内容正文:
专题08 等比数列
等比数列基本量的计算
1.(23-24高二下·四川攀枝花·期末)已知等比数列满足,则首项( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,列出关于的方程组,再求解即得.
【详解】设等比数列的公比为,
由,得,
所以.
故选:C
2.(23-24高二下·四川成都·期末)若等比数列的各项均为正数,且成等差数列,则( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】C
【分析】先根据等比数列部分项成等差得出公比,再结合等比数列通项求值即可.
【详解】若等比数列的各项均为正数,所以公比,
且成等差数列,可得,
即得
可得,
.
故选:C.
3.(23-24高二上·四川宜宾·期末)已知等比数列的前项和为,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件求得等比数列的公比,进而求得.
【详解】设等比数列的公比为,
若,则,则,所以,
所以,,
所以,所以.
故选:B
4.(23-24高三下·四川·期末)已知各项都为正数的等比数列满足,,则( )
A.6 B.12 C.24 D.48
【答案】D
【分析】设出等比数列的公比,由给定等式列出方程组求解.
【详解】设正数等比数列的公比为,由,得,
整理得,解得,所以.
故选:D
5.(21-22高一下·四川绵阳·期末)设是正项等比数列,为其前项和,已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由等比中项得,再利用和等比数列的通项公式计算,即可得到的值.
【详解】因为是正项等比数列,所以 ,,
由等比中项得,解得,
所以解得,,
所以.
故选:B.
6.(21-22高一下·四川成都·期末)数列的前n项和为,,若,则m的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】利用关系可得,并求得,根据等比数列的定义及其前n项和公式,即可求m的值.
【详解】由,则,两式相减得:,而,
所以,故是首项、公比均为的等比数列,
所以,可得.
故选:C
7.(20-21高一下·四川宜宾·期末)设是等比数列的前n项和,,,则首项( )
A. B.12 C.1或 D.3或12
【答案】D
【分析】根据等比数列的基本量计算即可.
【详解】是等比数列的前n项和,,,
∴当公比q=1时,,此时满足题意,
当公比q≠1时,,
解得,
∴首项的值为3或12.
故选:D.
等比数列的性质
8.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知为等比数列,若,则的值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】根据等比数列的性质直接计算即可.
【详解】因为,
所以,
故选:B.
9.(21-22高一下·四川成都·期末)正项数列中,对任意,满足,且满足,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】先由已知条件判断数列为等比数列,然后利用等比数列的性质求解即可.
【详解】因为对任意,满足,所以,
所以,所以数列为等比数列,
因为,所以,
所以,
因为为正项数列,所以,
故选:C
10.(20-21高一下·四川雅安·期末)在等比数列中,,是方程的二根,则的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【分析】利用等比数列的性质、韦达定理列方程组求解.
【详解】解:在等比数列中,,是方程的二根,
则,,
则.
故选:B.
11.(23-24高二上·四川·期末)数列是各项为正数的等比数列,其前项和为,则下列说法正确的是( )
A.数列是等比数列 B.数列是等比数列
C.是等差数列 D.、、成等比数列
【答案】ABC
【分析】利用等比数列的定义可判断ABD选项,利用等差数列的性质可判断C选项.
【详解】设等比数列的公比为,对任意的,,则,
对于A选项,,则数列是等比数列,A对;
对于B选项,,则数列是等比数列,B对;
对于C选项,为常数,则是等差数列,C对;
对于D选项,,
,
所以,、、不成等比数列,D错.
故选:ABC.
12.(23-24高二上·四川巴中·期末)已知数列的前项和,则下列说法正确的是( )
A. B.数列为单调递增数列
C.数列是等比数列 D.
【答案】ABC
【分析】利用的关系求出可判断AD;利用等比数列的定义可判断C;由首项及公比可判断B.
【详解】∵,∴,故A正确;
当时,,
∴,也适合,
∴,故D错误;
∵,∴数列是公比为3的等比数列,故C正确;
∵,公比大于1,∴数列为单调递增数列,故B正确.
故选:ABC.
13.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知数列是等差数列,是等比数列,.( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】AC
【分析】利用等差数列、利用等差数列的性质判断即可.
【详解】设等差数列的公差为,
当时,,故A正确;
当公差时,是常数列,,但与不一定相等,故B不正确;
设等比数列的公比为,
若“”,则,故C正确;
当公比时,是常数列,,但与不一定相等,故D不正确.
故选:AC.
等比数列前n项和性质
14.(20-21高一下·四川成都·期末)设数列的前项和为,有下面四个结论:
①若是二次函数,则数列是等差数列;
②若数列是等差数列,则是二次函数;
③若,其中,,则数列是等比数列;
④若数列是等比数列则,,也是等比数列其中结论正确的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】依次举出符合命题①②③④的条件的事例进行分析、计算并判断作答.
【详解】对于①,令,则时,,而,不满足上式,即数列不是等差数列,①不正确;
对于②,令,数列是等差数列,而,不是二次函数,②不正确;
对于③,,则,时,,数列不是等比数列,③不正确;
对于④,等比数列公比,为偶数时,,,为0,即它们不成等比数列,④不正确.
所以命题①②③④都是错误的,正确的个数为0.
故选:A
15.(10-11高一下·四川成都·期末)已知数列(),其前项和为,给出下列四个命题:
①若是等差数列,则三点、、共线;
②若是等差数列,且,,则、、…、这个数中必然存在一个最大值;
③若是等比数列,则、、()也是等比数列;
④若(其中常数),则是等比数列.
其中正确命题的序号是 .(将你认为的正确命题的序号都填上)
【答案】①④.
【分析】命题①:求出,判断出为一条直线,即可证明;
命题②:求出公差d=2,则数列是递增数列,没有最大值,即可判断;
命题③:取特殊数数列:设,否定结论;
命题④:利用等比数列的定义直接证明.
【详解】命题①:若是等差数列,则,所以为一条直线,所以三点、、共线;结论成立;
命题②:设等差数列的公差为d,由,,解得:d=2,该数列是递增数列,,,故最小,没有最大值.结论错误;
命题③:若是等比数列,不妨设,则当m=2时,有,,,不能构成等比数列;结论错误;
命题④:由(*),时有(**).
(*)-(**)可得:.
因为常数,符合等比数列的定义,则是等比数列.结论成立.
故答案为:①④.
16.(23-24高一下·四川·期末)若等比数列{an}的前n项和为Sn,且S5=10,S10=30,则S20=( )
A.80 B.120 C.150 D.180
【答案】C
【分析】根据等比数列的片段和性质,即可容易求得结果.
【详解】因为数列是等比数列,
故可得依然成等比数列,
因为,故可得,
故该数列的首项为,公比为2,
故可得.
故选:.
【点睛】本题考查等比数列的前项和,属基础题.
17.(23-24高三上·安徽池州·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
【点睛】若等比数列有偶数项,则,用整体的思想处理问题,方便简捷.
18.(23-24高二下·四川成都.期末)已知等比数列中,满足,,则( )
A.数列是等比数列 B.数列是递增数列
C.数列是等差数列 D.数列中,,,仍成等比数列
【答案】ACD
【分析】根据等比数列的定义以及性质即可根据选项判断ABC,由,成等比数列即可判断D.
【详解】对于A,,所以,故,又,
所以为等比数列,故A正确,
对于B,,,所以为等比数列,
且公比为,首项为1,故是递减数列,故B错误;
对于C,,所以为公差为1的等差数列,故C正确,
对于D,
又,
所以,成等比数列,故D成立,
故选:ACD
19.(23-24高二下·四川遂宁·阶段练习)已知等比数列的公比为,前项和为,则下列命题中正确的是( )
A.
B.
C.成等比数列
D.“”是“成等差数列”的充要条件
【答案】ABD
【分析】
对A、B、D,结合与的关系,将与互相转化计算即可得;对C,举出反例当时其不成立即可得.
【详解】对A:,故A正确;
对B:,故B正确;
对C:当时,有,等比数列不能有项为,故C错误;
对D:当时,
,故由“”可得“成等差数列”,
当成等差数列时,可得,
即有,
即,可得,即由“成等差数列”可得“”,
故“”是“成等差数列”的充要条件,故D正确.
故选:ABD.
20.(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:
21.(23-24高一下·四川南充·期中)等比数列的前项和为,则 .
【答案】
【分析】根据等比数列得前项和公式可得,即可求出结果.
【详解】因为等比数列得前项和为,又因为,所以,即,
故答案为:.
等比数列的证明
22.(20-21高一下·四川成都·期末)已知数列满足则 .
【答案】1024
【分析】由可得,从而可得数列是以2为公比,1为首项的等比数列,可求出通项公式,进而可求出
【详解】因为
所以,
所以数列是以2为公比,1为首项的等比数列,
所以,所以,
所以,
故答案为:1024
23.(23-24高二下·四川德阳·期末)数列的前n项和为,且.
(1)求证:数列为等比数列,并求其通项公式;
(2)令,数列的前n项和为.求证:.
【答案】(1)证明见解析,
(2)证明见解析
【分析】(1)利用与的关系式,消去,即可证明为等比数列,求得通项;
(2)将数列的通项进行裂项,再运用裂项相消法即可求出并证得.
【详解】(1)因为①,
所以当时,②,
①②得:,即(*),
又当时,,即,所以,
由(*)可得,,
则数列为以2为首项,2为公比的等比数列,故;
(2)由(1)知,
故,
因,,故得.
24.(23-24高二下·四川南充·期末)已知是数列的前项和,且满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)证明见详解
(2)
【分析】(1)由,可得,可得,得到证明.
(2)由(1)可得,则,则,利用错位相减求和法计算得到答案.
【详解】(1),
当时,,解得,
当时,,,
两式相减得,,
所以,
故是首项为,公比为的等比数列.
(2)由(1)可知,,
所以,
,
则,
两式相减得,
,
所以.
25.(23-24高二上·四川内江·期末)设为数列的前项和,已知,.
(1)数列是否是等比数列?若是,则求出通项公式,若不是请说明理由;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)是等比数列,;
(2)证明见解析.
【分析】(1)应用求得且,注意验证,即可判断是否为等比数列,进而写出通项公式;
(2)由(1)得,裂项相消法求,即可证结论.
【详解】(1)由题设,即,且,
又时,,可得,
综上,是公比为2的等比数列,通项公式为.
(2)由题设,故,
所以
,又,
所以,得证.
26.(21-22高一下·四川凉山·期末)已知数列前n项和,满足.
(1)证明是等比数列;
(2)数列,,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由得,.从而得到
是等比数列.
(2)将代入并化简得 ,裂项相消即可.
【详解】(1)由得:,,
所以,即,,
当时,,则,所以是以为首项,公比为2的等比数列.
(2)由(1)知,则,
故,.
所以.
27.(20-21高一下·四川宜宾·期末)已知数列满足,.
(1)求证数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,为数列的前n项和,求证:.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析
【分析】(1)由题意知,解得;再由当时,,又,两式相减可得,即为,即可证明答案,进而求出的通项公式;
(2)根据题意,可得,对和的前n项进行求和得和,由,故可证.
【详解】(1)证明:由,,可得,解得;
当时,,又,
两式相减可得,
即为,由于,,
所以数列是首项和公比均为2的等比数列,
则,可得;
(2)证明:,可得,
当时,;
又,
可得时,;
当时,,满足.所以.
等比数列的前n项和
28.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知等比数列的公比为,,,数列的前项和为,则( )
A. B.
C.数列是等比数列 D.
【答案】BC
【分析】A、B、C均可由等比数列的概念和通项公式可得;D选项需要利用错位相减法求和,进而可得答案.
【详解】由等比数列的公比为,,,可得,即,故A错误;
,故B正确;
又,所以,
即是一个以为首项,2为公比的等比数列,故C正确;
验证当时的结果,此时,则,
所以,
,
,
得,
所以,故D错误,
故选:BC.
29.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列满足 ,若 为数列 的前 项和,则
【答案】77
【分析】根据等差数列及等比数列求和公式分组求和计算即可.
【详解】因为当n为奇数时为等差数列,公差为1,,
;
当n为偶数时为等比数列,公比为2,,
;
所以.
故答案为:77.
30.(23-24高二上·四川成都·期末)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据递推公式求出,设的公差为,结合求出,即可求出通项公式;
(2)由(1)可得,利用错位相减法求和即可.
【详解】(1)由,,令得,解得,
设的公差为,
因为,所以,
所以,
故的通项公式为.
(2)由(1)知,
所以①,
②,
①②得,
化简得,
所以.
31.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列是公差不为0的等差数列,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知可得,求解即可求得数列的通项公式;
(2)由(1)可得,利用分组求和法可求.
【详解】(1)设数列的公差为,则,
又是和的等比中项,所以,
解得或(舍去),
所以.
(2)由(1)可得,
所以,
所以,
所以,所以
32.(23-24高三上·四川成都·期末)数列的前项和,
(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)利用得出的递推关系,从而求得通项公式;
(2)利用错位相减法求和.
【详解】(1)因为,所以当时,,所以,
当时,,所以,
整理可得,所以数列是以2为首项,2为公比的等比数列,所以.
(2)由(1)有,所以,
错位相减可得:
,
令;
错位相减可得:
所以,
所以.
所以.
33.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)已知数列的前项和为.数列的首项,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列为等比数列;
(3)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用与的关系即可求解;
(2)利用倒数法及等比数列的定义,结合等比数列的通项公式即可求解;
(3)根据(1)(2)的结论,求出,利用数列求和中的分组求和法、等差数列的前项和公式及错位相减法即可求解
【详解】(1)当时,,
当时,,
当时,依然成立,
所以的通项公式是.
(2)由,得,
.
又.
故是以3为首项,3为公比的等比数列,
所以.
(3)由(1)(2)知,,
则
.
令①,
②,
①-②得,,
,
,
.
34.(23-24高三上·四川成都·期末)已知数列的前n项和为,,且,数列满足, ,其中n∈N*.
(1)分别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)根据题意推得,得到数列为等比数列,求得,再由,利用累乘法,求得数列的通项公式;
(2)由(1)知,,得到,结合乘公比错位相减法求和,即可求解.
【详解】(1)解:由,可得,
两式相减,可得,即,
又由时,,可得,
所以,
所以数列是首项为,公比的等比数列,
故数列的通项公式为,
由,可得,
故,,,……,,,
以上个式子相乘得,,
所以数列的通项公式为.
(2)解:由(1)知,,
可得,所以,
所以,,
两式相减得,,
所以.
等比数列的函数特性
35.(23-24高一下·四川成都·期末)已知单调递减的等比数列中,,则该数列的公比的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等比数列单调递减,得到,,再根据,求解.
【详解】因为等比数列单调递减,
所以,,
因为,
所以,
又因为,
所以,
所以,
故选:D
【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式的应用以及数列的单调性的应用,属于基础题.
36.(2021·四川巴中·一模)已知公差不为的等差数列的前项和为,且,设,数列的前项积为.给出以下四个结论:①的最大值为;②;③数列是递增等比数列;④其中正确结论的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设等差数列的公差为,由已知条件可得出,利用等差数列的求和公式可判断②④的正误,取可判断①的正误,取可判断③的正误.
【详解】设等差数列的公差为,由可得,则.
所以,.
若,则无最大值,①错误;
,②正确;
,故,
当时,数列是递减的等比数列,③错误;
,则,④正确.
故选:B.
37.(20-21高二上·吉林·期末)已知数列是首项不为零的等比数列,且公比大于0,那么“”是“数列是递增数列”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【解析】等比数列的通项公式为,由指数函数的单调性结合充分条件以及必要条件的概念可得结果.
【详解】因为等比数列的通项公式为,
当,时,数列为递减数列,即充分性不成立;
当“数列是递增数列”时,可能是,,即必要性不成立;
即“”是“数列是递增数列”的既不充分也不必要条件,
故选:D.
38.(18-19高一下·四川成都·期中)下面关于等比数列和公比叙述正确的是( )
A.为递增数列 B.为递增函数
C.为递减数列 D.为递增函数列且为递增函数
【答案】D
【分析】通过举反例即可将项分别排除,确定正确答案.
【详解】项:若,则的各项为……,显然是递减数列,不正确.
项:等比数列的各项为……,是递增数列,,该选项不正确.
项:若,则的各项为……,显然是递增数列,不正确.
利用排除法即可知,只有项正确.
【点睛】主要考查了等比数列的单调性问题,属于基础题.
39.(23-24高二下·四川·期中)设无穷等比数列的公比为q,其前n项和为,前n项积为,并满足条件,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.是数列中的最大项 D.数列存在最小项
【答案】AC
【分析】根据等比数列的单调性可判断,进而可判断,,即可结合选项逐一求解.
【详解】由,所以,又,
当时,则,,不成立,
所以,所以数列为正项数列且单调递减.
对于A,由数列为正项数列,所以,故A正确;
对于B,由,所以,,所以,
,故B错误;
对于C,D,根据上面分析,数列为正项数列且单调递减,且,,
所以,所以是数列的最大项,无最小项,故C正确,D错误.
故选:AC.
40.(23-24高二下·四川南充·期中)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.是数列中的最大项
【答案】ACD
【分析】根据已知条件,结合等比数列的性质, 则或,,,所以,,推得公比,即可依次求解.
【详解】由,则或,
,,和同号,且同为正,且一个大于1,一个小于1,
,,,即数列的前2022项大于1,
而从第2023项开始都小于1,
对于A,公比,故A正确,
对于B,,,即,故B错误,
对于C,,
,,即,故C正确.
对于D,等比数列的前项积为,
且数列的前2022项大于1,而从第2023项开始都小于1,
故是数列中的最大项,故D正确.
故选:ACD.
41.(22-23高三上·湖北·期中)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C.是数列中的最大项 D.
【答案】ACD
【分析】由等比数列的性质与条件得,对选项逐一判断,
【详解】由,,与等比数列性质,
可得,
对于A,,则成立,故A正确,
对于B,,则,故B错误,
对于C,当时,,当时,
故是数列中的最大项,故C正确,
对于D,,故D正确,
故选:ACD
等比数列的实际应用
42.(19-20高一下·四川宜宾·期末)河南洛阳的龙门石窟是中国石刻艺术宝库之一,现为世界文化遗产,龙门石窟与莫高窟、云冈石窟、麦积山石窟并称中国四大石窟.在龙门石窟的某处“浮雕象”共有7层,每一层的数量是它下一层的2倍,这些“浮雕象”构成一幅优美的图案.已知该处共有个“浮雕象”,则正中间那层的“浮雕象”的数量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,可知从最下层往上“浮雕象”每层的数量构成一个公比为2等比数列,故只需利用,求出最下层的浮雕数量,即可求出正中间那层,即第4层的“浮雕象”的数量.
【详解】根据题意,可知从最下层往上“浮雕象”每层的数量构成一个公比为2等比数列,
设最下层的浮雕数量为,则由,解得,
所以正中间那层为第4层,其“浮雕象”的数量.
故选:D
【点睛】本题主要考查等比数列的通项公式及等比数列的前项和公式的应用,属于基础题.
43.(23-24高二下·四川绵阳·期末)我国某西部地区要进行沙漠治理,已知某年(记为第1年)年底该地区有土地1万平方千米,其中是沙漠.从第2年起,该地区进行绿化改造,每年把原有沙漠的改造成绿洲,同时原有绿洲的被沙漠所侵蚀又变成沙漠.设第年年底绿洲面积为万平方千米,则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意,列出第年绿洲面积与上一年绿洲面积的关系,利用递推关系,构造新数列是首项为,公比为的等比数列,由等比数列的通项公式求解即可;
【详解】由题意得,
,
,
可变形为,又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,故.
故选:A
44.(23-24高三上·四川·期末)剪纸和折纸都是中华民族的传统艺术,在折纸界流传着“折不过8”的说法,为了验证这一说法,有人进行了实验,用一张边长为的正方形纸,最多对折了13次.记第一次对折后的纸张厚度为,第2次对折后的纸张厚度为,以此类推,设纸张未折之前的厚度为毫米,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由等比数列的通项公式求解.
【详解】由题意数列是等比数列,公比是2,且,∴,
故选:C.
45.(22-23高三上·四川·期末)1883年,德国数学家康托提出了三分康托集,亦称康托尔集.下图是其构造过程的图示,其详细构造过程可用文字描述为:第一步,把闭区间平均分成三段,去掉中间的一段,剩下两个闭区间和;第二步,将剩下的两个闭区间分别平均分为三段,各自去掉中间的一段,剩下四段闭区间:,,,;如此不断的构造下去,最后剩下的各个区间段就构成了三分康托集.若经历步构造后,所有去掉的区间长度和为( ) (注: 或或或的区间长度均为)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
根据“康托尔三分集”的定义,分别求得前几次的剩余区间长度的和,求得其通项公式,可得第次操作剩余区间的长度和,即可得解.
【详解】解:将定义的区间长度为,根据“康托尔三分集”的定义可得:
每次去掉的区间长组成的数为以为首项,为公比的等比数列,
第1次操作去掉的区间长为,剩余区间的长度和为,
第2次操作去掉两个区间长为的区间,剩余区间的长度和为,
第3次操作去掉四个区间长为的区间,剩余区间的长度和为,
第4次操作去掉8个区间长为,剩余区间的长度和为,
第次操作去掉个区间长为,剩余区间的长度和为,
所以;
设定义区间为,则区间长度为1,
所以第次操作剩余区间的长度和为,
则去掉的区间长度和为.
故选:B
46.(22-23高三上·四川绵阳·期末)中国古代数学著作《算法统综》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,请公仔仔细算相还”.其大意为:“有一人走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”.则下列说法正确的是( )
A.该人第五天走的路程为14里
B.该人第三天走的路程为42里
C.该人前三天共走的路程为330里
D.该人最后三天共走的路程为42里
【答案】D
【分析】由题意可知该人每天走的路程构成了公比为的等比数列,由题意求出首项,可得其通项公式,即可求出,判断A,B;求出可判断C,D.
【详解】由题意可知该人每天走的路程构成了公比为的等比数列,
设数列前n项和为,则,
故 ,解得,
则,
故 ,该人第五天走的路程为12里,A错误;
,该人第三天走的路程为48里,B错误;
,该人前三天共走的路程为里,C错误;
由(里),可知该人最后三天共走的路程为42里,D正确,
故选:D
47.(19-20高一下·四川成都·期末)“一尺之锤,日取其半,万世不竭”语出《庄子·天下》,意思是一尺长的棍棒,每日截取它的一半,永远截不完(一尺约等于33.33厘米).这形象地说明了事物具有无限可分性.问:当剩余的棍棒长度小于1厘米时需要截取的最少次数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】A
【分析】由题可知截取第次后,剩余的棍棒长为尺,然后列不等式可求出的值
【详解】解:由题意可知第一次剩余的棍棒长度为尺,则第次剩余的棍棒长为尺,
由得,≥6
所以当剩余的棍棒长度小于1厘米时需要截取的最少次数为6,
故选:A
【点睛】此题考查等比数列的应用,属于基础题.
48.(23-24高二上·四川·期末)2019年11月11日是石室中学周年校庆日,学校数学爱好者社团组织“解题迎校庆,我爱”的活动.其中一题如下:已知数列,其中第一项是,接下来的两项是,,再接下来的三项是,,,依此类推.若该数列前项和为,则求满足,且是的倍数条件的整数的个数为
A.10 B.12 C.21 D.60
【答案】A
【分析】本题考查数列的应用,等差数列与等比数列的前项和.将已知数列分组,使每组第一项均为1,即:,,,,利用等比数列前项和公式,可得答案
【详解】将已知数列分组,使每组第一项均为1,
即:,,,,
根据等比数列前项和公式,
求得每项和分别为:,,,,,
每项含有的项数为:1,2,3,,,
总共的项数为,
所有项数的和为
,
当时,成立,N=15,
当时,成立, N=55
,,所以多出的6项符合.
综上所述,,故满足条件的N可表示为,共10个,选A.
【点睛】此题来自于2017年全国新课标Ⅰ卷试题改编,试题本身难度大,考生解决此类问题需要学会对数据分组,合理采用赋值法,也需要不断提升计算能力.
49.(23-24高一下·四川成都·期末)某学生家长为缴纳该学生上大学时的教育费,于2018年8月20号从银行贷款a元,为还清这笔贷款,该家长从2019年起每年的8月20号便去银行偿还相同的金额,计划恰好在贷款的m年后还清,若银行按年利率为p的复利计息(复利:即将一年后的贷款利息也纳入本金计算新的利息),则该学生家长每年的偿还金额是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意建立方程,再结合等比数列求和公式,即可求出的值.
【详解】设每年偿还的金额为,
则,
所以,
解得
故选D.
【点睛】主要考查了等比数列求和,方程的求解,以及数学应用能力,属于中档题.这类型题的关键在于结合生活实际,读懂题意,合理地转化为数学问题,再进行求解.
等比数列的综合应用
50.(23-24高二下·四川泸州·期末)数列的前n项和满足,若,则的值是( )
A. B. C.6 D.7
【答案】B
【分析】由已知结合化简变形可得数列是以2为首项,为公比的等比数列,从而可求出,进而可求出答案.
【详解】因为,所以,
所以,
所以,
因为,,所以,得,
所以数列是以2为首项,为公比的等比数列,
所以,
所以.
故选:B
51.(23-24高二上·四川宜宾·期末)一只蜜蜂从蜂房出发向右爬,每次只能爬向右侧相邻的两个蜂房 (如图),例如:从蜂房只能爬到号或号蜂房,从号蜂房只能爬到号或号蜂房……以此类推,用表示蜜蜂爬到号蜂房的方法数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据递推关系以及构造法求得正确答案.
【详解】依题意,(),,
当时,
,
,所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以.
故选:A
【点睛】本题首先是考查观察能力,通过观察题目所给图象,探究数列的递推关系.其次是根据递推关系求通项公式,利用的是构造函数法以及等比数列的定义,将递推关系转化为等比数列的形式,从而可利用等比数列的知识来对问题进行求解.
52.(23-24高二下·四川绵阳·期末)已知数列的前项和为,首项, 且满足, 下列结论正确的( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
【答案】ABC
【分析】选项A,根据条件得到当为偶数时,,当为奇数时,,再利用,即可求解;选项B,利用条件得到,即可判断出选项B的正误;选项C,利用选项B中的结果,得到,进而可得到,即可求解;选项D,根据选项C中的结果,作差比较,即可求解.
【详解】因为,
所以当为偶数时,,
当为奇数时,,
对于选项A,因为,所以,,故选项A正确,
对于选项B,当,因为,
得到,又,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,故选项B正确,
对于选项C,由选项B可得,即,
所以,故选项C正确,
对于选项D,因为,由选项C知,
得到,所以选项D错误,
故选:ABC.
【点睛】关键点点晴:本题的关键在于利用余弦函数的周期,得到当为偶数时,,当为奇数时,,即可求解.
53.(23-24高二上·四川成都·期末)记为数列的前项和.已知,则( )
A. B.
C.数列为等比数列 D.
【答案】ACD
【分析】令代入已知,求出,判断A;求出,判断B;根据的关系结合等比数列定义判断C;求出,即可判断D.
【详解】对于A,由于,令,则,A正确;
对于B,令,则,则,B错误;
对于C,当时,,则,
即,则,而,
故数列为首项为,公比为的等比数列,C正确;
对于D,由C可知,即,
故,D正确,
故选:ACD
54.(23-24高二上·四川宜宾·期末)在数列中,,若对任意的恒成立,则实数的最小值 .
【答案】
【分析】首先利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式,进一步利用函数的恒成立问题和数列的单调性的应用求出结果.
【详解】由整理得,即,又,
故数列是以4为首项,4为公比的等比数列,可得,
不等式,可化为,
令,当时,;
当时,,,
故当时,单调递减,故,
综上,,
所以,故最小值为.
故答案为:
55.(23-24高二上·四川德阳·期末)等比数列满足,类比“”,我们记,则 .
【答案】32
【分析】利用等比数列的性质计算即可.
【详解】利用等比数列的性质可得
.
所以.
故答案为:.
56.(23-24高二下·四川绵阳·期末)已知数列满足,在数列中,,且对任意正整数都有.
(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)利用递推式可得,利用“累加法”可得;
(2)利用“错位相减法”,结合等比数列前项和公式即可求解.
【详解】(1)由,可知当时,;
当时,因为,
所以,
两式相减得,,
即,
因为也满足上式,
所以;
又数列满足,且,
当时,可得
,
当时,也满足上式,
所以数列的通项公式为;
(2)由(1)知,,
所以,
所以,
两式相减得:
,
所以.
57.(23-24高二下·四川乐山·期末)设数列是等差数列,是等比数列,且,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若数列单调递增,记,求数列的前n项和,并证明:.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等差数列与等比数列的通项公式求出公比和公差,即可得解;
(2)利用错位相减法求解即可.
【详解】(1)设数列的公差为,数列的公比为,
由,,,
得,解得或,
所以或;
(2)因为数列单调递增,所以,
则,故,
则,①
,②
由①②得
,
所以,
令,
则,
所以,
所以,
所以.
58.(23-24高三上·四川成都·期末)已知数列满足,,为数列的前n项和,则满足不等式的n的最大值为 .
【答案】8
【分析】已知递推关系凑配一个等比数列,从而可得通项公式,再由分组求得法及等比数列的前项和公式求得,化简不等式后求解即得.
【详解】由得,又,从而,
所以是等比数列,所以,
,所以,
,由得(因为是正整数),
所以的最大值是8.
故答案为:8.
【点睛】方法点睛:在已知递推关系的数列,一般用凑配法得出等比数列,从而求得其通项公式:设,则,由此有,在时,因此只要,则数列是等比数列(,数列是等差数列,,数列是常数列).
59.(23-24高二上·四川宜宾·期末)设正项数列的前项和为,,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和,求的值.
【答案】(1)
(2)99
【分析】(1)由等式,得到,证明了数列是等比数列,求出公比,写出数列的通项公式即可;
(2)首先将数列的通项公式代入,求出数列的通项公式,裂项相消法求其前项和即可.
【详解】(1)由,
及,得,则,
故正项数列为等比数列,
由于,,则,
则或(舍去)
故公比,
所以;
(2)由(1)得:,
所以,
又,得,解得.
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$$
专题08 等比数列
等比数列基本量的计算
1.(23-24高二下·四川攀枝花·期末)已知等比数列满足,则首项( )
A. B. C.1 D.2
2.(23-24高二下·四川成都·期末)若等比数列的各项均为正数,且成等差数列,则( )
A.3 B.6 C.9 D.18
3.(23-24高二上·四川宜宾·期末)已知等比数列的前项和为,且满足,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三下·四川·期末)已知各项都为正数的等比数列满足,,则( )
A.6 B.12 C.24 D.48
5.(21-22高一下·四川绵阳·期末)设是正项等比数列,为其前项和,已知,则( )
A. B. C. D.
6.(21-22高一下·四川成都·期末)数列的前n项和为,,若,则m的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
7.(20-21高一下·四川宜宾·期末)设是等比数列的前n项和,,,则首项( )
A. B.12 C.1或 D.3或12
等比数列的性质
8.(23-24高二上·四川凉山·期末)已知为等比数列,若,则的值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
9.(21-22高一下·四川成都·期末)正项数列中,对任意,满足,且满足,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(20-21高一下·四川雅安·期末)在等比数列中,,是方程的二根,则的值为( )
A. B. C. D.或
11.(23-24高二上·四川·期末)(多选)数列是各项为正数的等比数列,其前项和为,则下列说法正确的是( )
A.数列是等比数列 B.数列是等比数列
C.是等差数列 D.、、成等比数列
12.(23-24高二上·四川巴中·期末)(多选)已知数列的前项和,则下列说法正确的是( )
A. B.数列为单调递增数列
C.数列是等比数列 D.
13.(24-25高二上·江苏苏州·期中)(多选)已知数列是等差数列,是等比数列,.( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
等比数列前n项和性质
14.(20-21高一下·四川成都·期末)设数列的前项和为,有下面四个结论:
①若是二次函数,则数列是等差数列;
②若数列是等差数列,则是二次函数;
③若,其中,,则数列是等比数列;
④若数列是等比数列则,,也是等比数列其中结论正确的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
15.(10-11高一下·四川成都·期末)已知数列(),其前项和为,给出下列四个命题:
①若是等差数列,则三点、、共线;
②若是等差数列,且,,则、、…、这个数中必然存在一个最大值;
③若是等比数列,则、、()也是等比数列;
④若(其中常数),则是等比数列.
其中正确命题的序号是 .(将你认为的正确命题的序号都填上)
16.(19-20高一下·四川·期末)若等比数列{an}的前n项和为Sn,且S5=10,S10=30,则S20=( )
A.80 B.120 C.150 D.180
17.(18-19高三上·安徽池州·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
18.(23-24高二下·四川成都·期末)(多选)已知等比数列中,满足,,则( )
A.数列是等比数列 B.数列是递增数列
C.数列是等差数列 D.数列中,,,仍成等比数列
19.(23-24高二下·四川遂宁·期末)(多选)已知等比数列的公比为,前项和为,则下列命题中正确的是( )
A.
B.
C.成等比数列
D.“”是“成等差数列”的充要条件
20.(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= .
21.(23-24高一下·四川南充·期中)等比数列的前项和为,则 .
等比数列的证明
22.(20-21高一下·四川成都·期末)已知数列满足则 .
23.(23-24高二下·四川德阳·期末)数列的前n项和为,且.
(1)求证:数列为等比数列,并求其通项公式;
(2)令,数列的前n项和为.求证:.
24.(23-24高二下·四川南充·期末)已知是数列的前项和,且满足.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
25.(23-24高二上·四川内江·期末)设为数列的前项和,已知,.
(1)数列是否是等比数列?若是,则求出通项公式,若不是请说明理由;
(2)设,数列的前项和为,证明:.
26.(21-22高一下·四川凉山·期末)已知数列前n项和,满足.
(1)证明是等比数列;
(2)数列,,求数列的前n项和.
27.(20-21高一下·四川宜宾·期末)已知数列满足,.
(1)求证数列是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)若,为数列的前n项和,求证:.
等比数列的前n项和
28.(23-24高二上·四川凉山·期末)(多选)已知等比数列的公比为,,,数列的前项和为,则( )
A. B.
C.数列是等比数列 D.
29.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列满足 ,若 为数列 的前 项和,则
30.(23-24高二上·四川成都·期末)已知等差数列满足,.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
31.(23-24高二下·四川成都·期末)已知数列是公差不为0的等差数列,是和的等比中项.
(1)求数列的通项公式;
(2)设数列满足,求数列的前项和.
32.(23-24高三上·四川成都·期末)数列的前项和,
(1)求数列的通项公式:
(2)若,求数列的前项和.
33.(23-24高二上·四川攀枝花·期末)已知数列的前项和为.数列的首项,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)求证:数列为等比数列;
(3)设,求数列的前项和.
34.(23-24高三上·四川成都·期末)已知数列的前n项和为,,且,数列满足, ,其中n∈N*.
(1)分别求数列和的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
等比数列的函数特性
35.(19-20高一下·四川成都·期末)已知单调递减的等比数列中,,则该数列的公比的取值范围是( )
A. B. C. D.
36.(2021·四川巴中·一模)已知公差不为的等差数列的前项和为,且,设,数列的前项积为.给出以下四个结论:①的最大值为;②;③数列是递增等比数列;④其中正确结论的个数为( )
A. B. C. D.
37.(20-21高二上·吉林·期中)已知数列是首项不为零的等比数列,且公比大于0,那么“”是“数列是递增数列”的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
38.(18-19高一下·四川成都·期中)下面关于等比数列和公比叙述正确的是( )
A.为递增数列 B.为递增函数
C.为递减数列 D.为递增函数列且为递增函数
39.(23-24高二下·四川·期末)(多选)设无穷等比数列的公比为q,其前n项和为,前n项积为,并满足条件,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.是数列中的最大项 D.数列存在最小项
40.(23-24高二下·四川南充·期末)(多选)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.是数列中的最大项
41.(22-23高三上·四川·期末)(多选)设等比数列的公比为,其前项和为,前项积为,且满足条件,,,则下列选项正确的是( )
A. B. C.是数列中的最大项 D.
等比数列的实际应用
42.(19-20高一下·四川宜宾·期末)河南洛阳的龙门石窟是中国石刻艺术宝库之一,现为世界文化遗产,龙门石窟与莫高窟、云冈石窟、麦积山石窟并称中国四大石窟.在龙门石窟的某处“浮雕象”共有7层,每一层的数量是它下一层的2倍,这些“浮雕象”构成一幅优美的图案.已知该处共有个“浮雕象”,则正中间那层的“浮雕象”的数量为( )
A. B. C. D.
43.(23-24高二下·四川绵阳·期末)我国某西部地区要进行沙漠治理,已知某年(记为第1年)年底该地区有土地1万平方千米,其中是沙漠.从第2年起,该地区进行绿化改造,每年把原有沙漠的改造成绿洲,同时原有绿洲的被沙漠所侵蚀又变成沙漠.设第年年底绿洲面积为万平方千米,则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
44.(23-24高三上·四川·期末)剪纸和折纸都是中华民族的传统艺术,在折纸界流传着“折不过8”的说法,为了验证这一说法,有人进行了实验,用一张边长为的正方形纸,最多对折了13次.记第一次对折后的纸张厚度为,第2次对折后的纸张厚度为,以此类推,设纸张未折之前的厚度为毫米,则( )
A. B. C. D.
45.(22-23高三上·四川·期末)1883年,德国数学家康托提出了三分康托集,亦称康托尔集.下图是其构造过程的图示,其详细构造过程可用文字描述为:第一步,把闭区间平均分成三段,去掉中间的一段,剩下两个闭区间和;第二步,将剩下的两个闭区间分别平均分为三段,各自去掉中间的一段,剩下四段闭区间:,,,;如此不断的构造下去,最后剩下的各个区间段就构成了三分康托集.若经历步构造后,所有去掉的区间长度和为( ) (注: 或或或的区间长度均为)
A. B. C. D.
46.(22-23高三上·四川绵阳·期末)中国古代数学著作《算法统综》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,请公仔仔细算相还”.其大意为:“有一人走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”.则下列说法正确的是( )
A.该人第五天走的路程为14里
B.该人第三天走的路程为42里
C.该人前三天共走的路程为330里
D.该人最后三天共走的路程为42里
47.(19-20高一下·四川成都·期末)“一尺之锤,日取其半,万世不竭”语出《庄子·天下》,意思是一尺长的棍棒,每日截取它的一半,永远截不完(一尺约等于33.33厘米).这形象地说明了事物具有无限可分性.问:当剩余的棍棒长度小于1厘米时需要截取的最少次数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
48.(19-20高二上·四川·期末)2019年11月11日是石室中学周年校庆日,学校数学爱好者社团组织“解题迎校庆,我爱”的活动.其中一题如下:已知数列,其中第一项是,接下来的两项是,,再接下来的三项是,,,依此类推.若该数列前项和为,则求满足,且是的倍数条件的整数的个数为
A.10 B.12 C.21 D.60
49.(23-24高一下·四川成都·期末)某学生家长为缴纳该学生上大学时的教育费,于2018年8月20号从银行贷款a元,为还清这笔贷款,该家长从2019年起每年的8月20号便去银行偿还相同的金额,计划恰好在贷款的m年后还清,若银行按年利率为p的复利计息(复利:即将一年后的贷款利息也纳入本金计算新的利息),则该学生家长每年的偿还金额是
A. B.
C. D.
等比数列的综合应用
50.(23-24高二下·四川泸州·期末)数列的前n项和满足,若,则的值是( )
A. B. C.6 D.7
51.(23-24高二上·四川宜宾·期末)一只蜜蜂从蜂房出发向右爬,每次只能爬向右侧相邻的两个蜂房 (如图),例如:从蜂房只能爬到号或号蜂房,从号蜂房只能爬到号或号蜂房……以此类推,用表示蜜蜂爬到号蜂房的方法数,则( )
A. B.
C. D.
52.(23-24高二下·四川绵阳·期末)已知数列的前项和为,首项, 且满足, 下列结论正确的( )
A. B.数列是等比数列
C. D.
53.(23-24高二上·四川成都·期末)记为数列的前项和.已知,则( )
A. B.
C.数列为等比数列 D.
54.(23-24高二上·四川宜宾·期末)在数列中,,若对任意的恒成立,则实数的最小值 .
55.(23-24高二上·四川德阳·期末)等比数列满足,类比“”,我们记,则 .
56.(23-24高二下·四川绵阳·期末)已知数列满足,在数列中,,且对任意正整数都有.
(1)求数列, 的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
57.(23-24高二下·四川乐山·期末)设数列是等差数列,是等比数列,且,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)若数列单调递增,记,求数列的前n项和,并证明:.
58.(23-24高三上·四川成都·期末)已知数列满足,,为数列的前n项和,则满足不等式的n的最大值为 .
59.(23-24高二上·四川宜宾·期末)设正项数列的前项和为,,,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,且数列的前项和,求的值.
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