内容正文:
4.3.2等比数列的前n项和公式5题型分类
一、等比数列的前n项和公式
若等比数列{}的首项为,公比为q,则等比数列{}的前n项和公式为
=.
二、等比数列前n项和公式与指数函数的关系
(1)当q=1时,=是关于n的正比例函数,点(n,)是直线y=x上的一群孤立的点.
(2)当q≠1时,=.记A=,则=+A是一个指数式与一个常数的和.当q>0且q≠1时,y=是指数函数,此时,点(n,)是指数型函数y=+A图象上的一群孤立的点.
三、等比数列前n项和的性质
已知等比数列{}的公比为q,前n项和为,则有如下性质:
(1).
(2)若(k)均不为0,则成等比数列,且公比为.
(3)若{}共有2n(n)项,则=q;
若{}共有(2n+1)(n)项,则=q.
(一)
等比数列基本量的求解
1.等比数列的通项公式:an=a1qn-1=amqn-m=qn.
2.等比数列的前n项和公式:==.
3.等比数列基本量的运算:在等比数列的通项公式和前n项和公式中,共涉及五个量:a1,an,n,q,Sn,做到“知三求二”.
题型1:等比数列前n项和基本量的求解
1-1.(2024高二上·山东青岛·期中)设是数列的前项和,,,,,则( )
A. B. C. D.
1-2.(2024高三上·陕西安康·阶段练习)已知数列是递增的等比数列,其前n项和为.若,,则( )
A. B. C.或 D.-3或
1-3.(2024高二下·广东深圳·期中)已知等比数列的前项和.
(1)求实数的值;
(2)若,求.
1-4.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列为等比数列,前n项和为.
(1)如果,,求;
(2)如果,,求q;
(3)如果,,求.
1-5.(2024高二·全国·随堂练习)求下列等比数列的前n项和.
(1),,;
(2),,;
(3),,;
(4),,.
1-6.(2024高二上·福建龙岩·阶段练习)设等比数列的前n项和为,若,则数列的公比的值为( )
A. B.1 C.或1 D.或1
(二)
等比数列前n项和的性质
等比数列前n项和的性质
已知等比数列{}的公比为q,前n项和为,则有如下性质:
(1).
(2)若(k)均不为0,则成等比数列,且公比为.
(3)若{}共有2n(n)项,则=q;
若{}共有(2n+1)(n)项,则=q.
题型2:等比数列片段和性质及应用
2-1.(2024高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列的前n项和为.若,则( )
A.13 B.16 C.9 D.12
2-2.(2024高三上·湖南长沙·阶段练习)设等比数列的前项和为,若,则( )
A.20 B.30 C.35 D.40
2-3.(2024高三上·云南昆明·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A.8 B.9 C.16 D.17
2-4.(2024高二下·湖北宜昌·期中)已知等比数列的前项和为,且,若,,则( )
A.27 B.45 C.65 D.73
2-5.(2024高二下·河南洛阳·阶段练习)设等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.3
题型3:等比数列奇、偶项和的性质及其应用
3-1.(2024高三上·全国·阶段练习)已知数列的前项和,则数列的前10项中所有奇数项之和与所有偶数项之和的比为( )
A. B.2 C. D.
3-2.(2024·安徽·模拟预测)已知项数为奇数的等比数列的首项为1,奇数项之和为21,偶数项之和为10,则这个等比数列的项数为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
3-3.(2024高二·全国·课后作业)已知等比数列的前项中,所有奇数项的和为,所有偶数项的和为,则的值为 .
3-4.(2024高二·全国·学业考试)已知一个项数为偶数的等比数列,所有项之和为所有偶数项之和的倍,前项之积为,则( )
A. B.
C. D.
3-5.(2024高一下·浙江·期中)已知一个等比数列首项为,项数是偶数,其奇数项之和为,偶数项之和为,则这个数列的项数为( )
A. B. C. D.
3-6.(2024高二·全国·课后作业)在等比数列中,若,且公比,则数列的前100项和为 .
题型4:等比数列前n项和的其他性质
4-1.(2024·上海·模拟预测)已知等比数列的前项和为,前项积为,则下列选项判断正确的是( )
A.若,则数列是递增数列
B.若,则数列是递增数列
C.若数列是递增数列,则
D.若数列是递增数列,则
4-2.(2024·上海浦东新·三模)设等比数列的前项和为,设甲:,乙:是严格增数列,则甲是乙的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件 C.充要条件D.既非充分又非必要条件
4-3.(2024·江西赣州·一模)若等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,并且,则下列正确的是( )
A. B.
C.的最大值为 D.的最大值为
(三)
等差数列与等比数列的综合应用
1.等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d=am+(n-m)d.
等差数列的前n项和公式:Sn=na1+=.
2.等比数列的通项公式:an=a1qn-1=amqn-m=qn.
等比数列的前n项和公式:==.
3.根据具体条件,借助等差、等比数列的通项公式、性质、求和公式等进行转化求解即可.
题型5:等差数列与等比数列的综合应用
5-1.(2024高二上·安徽马鞍山·期末)等比数列的前项和为,已知,且与的等差中项为,则( )
A.29 B.31 C.33 D.36
5-2.(2024高二下·湖北·期中)已知数列是单调递增的等差数列,数列为等比数列,且是和的等差中项,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若为数列的前项和,求证:.
5-3.(2024·陕西西安·模拟预测)已知公比大于1的等比数列满足:,且是和的等差中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求的前项和.
5-4.(2024高二下·安徽芜湖·阶段练习)已知数列为等比数列,是它的前项和,若,且与的等差中项为,则( )
A.35 B.33 C.31 D.30
一、单选题
1.(2024高二·全国·课后作业)若,则的值为( )
A. B. C. D.
2.(2024高二下·北京·期中)大衍数列,来源于中国古代著作《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.其前项依次是、、、、、、、、、.其通项公式为如果把这个数列排成如下图形状,并记表示第m行中从左向右第n个数,则的值为( )
A.1984 B.2048 C.5724 D.5832
3.(2024高二下·北京·期末)已知数列是递增的等比数列,且,,则数列的前n项和为( )
A. B.
C. D.
4.(2024高三上·广东湛江·阶段练习)设为公比为的等比数列的前项和,且,则( )
A. B.2 C.或 D.或2
5.(2024·山东青岛·一模)云冈石窟,古称为武州山大石窟寺,是世界文化遗产.若某一石窟的某处“浮雕像”共7层,每一层的“浮雕像”个数是其下一层的2倍,共有1016个“浮雕像”,这些“浮雕像”构成一幅优美的图案,若从最下层往上每一层的“浮雕像”的个数构成一个数列,则的值为( )
A.8 B.10 C.12 D.16
6.(2024高三上·天津·期中)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其大意为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则该人第一天走的路程为( )
A.228里 B.192里 C.126里 D.63里
7.(2024·全国·模拟预测)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A. B. C. D.
8.(2024高三下·海南海口·期中)在等比数列中,,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
9.(2024高二下·安徽滁州·期末)某书院数科考试中有这样一道题:那年春,夫子游桃山,一路摘花饮酒而行,始切一斤桃花,饮一壶酒,复切一斤桃花,又饮一壶酒,后夫子惜酒故再切一斤桃花,只饮半壶酒,再切一斤桃花,饮半半壶酒,如是而行,终夫子切六斤桃花而醉卧桃山问:夫子切了六斤桃花一共饮了几壶酒( )
A. B. C. D.
10.(2024·广东揭阳·模拟预测)在《增减算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关”.其大意是:有人要去某关口,路程为里,第一天健步行走,从第二天起由于脚痛,每天走的路程都为前一天的一半,一共走了六天,才到目的地.则此人后天共走的里程数为( )
A. B. C. D.
11.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知数列{}满足:则( )
A. B.
C. D.
12.(2024高三上·四川绵阳·阶段练习)已知等比数列的前项和(为常数),则的值为( )
A. B. C.-1 D.1
13.(2024高二下·北京·期中)在数列中,它的前项和为(为常数),若是以为公比的等比数列,则( )
A.0 B.1 C.3 D.4
14.(2024高二·全国·课后作业)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,,则下列结论错误的是( )
A. B.
C.的最大值为 D.的最大值为
15.(2024高二上·重庆巫山·期末)下列说法正确的是( )
A.若数列的公差,则数列是递减数列
B.若数列的前项和,则数列为等比数列
C.若数列的前项和(为常数),则数列一定为等差数列
D.数列是等比数列,为前项和,则仍为等比数列;
16.(2024高二下·辽宁辽阳·期末)某公司开发新项目,今年用于该新项目的投入为10万元,计划以后每年用于该新项目的投入都会在上一年的基础上增加,若该公司计划对该项目的总投入不超过250万元,则按计划最多能连续投入的时间为( )(参考数据:)
A.9年 B.10年 C.11年 D.12年
17.(2024高二上·河南·阶段练习)已知等比数列共有32项,其公比,且奇数项之和比偶数项之和少60,则数列的所有项之和是( )
A.30 B.60 C.90 D.120
18.(2024高二下·辽宁大连·期末)中国古代著作《张丘建算经》有这样一个问题:“今有马行转迟,次日减半疾.七日行七百里”,意思是说有一匹马行走的速度逐渐减慢.每天行走的里程是前一天的一半,七天一共行走了700里路,则该马第六天走的里程数约为( )
A.5.51 B.11.02 C.22.05 D.44.09
19.(2024高二上·全国·单元测试)已知一个等比数列的项数是是偶数,其奇数项之和1011,偶数项之和为2022,则这个数列的公比为( ).
A.8 B. C.4 D.2
20.(2024高二上·江苏扬州·期中)在我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍.已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少尺?”该女子第一天织布的尺数是( )
A. B. C. D.
21.(2024·甘肃金昌·模拟预测)设为数列的前项和,若,,则下列各选项在正确的是( )
A. B.
C. D.
22.(2024·新疆喀什·模拟预测)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A.3 B.6 C.9 D.18
23.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)各项均为正数的等比数列的前项和为,若,则( )
A.80 B.30 C.26 D.16
24.(2024高三上·辽宁·开学考试)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
25.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)在正项等比数列中,为其前n项和,若,,则( )
A.786 B.240 C.486 D.726
26.(2024高二上·宁夏银川·阶段练习)设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=8,S6=7,则S9等于( )
A. B.- C. D.
27.(2024·四川·模拟预测)设为等比数列的前项和,且,则( )
A. B. C.或 D.或
28.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·期中)等比数列的前5项的和,前10项的和,则它的前15项的和=( )
A.160 B.210 C.640 D.850
29.(2024高二上·江苏苏州·开学考试)“内卷”作为高强度的竞争使人精疲力竭.数学中的螺旋线可以形象的展示“内卷”这个词,螺旋线这个名词来源于希腊文,它的原意是“旋卷”或“缠卷”,平面螺旋便是以一个固定点开始向外逐圈旋绕而形成的曲线,如图(1)所示.如图(2)所示阴影部分也是一个美丽的螺旋线型的图案,它的画法是这样的:正方形的边长为4,取正方形各边的四等分点,,,,作第2个正方形,然后再取正方形各边的四等分点,,,,作第3个正方形,依此方法一直继续下去,就可以得到阴影部分的图案.设正方形边长为,后续各正方形边长依次为,,…,,…;如图(2)阴影部分,设直角三角形面积为,后续各直角三角形面积依次为,,…,,….下列说法错误的是( )
A.从正方形开始,连续3个正方形的面积之和为
B.
C.使得不等式成立的的最大值为4
D.数列的前项和
30.(2024高三上·山东·开学考试)已知正项等比数列的前项和为,且满足,设,将数列中的整数项组成新的数列,则( )
A.4048 B.2023 C.2022 D.4046
31.(2024高三上·上海黄浦·阶段练习)已知为等比数列,的前项和为,前项积为,则下列选项中正确的是( )
A.若,则数列单调递增
B.若,则数列单调递增
C.若数列单调递增,则
D.若数列单调递增,则
32.(2024高二下·河南郑州·期中)数列,其前项和为,若不等式对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
33.(2024高二下·湖南·期末)南宋数学家杨辉在《详解九章算术》中提出了高阶等差数列的问题,即一个数列本身不是等差数列,但从数列中的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列(则称数列为一阶等差数列),或者仍旧不是等差数列,但从数列中的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列(则称数列为二阶等差数列),依次类推,可以得到高阶等差数列.类比高阶等差数列的定义,我们亦可定义高阶等比数列,设数列:1,1,3,27,729…是一阶等比数列,则的值为(参考公式:)( )
A.60 B.120 C.240 D.480
34.(2024高三上·全国·专题练习)设等比数列 的公比为 ,其前 项和为 ,前 项积为 ,并满足条件 , ,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. 是数列中的最大值 D.数列无最大值
35.(2024高三·全国·专题练习)设等比数列的公比为q,前n项和为,前n项积为,并满足条件,,则下列结论中不正确的有( )
A.q>1
B.
C.
D.是数列中的最大项
36.(2024高三上·江西·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
37.(2024高二上·上海杨浦·阶段练习)我国古代数学典籍《九章算术》第七章“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚五尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢?”描述的问题是:有五尺厚的墙,两只老鼠从墙的两边相对分别打洞穿墙,大、小鼠第一天都进一尺,以后每天,大鼠加倍,小鼠减半,则( )天后两鼠相遇.
A.1 B.2 C.3 D.4
38.(2024高二上·重庆·期中)已知等比数列有项,,所有奇数项的和为85,所有偶数项的和为42,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
39.(2024高三上·陕西宝鸡·阶段练习)已知等比数列中,,,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
40.(2024·山西·二模)已知等比数列的前项和,满足,则( )
A.16 B.32 C.81 D.243
41.(2024高三下·江西·开学考试)设等比数列的前项和为,若,则等于( )
A. B. C. D.
42.(2024·贵州·模拟预测)在数列中,,,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
43.(2024高二下·安徽宣城·期末)等比数列的各项均为实数,其前项和为,已知,则( )
A.4 B.16 C.32 D.64
二、多选题
44.(2024高三上·山东·开学考试)等差数列的公差为,前项和为;等比数列的各项均为正数,公比为,前项和为,下列说法正确的是( )
A.是等比数列,公比为
B.是等差数列,公差为
C.若,则,,成等差数列,公差是
D.若,则,,成等比数列,公比是
45.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知等比数列的前n项和为,若,,则数列的公比可能是( )
A. B. C. D.
46.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)已知为等比数列,是其前项和.若与的等差中项为20,则( )
A. B.公比
C. D.
47.(2024高二下·贵州黔东南·期末)已知等比数列的首项为1,公比为,前项和为,若,则可能是( )
A. B. C. D.
三、填空题
48.(2024高二下·江西萍乡·期中)已知等比数列的前项和为,若,则 .
49.(2024高三上·湖北·阶段练习)在等比数列中,,则 .
50.(2024高三上·湖北黄冈·期中)公比为2的等比数列的前项和为,若,则 .
51.(2024高三上·四川·阶段练习)在数列中,,若成等差数列,成等比数列,则 .
52.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前n项和为,且满足,,则的最大值与最小值之和为 .
53.(2024高二上·河北衡水·阶段练习)已知是等比数列的前项和,且,,则 .
54.(2024高二下·湖北·期中)已知数列的前n项和为,前n项积为,若,当取最小值时, .
55.(2024高二上·江苏盐城·期中)已知是正项等比数列的前项和,,则的最小值为 .
56.(2024高二上·江苏盐城·期中)两个等比数列,的前n项和分别为和,已知,则 .
四、解答题
57.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)在等比数列{an}中,
(1)已知,求前4项和;
(2)已知公比,前5项和,求.
58.(2024高二上·海南省直辖县级单位·期末)设是公差不为0的等差数列,,成等比数列.
(1)求的通项公式:
(2)设,求数列的前项和.
59.(2024高三上·广东江门·阶段练习)已知数列是以3为首项,公差不为0的等差数列,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
60.(2024高三上·全国·阶段练习)已知等差数列公差为2,且,,恰为等比数列的前三项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求的前n项和.
61.(2024高三上·贵州黔西·阶段练习)已知数列的首项为,且满足.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若,求满足条件的最大整数.
62.(2024高二下·河南周口·阶段练习)已知数列满足:.
(1)证明:是等比数列;
(2)求数列的前项和.
63.(2024高二·全国·课堂例题)已知数列是等比数列.
(1)若,,求;
(2)若,,,求;
(3)若,,,求n.
64.(2024高三上·安徽·阶段练习)教育储蓄是指个人按国家有关规定在指定银行开户、存入规定数额资金、用于教育目的的专项储蓄,是一种专门为学生支付非义务教育所需教育金的专项储蓄,储蓄存款享受免征利息税的政策.若你的父母在你12岁生日当天向你的银行教育储蓄账户存入2000元,并且每年在你生日当天存入2000元,连续存6年,在你十八岁生日当天一次性取出,假设教育储蓄存款的年利率为10%.
(1)在你十八岁生日当天时,一次性取出的金额总数为多少?(参考数据:)
(2)高考毕业,为了增加自己的教育储蓄,你利用暑假到一家商场勤工俭学,该商场向你提供了三种付酬方案:
第一种,每天支付38元;
第二种,第1天付4元,从第2天起,每一天比前一天都多付4元;
第三种,第1天付0.4元,以后每一天比前一天翻一番(即增加1倍).
你会选择哪种方式领取报酬?
65.(2024高三上·天津红桥·阶段练习)已知为等差数列,为等比数列,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
(3)设,求数列的前项和.
(4)记的前项和为,求证:;
66.(2024高二上·上海虹口·阶段练习)已知数列的前n项和为,且对任意正整数n都有.
(1)求数列的通项公式;
(2)若(n为正整数),求数列的前n项和;
(3)若(n为正整数),且不等式对任意正整数n都成立,求实数t的取值范围.
67.(2024高三上·北京·阶段练习)已知公差为正数的等差数列满足成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若分别是等比数列的第1项和第2项,求使数列的前项和的最大正整数.
68.(2024高一下·上海浦东新·期末)(1)《孙子算经》是我国南北朝时期的数学著作.在《孙子算经》中有“物不知数”问题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”意思是一个整数除以三余二、除以五余三、除以七余二,求这个整数.设这个整数为,当时,试求符合条件的的个数.
(2)《九章算术》叙述了一个老鼠打洞的趣事:“今有垣厚十尺,两鼠对穿,大鼠“壮壮”日二尺,小鼠'果果'亦二尺.大鼠·壮壮'日自三分之二,小鼠‘果果'日自半.问:何日相逢?各穿几何?”意思就是说,有一堵十尺厚的墙,两只老鼠从两边向中间打洞,大老鼠“壮壮”第一天打二尺,小老鼠“果果”也是二尺.大老鼠“壮壮”每天的打洞进度是前一天的倍,小老鼠“果果”每天的进度是前一天的倍.问第300天结束时,两只老鼠“壮壮”与“果果”是否能喜相逢?请说明理由.
69.(2024高三上·北京·阶段练习)已知等差数列中,,公差;等比数列中,,是和的等差中项,是和的等差中项.
(1)求数列,的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)记比较与的大小.
70.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)已知各项均为正数的数列,满足:,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
71.(2024高三上·安徽合肥·阶段练习)在等差数列中,,,数列的前项和为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
72.(2024高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列的前项和为且成等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
73.(2024高二下·新疆乌鲁木齐·期中)已知等差数列满足,,公比不为的等比数列满足,.
(1)求与的通项公式;
(2)设,求的前项和.
74.(2024高二下·吉林长春·期中)已知等比数列中,,
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
75.(2024·河南信阳·模拟预测)已知数列满足,且为等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求满足的最大整数.
76.(2024高二·江苏·课后作业)在等比数列中,,,求的值.
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4.3.2等比数列的前n项和公式5题型分类
一、等比数列的前n项和公式
若等比数列{}的首项为,公比为q,则等比数列{}的前n项和公式为
=.
二、等比数列前n项和公式与指数函数的关系
(1)当q=1时,=是关于n的正比例函数,点(n,)是直线y=x上的一群孤立的点.
(2)当q≠1时,=.记A=,则=+A是一个指数式与一个常数的和.当q>0且q≠1时,y=是指数函数,此时,点(n,)是指数型函数y=+A图象上的一群孤立的点.
三、等比数列前n项和的性质
已知等比数列{}的公比为q,前n项和为,则有如下性质:
(1).
(2)若(k)均不为0,则成等比数列,且公比为.
(3)若{}共有2n(n)项,则=q;
若{}共有(2n+1)(n)项,则=q.
(一)
等比数列基本量的求解
1.等比数列的通项公式:an=a1qn-1=amqn-m=qn.
2.等比数列的前n项和公式:==.
3.等比数列基本量的运算:在等比数列的通项公式和前n项和公式中,共涉及五个量:a1,an,n,q,Sn,做到“知三求二”.
题型1:等比数列前n项和基本量的求解
1-1.(2024高二上·山东青岛·期中)设是数列的前项和,,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用对数的运算性质可推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,再利用等比数列求和公式可求得的值.
【详解】因为是数列的前项和,,,
所以,,所以,数列为等比数列,且其首项为,公比为,
则,解得.
故选:A.
1-2.(2024高三上·陕西安康·阶段练习)已知数列是递增的等比数列,其前n项和为.若,,则( )
A. B. C.或 D.-3或
【答案】B
【分析】利用等比数列通项公式和求和公式进行基本量的计算即可.
【详解】设等比数列的公比为,则,
解得:或(舍去),所以,所以.
故选:B.
1-3.(2024高二下·广东深圳·期中)已知等比数列的前项和.
(1)求实数的值;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据给定的前n项和,求出数列的通项,即可计算作答;
(2)由(1)将代入计算可得.
【详解】(1)由,
当时,,
又,因为数列是等比数列,
所以满足,
,即,
(2)由(1),,
,
,解得.
1-4.(2024高二上·全国·课后作业)已知数列为等比数列,前n项和为.
(1)如果,,求;
(2)如果,,求q;
(3)如果,,求.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)(2)(3)根据等比数列求和公式计算可得;
【详解】(1)等比数列中,,,
,解得.
(2)在等比数列中,
,,显然公比,
,整理得,
解得或.
(3)因为,,所以公比,
所以,,
所以,即,所以,
所以,则.
1-5.(2024高二·全国·随堂练习)求下列等比数列的前n项和.
(1),,;
(2),,;
(3),,;
(4),,.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)378
【分析】根据等比数列的求和公式即可代入求解.
【详解】(1)由,,得
(2)由,,得
(3)由,,得
(4)由,,得
1-6.(2024高二上·福建龙岩·阶段练习)设等比数列的前n项和为,若,则数列的公比的值为( )
A. B.1 C.或1 D.或1
【答案】D
【分析】
根据等比数列的通项公式及前n项和公式运算求解,注意讨论公比是否为1.
【详解】当时,,符合题意;
当时,则,所以,
即,即,解得;
综上所述:或,即数列的公比的值为或1.
故选:D.
(二)
等比数列前n项和的性质
等比数列前n项和的性质
已知等比数列{}的公比为q,前n项和为,则有如下性质:
(1).
(2)若(k)均不为0,则成等比数列,且公比为.
(3)若{}共有2n(n)项,则=q;
若{}共有(2n+1)(n)项,则=q.
题型2:等比数列片段和性质及应用
2-1.(2024高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列的前n项和为.若,则( )
A.13 B.16 C.9 D.12
【答案】A
【分析】根据等比数列的性质,可得仍成等比数列,得到,即可求解.
【详解】设,则,
因为为等比数列,根据等比数列的性质,
可得仍成等比数列.
因为,所以,
所以,故.
故选:A
2-2.(2024高三上·湖南长沙·阶段练习)设等比数列的前项和为,若,则( )
A.20 B.30 C.35 D.40
【答案】B
【分析】根据等比数列前项和的性质列方程求解
【详解】由等比数列的前项和的性质可得:也成等比数列,
,得,
解得.
故选:B.
2-3.(2024高三上·云南昆明·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A.8 B.9 C.16 D.17
【答案】A
【分析】利用等比数列前项和的性质计算即可.
【详解】设,则,
因为为等比数列,所以仍成等比数列.
易知,
所以,故.
故选:A.
2-4.(2024高二下·湖北宜昌·期中)已知等比数列的前项和为,且,若,,则( )
A.27 B.45 C.65 D.73
【答案】C
【分析】根据等比数列前项和的性质可得,,,成等比数列,然后根据等比中项的性质,代入数据求出,进而即可求出答案.
【详解】由等比数列前项和的性质可得,,,成等比数列,
所以有,即,
整理可得,解得(舍)或.
又因为,
所以有,解得.
故选:C.
2-5.(2024高二下·河南洛阳·阶段练习)设等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】根据等比数列的求和公式或者等比数列的性质解析即可;
【详解】法一:设等比数列的公比为,若,则,所以;
由,得,即,所以,
解得,则.
故选:C.
法二:设等比数列的公比为,若,则,所以;
由等比数列的性质知成等比数列,其公比为,设,显然,则,,
所以,所以.
故选:C.
题型3:等比数列奇、偶项和的性质及其应用
3-1.(2024高三上·全国·阶段练习)已知数列的前项和,则数列的前10项中所有奇数项之和与所有偶数项之和的比为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】由和等比数列的前n项和可得答案.
【详解】当时,,又,
即前10项分别为,
所以数列的前10项中,,所以,
故选:C.
3-2.(2024·安徽·模拟预测)已知项数为奇数的等比数列的首项为1,奇数项之和为21,偶数项之和为10,则这个等比数列的项数为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
【答案】A
【分析】根据题意,设,由等比数列的前项和公式可得的值,进而求得结论.
【详解】根据题意,数列为等比数列,设,
又由数列的奇数项之和为21,偶数项之和为10,则,
故;
故选:
【点评】本题考查等比数列的求和,关键是求出等比数列的公比,属于基础题.
3-3.(2024高二·全国·课后作业)已知等比数列的前项中,所有奇数项的和为,所有偶数项的和为,则的值为 .
【答案】
【分析】设等比数列的公比为,根据已知条件求出的值,结合等比数列求和公式求出的值,进而可求得的值.
【详解】设等比数列的公比为,设等比数列的前项中,设所有奇数项的和为,所有偶数项的和为,
则,
所以,,
又,则,
因此,.
故答案为:.
3-4.(2024高二·全国·学业考试)已知一个项数为偶数的等比数列,所有项之和为所有偶数项之和的倍,前项之积为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出等比数列的公比,结合等比中项的性质求出,即可求得的值.
【详解】由题意可得所有项之和是所有偶数项之和的倍,所以,,故
设等比数列的公比为,设该等比数列共有项,
则,所以,,
因为,可得,因此,.
故选:C.
3-5.(2024高一下·浙江·期中)已知一个等比数列首项为,项数是偶数,其奇数项之和为,偶数项之和为,则这个数列的项数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设这个等比数列共有项,公比为,利用偶数项之和与奇数项之和的比值求得的值,再利用等比数列的求和公式可求得的值,由此可得出该数列的项数.
【详解】设这个等比数列共有项,公比为,
则奇数项之和为,
偶数项之和为,
,
等比数列的所有项之和为,则,
解得,因此,这个等比数列的项数为.
故选:C.
【点睛】本题考查等比数列的求和公式求项数,同时也涉及了等比数列奇数项和偶数项之和的性质的应用,考查计算能力,属于中等题.
3-6.(2024高二·全国·课后作业)在等比数列中,若,且公比,则数列的前100项和为 .
【答案】450
【分析】利用等比数列的前100项中的所有偶数项和与所有奇数项和的关系即可计算得解.
【详解】在等比数列中,公比,则有,
而,于是得,
所以数列的前100项和.
故答案为:450
题型4:等比数列前n项和的其他性质
4-1.(2024·上海·模拟预测)已知等比数列的前项和为,前项积为,则下列选项判断正确的是( )
A.若,则数列是递增数列
B.若,则数列是递增数列
C.若数列是递增数列,则
D.若数列是递增数列,则
【答案】D
【分析】
根据题意,结合等比数列的性质和特例,以及等比数列的单调性和前项和公式,可判定A、B、C都不正确;由数列是递增数列,得到和,可判定D正确.
【详解】
对于A中,如果数列,公比为,满足,但是等比数列不是递增数列,所以A不正确;
对于B中,如果数列,公比为,满足,但是等比数列不是递增数列,所以B不正确;
对于C中,如果数列,公比为,可得,数列是递增数列,但是,所以C不正确;
对于D中,数列是递增数列,可知,可得,所以,可得正确,所以D正确;
故选:D.
4-2.(2024·上海浦东新·三模)设等比数列的前项和为,设甲:,乙:是严格增数列,则甲是乙的( )
A.充分非必要条件B.必要非充分条件 C.充要条件D.既非充分又非必要条件
【答案】D
【分析】举出反例得到充分性和必要性均不成立.
【详解】不妨设,则,满足,
但是严格减数列,充分性不成立,
当时,是严格增数列,但,必要性不成立,
故甲是乙的既非充分又非必要条件.
故选:D
4-3.(2024·江西赣州·一模)若等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,并且,则下列正确的是( )
A. B.
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】D
【分析】根据等比数列定义以及可得且,即AB均错误,再由等比数列前项和的函数性质可知无最大值,由前项积定义解不等式可知的最大值为.
【详解】由可知公比,所以A错误;
又,且可得,即B错误;
由等比数列前项和公式可知,由指数函数性质可得为单调递增,
即无最大值,所以C错误;
设为数列前项积的最大值,则需满足,可得,
又可得,即的最大值为,所以D正确.
故选:D
(三)
等差数列与等比数列的综合应用
1.等差数列的通项公式:an=a1+(n-1)d=am+(n-m)d.
等差数列的前n项和公式:Sn=na1+=.
2.等比数列的通项公式:an=a1qn-1=amqn-m=qn.
等比数列的前n项和公式:==.
3.根据具体条件,借助等差、等比数列的通项公式、性质、求和公式等进行转化求解即可.
题型5:等差数列与等比数列的综合应用
5-1.(2024高二上·安徽马鞍山·期末)等比数列的前项和为,已知,且与的等差中项为,则( )
A.29 B.31 C.33 D.36
【答案】B
【分析】由已知,结合等比数列性质求出,进而求出及公比,再求出.
【详解】令等比数列的公比为,,解得,
由与的等差中项为,得,解得,则,,
因此,所以.
故选:B
5-2.(2024高二下·湖北·期中)已知数列是单调递增的等差数列,数列为等比数列,且是和的等差中项,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若为数列的前项和,求证:.
【答案】(1),.
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意设出公差以及公比,求出以及,利用通项公式即可;
(2)利用错位相减法求得,显然小于3,根据单调性得大于等于1,即可.
【详解】(1)设数列的公差为,数列的公比为,
由已知可得,
消去得:,解得或,
因为等差数列单调递增,所以,
于是,,
,.
(2)由得:
,①
,②
①②得:
,
于是,
又单调递增.
综上所述:.
5-3.(2024·陕西西安·模拟预测)已知公比大于1的等比数列满足:,且是和的等差中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求的前项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)设等比数列的公比为q,由求解;
(2)由(1)得到,利用错位相减法求得.
【详解】(1)设等比数列的公比为,
因为是和的等差中项,
所以,又,
代入得,即,
所以,即,
解得或,
又因为数列是的等比数列,
所以.
(2)由(1)知,
①,
②,
得,
.
5-4.(2024高二下·安徽芜湖·阶段练习)已知数列为等比数列,是它的前项和,若,且与的等差中项为,则( )
A.35 B.33 C.31 D.30
【答案】D
【分析】设等比数列的公比为,运用等比数列的通项公式和等差中项的性质,解方程可得首项和公比,运用等比数列的求和公式即可.
【详解】设等比数列的公比为,
,,
,,
与的等差中项为,
,即,
解得,
,
由,可得,
.
故选:D.
一、单选题
1.(2024高二·全国·课后作业)若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由表达式可知利用等比数列求和公式计算即可.
【详解】由可知,
该表达式是一个以首项为1,公比为3的等比数列,共有项
故,
故选:C.
2.(2024高二下·北京·期中)大衍数列,来源于中国古代著作《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.其前项依次是、、、、、、、、、.其通项公式为如果把这个数列排成如下图形状,并记表示第m行中从左向右第n个数,则的值为( )
A.1984 B.2048 C.5724 D.5832
【答案】D
【分析】首先根据题意得到表示数列的第108项,再计算其数值即可.
【详解】由题意:前10行共有,
表示数列的第108项.
所以.
故选:D
3.(2024高二下·北京·期末)已知数列是递增的等比数列,且,,则数列的前n项和为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题可得,进而可得,然后利用求和公式即得.
【详解】设数列的公比为,
由题意可得:,
又数列是递增的等比数列,
所以,
所以,
所以数列的前项和为.
故选:A.
4.(2024高三上·广东湛江·阶段练习)设为公比为的等比数列的前项和,且,则( )
A. B.2 C.或 D.或2
【答案】D
【分析】利用等比数列的性质得到,求出公比.
【详解】由题意得:,因为,所以,
所以,解得或.
故选:D
5.(2024·山东青岛·一模)云冈石窟,古称为武州山大石窟寺,是世界文化遗产.若某一石窟的某处“浮雕像”共7层,每一层的“浮雕像”个数是其下一层的2倍,共有1016个“浮雕像”,这些“浮雕像”构成一幅优美的图案,若从最下层往上每一层的“浮雕像”的个数构成一个数列,则的值为( )
A.8 B.10 C.12 D.16
【答案】C
【分析】
推导出是以2为公比的等比数列,且,解得,由此能求出的值.
【详解】
从最下层往上“浮雕像”的数量构成一个数列,
则是以2为公比的等比数列,
,,解得,
所以,
.
故选:C.
6.(2024高三上·天津·期中)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其大意为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则该人第一天走的路程为( )
A.228里 B.192里 C.126里 D.63里
【答案】B
【分析】应用等比数列的求和公式可得答案.
【详解】由题意得,该人所走路程构成以为公比的等比数列,令该数列为,其前项和为,
则有,解得,
故选:B.
7.(2024·全国·模拟预测)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据等比数列的性质列式,由此求得.
【详解】由于是等比数列,所以也成等比数列,
其中,所以,
所以.
故选:A
8.(2024高三下·海南海口·期中)在等比数列中,,,则( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【答案】C
【分析】设公比为,依题意即可求出,然后根据等比数列的定义即可求解结论.
【详解】设公比为 , 由 ,
可得: ,
解得 ,
,
故选:C.
9.(2024高二下·安徽滁州·期末)某书院数科考试中有这样一道题:那年春,夫子游桃山,一路摘花饮酒而行,始切一斤桃花,饮一壶酒,复切一斤桃花,又饮一壶酒,后夫子惜酒故再切一斤桃花,只饮半壶酒,再切一斤桃花,饮半半壶酒,如是而行,终夫子切六斤桃花而醉卧桃山问:夫子切了六斤桃花一共饮了几壶酒( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意得到数列前项都是,从第二项开始,构成以公比为的等比数列求解.
【详解】解:由题意可知,数列前项都是,从第二项开始,构成以公比为的等比数列,
所以前项和为:,
.
故选:B.
10.(2024·广东揭阳·模拟预测)在《增减算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关”.其大意是:有人要去某关口,路程为里,第一天健步行走,从第二天起由于脚痛,每天走的路程都为前一天的一半,一共走了六天,才到目的地.则此人后天共走的里程数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设第天走里,其中,由题意可知,数列是公比为的等比数列,利用等比数列的求和公式求出的值,然后利用等比数列的求和公式可求得此人后天共走的里程数.
【详解】设第天走里,其中,由题意可知,数列是公比为的等比数列,
所以,,解得,
所以,此人后三天所走的里程数为.
故选:D.
11.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知数列{}满足:则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】
根据的关系可推导出为等比数列,进而可得.
【详解】由题意,,即,又,
故是以1为首项,2为公比的等比数列,
故,故.
故选:B
12.(2024高三上·四川绵阳·阶段练习)已知等比数列的前项和(为常数),则的值为( )
A. B. C.-1 D.1
【答案】C
【分析】
根据等比数列的前项和求出,确定的值,即可求得答案.
【详解】由题意等比数列的前项和,
则时,,
当时,,
因为是等比数列,故必适合上式,
故,
故选:C
13.(2024高二下·北京·期中)在数列中,它的前项和为(为常数),若是以为公比的等比数列,则( )
A.0 B.1 C.3 D.4
【答案】B
【分析】
根据等比数列的性质即可求解.
【详解】是以为公比的等比数列,
所以,
所以公比进而,
所以,
故选:B
14.(2024高二·全国·课后作业)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,,则下列结论错误的是( )
A. B.
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】C
【分析】讨论与不成立可判断A;利用等比数列的下标和性质可判断B;根据单调递增可判断C;根据的取值可判断D.
【详解】若,则,,所以,与矛盾;
若,则因为,所以,,则,与矛盾,
因此,所以A正确.
因为,所以,因此,即B正确.
因为,所以单调递增,即的最大值不为,C错误.
因为当时,,当时,,
所以的最大值为,即D正确.
故选:C
15.(2024高二上·重庆巫山·期末)下列说法正确的是( )
A.若数列的公差,则数列是递减数列
B.若数列的前项和,则数列为等比数列
C.若数列的前项和(为常数),则数列一定为等差数列
D.数列是等比数列,为前项和,则仍为等比数列;
【答案】A
【分析】
根据等差数列等比数列的性质,逐个验证选项中的结论.
【详解】若数列的公差,即,所以数列是递减数列,A选项正确;
若数列的前项和,则,当时,,此时有,但,所以数列不是等比数列,B选项错误;
若数列的前项和(为常数),则,当时,,此时有,但,当时,,所以数列不一定为等差数列,C选项错误;
数列是等比数列,为前项和,当公比, 为偶数时,则均为0,不为等比数列,D选项错误.
故选:A
16.(2024高二下·辽宁辽阳·期末)某公司开发新项目,今年用于该新项目的投入为10万元,计划以后每年用于该新项目的投入都会在上一年的基础上增加,若该公司计划对该项目的总投入不超过250万元,则按计划最多能连续投入的时间为( )(参考数据:)
A.9年 B.10年 C.11年 D.12年
【答案】A
【分析】
根据题意,设该公司第年用于该新项目的投入为万元,则可得为等比数列,代入计算,即可得到结果.
【详解】
设该公司第年用于该新项目的投入为万元,则是首项为10,公比为的等比数列,
从而,即,即,即.
因为,所以的最大值是9.
故选:A
17.(2024高二上·河南·阶段练习)已知等比数列共有32项,其公比,且奇数项之和比偶数项之和少60,则数列的所有项之和是( )
A.30 B.60 C.90 D.120
【答案】D
【解析】设等比数列的奇数项之和为,偶数项之和为则,,则可求出,值,从而得出答案.
【详解】设等比数列的奇数项之和为,偶数项之和为
则,
又,则,解得,
故数列的所有项之和是.
故选:D
18.(2024高二下·辽宁大连·期末)中国古代著作《张丘建算经》有这样一个问题:“今有马行转迟,次日减半疾.七日行七百里”,意思是说有一匹马行走的速度逐渐减慢.每天行走的里程是前一天的一半,七天一共行走了700里路,则该马第六天走的里程数约为( )
A.5.51 B.11.02 C.22.05 D.44.09
【答案】B
【分析】根据题意,得到数列是公比为的等比数列,利用等比数列的求和公式,求得首项,进而求得该马第六天行走的里程数为的值,即可求解.
【详解】设该马第天行走的里程数为,
由题意可知,数列是公比为的等比数列,
所以,该马七天所走的路程为,解得,
所以,该马第六天行走的里程数为.
故选:B.
19.(2024高二上·全国·单元测试)已知一个等比数列的项数是是偶数,其奇数项之和1011,偶数项之和为2022,则这个数列的公比为( ).
A.8 B. C.4 D.2
【答案】D
【分析】设该等比数列为,其项数为项,公比为,利用等比数列的求和公式表示出奇数项之和与偶数项之和,两式相除即可求解.
【详解】设该等比数列为,其项数为项,公比为,
由题意易知,
设奇数项之和为,偶数项之和为,
易知奇数项组成的数列是首项为,公比为的等比数列,
偶数项组成的数列是首项为,公比为的等比数列,
则,,
所以,即.
所以这个数列的公比为2.
故选:D.
20.(2024高二上·江苏扬州·期中)在我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍.已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少尺?”该女子第一天织布的尺数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
依题意利用等比数列前项和公式计算即可得出.
【详解】根据题意可知该女子每天分别织布的尺数成等比数列,且公比为,
设该女子第一天织布的尺数是,
由等比数列前项和公式可知,解得.
故选:B
21.(2024·甘肃金昌·模拟预测)设为数列的前项和,若,,则下列各选项在正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由递推关系求出,根据与其前项和的关系可得是等比数列,根据等比数列的通项公式与求和公式即可求解.
【详解】由,,得,即,解得.
因为,所以,
两式相减得,即.
又,,所以,
所以是首项为2,公比为3的等比数列,
∴,.
故选:D.
22.(2024·新疆喀什·模拟预测)已知等比数列的前项和为,且,则( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】D
【分析】
由条件用参数表示前三项计算即可.
【详解】,,
故,解之得或(舍去),故.
故选:D
23.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)各项均为正数的等比数列的前项和为,若,则( )
A.80 B.30 C.26 D.16
【答案】B
【分析】据等比数列性质可知,,,成等比数列,由等比中项特点可构造方程求得,由等比数列通项公式可求得,进而得到结果.
【详解】是各项均为正数的等比数列的前项和,
也为等比数列,
又,
该等比数列第一项,第二项.
则公比,
,
.
故选:B.
24.(2024高三上·辽宁·开学考试)已知等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用等比数列片段和性质计算作答.
【详解】等比数列的前项和为,则成等比数列,
设,则,,,,
所以.
故选:D
25.(2024高二上·河北邢台·阶段练习)在正项等比数列中,为其前n项和,若,,则( )
A.786 B.240 C.486 D.726
【答案】D
【分析】根据等比数列前n项和的性质可得,,,…成等比数列.结合等比中项的应用计算即可求解.
【详解】因为为等比数列,所以,,,…仍为等比数列.
设,因为,,所以6,,成等比数列.
由,解得或(舍去),
所以数列,,…的公比为3.
因为,,,
所以,,
故,.
故选:D
26.(2024高二上·宁夏银川·阶段练习)设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=8,S6=7,则S9等于( )
A. B.- C. D.
【答案】C
【分析】利用等比数列中,,,成等比数列的这个性质解决问题.
【详解】已知:,,成等比数列,
且:,,∴,
∴.
故选:C
27.(2024·四川·模拟预测)设为等比数列的前项和,且,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】
设出公比,根据得到方程,求出公比,利用通项公式和求和公式基本量计算出答案.
【详解】设公比为,由题意,因为,所以,
解得或,所以,
故或.
故选:C.
28.(2024高二下·黑龙江哈尔滨·期中)等比数列的前5项的和,前10项的和,则它的前15项的和=( )
A.160 B.210 C.640 D.850
【答案】B
【分析】
根据等比数列前项和公式求得正确答案.
【详解】设等比数列的公比为,
当时,,无解,所以,
所以,
两式相除得,
则,
所以.
故选:B
29.(2024高二上·江苏苏州·开学考试)“内卷”作为高强度的竞争使人精疲力竭.数学中的螺旋线可以形象的展示“内卷”这个词,螺旋线这个名词来源于希腊文,它的原意是“旋卷”或“缠卷”,平面螺旋便是以一个固定点开始向外逐圈旋绕而形成的曲线,如图(1)所示.如图(2)所示阴影部分也是一个美丽的螺旋线型的图案,它的画法是这样的:正方形的边长为4,取正方形各边的四等分点,,,,作第2个正方形,然后再取正方形各边的四等分点,,,,作第3个正方形,依此方法一直继续下去,就可以得到阴影部分的图案.设正方形边长为,后续各正方形边长依次为,,…,,…;如图(2)阴影部分,设直角三角形面积为,后续各直角三角形面积依次为,,…,,….下列说法错误的是( )
A.从正方形开始,连续3个正方形的面积之和为
B.
C.使得不等式成立的的最大值为4
D.数列的前项和
【答案】C
【分析】找到规律,得到,推导出等比数列,求出通项公式,判断B选项,进而得到从正方形ABCD开始,连续3个正方形的面积之和,判断A选项,得到的通项公式,解不等式,判断C选项,利用等比数列前n项和公式进行判断D选项.
【详解】由题可得,,,……,,
则,所以数列是以4为首项, 为公比的等比数列,则,显然B正确;
由题意可得:,即,,……,
于是,为等比数列,
对A:连续三个正方形面积之和,A正确;
对C:令,则,而,C错误;
对D:,D正确.
故选:C.
30.(2024高三上·山东·开学考试)已知正项等比数列的前项和为,且满足,设,将数列中的整数项组成新的数列,则( )
A.4048 B.2023 C.2022 D.4046
【答案】B
【分析】令数列的公比为,则,,令、分别求出、,即可得到,则,从而得到的通项,即可得解.
【详解】令数列的公比为,∵,∴,,
因为,
所以当时,,即或(舍去),
当时,,即,解得或(舍去),
所以,,即,
因为数列中的整数项组成新的数列,
所以,,此时,即,∴.
故选:B
31.(2024高三上·上海黄浦·阶段练习)已知为等比数列,的前项和为,前项积为,则下列选项中正确的是( )
A.若,则数列单调递增
B.若,则数列单调递增
C.若数列单调递增,则
D.若数列单调递增,则
【答案】D
【分析】A项、B项、C项可通过举反例判断,由数列是单调递增可证得,,进而可判断D项.
【详解】设等比数列的公比为,则,,
对于A项,由得,即 ,
所以当,时,满足,但不是递增数列,故A项不成立;
对于B项,由得,
所以当,时, ,满足,但不是递增数列,故B项不成立;
对于C项,当,时,,,,
此时满足数列是单调递增,但,故C项不成立;
对于D项,由数列是单调递增可知,且,
所以,所以,即,
所以,,
所以,,
又因为,,
所以,即,故D项正确.
故选:D.
32.(2024高二下·河南郑州·期中)数列,其前项和为,若不等式对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求得数列的前项和,再将题给不等式化简得到对一切恒成立,再利用均值定理即可求得实数的取值范围.
【详解】数列,则,,
则数列是首项为4公比为2的等比数列,
其前项和,
则不等式对一切恒成立,
可化为,即对一切恒成立,
又(当且仅当时等号成立),
则实数的取值范围为.
故选:D
33.(2024高二下·湖南·期末)南宋数学家杨辉在《详解九章算术》中提出了高阶等差数列的问题,即一个数列本身不是等差数列,但从数列中的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列(则称数列为一阶等差数列),或者仍旧不是等差数列,但从数列中的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列(则称数列为二阶等差数列),依次类推,可以得到高阶等差数列.类比高阶等差数列的定义,我们亦可定义高阶等比数列,设数列:1,1,3,27,729…是一阶等比数列,则的值为(参考公式:)( )
A.60 B.120 C.240 D.480
【答案】B
【分析】设,则由题意可知为等比数列,其中,,从而可求出,利用累乘法可求出,从而可求出,然后利用分组求和法可求得结果.
【详解】由题意,数列1,1,3,27,729,…为,且为一阶等比数列,
设,所以为等比数列,其中,,公比为,所以,
则,,
所以,,
因为,,也适合上式,所以,
所以
.
故选:B.
34.(2024高三上·全国·专题练习)设等比数列 的公比为 ,其前 项和为 ,前 项积为 ,并满足条件 , ,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. 是数列中的最大值 D.数列无最大值
【答案】A
【分析】根据 , ,,可判断数列 的,进而可知数列是单调递减的等比数列,结合选项,即可逐一求解.
【详解】根据题意,等比数列中,,则有,有,
又由0,即 ,必有, 由此分析选项:
对于A, ,故 ,A正确;
对于B,等比数列中,,,则 ,则 ,即 ,B错误;
对于C, ,则 是数列 中的最大项,C错误;
对于D,由C的结论,D错误;
故选:A.
35.(2024高三·全国·专题练习)设等比数列的公比为q,前n项和为,前n项积为,并满足条件,,则下列结论中不正确的有( )
A.q>1
B.
C.
D.是数列中的最大项
【答案】A
【分析】根据并结合,得到,,进而结合等比数列的性质求得答案.
【详解】因为,所以或,而为等比数列,,于是,,则A错误;
,则B正确;
,则C正确;
因为,所以是数列中的最大项,则D正确.
故选:A.
36.(2024高三上·江西·阶段练习)已知等比数列的前项和为,若,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设等比数列的公比为,由,,列方程求出,进而可求出,列不等式组可求出的取值范围
【详解】解:设等比数列的公比为,
因为,,
所以,解得,
所以,
所以当时,取得最大值,当时,取得最小值,
所以,解得,
故选:D
【点睛】此题考查等比数列的通项公式与求和公式及其性质,考查推理能力与计算能力,属于中档题
37.(2024高二上·上海杨浦·阶段练习)我国古代数学典籍《九章算术》第七章“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚五尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢?”描述的问题是:有五尺厚的墙,两只老鼠从墙的两边相对分别打洞穿墙,大、小鼠第一天都进一尺,以后每天,大鼠加倍,小鼠减半,则( )天后两鼠相遇.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】由题意得等比数列的前项和列不等式,然后再由,结合函数零点的判断得出答案.
【详解】设天后能打穿,则,化简为,
令,则,又由函数的单调性可知在内有唯一零点,
所以至少需要天.
故选:C.
38.(2024高二上·重庆·期中)已知等比数列有项,,所有奇数项的和为85,所有偶数项的和为42,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据等比数列的性质得到奇数项为,偶数项为,得到等比数列的公比q的值,然后用等比数列的前n项和的公式求出n即可.
【详解】因为等比数列有项,则奇数项有项,偶数项有项,设公比为,
得到奇数项为,
偶数项为,整体代入得,
所以前项的和为,解得.
故选:B
39.(2024高三上·陕西宝鸡·阶段练习)已知等比数列中,,,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】本题首先可设公比为,然后根据得出,再然后根据求出,最后根据等比数列前项和公式即可得出结果.
【详解】设等比数列的公比为,
则,
即,
因为,所以,
则,
即,解得,
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题考查根据等比数列前项和求参数,能否根据等比数列项与项之间的关系求出公比是解决本题的关键,考查计算能力,是中档题.
40.(2024·山西·二模)已知等比数列的前项和,满足,则( )
A.16 B.32 C.81 D.243
【答案】A
【分析】根据,作差得到等比数列的公比为,再求出,最后根据等比数列的通项公式计算可得.
【详解】等比数列的前项和为,且,
∴,
∴,∴,故等比数列的公比为.
在中,
令,可得,∴,则.
故选:A.
41.(2024高三下·江西·开学考试)设等比数列的前项和为,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用等比数列片段和性质计算作答.
【详解】等比数列的前项和为,则成等比数列,
设,则,,所以,所以,
所以,即.
故选:A.
42.(2024·贵州·模拟预测)在数列中,,,若,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】由题知当为奇数时,;当为偶数时,,前n项和为满足 ,,进而分为奇数和为偶数讨论求解即可.
【详解】解:由题意得,,,即,
所以当为奇数时,;当为偶数时,;
设的前n项和为,则,.
若为奇数,则为3的倍数,不是的倍数,不合题意;
当为偶数,则
,即,所以.
故选:B
43.(2024高二下·安徽宣城·期末)等比数列的各项均为实数,其前项和为,已知,则( )
A.4 B.16 C.32 D.64
【答案】D
【分析】通过讨论的取值情况,确定,利用等比数列的求和公式,建立方程组,求出和,进而求得的值.
【详解】当公比 时可得,代入,与矛盾,所以.
由等比数列的前项和公式 ,可得,
两式相除,得 ,可解得或(舍),
当时,代入原式可求得,则由等比数列的通项公式.
故选:D
二、多选题
44.(2024高三上·山东·开学考试)等差数列的公差为,前项和为;等比数列的各项均为正数,公比为,前项和为,下列说法正确的是( )
A.是等比数列,公比为
B.是等差数列,公差为
C.若,则,,成等差数列,公差是
D.若,则,,成等比数列,公比是
【答案】ABD
【分析】
由等差数列和等比数列的概念可以判断AB正确;由前项和的概念与等差数列的概念以及等比数列的概念可以判断C错误,D正确.
【详解】A:因为等差数列的公差为d ,所以,故A正确;
B:因为等比数列的各项均为正数,公比为,所以,,故B正确;
C:当时,,
又
但是,
所以,
同理,
所以,,成等差数列,公差是,故C错误;
D:当时,,
,
又等比数列的各项均为正数,
,
且
所以,同理
即,,成等比数列,公比是,故D正确;
故选:ABD.
45.(2024高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知等比数列的前n项和为,若,,则数列的公比可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】
设等比数列的公比为q,利用求解即可.
【详解】
设数列的公比为q,
则,
所以,解得或,即或.
故选:BC.
46.(2024高三上·江苏淮安·阶段练习)已知为等比数列,是其前项和.若与的等差中项为20,则( )
A. B.公比
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据等比数列基本量的计算即可求解公比和首项,进而由求和公式以及通项公式即可求解.
【详解】由得,
又与的等差中项为20,则,所以公比为,
故,故,
故ACD正确,B错误,
故选:ACD
47.(2024高二下·贵州黔东南·期末)已知等比数列的首项为1,公比为,前项和为,若,则可能是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】
将题干条件全部转化成关于的方程,解方程即可.
【详解】由题意,,,
故,即,故,
由等比数列的性质,,约去得到,故,
解得或或.
故选:ABD
三、填空题
48.(2024高二下·江西萍乡·期中)已知等比数列的前项和为,若,则 .
【答案】
【分析】根据等比数列前项和公式特征求解即可.
【详解】设等比数列公比为,则,
即等比数列的前项和要满足,
又因为,
所以.
故答案为:
49.(2024高三上·湖北·阶段练习)在等比数列中,,则 .
【答案】
【分析】利用等比数列通项公式列方程组求出首项和公比,然后根据定义可判断为等比数列,然后由等比数列求和公式可得.
【详解】记等比数列的公比为,则,解得,所以,
记,
因为,所以是1为首项,为公比的等比数列,
所以.
故答案为:.
50.(2024高三上·湖北黄冈·期中)公比为2的等比数列的前项和为,若,则 .
【答案】
【分析】
由等比数列性质得,求值即可.
【详解】公比为2的等比数列,,
则.
故答案为:
51.(2024高三上·四川·阶段练习)在数列中,,若成等差数列,成等比数列,则 .
【答案】32
【分析】根据等差数列和等比数列的性质进行求解即可.
【详解】因为成等差数列,成等比数列,
所以成等差数列,成等比数列,成等差数列,成等比数列,成等差数列,成等比数列,
所以可得的前8项为0,2,4,8,12,18,24,32.
故答案为:32
52.(2024高三·全国·专题练习)已知数列的前n项和为,且满足,,则的最大值与最小值之和为 .
【答案】/2.25
【分析】
把递推里面的换成,然后两式做差,得到的关系,所以知道数列是等比数列,根据等比数列的前项和公式求出数列,再根据增减性求最大,最小值即可.
【详解】
因为,所以时,,两式相减得,即.当时,,即,
由得,则,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,所以.当n为奇数时,,随的增大而减小,则;当为偶数时,,随的增大而增大,则.故的最大值与最小值之和为.
故答案为:
53.(2024高二上·河北衡水·阶段练习)已知是等比数列的前项和,且,,则 .
【答案】
【分析】
根据题意,得到成等比数列,且,列出方程,结合,,得到,即可求解.
【详解】
由数列是等比数列,是等比数列的前项和,
所以成等比数列,且,
所以,
又因为,,所以,
即,解得或,
因为,所以.
故答案为:.
54.(2024高二下·湖北·期中)已知数列的前n项和为,前n项积为,若,当取最小值时, .
【答案】1
【分析】
根据条件,先利用数列的前n项和与的关系求得和,再根据,时,前n项积取得最小值(),得到,即可求解.
【详解】
由得:,
两式相减整理得,
又当时,,解得:,
故是首项为,公比为的等比数列,
,,
可知,
则,即当,时,取得最小值,,
因为时,;时,,
时,取最小值时,此时.
故答案为:1.
55.(2024高二上·江苏盐城·期中)已知是正项等比数列的前项和,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】
由等比数列的性质可得:,,成等比数列,可得:进而根据二次函数的性质即可求解.
【详解】
由等比数列的性质可得:,,成等比数列,
则,
由于,所以
,
当且仅当时取最小值,故最小值为
故答案为:.
56.(2024高二上·江苏盐城·期中)两个等比数列,的前n项和分别为和,已知,则 .
【答案】/
【分析】设数列,的公比分别为,在已知式中令得,再令,得的关系,进而联立方程组解得,进而求解即可.
【详解】设数列,的公比分别为,
则时,,即,
当时,,即,
当时,,即,
联立,解得或,
当时,,符合题意;
当时,,不符合题意.
所以.
故答案为:.
四、解答题
57.(2024高二下·江西南昌·阶段练习)在等比数列{an}中,
(1)已知,求前4项和;
(2)已知公比,前5项和,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列的通项公式求出公比,再根据等比数列前项和公式即可得解;
(2)根据等比数列前项和公式求出首项,再根据等比数列的通项公式即可得解.
【详解】(1)设公比为,由,
得,所以,
所以;
(2)由,得,
所以.
58.(2024高二上·海南省直辖县级单位·期末)设是公差不为0的等差数列,,成等比数列.
(1)求的通项公式:
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设的公差为,然后根据已知条件列方程可求出,从而可求出通项公式,
(2)由(1)得,再利用裂项相消法可求得结果.
【详解】(1)设的公差为,
因为成等比数列,所以
又因为,所以,所以.
因为,所以,所以,得,
故.
(2)因为,
所以
.
59.(2024高三上·广东江门·阶段练习)已知数列是以3为首项,公差不为0的等差数列,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设的公差为,由,,成等比数列,求出公差,可求的通项公式;
(2)由数列通项特征,利用裂项相消求前项和.
【详解】(1)设的公差为,因为,,成等比数列,所以,即,又,所以,
故.
(2)由(1)可得,,
则.
60.(2024高三上·全国·阶段练习)已知等差数列公差为2,且,,恰为等比数列的前三项.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比中项,结合等差数列的性质即可求解,进而可得公比求解通项,
(2)根据等差等比数列的求和公式,结合分组求和即可求解.
【详解】(1)由题意得,即,解得:.
所以,,,所以.
(2)由于,
则
61.(2024高三上·贵州黔西·阶段练习)已知数列的首项为,且满足.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若,求满足条件的最大整数.
【答案】(1)证明见解析
(2)9
【分析】(1)变形整理得到,从而证明出结论;
(2)在(1)的基础上,求出,利用等比数列求和公式和分组求和,得到,从而得到不等式,结合单调递增及特殊值的大小,求出答案.
【详解】(1)两边取倒数得,,
即,
又,
故为首项为2,公比为2的等比数列;
(2)由(1)得,
故,
所以
,
故,则,
由于单调递增,且,
,
故满足条件的最大整数为9.
62.(2024高二下·河南周口·阶段练习)已知数列满足:.
(1)证明:是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据等比数列的定义证明即可;
(2)先根据第(1)问的求出数列的通项公式,再利用等差数列和等比数列的前项和公式分组求和即可.
【详解】(1)由得,
,
又,
故是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)知,,
则,
故
.
63.(2024高二·全国·课堂例题)已知数列是等比数列.
(1)若,,求;
(2)若,,,求;
(3)若,,,求n.
【答案】(1)
(2)
(3)5
【分析】(1)利用等比数列求和公式直接求解即可;
(2)先利用等比数列通项公式基本量的运算求得公比,然后代入等比数列求和公式求解即可;
(3)根据等比数列求和公式建立方程求解即可.
【详解】(1)因为,,所以.
(2)由,,可得,即,
又由,得,所以.
(3)把,,代入,得.
整理得,解得.
64.(2024高三上·安徽·阶段练习)教育储蓄是指个人按国家有关规定在指定银行开户、存入规定数额资金、用于教育目的的专项储蓄,是一种专门为学生支付非义务教育所需教育金的专项储蓄,储蓄存款享受免征利息税的政策.若你的父母在你12岁生日当天向你的银行教育储蓄账户存入2000元,并且每年在你生日当天存入2000元,连续存6年,在你十八岁生日当天一次性取出,假设教育储蓄存款的年利率为10%.
(1)在你十八岁生日当天时,一次性取出的金额总数为多少?(参考数据:)
(2)高考毕业,为了增加自己的教育储蓄,你利用暑假到一家商场勤工俭学,该商场向你提供了三种付酬方案:
第一种,每天支付38元;
第二种,第1天付4元,从第2天起,每一天比前一天都多付4元;
第三种,第1天付0.4元,以后每一天比前一天翻一番(即增加1倍).
你会选择哪种方式领取报酬?
【答案】(1)17000元
(2)答案见解析
【分析】(1)由等比数列前项和公式求解,
(2)由等差数列与等比数列的前项和公式分别求解,再由作差法比较大小.
【详解】(1),
∴在十八岁生日当天时,一次性取出的金额总数为17000元.
(2)设到商场勤工俭学的天数为,则第一种方案领取的报酬为;
第二种方案每天报酬与天数成首项为4,公差为4的等差数列,利用等差数列的前项和公式可得:
领取的报酬为;
第三种方案每天报酬与天数成首项为0.4,公比为2的等比数列,利用等比数列的前项和公式可得:
领取的报酬为.,
当时,;当时,;当时,.
令,
则,
当时,,此时数列单调递减,则;
当时,,此时数列单调递增,即.
∵,则,又∵,,故当时,,即,
当时,,即.
令,其中,
则,
令,则,
当时,,此时数列单调递增,则,则,
∴当时,数列单调递增,则,即,
综上所述,当时,,应选第一种方案;
当时,,应选第三种方案.
65.(2024高三上·天津红桥·阶段练习)已知为等差数列,为等比数列,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
(3)设,求数列的前项和.
(4)记的前项和为,求证:;
【答案】(1),;
(2);
(3);
(4)证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,求出等差数列公差、等比数列公比即可求出通项公式.
(2)利用分组求和法,结合等差等比数列前项和公式求和即可.
(3)利用错位相减法求和即可.
(4)求出,再作差推理即得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,等比数列的公比为,
由,得,,
解得,或(舍去),
所以,.
(2)由(1)知,,,则,
所以.
(3)由(1)知,
,
于是,
两式相减得,
所以.
(4)由(1)知,,,
于是
所以.
66.(2024高二上·上海虹口·阶段练习)已知数列的前n项和为,且对任意正整数n都有.
(1)求数列的通项公式;
(2)若(n为正整数),求数列的前n项和;
(3)若(n为正整数),且不等式对任意正整数n都成立,求实数t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据与之间的关系,结合等比数列分析求解;
(2)由(1)可得:,利用裂项相消法求和;
(3)由(1)可得:,求数列的最大项,结合恒成立问题分析求解.
【详解】(1)因为,则有:
当时,则,解得;
当时,则,
两式相减得,整理得;
且,可知数列是以首项,公比为的等比数列,
所以,即.
(2)由(1)可得:,
所以,
所以数列的前n项和.
(3)由(1)可得:,
令,即,解得,
可得数列的最大项为,
因为等式对任意正整数n都成立,即,
可得,解得或,
所以实数t的取值范围.
67.(2024高三上·北京·阶段练习)已知公差为正数的等差数列满足成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若分别是等比数列的第1项和第2项,求使数列的前项和的最大正整数.
【答案】(1);
(2)5.
【分析】
(1)利用等比数列的性质列方程求公差,即可写出的通项公式;
(2)由题设确定的通项公式,应用等比数列前n项和公式求出数列的前项和,结合求n的范围.
【详解】(1)由题设,若公差为,
所以,即,
所以,故.
(2)由(1)知:,故数列的首项、公比为3,
所以,则,
所以且,而,
所以,故最大正整数为5.
68.(2024高一下·上海浦东新·期末)(1)《孙子算经》是我国南北朝时期的数学著作.在《孙子算经》中有“物不知数”问题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”意思是一个整数除以三余二、除以五余三、除以七余二,求这个整数.设这个整数为,当时,试求符合条件的的个数.
(2)《九章算术》叙述了一个老鼠打洞的趣事:“今有垣厚十尺,两鼠对穿,大鼠“壮壮”日二尺,小鼠'果果'亦二尺.大鼠·壮壮'日自三分之二,小鼠‘果果'日自半.问:何日相逢?各穿几何?”意思就是说,有一堵十尺厚的墙,两只老鼠从两边向中间打洞,大老鼠“壮壮”第一天打二尺,小老鼠“果果”也是二尺.大老鼠“壮壮”每天的打洞进度是前一天的倍,小老鼠“果果”每天的进度是前一天的倍.问第300天结束时,两只老鼠“壮壮”与“果果”是否能喜相逢?请说明理由.
【答案】(1);(2)不能,理由见解析
【分析】(1)找出满足条件的最小整数值为23,可知满足条件的数形成以23为首项,以105为公差的等差数列,确定该数列的项数即可;
(2)设大鼠和小鼠每天穿墙尺寸都构成等比数列,然后由等比数列前项和公式计算可得.
【详解】(1)由题可知满足被3除余2,被5除余3.被7除余2的最小的数为23,
满足该条件的数从小到大构成以23为首项,为公差的等差数列,
其通项公式为,
令,解得,所以符合条件的整数a的个数为10.
(2)大老鼠“壮壮”和小老鼠“果果”每天穿墙尺寸分别构成数列,它们都是等比数列,
由题意,数列的公比为,数列的公比为,
则,
所以第300天结束时,两只老鼠“壮壮”与“果果”不能喜相逢.
69.(2024高三上·北京·阶段练习)已知等差数列中,,公差;等比数列中,,是和的等差中项,是和的等差中项.
(1)求数列,的通项公式;
(2)求数列的前项和;
(3)记比较与的大小.
【答案】(1),;
(2);
(3),当时,.
【分析】(1)根据题意得到方程组,求出公差和公比,得到通项公式;
(2)利用分组求和法进行求解;
(3)作差法得到,从而得到,当时,.
【详解】(1)因为,
依题意,
故,由得,
解得或2,
因为,所以,,
故,
其中,故公比,
所以;
(2),
故
;
(3)
所以
当时,,当时,,
所以,当时,.
70.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)已知各项均为正数的数列,满足:,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1),;
(2)
【分析】(1)根据递推公式,利用累加法求得,可求数列,的通项公式;
(2)由数列的通项可知,利用错位相减法求前n项和.
【详解】(1)由,得,
又,所以当时,
,
所以,又,符合上式,,所以,
又,所以.
(2)由(1)知,所以,
,
两式相减得,
所以.
71.(2024高三上·安徽合肥·阶段练习)在等差数列中,,,数列的前项和为,且.
(1)求数列和的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据已知条件求出的值,结合等差数列的通项公式可求得数列的通项公式;令,可求得的值,当时,由可得,上述两个等式作差可推导出数列为等比数列,确定该数列的首项和公比,即可求得数列的通项公式;
(2)利用错位相减法可求得.
【详解】(1)解:设等差数列的公差为,
则,解得,
所以,,
数列的前项和为,且,
当时,则有,
当时,由可得,
上述两个等式作差可得,即,
所以,数列是首项为,公比为的等比数列,则.
(2)解:因为,则,①
可得,②
①②得
,
故.
72.(2024高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列的前项和为且成等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用关系求得,利用等比数列定义写出通项公式,再由等差中项列方程求,即得结果;
(2)由(1)得,应用错位相减法求.
【详解】(1)由,,则,
有,则,
所以,又,显然也满足,
故是首项为1,公比为的等比数列,则
所以,则,
所以,故.
(2)由,则,
所以,则,
所以,则.
73.(2024高二下·新疆乌鲁木齐·期中)已知等差数列满足,,公比不为的等比数列满足,.
(1)求与的通项公式;
(2)设,求的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件列出方程组,分别求出等差数列和等比数列的首项、公差或公比,根据定义写出通项公式即可.
(2)由错位相减法结合等比数列求和公式法进行运算即可求解.
【详解】(1)由题意不妨设等差数列、等比数列的公差、公比分别为,
所以有和,
注意到,所以分别解得和,
因此由定义可知与的通项公式分别为.
(2)由(1)可知,
所以由题意有,
当时,有,
所以有,
以上两式作差得
,
当时,有,
综上所述:的前项和为.
74.(2024高二下·吉林长春·期中)已知等比数列中,,
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由等比数列的基本时运算求得公比、首项后可得通项公式;
(2)用分组求和法求和.
【详解】(1)设公比是,则,,因此,
所以;
(2)由(1),
.
75.(2024·河南信阳·模拟预测)已知数列满足,且为等比数列,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求满足的最大整数.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,,求出公比为,根据等比数列的定义计算即可;
(2)求出,然后计算得出最大的整数.
【详解】(1)由,得:,,
又因为为等比数列,所以其公比为,
则,
所以.
(2)由(1)可得:
,
当时,,
当时,,
又易知当时,,
故时,和式,
故满足的最大整数为.
76.(2024高二·江苏·课后作业)在等比数列中,,,求的值.
【答案】50
【分析】利用等比数列的奇数项和与偶数项和的关系,即可求解.
【详解】解:设,,
所以,
所以,
所以.
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