内容正文:
第2课时 等比数列的性质
1.理解等比中项的概念.(易错点)
2.掌握等比数列的性质及其应用.(重点)
3.体会等比数列与指数函数的关系.(难点、易错点)
1.通过等比数列性质的学习,培养逻辑推理的素养.
2.灵活运用等比数列的性质简化运算,解决简单的数列问题,提升数学运算素养.
在等差数列{an}中,通项公式可推广为an=am+(n-m)d,并且若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(n,m,p,q∈N+),特别地,若m+n=2p,则am+an=2ap.在等比数列中有无类似的性质?
知识点1 等比中项
定义
如果x,G,y是等比数列,那么称G为x与y的等比中项
关系式
G2=xy
结论
在等比数列中,中间每一项都是它的前一项与后一项的等比中项
G是x与y的等比中项的充要条件为G2=xy吗?
[提示] 不是.若G是x与y的等比中项,则G2=xy,反之不成立.
拓展:(1)在等比数列{an}中,任取相邻的三项an-1,an,an+1,则an是an+1与an-1的等比中项.由此可得等比数列的另一种判定方法——等比中项法,即判断=(n≥2)是否成立.
(2)“a,G,b是等比数列”与“G2=ab”是不等价的.前者可以推出后者,但后者不能推出前者.如G=a=0,b=1,满足G2=ab,而0,0,1不是等比数列.因此“a,G,b是等比数列”是“G2=ab”的充分不必要条件.
(3)等差中项与等比中项的区别:
①任意两数都存在等差中项,但并不是任意两数都存在等比中项,当且仅当两数同号且均不为0时才存在等比中项;
②任意两数的等差中项是唯一的,而若两数有等比中项,则等比中项有两个,且互为相反数.
1.已知a是1,2的等差中项,b是-1,-16的等比中项,则ab=( )
A.6 B.-6 C.±6 D.±12
C [依题意知2a=1+2,b2=(-1)×(-16),
解得a=,b=±4,∴ab=±6.]
知识点2 等比数列的性质
在等比数列{an}中,若s+t=p+q(s,t,p,q∈N+),则as·at=ap·aq.
(1)特别地,当2s=p+q(s,p,q∈N+)时,ap·aq=a.
(2)对有穷等比数列,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积,即a1·an=a2·an-1=…=ak·an-k+1=….
拓展:(1)“子数列”性质
对于无穷等比数列{an},若将其前k项去掉,剩余各项仍为等比数列,首项为ak+1,公比为q;若取出所有的k的倍数项,组成的数列仍为等比数列,首项为ak,公比为qk.
(2)两个等比数列合成数列的性质
若数列{an},{bn}均为等比数列,c为不等于0的常数,则数列{can},{an·bn},也为等比数列.
2.在等比数列{an}中,已知a7a12=5,则a8a9a10a11=________.
25 [∵{an}是等比数列,
∴a8·a11=a9·a10=a7·a12,
∴a8a9a10a11=(a9a10)2=(a7a12)2=52=25.]
类型1 等比中项的应用
【例1】 (1)如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( )
A.b=3,ac=9 B.b=-3,ac=9
C.b=3,ac=-9 D.b=-3,ac=-9
(2)已知b是a,c的等比中项,求证:ab+bc是a2+b2与b2+c2的等比中项.
(1)B [(1)因为b2=(-1)×(-9)=9,a2=-1×b=-b>0,所以b<0,所以b=-3,且a,c必同号.
所以ac=b2=9.]
(2)[证明] b是a,c的等比中项,则b2=ac,且a,b,c均不为零,又(a2+b2)(b2+c2)=a2b2+a2c2+b4+b2c2=a2b2+2a2c2+b2c2,(ab+bc)2=a2b2+2ab2c+b2c2=a2b2+2a2c2+b2c2,所以(ab+bc)2=(a2+b2)·(b2+c2),即ab+bc是a2+b2与b2+c2的等比中项.
由等比中项的定义可知:=⇒G2=ab⇒G=±.这表明只有同号的两项才有等比中项,并且这两项的等比中项有两个,它们互为相反数.反之,若G2=ab,则=,即a,G,b成等比数列.所以a,G,b成等比数列⇔G2=ab(ab≠0).
[跟进训练]
1.(1)+1与-1的等比中项是________.
(2)设x,y,z∈R,3x,4y,5z成等比数列,且,,成等差数列,求+的值.
(1)±1 [设x为+1与-1的等比中项,则x2=(+1)(-1)=1,所以x=±1.]
(2)[解] 由已知
由②得y=.代入①消去y,
得16=15xz,所以=,
即+=.
类型2 等比数列性质的应用
【例2】 (1)已知数列{an}为等比数列.若an>0,且a2a4+2a3a5