内容正文:
第三节 等比数列
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
2.等比数列的前n项和公式
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)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则am·an=ap·aq=a.
(2)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.
(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){an}为等比数列,若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.
(5)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).
(6)若或则等比数列{an}递增;若或则等比数列{an}递减.
1.(人教A版选择性必修②P31·T3改编)在等比数列{an}中,a3=1,a5·a9=16,则a9=( )
A.8 B.-8 C.16 D.-16
答案:A
2.(北师大版选择性必修②P29·T1(3)改编)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.(人教B版选择性必修③P42·T3改编)记正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若7S2=3S3,则该数列的公比q=( )
A. B. C.2 D.3
答案:C
4.(人教A版选择性必修②P37·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________.
答案:1,3,9或9,3,1
5.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
考法一 等比数列基本量的运算(自主练通)
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.(2023·岳阳模拟)河南洛阳的龙门石窟是中国石刻艺术宝库之一,现为世界文化遗产,龙门石窟与莫高窟、云冈石窟、麦积山石窟并称中国四大石窟.现有一石窟的某处“浮雕像”共7层,每上层的数量是下层的2倍,总共有1 016个“浮雕像”,这些“浮雕像”构成一幅优美的图案,若从最下层往上“浮雕像”的数量构成一个数列{an},则log2a4的值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解析:选C 根据题意,“浮雕像”从下到上构成公比为2的等比数列,设首项为a1,前n项和为Sn.于是S7==1 016⇒a1=8,则a4=8×23=26⇒log2a4=log226=6.故选C.
3.(多选)已知正项等比数列{an}中a1=2,a5-2a3=a4,设其公比为q,前n项和为Sn,则( )
A.q=2 B.an=2n
C.S10=2 047 D.an+an+1<an+2
解析:选ABD 因为a5-2a3=a4,所以a1q4-2a1q2=a1q3,即q2-q-2=0,解得q=2或q=-1,又q>0,所以q=2,所以A正确;数列{an}的通项公式为an=a1qn-1=2n,所以B正确;S10==211-2=2 046,所以C不正确;由an=2n,得an+an+1=2n+2n+1=3·2n,an+2=2n+2=4·2n,所以an+an+1<an+2,所以D正确.故选A、B、D.
4.(2023·泸州模拟)记Sn为递增的等比数列{an}的前n项和,若a1=1,S3=a2,则S4=______.
解析:设等比数列{an}的公比为q,