内容正文:
第 42 课时 等比数列
必备知识·逐点梳理
关键考点·核心突破
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1.理解等比数列的概
念,并掌握其通项公
式与前 项和公式. 2.能在具体的问题情境中
发现数列的等比关系,并
解决相应的问题. 3.体会等比数列的
通项公式与指数
函数的关系.
第 42 课时 等比数列
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必备知识·逐点梳理
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一、等比数列的有关概念
定义 如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比值都等于
____________(不为零),那么这个数列就叫作等比数列
通项
公式 设是首项为,公比为 的等比数列,则通项公式为
等比
中项 如果在与中间插入一个数,使,, 成等比数列,那么___
叫作与的等比中项.此时, ____
同一个常数
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前
项和 已知,,,则;已知,, ,则
续表
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(1)满足,为常数的数列 为等比数列.( )
×
(2),,三个数成等比数列的充分不必要条件是 .( )
×
(3)常数列既是等差数列又是等比数列.( )
×
(4)若数列的通项公式是 ,则数列
一定是等比数列.( )
×
(5)若数列的前项和为 ,则数列
一定是等比数列.( )
×
判断
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提醒(1)等比数列中不含有0项.
(2)同号的两个数才有等比中项,且等比中项有两个,它们互为相反数.
(3)在运用等比数列的前项和公式时,必须注意对与 分
类讨论,避免因忽略 这一特殊情形而导致解题错误.
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二、等比数列与指数函数的关系
等比数列的通项公式可整理为 ,而
是一个不为0的常数与指数函数
的乘积,从图象上看,表示数列中的各项的点 是函数
的图象上一群孤立的点.
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三、等比数列的性质
1.对任意的正整数,,,,若,则 .特
别地,若,则 .
2.若等比数列的前项和为,则,, 仍成等比数
列(公比 ).
3.若数列是等比数列,则数列,是常数 也是______
数列.
等比
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4.若在等比数列 中,等距离取出的若干项也构成一个等比数列,即
,,,, 为等比数列,则其公比为____.
5.等比数列 的单调性:
当,或,时,数列 是______数列;
当,或,时,数列 是______数列;
当时,数列 是____数列.
递增
递减
常
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关键考点·核心突破
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考点一 等比数列的基本量运算
题组1.改编题(人A选修②PT改编)已知数列 是等
比数列,其前项和为 .
(1)若,,,求 ;
(2)若,,,求 ;
(3)若,,求与 ;
(4)若,,求与 .
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解析 (1)因为,, ,所以
.
(2)因为,,且 ,
所以 .
(3)设等比数列的公比为,由, ,
可得 ,
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即,解得 ,
所以 .
(4)设等比数列的公比为,因为, ,
所以当时,可得,此时 ,满足题意;
当时,可得解得, .
综上所述,,或, .
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题组2(1)(2023·全国甲卷)设等比数列 的各项均为正数,前
项和为,若,,则 ( ).
C
A. B. C.15 D.40
解析 由题知 ,
即,即 ,
即 .
由题意知,所以,所以 .故选C.
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(2)(2023·天津卷)已知数列的前项和为,若 ,
,则 ( ).
C
A.16 B.32 C.54 D.162
解析 当,时,因为, ,所
以,即 .
当时,,所以数列 是首项为2,公
比为3的等比数列,
则 .故选C.
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(3)(2024·全国甲卷)已知等比数列的前项和为 ,且
.
①求 的通项公式;
解析 因为,则 ,
所以,即 ,故等比数列的公
比 ,
故,故 ,故
.
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②求数列的前 项和.
解析 由等比数列的求和公式,得 ,
所以数列的前 项和
.
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方法总结
解决等比数列有关问题的两种常用思想
(1)方程思想:等比数列基本量的运算是等比数列中的一类
基本问题,等比数列中有<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>五个量,一般可以知三求二,通过
列方程(组)便可迎刃而解.
(2)分类讨论思想:等比数列的前<m></m>项和公式涉及对公比<m></m>的
分类讨论,当<m></m>时,<m></m>的前<m></m>项和<m></m>;当<m></m>时,<m></m>的前<m></m>
项和<m></m>
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考点二 等比数列的判定与证明
例1 已知在数列中,且 ,
(1)求证:数列 为等比数列.
(2)求数列 的通项公式.
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解析 (1)因为 ,
所以 ,
所以 .
因为,所以数列是首项为 ,公比为3的等比
数列.
(2)由(1)得, ,所以
.
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方法总结
等比数列的判定方法
(1)定义法:若<m></m>为非零常数,且<m></m>,<m></m>,
则<m></m>是等比数列.
(2)等比中项法:若在数列<m></m>中,<m></m>且
<m></m>,则<m></m>是等比数列.
(3)通项公式法:若数列<m></m>的通项公式可写成
<m></m>,<m></m>均为非零常数,<m></m>,则<m></m>是等比数列.
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(4)前项和公式法:若数列的前项和
为常数,且,,1,则 是等比数列.
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已知在数列中,,且 .
(1)求,,并证明 是等比数列;
(2)求通项公式 .
练习
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解析 (1)由, ,
得, .
, ,
, 是首项为1,公比为2的
等比数列.
(2)由(1)知,, .
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考点三 等比数列性质的应用
热点考情:等比数列的性质作为解决等比数列问题的工具,因其
考查数列知识较全面而成为高考命题的热点,重点解决基本量运算、
条件转化等.
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考向1 项的性质
例2(1)(2023·全国乙卷)已知 为等比数列,
,,则 ____.
解析 为等比数列,
, .
又,, .
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(2)已知等比数列的各项均为正数,且 ,则
____.
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解析 因为是等比数列,所以 ,
则,解得 ,
所以 .
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考向2 和的性质
例3(1)(2023·新高考Ⅱ卷)记为等比数列的前 项和,若
,,则 ( ).
C
A.120 B.85 C. D.
解析 设等比数列的公比为 ,
因为,,所以,否则 ,
从而,,, 成等比数列,
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所以,解得或 .
当时,,,,,即,,, ,
易知,即 ;
当时, ,
与 矛盾,舍去.
故选C.
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(2)已知等比数列共有项,其和为 ,且奇数项的和比偶
数项的和大80,则公比___
2
解析 由题意,得解得
所以 .
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方法总结
1.在解决与等比数列有关的问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性
质,特别是“若<m></m>,则<m></m>”,可以减少运算量,
提高解题速度.
2.在应用等比数列的性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有
时需要进行适当变形.此外,解题时要注意设而不求思想的运用.
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1.若在等比数列中,,是方程 的两根,则
( ).
B
A. B.3 C. D.
解析 因为,是方程的两根,所以 ,
,所以, .
又数列为等比数列,所以,且 ,
所以,因此 .故选B.
练习
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2. (2021·全国甲卷)记为等比数列的前 项和,
若,,则 ( ).
A
A.7 B.8 C.9 D.10
解析 (法一:基本量法)设数列的公比为,因为, ,
则易知公比,所以由等比数列的前 项和公式,得
两式相除,得 ,所以
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或
所以 .
(法二:性质法)易知,, 构成等比数列,由等比中项
的性质得,即,所以 .故
选A.
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$$