内容正文:
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4.3.2 等比数列前n项和的应用
练习
题型:等比数列前项和的实际应用
例3.一个热气球在第上升了的高度,在以后的每里,它上升的高度都是它在前上升高度的.这个热气球上升的高度能达到吗?
解:用表示热气球在第上升的高度.由题意,得:.
热气球在里上升的总高度为:
因此,数列是首项,公比的等比数列.
∴这个热气球上升的高度不能达到
练习
方法技巧:
解数列应用题的思路和方法
实际问题
实际结果
数学问题
数学结果
抽象
转化
回 答
反馈
数学 方法
练习
变3.某电扇厂去年实现利润300万元,计划在以后5年中每年比上一年利润增长10%.问从今年起第5年的利润是多少?这5年的总利润是多少?(结果精确到1万元)
解:根据题意,可知每年的利润组成一个首项,公比的等比数列.
∴从今年起第5年的利润为(万元).
这5年的总利润为:(万元).
例析
例10.如图,正方形的边长为,取正方形各边的中点,作第2个正方形,然后再取正方形各边的中点,作第3个正方形,依此方法一直继续下去.
(1)求从正方形开始,连续10个正方形的面积之和;
解:设正方形的面积为,后继正方形的面积依次为则
由于第个正方形的顶点分别是第个正方形各边的中点,所以
因此,是以25为首项,为公比的等比数列.
设的前项和为.
(1)
所以,前10个正方形的面积之和为 .
例析
(2)如果这个作图过程可以一直继续下去,那么所有这些正方形的面积之和将趋近于多少?
解(2):当无限增大时,无限趋近于所有正方形的面积和.而
随着的无限增大,将趋近于0,将趋近于50.
所以,所有这些正方形的面积之和将趋近于50.
等比数列的前n项和的数学文化问题
例析
例11.去年某地产生的生活垃圾为20万吨,其中14万吨垃圾以填埋方式处理,6万吨垃圾以环保方式处理.预计每年生活垃圾的总量递增5%,同时,通过环保方式处理的垃圾量每年增加1.5万吨.为了确定处理生活垃圾的预算,请你测算一下从今年起5年内通过填埋方式处理的垃圾总量(精确到0.1万吨).
解:设从今年起每年生活垃圾的总量(单位:万吨)构成数列,每年以环保方式处理的垃圾量(单位:万吨)构成数列,年内通过填埋方式处理的垃圾总量为(单位:万吨),则
当时,.
所以,从今年起5年内,通过填埋方式处理的垃圾总量约为万吨.
例析
例12.某牧场今年初生的存栏数为1200,预计以后每年存栏数的增长率为8%,且在每年年底卖出100头牛.设牧场从今年起每年年初的计划存栏数依次为,,,.
(1)写出一个递推公式,表示与之间的关系;
(2)将(1)中的递推公式表示成的形式,其中,为常数;
解(1):由题意,得,并且 ①
(2):将化成 ②
比较①②的系数,可得
解这个方程组,得
所以,(1)中的递推公式可以化为:
例析
例12.某牧场今年初生的存栏数为1200,预计以后每年存栏数的增长率为8%,且在每年年底卖出100头牛.设牧场从今年起每年年初的计划存栏数依次为,,,.
(3)求的值(精确到1).
(3)由(2)可知,数列是以-50为首项,1.08为公比的等比数列,则:
所以,
例2:明代数学家吴敬所著的《九章算术比类大全》中,有一道数学名题叫“宝塔装灯”,内容为“远望巍巍塔七层,红灯点点倍加增;共灯三百八十一,请问顶层几盏灯?”(“倍加增”指灯的数量从塔的顶层到底层按公比为2的等比数列递增),根据此诗,可以得出塔的顶层有( )
A.3盏灯
B.4盏灯 C.5盏灯
D.6盏灯
解:设每层灯的盏数为等比数列{an},首项a1为顶层灯的盏数,公比q=2,
所以S7= eq \f(a1(1-q7),1-q) =a1(27-1)=381,
解得a1=3,即顶层有3盏灯.故选A.
3. 已知数列的前项和为,若.
求证:数列是等比数列.
证明:方法一:由已知得,
两式相减得,即
因为
又,所以
所以数列是以为公比,为首项的等比数列.
4. 已知数列是等比数列,前项和为,且
(1)求的通项公式;
(2)若对任意的,是与的等差中项,求数列的前项和.
解:(1)设数列的公比为,由题意可知,或
又显然,
所以
4. 已知数列是等比数列,前项和为,且
(1)求的通项公式;
(2)若对任意的,是与的等差中项,求数列的前项和.
解:(2)由已知
所以,
所以是首项为,公差为的等差数列,即
设数列的前项和为,则
4. 已知数列是等比数列,前项和为,且
(1)求的通项公式;
(2)若对任意的,是与的等差中项,求数列的前项和.
解:(2)设数列的前项和为,则
方法一:
4. 已知数列是等比数列,前项和为,且
(1)求的通项公式;
(2)若对任意的,是与的等差中项,求数列的前项和.
解:(2)