内容正文:
专题强化训练02:等比数列及其前n项和题型归纳精讲精练
【题型归纳】
· 题型一:等比数列及其前n项和基本量计算
· 题型二:等比中项问题
· 题型三:等比数列的性质
· 题型四:等比数列的函数性质
· 题型五:等比数列的前n项和的性质
· 题型六:等比数列的前n项和的奇数和偶数项之和问题
· 题型七:等比数列的证明问题
· 题型八:等比数列的应用
· 题型九:等比数列及其前n项和综合问题
【题型探究】
题型一:等比数列及其前n项和基本量计算
1.(22-23高二·全国)求下列等比数列的前n项和.
(1),,;
(2),,;
(3),,;
(4),,.
2.(23-24高二下·陕西榆林·期末)设等差数列的前项和为,且公差不为0,若,,构成等比数列,,则( )
A.7 B.8 C.10 D.12
3.(23-24高二上·四川眉山·期末)各项均为正数的等比数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)记为的前项和,若,求.
题型二:等比中项问题
4.(23-24高二上·福建莆田·期中)已知递增等比数列的前项和为,且.
(1)求的值.
(2)求的值.
5.(23-24高二下·广东广州·期末)已知正项等差数列满足,且是与的等比中项,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
6.(23-24高二下·甘肃·期末)等差数列的公差是2,若成等比数列,则的前项和( )
A. B. C. D.
题型三:等比数列的性质
7.(2024·云南大理·模拟预测)已知各项均为正数的等比数列中,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.9
8.(23-24高二下·四川达州·阶段练习)等比数列中,则( )
A. B.5 C.10 D.20
9.(23-24高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等比数列中,,,则( )
A. B. C.32 D.64
题型四:等比数列的函数性质
10.(2023·广东佛山·一模)等比数列公比为,,若(),则“”是“数列为递增数列”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
11.(22-23高二下·北京房山·期末)设各项均为正数的等比数列的公比为q,且,则“为递减数列”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
12.(23-24高二下·北京·期中)等比数列的公比为,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
题型五:等比数列的前n项和的性质
13.(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)已知等比数列的前n项和为,且,若,,则( )
A.550 B.520 C.450 D.425
14.(23-24高二下·河南南阳·期中)若正项等比数列的前项和为,且,则的最小值为( )
A.22 B.24 C.26 D.28
15.(2024·江苏扬州·模拟预测)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
题型六:等比数列的前n项和的奇数和偶数项之和问题
16.(23-24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
17.(23-24高二下·云南保山·开学考试)等比数列的首项为2,项数为奇数,其奇数项之和为,偶数项之和为,则这个等比数列的公比q= .
18.(21-22高三上·山东聊城·期末)已知等比数列的公比,且,则 .
题型七:等比数列的证明问题
19.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知数列满足,点在直线上.
(1)设,证明为等比数列;
(2)求数列的前项和.
20.(24-25高二上·山东·期中)已知数列的首项,且满足.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若数列的前项和为,求证:.
21.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知数列满足且.
(1)求;
(2)证明数列是等比数列,并求.
题型八:等比数列的应用
22.(24-25高二上·福建漳州·期中)已知一小球从地面竖直向上射出到10m高度后落下,每次着地后又弹回到前一次高度的处,则该小球第6次落地时,经过的路程为( )
A. B. C. D.
23.(24-25高二上·福建·期中)一个弹力球从1m高处自由落下,每次着地后又弹回到原来高度的处,那么在第n次着地后,它经过的总路程超过5m,则n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
24.(23-24高二上·湖北荆门·期末)在流行病学中,基本传染数是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定,假设某种传染病的基本传染数,平均感染周期为7天,那么感染人数由1(初始感染者)增加到3333大约需要的天数为( )(初始感染者传染个人为第一轮传染,这个人每人再传染个人为第二轮传染……参考数据:)
A.42 B.43 C.35 D.49
题型九:等比数列及其前n项和综合问题
25.(24-25高二下·全国·期末)已知数列的前项和,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)记数列的前项乘积为,求的最小值.
26.(24-25高二上·上海·期中)已知数列的各项均为正实数,,且().
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若数列满足,求数列中的最大项与最小项.
27.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知在数列中,,且满足.
(1)求证:数列是等比数列,并求出的通项公式;
(2)设,求数列的前项积;
(3)设,求数列的前项和.
【专题训练】
一、单选题
28.(24-25高二上·江苏·期中)已知等比数列的公比,且满足,,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
29.(24-25高二上·上海·期中)数列是等比数列,公比为,“”是“数列是严格增数列”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分也非必要
30.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知数列为正项等比数列,,则使成立的的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
31.(24-25高二上·山东青岛·期中)若成等比数列,且满足,则( )
A. B.
C. D.
32.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知数列满足,且,则( )
A.1023 B.1124 C.2146 D.2145
33.(24-25高二上·福建龙岩·期中)已知数列,,,则( )
A.8 B.16 C.24 D.64
34.(24-25高二上·福建·期中)记等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
35.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)设为数列的前项和,若,则的值为( )
A.8 B.4 C. D.
36.(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)某牧场今年年初牛的存栏数为1200头,预计以后每年存栏数的增长率为,且在每年年底卖出100头牛.若该牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列,,则大约为(参考数据:( )
A.1420 B.1480 C.1520 D.1580
37.(23-24高二下·山东日照·期末)已知等比数列,,为函数的两个零点,则( )
A. B. C. D.3
二、多选题
38.(24-25高二上·江苏苏州·期中)设为数列的前n项和.若,则( )
A. B.数列为递减数列 C. D.
39.(24-25高二上·江苏·期中)已知数列满足,,则下列说法正确的是( )
A. B.中存在连续三项成等差数列
C.中存在连续三项成等比数列 D.数列的前项和
40.(24-25高二上·福建·期中)已知等比数列的首项为1,公比不为1,若,,成等差数列,则( )
A.的公比为 B.的公比为
C.的前10项和为 D.,,成等差数列
41.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知数列满足,且,则下列正确的有( )
A.
B.数列的前项和为
C.数列的前项和为
D.若数列的前项和为,则
42.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知公比为q的等比数列,,则()
A.
B.
C.若,则
D.若,记,则
三、填空题
43.(24-25高二上·上海·期中)在等比数列中,,且,则的值为 .
44.(24-25高二上·山东青岛·期中)数列中,,若,则 .
45.(24-25高二上·上海·期中)设是数列的前项和,,且对任意正整数,,都有,若恒成立,则实数的取值范围为 .
46.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)已知等比数列的前n项和,,则a= ;设数列的前n项和为,若对恒成立,则实数λ的取值范围为 .
四、解答题
47.(24-25高二上·浙江宁波·期中)设等比数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式.
(2)求数列的前项和.
48.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知数列为等差数列,,数列为等比数列,公比为2,且,.
(1)求数列与的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
49.(24-25高二上·上海徐汇·期中)已知等差数列的公差不为零,,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式:
(2)求其前n项和取最大值时n的值.
50.(24-25高二上·福建莆田·期中)若数列的前项和为,且,数列满足
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列是等比数列;
(3)设数列满足,其前项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
51.(24-25高二上·福建莆田·期中)已知正项等差数列满足:且成等比数列.
(1)求数列的通项公式:
(2)若数列为递增数列,数列满足:,求数列的前项和.
52.(24-25高二上·福建漳州·期中)已知半圆,圆,作圆与半圆,圆,轴均相切,点,且.
(1)求的周长;
(2)证明:为等比数列;
(3)证明:对任意正整数.
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专题强化训练02:等比数列及其前n项和题型归纳精讲精练
【题型归纳】
· 题型一:等比数列及其前n项和基本量计算
· 题型二:等比中项问题
· 题型三:等比数列的性质
· 题型四:等比数列的函数性质
· 题型五:等比数列的前n项和的性质
· 题型六:等比数列的前n项和的奇数和偶数项之和问题
· 题型七:等比数列的证明问题
· 题型八:等比数列的应用
· 题型九:等比数列及其前n项和综合问题
【题型探究】
题型一:等比数列及其前n项和基本量计算
1.(22-23高二·全国)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
2.(23-24高二下·陕西榆林·期末)设等差数列的前项和为,且公差不为0,若,,构成等比数列,,则( )
A.7 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】设公差为,由题意可得的方程组,解方程组求出可得答案.
【详解】设公差为,
由题意可得,
即,
解得舍去,或,所以,
可得.
故选:C.
3.(23-24高二上·四川眉山·期末)各项均为正数的等比数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)记为的前项和,若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列基本量的计算可得公比,即可求解,
(2)由求和公式即可求解.
【详解】(1)设公比为,由于,所以,
由于,所以,
又,所以
(2),故,解得
题型二:等比中项问题
4.(23-24高二上·福建莆田·期中)已知递增等比数列的前项和为,且.
(1)求的值.
(2)求的值.
【答案】(1)2
(2)340
【分析】(1)根据等比数列基本量的计算即可求解;
(2)根据等差数列的通项代入即可求解.
【详解】(1)设首项为,公比为,
由条件可得,即,
解之得或,
又数列为递增的,故,
(2)由(1)知;
所以,
5.(23-24高二下·广东广州·期末)已知正项等差数列满足,且是与的等比中项,则( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】C
【分析】根据等差数列的通项公式与,求出的关系,根据是与的等比中项,求出的值,再求即可.
【详解】设等差数列的公差为, ,
所以,又因为,即,
可得,又由,即,
即,即,
且正项等差数列,即
解得,则.
故选:C.
6.(23-24高二下·甘肃·期末)等差数列的公差是2,若成等比数列,则的前项和( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用等比中项的性质求出,再结合题意得到通项公式,最后利用等差数列前项和公式求解即可.
【详解】由已知得,又因为是公差为2的等差数列,
故,即,解得,
所以,故,故A正确.
故选:A
题型三:等比数列的性质
7.(2024·云南大理·模拟预测)已知各项均为正数的等比数列中,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.9
【答案】C
【分析】根据等比数列的性质得到,计算出答案.
【详解】∵各项均为正数的等比数列中,,
∴.
故选:C.
8.(23-24高二下·四川达州·阶段练习)等比数列中,则( )
A. B.5 C.10 D.20
【答案】C
【分析】根据等比数列的通项的性质求得公比,即可得结论.
【详解】设等比数列的公比为,
则,所以,
故.
故选:C.
9.(23-24高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等比数列中,,,则( )
A. B. C.32 D.64
【答案】C
【分析】利用等比数列的性质求解即可.
【详解】设等比数列的公比为,
则,
即,解得,
所以.
故选:C.
题型四:等比数列的函数性质
10.(2023·广东佛山·一模)等比数列公比为,,若(),则“”是“数列为递增数列”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】根据等比数列的通项公式,结合等差数列的前项和公式、充分性和必要性的定义进行判断即可.
【详解】因为等比数列公比为,
所以,
当时,,,显然数列为不是递增数列;
当“数列为递增数列”时,有,
因为,所以如果,例如,显然有,,显然数列为不是递增数列,
因此有,,
所以由,
当时,显然对于恒成立,
当时,对于不一定恒成立,例如;
当时,对于不一定恒成立,例如;
当时,对于恒不成立,
因此“”是“数列为递增数列”的必要不充分条件,
故选:B
11.(22-23高二下·北京房山·期末)设各项均为正数的等比数列的公比为q,且,则“为递减数列”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】由等比数列通项公式及对数运算性质可得,根据充分、必要性定义判断题设条件间的推出关系,即可得答案.
【详解】由题设且,则,
若为递减数列,故,则,充分性成立;
若,则,易知为递减数列,必要性也成立;
所以“为递减数列”是“”的充分必要条件.
故选:C
12.(23-24高二下·北京·期中)等比数列的公比为,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】根据题意,利用等比数列的通项公式与不等式的性质,对两个条件进行正反推理论证,可得所求结论.
【详解】根据题意,成立时,有结合,
得,即,
①当时,可得,所以,即;
②当时,为偶数时,,可得,所以,
为奇数时,,可得,所以,因此不存在满足成立,
综上所述,若成立,则必定有,
若,结合,可知等比数列是递增数列,必定有成立
因此,若等比数列的首项,则“”是“”的充要条件.
故选:C
题型五:等比数列的前n项和的性质
13.(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)已知等比数列的前n项和为,且,若,,则( )
A.550 B.520 C.450 D.425
【答案】D
【分析】由等比数列前n项和的性质可得答案.
【详解】由等比数列前n项和的性质可得,,,,成等比数列,
则,设,则,∵等比数列中,,
∴解得,,故,∴,
故选:D.
14.(23-24高二下·河南南阳·期中)若正项等比数列的前项和为,且,则的最小值为( )
A.22 B.24 C.26 D.28
【答案】B
【分析】根据题意,利用等比数列的性质,得到,求得,结合基本不等式的公式,即可求解.
【详解】由题意,设等比数列的公比为,
因为成等比数列,可得,
又因为,即
所以,
所以,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
15.(2024·江苏扬州·模拟预测)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.
题型六:等比数列的前n项和的奇数和偶数项之和问题
16.(23-24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
17.(23-24高二下·云南保山·开学考试)等比数列的首项为2,项数为奇数,其奇数项之和为,偶数项之和为,则这个等比数列的公比q= .
【答案】/0.5
【分析】设数列共有项,根据等比数列的性质得出奇偶项的和之间的关系,即可求得答案.
【详解】设数列共有项,
由题意得,,
则,
解得,
故答案为:
18.(21-22高三上·山东聊城·期末)已知等比数列的公比,且,则 .
【答案】120
【分析】在等比数列中,若项数为,则,结合所求,化简计算,即可得答案.
【详解】因为在等比数列中,若项数为,则,
所以
.
故答案为:120
题型七:等比数列的证明问题
19.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知数列满足,点在直线上.
(1)设,证明为等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据题意整理可得,结合等比数列的定义分析判断;
(2)由(1)可得,利用分组求和结合等比数列求和公式运算求解.
【详解】(1)因点在直线,则.
可得,
即,且,
所以数列是以为首项,公比为的等比数列.
(2)由(1)可知:,即
所以.
20.(24-25高二上·山东·期中)已知数列的首项,且满足.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)两边取倒数,整理得到,结合,得到数列为等比数列;
(2)在(1)的基础上,得到,从而,时,,结合等比数列求和公式得到.
【详解】(1)已知,两边取倒数得,
所以,又,
所以数列为首项为2公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,,所以,
当时,,
当时,,
所以,
综上所述,.
21.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知数列满足且.
(1)求;
(2)证明数列是等比数列,并求.
【答案】(1)
(2)证明见详解;
【分析】(1)已知的值,代入递推公式得出,再代入递推公式即可得到的值.
(2)由两式消元得到,将变为得到等式,代入①式消元得到,构造出数列,得到等式,即可证明数列是等比数列,由等比数列的通项公式得出.
【详解】(1)当时,,
当时,,
(2)∵,
∴得到,∴,
则代入①得:,
则
∴,
且,
∴数列是以1为首项,3为公比的等比数列.
∴,
∴
题型八:等比数列的应用
22.(24-25高二上·福建漳州·期中)已知一小球从地面竖直向上射出到10m高度后落下,每次着地后又弹回到前一次高度的处,则该小球第6次落地时,经过的路程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出通项公式,再利用等比数列求和公式得解.
【详解】设小球第一次落地时经过的路程为,第次落地到第次落地经过的路程为,
由题意,,数列从第二项起构成以首项为,公比为的等比数列,
则第6次着地后经过的路程为(),
故选:D
23.(24-25高二上·福建·期中)一个弹力球从1m高处自由落下,每次着地后又弹回到原来高度的处,那么在第n次着地后,它经过的总路程超过5m,则n的最小值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】A
【分析】求出通项公式,再利用等比数列求和公式得解.
【详解】设小球第一次落地时经过的路程为,第次落地到第次落地经过的路程为,
由题意,,数列从第二项起构成以首项为,公比为的等比数列,
则第n次着地后经过的路程为,
即,结合选项,检验时,,时,成立,
故选:A
24.(23-24高二上·湖北荆门·期末)在流行病学中,基本传染数是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数.一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定,假设某种传染病的基本传染数,平均感染周期为7天,那么感染人数由1(初始感染者)增加到3333大约需要的天数为( )(初始感染者传染个人为第一轮传染,这个人每人再传染个人为第二轮传染……参考数据:)
A.42 B.43 C.35 D.49
【答案】A
【分析】由题意得感染人数形成等比数列,然后利用等比数列求和公式列不等式,结合指对互化解不等式即可求解.
【详解】设第n轮感染的人数为,则数列是,公比的等比数列,
由,可得,两边取对数得,
所以,所以,故需要的天数约为.
故选:A
题型九:等比数列及其前n项和综合问题
25.(24-25高二下·全国·期末)已知数列的前项和,且满足.
(1)求的通项公式;
(2)记数列的前项乘积为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用由求判断数列为等比数列,根据等比数列的通项公式解出结果;
(2)由第一问已知,根据题意求的,在计算的最小值;
【详解】(1)因为.
所以当时,
当时,,
两式相减得
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
则数列通项公式为
(2)记数列的前项乘积为,
所以,由(1)可知
则
令,开口向上且对称轴为,
所以或8时,取最小值且最小值为.
所以的最小值为.
26.(24-25高二上·上海·期中)已知数列的各项均为正实数,,且().
(1)求证:数列是等比数列;
(2)若数列满足,求数列中的最大项与最小项.
【答案】(1)证明见解析
(2)最大项为;最小项为
【分析】(1)根据等比数列的定义,结合题目中的等式,可得答案;
(2)由(1)可得数列的通项公式,结合对数运算可得数列的通项公式,利用幂函数单调性,可得答案.
【详解】(1)证明:由,则,,
所以数列是以为首项,以为公比的等比数列.
(2)由(1)可得,
当时,,则数列的最小项为,
由函数在上单调递减,则数列的最大项为.
27.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知在数列中,,且满足.
(1)求证:数列是等比数列,并求出的通项公式;
(2)设,求数列的前项积;
(3)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
(3)
【分析】(1)定义法证明数列是等比数列,从而的通项公式可求,则数列的通项公式可求;
(2)先表示出,然后根据的定义结合等比数列求和可求;
(3)将条件变形得到,从而可表示为,再采用裂项相消法求解出即可.
【详解】(1)当时,,
又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以.
(2)因为,
所以.
(3)因为,所以,所以,
所以,所以,
所以,
所以.
【专题训练】
一、单选题
28.(24-25高二上·江苏·期中)已知等比数列的公比,且满足,,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】由等比数列的通项公式计算基本量即可.
【详解】由于,,
所以,两式相除得,
解得或,
因为,所以.
故选:A
29.(24-25高二上·上海·期中)数列是等比数列,公比为,“”是“数列是严格增数列”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分也非必要
【答案】D
【分析】根据“”与“数列是严格增数列”的互相推出关系判断属于何种条件.
【详解】当时,取,则,显然不是严格增数列,
所以“”不能推出“数列是严格增数列”;
当数列是严格增数列时,设,
当时,是摆动数列,不符合要求,所以,
若,则,
若,则,
所以“数列是严格增数列”不能推出“”;
综上所述,“”是“数列是严格增数列”的既非充分也非必要条件,
故选:D.
30.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知数列为正项等比数列,,则使成立的的最小值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】A
【分析】根据条件,求出数列的通项公式,进行判断即可.
【详解】根据条件:,解得.
所以.
由.
所以使成立的的最小值为9.
故选:A
31.(24-25高二上·山东青岛·期中)若成等比数列,且满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据对数函数的性质解不等式,利用等比数列的通项公式分析出首项和公比的范围,利用作差法判断大小即可.
【详解】成等比数列,设公比为,
∵,
∴,
∴,,,
∴,,,
∵,∴,
从而,由得,则,
由得,
即,得,
∵,∴,解得,
∴,,
∴,,
∴,
故选:C.
32.(24-25高二上·山东青岛·期中)已知数列满足,且,则( )
A.1023 B.1124 C.2146 D.2145
【答案】C
【分析】分析奇数项和偶数项的特点,分组求和即可.
【详解】根据递推公式可知:数列的奇数项依次为:,,,…,为等比数列;
数列的偶数项为:,,,…,为等差数列.
所以.
故选:C
33.(24-25高二上·福建龙岩·期中)已知数列,,,则( )
A.8 B.16 C.24 D.64
【答案】D
【分析】由可求得,进而求出,可求出.
【详解】因为,
所以,所以,
又因为,所以,所以,
所以数列为等比数列,(),所以.
故选:D.
34.(24-25高二上·福建·期中)记等比数列的前项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据等比数列前项和的性质计算即可.
【详解】因为为等比数列的前项和,所以成等比数列,
由,得,则,所以,所以,
所以.
故选:B
35.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)设为数列的前项和,若,则的值为( )
A.8 B.4 C. D.
【答案】D
【分析】易知数列前和求出通项公式,再由等比数列的性质化简求得结果.
【详解】当时,,∴,
当时,,则,
∴,即数列是首项,公比的等比数列,
即,
∴
故选:D.
36.(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)某牧场今年年初牛的存栏数为1200头,预计以后每年存栏数的增长率为,且在每年年底卖出100头牛.若该牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列,,则大约为(参考数据:( )
A.1420 B.1480 C.1520 D.1580
【答案】B
【分析】由题意得数列递推公式,再用构造法求出通项,代入计算即可.
【详解】依题意,当时,,则,
于是数列是首项为,公比为1.1的等比数列,
则,即,
所以.
故选:B
37.(23-24高二下·山东日照·期末)已知等比数列,,为函数的两个零点,则( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】由题意,结合对数运算性质、等比数列性质即可求解.
【详解】由题意是一元二次方程的两个根,由韦达定理有,
而对于等比数列而言,,
从而
.
故选:C.
二、多选题
38.(24-25高二上·江苏苏州·期中)设为数列的前n项和.若,则( )
A. B.数列为递减数列 C. D.
【答案】BC
【分析】A选项,利用得到为公比为2的等比数列,求出;B选项,当时,,B正确;C选项,计算出,得到C正确;D选项,利用等比数列求和公式计算出,,D错误.
【详解】A选项,当时,,解得,
当时,,
故,
所以为公比为2的等比数列,,A错误;
B选项,当时,,
故,所以为递减数列,B正确;
C选项,,,,
故,C正确;
D选项,,,
故,D错误.
故选:BC
39.(24-25高二上·江苏·期中)已知数列满足,,则下列说法正确的是( )
A. B.中存在连续三项成等差数列
C.中存在连续三项成等比数列 D.数列的前项和
【答案】ABD
【分析】根据给定的递推公式,求出数列的通项,再逐项判断即得.
【详解】数列中,由,得,
则数列是首项为,公比为的等比数列,因此,即,
对于A,,A正确;
对于B,,,即成等差数列,B正确;
对于C,假定连续三项成等比数列,则,
整理得,此方程无解,即中不存在连续三项成等比数列,C错误;
对于D,,则,
两式相减得,
因此,D正确.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:如果数列是等差数列,是等比数列,求数列的前n项和时,可采用错位相减法求和,一般是和式两边同乘以等比数列的公比,然后作差求解.
40.(24-25高二上·福建·期中)已知等比数列的首项为1,公比不为1,若,,成等差数列,则( )
A.的公比为 B.的公比为
C.的前10项和为 D.,,成等差数列
【答案】BCD
【分析】根据等差中项的性质,利用等比数列的通项公式基本量列式求解公比判断ABD,根据等比数列的求和公式求和判断C.
【详解】设的公比为q,因为,所以,
因为,,成等差数列,所以,
因为,所以,因为,
所以,故A错误;B正确;
的前10项和为,故C正确;
因为,
所以,,也成等差数列,故D正确.
故选:BCD
41.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知数列满足,且,则下列正确的有( )
A.
B.数列的前项和为
C.数列的前项和为
D.若数列的前项和为,则
【答案】ACD
【分析】对A,构造数列求解通项公式,进而可得;对B,由A,再求和即可;对C,根据对数的运算结合等差数列求和公式求解即可;对D,根据裂项相消求和判断即可.
【详解】对A,由可得,故数列是以为首项,1为公差的等差数列,
故,即,则,故A正确;
对B,,故数列的前项和为,故B错误;
对C,,则前项和为
,故C正确;
对D,,
则,
又易得随的增大而增大,故,即,故D正确.
故选:ACD
42.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知公比为q的等比数列,,则()
A.
B.
C.若,则
D.若,记,则
【答案】CD
【分析】根据等比数列的基本量计算即可判断.
【详解】对于选项因为,所以错误;
对于选项,当首项,公比时,满足题意,
但此时,错误;
对于选项,由,得,正确;
对于选项,,
又,得正确.
故选:.
三、填空题
43.(24-25高二上·上海·期中)在等比数列中,,且,则的值为 .
【答案】
【分析】根据等比数列的性质即可得解.
【详解】由已知数列为等比数列,
则,
即,
所以,
又,所以,
故答案为:.
44.(24-25高二上·山东青岛·期中)数列中,,若,则 .
【答案】2023
【分析】先证明数列为等比数列,求出通项公式,根据等比数列的求和公式,可求的值.
【详解】令,则,
所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,
所以.
所以.
所以,所以.
故答案为:2023
45.(24-25高二上·上海·期中)设是数列的前项和,,且对任意正整数,,都有,若恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,由任意性可得数列为等比数列,求出公比及前项和即可得解.
【详解】在数列中,对任意正整数,,都有,对,取,
则有,因此数列是首项,公比的等比数列,
则,而恒成立,于是,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
46.(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)已知等比数列的前n项和,,则a= ;设数列的前n项和为,若对恒成立,则实数λ的取值范围为 .
【答案】 1
【分析】根据等比数列的性质,结合,有,即可求值,进而有即,
结合对恒成立求的范围即可.
【详解】由等比数列的前n项和知,,
所以,所以,
而,,
∴,即,
由上知:,则,
∴,
即,
当时,的最小值为,
所以.
故答案为:1;
四、解答题
47.(24-25高二上·浙江宁波·期中)设等比数列的前项和为,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)根据题设的递归关系可得,故可得公比,从而可求通项;
(2)利用错位相减法可求.
【详解】(1)因为,所以,
所以,而为等比数列,故公比,故.
(2),
故,
所以,
所以
,
故.
48.(24-25高二上·江苏镇江·期中)已知数列为等差数列,,数列为等比数列,公比为2,且,.
(1)求数列与的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和等比数列的通项公式即可直接求解;
(2)利用等差数列和等比数列的求和公式求解即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
因为,所以,,
所以;
因为,所以.
(2)结合(1)可得:
.
49.(24-25高二上·上海徐汇·期中)已知等差数列的公差不为零,,且,,成等比数列.
(1)求的通项公式:
(2)求其前n项和取最大值时n的值.
【答案】(1)
(2)7
【分析】(1)用通项公式表示出,,三项,再由等比中项建立方程,解得公差,写出数列的通项公式;
(2)列出数列的前n项和,由二次函数的性质找到最大值时n的值
【详解】(1)设等差数列的公差为,
由题意可知,∴,
∴,∴.
(2)由(1)得.
由二次函数的性质可得:当时,最大.
50.(24-25高二上·福建莆田·期中)若数列的前项和为,且,数列满足
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列是等比数列;
(3)设数列满足,其前项和为,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)先求,再由公式求,检验是否成立即可;
(2)证明为定值即可;
(3)先利用错位相减法得,再参数分离得,进而研究数列最值即可.
【详解】(1)因为,当时,,
当时,,
且时,也符合上式,
所以
(2)
当时,由,所以,
依题意知:,所以
而,所以数列是首相为3,公比为3的等比数列.
(3)因为是首相为3,公比为3的等比数列,
所以,
所以,
=,
,
得
化简得:,
因为恒成立,
所以,
所以,
当,;当时,,
又,
令,得:,故当,恒成立,
所以在时,取到最大值,
所以实数的取值范围
【点睛】数列不等式恒成立问题,常常需要进行放缩,参变分离求最值处理.
51.(24-25高二上·福建莆田·期中)已知正项等差数列满足:且成等比数列.
(1)求数列的通项公式:
(2)若数列为递增数列,数列满足:,求数列的前项和.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据等差数列定义由等比数列性质计算可得公差,即求出通项公式;
(2)由(1)可得,利用分组求和代入公式计算可得结果.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
由成等比数列可得,
解得或;
当时,可得,
当时,可得;
所以数列的通项公式为或.
(2)由(1)可得,所以;
因此,
所以
即数列的前项和.
52.(24-25高二上·福建漳州·期中)已知半圆,圆,作圆与半圆,圆,轴均相切,点,且.
(1)求的周长;
(2)证明:为等比数列;
(3)证明:对任意正整数.
【答案】(1)2
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据的定义以及相切的性质即可求解;
(2)由题意得递推表达式,进一步根据等比数列的定义验算即可证明;
(3)由分析可知只需证明即可,而可以用基本不等式证明当时,,累加即可得解.
【详解】(1)因为圆,圆与轴均相切,且圆的圆心坐标为,
所以圆的半径为,圆的半径为.
又圆,圆均与半圆相内切,圆与圆相外切,
所以,,.
所以的周长为:.
(2)依题意,有,,,
得即
消去得,
整理,得,
两边同时减去,得.
依题意,易得,所以,即.
所以.
所以为等比数列,首项为1,公比为.
(3)由(2)得,.
令,则当时,.
要证,即证,
即证.
当时,
(当且仅当时,等号成立)
(当且仅当时,等号成立)
.
所以,
得证.
【点睛】关键点点睛:第三问的关键在于得到只需证明即可,进一步只需证明当时,即可,由此即可顺利得解.
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