内容正文:
第四章 数列
4.3 等比数列
4.3.1 等比数列的概念
第1课时 等比数列的概念与通项公式
课程标准:1.通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义.2.体会等比数列与指数函数的关系.
教学重点:1.等比数列的概念.2.等比数列的通项公式.
教学难点:等比数列通项公式的推导过程.
核心素养:1.通过学习等比数列的概念及判断方法,提升数学抽象素养和逻辑推理素养.2.通过运用等比数列的通项公式求项或公比、项数,提升数学运算素养.
(教师独具内容)
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 等比数列的概念
一般地,如果一个数列从第____项起,每一项与它的前一项的比都等于__________,那么这个数列叫做等比数列,这个_____叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠____).
[说明] (1)定义强调“从第2项起”,因为第1项没有前一项.
(2)等比数列的公比q可正可负,但不能为0;等比数列中任一项不为0.
(3)常数列(除0,0,0,…外)都是公比为1的等比数列.
2
同一个常数
常数
0
核心概念掌握
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知识点二 等比中项
如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么____叫做a与b的等比中项.此时,G2=_____.
G
ab
核心概念掌握
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[想一想] 我们知道任意两个实数都有等差中项,那么,任意两个实数都有等比中项吗?若G2=ab,则a,G,b一定成等比数列吗?
核心概念掌握
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an=a1qn-1
ka
a
核心概念掌握
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核心概念掌握
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an=5n-1
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 等比数列的概念
核心素养形成
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核心素养形成
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【感悟提升】
判断一个数列是否为等比数列的方法
定义法:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数,那么这个数列是等比数列,否则,不是等比数列,且等比数列中任意一项不能为0,对于含参的数列需要分类讨论.
核心素养形成
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核心素养形成
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核心素养形成
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题型二 等比中项
在两个数a,b(ab>0)之间插入三个数,使它们成等比数列,则正中间的一个数是______________.
核心素养形成
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【感悟提升】
核心素养形成
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核心素养形成
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题型三 等比数列的通项公式
角度 等比数列的基本计算
在等比数列{an}中,
(1)已知an=128,a1=4,公比q=2,求n;
(2)已知an=625,n=4,公比q=5,求a1;
(3)已知a3=2,a5=8,求公比q和an.
核心素养形成
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核心素养形成
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【感悟提升】
等比数列通项公式的求法与应用技巧
(1)根据已知条件,建立关于a1,q的方程组,求出a1,q后再求an.
(2)等比数列的通项公式涉及四个量a1,an,n,q,只要知道其中任意三个就能求出另外一个,在这四个量中,a1和q是等比数列的基本量,只要求出这两个基本量,问题便迎刃而解.
核心素养形成
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【跟踪训练】
3.在等比数列{an}中,
(1)a2=2,a1+a3=5,求公比q;
(2)a4=2,a7=8,求an;
(3)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n.
核心素养形成
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核心素养形成
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角度 等比数列的单调性
已知{an}是公比为q的等比数列,则“q>0”是“{an}为递增数列”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
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【感悟提升】
核心素养形成
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【跟踪训练】
4.在等比数列{an}中,已知a1>0,8a2-a5=0,则数列{an}为( )
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.无法确定单调性
核心素养形成
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题型四 等比数列的判定与证明
已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=2Sn+1.证明:数列{an}为等比数列.
证明 ∵an+1=2Sn+1,∴an=2Sn-1+1(n≥2),
两式相减,得an+1-an=2an,
即an+1=3an(n≥2),
又a1=1,a2=2S1+1=3,∴a2=3a1,
∴数列{an}是首项为1,公比为3的等比数列.
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【感悟提升】
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核心素养形成
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随堂水平达标
解析:由等比数列的定义,知①②④是等比数列;③中当x=0时,不是等比数列.
随堂水平达标
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2.等比数列{an}中,若a1+a2+a3+a4=3(a1+a3),则公比为( )
A.1 B.-2
C.2 D.2或-2
解析:设等比数列{an}的公比为q,因为a1+a2+a3+a4=3(a1+a3),所以a1+a2+a3+a4=(a1+a3)+q(a1+a3)=(1+q)(a1+a3)=3(a1+a3),又a1+a3=a1+a1q2=a1(1+q2)≠0,所以1+q=3,解得q=2.故选C.
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随堂水平达标
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随堂水平达标
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4.已知等比数列{an}的前3项依次为a-1,a+1,a+4,则a=_____,an=________.
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随堂水平达标
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课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★
对点 求公比及等比数列中的项 由公比及等比数列中的项求项数 利用等比中项公式求数列中的项 由等比数列中的项求公比及数列中的项 等比数列的判断及求通项公式 等比中项公式的应用 等比数列与指数型函数的关系
题号 8 9 10 11 12 13 14
难度 ★★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★ ★★★
对点 写出符合条件的等比数列的通项公式 等差、等比数列基本量的计算;求等比数列的通项公式 由an,Sn之间的关系求数列中的项;证明等比数列 等比数列的判断;等差数列的判断 由递推关系求数列中的项;证明等比数列;借助等比数列求数列的通项公式 等差中项公式的应用;求等比数列的通项公式;数列增减性的判断 数列的新定义问题;由递推关系求数列的通项公式
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2.等比数列{an}中,a1=1,公比q=2,若an=128,则n=( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析:因为数列{an}为等比数列,a1=1,q=2,an=128,所以an=a1qn-1=2n-1=128,解得n=8.故选C.
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4.已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6=( )
A.14 B.12
C.6 D.3
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5.(多选)已知数列{an}中,a1=1,anan+1=2n,n∈N*,则下列说法正确的是( )
A.a4=4 B.{a2n}是等比数列
C.a2n-a2n-1=2n-1 D.a2n+a2n-1=2n+1
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二、填空题
6.在等差数列{an}中,a1=2,公差为d,且a2,a3,a4+1成等比数列,则d=________.
2
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8.已知等比数列{an}满足a2<|an|<a1(n=3,4,5,…),写出符合上述条件的一个等比数列{an}的通项公式为__________________________________________.
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三、解答题
9.数列{an}是公差不为零的等差数列,且a5,a8,a13是等比数列{bn}中相邻的三项,若b2=5,求bn.
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11.(多选)已知数列{an}满足an+1+an=f(n),则下列说法中正确的是( )
A.若a1=2,f(n)=2n,则数列{an}是等差数列
B.若a1=1,f(n)=2n+1,则数列{an}是等差数列
C.若a1=2,f(n)=4,则数列{an}是等比数列
D.若a1=1,f(n)=3×2n-1,则数列{an}是等比数列
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12.已知数列{an}满足a1=2,an+1=(an+1)2-1,则{an}的通项公式为______________.
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13.已知正项数列{an}是等比数列,a1,a2+6,a3成等差数列,a3=a2+6a1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若λan≥4n+5恒成立,求实数λ的取值范围.
解:(1)设等比数列{an}的公比为q,q>0,
因为a3=a2+6a1,所以可化为q2=q+6,解得q=3或q=-2(舍去),
又因为a1,a2+6,a3成等差数列,
所以2(a2+6)=a1+a3,
即2(3a1+6)=a1+9a1,
所以a1=3,故an=3n.
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14.对于给定的数列{cn},如果存在实常数p,q,使得cn+1=pcn+q对任意n∈N*都成立,我们称数列{cn}是“优美数列”.
(1)若an=2n,bn=3×2n,n∈N*,数列{an},{bn}是否为“优美数列”?若是,指出它对应的实常数p,q;若不是,请说明理由;
(2)已知数列{an}满足a1=2,an+an+1=3×2n(n∈N*),若数列{an}是“优美数列”,求数列{an}的通项公式.
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解:(1)∵an=2n,∴an+1=an+2,n∈N*,
∴数列{an}是“优美数列”,对应的实常数p,q分别为1,2.
∵bn=3×2n,∴bn+1=2bn,n∈N*,
∴数列{bn}是“优美数列”,对应的实常数p,q分别为2,0.
(2)∵数列{an}是“优美数列”,
∴存在实常数p,q,使得an+1=pan+q对任意n∈N*都成立,
则an+2=pan+1+q对任意n∈N*都成立,
∴an+1+an+2=p(an+an+1)+2q对任意n∈N*都成立,
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又an+an+1=3×2n(n∈N*),
∴an+1+an+2=3×2n+1(n∈N*),
则有3×2n+1=3p×2n+2q对任意n∈N*都成立,
即3×2n(2-p)=2q对任意n∈N*都成立,
∴2-p=0,2q=0,即p=2,q=0,
∴an+1=pan+q=2an,
又a1=2≠0,
∴数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,
∴an=2n,n∈N*.
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R
提示:任意两个实数不一定都有等比中项,首先,0不能出现在等比数列中,就没有任意性;其次,假设-1,x,1这三个数成等比数列,则根据定义有eq \f(x,-1)=eq \f(1,x),即x2=-1,该方程无实数解,故符号不同的两个实数无等比中项.若G2=ab,则a,G,b不一定成等比数列,如02=0×3,但0,0,3不成等比数列.
知识点三 等比数列的通项公式
1.公式:an=a1qn-1,其中a1为首项,q为公比.
2.推导:由等比数列的定义,得eq \f(a2,a1)=q,eq \f(a3,a2)=q,…,eq \f(an,an-1)=q,把这(n-1)个等式相乘,得_____________.
知识点四 等比数列与指数型函数的关系
等比数列的通项公式an=a1qn-1可以改写为an=eq \f(a1,q)·qn,当q>0且q≠1时,等比数列{an}的第n项an是函数__________________当x=n时的函数值,即an=f(n).反之,任给函数f(x)=kax(k,a为常数,k≠0,a>0,且a≠1),则f(1)=ka,f(2)=ka2,…,f(n)=kan,…构成一个等比数列{kan},其首项为_____,公比为____.
f(x)=eq \f(a1,q)·qx(x∈R)
1.(等比数列的首项、公比)设等比数列{an}的公比为q,已知an=4n-3,则( )
A.a1=eq \f(1,16),q=eq \f(1,4)
B.a1=16,q=4
C.a1=eq \f(1,16),q=4
D.a1=16,q=eq \f(1,4)
2.(等比中项)已知等比数列{an}中,a1=1,a3=9,则a2=( )
A.-3
B.-4
C.±3
D.±4
3.(等比数列的判定)已知数列{an}为等差数列,则下列数列一定为等比数列的是( )
A.{2an}
B.{lg an}
C.{aeq \o\al(2,n)}
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))
4.(等比数列的通项公式)等比数列1,5,25,125,…的通项公式为________.
判断下列数列是否是等比数列.如果是,写出它的公比.
(1)1,eq \f(1,3),eq \f(1,6),eq \f(1,9),eq \f(1,12),…;
(2)10,10,10,10,10,…;
(3)eq \f(2,3),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(2),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(3),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(4),…;
(4)1,0,1,0,1,0,…;
(5)1,-4,16,-64,256,…;
(6)a,a,a,a,a,….
解 (1)不是等比数列.
(2)是等比数列,公比为1.
(3)是等比数列,公比为eq \f(2,3).
(4)不是等比数列.
(5)是等比数列,公比为-4.
(6)当a=0时,不是等比数列;当a≠0时,是等比数列,公比为1.
【跟踪训练】
1.(多选)下列四个数列中是等比数列的是( )
A.数列1,1,2,4,8,16,32,64
B.在数列{an}中,已知eq \f(a2,a1)=2,eq \f(a3,a2)=2
C.数列{an}的通项公式为an=3×2n
D.在数列{an}中,eq \f(an+1,an)=q,其中q为常数,且不为零,n∈N*
解析:对于A,eq \f(1,1)=1,eq \f(2,1)=2≠1,不符合定义中“同一个常数”,故不是等比数列;对于B,不一定是等比数列,当数列{an}的项数超过3时,只知道前3项的每一项与前一项的比值相等,后面的项的比值情况不知,不一定符合定义中“每一项”;对于C,因为当n≥2时,eq \f(an,an-1)=eq \f(3×2n,3×2n-1)=2(常数),所以数列{an}为等比数列,且公比q=2;对于D,在数列{an}中,对任意n∈N*,有eq \f(an+1,an)=q(q为常数,且不为零)恒成立,那么数列{an}是等比数列.
解析 由题意知,所求的中间项是a与b的等比中项,设此数为G,则G2=ab,∴G=±eq \r(ab).若a,b为正数,则G=eq \r(ab),即正中间的一个数是eq \r(ab);若a,b为负数,则G=-eq \r(ab),即正中间的一个数是-eq \r(ab).综上,G=eq \r(ab)或G=-eq \r(ab).
eq \r(ab)或-eq \r(ab)
等比中项的应用策略
(1)由等比中项的定义可知eq \f(G,a)=eq \f(b,G)⇒G2=ab⇒G=±eq \r(ab),所以a,b同号时,a,b的等比中项有两个,它们互为相反数,a,b异号时,没有等比中项.
(2)在一个等比数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项和后一项的等比中项.
【跟踪训练】
2.已知1既是a2与b2的等比中项,又是eq \f(1,a)与eq \f(1,b)的等差中项,则eq \f(a+b,a2+b2)的值是( )
A.1或eq \f(1,2)
B.1或-eq \f(1,2)
C.1或eq \f(1,3)
D.1或-eq \f(1,3)
解析:由题意,得a2b2=(ab)2=12,eq \f(1,a)+eq \f(1,b)=2,从而有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ab=1,,a+b=2))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ab=-1,,a+b=-2.))又eq \f(a+b,a2+b2)=eq \f(a+b,(a+b)2-2ab),因此eq \f(a+b,a2+b2)的值为1或-eq \f(1,3).
解 (1)∵an=a1qn-1=128,a1=4,q=2,
∴4×2n-1=128,∴2n-1=32,∴n-1=5,
∴n=6.
(2)∵an=a1qn-1=625,n=4,q=5,∴a1=eq \f(an,qn-1)=eq \f(625,54-1)=5.
(3)由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a3=2,,a5=8,))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q2=2,,a1q4=8,))解得q2=4,a1=eq \f(1,2),即a1=eq \f(1,2),q=±2.
当q=2时,an=a1qn-1=eq \f(1,2)×2n-1=2n-2;
当q=-2时,an=a1qn-1=eq \f(1,2)×(-2)n-1=(-1)n-12n-2.
解:(1)由题意可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q=2, ①,a1+a1q2=5, ②))
由①,得a1=eq \f(2,q),代入②,得eq \f(2,q)+eq \f(2,q)·q2=5,
整理,得2q2-5q+2=0,解得q=eq \f(1,2)或q=2.
(2)设等比数列{an}的公比为q.
因为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a4=a1q3,,a7=a1q6,))所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q3=2, ③,a1q6=8, ④))
由④÷③,得q3=4,从而q=eq \r(3,4),而a1q3=2,
于是a1=eq \f(2,q3)=eq \f(1,2),所以an=a1qn-1=2eq \s\up12(\f(2n-5,3)).
(3)设等比数列{an}的公比为q.
由题意,知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2+a5=a1q+a1q4=18, ⑤,a3+a6=a1q2+a1q5=9, ⑥))
由⑥÷⑤,得q=eq \f(1,2),从而a1=32.
又an=1,所以32×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(n-1)=1,即26-n=20,所以n=6.
解析 当q>0时,数列{an}不一定为递增数列,如数列-1,-2,-4,-8,…,公比q=2>0,而此数列为递减数列.当{an}为递增数列时,an+1-an=a1qn-a1qn-1=a1qn-1·(q-1)>0,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1>0,,q>1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1<0,,0<q<1,))则q>0成立.所以“q>0”是“{an}为递增数列”的必要不充分条件.故选B.
判断等比数列单调性的方法
等比数列的单调性由a1和q共同决定,只有q>0且q≠1时存在单调性.
(1)当eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1>0,,q>1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1<0,,0<q<1))时,等比数列{an}为递增数列;
(2)当eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1>0,,0<q<1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1<0,,q>1))时,等比数列{an}为递减数列.
解析:设等比数列{an}的公比为q.由8a2-a5=0,可知eq \f(a5,a2)=q3=8,解得q=2.又a1>0,所以数列{an}为递增数列.
1.等比数列的判定或证明
(1)定义法:eq \f(an+1,an)=q(q为常数且不为零)⇔数列{an}为等比数列.
(2)等比中项法:aeq \o\al(2,n+1)=anan+2(n∈N*且an≠0)⇔数列{an}为等比数列.
(3)通项公式法:an=a1qn-1(a1≠0且q≠0)⇔数列{an}为等比数列.
2.要证明数列不是等比数列,可以通过选择三个连续项不成等比数列来证明.
【跟踪训练】
5.已知数列{an}满足a1=1,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(pan,n为奇数,,qan,n为偶数,))其中p,q为常数,数列{an}能否为等比数列?如果能,求出实数p,q满足的条件;如果不能,请说明理由.
解:∵a1=1,an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(pan,n为奇数,,qan,n为偶数,))
∴a2=p,a3=pq.
若数列{an}为等比数列,
则aeq \o\al(2,2)=a1a3,即p2=pq,∴p=0或p=q.
若p=0,则a2=0,此时数列{an}不是等比数列.
∴p=q≠0,则an+1=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(pan,n为奇数,,pan,n为偶数,))
∴对任意n∈N*,eq \f(an+1,an)=p≠0,a1=1≠0,即数列{an}为等比数列.
综上,当p=q≠0时,数列{an}为等比数列.
1.下列各组数成等比数列的是( )
①1,-2,4,-8;②-eq \r(2),2,-2eq \r(2),4;③x,x2,x3,x4;④a-1,a-2,
a-3,a-4.
A.①②
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
3.(多选)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=eq \f(1,2)
B.a1=2,q=3
C.a1=eq \f(1,3),q=eq \f(1,2)
D.a1=-eq \f(1,3),q=eq \f(1,2)
解析:对于A,若a1=3,q=eq \f(1,2),可得an+1=anq<an,所以{an}为递减数列,所以A不符合题意;对于B,若a1=2,q=3,可得an+1=anq>an,所以{an}为递增数列,所以B符合题意;对于C,若a1=eq \f(1,3),q=eq \f(1,2),可得an+1=anq<an,所以{an}为递减数列,所以C不符合题意;对于D,若a1=-eq \f(1,3),q=eq \f(1,2),可得an+1=anq>an,所以{an}为递增数列,所以D符合题意.故选BD.
解析:由题意,知(a+1)2=(a-1)(a+4),解得a=5,所以eq \f(a+1,a-1)=eq \f(5+1,5-1)=eq \f(3,2).又a-1=4,所以数列{an}是首项为4,公比为eq \f(3,2)的等比数列,所以an=4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq \s\up12(n-1).
4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq \s\up12(n-1)
5.在各项均为负数的数列{an}中,已知2an=3an+1,且a2a5=eq \f(8,27),则an=________,-eq \f(16,81)是数列{an}的第____项.
解析:∵2an=3an+1,∴eq \f(an+1,an)=eq \f(2,3),∴数列{an}是公比为eq \f(2,3)的等比数列.又a2a5=eq \f(8,27),∴a1q·a1q4=eq \f(8,27),即aeq \o\al(2,1)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(5)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(3),又数列{an}各项均为负数,∴a1=-eq \f(3,2),∴an=-eq \f(3,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(n-1)=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(n-2).设an=-eq \f(16,81),则-eq \f(16,81)=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(n-2),即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(4)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(n-2),∴4=n-2,即n=6,∴-eq \f(16,81)是数列{an}的第6项.
-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq \s\up12(n-2)
一、选择题
1.在数列{an}中,a1=2,an=eq \f(1,2)an+1,则a5=( )
A.eq \f(1,16)
B.eq \f(1,8)
C.16
D.32
解析:由an=eq \f(1,2)an+1,得eq \f(an+1,an)=2,又a1=2,则{an}是首项为2,公比为2的等比数列,∴a5=2×24=32.故选D.
3.已知m,2m+2,3m+3是等比数列的前3项,则第4项是( )
A.-27
B.-eq \f(27,2)
C.eq \f(27,2)
D.12
解析:由题意,知(2m+2)2=m(3m+3),解得m=-1(舍去)或m=-4,∴公比q=eq \f(2m+2,m)=eq \f(2×(-4)+2,-4)=eq \f(3,2),∴第4项是-4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq \s\up12(3)=-eq \f(27,2).
解析:设等比数列{an}的公比为q.由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+a2+a3=168,,a2-a5=42,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1(1+q+q2)=168,,a1q(1-q3)=42,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=96,,q=\f(1,2),))所以a6=a1q5=3.故选D.
解析:因为数列{an}中,a1=1,anan+1=2n,n∈N*,所以a1a2=2,解得a2=2,又an+1an+2=2n+1,所以eq \f(an+1an+2,anan+1)=eq \f(2n+1,2n),即eq \f(an+2,an)=2,所以数列{an}的奇数项和偶数项分别是以2为公比的等比数列,所以a2n=2×2n-1=2n,a2n-1=1×2n-1=2n-1,a4=22=4,a2n-a2n-1=2n-1,a2n+a2n-1=2n+2n-1=3×2n-1.故选ABC.
解析:由题意,可得aeq \o\al(2,3)=a2(a4+1),即(2+2d)2=(2+d)(2+3d+1),化简得d2-d-2=0,解得d=2或d=-1.若d=2,即有4,6,9成等比数列;若d=-1,即有1,0,0不成等比数列.综上,d=2.
7.已知数列{an}满足a1=1024,点(n,an)在函数y=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)(a∈R)的图象上,则a10=________.
解析:由题意,得an=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(n)(a∈R),则a1=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(1)=1024,解得a=2048,∴an=2048eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(n)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(n-11),∴a10=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(10-11)=2.
解析:设等比数列{an}的公比为q,由a2<|an|<a1(n=3,4,5,…),得a1>0,a2<|a3|<a1,即a1q<|a1q2|<a1,于是q<q2<1,解得-1<q<0,取a1=1,q=-eq \f(1,2),得an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))eq \s\up12(n-1).
an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))eq \s\up12(n-1)(答案不唯一,a1>0,-1<q<0即可)
解:∵{an}是等差数列,设公差为d(d≠0),
∴a5=a1+4d,a8=a1+7d,a13=a1+12d.
又a5,a8,a13是等比数列{bn}中相邻的三项,
∴aeq \o\al(2,8)=a5a13,
即(a1+7d)2=(a1+4d)(a1+12d),解得d=2a1,
∴a5=9a1,a8=15a1.
设等比数列{bn}的公比为q(q≠0),
则q=eq \f(a8,a5)=eq \f(5,3),
又b2=b1q=5,即eq \f(5,3)b1=5,解得b1=3,
∴bn=3×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)))eq \s\up12(n-1).
10.已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=eq \f(1,3)(an-1)(n∈N*).求a1,a2,并证明数列{an}是等比数列.
解:由S1=eq \f(1,3)(a1-1),得a1=eq \f(1,3)(a1-1),故a1=-eq \f(1,2).
又S2=eq \f(1,3)(a2-1),即a1+a2=eq \f(1,3)(a2-1),得a2=eq \f(1,4).
当n≥2时,由an=Sn-Sn-1=eq \f(1,3)(an-1)-eq \f(1,3)(an-1-1),得eq \f(an,an-1)=-eq \f(1,2),
又a1=-eq \f(1,2),
所以数列{an}是首项为-eq \f(1,2),公比为-eq \f(1,2)的等比数列.
解析:对于A,当an+1+an=f(n)=2n时,若a1=2,则a2=0,a3=4,a4=2,a5=6,…,所以数列{an}不是等差数列,故A错误;对于B,当an+1+an=f(n)=2n+1时,an+1-(n+1)=-(an-n),若a1=1,则数列{an-n}为常数列,即an=n,所以数列{an}是等差数列,故B正确;对于C,当an+1+an=f(n)=4时,an+1-2=-(an-2),若a1=2,则a1-2=0,即数列{an-2}为常数列,所以an=2,即数列{an}是首项为2,公比为1的等比数列,故C正确;对于D,当an+1+an=f(n)=3×2n-1时,an+1-2n=-(an-2n-1),若a1=1,则a1-21-1=0,则数列{an-2n-1}为常数列,即an=2n-1,所以数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,故D正确.故选BCD.
an=32n-1-1
解析:由题意,得an+1+1=(an+1)2,两边取对数,得lg (an+1+1)=lg (an+1)2,又由an+1+1=(an+1)2,a1=2,得an+1+1>0恒成立,所以lg (an+1+1)=2lg (an+1),又lg (a1+1)=lg 3≠0,所以{lg (an+1)}是以lg 3为首项,2为公比的等比数列,即lg (an+1)=2n-1lg 3=lg 32n-1,即an+1=32n-1,所以an=32n-1-1.
(2)不等式λan≥4n+5可化为λ≥eq \f(4n+5,3n),
设bn=eq \f(4n+5,3n),
则bn+1-bn=eq \f(4n+9,3n+1)-eq \f(4n+5,3n)=eq \f(-8n-6,3n+1)<0,
所以数列{bn}为递减数列,
故当n=1时,bn最大,且最大值为b1=3,
又不等式λ≥eq \f(4n+5,3n)恒成立,所以λ≥3,
故实数λ的取值范围为[3,+∞).
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