内容正文:
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易错警示
忽略对公比q的讨论致误
5.已知等比数列{an}中,a1 = 2,S3 = 6,求a3
和q.
[错解] 由等比数列的前n项和公式得S3
=
a1(1 - q3)
1 - q =
2(1 - q3)
1 - q = 6,
∴ (1 - q)(1 + q + q
2)
1 - q = 3,
∴ 1 + q + q2 = 3,∴ q2 + q - 2 = 0.
∴ q = - 2或q = 1(舍去)∴ a3 = a1q2 = 2 ×
(-2)2 =8.
[误区警示] 错解中由于没讨论公比q是
否为1,就直接使用了等比数列的前n项和公式Sn
=
a1(1 - qn)
1 - q ,从而导致漏解.
[正解
]
6789%:;<
1.在等比数列{an}中,若a1 = 1,a4 = 18,则该数
列的前10项和S10 = (B )
A. 2 - 1
28
B. 2 - 1
29
C. 2 - 1
210
D. 2 - 1
211
2.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数
列{bn}的前n项和为Tn,且a1 = b1 = 1,b4 =
2a4 = 8,则S3 + T5 = (C )
A. 13 B. 25 C. 37 D. 41
3.已知在等比数列{an}中,a1 = 3,an = 96,Sn =
189,则n的值为 (C )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
4.等比数列{an}的前n项和Sn = 2n - 1,则通项
an = 2
n -1 .
请同学们认真完成练案[9
]
第2课时 等比数列习题课
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学习目标
1.掌握等比数列前n项和的性质的应用.
2.掌握等差数列与等比数列的综合应用.
3.会用错位相减法求数列的和.
核心素养
1.通过学习等比数列的通项公式、前n项和公式、性质及其应用,提升数学运算素养。
2.借助利用等比数列的前n项和公式解决实际问题,培养数学建模素养.
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等比数列Sn与an的关系
Sn 与an 的关系可以由Sn = a1 - anq1 - q 得到,
一般已知a1,q即可得到二者之间的关系,也可
以通过特殊项验证判断.
练一练:
数列{an}的前n项和为Sn,若Sn = 3n +1 + 3
- m,且{an}是等比数列,则m = (D )
A. 0 B. 3 C. 4 D. 6
分组转化法求和
若数列{cn}的通项公式为cn = an ± bn,且
{an},{bn}为等差或等比数列,可采用分组求和
法求数列{cn}的前n项和.
练一练:
数列{an}满足a1 = 0,a2 = 1,an =
2 + an -2,n≥3,n为奇数,
2 × an -2,n≥3,n为偶数{ ,则数列{an}的前20
项和为 (D )
A. 1 110 B. 1 111
C. 1 112 D. 1 113
错位相减法求和
一般地,如果数列{an}是等差数列,{bn}是
等比数列,求数列{an·bn}的前n项和时,可采
用错位相减法.
练一练:
计算1 × 12 + 2 ×
1
22
+ 3 × 1
23
+…+ 9 × 1
29
.
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题型探究
题型一 等比数列an与Sn的关系
1.(1)已知正项等比数列{an}的前n项和
为Sn,a1 = 1,且- a3,a2,a4 成等差数列,则
Sn与an的关系是 (A )
A. Sn = 2an - 1 B. Sn = 2an + 1
C. Sn = 4an - 3 D. Sn = 4an - 1
(2)数列{an}的前n项和为Sn,对任意正整
数n,an +1 = 3Sn,则下列关于{an}的论断中正确
的是 (B )
A.一定是等差数列
B.可能是等差数列,但不会是等比数列
C.一定是等比数列
D.可能是等比数列,但不会是等差数列
[规律方法] 关于等比数列Sn与an的关系
(1)Sn与an 的关系可以由Sn = a1 - anq1 - q 得
到,一般已知a1,q即可得到二者之间的关系,也
可以通过特殊项验证判断.
(2)Sn - Sn -1 = an(n≥2)是Sn与an之间的
内在联系,既可以推出项an -1,an,an +1之间的关
系,也可得到Sn -1,Sn,Sn +1之间的关系,体现了
Sn与an关系的本质.
对点训练? 已知数列{an}的前n项和
为Sn,且Sn = 2an + 1,求Sn
.
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题型二 分组转化求和
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn +1
= Sn + an + 1, .请在①a4 + a7 = 13;
②a1,a3,a7成等比数列;③S10 = 65,这三个条件
中任选一个补充在题干中,并解答下列问题.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn - an}是公比为2的等比数
列,b1 = 3,求数列{bn}的前n项和Tn.
[尝试作答
]
[规律方法] 分组求和法的适用条件
如果一个数列{cn}可写成cn = an ± bn的形
式,其中数列{an},{bn}分别是等差数列,等比
数列或可转化为能够求和的数列,可以采用分
组求和法.
对点训练? 各项均为正数的等比数列
{an},a1 = 1,a2a4 = 16,数列{bn}的前n项和为
Sn,且Sn = 3n
2 + n
2 (n∈N +).
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若cn = an + bn,求数列{cn}的前n项
和Tn.
题型三 错位相减法求和
3.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1 =
1,an +1 = n + 2n Sn(n∈N
).
(1)证明:数列Sn{ }n 是等比数列;
(2)求数列S{ }n 的前n项和Tn.
[尝试作答
]
[规律方法] 错位相减法的适用条件与注
意事项
(1)适用条件:求数列{an·bn}的前n项
和,其中数列{an}是等差数列,{bn}是等比
数列;
(2)步骤:在和式两边同乘等比数列{bn}的
公比,然后作差计算;
(3)注意:①两式相减时,要特别注意最后
一项的符号,②利用等比数列前n项和公式对
相减后的和式求和时,要注意项数.
对点训练? 已知等差数列{an}满足a3
= 6,前7项和为S7 = 49.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足bn =(an - 3)·3n,求
{bn}的前n项和Tn
.
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易错警示
对于通项中含字母的数列求和,忽略对字
母进行分类讨论而致误
4.求数列1,a,a2,…的前n项和Sn.
[错解] Sn = 1 + a + a2 +…+ an -1 = 1 - a
n
1 - a
= a
n - 1
a - 1 .
[误区警示] 错误的原因在于忽略了对a
的取值进行分类讨论.
[正解
]
6789%:;<
1.等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,设
甲:q > 0,乙:{Sn}是递增数列,则 (B )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
2.若等差数列{an}的首项为1,公差为1,等比
数列{bn}的首项为- 1,公比为- 2,则数列
{an + bn}的前8项和为 (C )
A. - 49 B. - 219 C. 121 D. 291
3.已知数列{an}为等差数列,且2a1,2,2a6成等
比数列,则{an}前6项的和为 (C )
A. 15 B. 212
C. 6 D. 3
4.已知f(x)= x + 2x2 + 3x3 +…+ nxn,则f 1( )2 =
.
请同学们认真完成练案[10
]
§ 4 数列在日常经济生活中的应用
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学习目标
1.掌握单利、复利的概念.
2.掌握零存整取、定期自动转存、分期付款等三种模型及应用.
核心素养
1.通过对单利、复利、零存整取、定期自动转存、分期付款等概念的学习,培养数学抽象素养.
2.借助数列的应用,培养数学建模素养.
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银行存款计息方式
(1)单利:单利的计算是仅在原有本金 上
计算利息,对本金所产生的利息不再计算利息,
其公式为
利息=本金×利率×存期.
以符号P代表本金,n代表存期,r代表利
率,S代表本金与利息和(简称本利和),则有
S = P(1 + nr)
.
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所以S3 +T5 =3a1 +3d + b1(1 - q
5)
1 - q =3 +3 +
1 -25
1 -2 =37.
3. C 由an = a1qn - 1,得96 = 3qn - 1,∴ qn - 1 = 32 = 25 .
令n = 6,q = 2,这时S6 = 3(1 - 2
6)
1 - 2 = 189,符合题意,故选C.
4. 2n - 1 当n = 1时,a1 = 1,
当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 =(2n - 1)-(2n - 1 - 1)= 2n - 1,
又a1 = 1也适合上式,
所以an = 2n - 1 .
第2课时 等比数列习题课
必备知识·探新知
知识点1
练一练:
D 分析:利用an = Sn - Sn - 1算出通项,再结合该数列为等
比数列可求m.
解:因为Sn = 3n + 1 + 3 - m,
故an = 12 - m,n = 12·3n,n≥{ 2 ,
因为{an}为等比数列,故a3a2 =
a2
a1
即2·3
3
2·32 =
2·32
12 - m,故m = 6,
此时an = 6,n = 12·3n,n≥{ 2即an = 2·3n,anan - 1 = 3即{an}为等
比数列.
故选D.
知识点2
练一练:
D 分析:由数列的递推关系知奇数项构成等差数列,偶数
项构成等比数列,由此可分组求和.
解:因为n≥3且n为奇数时an = 2 + an - 2,
所以所有奇数项构成a1 = 0为首项,2为公差的等差数列,
又因为n≥4且n为偶数时,an = 2an - 2,即所有偶数项构成
a2 = 1为首项,2为公比的等比数列,
所以a1 + a2 + a3 +…+ a20
=(a1 + a3 + . . . + a19)+(a2 + a4 + . . . + a20)
=(0 + 18)× 102 +
1 - 210
1 - 2 = 90 + 1 023 = 1 113.
故选D.
知识点3
练一练:
分析:利用乘公比错位相减法,求数列n × 12{ }n 的前9项和
即可.
解析:S = 1 × 12 + 2 ×
1
22
+ 3 × 1
23
+…+ 9 × 1
29
①,
1
2 S = 1 ×
1
22
+ 2 × 1
23
+ 3 × 1
24
+…+ 9 × 1
210
②,
① -②得:12 S =
1
2 +
1
22
+ 1
23
+…+ 1
29
- 9 × 1
210
=
1
2
1 - 1
2( )9
1 - 12
- 9 × 1
210
= 1 - 1
29
- 9 × 1
210
= 1 - 11
210
= 1 0131 024,
所以S = 1 013512 .
关键能力·攻重难
例1:(1)A 设等比数列的公比为q(q > 0),
由a1 = 1,且- a3,a2,a4成等差数列,
得2a2 = a4 - a3,即2q = q3 - q2,得q = 2.
所以Sn = 1 - an × 21 - 2 ,则Sn = 2an - 1.
(2)B an + 1 = 3Sn,an = 3Sn - 1,故an + 1 - an = 3an,即an + 1 =
4an(n≥2),而n = 1时,a2 = 3S1 = 3a1,可知该数列不是等比数
列.当an = 0时,数列{an}为等差数列.故本题正确答案为B.
对点训练1:∵ Sn = 2an + 1①
∴ Sn - 1 = 2an - 1 + 1(n≥2)②
① -②得an = 2an - 2an - 1,
∴ an = 2an - 1,
∴
an
an - 1
= 2(n≥2)
又a1 = S1 = 2a1 + 1,
∴ a1 = - 1,
∴数列{an}是首项为- 1,公比为2的等比数列,
∴ Sn =
-(1 - 2n)
1 - 2 = 1 - 2
n .
例2:(1)因为Sn + 1 - Sn = an + 1,
所以,由题意得an + 1 = an + 1,即an + 1 - an = 1,所以数列
{an}是等差数列,公差为1.
选①,a4 + a7 = 13,则a1 + 3 + a1 + 6 = 13,解得a1 = 2,所以
an = 2 +(n - 1)= n + 1;
选②,a1,a3,a7成等比数列,
则a23 = a1a7,所以(a1 + 2)2 = a1(a1 + 6),解得a1 = 2,所以
an = 2 +(n - 1)= n + 1;
选③,S10 = 10a1 + 10 × 92 × 1 = 65,解得a1 = 2,
所以an = 2 +(n - 1)= n + 1;
(2)由题意得b1 - a1 = 1,bn - an = 2n - 1,
任选①②③:an = n + 1,
所以bn = 2n - 1 + n + 1,Tn =(1 + 2)+(2 + 3)+(22 + 4)+…
+(2n - 1 + n + 1)
=(1 + 2 +…+ 2n - 1)+[2 + 3 +…+(n + 1)]= 1 - 2
n
1 - 2 +
n(2 + n + 1)
2 = 2
n + n
2 + 3n - 2
2 .
对点训练2:(1)设公比为q,∵ a1 = 1,a2a4 = 16,
∴ q4 = 16,∵ q > 0,∴ q = 2.
∴ an = 2
n - 1 .
∵ Sn =
3n2 + n
2 ,
∴当n≥2时,bn = Sn - Sn - 1 = 3n
2 + n
2 -
3(n - 1)2 +(n - 1)
2
= 3n - 1.
当n = 1时,b1 = S1 = 2满足上式,∴ bn = 3n - 1.
(2)cn = an + bn = 2n - 1 + 3n - 1.
∴ Tn = c1 + c2 +…+ cn
=(20 + 21 +…+ 2n - 1)+[2 + 5 +…+(3n - 1)]
= 1 - 2
n
1 - 2 +
[2 +(3n - 1)]n
2 = 2
n - 1 + n(3n + 1)2 .
例3:(1)证明:由an + 1 = n + 2n Sn,an + 1 = Sn + 1 - Sn,得Sn + 1 -
Sn =
n + 2
n Sn,
整理得nSn + 1 = 2(n + 1)Sn,
所以Sn + 1n + 1 = 2·
Sn
n ,又
S1
1 = 1,
所以Sn{ }n 是首项为1,公比为2的等比数列
.
—135—
(2)由(1)得Snn = 2
n - 1,
所以Sn = n·2n - 1(n∈N).
所以Tn = 1 × 20 + 2 × 21 + 3 × 22 +…+ n·2n - 1,①
2Tn = 1 × 2
1 + 2 × 22 +…+(n - 1)·2n - 1 + n·2n,②
由② - ①得Tn = - (1 + 2 + 22 +…+ 2n - 1)+ n·2n =
- 1 - 2
n
1 - 2 + n·2
n =(n - 1)·2n + 1.
对点训练3:(1)由S7 = 7 ×(a1 + a7)2 = 7a4 = 49,得a4 = 7,
因为a3 = 6,所以d = 1,所以a1 = 4,an = n + 3.
(2)bn =(an - 3)·3n = n·3n,
所以Tn = 1 × 31 + 2 × 32 + 3 × 33 +…+ n × 3n…①
3Tn = 1 × 3
2 + 2 × 33 + 3 × 34 +…+ n × 3n + 1…②
由① - ②得:- 2Tn = 3 + 32 + 33 +…+ 3n - n × 3n + 1 =
3 - 3n + 1
1 - 3 - n × 3
n + 1,
所以Tn =(2n - 1)× 3
n + 1 + 3
4 .
例4:Sn = 1 + a + a2 +…+ an - 1,
当a = 1时,Sn = 1 + 1 +…+ 1 = n;当a≠1且a≠0时,Sn =
1 - an
1 - a =
an - 1
a - 1 .
当a = 0时满足上式. ∴ Sn =
n (a = 1),
an - 1
a - 1(a≠1){ .
课堂检测·固双基
1. B 由题,当数列为- 2,- 4,- 8,…时,满足q > 0,但是{Sn}
不是递增数列,所以甲不是乙的充分条件.
若{Sn}是递增数列,则必有an > 0成立,若q > 0不成立,则会
出现一正一负的情况,是矛盾的,则q > 0成立,所以甲是乙的
必要条件.故选B.
2. C 因为等差数列{an}的首项为1,公差为1,等比数列{bn}的
首项为- 1,公比为- 2,记等差数列{an}的前n项和为Sn,等
比数列{bn}的前n项和为Tn,则数列{an + bn}的前8项和为
S8 + T8 = 8 × 1 +
8 ×(8 - 1)
2 × 1 +
- 1 ×[1 -(- 2)8]
1 + 2 = 121.
3. C 设数列{an}为公差为d的等差数列,
且2a1,2,2a6成等比数列,
可得4 = 2a1·2a6 = 2a1 + a6,可得a1 + a6 = 2,
即有{an}前6项的和为12 × 6(a1 + a6)= 6.
4. 2 - n + 2
2n
因为f( )12 = 12 + 2 × 122 + 3 × 123 +…+ n × 12n,①
所以12 f( )12 = 122 + 2 × 123 + 3 × 124 +…+ n × 12n + 1,②
由① -②得,
1
2 f( )12 = 12 + 122 + 123 +…+ 12n - n2n + 1
= 1 - 1
2n
- n
2n + 1
,
所以f( )12 = 2 - 12n - 1 - n2n = 2 - n + 22n .
§ 4 数列在日常经济生活中的应用
必备知识·探新知
知识点1
(1)原有本金 P(1 + nr) (2)各计息周期内 S =P(1 + r)n
想一想:
(1)复利在第二次以后计算时,将上一次得到的利息也作为了
本金,而单利每一次的计算都是将开始的本金作为本金计息.
(2)单利和复利分别以等差数列和等比数列作为模型,即
单利的实质是等差数列,复利的实质是等比数列.
练一练:
D 设该工厂最初的产值为1,这两年的平均增长率为r,则
(1 + p%)(1 + q%)=(1 + r)2 .
于是r = (1 + p%)(1 + q%槡 )- 1.
知识点2
(1)本利和 nx + n(n + 1)r2 x (2)P(1 + r)
n (3)复利
练一练:
(1)√ (2)√ (3)× (4)√
关键能力·攻重难
例1:(1)每月存500元,3年后的利息为500(36 × 0. 36% +
35 × 0. 36% +…+ 2 × 0. 36% + 1 × 0. 36% )= 1 198. 8≈1 199
元,所以3年后的本息和为500 × 36 + 1 199 = 19 199元.
(2)设王先生每月存入x元,则有
x 36 + 36 × 372 × 0. 36( )% = 20 000,
x≈521元,
故王先生每月大约存521元.
对点训练1:实际取出的钱等于:本金+利息.
到12月最后一天取款时:
第1个月存款利息:100 × 12 × 0. 165%,
第2个月存款利息:100 × 11 × 0. 165%,
…
第11个月存款利息:100 × 2 × 0. 165%,
第12个月存款利息:100 × 1 × 0. 165%,
所以S12 = 100 × 12 × 0. 165% + 100 × 11 × 0. 165% +…+
100 × 2 × 0. 165% + 100 × 1 × 0. 165%
= 100 × 0. 165%(1 + 2 + 3 +…+ 12)
= 100 × 0. 165% × 12 × 132
= 12. 87.
所以实际取出100 × 12 + 12. 87 = 1 212. 87(元).
例2:方法一:设每年还款x万元,需10年还清,那么每年还
款情况如下:
第10年还款x万元,这次还款后欠款全部还清;
第9年还款x万元,过一年欠款全部还清时,所付款连同利
息之和为x(1 + 10%)万元;
第8年还款x万元,过2年欠款全部还清时,所付款连同利
息之和为x(1 + 10%)2万元;
……
第1年还款x万元,过9年欠款全部还清时,所付款连同利
息之和为x(1 + 10%)9万元.
依题意得:
x + x(1 + 10%)+ x(1 + 10%)2 +…+ x(1 + 10%)9 = 20(1
+ 10%)10,
解得x = 20 × 1. 1
10 × 0. 1
1. 110 - 1
≈3. 255(万元).
即每年应还3. 255万元.
方法二:第1次还款x万元之后还欠银行
20(1 + 10%)- x = 20 × 1. 1 - x.
第2次还款x万元后还欠银行[20(1 + 10%)- x](1 +
10%)- x = 20 × 1. 12 - 1. 1x - x.
……
第10次还款x万元后,还欠银行
20 × 1. 110 - 1. 19x - 1. 18x -…- x,
依题意得,第10次还款后,欠款全部还清,故可得
20 × 1. 110 -(1. 19 + 1. 18 + 1…+ 1)x = 0,
解得x = 20 × 1. 1
10 × 0. 1
1. 110 - 1
≈3. 255(万元),
即每年应还3. 255万元
.
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