内容正文:
§3 等比数列
3.1 等比数列的概念及其通项公式
第1课时 等比数列的概念及其通项公式
[基础达标练]
1.以下数列中,是等比数列的有 ( )
①数列1,2,6,18,;②数列{an}中,已知
a2
a1
=2,
a3
a2
=2;③常数列a,a,,a,;④数列
{an}中,
an+1
an
=q(q≠0),其中n∈N+ .
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
2.在首项a1=1,公比q=2的等比数列{an}中,
当an=64时,项数n等于 ( )
A.4 B.5
C.6 D.7
3.光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身
内感光面的光量的装置.表达光圈的大小我们
可以用光圈的F 值表示,光圈的F 值系列如
下:F1,F1.4,F2,F2.8,F4,F5.6,F8,
,F64.光圈的F 值越小,表示在同一单位时
间内进光量越多,而且上一级的进光量是下一
级的2倍,如光圈从F8调整到F5.6,进光量
是原来的2倍.若光圈从F4调整到F1.4,则
单位时间内的进光量为原来的 ( )
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
4.设等比数列的前三项依次为 2,
3
2,
6
2,则它
的第四项是 ( )
A.1 B.
8
2
C.
9
2 D.
12
2
5.(多选)下列选项中,不是
{an}成等比数列的充
要条件是( )
A.an+1=anq(q为常数)
B.an=a1qn-1(q为常数)
C.a2n+1=anan+2≠0
D.an+1= anan+2
6.若数列{an}为等差数列,数列2an为 数
列;若数列{an}为等比数列,且an>0,则数列
{lgan}为 数列.
7.在«九章算术»中“衰分”是按比例递减分配的
意思.今共有粮98石,甲、乙、丙按序衰分,乙
分得28石,则衰分比例为 .
8.已知数列{an}的前n项和Sn=2an+1,求证:
{an}是等比数列,并求出通项公式.
11
第一章 数列
[能力提升练]
9.设a1=2,数列{1+2an}是公比为3的等比数
列,则a6 等于 ( )
A.607.5 B.608
C.607 D.159
10.(多选)已知数列{an},下列选项不正确的是
( )
A.若a2n=4n,n∈N+,则{an}为等比数列
B.若anan+2=a2n+1,n∈N+,则{an}为等比
数列
C.若aman=2m+n,m,n∈N+,则{an}为等比
数列
D.若anan+3=an+1an+2,n∈N+,则{an}为等
比数列
11.若数列{an}满足
1
an+1
-2an
=0,则称{an}为
“梦想数列”,已知正项数列 1
bn{ }为“梦想数
列”,且b1+b2+b3=1,则b6+b7+b8=
.
12.在各项均为负数的数列{an}中,已知2an=
3an+1,且a2a5=
8
27.
(1)求证:{an}是等比数列,并求出其通项
公式;
(2)试问-1681
是这个等比数列中的项吗? 如
果是,指明是第几项;如果不是,请说明理由.
[素养培优练]
13.(多选)在数列{an}中,若
an+2-an+1
an+1-an
=k(k为
常数),则称{an}为“等差比数列”,下列对“等
差比数列”的判断错误的是 ( )
A.k不可能为0
B.“等差比数列”中的项不可能为0
C.等差数列一定是“等差比数列”
D.等比数列一定是“等差比数列”
14.“绿水青山就是金山银山”是时任浙江省委书
记习近平同志于2005年8月15日在浙江湖
州安吉考察时提出的科学论断,2017年10
月18日,该理论写入中共19大报告,为响应
总书记号召,我国某西部地区进行沙漠治理,
该地区有土地1万平方公里,其中70%是沙
漠,从今年起,该地区进行绿化改造,每年把
原有沙漠的16%改造为绿洲,同时原有绿洲
的4%被沙漠所侵蚀又变成沙漠,设从今年
起第n年绿洲面积为an 万平方公里.
(1)求第n年绿洲面积an 与上一年绿洲面积
an-1(n≥2)的关系;
(2)判断 an-
4
5{ }是否为等比数列,并说明
理由;
(3)至少经过几年,绿洲面积可超过60%?
(lg2=0.3010)
21
数学(BS)选择性必修第二册
第2课时 等比数列的性质
[基础达标练]
1.已知等比数列{an}中,a2=-4,a5=
1
2
,则公
比q= ( )
A.-2 B.-12
C.12 D.2
2.公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7
=18,若a1am=9,则m 的值为 ( )
A.8 B.9
C.10 D.11
3.在各项均为正数的等比数列{bn}中,若b7b8
=3,则log3b1+log3b2++log3b14等于
( )
A.5 B.6
C.7 D.8
4.(多选)设{an}是公比为2的等比数列,下列四
个选项中是正确命题的有 ( )
A.1an{ }是公比为
1
2
的等比数列
B.{a2n}是公比为4的等比数列
C.{2an}是公比为4的等比数列
D.{anan+1}是公比为2的等比数列
5.在等比数列{an}中,“a1>a2>a3”是“数列{an}
递减”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
6.在各项均为正数的等比数列{an}中,a6=3,则
a4+a8= ( )
A.有最小值6 B.有最大值6
C.有最大值9 D.有最小值3
7.设x,y,z是实数,9x,12y,15z成等比数列,且
1
x
,1
y
,1
z
成等差数列,则x
z +
z
x
的值是
.
8.已知{an}为等比数列.
(1)若an>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,求a3
+a5;
(2)若an>0,a5a6=9,求log3a1+log3a2+
+log3a10的值.
[能力提升练]
9.等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则
使a1a2an 最大的n 为 ( )
A.72 B.3
C.3或4 D.4
10.(多选)已知等比数列{an}的公比为q(q≠-
1),记 bn =am(n-1)+1 +am(n-1)+2 + +
am(n-1)+m,cn =am(n-1)+1am(n-1)+2
am(n-1)+m(m,n∈N+),则以下结论中错误
的是 ( )
A.数列{bn}为等差数列,公差为qm
B.数列{bn}为等比数列,公比为q2m
C.数列{cn}为等比数列,公比为q2m
D.数列{cn}为等比数列,公比为qmm
11.已知数列{an}中,a1=2,an+m=anam(n,m
∈N+),若ak+1+ak+2+ak+3+ak+4=480,则
k= .
A.3 B.4
C.5 D.6
12.(2022新高考Ⅱ卷)已知{an}是等差数列,
{bn}是公比为2的等比数列,且a2-b2=a3
-b3=b4-a4.
(1)证明:a1=b1;
(2)求集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}中元
素的个数.
[素养培优练]
13.已知数列{an}、{bn}均为等比数列,则下列结
论中一定正确的有 ( )
A.数列{anbn}是等比数列
B.数列{an+bn}是等比数列
C.数列 lg
bn
an{ }是等差数列
D.数列{lg(a2nb2n)}是等差数列
14.已知数列{an}满足a1=
1
2
,an+1=
1
2an
(n∈
N+).设bn=
n-2λ
an
,(n∈N+),且数列是递增
数列,则实数λ的取值范围是 .
31
第一章 数列
意令an=a1+(n-1)d=(n-6)d≥0,∴n≤6,所以a1,
a2,,a5>0,a6=0,a7,a8,,an<0,所以当n=5,n=6
时Sn 同时达到最大值,所 以 选 项 B 正 确;
S9
S5
=
9a5
5a3
=
9(-5d+4d)
5(-5d+2d)=
3
5
,所 以 选 项 C 正 确;Sn =na1 +
n(n-1)d
2 =-5nd+
n(n-1)d
2 ≥0
,∴n≤11,所以不等式
Sn≥0的n的最大值为11.所以选项 D错误.]
10.D [设该塔群共有n阶,自上而下每一阶的塔数所构
成的数列为{an},依题意可知a5,a6,,an 成等差数
列,且公 差 为 2,a5=5,则 1+3+3+5+5(n-4)+
(n-4)(n-5)
2 ×2=108
,解得n=12.
故最下面三阶的塔数之和为a10+a11+a12=3a11=3(5
+2×6)=51.]
11.解析:由a1+a3+a5=1,得3a3=1,即a3=
1
3
,a2+a4
+a6=3a4=3a3+3d,当且仅当n=20时,Sn 取到最大
值,则
a20>0
a21<0{ ,
则
a20=a3+17d>0
a21=a3+18d<0{ ,即
a20=
1
3+17d>0
a21=
1
3+18d<0
ì
î
í
ïï
ï
,得 到 d
∈ -151
,-154( ) ,
a2+a4+a6=3a4=3a3+3d=1+3d,
由d∈ -151
,-154( ) ,可 得
16
17<1+3d<
17
18.
故 答 案
为:16
17
,17
18( ) ,
答案:16
17
,17
18( )
12.解:(1)由
a1+9d=23,
a1+24d=-22,{ 得
a1=50,
d=-3,{ ∴an=a1+(n
-1)d=-3n+53.
令an>0,得n<
53
3
,∴当n≤17,n∈N+ 时,an>0;当n
≥18,n∈N+ 时,an<0,∴{an}的前17项和最大.
(2)当n≤17,n∈N+ 时,|a1|+|a2|++|an|=a1+
a2++an
=na1+
n(n-1)
2 d=-
3
2n
2+1032n.
当n≥18,n∈N+ 时,|a1|+|a2|++|an|=a1+a2+
+a17-a18-a19--an
=2(a1+a2++a17)-(a1+a2++an)
=2 -32×17
2+1032 ×17( )- -
3
2n
2+1032n( )
=32n
2-1032n+884.
∴Sn=
-32n
2+1032n
,n≤17,n∈N+ ,
3
2n
2-1032n+884
,n≥18,n∈N+ .
ì
î
í
ïï
ï
13.C [由已知得:AnBn=An-1Bn-1-Bn-1Bn,Bn-1Bn=
=B2B3=B1B2=B0B1=1,因此数列{AnBn}(n∈N+ ,1
≤n≤5)是以a1=A0B0=6为首项,公差为d=-1的
等差数列,设数列{AnBn}(n∈N+ ,1≤n≤5)的前5项
和为S5,因此 有,S5 =5a1 +
1
2 ×5×4
d=5×6-
1
2×5×4×1=20
,所以这五层正六边形的周长总和为
6S5=6×20=120.故选 C.]
14.解:(1)每台充电桩第n年总利润为
6400n- 1000n+12n
(n-1)400[ ] -12800,
∵6400n- 1000n+12n
(n-1)400[ ] -12800>0,
化简得-200(n2-28n+64)>0,即n2-28n+64<0.
解得14-2 33 <n<14+2 33 ,
∴26<n<254.
∵n∈N+ ,∴3≤n≤25.
∴每台充电桩第3年开始获利.
(2)每台充电桩前n年的年平均利润
6400n- 1000n+12n
(n-1)400[ ]-12800
n
=200 28- n+64n( )[ ] ≤ 200 28-2 n
64
n[ ] =
2400,当且仅当n=64n
,即n=8时取等号,∴每台充电
桩前8年的年平均利润最大.
§3 等比数列
3.1 等比数列的概念及其通项公式
第1课时 等比数列的概念及其通项公式
1.A [①中,数列不符合等比数列的定义,故不是等比数
列;②中,前3项是等比数列,多于3项时,无法判定,故
不能判定是等比数列;③中,当a=0时,不是等比数列;
④中,数列符合等比数列的定义,是等比数列.故选:A.]
2.D [因为an=a1qn-1,所以1×2n-1=64,即2n-1=26,得
n-1=6,解得n=7.]
3.C [由题可得单位时间内的进光量形成公比为 12
的等
比数列{an},则 F4对应单位时间内的进光量为a5,F
1.4对应单位时间内的进光量为a2,从 F4调整到F1.
4,则单位时间内的进光量为原来的
a2
a5
=8倍.故选:C.]
4.A [∵a1= 2 ,a2=
3
2 ,∴q=
3
2
2
.∴a4=a1q3= 2 ×
2
2 2
=1.]
5.ABD [对于 A,an+1=anq,当q=0,an=0时,等式成
立,此时不是等比数列,故错误;对于 B,an=a1qn-1,当q
=0,a1=0时,等式成立,此时不是等比数列,故错误;对
于 C,根据等比数列等比中项定义可以判定此数列为等
比数列,故 正 确;对 于 D.an+1= anan+2,当an=0,
an+1=0,an+2=0时,等式 成 立,此 时 不 是 等 比 数 列,故
错误.]
74
参考答案
6.解析:①若数列{an}为等差数列,设公差为d,则
2an+1
2an
=
2an+1-an=2d.
∴数列{2an}是首项是2a1、公比是2d 的等比数列.
②若数列{an}为等比数列,设公比为q,则lgan+1-lgan
=lg
an+1
an
=lgq.
∴{lgan}为首项是lga1、公差是lgq的等差数列.
答案:等比 等差
7.解析:设衰分比例为q,则甲、乙、丙各分得28q
石,28石,
28q石.
∴28q+28+28q=98.∴q=2
或q= 12 .
又 0<q<1,
∴q=12.
答案:1
2
8.证明 ∵Sn=2an+1,∴Sn+1=2an+1+1.
∴an+1=Sn+1-Sn =(2an+1 +1)-(2an +1)=2an+1
-2an.
∴an+1=2an,
又∵S1=2a1+1=a1,∴a1=-1≠0,
又由an+1=2an 知an≠0,∴
an+1
an
=2,
∴{an}是首项为-1,公比为2的等比数列.
∴通项公式an=-1×2n-1=-2n-1.
9.C [∵1+2an=(1+2a1)×3n-1=5×3n-1,∴1+2a6=
5×35,∴a6=
5×243-1
2 =607.
]
10.ABD [对于 A 选 项,由a2n=4n 知|an|=2n,则 数 列
{an}未必是等比数列;对于 B,D选项,满足条件的数列
中可以存在零项,同样,数列{an}不一定是等比数列;对
于 C选项,由aman=2m+n知,aman+1=2m+n+1,两式相除
得
an+1
an
=2(n∈N+ ),故 数 列 {an}是 等 比 数 列.故
选 ABD.]
11.解析:由题意可知,若数列{an}为“梦想数列”,则
1
an+1
-
2
an
=0,可得
an+1
an
=12
,所以“梦想数列”{an}是公比为
1
2
的等 比 数 列,若 正 项 数 列 1
bn{ } 为 “梦 想 数 列”,则
1
bn+1
= 12bn
,所以bn+1
bn
=2,即正项数列{bn}是公比为2
的等比数列,因为b1+b2+b3=1,因此b6+b7+b8=
25(b1+b2+b3)=32.
答案:32
12.解:(1)证明 ∵2an=3an+1,∴
an+1
an
=23.
又∵数列{an}的各项均为负数,∴a1<0,
∴数列{an}是以
2
3
为公比的等比数列.
∴an=a1qn-1=a1
2
3( )
n-1
,∴a2=a1
2
3( )
2-1
=23a1
,a5=a1
2
3( )
5-1
=1681a1
,又∵a2a5=
2
3a1
16
81a1=
8
27
,∴a21=
9
4.
又∵a1<0,∴a1=-
3
2.
∴an= -
3
2( )×
2
3( )
n-1
=- 23( )
n-2
(n∈N+ ).
(2)令an=-
2
3( )
n-2
=-1681
,则n-2=4,n=6∈N+,
∴-1681
是这个等比数列中的项,且是第6项.
13.BCD [∵当k=0时,根 据“等 差 比 数 列”的 定 义,有
an+2-an+1
an+1-an
=0,即有an+2-an+1=0,这与分母不为0
矛盾,∴k≠0,故 选 项 A 正 确;∵ 当 an =n-1 时,
an+2-an+1
an+1-an
=n+1-nn-n+1=1
为常数,∴数列{an}为“等差
比数列”,且a1=0,故选项 B错误;又当数列{an}为非
零常数列时,数列{an}既是等差数列又是等比数列,但
an+1-an=0,此时数列{an}不是“等差比数列”,故选项
C、D错误,故选BCD.]
14.解:(1)由题意得an=(1-4%)an-1+(1-an-1)×16%
=0.96an-1+0.16-0.16an-1=0.8an-1 +0.16=
4
5
an-1+
4
25
,
所以an=
4
5an-1+
4
25.
(2)由 (1)得 an =
4
5 an-1 +
4
25
,∴an -
4
5 =
4
5 an-1-
4
5( ) ,
所以 an-
4
5{ }是等比数列.
(3)由(2)有an-
4
5=
4
5 an-1-
4
5( ) ,又a1=
3
10
,
所以a1-
4
5=-
1
2
,
∴an-
4
5=-
1
2
4
5( )
n-1
,即an=-
1
2
4
5( )
n-1
+45
;
an=-
1
2
4
5( )
n-1
+45>
3
5
,即 4
5( )
n-1
< 25
,两边取
常用对数得:
(n-1)lg45<lg
2
5
,所以(n-1)>
lg25
lg45
= lg2-lg52lg2-lg5
= lg2-
(1-lg2)
2lg2-(1-lg2)=
2lg2-1
3lg2-1 =
2×0.301-1
3×0.301-1 =
0.398
0.097≈4.1
,∴n>5.1.∴至少经过6年,绿洲面积可
超过60%.
第2课时 等比数列的性质
1.B [∵a5=a2q3,即
1
2=-4q
3,解得q=-12.
故选B.]
2.C [由题意得,2a5a6=18,a5a6=9,∴a1am =a5a6=9,
∴1+m=5+6,∴m=10.]
84
数学(BS)选择性必修第二册
3.C [log3b1+log3b2++log3b14=log3(b1b2b14)=
log3(b7b8)7=7log33=7.]
4.AB [由于数列{an}是公比为2的等比数列,则对任意
的n∈N+ ,an≠0,且公比为q=
an+1
an
=2.对于 A,
1
an+1
1
an
=
an
an+1
=1q=
1
2
,即数列 1
an{ }是公比为
1
2
的等比数列,正
确;对于B,
a2n+2
a2n
=q2=4,即数列{a2n}是公比为4的等
比数列,正确;对于 C,
2an+1
2an
=q=2,即数列{2an}是公比
为2的等比数列,错误;对于 D,
an+1an+2
anan+1
=
an+2
an
=q2=4,
即数列 {anan+1}是 公 比 为 4 的 等 比 数 列,错 误.故
选:AB.]
5.C [当a1>a2>a3 时,设公比为q,由a1>a1q>a1q2 得
若a1>0,则1>q>q2,即0<q<1,此时,显然数列{an}
是递减数列,
若a1<0,则1<q<q2,即q>1,此时,数列{an}也是递减
数列,
反之,当数列{an}是递减数列时,显然a1>a2>a3.
故“a1>a2>a3”是“等比数列{an}递减”的充要条件.故
选:C.]
6.A [设等比数列{an}的公比为q(q>0).因为a6=3,所
以a4=
a6
q2
=3
q2
,a8=a6q23q2.所以a4+a8=
3
q2
+3q2≥
2 3
q2
3q2=6.当且仅当q=1时上式等号成立.]
7.解析:由题意可得
(12y)2=9x×15z,
2
y=
1
x+
1
z
,{ 所以y=2xzx+z.
所以 24xz
x+z( )
2
=135xz.化简得15x2+15z2=34xz,两边
同时除以15xz可得xz +
z
x =
34
15 .
答案:34
15
8.解:(1)a2a4+2a3a5+a4a6=a23+2a3a5+a25=(a3+a5)2
=25,
∵an>0,∴a3+a5>0.∴a3+a5=5.
(2)根 据 等 比 数 列 的 性 质a5a6=a1a10=a2a9=a3a8=
a4a7=9,
∴a1a2a9a10=(a5a6)5=95.
∴log3a1+log3a2++log3a10=log3(a1a2a9a10)=
log395=10.
9.C [由题意,设等比数列{an}的公比为q,则a2+a4=
(a1+a3)q,∴q=
1
2
,
代入a1+a3=10,可 得a1+
a1
4 =10
,∴a1=8,故an=
a1qn-1=8×
1
2( )
n-1
=24-n,
则a1a2 an =23 ×22 × ×24-n =23+2+
+(4-n)=
2
(3+4-n)n
2 =2
(7-n)n
2 ,
由于y=2t 为增函数,t=
(7-n)n
2
为开口向下的二次函
数,对称轴为n=3.5,
又n∈N+ ,故当n=3或4时,a1a2an 取得最大值.故
选:C.]
10.ABD [bn=am(n-1)+1(1+q+q2++qm-1),由q≠
-1易知bn≠0,
bn+1
bn
=
amn+1
am(n-1)+1
=qm,故数列{bn}为等
比数 列,公 比 为 qm,A,B 均 错 误;cn =amm(n-1)+1
q1+2++(m-1),
cn+1
cn
=
ammn+1
amm(n-1)+1
= amn+1am(n-1)+1[ ]
m
=(qm )m
=qm
2
,故数列{cn}为等比数列,公比为qm
2
,D错误.]
11.B [因 为 数 列{an}中,a1=2,an+m =an am (n,m∈
N+ ),所以取 m=1,则an+1=ana1=2an,所 以 数 列
{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,所以an=2n,
又ak+1+ak+2+ak+3+ak+4=480,即2k+1+2k+2+2k+3
+2k+4=480,即30×2k=480,解得k=4.]
12.解:(1)设 数 列 {an }的 公 差 为 d,所 以,
a1+d-2b1=a1+2d-4b1
a1+d-2b1=8b1-(a1+3d){ ,即 可 解 得 b1 =a1 =
d
2
,所以原命题得证.
(2)由(1)知,b1=a1=
d
2
,所以bk=am+a1⇔b1×2k-1
=a1+(m-1)d+a1,即2k-1=2m,即 m=2k-2∈[1,
500],解得2≤k≤10,所以满足等式的解k=2,3,4,
,10,故集合{k|bk=am+a1,1≤m≤500}中的元素个
数为10-2+1=9.
13.ACD [设数列{an}的公比为q1,数列{bn}的公比为q2,
所以an=a1qn-11 ,bn=b1qn-12 .
对于 A,anbn=a1b1qn-11 qn-12 =a1b1(q1q2)n-1,从而数列
{anbn}的 公 比 为q1q2,故 A 正 确.对 于 B,an +bn =
a1qn-11 +b1qn-12 ,q1 与q2 不 一 定 相 等,所 以 数 列{an+
bn}不 是 等 比 数 列,故 B 错 误.对 于 C,lg
bn
an
=
lg
b1qn-12
a1qn-11
=lg
b1
a1
+ (n-1)lg q2q1
,从 而 数 列
lg
bn
an{ }是公差为lg
q2
q1
的导差数列.故 C正确.
对于 D,lg(a2nb2n)=2lg|anbn|=2lg|a1b1|+2(n-1)lg|
q1q2|,从而数列{lg(a2nb2n)}是公差为2lg|q1q2|的等差数
列,D正确.]
14.解析:由an+1=
1
2an
(n∈N+ )可得,数列{an}是首项和
公比均为1
2
的等比数列,所以an=
1
2n
,则bn=
n-2λ
an
=
(n-2λ)2n,又因为{bn}是递增数列,所以bn+1-bn=(n
+1-2λ)2n+1-(2-2λ)2n=(n+2-2λ)2n>0恒成立,
即n+2-2λ>0恒成立,所以2λ<(n+2)min=3,所以λ
<32.
答案:λ<32
94
参考答案