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专题30等比数列通项与前n项和公式
一、核心体系
等比数列
二、关键能力
1.理解等比数列的概念.
2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.
3.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.
4.了解等比数列与指数函数的关系.
三、教学建议
从近三年高考情况来看,本讲一直是高考的热点.预测2022年高考将会:
1.利用方程思想应用等比数列通项公式、前n项和公式求基本量;
2.等比数列的性质及应用.
3.更倾向于与等差数列或其他内容相结合的问题,其中涉及到方程的思想、等价转化的思想、分类讨论的思想等.从思维品质上看更讲究思维的灵活性及深刻性.
四、自主梳理
1.等比数列的定义
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q(q≠0)表示.
数学语言表达式:=q(n≥2,q为非零常数),或=q(n∈N*,q为非零常数).
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
通项公式的推广:an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn==.
3.等比数列及前n项和的性质
(1)如果a,G,b成等比数列,那么G叫做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.
(2)若{an}为等比数列,且k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak·al=am·an.
(3)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm.
(4)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列,其公比为qn.
【必会结论】等比数列的常用性质
(1)通项公式的推广:an=am·qn-m(n,m∈N*).
(2)若m+n=p+q=2k(m,n,p,q,k∈N*),则am·an=ap·aq=a.
(3)若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan},,{a},{an·bn},(λ≠0)仍然是等比数列.
(4)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.
(5)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.
(6)等比数列{an}满足或时,{an}是递增数列;满足或时,{an}是递减数列.
五、高频考点+重点题型
考点一、等比数列的基本量运算
例1-1.【2022年全国乙卷】已知等比数列的前3项和为168,,则( )
A.14 B.12 C.6 D.3
例1-2.(2020·全国卷Ⅱ)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
例1-3、若{an}为等比数列,a5+a8=-3,a4a9=-18,则a2+a11=______________.
训练题组一
1.(2020·全国卷Ⅱ)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则=( )
A.2n-1 B.2-21-n
C.2-2n-1 D.21-n-1
2.(浙江高考真题)设公比为q(q>0)的等比数列{a n}的前n项和为{S n}.若,,则q=______________.
训练题组二
1.
在数列中,,且,则___________.
2.【2020年新高考2卷(海南卷)】已知公比大于的等比数列满足.
(1)求的通项公式; (2)求.
训练题组三
1. 设各项为正数的等比数列{an}中,公比q=2,且a1·a2·a3·…·a30=230,则a3·a6·a9·…·a30等于( )
A. 230 B. 210 C. 220 D. 215
考点二、等比数列的性质应用
例2-1.(2020·全国高三二模(理))已知数列是等比数列,若,则( )
A.有最小值 B.有最大值 C.有最小值 D.有最大值
例2-2.在等比数列{an}中,公比为q,已知a1=1,则是数列{an}单调递减的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
例2-3.(2023·全国Ⅱ高考T8)记为等比数列的前n项和,若,,则( ).
A.120 B.85 C. D.
例2-4. (2021·沈阳二模)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1