内容正文:
考点培优练01 等差数列、等比数列9大考点
考点01 等差数列的判定与证明 1
考点02 等差数列的基本量运算 2
考点03 等差数列角标性质的应用 3
考点04 等差数列前n项和性质的应用 3
考点05 等差数列前n项和的最值问题 4
考点06 等比数列的判定与证明 5
考点07 等比数列的基本量运算 6
考点08 等比数列角标性质的应用 7
考点09 等差数列与等比数列应用 7
考点01 等差数列的判定与证明
1、定义法:或是等差数列;
2、定义变形法:验证是否满足;
3、等差中项法:为等差数列;
4、通项公式法:通项公式形如为常数为等差数列;
5、前n项和公式法:为常数为等差数列.
注意:(1)若判断一个数列不是等差数列,只需找出三项,使得即可;
(2)如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
1.(多选)若首项为1的数列的前项和为,且,则下列结论正确的是( )
A.数列为等比数列 B.数列是等比数列
C.数列 为递增数列 D.中存在三项构成等差数列
2.(多选)在公比为整数的等比数列中,是数列的前项和,若,,则下列说法正确的是( )
A. B.数列是公差为2的等差数列
C. D.数列是等比数列
3.(多选)记为数列的前项和,已知,,则( )
A. B.是等差数列
C.是等差数列 D.
4.已知正项数列的前n项和为,且.
(1)证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)若,记数列的前n项和为,求.
5.已知数列的前项和为,且,.
(1)证明:数列是等差数列并求通项;
(2)给定正整数,设函数,求.
考点02 等差数列的基本量运算
1、等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了方程思想.
2、数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换的作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.
6.设为等差数列的前项和,已知,则的值为( )
A.12 B.10 C.9 D.8
7.记为等差数列的前项和,已知,则( )
A.22 B.24 C.28 D.36
8.等差数列的公差,若成等比数列,以下正确的是( )
A. B.
C. D.
9.记为等差数列的前项和,若,,则 .
10.已知数列是等差数列,若,,则数列的公差 .
考点03 等差数列角标性质的应用
1、在等差数列{an}中,当m≠n时,d=为公差公式,利用这个公式很容易求出公差,
还可变形为am=an+(m-n)d.
2、等差数列{an}中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.
3、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则an+am=ap+aq(n,m,p,q∈N*),
特别地,若m+n=2p,则an+am=2ap.
11.已知等差数列满足,则( )
A.-3 B.3 C.-12 D.12
12.已知,分别为等差数列,的前n项和,,设点A是直线外一点,点P是直线上一点,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
13.设为正项等差数列的前n项和,若,则的最小值为( )
A. B. C.9 D.5
14.已知当时,函数取到最大值,且是等差数列的第5项,则( )
A. B. C. D.
15.已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若,,则的值是 .
考点04 等差数列前n项和性质的应用
1、等差数列的依次k项之和,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列.
2、数列{an}是等差数列⇔Sn=an2+bn(a,b为常数)⇔数列为等差数列.
3、若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d,
①当项数为偶数2n时,S偶-S奇=nd,=;
②当项数为奇数2n-1时,S奇-S偶=an,=.
16.已知数列是等差数列,,则( )
A. B. C. D.
17.(多选)在等差数列中,,,记数列的前项和为,则( )
A. B.取最小值时,
C.数列是递增数列 D.数列的前10项和为50
18.已知等差数列共有项,奇数项之和为60,偶数项之和为54,则 .
19.在等差数列中,已知,,则 .
20.已知等差数列的项数为奇数,且奇数项和为,偶数项和为,则数列的中间项为 ;项数为 .
考点05 等差数列前n项和的最值问题
1、二次函数法: 将Sn=na1+d=n2+n配方.转化为求二次函数的最值问题,
但要注意n∈N*,结合二次函数图象的对称性来确定n的值,更加直观.
2、邻项变号法:当a1>0,d<0,时,Sn取得最大值;当a1<0,d>0,时,Sn取得最小值.
特别地,若a1>0,d>0,则S1是{Sn}的最小值;若a1<0,d<0,则S1是{Sn}的最大值.
21.(多选)已知等差数列的前n项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
22.(多选)设是等差数列的前项和,若,,则( )
A.
B.
C.当取得最大值时,
D.使成立的最大整数为13
23.(多选)已知公差不为0的等差数列的前项和为,且,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.当时,中只有最大 D.当时,
24.(多选)已知等差数列的前项和为,前项积为.若,,则( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
25.已知等差数列的公差为,前项和为,则“”是“存在最小值”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
考点06 等比数列的判定与证明
1、定义法:为常数且数列是等比数列.
2、等比中项法:数列是等比数列.
3、通项公式法:数列是等比数列.
4、前项和公式法:若数列的前项和,则该数列是等比数列.
其中前两种方法是证明等比数列的常用方法,而后两种方法一般用于选择题、填空题中.
注意:(1)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.
(2)只满足的数列未必是等比数列,要使其成为等比数列还需要.
26.(多选)已知是递增的等比数列,其前项和为,若,则( )
A. B.
C. D.是等比数列
27.(多选)已知数列满足,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.是等差数列 D.是等比数列
28.记为数列的前n项和,已知,,.
(1)求,;
(2)证明:为等比数列;
(3)求.
29.设数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求;
(3)是否存在正整数,满足,若存在,求出所有符合条件的的值;若不存在,请说明理由.
30.已知正项数列满足.
(1)求证:是等比数列
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
考点07 等比数列的基本量运算
1、在等比数列的通项公式和前项和公式中,共涉及五个量:,,,,,其中首项和公比为基本量,且“知三求二”,常常列方程组来解答;
2、对于基本量的计算,列方程组求解时基本方法,通常用约分或两式相除的方法进行消元,有时会用到整体代换,如,都可以看作一个整体.
31.已知公差不为零的等差数列满足,且成等比,则的前5项和( )
A.100 B.80 C.50 D.30
32.已知等比数列的首项,且满足,,则公比q为( )
A. B.2 C.或2 D.3
33.等比数列的前项和为,若,则公比 .
34.已知为数列的前项和,若,则 .
35.已知等比数列满足,则 .
考点08 等比数列角标性质的应用
1、等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项公式的变形,三是前n项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
2、等比数列前项和的性质
(1)在公比或且为奇数时,,,,……仍成等比数列,其公比为;
(2)对,有;
(3)若等比数列共有项,则,其中,分别是数列的偶数项和与奇数项和;
(4)等比数列的前项和,令,则(为常数,且).
36.在等比数列中,,则( )
A.36 B. C. D.6
37.在等比数列中,,是方程的两个实数根,则的值为( )
A.2 B.或 C. D.
38.已知等比数列,若,则( )
A. B. C. D.
39.设等比数列的前项之积为,若,,则的值为( )
A. B. C. D.1
40.已知等比数列的各项均为正数,且,则( )
A.2014 B.2024 C.2025 D.2026
考点09 等差数列与等比数列应用
解决数列新背景问题的步骤
(1)读懂题意:脱去传统风俗、数学文化等背景,读懂题意;
(2)构造模型:根据题意构造等差数列、等比数列或递推关系的模型;
(3)求解模型:根据数列的相关性质求解,如求特定项、通项公式或前n项和.
41.某企业年初贷款万元,年利率为,按复利计算,从年末开始,每年末偿还一定金额,计划第5年底还清,则每年应偿还的金额数为( )
A.万元 B.万元 C.万元 D.万元
42.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )
A.3盏 B.5盏 C.7盏 D.9盏
43.某学校为了庆祝建校60周年,计划对学校校门的梯形花坛进行美化.计划第一排摆放12个花盆,从第二排开始每排比前一排多摆放6个花盆,梯形花坛最多摆放10排,则该校花坛铺满一共需要的花盆数是( )
A.380 B.390 C.400 D.600
44.某会场的座位呈扇形分布,第一排有15个座位,从第二排起,每一排都比前一排多两个座位,已知该会场能容纳一个700人的代表团,则该会场的座位至少有( )
A.20排 B.21排 C.22排 D.23排
45.已知数列的通项公式,在其相邻两项,之间插入个3(),得到新的数列,记的前n项和为,则使成立的n的最小值为 .
$考点培优练01 等差数列、等比数列9大考点
考点01 等差数列的判定与证明 1
考点02 等差数列的基本量运算 6
考点03 等差数列角标性质的应用 8
考点04 等差数列前n项和性质的应用 10
考点05 等差数列前n项和的最值问题 13
考点06 等比数列的判定与证明 16
考点07 等比数列的基本量运算 21
考点08 等比数列角标性质的应用 23
考点09 等差数列与等比数列应用 25
考点01 等差数列的判定与证明
1、定义法:或是等差数列;
2、定义变形法:验证是否满足;
3、等差中项法:为等差数列;
4、通项公式法:通项公式形如为常数为等差数列;
5、前n项和公式法:为常数为等差数列.
注意:(1)若判断一个数列不是等差数列,只需找出三项,使得即可;
(2)如果要证明一个数列是等差数列,则必须用定义法或等差中项法.
1.(多选)若首项为1的数列的前项和为,且,则下列结论正确的是( )
A.数列为等比数列 B.数列是等比数列
C.数列 为递增数列 D.中存在三项构成等差数列
【答案】AC
【分析】由已知得出是以2为公比的等比数列,表示出和,再分别判断各选项即可.
【详解】由得,,,
所以是以首项为,公比为2的等比数列,故A正确;
所以,即,
当时,,
所以,所以数列不是等比数列,故B错误;
对于C,因为,当时,,
所以,数列 为递增数列,故C正确;
对于D,取,且,
假设存在能构成等差数列,则,
则有,即,所以,
因为,所以,与矛盾;
假设存在能构成等差数列,则,即,
则,即,显然当时无解,
所以中任意三项不能构成等差数列,故D错误;
故选:AC.
2.(多选)在公比为整数的等比数列中,是数列的前项和,若,,则下列说法正确的是( )
A. B.数列是公差为2的等差数列
C. D.数列是等比数列
【答案】ACD
【分析】根据题意计算出,求出通项及前项和,再依次判断选项即可.
【详解】由题意可得:,解得或,
因为等比数列的公比为整数,所以,所以等比数列的通项公式为:.故A正确;
选项B:因为, 所以,且当时,,所以数列是首项为,公差为的等差数列,所以选项B错误;
选项C:因为所以等比数列的其前项和所以所以选项C正确.
选项D:由选项C得,所以且当时,,所以数列是首项为4,公比为2的等比数列.所以选项D正确.
故选:ACD
3.(多选)记为数列的前项和,已知,,则( )
A. B.是等差数列
C.是等差数列 D.
【答案】BCD
【分析】令结合已知求得判断A;对递推式变形利用等差数列定义判断B;由和的关系及等差数列的定义即可判断C;利用裂项相消法求和即可判断D.
【详解】对于A,令,可得,故,故A错误;
对于B,题干中式子两边同时除以,得,
因此是以2为首项,1为公差的等差数列,故B正确;
对于C,易得,故,
当时,,
当时也符合,故,则,为常数,则是等差数列,故C正确;
对于D,易得,则,故D正确.
故选:BCD
4.已知正项数列的前n项和为,且.
(1)证明是等差数列,并求的通项公式;
(2)若,记数列的前n项和为,求.
【答案】(1)证明见解析,
(2)5
【分析】(1)在递推关系中令可求,利用可得,故可证是等差数列,求出可求的通项公式;
(2)整理可得,利用裂项相消法可求.
【详解】(1)令得,解得或,
而,.
由得,故,
整理得到:,
故是等差数列,且首项为,公差为2,
故,
而为正项数列,故,
故,
当时,,且也满足该式,
故.
(2),
故
.
5.已知数列的前项和为,且,.
(1)证明:数列是等差数列并求通项;
(2)给定正整数,设函数,求.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)由题设结合与的关系可得,再利用等差数列的定义即可求证以及求出;
(2)由(1)得,求导得,进而利用错位相减法求和即可.
【详解】(1)由,
则,
则,
则,即,,
又,所以,,
则数列是以为首项,1为公差的等差数列,
所以,则.
(2)由(1)得,
所以,
故,
可得①,
所以②,
由①②得:
,
所以.
考点02 等差数列的基本量运算
1、等差数列的通项公式及前n项和公式共涉及五个量a1,an,d,n,Sn,知其中三个就能求另外两个,体现了方程思想.
2、数列的通项公式和前n项和公式在解题中起到变量代换的作用,而a1和d是等差数列的两个基本量,用它们表示已知量和未知量是常用方法.
6.设为等差数列的前项和,已知,则的值为( )
A.12 B.10 C.9 D.8
【答案】D
【分析】根据等差数列的性质及求和公式求解即可.
【详解】由题意得,得.
故选:D
7.记为等差数列的前项和,已知,则( )
A.22 B.24 C.28 D.36
【答案】C
【分析】根据等差数列基本量的计算可得公差和首项,即可求解.
【详解】由可得,
解得,
故,
故选:C
8.等差数列的公差,若成等比数列,以下正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意可以得到,进而将式子化为基本量求出,进而求解判断各选项即可.
【详解】由成等比数列,得,
则,又,
则,解得(舍去)或,
则,.
故选:C
9.记为等差数列的前项和,若,,则 .
【答案】
【分析】根据等差数列通项公式基本量的运算和前n项和的基本量运算列式求解即可.
【详解】因为,所以,解得.
故答案为:
10.已知数列是等差数列,若,,则数列的公差 .
【答案】2
【分析】利用等差数列通项公式列方程组求解.
【详解】是等差数列,公差为,
,
,解得.
故答案为:2.
考点03 等差数列角标性质的应用
1、在等差数列{an}中,当m≠n时,d=为公差公式,利用这个公式很容易求出公差,
还可变形为am=an+(m-n)d.
2、等差数列{an}中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是等差数列.
3、等差数列{an}中,若m+n=p+q,则an+am=ap+aq(n,m,p,q∈N*),
特别地,若m+n=2p,则an+am=2ap.
11.已知等差数列满足,则( )
A.-3 B.3 C.-12 D.12
【答案】B
【分析】由等差数列的性质求出,再利用等差数列的通项公式计算即可求解.
【详解】已知是等差数列, ,
由等差数列的性质可得,.
因此, ,
又因为,,
所以.
故选:B.
12.已知,分别为等差数列,的前n项和,,设点A是直线外一点,点P是直线上一点,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用等差数列求和公式的性质及三点共线的推论计算参数即可.
【详解】根据等差数列前项和公式的二次函数特性,且,
不妨设,
则,
又三点共线,则,
所以.
故选:A
13.设为正项等差数列的前n项和,若,则的最小值为( )
A. B. C.9 D.5
【答案】B
【分析】由条件可得,,由根据等差数列求和公式可得,结合等差数列性质可得,再利用基本不等式求的最小值即可.
【详解】因为数列为正项等差数列,所以,,
,可得,即,
由等差数列性质可得,
所以,
因为,,故,,
则,当且仅当时等号成立.
由解得,,
即当,时,取得最小值为,
故选:B.
14.已知当时,函数取到最大值,且是等差数列的第5项,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题可得,结合同角三角之间的关系得出,,再利用等差数列的性质以及两角和差的正切公式即可计算.
【详解】由辅助角公式可知的最大值为,故,
因,则,
即,得,
则,
则,
因是等差数列的第5项,则,
则.
故选:A
15.已知数列{an}是等比数列,数列{bn}是等差数列,若,,则的值是 .
【答案】
【分析】根据等差数列、等比数列的性质求解即可.
【详解】由于数列是等比数列,
则,,,
由于数列是等差数列,
则,,,
则,
故答案为:.
考点04 等差数列前n项和性质的应用
1、等差数列的依次k项之和,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…组成公差为k2d的等差数列.
2、数列{an}是等差数列⇔Sn=an2+bn(a,b为常数)⇔数列为等差数列.
3、若S奇表示奇数项的和,S偶表示偶数项的和,公差为d,
①当项数为偶数2n时,S偶-S奇=nd,=;
②当项数为奇数2n-1时,S奇-S偶=an,=.
16.已知数列是等差数列,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据等差数列前项和的性质求解即可.
【详解】由,得,设,为非零实数,则,
因为数列是等差数列,
所以,…,是以为首项,为公差的等差数列,
所以,解得,
所以,
故选:A
17.(多选)在等差数列中,,,记数列的前项和为,则( )
A. B.取最小值时,
C.数列是递增数列 D.数列的前10项和为50
【答案】ACD
【分析】A选项,设出公差,根据条件得到方程,求出公差,进而求出首项;B选项,表示出,求出时,取得最小值,B错误;C选项,求出,故,C正确;D选项,求出通项公式,当时,,当时,,从而利用求出的前10项和.
【详解】A选项,设的公差为,则,
即,解得,
故,所以,A正确;
B选项,,
当时,取得最小值,B错误;
C选项,,故,
所以为递增数列,C正确;
D选项,,
当时,,当时,,
的前10项和为,D正确.
故选:ACD
18.已知等差数列共有项,奇数项之和为60,偶数项之和为54,则 .
【答案】10
【分析】根据等差数列的求和公式,结合等差数列的性质,即可求解.
【详解】奇数项有项,偶数项有项,所以奇数项和为,偶数项和为,
故,解得.
故答案为:10
19.在等差数列中,已知,,则 .
【答案】60
【分析】根据等差数列片段和的性质即可求解.
【详解】由于成等差数列,所以成等差数列,故,故,
故答案为:60
20.已知等差数列的项数为奇数,且奇数项和为,偶数项和为,则数列的中间项为 ;项数为 .
【答案】
【分析】根据奇数项的和与偶数项的和,可作比得到,由此可得项数和中间项.
【详解】设等差数列的项数为,
则,
,
,解得:,即等差数列的项数为;
项的数列的中间项为第项,即,
由得:,解得:,即中间项为.
故答案为:;.
考点05 等差数列前n项和的最值问题
1、二次函数法: 将Sn=na1+d=n2+n配方.转化为求二次函数的最值问题,
但要注意n∈N*,结合二次函数图象的对称性来确定n的值,更加直观.
2、邻项变号法:当a1>0,d<0,时,Sn取得最大值;当a1<0,d>0,时,Sn取得最小值.
特别地,若a1>0,d>0,则S1是{Sn}的最小值;若a1<0,d<0,则S1是{Sn}的最大值.
21.(多选)已知等差数列的前n项和为,若,,则下列结论正确的是( )
A.数列是递增数列 B.
C.当取得最大值时, D.
【答案】BC
【分析】利用等差数列的性质得出,,即可逐一判断.
【详解】因数列是等差数列,
则,,
则,,则,
则公差(数列是递减数列),,时取得最大值,
故A、D错误;B、C正确;
故选:BC
22.(多选)设是等差数列的前项和,若,,则( )
A.
B.
C.当取得最大值时,
D.使成立的最大整数为13
【答案】AC
【分析】根据等差数列的前项和公式,结合等差数列的性质逐一判断即可.
【详解】A:因为是等差数列的前项和,
所以由,
由,而,所以,
因为数列是等差数列,所以等差数列的公差,因此本选项说法正确;
B:由上可知:,且,所以,且,所以本选项说法不正确;
C:由上可知:,,因此数列的前项都是正数,从第项起每项都是负数,
所以当时,取得最大值,因此本选项说法正确;
D:因为,
所以,又,
所以使成立的最大整数为,因此本选项说法不正确,
故选:AC
23.(多选)已知公差不为0的等差数列的前项和为,且,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.当时,中只有最大 D.当时,
【答案】ABD
【分析】利用等差数列的通项公式、前n项和公式、等差数列的性质对各个选项逐一分析即可求解.
【详解】对于A,等差数列中,,有,有,可得,故A正确;
对于B,由,故B正确;
对于C,由,有,所以和最大,故C错误;
对于D,由,,有,故D正确.
故选:ABD.
24.(多选)已知等差数列的前项和为,前项积为.若,,则( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】CD
【分析】由等差数列通项公式基本量的计算可判断A,由A结合二次函数可判断B,由通项公式可判断C,D.
【详解】设的公差为,由,,得,, A错误;
因为,对称轴为:,
所以时,取得最小值,B错误;
由知,,,,都小于0,,,,都大于0,
所以的最小值为,C正确;
由知,,,都小于0,
,,,都大于0,
中,,,,都小于0,其他的都大于0,显然最小,D正确.
故选:CD.
25.已知等差数列的公差为,前项和为,则“”是“存在最小值”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【分析】根据题意,结合等差数列的性质,利用充分条件、必要条件的概念判断两命题间的逻辑推理关系,即可判断.
【详解】当且时,存在最小值,当且时,存在最小值,
故“”能推出“存在最小值”,
当且时,存在最小值为 ,
所以“存在最小值”不能推出“”,
所以“”是“存在最小值”的充分不必要条件.
故选:A
考点06 等比数列的判定与证明
1、定义法:为常数且数列是等比数列.
2、等比中项法:数列是等比数列.
3、通项公式法:数列是等比数列.
4、前项和公式法:若数列的前项和,则该数列是等比数列.
其中前两种方法是证明等比数列的常用方法,而后两种方法一般用于选择题、填空题中.
注意:(1)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.
(2)只满足的数列未必是等比数列,要使其成为等比数列还需要.
26.(多选)已知是递增的等比数列,其前项和为,若,则( )
A. B.
C. D.是等比数列
【答案】ACD
【分析】根据等比数列的公式和性质,求公比和通项公式,结合选项,即可判断.
【详解】设的公比为,则由,递增,得,因为,所以,解得或(舍去),
对于A,,故A正确;
对于B,,,故B错误;
对于C,,,故C正确;
对于D,,,所以是首项为3,公比为的等比数列,故D正确.
故选:ACD
27.(多选)已知数列满足,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.是等差数列 D.是等比数列
【答案】BD
【分析】根据已知递推关系可得到,结合等比数列通项公式可求得B正确;采用作差法可知A错误,根据等差数列定义可得C错误;由B得,知D正确.
【详解】对于B,,,,
又,数列是以为首项,为公比的等比数列;
,解得:,B正确;
对于A,由B知:,,A错误;
对于C,,
,
不是常数,不是等差数列,C错误;
对于D,由B知:,即,
,又,
数列是以为首项,为公比的等比数列,D正确.
故选:BD.
28.记为数列的前n项和,已知,,.
(1)求,;
(2)证明:为等比数列;
(3)求.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)384
【分析】(1)代入即可求解,进而根据求和的定义求解,
(2)根据等比数列的定义,结合所给等式即可化简求解公比,
(3)根据(2)的结论求解,即可代入求解.
【详解】(1)由可得,故,进而,
(2)由可得,
为常数,
故为等比数列,且公比为,首项为,
(3)由(2)知,即,
,故,
所以
29.设数列的前项和为,且.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)求;
(3)是否存在正整数,满足,若存在,求出所有符合条件的的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)存在,
【分析】(1)由已知等式得时,,然后相减后结合的情形可证得结论;
(2)由错位相减法求和;
(3)假设存在正整数,满足,则,即,先用反证法得到,再在时,由的单调性得,设,则,然后对分别求解,对再证明不可能,即可得.
【详解】(1)数列中,,
当时,,
两式相减得,,
即,
整理得,,
当时,,解得,
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
(2)由(1)得,,则,
,
,
两式相减得,
所以;
(3)假设存在正整数,满足,则,即,
若,则,无正整数解,所以.
若,则,也无整数解,所以.
时,,所以单调递减,则由得,
设,则,
当时,不符题意;
当时,,此时符合题意;
当时,,不符题意;
当时,,不符题意;
当时,,
因此,即当时,不符题意,
所以存在正整数,满足.
30.已知正项数列满足.
(1)求证:是等比数列
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题设整理可得,进而求证即可;
(2)由(1)得,结合指数函数的性质可得,进而求和即可求证.
【详解】(1)由,则,
由于,则,
所以,则,
又,
所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.
(2)由(1)得,,则,
因为,所以,当且仅当时等号成立,
则,即,
所以.
考点07 等比数列的基本量运算
1、在等比数列的通项公式和前项和公式中,共涉及五个量:,,,,,其中首项和公比为基本量,且“知三求二”,常常列方程组来解答;
2、对于基本量的计算,列方程组求解时基本方法,通常用约分或两式相除的方法进行消元,有时会用到整体代换,如,都可以看作一个整体.
31.已知公差不为零的等差数列满足,且成等比,则的前5项和( )
A.100 B.80 C.50 D.30
【答案】D
【分析】设等差数列的公差为,依题意得到关于的方程组,求出,再由等差数列求和公式计算可得.
【详解】设等差数列的公差为,因为且成等比,
所以,即,解得或(舍去),
所以.
故选:D
32.已知等比数列的首项,且满足,,则公比q为( )
A. B.2 C.或2 D.3
【答案】B
【分析】根据列出公比的等式,求解方程后再确认是否满足即可.
【详解】因为公比,所以,化简得,解得或,
当时,,
当时,,
又,则.
故选:B.
33.等比数列的前项和为,若,则公比 .
【答案】或1
【分析】将题设化为,解此方程即可.
【详解】因为,所以,
即,即,又因为,
所以,,解得或.
故答案为:或1
34.已知为数列的前项和,若,则 .
【答案】
【分析】利用与的关系先判断数列是从第2项开始,是首项为3,公比为2的等比数列,进而利用等比数列的前项公式求解即可;还有直接把用表示出来,利用等比数列的概念求解即可.
【详解】解法1:因为,所以当时,;
当时,,所以,得,
所以数列从第2项开始,是首项为3,公比为2的等比数列.
所以当时,;
当时,,满足上式,所以.
解法2:由,得,又,
所以是首项为3,公比为2的等比数列,得,
显然也符合,所以.
故答案为:
35.已知等比数列满足,则 .
【答案】40
【分析】设等比数列的公比为,利用等比数列的性质求得,进而得解.
【详解】设等比数列的公比为,
由题意得,即,解得.
故(或)
故答案为:40
考点08 等比数列角标性质的应用
1、等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项公式的变形,三是前n项和公式的变形.根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
2、等比数列前项和的性质
(1)在公比或且为奇数时,,,,……仍成等比数列,其公比为;
(2)对,有;
(3)若等比数列共有项,则,其中,分别是数列的偶数项和与奇数项和;
(4)等比数列的前项和,令,则(为常数,且).
36.在等比数列中,,则( )
A.36 B. C. D.6
【答案】D
【分析】根据等比数列的性质,,结合可得,再利用即可求解,注意等比数列奇数项、偶数项的符合分别相同.
【详解】,
则,
又,解得,
因为,
所以.
故选:D.
37.在等比数列中,,是方程的两个实数根,则的值为( )
A.2 B.或 C. D.
【答案】D
【分析】设等比数列的公比为,由条件可得,,由此可判断,再判断的符号,结合等比数列性质可得结论.
【详解】设等比数列的公比为,,
因为,是方程的两个实数根,
所以,且,所以,,
又数列为等比数列,所以,由等比数列性质可得,
所以.
故选:D.
38.已知等比数列,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据等比数列通项公式下标和性质直接求解即可.
【详解】因为,所以.
故选:A.
39.设等比数列的前项之积为,若,,则的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】利用等比数列的性质可求的值.
【详解】因为,,故,而,
故选:A.
40.已知等比数列的各项均为正数,且,则( )
A.2014 B.2024 C.2025 D.2026
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用等比数列性质及对数运算计算得解.
【详解】等比数列的各项均为正数,且,
.
故选:C
考点09 等差数列与等比数列应用
解决数列新背景问题的步骤
(1)读懂题意:脱去传统风俗、数学文化等背景,读懂题意;
(2)构造模型:根据题意构造等差数列、等比数列或递推关系的模型;
(3)求解模型:根据数列的相关性质求解,如求特定项、通项公式或前n项和.
41.某企业年初贷款万元,年利率为,按复利计算,从年末开始,每年末偿还一定金额,计划第5年底还清,则每年应偿还的金额数为( )
A.万元 B.万元 C.万元 D.万元
【答案】B
【分析】设每年应偿还的金额为万元,由分期付款模型建立等式求解即可.
【详解】解:设每年应偿还的金额为万元,
由题意,得
,
所以
故选:B
42.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )
A.3盏 B.5盏 C.7盏 D.9盏
【答案】A
【分析】设塔顶共有灯盏,根据题意,各层灯数构成以为首项,2为公比的等比数列,根据等比数列求和公式计算可得.
【详解】设塔顶共有灯盏,根据题意,各层灯数构成以为首项,2为公比的等比数列,
所以,解得.
故选:A.
43.某学校为了庆祝建校60周年,计划对学校校门的梯形花坛进行美化.计划第一排摆放12个花盆,从第二排开始每排比前一排多摆放6个花盆,梯形花坛最多摆放10排,则该校花坛铺满一共需要的花盆数是( )
A.380 B.390 C.400 D.600
【答案】B
【分析】根据题意将每排摆放花的盆数理解为等差数列,然后根据等差数列前项和进行求解即可.
【详解】记每排摆放的花盆数为,数列的前项和为.
由题意可知,数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以.
故将该花坛铺满一共需要盆花.
故选:B
44.某会场的座位呈扇形分布,第一排有15个座位,从第二排起,每一排都比前一排多两个座位,已知该会场能容纳一个700人的代表团,则该会场的座位至少有( )
A.20排 B.21排 C.22排 D.23排
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用等差数列前项和公式列式,再利用单调性确定答案.
【详解】依题意,该会场的座位构成以为首项,2为公差的等差数列,其前项和,
则,显然数列是递增数列,
,由,得,
所以该会场的座位至少有21排.
故选:B
45.已知数列的通项公式,在其相邻两项,之间插入个3(),得到新的数列,记的前n项和为,则使成立的n的最小值为 .
【答案】30
【分析】根据题意分析得的项的情况,求出当时和当时的,并结合数列的增减性找出的最小值.
【详解】由题意得数列的前项依次为:
,3,,,3,3,3,,,个,,个,,,
当时,,
当时,,
因,则数列为递增数列,
所以使成立的的最小值为.
故答案为:
$