思想
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≠1时,{an}的前n项和Sn==
层级二/ 重难点——逐一精研(补欠缺)
重难点(一) 等比数列的判定与证明
[典例] 已知数列{an}满足a1=2,an+1=2(Sn+n+1)(n∈N*),令bn=an+1.求证:{bn}是等比数列.