内容正文:
课时梯级训练(9) 等比数列的应用及性质
1.(2025·漳州高二期中)在等比数列{an}中,a1·a2·a3=8,a2+a4=10,则a6= ( )
A.4 B.8
C.16 D.32
D 解析:由a1·a2·a3=8,可得a=8,即a2=2,
又a2+a4=10,所以a4=8,由a2·a6=a,可得a6=32.
2.已知等比数列{an}中,an>0,a1,a99是方程x2-10x+16=0的两根,则a40a50a60的值为 ( )
A.32 B.64
C.256 D.±64
B 解析:由题意得,a1a99=16,∴a40a60=a=a1a99=16.又∵a50>0,∴a50=4,∴a40a50a60=16×4=64.故选B.
3.已知数列{an}是公比为的正项等比数列,且a5a11=27,则log3a17= ( )
A. B. C. D.
B 解析:因为a5a11=a=27,且an>0,所以a8=3,所以a17=a8q9=3,
所以log3a17=log33=.
4.(多选)(2024·保定高二期末)已知等比数列{an}的首项为a1,公比为q,则下列条件能判断{an}为递增数列的是 ( )
A.a1=3,q= B.a1=2,q=3
C.a1=,q= D.a1=-,q=
BD 解析:对于选项A,若a1=3,q=,可得an+1=anq<an,所以{an}为递减数列,所以A错误;
对于选项B,若a1=2,q=3,可得an+1=anq>an,所以{an}为递增数列,所以B正确;
对于选项C,若a1=,q=,可得an+1=anq<an,所以{an}为递减数列,所以C错误;
对于选项D,若a1=-,q=,可得an+1=anq>an,所以{an}为递增数列,所以D正确.
5.(多选)(2025·天水高二检测)已知数列{an}是等比数列,那么下列数列一定是等比数列的是 ( )
A.{} B.{anan+1}
C.{lg a} D.{an+an+1}
AB 解析:由题意知{an}为等比数列,设其公比为q(q≠0).
对于A,==·()n-1,∴数列{}是以为首项,为公比的等比数列,故A正确;对于B,==q2,∴数列{anan+1}是以a1a2为首项,q2为公比的等比数列,故B正确;对于C,当an=1时,lg a=0,数列{lg a}不是等比数列,故C错误;对于D,当q=-1时,an+an+1=0,数列{an+an+1}不是等比数列,故D错误.
6.在等比数列{an}中,存在正整数m,有am=3,am+5=24,则am+15=____________.
答案:1 536 解析:由题意知q5==8,am+15=am·q15=3×83=1 536.
7.“一尺之棰,日取其半,万世不竭”这句话出自《庄子·天下篇》,其意思为“一根一尺长的木棰每天截取一半,永远都取不完”.设第一天这根木棰被截去一半剩下a1尺,第二天被截去剩下的一半剩下a2尺……第五天被截去剩下的一半剩下a5尺,则=________.
答案:24 解析:依题意可知,a1,a2,a3,…成等比数列,且公比为,则==24.
8.2024年,某县甲、乙两个林场森林木材的存量分别为16a和25a,甲林场木材存量每年比上年递增25%,而乙林场木材存量每年比上年递减20%.
(1)哪一年两林场木材的存量相等?
(2)两林场木材的总量到2028年能否翻一番?
解:(1)设经过n年两林场木材的存量相等,即
16a(1+25%)n=25a(1-20%)n,解得n=1,
故到2025年两林场木材的总存量相等.
(2)令n=4,则16a()4+25a()4<2(16a+25a),
故到2028年不能翻一番.
9.在正项等比数列{an}中,a1a5-2a3a5+a3a7=36,a2a4+2a2a6+a4a6=100,求数列{an}的通项公式.
解:∵a1a5=a,a3a7=a,
∴由题意得a-2a3a5+a=36,
同理得a+2a3a5+a=100,∴
∵an>0,∴
即或
解得或
∴an=a1qn-1=2n-2或an=a1qn-1=26-n.
10.(2025·临沂高二检测)已知公比大于1的等比数列{an}中,a2a8=8,a4+a6=6,则= ( )
A. B. C.2 D.
D 解析:由a2a8=8,可得a2a8=a4a6=8.又a4+a6=6,且公比大于1,故可解得a4=2,a6=4,所以===,故选D.
12.若等比数列{an}的各项均为正数,且3a5,a7,2a6成等差数列,则=________.
答案:9 解析:因为等比数列{an}的各项均为正数,所以公比q>0,
由3a5,a7,2a6成等差数列,可得2×a7=2a6+3a5,a7=2a6+3a5,a1q6=2a1q5+3a1q4,即得q2=2q+3,可得q=3或q=-1(舍去),则==q2=9.
13.(2025·重庆高二期中)已知等比数列{an}的公比q=2,且a1a2a3…a30=230,求a3a6a9…a30的值.
解:由等比数列的性质可知a1·a30=a2·a29=…=a15·a16,
∴a1·a2·a3·…·a30=(a15·a16)15=230,∴a15·a16=4.
∵公比q=2,a3·a30=a6·a27=…=a15·a18,
∴a3·a6·a9·…·a30=(a15·a18)5=(a16·a17)5=(2a15×2a16)5=165=220.
14.从盛满a(a>1)升纯酒精的容器里倒出1升,然后添满水摇匀,再倒出1升混合溶液后又用水添满摇匀,如此继续下去,问:第n次操作后溶液的浓度是多少?当a=2时,至少应操作几次后才能使酒精的浓度低于10%?
解:设开始时溶液的浓度为1,操作一次后溶液浓度a1=1-.
设操作n次后溶液的浓度为an,则操作(n+1)次后溶液的浓度为an+1=an(1-),
∴{an}是以a1=1-为首项,q=1-为公比的等比数列,
∴an=a1qn-1=(1-)n,
即第n次操作后酒精的浓度是(1-)n.
当a=2时,由an=()n<(n∈N*),解得n≥4.
故至少应操作4次后才能使酒精的浓度小于10%.
15.(2025·青岛第二中学月考)英国数学家亚历山大·艾利斯提出用音分来精确度量音程,音分是度量不同乐音频率比的单位,也可以称为度量音程的对数标度单位.一个八度音程为1 200音分,它们的频率值构成一个等比数列.八度音程的冠音与根音的频率比为2,因此这1 200个音的频率值构成一个公比为的等比数列.已知音M的频率为m,音分值为k,音N的频率为n,音分值为l.若m=n,求k-l的值.
解:由题意可知,1 200个音的频率值构成一个公比为的等比数列,
设第一个音频率为a1,所以an=a1()n-1,故m=a1()k-1,n=a1()l-1,
因为m=n,所以==()k-l=2=2,
所以=,解得k-l=400.
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