内容正文:
3.2 等比数列的前n项和
第1课时 等比数列的前n项和
课程内容标准
学科素养凝练
1.掌握等比数列的前n项和公式及其应用.
2.能运用等比数列的前n项和公式解决一些简单的实际问题.
1.在推导等比数列前n项和公式的过程中达成逻辑推理、数学抽象的核心素养.
2.在运用等比数列前n项和公式的过程中提升逻辑推理和数学运算的核心素养.
已知量
首项、公比与项数
首项、公比与末项
求和
公式
Sn=
Sn=
对首项为a1,公比为q(q≠0)的等比数列{an},
设Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1,①
则qSn=a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn,②
①-②,得(1-q)Sn=a1-a1qn.
当q≠1时,Sn=.
又因为an=a1qn-1,所以上式还可以写成Sn=.
当q=1时,Sn=na1.
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
(1)求等比数列{an}的前n项和时可直接套用公式Sn=来求.(×)
(2)首项为a的数列既是等差数列又是等比数列,则其前n项和为Sn=na.(√)
(3)若某数列的前n项和公式为Sn=-aqn+a(a≠0,q≠0且q≠1,n∈N+),则此数列一定是等比数列.(√)
(4)若Sn为等比数列的前n项和,则S3,S6,S9成等比数列.(×)
2.设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,a2=4,那么S10等于( )
A.210+2 B.29-2
C.210-2 D.211-2
D [等比数列的公比q===2,所以前10项和S10===211-2.]
3.(教材习题改编)在等比数列{an}中,公比q=-2,S5=44,则a1的值为( )
A.4 B.-4
C.2 D.-2
A [由S5==44,得a1=4.]
4.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若q=2,S100=36,则a1+a3+…+a99=________.
12 [设a1+a3+…+a99=S,则a2+a4+…+a100=2S.
∵S100=36,∴3S=36.
∴S=12,即a1+a3+a5+…+a99=12.]
在等比数列{an}中,a1=2,S3=6,求a3和q.
解题程序:
第一步,泛读题目明待求结论:求a3和q.
第二步,精读题目挖已知条件:{an}为等比数列,且知道首项和前3项和.
第三步,建立联系寻解题思路:讨论公比q是否为1,利用前n项和公式,求出公比,进而求出a3.
第四步,书写过程养规范习惯.
解 若q=1,则S3=3a1=6,符合题意.此时,q=1,a3=a1=2.
若q≠1,则由等比数列的前n项和公式,得S3===6,解得q=-2.
此时,a3=a1q2=2×(-2)2=8.
综上,q=1,a3=2或q=-2,a3=8.
[方法总结] 使用等比数列求和公式时的注意事项
(1)一定不要忽略q=1的情况.
(2)知道首项a1、公比q和项数n,可以用Sn=;知道首尾两项a1,an和q,可以用Sn=.
(3)在通项公式和前n项和公式中共出现了五个量:a1,n,q,an,Sn,知道其中任意三个,可求其余两个.
[训练1] 设Sn为等比数列{an}的前n项和,若a1=,a=a6,则S5=________.
[设等比数列{an}的公比为q,由a=a6得(a1q3)2=a1q5,
整理得q==3.
∴S5==.]
[训练2] (2020·全国卷Ⅱ)在数列{an}中,a1=2,am+n=aman,若ak+1+ak+2+…+ak+10=215-25,则k=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
C [在等式am+n=aman中,令m=1,可得an+1=ana1=2an,∴=2.
∴数列{an}是首项为2、公比为2的等比数列,
即an=2×2n-1=2n.
∴ak+1+ak+2+…+ak+10=
==2k+1(210-1)
=25(210-1).
∴2k+1=25.∴k+1=5,解得k=4.]
[训练3] 在等比数列{an}中,若Sn=189,q=2,an=96,求a1和n.
解 方法一 ∵an=96,q=2,
∴a1·2n=192. ①
又Sn==189,
即a1-a1·2n=-189,
∴a1=a1·2n-189=192-189=3,代入①式得n=6.
方法二 由公式Sn=及已知,得189=,解得a1=3.
又由an=a1qn-1,得96=3·2n-1,解得n=6.
[知能解读] 等比数列前n项和的性质
(1)在等比数列{an}中,若项数为2n,则=q;若项数为2n+1,则=q.
(2)若等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n