内容正文:
课时训练(40) 等比数列
一、单选题
1.(2025·济宁模拟)在数列{an}中,a1=2,an+1=2an,Sn为{an}的前n项和.若Sn=126,则n等于( )
A.5 B.6
C.7 D.8
B 解析:∵a1=2,an+1=2an,∴数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列.又Sn=126,∴=126,解得n=6.
2.(2025·北京海淀开学考试)已知等比数列{an}满足a1+a3=5,a2=2,则{an}的公比为( )
A.-2或- B.-2或
C.2或- D.2或
D 解析:设公比为q,则a1+a3=+a2q=+2q=5,解得q=2或q=.
3.设等比数列{an}的前n项和为Sn,且a1+a2=3,2a1+a2=4,则S6=( )
A.128 B.127
C.64 D.63
D 解析:由解得∴公比q==2,
∴S6==63.
4.(2025·江门模拟)已知{an}是等比数列,a3a5=8a4,且a2,a6是方程x2-34x+m=0的两根,则m=( )
A.8 B.-8
C.64 D.-64
C 解析:因为{an}是等比数列,所以a3a5=a,a2a6=a,又a3a5=8a4,所以a4=8.又a2,a6是方程x2-34x+m=0的两根,所以m=a2a6=a=64.
5.(2025·揭阳模拟)在《增减算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关”.其大意是有人要去某关口,路程为378里,第一天健步行走,从第二天起由于脚痛,每天走的路程都为前一天的一半,一共走了六天,才到目的地,则此人后三天所走的里程数为( )
A.6 B.12
C.18 D.42
D 解析:设第n(n∈N*)天走了an里,其中1≤n≤6.
由题意可知,数列{an}是公比为的等比数列,所以=a1=378,解得a1=192,所以此人后三天所走的里程数为a4+a5+a6==42.
6.(2025·西安质检)已知两个等比数列{an},{bn}的前n项积分别为An,Bn,若=3,则=( )
A.3 B.27
C.81 D.243
D 解析:方法一 设等比数列{an}的公比为q1,则a3=a1q,{an}的前5项积A5=a1a2a3a4a5=aq=aq.设等比数列{bn}的公比为q2,则b3=b1q,B5=bq.因为==3,所以==()5=35=243.
方法二 由等比数列的性质知a1a5=a2a4=a,所以{an}的前5项积A5=a1a2a3a4a5=a.同理可得B5=b,所以==35=243.
二、多选题
7.(2025·菏泽开学考试)记等比数列{an}的前n项积为Tn,且a5,a6∈N*,若T10=65,则a5+a6的可能取值为( )
A.-7 B.5
C.6 D.7
BD 解析:∵T10=a1·a2·…·a10=(a5·a6)5=65,∴a5·a6=6.又a5,a6∈N*,而2×3=6,1×6=6,∴a5+a6=5或7.
8.已知各项均为正数且单调递减的等比数列{an}满足a3,a4,2a5成等差数列,其前n项和为Sn,且S5=31,则( )
A.an=()n-5 B.an=2n-3
C.Sn=32- D.Sn=2n-4-16
AC 解析:由a3,a4,2a5成等差数列,得3a4=a3+2a5,设{an}的公比为q,则2q2-3q+1=0,解得q=或q=1.又{an}单调递减,∴q=,∴S5==31,解得a1=16,∴an=16·()n-1=()n-5,∴Sn==32-.
三、填空题
9.(2025·河南开学考试)已知等比数列{an}的前n项乘积为Tn,若T2=T4,则T6=________.
答案:1 解析:因为T2=T4,即a1a2=a1a2a3a4,显然an≠0,所以a3a4=1,则a3a4=a1a6=a2a5=1,故T6=a1a2a3…a6=1.
10.(2025·运城开学考试)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,公比为q,若S4=15,S2=3,则q=______.
答案:2 解析:由题意可知a1>0,q>0,因为
则可得q2==4,所以q=2.
四、解答题
11.设等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn.
(1)若a1=1,S6=S3,求a3的值;
(2)若q>1,am+am+2=am+1,且S2m=9Sm,m∈N*,求m的值.
解:(1)∵S6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
=a1+a2+a3+a1q3+a2q3+a3q3=S3(q3+1),
∴S3(q3+1)=S3,∴q=,∴a3=a1q2=.
(2)∵am+am+2=am+1,∴am+amq2=amq,得q2-q+1=0.又q>1,∴q=2.
由S2m=9Sm,得=9×.
又a1≠0,∴1-22m=9(1-2m),即(1-2m)(1+2m)=9(1-2m).又m∈N*,
∴1-2m≠0,∴1+2m=9,解得m=3.
12.等比数列{an}共有奇数个项,所有奇数项和S奇=255,所有偶数项和S偶=-126,末项是192,则首项a1等于( )
A.1 B.2
C.3 D.4
C 解析:∵an=192,∴q====-2.又Sn==S奇+S偶,即=255+(-126),解得a1=3.
13.(多选)(2025·石家庄检测)已知等比数列{an}的各项均为正数,a1=20,2a6+a5-a4=0,数列{an}的前n项积为Tn,则( )
A.数列{an}单调递增 B.数列{an}单调递减
C.Tn的最大值为T5 D.Tn的最小值为T5
BC 解析:设等比数列{an}的公比为q,因为2a6+a5-a4=0,所以2a4q2+a4q-a4=0.因为a4>0,所以2q2+q-1=0,解得q=或q=-1(舍去),所以数列{an}单调递减,A错误,B正确;因为数列{an}单调递减,且各项均为正数,所以数列{an}的前n项积Tn有最大值,无最小值,D错误.若Tn取最大值,则即又n∈N*,所以n=5,即Tn的最大值为T5,C正确.
14.已知数列{an}是首项为16,公比为的等比数列,{bn}是公差为2的等差数列.若集合A={n∈N*|an>bn}中恰有3个元素,则符合题意的b1的一个取值为________.
答案:-1(答案不唯一) 解析:易得数列{an}逐项递减,{bn}逐项递增,故可考虑a1>b1,a2>b2,a3>b3,an≤bn(n≥4,n∈N*),此时只需即可,即解得-4≤b1<0,故符合题意的b1的一个取值为-1(答案不唯一).
15.Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.
(1)求an及Sn.
(2)是否存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)易知q≠1,由题意可得
解得a1=1,q=3,
∴an=3n-1,Sn==.
(2)假设存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列,
∵S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,
∴(λ+4)2=(λ+1)(λ+13),解得λ=,
此时Sn+=×3n,则==3,
故存在常数λ=,使得数列{Sn+}是以为首项,3为公比的等比数列.
16.已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=3Sn+1,n∈N*.
(1)求{an}的通项公式.
(2)设bn=,在数列{bn}中是否存在三项bm,bk,bp(其中2k=m+p)成等比数列?若存在,求出这三项;若不存在,请说明理由.
解:(1)由题意知,在数列{an}中,
an+1=3Sn+1,an=3Sn-1+1,n≥2,n∈N*
两式相减可得,an+1-an=3an,an+1=4an,n≥2.
由条件知,a2=3a1+1=4a1,符合上式,
故an+1=4an,n∈N*.
∴{an}是以1为首项,4为公比的等比数列,
∴an=4n-1,n∈N*.
(2)由题意及(1)得,在数列{an}中,an=4n-1,n∈N*,
在数列{bn}中,bn=,
如果满足条件的bm,bk,bp存在,
则b=bmbp,其中2k=m+p,
∴=·.
∵2k=m+p,
∴(k+1)2=(m+1)(p+1),解得k2=mp,
∴k=m=p,与已知矛盾,
∴不存在满足条件的三项.
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