4.3.1 第2课时 等比数列的判定及性质(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册(人教A版)

2025-12-26
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版选择性必修第二册
年级 高二
章节 4.3.1等比数列的概念
类型 课件
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PPTX
文件大小 2.85 MB
发布时间 2025-12-26
更新时间 2025-12-26
作者 高智传媒科技中心
品牌系列 学霸笔记·高中同步精讲
审核时间 2025-12-26
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价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

该高中数学课件聚焦等比数列的判定及性质,通过类比等差数列引入,系统梳理通项公式与指数函数的关系、判定证明方法及性质,构建从旧知到新知的学习支架,帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于以问题链驱动探究,结合数学抽象(如通项与指数函数关系)、逻辑推理(类比等差数列性质推导)和数学运算(性质应用简化计算),通过例题解析与分层训练,助力学生深化理解。课堂小结梳理思想方法,学生能提升数学思维,教师可直接用于教学,提高效率。

内容正文:

第二课时 等比数列的判定及性质 1 1.体会等比数列的通项公式与指数函数的关系(数学抽象). 2.掌握等比数列的判断及证明方法(逻辑推理). 3.能根据等比数列的定义推出等比数列的性质,并能运用这 些性质简化运算(逻辑推理、数学运算). 课标要求  在我们学习等比数列的过程中,发现它与等差数列有相似之处,这其实就是我们在这两类数列之间无形之中产生了类比思想,类比的前提大多为结论提供线索,它往往能把人的认知从一个领域引伸到另一个共性的领域,由此推出另一个对象也具有同样的其他特定属性的结论,有人曾说“类比使人聪颖,推理使人严谨,数学使人智慧”,今天我们就用类比的思想来研究等比数列的性质. 情境导入 知识点一 等比数列的通项公式与指数函数的关系 01 知识点二 等比数列的判定与证明 02 知识点三 等比数列的性质 03 课时作业 04 目录 4 知识点一 等比数列的通项公式与指数函数的关系 01 PART 目 录 问题1 (1)观察等比数列的通项公式,你认为它与我们熟悉的哪一类函 数有关? 提示:由an=a1qn-1= ·qn可知,当q>0且q≠1时,等比数列{an}的 第n项an是函数f(x)= ·qx(x∈R)当x=n时的函数值,即an=f(n).因此等比数列{an} 的图象是函数f(x)= ·qx(x∈R)图象上的一些孤立的点. 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)有人说,等比数列的通项公式与指数函数一样,所以当q>1时,数 列递增;0<q<1时,数列递减,你认为正确吗? 提示:不对.比如q>1的数列:-1,-2,-4,-8,…为递减数列;0< q<1的数列:- ,- ,- ,…为递增数列. 数学·选择性必修第二册 目 录 【知识梳理】 等比数列的通项公式与指数型函数的关系 (1)当q>0且q≠1时,等比数列{an}的第n项an是函数f(x)= ·qx (x∈R)当x=n时的函数值,即an=f(n),n∈N*; (2)由等比数列与指数函数的关系可得等比数列的单调性如下: ①当 或 时,等比数列{an}为递增数列; 数学·选择性必修第二册 目 录 ②当 或 时,等比数列{an}为递减数列; ③当q=1时,等比数列{an}为常数列; ④当q<0时,等比数列{an}为 ⁠.   提醒:(1)q<0或q=1时,等比数列通项公式不具备指数型函数特 点;(2)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. 摆动数列  数学·选择性必修第二册 目 录 【例1】 (链接教材P31练习4题)(1)根据下列通项公式能判断数列为 等比数列的是( C ) A. an=n B. an= C. an=2-n D. an=log2n 解析:等比数列的通项公式具有“指数型函数”的结构. C 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)下面关于公比为q的等比数列{an}的叙述正确的是( D ) A. q>1⇒{an}为递增数列 B. {an}为递增数列⇒q>1 C. 0<q<1⇔{an}为递减数列 D. q>1⇒/{an}为递增数列,且{an}为递增数列⇒/q>1 D 解析:若a1=-2,q=2>1,则{an}的各项为-2,-4,-8,…,是递 减数列,A不正确;若等比数列{an}的各项为-16,-8,-4,-2,…, 是递增数列,q= ∈(0,1),B、C不正确,D正确. 数学·选择性必修第二册 目 录 【规律方法】 1. 具备“an=kqn(k≠0,q≠0)”形式,如an=2n-1,an=3( )n+2 为等比数列. 2. 等比数列的单调性由a1和q共同决定,即a1>0,q>1或a1<0,0<q< 1,{an}递增;a1>0,0<q<1或a1<0,q>1,{an}递减. 数学·选择性必修第二册 目 录 训练1 (1)数列{an}是各项均为实数的等比数列,则“a2>a1>0”是 “数列{an}为递增数列”的( A ) 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 解析:∵a2>a1>0,∴a1q>a1>0,可得q>1,∴数列{an}为递增数 列;反之不成立,例如数列{- }是递增数列,但a1=- <0.∴“a2> a1>0”是“数列{an}为递增数列”的充分不必要条件.故选A. A 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)若等比数列{an}是递减数列,且a2+a4=30,a2a4=144,则公比q = ⁠. 解析:∵a2+a4=30,a2a4=144,∴a2,a4是方程x2-30x+144=0的两 个实数根(a2>a4),∴a2=24,a4=6,∴q2= = = ,解得q= 或q=- (舍去). ​ 数学·选择性必修第二册 目 录 知识点二 等比数列的判定与证明 02 PART 目 录 问题2 若数列{an}中an≠0,则由 =a1a3能判定{an}是等比数列吗?若 是 =anan+2呢? 提示: =a1a3可变为 = ,可判断a1,a2,a3成等比数列,但无法确 定整个数列是等比数列,而 =anan+2可变为 = ,考虑n的任 意性,可以判定数列为等比数列. 数学·选择性必修第二册 目 录 【知识梳理】 判定与证明等比数列的方法 (1)定义法: = (n∈N*且n≥2,q是不为0的常数); (2)等比中项法: = (n∈N*且n≥2); (3)通项公式法:an= = ·qn=A·qn(A≠0). q  an-1an+1  a1qn-1  数学·选择性必修第二册 目 录 【例2】 已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+n-1. (1)求证:数列{an+n}为等比数列; 解:证明:由an+1=2an+n-1,得an+1+n+1=2an+2n=2(an+ n),易知an+n≠0, ∴ =2,且a1+1=2, ∴数列 {an+n}是首项与公比都为2的等比数列. (2)求数列{an}的通项公式. 解:由(1)得an+n=2·2n-1=2n,∴an=2n-n. 数学·选择性必修第二册 目 录 【规律方法】  判断一个数列是等比数列需注意 (1)证明{an}为等比数列常用定义法; (2)用定义法证明时, 和 中的n的范围不同. 数学·选择性必修第二册 目 录 训练2 (1)已知数列{an}的各项均不为零,若命题甲:anan+3=an+1an +2(n∈N*);命题乙:数列{an}是等比数列,则甲是乙的( B ) 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 B 解析:若anan+3=an+1an+2,则 = ,当an=1,an+1=2,an+2= 3,an+3=6时满足 = =2,但数列{an}不是等比数列,所以充分 性不成立;若数列{an}是等比数列,则 = =q,所以anan+3=an+ 1an+2,必要性成立,所以甲是乙的必要不充分条件.故选B. 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn= (an-1)(n∈N*).证 明:数列{an}是等比数列. 证明:因为Sn= (an-1),所以Sn+1= (an+1-1), 两式相减,得an+1= an+1- an,即an+1=- an. 又当n=1时,a1=S1= (a1-1),所以a1=- . 所以数列{an}是首项为- ,公比为- 的等比数列. 数学·选择性必修第二册 目 录 知识点三 等比数列的性质 03 PART 目 录 问题3 (1)类比等差数列中“若m,n∈N*, 则an=am+(n-m) d”,能否找到等比数列中任意两项an,am的关系呢? 提示:类比可得an=amqn-m.由等比数列的定义可知an=a1qn-1,am= a1qm-1,两式相除可得 = =q(n-1)-(m-1)=qn-m,即an= amqn-m. 数学·选择性必修第二册 目 录 (2) 类比等差数列中“若m+n=k+l,m,n,k,l∈N*,则am+an =ak+al”,能否发现等比数列中相似的关系呢? 提示:类比可得aman=akal,其中m+n=k+l,m,n,k,l∈N*.推导 过程:am=a1qm-1,an=a1qn-1,ak=a1qk-1,al=a1ql-1,所以aman= a1qm-1·a1qn-1= qm+n-2,akal=a1qk-1·a1ql-1= qk+l-2,因为m +n=k+l,所以有aman=akal. 数学·选择性必修第二册 目 录 【知识梳理】 {an}是等比数列,首项为a1,公比为q,则: (1)an=am· (n,m∈N*); (2)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则 ⁠; 特别地,①若m+n=2r,则aman= ,m,n,r∈N*;②a1an=a2an- 1=…=aian+1-i=…(i=1,2,3,…,n); (3)若m+n+t=p+r+s,则amanat=aparas,其中m,n,t,p, r,s∈N*; (4)若m,n,p(m,n,p∈N*)成等差数列,则am,an,ap成等比 数列. qn-m  aman=apaq  数学·选择性必修第二册 目 录 【例3】 (链接教材P31练习5题)在等比数列{an}中. (1)已知a5=4,a9=16,则a7= ⁠; 解析: 设等比数列{an}的公比为q,则a7=a5q2>0.由等比中项的性 质可得 =a5a9=64,解得a7=8. (2)若an>0,a5a7+2a6a8+a6a10=49,则a6+a8= ⁠; 解析:由等比中项,化简条件得 +2a6a8+ =49,即(a6+a8)2= 49,因为an>0,所以a6+a8=7. 8 7 数学·选择性必修第二册 目 录 (3)若an>0,a5a6=9,则log3a1+log3a2+…+log3a10= ⁠. 解析:由等比数列的性质知a5a6=a1a10=a2a9=a3a8=a4a7=9,所以 log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1a2·…·a10)=log3[(a1a10) (a2a9)·(a3a8)(a4a7)(a5a6)]=log395=10. 10 数学·选择性必修第二册 目 录 【规律方法】  利用等比数列的性质解题 (1)基本思路:充分发挥项的“下标”的指导作用,分析等比数列项与 项之间的关系,选择恰当的性质解题; (2)优缺点:简便快捷,但是适用面窄,有一定的思维含量. 数学·选择性必修第二册 目 录 训练3 (1)已知在等比数列{an}中,有a3a7a10=9,则a4 = ( B ) A. 3 B. 9 C. 20 D. 无法计算 解析:由等比数列多项之间的下标和的关系可知3+7+10=4+8+8,故 a4 =9. B 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)在等比数列{an}中,a6·a12=6,a4+a14=5,则 =( A ) A. 或 B. C. 或 D. 或 A 解析:由a6·a12=a4·a14=6,且a4+a14=5,解得a4=2,a14=3或a4= 3,a14=2,若a4=2,a14=3,则q10= ,即 = ;若a4=3,a14=2, 则q10= ,即 = . 数学·选择性必修第二册 目 录 1. 在等比数列{an}中,若a3=8,a6=64,则公比q=(  ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 8 解析: 由a6=a3q3,得q3=8,所以q=2. √ 数学·选择性必修第二册 目 录 2. 在等比数列{an}中,若a2a6+ =π,则a3a5=(  ) A. B. C. D. 解析: 因为a2a6= =a3a5,所以a3a5= . √ 数学·选择性必修第二册 目 录 3. 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 解析: 如等比数列{(-1)n}的公比为-1,是摆动数列,不具有单调 性;等比数列{( )n}的公比为 ,是递减数列;等比数列{-( )n}的 公比为 ,是递增数列. √ 数学·选择性必修第二册 目 录 4. 已知数列{an}的前n项和为Sn=2n+a,试判断{an}是否是等比数列. 解:an=Sn-Sn-1=2n+a-2n-1-a=2n-1(n≥2).当n≥2时, = =2; 当n=1时, = = . 故当a=-1时,数列{an}成等比数列,其首项为1,公比为2; 当a≠-1时,数列{an}不是等比数列. 数学·选择性必修第二册 目 录 课堂小结 1. 理清单 (1)等比数列的通项公式与指数函数的关系; (2)等比数列的判定与证明; (3)等比数列的性质. 2. 应体会 (1)等比数列的通项公式与指数函数的关系体现了函数思想; (2)等比数列的判定与证明要注意类比法的应用; (3)解决与等比数列性质有关的问题要注意分类讨论思想与方程思想的 应用. 3. 避易错 易忽视等比数列性质的使用条件. 数学·选择性必修第二册 目 录 课时作业 04 PART 目 录 1. 在等比数列{an}中,如果a6=6,a9=9,则a3=(  ) A. 4 B. C. D. 2 解析: 由等比数列的性质可得 =a9a3,得a3=4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 数学·选择性必修第二册 目 录 2. 已知{an}为等比数列,若a2+4a4=4a3,则{an}的公比q=(  ) A. -2 B. 2 C. - D. 解析: 根据等比数列定义由a2+4a4=4a3可得a2+4a2q2=4a2q,显然 a2≠0,所以4q2-4q+1=0,解得q= .故选D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 3. 若数列{an}是公比为q的递增等比数列,则(  ) A. a1>0,q>1 B. a1(q-1)>0 C. (a1-1)q>0 D. (a1-1)q<0 解析: 依题意,不妨设a1=1,q=2,数列是递增的等比数列,由此判 断C、D选项错误.设a1=-1,q= ,数列是递增的等比数列,由此判断 A选项不正确.故正确的选项为B. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 4. 在等比数列{an}中,a3a4a6a7=81,则a1a9=(  ) A. 9 B. -9 C. ±9 D. 18 解析: 因为{an}为等比数列,所以a3a7=a4a6=a1a9.所以(a1a9)2= 81,即a1a9=±9.因为在等比数列{an}中,奇数项(或偶数项)的符号相 同,所以a1,a9同号,所以a1a9=9. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 5. 数列{an}满足a1=1,an+1=tan+t(n∈N*,t≠0),则“t= ”是 “数列{an}是等比数列”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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 解析: 当t= 时,由a1=1得a2= + =1,a3= + =1,…,an= 1,所以{an}是等比数列,充分性成立;反之若{an}是等比数列,则a2= ta1+t=2t,a3=ta2+t=2t2+t,又因为a1,a2,a3也成等比数列,所以 =a1a3,即4t2=2t2+t,又t≠0,所以t= ,此时an=1(n∈N*), 满足题意,必要性也成立.所以“t= ”是“数列{an}是等比数列”的充 要条件.故选C. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 6. 〔多选〕已知等比数列{an},则下面式子对任意正整数k都成立的是 (  ) A. ak·ak+1>0 B. ak·ak+2>0 C. ak·ak+1·ak+2>0 D. ak·ak+1·ak+2·ak+3>0 解析:  对于A,当q<0时,ak·ak+1<0,A不一定成立;对于B, ak·ak+2=(akq)2>0,B成立;对于C,ak·ak+1·ak+2=(ak+1)3>0 不一定成立,C不一定成立;对于D,ak·ak+1·ak+2·ak+3=(ak+1·ak +2)2>0一定成立,故选B、D. √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 7. 在等比数列{an}中,存在正整数m,有am=3,am+5=24,则am+15 = ⁠. 解析:由题意知q5= =8,am+15=am·q15=3×83=1 536. 1 536 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 8. 在等比数列{an}中,a2·a10=6,a2+a10=5,则 =   或  . 解析:由a2·a10=6,a2+a10=5,得a2和a10为方程x2-5x+6=0的两个 根,解得a2=2,a10=3或a2=3,a10=2,设等比数列{an}的公比为q,所 以 = = = 或 . 或 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 9. 已知等比数列{an}中,am·am+10=a,am+20·am+30=b(m∈N*), 则am+40·am+50= ⁠. 解析:由等比数列性质an+p=an·qp,b=am+20·am+30=am·q20·am+ 10·q20=(am·am+10)q40=aq40,∴q40= ,故am+40·am+50= (am·am+10)·q80=a·( )2= . ​ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 10. 已知等比数列{an}的各项均为正数,且2a1+3a2=1, =9a2a6. (1)求数列{an}的通项公式; 解: 设数列{an}的公比为q, 由 =9a2a6得 =9 ,所以q2= . 由已知q>0,故q= . 由2a1+3a2=1得2a1+3a1q=1,所以a1= . 故数列{an}的通项公式为an= . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求数列{bn}的通项公式. 解: bn=log3a1+log3a2+…+log3an =-(1+2+…+n)=- . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 11. 已知等比数列{an}是递减数列,前n项的积为Tn,若T13=4T9,则 a8a15=(  ) A. ±2 B. ±4 C. 2 D. 4 解析: ∵T13=4T9,∴a1a2·…·a9a10a11a12a13=4a1a2·…·a9, ∴a10a11a12a13=4.又∵a10·a13=a11·a12=a8·a15,∴(a8·a15)2= 4,∴a8a15=±2.又∵{an}为递减数列,∴q>0,∴a8a15=2. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 12. 已知两个等比数列{an},{bn},满足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2 -a2=2,b3-a3=3.若数列{an}唯一,则a=(  ) A. B. C. D. 1 解析: 设{an}的公比为q,由b1=1+a,b2=2+a2,b3=3+a3且 =b1b3⇒(2+aq)2=(1+a)·(3+aq2)⇒aq2-4aq+3a-1=0, 由a>0得Δ=4a2+4a>0,所以方程有两个不相等的实数根.由{an}唯 一,知方程必有一根为0,代入方程aq2-4aq+3a-1=0中,得a= . √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 13. 设等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…an的最大值 为 ⁠. 解析:法一 设{an}的公比为q,依题意得 解得 所以an=( )n-4,从而a1a2…an=( = ( , 64 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 当n=3或n=4时, [(n- )2- ]取到最 小值-6,此时( 取到最大值26,所以a1a2…an的最 大值为64. 法二 设{an}的公比为q,由a1+a3=10,a2+a4=5,得a1=8,q= , 则a2=4,a3=2,a4=1,a5= ,所以a1a2…an≤a1a2a3a4=64. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 14. 设数列{an}的前n项和为Sn,Sn=an-4an+1,S1=-1. (1)证明:数列{2an+1-an}为等比数列; 解: 证明:∵Sn=an-4an+1①,∴Sn+1=an+1-4an+2②, ②-①⇒an+1=an+1-4an+2-an+4an+1,∴4an+2=4an+1-an, 故4an+2-2an+1=2an+1-an,∴2an+2-an+1= (2an+1-an), 而在①式中令n=1⇒a1=a1-4a2,又S1=-1, ∴a2=0,∴2a2-a1=1≠0, ∴{2an+1-an}是首项为1,公比为 的等比数列. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)求数列{an}的通项公式. 解: 由(1)得,2an+1-an= , 则2nan+1-2n-1an=1, ∴数列{2n-1an}是首项为-1,公差为1的等差数列. ∴2n-1an=n-2,∴an= . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 15. 设数列{an}是公比小于1的正项等比数列,已知a1=8,且a1+13, 4a2,a3+9成等差数列. (1)求数列{an}的通项公式; 解:设数列{an}的公比为q. 由题意,可得an=8qn-1,且0<q<1. 由a1+13,4a2,a3+9成等差数列,知8a2=30+a3,所以64q=30+8q2, 解得q= 或q= (舍去), 所以an=8×( )n-1=24-n,n∈N*. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 (2)若bn=an(n+2-λ),且数列{bn}是递减数列,求实数λ的取值 范围. 解: bn=an(n+2-λ)=(n+2-λ)·24-n, 由bn>bn+1, 得(n+2-λ)·24-n>(n+3-λ)·23-n, 即λ<n+1, 所以λ<(n+1)min=2, 故实数λ的取值范围为(-∞,2). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 数学·选择性必修第二册 目 录 THANKS 演示完毕 感谢观看 $

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4.3.1 第2课时 等比数列的判定及性质(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册(人教A版)
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