内容正文:
第3节 等比数列
课程标准解读
1.理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前 n项和公式. 2.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题. 3.了解等比数列与指数函数的关系.
[知识梳理]
1.等比数列的定义与等比中项
(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值都等于同一个常数,那么称这样的数列为等比数列,称这个常数为等比数列的公比,通常用字母q表示(q≠0),定义的表达式为=q.
(2)等比中项:在a与b中间插入一个数G,使得a,G,b成等比数列,那么G叫作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.
等比数列的任意一项都不能为零.公比不能为零.
2.等比数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1qn-1.
(2)通项公式的推广:an=am·qn-m(n,m∈N*).
(3)前n项和公式:
Sn=
在运用等比数列前n项和公式时,必须注意对q=1和q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情况而导致解答错误.
3.等比数列的常用性质
(1)项的性质
若m+n=p+l=2k(m,n,p,l,k∈N*),则am·an=ap·al=a.
(2)和的性质
①若等比数列{an}有2k(k∈N*)项,则=q;
②公比不为-1的等比数列{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.
4.等比数列与指数型函数的关系
(1)当q>0且q≠1时,an=·qn可以看成函数y=cqx,是一个不为0的常数与指数函数的乘积,因此数列{an}各项所对应的点都在函数y=cqx的图象上.
(2)对于非常数列的等比数列{an}的前n项和Sn==-qn+,若设a=,则Sn=-aqn+a(a≠0,q≠0,q≠1).由此可知,数列{Sn}的图象是函数y=-aqx+a图象上一系列孤立的点.
(3)若等比数列为常数列,即q=1时,因为a1≠0,所以Sn=na1.由此可知,数列{Sn}的图象是函数y=a1x图象上一系列孤立的点.
(4)已知数列{an}的前n项和Sn=Aqn+B(其中q≠0,且q≠1,AB≠0),则A=-B是数列{an}为等比数列的充要条件.
常用结论
1.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.
2.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.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列.( )
(2)G为a,b的等比中项⇔G2=ab.( )
(3)如果数列{an}为等比数列,bn=a2n-1+a2n,则数列{bn}也是等比数列.( )
(4)如果数列{ln an}为等差数列,则数列{an}是等比数列.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)已知{an}是等比数列,a2=2,a4=,则公比q等于( )
A.- B.-2
C.2 D.±
解析:D 设等比数列的公比为q, 由{an}是等比数列.a2=2,a4=,则q2==,解得q=±.
3.(教材改编)设等比数列{an}的前n项和为Sn,
a2=-8,a7=,则S6=( )
A.- B.
C. D.
解析:C 设等比数列{an}的公比为q,由a2=-8,a7=,得q5==-,∴q=-,a1=16,故S6=.
4.(易错自纠)已知在等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值是( )
A.1 B.-
C.1或- D.-1或
解析:C 当q=1时,a3=7,S3=21,符合题意;当q≠1时,得q=-.综上,q的值是1或-.
5.(易错自纠)已知在等比数列{an}中,a2a3a4=1,a6a7a8=64,则a5=( )
A.-2 B.±2
C.2 D.±
解析:C 因为a2a3a4=1,所以a3=1,
因为a6a7a8=64,所以a7=4,
又a=a3a7=4,又a5与a3同号,
所以a5=2.
考点一 等比数列的基本运算(基础性)
1.(2022·湖南常德一模)设Sn为等比数列{an}的前n项和,若a4=4,S3=S2+2,则a1=( )
A. B.1
C. D.2
解析:A 设{an}的公比为q,由已知得a3=S3-S2=2,则q===2,所以a1===,故选A.
2.(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:D