内容正文:
第一章 数列
§3 等比数列
3.1 等比数列的概念及其通项公式
第2课时 等比数列的性质及实际应用
课程标准:1.体会等比数列与指数函数的关系.2.理解等比数列的性质并能应用其来解决问题.3.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.
教学重点:等比数列的性质及其应用.
教学难点:利用等比数列解决实际问题.
核心素养:1.通过推导等比数列的性质及其应用,提升数学抽象和逻辑推理素养.2.通过利用等比数列的相关公式解决实际应用问题,提升数学建模和数学运算素养.
(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
递减
常数列
递增
递增
常数列
递减
G
核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心概念掌握
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4.等比数列的“子数列”的性质
若数列{an}是公比为q的等比数列,则
(1){an}去掉前几项后余下的项仍组成公比为q的等比数列;
(2)奇数项数列{a2n-1}是公比为q2的等比数列,偶数项数列{a2n}是公比为q2的等比数列;
(3)若{kn}成等差数列且公差为d,则{akn}是公比为qd的等比数列,也就是说等比数列中项的序号若成等差数列,则对应的项依次成等比数列.
核心概念掌握
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1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若等比数列{an}的通项公式an=a1qn-1中q>1,则数列{an}一定为递增数列.( )
(2)若{an}是有穷等比数列,则a1an=a2an-1=a3an-2=…=aman-m+1.( )
(3)若数列{an}是等比数列,当m,n,p(m,n,p∈N+)成等差数列时,am,an,ap也成等差数列.( )
(4)如果数列{an}为等比数列,bn=a2n-1+a2n,则数列{bn}也是等比数列.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 等比数列的增减性
例1 在等比数列{an}中,如果公比为q,且q<1,那么等比数列{an}是( )
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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【感悟提升】等比数列的增减性由a1与q共同决定,判断方法如下:
(1)当a1>0,q>1或a1<0,0<q<1时,an+1>an,等比数列{an}为递增数列.
(2)当a1>0,0<q<1或a1<0,q>1时,an+1<an,等比数列{an}为递减数列.
(3)当q=1时,an+1=an,等比数列{an}为常数列.
(4)当q<0时,an+1-an的符号无法确定,等比数列{an}不具有增减性.
核心素养形成
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【跟踪训练】
1.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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核心素养形成
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(2)有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,第一个数与第四个数的和是16,中间两个数的和是12.求这四个数.
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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[变式探究] 若将本例(2)中“和是16”改为“积是-128”,将“和是12”改为“积是16”,如何求解?
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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(2)有四个数,前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,第一个数与第四个数的和为21,中间两个数的和为18,求这四个数.
核心素养形成
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核心素养形成
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(2)已知等比数列{an}满足an>0,n=1,2,…,且a5a2n-5=22n(n≥3),则当n≥1时,log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=( )
A.n(2n-1) B.(n+1)2
C.n2 D.(n-1)2
核心素养形成
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核心素养形成
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【跟踪训练】
3.在等比数列{an}中,已知a7a12=5,则a8a9a10a11=( )
A.10
B.25
C.50
D.75
解析:因为a8a11=a9a10=a7a12=5,所以a8a9a10a11=25.故选B.
核心素养形成
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题型四 等比数列的实际应用
例4 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,至少操作几次后才能使酒精的浓度低于10%?
核心素养形成
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核心素养形成
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【跟踪训练】
4.某人买了一辆价值10万元的新车,专家预测这种车每年按10%的速度贬值.
(1)用一个式子表示第n(n∈N+)年这辆车的价值;
(2)如果他打算用满3年时卖掉这辆车,他大概能得到多少钱?
解:(1)从第一年起,每年车的价值(万元)依次设为a1,a2,a3,…,an,
由题意得a1=10,a2=10×(1-10%),a3=10(1-10%)2,…
由等比数列的定义知数列{an}是等比数列,首项a1=10,公比q=1-10%=0.9,
所以an=a1qn-1=10×0.9n-1.
所以第n年这辆车的价值为an=10×0.9n-1万元.
(2)当他用满3年时,车的价值为a4=10×0.94-1=7.29(万元).
所以用满3年卖掉时,他大概能得到7.29万元.
核心素养形成
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随堂水平达标
1.在正项等比数列{an}中,a1和a19为方程x2-10x+16=0的两根,则a8a10a12=( )
A.16 B.32
C.64 D.256
随堂水平达标
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2.已知甲、乙两车间的月产值在2024年1月份相同,甲以后每个月比前一个月增加的产值相同,乙以后每个月比前一个月增加产值的百分比相同.而2024年7月份两车间的产值又相同,比较甲、乙两个车间2024年4月份的产值的大小,则有( )
A.甲大于乙
B.甲等于乙
C.甲小于乙
D.不确定
随堂水平达标
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随堂水平达标
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随堂水平达标
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随堂水平达标
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随堂水平达标
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5.三个正数成等差数列,它们的和等于15,如果它们分别加上1,3,9就成为等比数列,求这三个数.
随堂水平达标
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课后课时精练
一、选择题
1.公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则log2a10=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
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A级
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课后课时精练
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A级
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解析:因为数列{an}是等比数列,且a1=1,a10=3,所以a2a3a4a5a6a7a8a9=(a2a9)(a3a8)·(a4a7)(a5a6)=(a1a10)4=34=81.故选A.
课后课时精练
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A级
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4.某个蜂巢里有一只蜜蜂,第一天它飞出去带回了五个伙伴,第二天六只蜜蜂飞出去各自带回五个伙伴,如果这个过程继续下去,那么第六天所有的蜜蜂归巢后蜂巢中蜜蜂的数量是( )
A.56只 B.65只
C.55只 D.66只
课后课时精练
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A级
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5.(多选)已知等比数列{an}中,a1=1,公比q=-2,则( )
A.数列{2an+an+1}是等比数列
B.数列{an+1-an}是等比数列
C.数列{anan+1}是等比数列
D.数列{log2|an|}是递减数列
解析:因为{an}是等比数列,公比q=-2,所以an+1=-2an,2an+an+1=0,故A错误;an=a1·qn-1=(-2)n-1,an+1=(-2)n,于是an+1-an=(-2)n-(-2)n-1=-3·(-2)n-1,故{an+1-an}是等比数列,故B正确;anan+1=(-2)n-1·(-2)n=(-2)2n-1,故C正确;因为log2|an|=log22n-1=n-1,所以数列{log2|an|}是递增数列,故D错误.故选BC.
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A级
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二、填空题
6.在等比数列{an}中,各项均为正值,且a2a14+a2a6=48,a3a9=6,则a4+a8=________.
课后课时精练
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A级
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7.已知{an}是递增的等比数列,a2=2,a4-a3=4,则此数列的公比q=________.
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10.某学校餐厅每天供应500名学生用餐,每星期一有A,B两种菜可供选择.调查表明,凡是在这星期一选A菜的,下星期一会有20%改选B菜,而这星期一选B菜的,下星期一会有30%改选A菜.用an,bn分别表示第n个星期一选A菜的人数和选B菜的人数.
(1)试用an-1(n∈N+且n≥2)表示an,判断数列{an-300}是否为等比数列,并说明理由;
(2)若第1个星期一选A菜的有200名学生,那么第10个星期一选A菜的大约有多少名学生?
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A级
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1.已知数列{an},{bn}满足a1=1,a2=a(a为常数),且bn=an·an+1(n∈N+).
(1)若数列{an}是等比数列,试求数列{bn}的通项公式;
(2)当数列{bn}是等比数列时,甲同学说:数列{an}一定是等比数列;乙同学说:数列{an}一定不是等比数列.你认为他们的说法是否正确?为什么?
课后课时精练
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B级
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课后课时精练
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B级
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课后课时精练
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B级
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课后课时精练
1
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课后课时精练
1
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B级
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当a为偶数时,左边为偶数,(a+2)u-s为偶数,(a+1)u-s为奇数,则右边为奇数,(*)不成立;
当a为奇数时,左边为偶数,(a+2)u-s为奇数,(a+1)u-s为偶数,则右边为奇数,(*)不成立.
所以对于任意的a∈N+,(*)式不成立,即数列{an}中任意三项都不能构成等差数列.
课后课时精练
1
2
B级
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R
知识点一 等比数列an=a1qn-1(q>0)的增减性
a1
a1>0
a1<0
q的范围
0<q<1
q=1
q>1
0<q<1
q=1
q>1
数列{an}的增减性
______
________
______
______
________
______
知识点二 等比中项
如果在a与b之间插入一个数G,使得a,G,b成等比数列,那么根据等比数列的定义,eq \f(G,a)=eq \f(b,G),G2=ab,G=±eq \r(ab).我们称______为a,b的等比中项.
1.等比数列与指数函数的关系
等比数列{an}即eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(a1,q)·qn))中的各项所表示的点(n,kqn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(k=\f(a1,q)))离散地分布在函数f(x)=k·qx(x∈R)的图象上,即等比数列{an}的图象是函数f(x)=eq \f(a1,q)·qx(x∈R)图象上的一群孤立的点.所以可以借助指数函数f(x)=qx(q>0且q≠1)的性质来研究等比数列.
2.等比数列项的运算性质
在等比数列{an}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N+),则am·an=ap·aq.
(1)特别地,当m+n=2k(m,n,k∈N+)时,am·an=aeq \o\al(2,k).
(2)对有穷等比数列,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积,即a1·an=a2·an-1=…=ak·an-k+1=…(k,n∈N+).
3.等比数列的常用结论
(1)若{an}是公比为q的等比数列,则
①{can}(c为任一不为零的常数)是公比为q的等比数列;
②{|an|}是公比为|q|的等比数列;
③{aeq \o\al(m,n)}(m为常数,m∈N+)是公比为qm的等比数列.
(2)若{an},{bn}分别是公比为q1,q2的等比数列,则数列{an·bn}是公比为q1·q2的等比数列.
2.做一做
(1)已知等比数列{an}中,a4=7,a6=21,则a8的值为( )
A.35
B.63
C.21eq \r(3)
D.±21eq \r(3)
(2)等比数列{an}中,a5a7a9=27,则a7=________.
(3)在等比数列{an}中,若a3=eq \f(4,3),a5=eq \f(8,3),则a11=________.
(4)若数列{an}为等比数列,且a1+a2=1,a3+a4=4,则a9+a10=________.
eq \f(64,3)
解析 如等比数列{(-1)n}的公比为-1,数列各项的符号正负交替,不具有单调性;等比数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n)))的公比为eq \f(1,2),是递减数列;等比数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(n)))的公比为eq \f(1,2),是递增数列.所以无法确定单调性.
解析: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.
题型二 等比中项及灵活设项的应用
例2 (1)等差数列{an}中,公差d≠0,且a1,a3,a9成等比数列,则eq \f(a1+a3+a9,a2+a4+a10)=________.
解析 由题意知a3是a1和a9的等比中项,∴aeq \o\al(2,3)=a1a9,∴(a1+2d)2=a1(a1+8d),得a1=d,∴eq \f(a1+a3+a9,a2+a4+a10)=eq \f(13d,16d)=eq \f(13,16).
eq \f(13,16)
解 解法一:从前三个数入手,设这四个数依次为a-d,a,a+d,eq \f((a+d)2,a),
由条件得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-d+\f((a+d)2,a)=16,,a+(a+d)=12,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=4,,d=4))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=9,,d=-6.))
所以当a=4,d=4时,所求四个数为0,4,8,16;
当a=9,d=-6时,所求四个数为15,9,3,1.
故所求的四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
解法二:从后三个数入手,设这四个数依次为eq \f(2a,q)-a,eq \f(a,q),a,aq(q≠0,a≠0),
由条件得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(2a,q)-a+aq=16,,\f(a,q)+a=12,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q=2,,a=8))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q=\f(1,3),,a=3.))
所以当q=2,a=8时,所求四个数为0,4,8,16;
当q=eq \f(1,3),a=3时,所求四个数为15,9,3,1.
故所求的四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
解法三:从首末两项的和与中间两项的和入手,设这四个数依次为x,y,12-y,16-x,
由已知得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2y=x+(12-y),,(12-y)2=y(16-x),))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=0,,y=4))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=15,,y=9.))
故所求的四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
解:设所求四个数依次为eq \f(2a,q)-aq,eq \f(a,q),aq,aq3(q≠0,a≠0).
则由已知得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(a,q)·(aq)=16,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2a,q)-aq))·(aq3)=-128.))
eq \b\lc\ (\a\vs4\al\co1(①,②))
由①得a2=16,∴a=4或a=-4.
由②得2a2q2-a2q4=-128.
将a2=16代入整理,得q4-2q2-8=0,
解得q2=4或q2=-2(舍去),∴q=2或q=-2.
∴所求的四个数为-4,2,8,32或4,-2,-8,-32.
【感悟提升】
1.等比中项的应用
涉及到等比数列中三项问题,一般都考虑使用等比中项来确定各项之间的关系.
2.在解决与等比数列有关的数的设法时常用的规律
对称设元法:一般地,连续奇数个项成等比数列,可设为…,eq \f(x,q),x,xq,…;连续偶数个项成等比数列,可设为…,eq \f(x,q3),eq \f(x,q),xq,xq3,…(注意:此时公比q2>0,并不适合所有情况).这样既可减少未知量的个数,也使得解方程较为方便.
【跟踪训练】
2.(1)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=1,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.))因此eq \f(a+b,a2+b2)的值为1或-eq \f(1,3).
解:设前三个数分别为eq \f(a,q),a,aq(q≠0),则第四个数为2aq-a,
由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(a,q)+(2aq-a)=21,,a+aq=18,))解得q=2或q=eq \f(3,5).
当q=2时,a=6,这四个数为3,6,12,18;
当q=eq \f(3,5)时,a=eq \f(45,4),这四个数为eq \f(75,4),eq \f(45,4),eq \f(27,4),eq \f(9,4).
故所求的四个数为3,6,12,18或eq \f(75,4),eq \f(45,4),eq \f(27,4),eq \f(9,4).
题型三 等比数列性质的应用
例3 (1)已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6=( )
A.5eq \r(2)
B.7
C.6
D.±5eq \r(2)
解析 解法一:由等比中项的性质知a1a2a3=aeq \o\al(3,2)=5,a7a8a9=aeq \o\al(3,8)=10,a4a5a6=aeq \o\al(3,5)=(eq \r(a2a8))3=5eq \r(2).故选A.
解法二:因为a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9成等比数列,所以(a4a5a6)2=(a1a2a3)(a7a8a9),即a4a5a6=±5eq \r(2).因为an>0,所以a4a5a6=5eq \r(2).故选A.
解析 解法一:a5a2n-5=aeq \o\al(2,n)=22n,注意到an>0,所以an=2n,于是log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=1+3+…+(2n-1)=n2.故选C.
解法二:a1a2n-1=a3a2n-3=…=aeq \o\al(2,n)=22n,所以log2a1+log2a3+…+log2a2n-1=log2(a1a3·…·a2n-1)=log2[(a1a2n-1)(a3a2n-3)…]=log22n2=n2.故选C.
【感悟提升】运用等比数列的性质应注意的问题
运用等比数列的性质am·an=ak·al=aeq \o\al(2,t)(m,n,k,l,t∈N+)的关键是发现各项的序号之间满足关系m+n=k+l=2t,它们往往涉及其中的四项或三项,注意不要和等差数列相应的性质混淆.
解 设开始的浓度为1,操作一次后溶液的浓度a1=1-eq \f(1,a),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=aneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,a))),从而建立了递推关系.
∴{an}是首项为a1=1-eq \f(1,a),公比为q=1-eq \f(1,a)的等比数列.
∴an=a1qn-1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,a)))
eq \s\up12(n),即第n次操作后酒精的浓度是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,a)))
eq \s\up12(n).
当a=2时,由an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n)<eq \f(1,10),n∈N+,解得n≥4.
故至少操作4次后才能使酒精的浓度低于10%.
【感悟提升】本例是一道有关浓度的应用问题,首先弄清一次操作的含义,其次是列出第n次操作后与第n+1次操作后溶液浓度间的递推关系,即an+1=aneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,a))),然后利用数列的有关知识解决问题.
解析:由已知,得a1a19=16,又a1a19=a8a12=aeq \o\al(2,10),∴a8a12=aeq \o\al(2,10)=16,又an>0,∴a10=4,∴a8a10a12=aeq \o\al(3,10)=64.
WORD
解析:设甲以后每个月比前一个月增加的产值为a,乙每个月比前一个月增加产值的百分比为x,甲、乙两车间在2024年1月份的产值均为m,则m+6a=m(1+x)6 ①.在2024年4月份甲的产值为m+3a,乙的产值为m(1+x)3,由①知(1+x)6=1+eq \f(6a,m),则在2024年4月份乙的产值为meq \r(1+\f(6a,m))=eq \r(m2+6ma),因为(m+3a)2-(m2+6ma)=9a2>0,所以m+3a>eq \r(m2+6ma),即2024年4月份甲的产值大于乙的产值.故选A.
3.(多选)已知等比数列{an}中,a1=1,q=2,则( )
A.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是等差数列
B.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是递减数列
C.数列{log2an}是等差数列
D.数列{log2an}是递减数列
解析:由题意可得an=2n-1,对于A,因为eq \f(1,an)=eq \f(1,2n-1),eq \f(\f(1,an+1),\f(1,an))=eq \f(2n-1,2n)=eq \f(1,2),所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是公比为eq \f(1,2)的等比数列,不是等差数列,故A不正确;对于B,由A项可知,数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是首项为1,公比为eq \f(1,2)的等比数列,所以是递减数列,故B正确;对于C,因为log2an=n-1,log2an+1-log2an=n-(n-1)=1,所以数列{log2an}是等差数列,故C正确;对于D,由C项可知{log2an}是公差为1的等差数列,所以是递增数列,故D不正确.故选BC.
4.在等比数列{an}中,若a7+a8+a9+a10=eq \f(15,8),a8a9=-eq \f(9,8),则eq \f(1,a7)+eq \f(1,a8)+eq \f(1,a9)+eq \f(1,a10)=________.
解析:∵eq \f(1,a7)+eq \f(1,a10)=eq \f(a7+a10,a7a10),eq \f(1,a8)+eq \f(1,a9)=eq \f(a8+a9,a8a9),又a8a9=a7a10,∴eq \f(1,a7)+eq \f(1,a8)+eq \f(1,a9)+eq \f(1,a10)=eq \f(a7+a8+a9+a10,a8a9)=eq \f(\f(15,8),-\f(9,8))=-eq \f(5,3).
-eq \f(5,3)
解:设所求三个数依次为a-d,a,a+d,
则由题设得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-d+a+a+d=15,,(a+3)2=(a-d+1)(a+d+9),))
解此方程组,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=5,,d=2))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=5,,d=-10,))
又a-d,a,a+d为正数,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=5,,d=-10))不符合题意,舍去,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=5,,d=2.))
∴所求的三个数为3,5,7.
解析:∵a3a11=16,∴aeq \o\al(2,7)=16.又等比数列{an}的各项都是正数,∴a7=4.又a10=a7q3=4×23=25,∴log2a10=5.故选B.
2.在各项均为正数的等比数列{an}中,a2+a3=6,a2+a3+a4+a5=30,则{an}的公比为( )
A.2
B.3
C.eq \f(1,2)
D.eq \f(1,3)
解析:设{an}的公比为q,因为a2+a3=6,a2+a3+a4+a5=30,所以a4+a5=24,则eq \f(a4+a5,a2+a3)=q2=4,解得q=2或q=-2(舍去).故选A.
3.在等比数列{an}中,a1=1,a10=3,则a2a3a4a5a6a7a8a9=( )
A.81
B.27eq \r(3,27)
C.3
D.243
解析:设第n天所有的蜜蜂归巢后蜂巢中共有蜜蜂an只,a1=6.由题意可得an=an-1+5an-1,即eq \f(an,an-1)=6,所以数列{an}为等比数列,即an=6n,所以第六天所有的蜜蜂归巢后蜂巢中蜜蜂的数量是a6=66只.故选D.
解析:∵a2a14+a2a6=48,a3a9=6,∴aeq \o\al(2,8)+aeq \o\al(2,4)=48,a4a8=6,因此(a4+a8)2=aeq \o\al(2,8)+aeq \o\al(2,4)+2a4a8=60.又{an}的各项均为正数,∴a4+a8=2eq \r(15).
2eq \r(15)
解析:由a2=2,a4-a3=4,得方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=2,,a2q2-a2q=4,))整理,得q2-q-2=0,解得q=2或q=-1.又因为{an}是递增的等比数列,所以q=2.
8.公差不为零的等差数列{an}中,2a3-aeq \o\al(2,7)+2a11=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b6b8=________.
解析:∵2a3-aeq \o\al(2,7)+2a11=2(a3+a11)-aeq \o\al(2,7)=4a7-aeq \o\al(2,7)=0,∵b7=a7≠0,∴b7=a7=4,∴b6b8=beq \o\al(2,7)=16.
三、解答题
9.一个等比数列的前3项依次是a,2a+2,3a+3,则-13eq \f(1,2)是否是这个数列中的项?如果是,是第几项?如果不是,请说明理由.
解:∵a,2a+2,3a+3是等比数列的前3项,∴a(3a+3)=(2a+2)2.
解得a=-1或a=-4.
当a=-1时,数列的前3项依次为-1,0,0,
与等比数列的定义矛盾,故a=-1舍去;
当a=-4时,数列的前3项依次为-4,-6,-9,
则公比q=eq \f(3,2),∴an=-4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(n-1),
令-4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(n-1)=-13eq \f(1,2),即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(n-1)=eq \f(27,8)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(3),
根据指数函数的性质,得n-1=3,即n=4,∴-13eq \f(1,2)是这个数列中的第4项.
解:(1)由题意,知对任意n∈N+有bn=500-an,
所以当n∈N+且n≥2时,an=eq \f(4,5)an-1+eq \f(3,10)(500-an-1),
所以an=eq \f(1,2)an-1+150,所以an-300=eq \f(1,2)(an-1-300),
所以当a1=300时,数列{an-300}不是等比数列;
当a1≠300时,数列{an-300}是以a1-300为首项,eq \f(1,2)为公比的等比数列.
(2)由(1)知,当a1=200时,an-300=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(n-1)(a1-300)=-eq \f(100,2n-1),
所以an=300-eq \f(100,2n-1),所以a10=300-eq \f(100,29)≈300,
所以第10个星期一选A菜的大约有300名学生.
解:(1)因为数列{an}是等比数列,a1=1,a2=a,所以a≠0,an=an-1.
又bn=an·an+1,
则b1=a1·a2=a,eq \f(bn+1,bn)=eq \f(an+1·an+2,an·an+1)=eq \f(an+2,an)=eq \f(an+1,an-1)=a2,
即数列{bn}是以a为首项,a2为公比的等比数列,于是bn=a(a2)n-1=a2n-1.
(2)甲、乙两个同学的说法都不正确.理由如下:
设数列{bn}的公比为q,
则eq \f(bn+1,bn)=eq \f(an+1·an+2,an·an+1)=eq \f(an+2,an)=q且a≠0,
又a1=1,a2=a,∴a1,a3,a5,…,a2n-1,…是以1为首项,q为公比的等比数列;a2,a4,a6,…,a2n,…是以a为首项,q为公比的等比数列,即数列{an}为1,a,q,aq,q2,aq2,….
当q=a2时,数列{an}是等比数列;当q≠a2时,数列{an}不是等比数列.
2.给定数列{an},若对于任意的n,m∈N+,都有am+n=anam,则称数列{an}为“指数型数列”.
(1)已知数列{an}的通项公式为an=4n,试判断数列{an}是不是“指数型数列”;
(2)已知数列{an}满足a1=eq \f(1,2),an=2anan+1+3an+1(n∈N+),证明数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1))为等比数列,并判断数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1))是否为“指数型数列”.若是,给出证明;若不是,说明理由;
(3)若数列{an}是“指数型数列”,且a1=eq \f(a+1,a+2)(a∈N+),证明:数列{an}中任意三项都不能构成等差数列.
解:(1)对于数列{an},an+m=4n+m=4n×4m=anam,
所以数列{an}是“指数型数列”.
(2)an=2anan+1+3an+1⇒eq \f(1,an+1)=eq \f(3,an)+2⇒eq \f(1,an+1)+1=3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1)),又eq \f(1,a1)+1=3≠0,
所以eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1))是等比数列,eq \f(1,an)+1=3×3n-1=3n.
因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,am)+1))=3n3m=3n+m=eq \f(1,an+m)+1,
所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)+1))是“指数型数列”.
(3)证明:因为{an}是“指数型数列”,
所以对于任意的m,n∈N+,有am+n=anam,
令m=1,则an+1=an·a1=eq \f(a+1,a+2)·an,
所以{an}是首项为eq \f(a+1,a+2),公比为eq \f(a+1,a+2)的等比数列,所以an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+1,a+2)))
eq \s\up12(n).
假设数列{an}中存在三项as,at,au成等差数列,不妨设s<t<u,则2at=as+au,
得2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+1,a+2)))
eq \s\up12(t)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+1,a+2)))
eq \s\up12(s)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+1,a+2)))
eq \s\up12(u),
整理得2(a+1)t-s(a+2)u-t=(a+2)u-s+(a+1)u-s.(*)
$