内容正文:
专题03 等比数列所有考点
等比中项的应用
1.(22-23高二上·山西晋中·期末)在等差数列中,,且构成等比数列,则公差等于( )
A. B.0 C.3 D.0或3
2.(22-23高二上·山西·期末)若,是函数的两个不同的零点,,,这三个数适当排序后可成等比数列,点在直线上,则的值等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
3.(22-23高二上·山西太原·期末)在等比数列中,若,则( )
A. B. C. D.
4.(22-23高三上·山西忻州·期末)已知数列的通项公式为,则数列成等比数列是数列的通项公式为的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
等比数列下标和性质及和应用
1.(23-24高二下·山西晋城·期末)已知等比数列满足,公比,且,,则当最小时,( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2023
2.(22-23高二上·山西太原·期末)已知数列为等比数列,且,设等差数列的前项和为,若,则( )
A.7 B.14 C. D.
3.(22-23高二上·山西太原·期末)设是等比数列,且,则( )
A.8 B.12 C.16 D.24
4.(22-23高二上·山西朔州·期末)已知数列是等比数列,,是函数的两个不同零点,则等于( ).
A. B. C.14 D.16
5.(22-23高二上·山西大同·期末)已知正项等比数列中,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
利用等比数列的通项公式求数列中的项
1.(23-24高二上·山西太原·期末)数学史上著名的“冰雹猜想”的递推关系如下:已知数列中,(m是正整数),若,则m所有可能的取值集合是( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·山西运城·期末)记为等比数列的前n项和,,,则( )
A. B. C. D.或
3.(22-23高二上·山西吕梁·期末)已知数列满足,且,,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三上·山西太原·期末)等比数列中,,则的通项公式为( )
A. B.
C.或 D.或
等比数列片段和性质及应用
1.(23-24高二上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A.8 B.26 C.80 D.54
2.(23-24高二上·山西临汾·期末)已知是等比数列的前n项和,若,,则( )
A.6 B.7 C.8 D.9
3.(22-23高二上·山西晋中·期末)已知正项等比数列满足,则数列的公比为( )
A.2 B.1 C. D.或
4.(22-23高二上·山西晋中·期末)在正项等比数列中,为其前n项和,若,,则的值为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
5.(23-24高二上·山西大同·期末)设等比数列的前7项和、前14项和分别为2,8,则该等比数列的前28项和为( )
A.64 B.72 C.76 D.80
6.(23-24高二上·山西晋中·期末)设是等比数列的前项和,若,则( )
A. B. C.5 D.
等比数列的奇偶性的性质及应用
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知等比数列的公比为,其前项和为,且,,成等差数列,若对任意的,均有恒成立,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
2.(23-24高一上·山西晋中·期末)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.(23-24高二上·山西运城·期末)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
4.(23-24高二上·山西·期末)已知等比数列中,,,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(23-24高二上·山西运城·期末)已知等比数列的公比,前项和为,则其偶数项为( )
A.15 B.30
C.45 D.60
6.(23-24高二上·山西太原·期末)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4倍,前3项之积为64,则( ).
A.11 B.12 C.13 D.14
由递推关系证明等比数列
1.(23-24高二上·山西运城·期末)已知正项等差数列中,,且,,成等比数列,数列的前n项和为,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)若,证明:数列{c,}的前n项和.
2.(23-24高二上·山西长治·期末)已知数列满足a1=3,a2=5,且,n∈N*.
(1)设bn=an+1-an,求证:数列是等比数列;
(2)若数列{an}满足(n∈N*),求实数m的取值范围.
3.(23-24高二上·山西大同·期末)在数列中,,.
(1)证明是等比数列;
(2)若,求数列的前项和.
4.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知数列满足,令
(1)求证数列为等比数列,并求通项公式;
(2)求数列的前n项和.
5 .(23-24高二上·山西大同·期末)已知数列的前项和为,且,数列满足,数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
6.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知数列满足,.
(1)设,求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
求等比数列前n项的和
1.(23-24高二上·山西大同·期末)设是公比为正数的等比数列,其前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设是首项为2,公差为3的等差数列,求数列的前项和.
2.(23-24高二上·山西大同·期末)已知等比数列的公比,且,,是公差为的等差数列的前3项.
(1)求的最小值;
(2)在取最小值的条件下,设,数列的前项和为,证明:.
3.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知数列是递增的等比数列,是其前n项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
4.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知等比数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列中,满足,求数列的前项和.
5.(23-24高二上·山西运城·期末)已知数列的前n项和为,,其中.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前n项和,若对任意且,恒成立,求实数的取值范围.
6.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知数列的首项,且满足.
(1)求证:是等比数列,并求出的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
7.(23-24高二上·山西忻州·期末)已知正项数列满足,数列的前项和为,且,.
(1)求,的通项公式;
(2)证明:.
8.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知等差数列与正项等比数列满足,且既是等差数列,又是等比数列.
(1)求数列和的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
9.(23-24高二上·山西长治·期末)已知是公差不为零的等差数列,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
10.(23-24高二上·山西长治·期末)有理数都能表示成(,,且,与互质)的形式,于是有理数集可表示为.任何有理数都可以化为有限小数或无限循环小数.反之,任一有限小数也可以化为的形式,从而它是有理数.对于无限循环小数,它可以表示成,这是数列的无穷项和,记为.设该数列的前项和为,经计算得,当趋于无穷大时,趋于0,则,即可得.
(1)数列的无穷项和是有限小数吗?请说明理由;
(2)是有理数吗?请说明理由.
数列综合求通项及求和
1.(23-24高二上·山西·期末)已知数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
2.(23-24高三上·山西忻州·期末)设数列的首项,前n项和为Sn,且满足.
(1)求a2及an;
(2)求满足的所有n的值.
3.(22-23高二上·山西大同·期末)已知数列的首项,前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设 ,求数列的前项和.
4.(22-23高二上·山西朔州·期末)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,求的前项和.
5.(22-23高二上·山西太原·期末)已知各项为正的等比数列满足,设的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
6.(22-23高二上·山西临汾·期末)数列的前项和为,且.
(1)求;
(2)若,求数列的前项和.
7.(22-23高二上·山西晋城·期末)已知数列的前n项和为Sn,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和Tn.
8.(22-23高二上·山西晋中·期末)在数列中,,且.
(1)证明:是等差数列;
(2)求的前项和.
9.(22-23高二上·山西太原·期末)已知数列的首项,前项和为,且满足,数列满足,对任意的,,都有.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求.
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专题03 等比数列所有考点
等比中项的应用
1.(22-23高二上·山西晋中·期末)在等差数列中,,且构成等比数列,则公差等于( )
A. B.0 C.3 D.0或3
【答案】D
【分析】根据等比中项和等差数列通项公式即可求解.
【详解】设等差数列的公差为d,∵,构成等比数列,
∴,解得d=0或3.
故选:D.
2.(22-23高二上·山西·期末)若,是函数的两个不同的零点,,,这三个数适当排序后可成等比数列,点在直线上,则的值等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【分析】由零点定义得得,因此只能是等比数列的中间项,从而得,由点在直线上,得,这样可得值.从而得出结论.
【详解】∵,是函数的两个不同的零点,∴,∴,
而,,这三个数适当排序后可成等比数列,只能是是的等比中项,即,
点在直线上,则,得,
由,∴,.
故选:D.
3.(22-23高二上·山西太原·期末)在等比数列中,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用等比中项的性质求得的值,进而利用等比中项的性质可求得的值.
【详解】由等比中项的性质可得,解得,因此,.
故选:B.
【点睛】本题考查利用等比中项求值,考查计算能力,属于基础题.
4.(22-23高三上·山西忻州·期末)已知数列的通项公式为,则数列成等比数列是数列的通项公式为的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由为等比数列不一定得,结合充分、必要条件的定义即可求解.
【详解】由,数列为等比数列,
所以“为等比数列”推不出“”;
由,,得,
则数列为等比数列,所以“”推出“为等比数列”,
所以“为等比数列”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
等比数列下标和性质及和应用
1.(23-24高二下·山西晋城·期末)已知等比数列满足,公比,且,,则当最小时,( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2023
【答案】A
【分析】根据题意结合等比数列的性质可推得以及,即可判断数列的的增减性以及项与1的大小关系,由此即可求得答案.
【详解】由题意知,故,
则,即,
结合等比数列满足,公比,可知,
由,得,
即得,故,即,
由此可得,
故当最小时,,
故选:A
2.(22-23高二上·山西太原·期末)已知数列为等比数列,且,设等差数列的前项和为,若,则( )
A.7 B.14 C. D.
【答案】B
【分析】利用等比数列的性质求出,再利用等差数列性质及前n项和求解作答.
【详解】等比数列中,,而,解得,即,
等差数列中,.
故选:B
3.(22-23高二上·山西太原·期末)设是等比数列,且,则( )
A.8 B.12 C.16 D.24
【答案】C
【分析】由等比数列的性质求得,再代入中即可求得的值.
【详解】,
.
故选:C.
4.(22-23高二上·山西朔州·期末)已知数列是等比数列,,是函数的两个不同零点,则等于( ).
A. B. C.14 D.16
【答案】C
【分析】根据等比数列的性质求得正确答案.
【详解】是函数的两个不同零点,
所以,
由于数列是等比数列,
所以.
故选:C
5.(22-23高二上·山西大同·期末)已知正项等比数列中,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】利用等比数列的下标性质可得,结合对数性质得到结果.
【详解】利用等比数列的下标性质可知,,
又等比数列各项为正,
∴,
∴.
故选:C
利用等比数列的通项公式求数列中的项
1.(23-24高二上·山西太原·期末)数学史上著名的“冰雹猜想”的递推关系如下:已知数列中,(m是正整数),若,则m所有可能的取值集合是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先分析前6项均为偶数的情况求,排除B、C,再从A中选判断是否成立,即可确定正确答案.
【详解】由题设,若前6项均为偶数,则是公比为,首项为的等比数列,故,即为一个可能值,排除B、C;
A:当,则,,,,,,即不可能为3,排除;
故选:D.
2.(22-23高二上·山西运城·期末)记为等比数列的前n项和,,,则( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【分析】根据等比数列的通项公式列式求解即可.
【详解】设比数列的公比为,
由题意可得:,解得或.
故选:D.
3.(22-23高二上·山西吕梁·期末)已知数列满足,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据递推公式得到是以为首项,以为公比的等比数列,则,然后利用累加法即可求解.
【详解】由可得:,
若,则,与题中条件矛盾,故,
所以,也即数列是以为首项,以为公比的等比数列,所以,
则有,
也即,所以,
故选:.
4.(23-24高三上·山西太原·期末)等比数列中,,则的通项公式为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】由已知,结合等比数列的通项公式可得求公比,进而写出的通项公式.
【详解】令公比为,由题设有,
所以,解得或,经检验符合题设.
所以,可得或.
故选:C
等比数列片段和性质及应用
1.(23-24高二上·山西·期末)已知等比数列的前项和为,若,,则( )
A.8 B.26 C.80 D.54
【答案】C
【分析】根据等比数列前n项和的片段和的性质,即可求得答案.
【详解】在等比数列中,,,,也成等比数列,
因为,,所以,所以,,
所以,
故选:C.
2.(23-24高二上·山西临汾·期末)已知是等比数列的前n项和,若,,则( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【分析】由题可得,,成等比数列,从而求出,进一步求出答案.
【详解】∵为等比数列的前n项和,
∴,,成等比数列,
∴,,
∴,
∴.
故选:B.
3.(22-23高二上·山西晋中·期末)已知正项等比数列满足,则数列的公比为( )
A.2 B.1 C. D.或
【答案】A
【分析】设出公比,根据,计算出答案.
【详解】设等比数列公比为,由题意得,故,解得.
故选:A.
4.(22-23高二上·山西晋中·期末)在正项等比数列中,为其前n项和,若,,则的值为( )
A.10 B.20 C.30 D.40
【答案】C
【分析】由等比数列片段和依然成等比数列,结合等比中项的性质即可列式求解.
【详解】设正项等比数列的公比为,
则是首项为,公比为的等比数列,
若,,则,
所以,即,
解得或(舍去).
故选:C.
5.(23-24高二上·山西大同·期末)设等比数列的前7项和、前14项和分别为2,8,则该等比数列的前28项和为( )
A.64 B.72 C.76 D.80
【答案】D
【分析】设是该等比数列的前项和,依题意可知成等比数列,由等比数列的性质求解即可.
【详解】设是该等比数列的前项和,依题意可知
则成等比数列,即成等比数列,
则解得
故选:D.
6.(23-24高二上·山西晋中·期末)设是等比数列的前项和,若,则( )
A. B. C.5 D.
【答案】A
【分析】利用成等比数列求解可得答案.
【详解】,,可得,
可得,,,
则.
故选;A.
等比数列的奇偶性的性质及应用
1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知等比数列的公比为,其前项和为,且,,成等差数列,若对任意的,均有恒成立,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知可求得 ,为奇数时,, 根据单调性可得: ,为偶数时,,根据单调性可得: ,可得的最大值与最小值分别为2,, 考虑到函数 在上单调递增,即可得出结论.
【详解】等比数列的公比为,因为,,成等差数列,所以,解得,
所以,
当为奇数时,,易得单调递减,且,所以;
当为偶数时,,易得单调递增,且,所以.
所以的最大值与最小值分别为2,.
函数在上单调递增,所以.
.所以的最小值.
故选:B.
2.(23-24高一上·山西晋中·期末)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.(23-24高二上·山西运城·期末)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
4.(23-24高二上·山西·期末)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.
5.(23-24高二上·山西运城·期末)已知等比数列的公比,前项和为,则其偶数项为( )
A.15 B.30
C.45 D.60
【答案】D
【分析】利用前100项中奇数项和与偶数项和的关系.
【详解】设,则,
又因为,所以,
所以.
故选: D
6.(23-24高二上·山西太原·期末)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4倍,前3项之积为64,则( ).
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】B
【分析】根据已知条件得出数列的奇数项和偶数项之间的关系,可求得公比,再由等比中项和前3项之积可求得,从而求得首项.
【详解】由题意可得所有项之和是所有偶数项之和的4倍,∴,
设等比数列的公比为,由等比数列的性质可得,即,
∴,∵,∴解得,
又前3项之积,解得,∴.
故选:B.
由递推关系证明等比数列
1.(23-24高二上·山西运城·期末)已知正项等差数列中,,且,,成等比数列,数列的前n项和为,.
(1)求数列和的通项公式;
(2)若,证明:数列{c,}的前n项和.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【分析】(1)设公差d,结合等差数列中项的表示和等比数列的性质,解得d,即得的通项公式;利用判断是等比数列,即得其通项公式;
(2)代入计算,结合公式法和裂项相消法,进行分组求和,再判断值的情况即可.
【详解】(1)设正项等差数列的公差为,
∵,且,,成等比数列,∴,
∴或(舍去)
∴;
∵
∴当时,
∴,
当时,,∴
∴是一个以为首项,以为公比的等比数列
∴;
(2)
∴
又∵,∴.
2.(23-24高二上·山西长治·期末)已知数列满足a1=3,a2=5,且,n∈N*.
(1)设bn=an+1-an,求证:数列是等比数列;
(2)若数列{an}满足(n∈N*),求实数m的取值范围.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)构造证明即可;
(2)根据是等比数列,利用累加法与等比数列的求和公式可得,再根据的最大值分析即可
【详解】(1)因为,所以.
即,又因为,所以,则,
所以,数列是等比数列
(2)由(1)数列是首项为2公比为的等比数列,则.
所以,
则.
经检验时也符合,则.
又因为,所以.
3.(23-24高二上·山西大同·期末)在数列中,,.
(1)证明是等比数列;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【分析】(1)根据递推关系结合等比数列的定义即得;
(2)根据等比数列的通项公式结合条件可得,然后利用裂项相消法即得.
【详解】(1)由已知可得,
∴,又,,
所以是以2为首项,2为公比的等比数列.
(2)由(1)可得,因此,,
所以.
4.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知数列满足,令
(1)求证数列为等比数列,并求通项公式;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由变形可得,即,于是可得数列为等比数列,进而得到通项公式;(2)由(1)得
,然后分为奇数、偶数两种情况,将转化为数列的求和问题解决.
【详解】(1)∵,
∴,
∵,
∴.
又,
∴数列是首项为8,公比为3的等比数列,
∴.
(2)当为正偶数时,
.
当为正奇数时,
.
∴.
5 .(23-24高二上·山西大同·期末)已知数列的前项和为,且,数列满足,数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据的关系即可求证是等比数列,由等比数列的通项即可求解,
(2)根据裂项求和即可求解.
【详解】(1)当时,,得,
由,得,
所以,化简得,
又,所以,即数列是等比数列,且公比.
所以.
(2)由(1)得,
所以.
则
.
6.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知数列满足,.
(1)设,求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】(1)将变形为,得到为等比数列,
(2)由(1)得到的通项公式,用错位相减法求得
【详解】(1)由,,可得,
因为则,,可得是首项为,公比为的等比数列,
(2)由(1),由,可得,
,
,
上面两式相减可得:
,
则.
求等比数列前n项的和
1.(23-24高二上·山西大同·期末)设是公比为正数的等比数列,其前项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)设是首项为2,公差为3的等差数列,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)设出公比后代入计算即可得;
(2)借助等比数列及等差数列求和公式即可得.
【详解】(1)设的公比为,
由,即,
两式作商得,解得(负值舍去),
所以,
所以的通项公式为;
(2)由题意得,
所以,
所以数列的前项和.
2.(23-24高二上·山西大同·期末)已知等比数列的公比,且,,是公差为的等差数列的前3项.
(1)求的最小值;
(2)在取最小值的条件下,设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)3
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等差中项性质可得,进而可得,再根据基本不等式求的最小值即可;
(2)由(1)可得此时,,再裂项根据求和证明即可.
【详解】(1)由题知,即,可得.
.
当时,,
当且仅当,即时等号成立.
所以的最小值为3.
(2)由(1)知,当取最小值时,,,,
所以,.
所以,
所以
.
又,所以,所以.
3.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知数列是递增的等比数列,是其前n项和,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据给定条件求出数列的公比即可计算得解.
(2)由(1)的结论求出,然后利用分组求和方法求解作答.
【详解】(1)设等比数列的公比为q,而,且是递增数列,则,,解得,
所以数列的通项公式是:.
(2)由(1)知,,,
,
所以数列的前n项和.
4.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知等比数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列中,满足,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用等比数列的性质和求和公式列出方程组,求出首项和公比,求出通项公式;(2)结合第一问及通项公式的特点,利用等差数列和等比数列求和公式进行求解数列的前项和.
【详解】(1)记等比数列的公比为,由可知,
,,
解得,,所以数列的通项公式为;
(2),
.
5.(23-24高二上·山西运城·期末)已知数列的前n项和为,,其中.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,数列的前n项和,若对任意且,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)首先得,由之间的关系得数列为等比数列,由此即可得解.
(2)由等比数列求和公式、错位相减法结合数列单调性即可得解.
【详解】(1)当时,,
当时,,
两式相减,得,又,
所以数列为等比数列,首项为2,公比为3,
所以数列的通项公式是.
(2)由(1)知,,
,
则有,
两式相减得:
,
于是得,
因为且,,
当时,数列是递增数列,所以的最小值为18,
因此.
6.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知数列的首项,且满足.
(1)求证:是等比数列,并求出的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析,(2)
【分析】(1)由递推关系把拆到等号两边,变成后推出即可;
(2)求出数列的通项,再用错位相减法求出即可.
【详解】(1)证明:
所以是以为首项,为公比的等比数列.
所以,所以.
(2)因为,所有,
,
,
作差可得,
所以.
7.(23-24高二上·山西忻州·期末)已知正项数列满足,数列的前项和为,且,.
(1)求,的通项公式;
(2)证明:.
【答案】(1),(2)证明见解析
【分析】(1)对数列两边取对数,再结合“累乘法”求数列的通项公式;对数列,根据前项和求通项公式;
(2)利用错位相减求和法求数列的前项和,然后再证明不等式.
【详解】(1)因为,,且,所以,
所以,即.
当时,,所以.
因为,所以,所以.
也符合上式,所以.
当时,.
因为,所以当时,,
所以当时,,即,
所以当时,数列是以为首项的常数列,
即,所以,
所以的通项公式为
(2)因为,
所以,
两式相减得,所以.
因为,,所以,故.
8.(23-24高二上·山西朔州·期末)已知等差数列与正项等比数列满足,且既是等差数列,又是等比数列.
(1)求数列和的通项公式;
(2)令,数列的前项和为,若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由等差数列、等比数列基本量的计算分别求得公差、公比即可得解.
(2)首先由错位相减法求得,又,则不等式恒成立,判断的单调性以及最大值即可得解.
【详解】(1)因为既是等差数列,又是等比数列,所以,
又,设的公差为的公比为,
则,
解得或(舍去),所以.
(2)由(1)可得,
所以,
,
所以
,
所以.
因为对任意的,不等式恒成立,
即对任意的,不等式恒成立,
令,
则,
所以单调递减,则的最大值为,
所以,即实数的取值范围为.
9.(23-24高二上·山西长治·期末)已知是公差不为零的等差数列,,且,,成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)设等差数列的公差为,根据题中条件可得出关于的等式,解出的值,再利用等差数列的通项公式即可求得的表达式;
(2)求出数列的通项公式,利用裂项相消法可求得.
【详解】(1)设等差数列的公差为,,则,,
因为、、成等比数列,则,
即,可得,解得或(舍去),
所以.
(2)由(1)可得:,
所以.
10.(23-24高二上·山西长治·期末)有理数都能表示成(,,且,与互质)的形式,于是有理数集可表示为.任何有理数都可以化为有限小数或无限循环小数.反之,任一有限小数也可以化为的形式,从而它是有理数.对于无限循环小数,它可以表示成,这是数列的无穷项和,记为.设该数列的前项和为,经计算得,当趋于无穷大时,趋于0,则,即可得.
(1)数列的无穷项和是有限小数吗?请说明理由;
(2)是有理数吗?请说明理由.
【答案】(1)是,理由见解析(2)是,理由见解析
【分析】(1)求出数列无穷项和为,从而当趋于无穷大时,则,从而求解.
(2)由,从而求出其无穷项和为,从而求解.
【详解】(1)是,理由如下:
由题意得数列是首项为,公比为的等比数列,其无穷项和为,
当趋于无穷大时,趋于,则,所以是有限小数.
(2)是,理由如下:
即为数列的无穷项和,记为,则其前项和为,
则,当趋于无穷大时,趋于,
则,所以是有限小数.
数列综合求通项及求和
1.(23-24高二上·山西·期末)已知数列,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)v(2)
【分析】(1)分类讨论与,利用作差法即可得解;
(2)利用错位相减法即可得解.
【详解】(1)因为,
当时,,
两式相减,得,则,
当时,,则,满足上式,
所以.
(2)由(1)得,
所以,
则,
两式相减,得,
所以.
2.(23-24高三上·山西忻州·期末)设数列的首项,前n项和为Sn,且满足.
(1)求a2及an;
(2)求满足的所有n的值.
【答案】(1),(2)或
【分析】(1)利用退位相减法,求得数列的递推关系,进而判断出数列为等比数列,从而求得通项公式;
(2)利用(1)的结论,可求得以及,化简,即可求解.
【详解】(1)由,得.
因为,所以.
又①,②,
①②得 即.
又,所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
故.
(2)由(1)可得,
所以.
因此,
所以即,解得或,
故所有n的值为或.
3.(22-23高二上·山西大同·期末)已知数列的首项,前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)设 ,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由,可得.两式相减,可得,再利用累乘法可得答案;
(2)化简,利用错位相减法可得答案.
【详解】(1)∵,
∴.
两式相减,得,
即 .
∴,,,…, .
∴
(2)∵,
∴,①
.②
两式相减,整理得,
所以
4.(22-23高二上·山西朔州·期末)已知等比数列的前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,求的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)先求出,根据条件可得,与原式相减得出递推关系,得出答案.
(2)由(1)知,,利用分组求和可得答案.
【详解】(1)当时,,又,
所以,即.
又数列是等比数列,所以,
当时,,解得,
所以;
(2)由(1)知,,
所以
5.(22-23高二上·山西太原·期末)已知各项为正的等比数列满足,设的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)由题得,解出则可得到通项,降次作差可得,再检验值即可;
(2),利用乘公比错位相减法即可得到.
【详解】(1)因为为各项为正的等比数列,设公比为q,,
即,解得,所以.
当时,,
当时,,适合上式,
所以
(2)设的前项和为,则
,
,
两式相减,得
则.
6.(22-23高二上·山西临汾·期末)数列的前项和为,且.
(1)求;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由,利用数列通项和前项和的关系得到,再利用等差数列的定义求解;
(2)求得,再利用错位相减法求解.
【详解】(1)因为,所以,所以,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,所以.
又因为当时,,
所以
(2)因为,所以,
所以,
,
两式相减得
所以.
7.(22-23高二上·山西晋城·期末)已知数列的前n项和为Sn,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和Tn.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据计算即可;
(2)根据(1)的结论得出:,则数列的前项和可用错位相减法求得.
【详解】(1)当,,解得,
当时,,,
两式相减得,化简得,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以;
(2)由(1)可得:,
①,
②,
由①②得
,
所以.
8.(22-23高二上·山西晋中·期末)在数列中,,且.
(1)证明:是等差数列;
(2)求的前项和.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)利用构造法证明该数列为等差数列;
(2) 利用错位相减法与分组求和法可得.
【详解】(1)由,得,
等式左右同除,得,
故数列是以为首项,为公差的等差数列;
(2)由(1)得,
故,
设,其前项和为,
则,
,
故,
即,
故.
9.(22-23高二上·山西太原·期末)已知数列的首项,前项和为,且满足,数列满足,对任意的,,都有.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)根据题意,利用可求出,根据等差数列定义可求出;
(2)利用错位相减法即可求出数列的前项和为.
【详解】(1)当时,,
∵,∴,当时,,,
两式相减得,
得,∴数列的通项公式为.
对任意的,,都有,令,得,
∴数列是首项和公差均为2的等差数列,
∴数列的通项公式为.
(2)由(1)得,
∴,①
,②
由①-②得,
∴.
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