4.3.1 第1课时等比数列的概念(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教A版2019)

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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版选择性必修第二册
年级 高二
章节 4.3.1等比数列的概念
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 449 KB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/50671347.html
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来源 学科网

内容正文:

(3)∵当n≥2时,an = Sn - Sn - 1, ∴ an = n 2 + n + 1 -[(n - 1)2 +(n - 1)+ 1] = 2n(n≥2),a1 = S1 = 3, ∴数列{an}的通项公式为an = 3,n = 1,2n,n≥2{ . 11.(1)设{an}的公差为d,则Sn = na1 + n(n -1)2 d. 由已知可得3a1 + 3d = 0, 5a1 + 10d = - 5{ ,解得a1 = 1,d = - 1. 故数列{an}的通项公式为an = 2 - n. (2)由(1)知 1a2n - 1a2n + 1 = 1 (3 - 2n)(1 - 2n) = 12 1 2n - 3 - 1 2n( )- 1 , 从而数列 1a2n - 1a2n{ }+ 1 的前n项和为12 1( - 1 - 11 + 11 - 13 +…+ 12n - 3 - 1 2n )- 1 = n1 - 2n. B组·素养提升 1. B  依题意{an}为等差数列,且d = - 3,S9 = 9(a1 + a9)2 = 9a5 = 207,∴ a5 = 23,∴ a3 = a5 - 2d = 29.故选B. 2. A  ∵ an + 1 - a 2 n + an - 1 = 0(n≥2), ∴ an + 1 + an - 1 = a 2 n . ∵ {an}为等差数列, ∴ an + 1 + an - 1 = 2an = a 2 n . ∴ an = 2或an = 0(舍). ∴ S2n - 1 - 4n = 2 ×(2n - 1)- 4n = - 2. 3. D  Sn = d 2 n 2 + a1 - d( )2 n,所以Sn 可看成关于n的二次函 数,由二次函数的对称性及S2 011 = S2 014,Sk = S2 005,可得 2 011 + 2 014 2 = 2 005 + k 2 ,解得k = 2 020.故选D. 4. n(n + 3)4   ∵ an + 1 = an + n + 1,∴ an - an - 1 = n, ∴ an = a1 +(a2 - a1)+(a3 - a2)+…+(an - an - 1) = 1 + 2 + 3 +…+ n = n(n + 1)2 , ∴ an n = n + 1 2 . ∵ an + 1 n + 1 - an n = (n + 1)+ 1 2 - n + 1 2 = 1 2 , 则数列an{ }n 为等差数列. 因此,数列an{ }n 的前n项和为 n 1 + n + 1( )2 2 = n(n + 3) 4 . 5. 211  ∵数列{an}中,当整数n > 1时, Sn + 1 + Sn - 1 = 2(Sn + S1)都成立, Sn + 1 - Sn = Sn - Sn - 1 + 2an + 1 - an = 2(n > 1). ∴当n≥2时,{an}是以2为首项,2为公差的等差数列. ∴ S15 = 14a2 + 14 × 13 2 × 2 + a1 = 14 × 2 + 14 × 13 2 × 2 + 1 = 211. 6.(1)∵ a1 = 1,S1 = a1 = 1,∴ S1a1 = 1, 又∵ Sn a{ }n 是公差为13的等差数列, ∴ Sn an = 1 + 13 (n - 1)= n + 2 3 ,∴ Sn = (n + 2)an 3 , ∴当n≥2时,Sn - 1 =(n + 1)an - 13 , ∴ an = Sn - Sn - 1 = (n + 2)an 3 - (n + 1)an - 1 3 , ∴整理得:(n - 1)an =(n + 1)an - 1, 即anan - 1 = n + 1 n - 1, ∴ an = a1 × a2 a1 × a3 a2 ×…× an - 1an - 2 × an an - 1 = 1 × 31 × 4 2 ×…× n n - 2 × n + 1 n - 1 = n(n + 1) 2 , 显然对于n = 1也成立, ∴ {an}的通项公式an = n(n + 1)2 . (2)证明:1an = 2 n(n + 1)= 2 1 n - 1 n( )+ 1 , ∴ 1a1 + 1a2 +…+ 1an = 2 1 -( )[ 1 2 + 1 2 -( )13 +…+ 1 n - 1 n( ) ]+ 1 = 2 1 - 1n( )+ 1 < 2. C组·探索创新   12 - 1 2n + 1 n( )+ 1   因为nSn + 1 = n( )+ 2 Sn, 所以Sn + 1Sn = n + 2 n ,则 Sn Sn - 1 = n + 1n - 1, 则Sn = SnSn - 1 × Sn - 1 Sn - 2 × Sn - 2 Sn - 3 ×…× S2S1 × S1, = n + 1n - 1 × n n - 2 × n - 1 n - 3 ×…× 4 2 × 3 1 × 1 = n n( )+ 1 2 , 当n = 1时,a1 = 1, 当n≥2时,an = Sn - Sn - 1 = n n( )+ 12 - n n( )- 1 2 = n, 综上an = n, 所以 an + 2 2n + 1anan + 1 = 1 2nn - 1 2n + 1 n( )+ 1 , 所以数列 an + 2 2n + 1anan{ }+ 1 的前n项和为 Tn = 1 21 × 1 - 1 22 × 2 + 1 22 × 2 - 1 23 × 3 +…+ 1 2nn - 1 2n + 1 n( )+ 1 = 1 2 - 1 2n + 1 n( )+ 1 . 练案[7] A组·基础自测 1. C  ∵数列{an}为等比数列,且a2 012 = 4,a2 024 = 16, ∴ a2 018是a2 012,a2 024的等比中项,且是同号的, ∴ a2 018 = a2 012·a槡 2 024 槡= 4 × 16 = 8.故选C. 2. C  当m = 0时,数列是等差数列,但不是等比数列.当m≠0 时,数列既是等差数列,又是等比数列.故选C. 3. A  由题意,得a4 = a1q3 = 18 × 2 3 = 1, a8 = a1q 7 = 18 × 2 7 = 16, 设G是a4与a8的等比中项,则G2 = a4·a8 = 16,故G = ± 4, 故选A. 4. D  设an = a1qn - 1, ①2an = 2a1q n - 1,所以数列{2an}是等比数列; ②a2n = a 2 1q 2n - 2 = a21(q2)n - 1,所以数列{a2n}是等比数列; ③ 2 an 2an - 1 = 2an - an - 1,因为an - an - 1不是一个常数,所以数列 {2an}不是等比数列; ④ log2 | an | log2 | an - 1 | = log2 | a1q n - 1 | log2 | a1q n - 2 | 不是一个常数                                                                       , —155— 所以数列{log2 | an |}不是等比数列.故选D. 5. C  依题意可知第一年后的价值为a(1 - b%),第二年后的价 值为a(1 - b%)2,依此类推形成首项为a(1 - b%),公比为1 - b%的等比数列,则可知n年后这批设备的价值为a(1 - b%)n .故选C. 6. 5 832  设公比为q,则q = a2 + a4a1 + a3 = 3, 又a1 + a3 = a1(1 + q2)= 10a1 = 20, ∴ a1 = 2. ∴ a7 + a8 = a1(q6 + q7)= 2(36 + 37)= 5 832. 7. - 1256  ∵ a1 = 1 2 ,a2 = a1q = 1 2 q = - 1 4 , ∴ q = - 12 ,∴ a8 = a1q 7 = 12 × -( )12 7 = - 1256. 8. 3  因为正项等比数列{an},3a1,12 a3,2a2成等差数列, 所以 q > 0, 2 × 12 a1q( )2 = 3a1 + 2a1q{ , 解得q = 3.所以{an}的公比q = 3. 9.(1)设公比为q,由题意得2a1q + a1q2 = 30, ∴ 4q + 2q2 = 30, ∴ q2 + 2q - 15 = 0, ∴ q = 3或- 5. ∵ an > 0,∴ q = 3. ∴ an = a1q n - 1 = 2·3n - 1 . (2)∵ b1 = a2,∴ b1 = 6. 又bn + 1 = bn + an,∴ bn + 1 = bn + 2·3n - 1 . ∴ b2 = b1 + 2 × 3 0 = 6 + 2 = 8, b3 = b2 + 2 × 3 1 = 8 + 6 = 14, b4 = b3 + 2 × 3 2 = 14 + 18 = 32, b5 = b4 + 2 × 3 3 = 32 + 54 = 86. 10.(1)由条件可得an + 1 = 2(n + 1)n an . 将n = 1代入得,a2 = 4a1,而a1 = 1,所以,a2 = 4. 将n = 2代入得,a3 = 3a2,所以,a3 = 12. 从而b1 = 1,b2 = 2,b3 = 4. (2)数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.理由如下: 由条件可得an + 1n + 1 = 2an n ,即bn + 1 = 2bn,又b1 = 1, 所以数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列. (3)由(2)可得ann = 2 n - 1,所以an = n·2n - 1 . B组·素养提升 1. D  按题意要求,每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列 填表如图, 1 2 3 4 0. 5 1 1. 5 2 0. 25 0. 5 0. 75 1 0. 125 0. 25 0. 375 0. 5 0. 062 5 0. 125 0. 187 5 0. 25 故a = 12 ,b = 3 8 ,c = 1 4 ,则a + b + c = 9 8 .故选D. 2. AC  因为a2,a3 + 1,a4成等差数列,所以2(a3 + 1)= a2 + a4, 即10 = 4 1q +( )q ,所以q + 1q = 52 ,解得q = 2或q = 12 . 3. C  m - k =(a5 + a6)-(a4 + a7) =(a5 - a4)-(a7 - a6) = a4(q - 1)- a6(q - 1) =(q - 1)(a4 - a6) =(q - 1)·a4·(1 - q2) = - a4(1 + q)(1 - q)2 < 0(∵ an > 0,q≠1). 4.槡5 - 12   由已知得an = an + 1 + an + 2, 即a1qn - 1 = a1qn + a1qn + 1, ∴ q2 + q = 1,解得q = 槡- 1 ± 52 . 又q > 0,∴ q =槡5 - 12 . 5. 3 a2槡b a   设这个公比为q,则 b = aq3,q3 = ba (a≠0,b≠0), 所以q = 3 b槡a = 3 a2槡b a . 6.(1)证明:由已知,有a1 + a2 = 4a1 + 2,∴ a2 = 3a1 + 2 = 5,故b1 = a2 - 2a1 = 3. 又an + 2 = Sn + 2 - Sn + 1 = 4an + 1 + 2 -(4an + 2) = 4an + 1 - 4an, 于是an + 2 - 2an + 1 = 2(an + 1 - 2an), 即bn + 1 = 2bn . 因此数列{bn}是首项为3,公比为2的等比数列. (2)由(1)知等比数列{bn}中,b1 = 3,公比q = 2, 所以an + 1 - 2an = 3 × 2n - 1 . 于是an + 1 2n + 1 - an 2n = 34 , 因此数列an 2{ }n 是首项为12 ,公差为34的等差数列,an2n = 12 + (n - 1)× 34 = 3 4 n - 1 4 . 所以an =(3n - 1)·2n - 2 . C组·探索创新 (  槡5 + 1 )2 5   根据题意,如图:若图中最小正方形的边长为1, 即HP = 1,则矩形HPLJ中,LP = HJ = 1 槡5 - 1 2 =槡5 + 12 ,则在矩 形HJIF中,HF = HJ 槡5 - 1 2 (= 槡5 + 1 )2 2 , 同理:FC (= 槡5 + 1 )2 3 ,DC (= 槡5 + 1 )2 4 , 则BC (= 槡5 + 1 )2 5 . 练案[8] A组·基础自测 1. A  a1a2a3 = - 8,a32 = - 8,a2 = - 2,a5 = 16,公比为- 2. 2. B  设新数列为{bn},{bn}的通项公式为bn = anan + 1 . 则an + 1an + 2anan + 1 = an + 2 an = q2,故数列{bn}是公比为q2的等比数列. 3. B  曲线y = x2 - 2x + 3的顶点是(1,2),则b = 1,c = 2.由a,b, c,d成等比数列,知ad = bc = 1 × 2 = 2,故选B                                                                       . —156— 练案[7] 第四章  数列 4. 3  [4. 3. 1  第1课时  等比数列的概念] A组·基础自测 一、选择题                                1.已知{an}是等比数列,a2 012 = 4,a2 024 = 16,则 a2 018 = (C ) A. 4槡2 B. ± 4槡2 C. 8 D. ± 8 2.数列m,m,m,…一定 (C ) A.是等差数列,但不是等比数列 B.是等比数列,但不是等差数列 C.是等差数列,但不一定是等比数列 D.既是等差数列,又是等比数列 3.(2023·湖南武冈二中高二月考)在等比数列 {an}中,a1 = 18,q = 2,则a4 与a8 的等比中项 是 (A ) A. ± 4 B. 4 C. ± 14 D. 1 4 4.设{an}为等比数列,给出下列四个数列: ①{2an},②{a2n},③{2an},④{log2 | an |}. 其中一定为等比数列的是 (D ) A.①③ B.②④ C.②③ D.①② 5.一批设备价值a万元,由于使用磨损,每年比 上一年价值降低b%,则n年后这批设备的价 值为 (C ) A. na(1 - b%) B. a(1 - nb%) C. a(1 - b%)n D. a[1 -(b%)n] 二、填空题 6.等比数列{an}中,a1 + a3 = 20,a2 + a4 = 60,则 a7 + a8 = 5 832  . 7.已知等比数列前3项为12,- 1 4, 1 8,则其第8 项是        . 8.正项等比数列{an},若3a1,12 a3,2a2 成等差 数列,则{an}的公比q = 3      . 三、解答题 9.已知数列{an}为等比数列,an > 0,a1 = 2,2a2 + a3 = 30. (1)求an; (2)若数列{bn}满足bn +1 = bn + an,b1 = a2, 求b5 . 10. 已知数列{an}满足a1 = 1,nan +1 = 2 n( )+ 1 an,设bn = ann . (1)求b1,b2,b3; (2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明 理由; (3)求{an}的通项公式                                                                . —090— B组·素养提升 一、选择题 1.在如下表格中,每格填上一个数字后,使每一 横行成等差数列,每一纵列成等比数列,则a + b + c的值为 (D ) 1 2 0. 5 1 a b c A. 1      B. 2 C. 3      D. 98 2.(多选题)已知{an}是公比为q的等比数列, a3 = 4,且a2,a3 + 1,a4 成等差数列,则q的值 可能为 (  ) A. 12 B. 1 C. 2 D. 3 3.已知{an}是公比为q(q≠1)的等比数列,an > 0,m = a5 + a6,k = a4 + a7,则m与k的大小关 系是 (C ) A. m > k B. m = k C. m < k D. m与k的大小随q的值而变化 二、填空题 4.一个各项均为正数的等比数列,其任何项都 是后面两项的和,则其公比是          . 5.在两个非零实数a和b之间插入2个数,使它 们成等比数列,则这个等比数列的公比为             (用a,b表示). 三、解答题 6.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1 = 1, Sn +1 = 4an + 2. (1)设bn = an +1 - 2an,证明:数列{bn}是等比 数列; (2)求数列{an}的通项公式. C组·探索创新   (2024·吉林高二检测)长久以来,人们一直 认为黄金分割比例是最美的,人们都不约而 同地使用黄金分割,如果一个矩形的宽与长 的比例是黄金比例槡5 - 1 (2 槡 5 - 1 2 ≈0. 618称为 )黄金分割比例,这样的矩形称为黄金矩形, 黄金矩形有一个特点:如果在黄金矩形中不 停地分割出正方形,那么余下的部分也依然 是黄金矩形,已知图中最小正方形的边长为 1,则矩形ABCD的长为            .(指数 幂形式)                                                                      —091—

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