内容正文:
4.(2021春招,27)在数列{an}中,an >0,a1=1,
2an+1-an=0.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=log2an,求数列{bn}的前90项和S90.
解析:(1)∵2an+1-an=0,∴2an+1=an,∴
an
an+1
=
2,∴
an+1
an
=12
,即q=12
,
∴an=a1qn-1=1×
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
=2-1(n-1)=2-n+1.
(2)∵bn=log2an,∴bn=log2 -n+1=-n+1,当n=
1时,b1=0,当n=2时,b2=-1,当n=3时,b3=
-2,∴数列为等差数列,∴S90=90×0+
90×89
2 ×
(-1)=-4005.
5.3 等比数列
学生用书 P70
[知识点一] 等比数列的有关概念
1.定义:
(1)文字语言:一个数列从第2项起,每一项与它的
前一项的比都等于同一个常数(非零).
(2)符号语言:
an+1
an
=q(n∈N∗ ,q为非零常数).
2.等比中项:如果a,G,b成等比数列,那么G 叫作a
与b的等比中项.即G2=ab.
[知识点二] 等比数列的有关公式
1.通项公式:an=a1qn-1.
2.前n项和公式:Sn=
na1,q=1,
a1(1-qn)
1-q =
a1-anq
1-q
,q≠1.
ì
î
í
ïï
ï
[知识点三] 等比数列的性质
已知数列{an}是等比数列,Sn 是其前n 项和.(m,
n,p,q,r,k∈N∗ )
1.若m+n=p+q=2r,则aman=apaq=a
2
r;
2.数列am,am+k,am+2k,am+3k,仍是等比数列;
3.数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,仍是等比数列(此
时{an}的公比q≠-1).
[知识点四] 常用结论
1.等比数列的单调性:
当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,{an}是递增
数列;
当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,{an}是递减
数列;
当q=1时,{an}是常数列.
2.等比数列与指数函数的关系:
当q≠1时,an=
a1
q
qn,可以看成函数y=cqx,是
一个不为0的常数与指数函数的乘积,因此数列
{an}各项所对应的点都在函数y=cqx 的图象上.
3.等比数列{an}的前n项和Sn=A+BCn⇔A+B
=0,公比q=C(A,B,C均不为零)
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)满足an+1=qan(n∈N∗ ,q为常数)的数列{an}为
等比数列. ( )
(2)G 为a,b的等比中项⇔G2=ab. ( )
(3)如果数列{an}为等比数列,则数列{lgan}是等差
数列. ( )
(4)若数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和
为Sn=
a(1-an)
1-a .
( )
(5)若数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8
成等比数列. ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.方程x2-5x+4=0的两根的等比中项是 ( )
A.52 B.±2 C.± 5 D.2
解析:B [设方程的两根分别为x1,x2,由根与系
数的 关 系,得 x1x2 =4,∴ 两 根 的 等 比 中 项 为 ±
x1x2=±2.]
3.(2020春招,4)在等比数列{an}中,a1=1,a2=-2,则
a9 等于 ( )
A.256 B.-256 C.512 D.-512
解析:A [∵{an}是等比数列,a1=1,a2=-2,
∴公比q=
a2
a1
=-2,∴a9=a1q8=1×(-2)8=256,
所以选 A.]
4.等比数列{an}的前n 项和为Sn,已知S3=a2+
10a1,a5=9,则a1= ( )
A.13 B.-
1
3 C.
1
9 D.-
1
9
解析:C [由已知条件及S3=a1+a2+a3,得a3=
9a1,设数列{an}的公比为q,则q2=9,所以a5=9=
a1q4=81a1,得a1=
1
9.
]
5.数列{an}中a1=2,an+1=2an,Sn 为{an}的前n项
和,若Sn=126,则n= .
77
第五章 数列
解析:因为a1=2,an+1=2an,所以an≠0,故
an+1
an
=2.
所以数列{an}是公比为2的等比数列,因为Sn=
126,所以2
(1-2n)
1-2 =126
,所以2n=64,故n=6.
答案:6
6.在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成
等比数列,则这两个数为 .
解析:设该数列的公比为q,由题意知,
243=9×q3,得q3=27,所以q=3.
所以插入的两个数分别为9×3=27,27×3=81.
答案:27,81
学生用书 P71
等比数列基本量的运算
[例1] 设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知a3=
3
2
,S3=
9
2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=log2
6
a2n+1
,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解析] (1)①当公比q=1时,
∵a3=
3
2
,S3=
9
2
,∴an=
3
2
;
②当q≠1时,
∵a3=
3
2
,S3=
9
2
,
∴a1q2=
3
2
,a1
(1-q3)
1-q =
9
2
,
解得a1=6,q=-
1
2
,
此时an=6 -
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
.
综上所述,数列{an}的通项公式为
an=
3
2
或an=6 -
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
.
(2)①当an=
3
2
时,bn=log2
6
a2n+1
=2,
故Tn=2n;
②当an=6 -
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
时,
bn=log2
6
a2n+1
=2n,
此时Tn=2
n(n+1)
2 =n
(n+1).
综上所述,Tn=2n或Tn=n(n+1).
等比数列的基本运算方法
(1)等比数列可以由首项a1 和公比q确定,所有关
于等比数列的计算和证明,都可围绕a1 和q
进行.
(2)对于等比数列问题,一般给出两个条件,就可以
通过列方程(组)求出a1,q.如果再给出第三个
条件就可以完成a1,n,q,an,Sn 的“知三求二”
问题.
1.(2023滨海新区期中)已知递增等比数列{an}的
第三项、第五项、第七项的积为512,且这三项分别
减去1,3,9后成等差数列.
(1)求{an}的首项和公比;
(2)设Sn=a21+a22++a2n,求Sn.
解析:(1)根据等比数列的性质,可得a3a5a7=
a35=512,解得a5=8.
设数列{an}的公比为q,则a3=
8
q2
,a7=8q2,
由题设可得 8
q2
-1æ
è
ç
ö
ø
÷+(8q2-9)=2×(8-3)=10,
解得q2=2或12.
∵{an}是递增数列,可得q>1,∴q2=2,得q= 2.
因此a5=a1q4=4a1=8,解得a1=2.
(2)由(1)得{an}的通项公式为an=a1qn-1=2×
(2)n-1=(2)n+1,∴a2n=[(2)n+1]2=2n+1,
可得{a2n}是以4为首项,2为公比的等比数列.
因此Sn=a21+a22++a2n=
4(1-2n)
1-2 =2
n+2-4.
等比数列的判定与证明
[例2] (2018全国卷Ⅰ)已知数列{an}满足a1=
1,nan+1=2(n+1)an,设bn=
an
n.
(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.
[解析] (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){bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
由题设条件可得
an+1
n+1=
2an
n
,即bn+1=2bn,
又b1=1,所以{bn}是首项为1,公比为2的等比
数列.
(3)由(2)可得
an
n=2
n-1,所以an=n2n-1.
87
职教高考总复习 数学
等比数列的判定方法
(1)定义法:若
an+1
an
=q(q为非零常数,n∈N∗ )或
an
an-1
=q(q为非零常数且n≥2,n∈N∗ ),则{an}
是等比数列.
(2)等比中项公式法:若数列{an}中,an≠0且a2n+1
=anan+2(n∈N∗ ),则数列{an}是等比数列.
(3)通项公式法:若数列通项公式可写成an=cqn
(c,q均是不为0的常数,n∈N∗ ),则{an}是等比
数列.
(4)前n项和公式法:若数列{an}的前n项和Sn=k
qn-k(k为常数且k≠0,q≠0,1),则{an}是等
比数列.
2.设数列 {an}的前n 项和为Sn,满足:Sn +an =
n-1
n(n+1)
,n=1,2,,n.
(1)求证:数列 Sn-
1
n+1{ }是等比数列;
(2)求Sn.
解析:(1)证明:由题意,n=1时,S1+a1=0,
即a1=0,n≥2时,Sn+Sn-Sn-1=2Sn-Sn-1=
n-1
n(n+1)=
2
n+1-
1
n
,
所以Sn-
1
n+1=
1
2 Sn-1-
1
n
æ
è
ç
ö
ø
÷,S1-
1
2=-
1
2
,
所以数列 Sn-
1
n+1{ } 是以-
1
2
为首项,1
2
为公比
的等比数列.
(2)由(1)知,Sn-
1
n+1=
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n-1
-12
æ
è
ç
ö
ø
÷=
- 12
æ
è
ç
ö
ø
÷
n
,所以Sn=
1
n+1-
1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
n
.
等比数列前n项和及性质的应用
[例3] 已知数列{an}是递增的等比数列,且a4a6-2a24
+a2a4=144,则a5-a3= ( )
A.6 B.8 C.10 D.12
[解析] D [∵{an}是递增的等比数列,∴由a4a6
-2a24+a2a4=144,a5-a3>0,可得a25-2a3a5+a23
=144,(a5-a3)2=144,∴a5-a3=12,故选 D.]
等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式
的变形,二是等比中项公式的变形,三是前n项和公
式的变形,根据题目条件,认真分析,发现具体的变
化特征即可找出解决问题的突破口.
3.已知等比数列{an}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则
a3+a5+a7= ( )
A.21 B.42 C.63 D.84
解析:B [设{an}的公比为q,由a1=3,a1+a3+a5=
21得1+q2+q4=7,解得q2=2(负值舍去).∴a3+a5
+a7=a1q2+a3q2+a5q2=(a1+a3+a5)q2=21×2=
42.故选B.]
学生用书 P72
[基础题组练]
1.已知{an}是等比数列,a1=4,公比q=
1
2
,则a5=
( )
A.14 B.
1
5 C.
1
2 D.
1
3
答案:A
2.已知等比数列{an}的各项均为正数,且a3a7=9,
则log3a1+log3a5+log3a9= ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:A [根据等比数列的性质可得a1a9=a2a8=
a3a7=a4a6=a25=9,又an>0,所以a5=3,所 以
log3a1+log3a5+log3a9=log3(a1a5a9)=log3(a35)
=log3 3=3.故选 A.]
3.若各项均为正数的等比数列{an}满足a3=3a1+
2a2,则公比q= ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案:C
4.若数列-1,a,b,c,-9成等比数列,则实数b的
值为 ( )
A.-3 B.3
C.±3 D.不能确定
解析:A [法一:∵-1,a,b,c,-9成等比数列,
∴-1,a,b成等比数列,a,b,c成等比数列,
b,c,-9成等比数列,∴a2=-b,b2=ac,c2=-9b.
∴b4=a2c2=(-1)×(-9)b2.∴b2=9.
又a2=-b>0,∴b<0,∴b=-3.
法二:(排除法)对于等比数列,无论公比是正还是
负,等比数列的奇数项符号相同,故b为负数.]
5.等比数列{an}中,a1=1,公比q=2,当Sn=127时,
n= ( )
A.8 B.7 C.6 D.5
解析:B [由Sn=
a1(1-qn)
1-q
,a1=1,q=2.
当Sn=127时,则127=
1-2n
1-2
,解得n=7.故选B.]
97
第五章 数列
6.中国古代数学著作«算法统宗»中有这一个问题:
“三百七十八里关,初日健步不为难,次日脚痛减一
半,六朝才得到其关.”其大意为:“有一个人走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
该人最后一天走的路程为 里.
解析:记该人每天走的路程里数为{an},可知{an}
是公比q=12
的等比数列,
由S6=378,得S6=
a1 1-
1
26
æ
è
ç
ö
ø
÷
1-12
=378,解 得a1=
192,所以a6=192×
1
25
=6.
答案:6
7.等比数列{an}满足a1=
1
4
,a3a5=4(a4-1),则q=
.
解析:由等比数列的性质得a24=a3a5,又因为a3a5
=4(a4-1),所以a24=4(a4-1),解得a4=2.又a1
=14
,所以q3=
a4
a1
=8,解得q=2.
答案:2
8.已知数列{an}满足an+1-2an=0,且a3=-1,则a1=
.
解析:an+1-2an=0,∴
an+1
an
=2=q,∴a3=a1q2,∴
-1=a1×22,∴a1=-
1
4.
故答案为-14.
答案:-14
或-0.25
9.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,S9=-27,
S10=-40.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=an+2n,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)设{an}公差为d,由S9=-27,S10=-40
得,
9a1+
9×8
2 d=-27
10a1+
10×9
2 d=-40
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
,解得
a1=5
d=-2{ ,
∴an=5-2(n-1)=7-2n;
(2)由bn=an+2n 得bn=7-2n+2n,∴Tn=Sn+
2(1-2n)
1-2 =n×5+
n(n-1)
2 ×
(-2)+2n+1 -2
=-n2+6n+2n+1-2.
[综合题组练]
1.已知等比数列{an}中,a4+a8=-2,则a6(a2+2a6
+a10)的值为 ( )
A.4 B.6 C.8 D.-9
解析:A [a6(a2+2a6+a10)=a6a2+2a26+a6a10=
a24+2a4a8+a28=(a4+a8)2,因为a4+a8=-2,所
以a6(a2+2a6+a10)=4.]
2.等比数列{an}的前n项和为Sn,且4a1,2a2,a3 成
等差数列.若a1=1,则S4= ( )
A.16 B.15 C.8 D.7
解析:B [设公比为q,由题意得4a2=4a1+a3,即
4a1q=4a1+a1q2,又a1≠0,所以4q=4+q2,解得q
=2,所以S4=
1×(1-24)
1-2 =15
,故选B.]
3.(2023春招,6)若3,x,12,-24成等比数列,则实
数x的值是 ( )
A.-6 B.-8
C.6或-6 D.8或-8
解析:A [∵等比数列-2412 =-2
,∴q=-2,x=3
×(-2)=-6,故选 A.]
4.记Sn 为等比数列{an}的前n项和.若a1=
1
3
,a24=
a6,则S5= .
解析:由a24=a6,得(a1q3)2=a1q5,整理得q=
1
a1
=3.
∴S5=
1
3×
(1-35)
1-3 =
121
3 .
答案:121
3
5.等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn 为{an}的前n项和.若Sm=63,求m.
解:(1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.
由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去),q=-2或q
=2.
故an=(-2)n-1或an=2n-1.
(2)若an=(-2)n-1,则Sn=
1-(-2)n
3 .
由Sm =63 得 (-2)m =-188,此 方 程 没 有 正 整
数解.
若an=2n-1,则Sn=2n-1.由Sm=63得2m=64,
解得m=6.综上,m=6.
08
职教高考总复习 数学