内容正文:
4.3.2 课时1 等比数列的前 n 项和公式
作者编号:32100
1.探究并理解等比数列的前n项和公式的推导过程及方法.
2.掌握等比数列的前n项和公式,能应用公式解决相关问题.
学习目标
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等比数列
从第2项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数
公比(q )
→q可正、可负,不可零
an=amqn-m
名称
定义
常数
通项
公式1
中项
公式2
复习:你还记得等比数列的定义和通项公式吗?
问题导入
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情境:国际象棋起源于古印度.相传国王要奖赏国际象棋的发明者,问他想要什么.发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,第2个格子里放上2颗麦粒,第3个格子里放上4颗麦粒……依次类推,每个格子里放的麦粒数都是前一个格子里放的麦粒数的2倍,直到第64个格子.请给我足够的麦粒以实现上述要求.”国王觉得这个要求不高,就欣然同意了.
问题1 国王一共应该给他多少颗麦粒?
问题导入
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第2格:
第1格:
第4格:
第3格:
第63格:
第64格:
1
2
……
问题1 国王一共应该给他多少颗麦粒?
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问题2 如何计算 ?
首项:1
公比:2
共64项
如何求一个等比数列的前n项和?
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问题3 等差数列有求和公式,那么你能否类比等差数列前n项和公式的求法,推导出等比数列的前n项和公式?
等差数列的前n项和公式的推导过程:
等差数列 的前n项和是
得,
所以
根据等差数列的定义
对于等比数列,是否也能用倒序相加的方法进行求和呢?
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因为在等比数列中
所以
可以发现,对于等比数列求和,不能照搬倒序相加的方法,而是要挖掘此方法的本质,即求和的根本目的.
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求和的根本目的:
等差数列的前n项和公式的推导过程:
等差数列 的前n项和是
得,
所以
根据等差数列的定义
消除项与项
之间的差异
消除中间项
利用公差
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为了看清式子的特点,我们不妨把各项都用首项和公比来表示.
问题4 观察 式,相邻两项有什么特征?怎样把某一项变成它的后一项?
问题5 如何构造另一个式子,与①相减后可以消除中间项?
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问题5 如何构造另一个式子,与原式相减后可以消除中间项?
消除中间项
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设等比数列 的首项为 ,公比为 ,则 的前n项和是
根据等比数列的通项公式,
得,
即
问题6 要求出 ,是否可以把上式两边同时除以 ?
等比数列的前n项和公式的推导
错位相减法
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当 时,即 时,
当 时,即 时,
问题6 要求出 ,是否可以把上式两边同时除以 ?
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(1)等比数列的前n项和
(2)等比数列求和时,应考虑 与 两种情况.
知识点一:等比数列的前n项和公式
知识归纳
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一千颗麦粒的质量约为40g,得出的数据是2016-2017年度世界小麦产量(约7.5亿吨)的981倍!
国王不能实现他的诺言
问题解决:
=?
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例1 已知 是等比数列.
(1)若 求 ;
(2)若 求 ;
(3)若 求 .
因为 所以
解:(1)
典型例题
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例1 已知 是等比数列.
(1)若 求 ;
(2)若 求 ;
(3)若 求 .
所以
解:(2)由 ,得
又由 ,所以
所以
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解:(3)把 代入 ,
得
整理,得
解得
例1 已知 是等比数列.
(1)若 求 ;
(2)若 求 ;
(3)若 求 .
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(1)对于等比数列的相关量 知三求二.
基本量法
(转化与化归)
(方程思想)
知三求二
注意:
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1.判断下列计算是否正确.
练一练
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2.根据下列各题中的条件,求相应的等比数列的前n项和.
练一练
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例2 已知等比数列 {} 的首项为-1,前n项和为.若,求公比q.
提示:对q分类讨论.
解:
典型例题
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练一练
C
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典型例题
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知识点二:等比数列前n项和的性质
知识归纳
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4.如果一个等比数列前5项的和等于10,前10项的和等于50,那么这个数列的公比为 .
练一练
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1.等比数列前n项和公式:
2. 在计算前n项和时,一定要考虑公比是否为 1.
3. 推导前n项和公式时,用的方法为错位相减法.
本节课你学到了哪些知识?
本课小结
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(2) 知道首项a1、公比q和项数n,可以用;
知道首尾两项a1,an和q,可以用;
3.已知在等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值是( )
A.1 B.-eq \f(1,2) C.1或-eq \f(1,2) D.-1或eq \f(1,2)
解析:当q=1时,a3=7,S3=21,符合题意;
当q≠1时,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a1q2=7,,\f(a11-q3,1-q)=21,))得q=-eq \f(1,2).
综上,q的值是1或-eq \f(1,2),故选C.
例3 已知等比数列的公比,前项和为.证明,,成等比数列,并求这个数列的公比.
证明:(方法一)
当时,
,
,
,
所以,,成等比数列,公比为1.
当时,
,
,
,
所以 .
因为为常数,所以,,成等比数列,公比为.
(方法二)
,
,
.
所以 .
等比数列的公比,前项和为,则,,成等比数列,公比为.
注意:当时,此结论不一定成立.例如,当时,此结论不成立.
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