内容正文:
3.2 等比数列的前n项和
1.理解等比数列前n项和的推导方法.(难点)
2.掌握等比数列的前n项和公式.(重点)
3.能利用等比数列的前n项和公式解决实际问题.(重点、难点)
1.通过等比数列的前n项和公式的应用,培养数学运算素养.
2.借助利用等比数列的前n项和公式解决实际问题,培养数学建模素养.
小明的爸爸打算一年中每月奖励小明100元钱放在储钱罐里以备将来之用,聪明的小明说:“不用这么多,你第一个月给我1元钱,以后每个月给我的钱数是上个月给我钱数的2倍就行了.”
爸爸想:第一个月1元,第二个月才2元,我有1 200元足够了.于是高兴地回答:“可以,没有问题.”
小明说:“你可要说话算数呦,我们签一个协议吧!”
爸爸说:“爸爸是个说到做到的人,没问题.”
然后,两人就爽快地签了协议.
你知道小明爸爸的1 200元够用吗?
[提示] 略.
等比数列的前n项和公式
已知量
选用公式
首项、公比和项数(a1,q和n)
Sn=
首项、末项和公比(a1,an和n)
Sn=
1.当q≠1时,等比数列{an}的前n项和Sn是n的函数,该函数的解析式有什么特点?
[提示] Sn==-qn+,Sn是关于n的指数型函数,其中指数式的系数与常数互为相反数.
2.若公比不为-1的等比数列{an}的前k项和为Sk,则Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等比数列吗?若成等比数列,则其公比是什么?
[提示] Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等比数列,其公比是qk.
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)若{an}是等比数列,则S2n=(1+qn)Sn. ( )
(2)若{an}是等比数列,则Sn=. ( )
(3)若Sn=A-Aqn,则当A≠0且q≠0时,{an}是等比数列. ( )
(4)数列{(-1)n}的前n项和为. ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2.在等比数列{an}中,a1=2,S3=26,则公比q=( )
A.3 B.-4
C.3或-4 D.-3或4
C [∵S3===26,∴q2+q-12=0,∴q=3或-4.]
3.等比数列{an}的首项a1=-1,前n项和为Sn,若=,则{an}的通项公式an=________.
- [因为=,所以=,所以q5=-,q=-,则an=-.]
4.求数列的前n项和Sn.
[解]Sn=+++…+, ①
Sn=++…++, ②
①-②得,Sn=+++…+-=-=1--,
∴Sn=2--.
类型1 等比数列的前n项和公式的应用
【例1】 在等比数列{an}中,已知a6-a4=24,a3a5=64,求{an}前8项的和S8.
[思路点拨] 观察已知式的结构特征,联想等比数列的性质,然后求出a1和q.
[解] 依题设条件得,a=a3·a5=64,所以a4=±8,
所以a6=32或a6=16.
因为{an}是实数等比数列,所以q2=>0,
故a4=-8舍去,得a4=8,a6=32.
从而a5=±=±16,
公比q的值为q==±2,
当q=2时,得a1=1,所以S8==255;
当q=-2时,得a1=-1,所以S8==85.
1.在应用公式Sn=或Sn=求和时,应注意到公式的使用条件为q≠1且q≠0,而当q=1时应按常数列求和,即Sn=na1.
2.在等比数列的通项公式及前n项和公式中共有a1,an,n,q,Sn五个量,知道其中任意三个量,都可以求出其余两个量,其思想方法是方程思想.
[跟进训练]
1.在等比数列{an}中,a1+an=66,a2·an-1=128,且前n项和Sn=126,求n及公比q.
[解] ∵a1an=a2an-1=128,又a1+an=66,
∴a1,an是方程x2-66x+128=0的两根,
解方程得x1=2,x2=64,
∴a1=2,an=64或a1=64,an=2,显然q≠1.
若a1=2,an=64,由=126得2-64q=126-126q,
∴q=2,由an=a1qn-1得2n-1=32,∴n=6.
若a1=64,an=2,同理可求得q=,n=6.
综上所述,n的值为6,公比q=2或.
类型2 错位相减法求和
【例2】 设数列{an}满足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=,n∈N+.
(1)求数列{an}的通项;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
[思路点拨] (1)类比由Sn求an的方法求解本题;
(2)数列{bn}用错位相减法求和.
[解] (1)因为a1+3a2+32a3+…+3n-1an=,①
∴a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=(n≥2),②
①-②得3n-1an=-=(n≥2).
即an=(n≥2).
经验证,n=1时也满足上式,an=(n∈