内容正文:
3.1 等比数列7种常见考法归类
课程标准
学习目标
1.通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义.
2.体会等比数列与指数函数的关系.
3.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题
1.理解等比数列、等比中项的概念.(数学抽象)
2.会求等比数列的通项公式,并能利用通项公式进行基本量的运算.(数学运算)
3.会利用等比数列的性质进行基本量的运算.(数学运算)
4.体会等比数列与指数函数的关系.(直观想象)
5.能在具体的问题情景中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题.(数学建模、数学运算)
知识点01等比数列的概念
文字语言
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比值都是同一个常数,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)
符号语言
若=q(n≥2,q是常数且q≠0),则数列{an}为等比数列
注:(1)由等比数列的定义知,数列除末项外的每一项都可能作分母,故每一项均不为0,因此公比也不为0,由此可知,若数列中有“0”项存在,则该数列不可能是等比数列.
(2)“从第2项起”是因为首项没有“前一项”,同时注意公比是每一项与其前一项之比,前后次序不能颠倒.
(3)定义中的“同一个常数”是定义的核心之一,一定不能把“同”字省略.
【即学即练1】(2024·全国·高二课时练习)已知数列a,,,…是等比数列,则实数a的取值范围是( ).
A. B.或 C. D.且
知识点02等比数列的通项公式
若首项是a1,公比是q,则等比数列{an}的通项公式为an=a1qn-1(a1≠0,q≠0).
注:(1)已知首项a1和公比q,可以确定一个等比数列.
(2)在公式an=a1qn-1中,有an,a1,q,n四个量,已知其中任意三个量,可以求得第四个量,其中a1,q为两个基本量.
(3)对于等比数列{an},若q<0,则{an}中正负项间隔出现,如数列1,-2,4,-8,16,…;若q>0,则数列{an}各项同号.从而等比数列奇数项必同号;偶数项也同号.
【即学即练2】(2024·全国·高二课时练习)在等比数列中,公比为q.
(1)若,,求通项公式;
(2)若,,求q并写出通项公式;
(3)若,,,求项数n.
【即学即练3】(2024·陕西·渭南市三贤中学高二阶段练习(理))在各项均为负的等比数列中,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)是否为该数列的项?若是,为第几项?
【即学即练4】(2024·四川·德阳五中高二开学考试(文))已知在递减等比数列中,,,若,则( )
A.6 B.7 C.8 D.9
知识点03 等比中项
如果在a与b之间插入一个数G,使得a,G,b成等比数列,那么称G=±为a,b的等比中项.
注:(1)若G是a与b的等比中项,则=,所以G2=ab,G=±.
(2)等比中项与“任意两个实数a,b都有唯一的等差中项A=”不同,只有当a、b同号时a、b才有等比中项,并且有两个等比中项,分别是与-;当a,b异号时没有等比中项.
(3)在一个等比数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项.
【即学即练5】(2024·全国·高二课时练习)已知等比数列中的前三项为、、,则实数的值为______.
【即学即练6】(2024·北京平谷·高二期末)已知等比数列满足,则等于( )
A. B. C. D.
【即学即练7】(2024·全国·高二专题练习)在等比数列中,,则和的等比中项为________.
知识点04 等比数列的性质
(1) 在等比数列中,相隔等距离的项组成的数列是等比数列, 如:,,,,……;,,,,……;
注:若m,p,n成等差数列,则am,ap,an成等比数列.
(2)在等比数列中,对任意,,;
(3)在等比数列中,若,,,且,则,特殊地,时,则,是的等比中项. 也就是:,如图所示:.
注:(1)性质的推广:若m+n+p=x+y+z,有amanap=axayaz;
(2)该性质要求下标的和相等,且左右两侧项数相同;
(3)在有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项之积都相等,即a1·an=a2·an-1=….
(4)等比数列下标为奇数的项正负相同,下标为偶数的项正负相同;
(4)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.
(5)在等比数列{an}中按序号从小到大取出若干项:若k1,k2,k3,…,kn,…成等差数列,那么是等比数列.
(6)公比不为1的等比数列,其相邻两项的差也依次成等比数列,且公比不变,即,,,…成等比数列,且公比为.
(7)等比数列的单调性
当或时,为递增数列,当或时,为递减数列.