内容正文:
限时练习:40min 完成时间: 月 日 天气:
寒假作业11 等比数列
1.等比数列的有关概念
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母表示,定义的表达式为.
2.等比数列的通项公式
(1)等比数列的通项公式
设等比数列的首项为,公比为,则它的通项公式.
(2)等比数列的通项公式推广形式:
3.等比中项
(1)等比中项:如果,,成等比数列,那么叫做与的等比中项.
即是与的等比中项⇔,,成等比数列⇒.
(2)等比中项的推广:若时,则,特别地,当时,.
4.等比数列的前n项和
(1)等比数列的前n项和公式
等比数列的公比为,其前项和为
(2)为等比数列,公比为(当时,不为偶数).
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
题型一 等比数列的定义
1.(25-26高二上·江苏·期末)已知等比数列的公比不为1,且成等差数列,则数列的公比为( )
A. B. C. D.2
2.(24-25高二下·安徽亳州·期末)已知数列满足,则( )
A.64 B.128 C.256 D.512
3.(2024·黑龙江·二模)在公差不为0的等差数列中,,,是公比为2的等比数列,则( )
A.11 B.13 C.15 D.17
4.(2024·贵州·三模)已知数列满足且,则( )
A. B. C. D.1
5.(23-24高二下·北京石景山·期末)已知数列是等比数列,且,,则 .
6.已知等比数列{}中,,则{}的公比q= .
题型二 求数列的通项公式
1.(25-26高二上·天津滨海新·月考)已知数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·江苏·期末)设为数列的前n项和,若则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二上·广西·月考)已知是递增的等比数列,若,,则 .
4.(25-26高二上·江苏·期末)已知等比数列满足,则数列的通项公式 .
5.(25-26高二上·陕西西安·月考)数列的前项和为,且满足.则的通项公式为 .
6.(25-26高三上·江苏·月考)已知数列的前项和为,且满足,,则数列的通项公式为 .
7.(25-26高二上·上海·开学考试)已知数列中,,,那么该数列通项公式
题型三 等比中项
1.(25-26高二上·福建·月考)在等比数列中,若是方程的两个根,则的值是( )
A. B. C.2 D.
2.(25-26高二上·湖南长沙·月考)设,,若9是与的等比中项,则的最小值为( )
A.4 B.2 C. D.
3.(25-26高二上·陕西延安·月考)若1,,,4成等差数列;1,,,,4成等比数列,则等于( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·湖北武汉·月考)已知等差数列的公差,若,,构成等比数列,则 .
5.(25-26高三上·上海·开学考试)若为等差数列的前项和,,则与的等比中项为 .
题型四 等比数列的前n项和
1.(25-26高二上·江苏·期末)已知数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·江苏·期末)已知为等比数列,且,则( )
A.189 B.93 C.63 D.33
3.(25-26高二上·甘肃平凉·月考)已知为等比数列的前项和,若,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·山东青岛·月考)设数列的前n项和为,若,则=( )
A.-63 B.-31 C.31 D.63
5.(25-26高二上·上海浦东新·月考)已知等比数列,第三项是12,第六项是96,则 .
6.(25-26高二上·江苏·期末)记为数列的前项和,若,则 .
题型五 等比数列的证明
1.(25-26高二上·河北衡水·月考)已知数列中,,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
2.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知数列满足.
(1)求证:为等比数列,并求出的通项公式;
(2)保持数列中各项先后顺序不变,在与之间插入个1,使它们和原数列的项构成一个新的数列,记的前项和为,求的值.
3.(25-26高二上·江苏·期末)在数列中,已知.
(1)证明:是等比数列;
(2)求的前项和.
4.(25-26高二上·广西·月考)已知数列满足.
(1)证明是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)令,求数列前项的和.
题型六 综合应用
1.(25-26高二上·河北·月考)已知数列的通项公式为,数列为公比大于0的等比数列,且,.
(1)求数列的前n项和,数列的通项公式及前n项和;
(2)令,求数列的前n项和.
2.(25-26高二上·重庆江北·月考)已知数列是公差不为0的等差数列,其前项和为,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
3.(25-26高二上·福建宁德·月考)记数列的前n项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)若,数列的前n项和为,求;
(3),数列中的最大项是第k项,求正整数k的值.
4.(25-26高二上·福建厦门·月考)已知正项数列的前项为,且满足,等比数列是递增数列,,为其前项和,且满足.
(1)求,的通项公式;
(2)设,当时,若对任意的恒成立,求的最大值.
1.(25-26高二上·甘肃庆阳·期中)已知数列的前n项和为,且.设,则=( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·北京·期中)定义:已知数列,,,若,,使,则称,互为阶友好数列.已知为无穷项等差数列,是数列的前项和,是公比为的无穷项等比数列,,.下列说法正确的是( )
A.若,则,,互为5阶友好数列
B.若,则,,互为5阶友好数列
C.若,则,使,互为4阶友好数列
D.若,则,使,互为4阶友好数列
3.(25-26高三上·重庆·月考)已知数列{an}满足数列的前n项和,则( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二上·河北衡水·月考)(多选题)下列命题中正确的是( )
A.在等比数列中,为其前项和,若,则
B.在数列中,,,则的最小值是9
C.若,则
D.在数列中,,,,则
5.(25-26高二上·福建漳州·期中)无穷数列满足:对于,,其中p为常数,则称数列为P数列.若一个公比为的等比数列为“P数列”,则 ;若,,是首项为1,公比为3的等比数列,在与之间依次插入数列中的k项构成新数列:,,,,,,,,,,…,则数列前30项的和
1.(2025高二·全国·专题练习)斐波那契数列又称为黄金分割数列,在现代物理、化学等领域都有应用.斐波那契数列满足,,给出下列四个结论:
①存在,使得,,成等差数列;
②存在,使得,,成等比数列;
③存在常数t,使得对任意,都有,,成等差数列;
④存在正整数,,…,,且,使得.
其中所有正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(25-26高二上·江苏扬州·月考)(多选题)有一列数:1,1,2,3,5,8,...,该数列的特点是:前两个数均为1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和.人们把这样的一列数组成的数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列(当趋向于无穷大时,前一项与后一项的比值越来越逼近黄金分割0.618).在现代物理、准晶体结构、股市研究等领域,斐波那契数列都有应用,现将数列中的各项除以4所得余数按原顺序构成的数列记为,则下列结论正确的有( )
A.
B.,若数列为等比数列,公比为,则
C.
D.
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限时练习:40min 完成时间: 月 日 天气:
寒假作业11 等比数列
1.等比数列的有关概念
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母表示,定义的表达式为.
2.等比数列的通项公式
(1)等比数列的通项公式
设等比数列的首项为,公比为,则它的通项公式.
(2)等比数列的通项公式推广形式:
3.等比中项
(1)等比中项:如果,,成等比数列,那么叫做与的等比中项.
即是与的等比中项⇔,,成等比数列⇒.
(2)等比中项的推广:若时,则,特别地,当时,.
4.等比数列的前n项和
(1)等比数列的前n项和公式
等比数列的公比为,其前项和为
(2)为等比数列,公比为(当时,不为偶数).
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
题型一 等比数列的定义
1.(25-26高二上·江苏·期末)已知等比数列的公比不为1,且成等差数列,则数列的公比为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】等差中项的应用、等比数列的定义、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据等差中项可得,再结合等比数列通项公式运算求解.
【详解】设等比数列的公比为,,
因为成等差数列,则,
即,且,
可得,即,解得或
又因为,所以.
故选:A.
2.(24-25高二下·安徽亳州·期末)已知数列满足,则( )
A.64 B.128 C.256 D.512
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】等比数列的定义、根据数列递推公式写出数列的项
【分析】根据题意,得,则.
【详解】根据题意,,
则,即,
即数列的奇数项和偶数项分别成公比为2的等比数列,
又,所以.
故选:B
3.(2024·黑龙江·二模)在公差不为0的等差数列中,,,是公比为2的等比数列,则( )
A.11 B.13 C.15 D.17
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】等比数列的定义、等差数列通项公式的基本量计算
【分析】利用基本量法可求的值.
【详解】设等差数列的公差为,则,
因为,,是公比为2的等比数列,
所以,由前者得到,代入后者可得,
故,
故选:C.
4.(2024·贵州·三模)已知数列满足且,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、等比数列的定义
【分析】由条件得数列为等比数列,利用等比数列的通项公式列方程求解.
【详解】因为数列满足,所以数列是公比为2的等比数列,
因为,则,解得.
故选:A.
5.(23-24高二下·北京石景山·期末)已知数列是等比数列,且,,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】等比数列的定义
【分析】根据等比数列的定义得到,然后利用已知项的值即可得到结果.
【详解】由是等比数列,知.
所以.
故答案为:.
6.已知等比数列{}中,,则{}的公比q= .
【答案】2
【难度】0.94
【知识点】等比数列的定义
【分析】由定义直接求出公比.
【详解】因为在等比数列{}中,,
所以{}的公比q=.
故答案为:2
题型二 求数列的通项公式
1.(25-26高二上·天津滨海新·月考)已知数列的前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】由递推关系式求通项公式、写出等比数列的通项公式、利用an与sn关系求通项或项
【分析】利用与的关系以及的值证明得到数列是从第 1项起是公比为 3 的等比数列,得
【详解】已知,
则当时,,
两式相减得到,即 ;
所以数列是从第 2 项起是公比为 3 的等比数列,
当时,;
所以数列是从第 1项起是公比为 3 的等比数列,
所以;
故选:A.
2.(25-26高二上·江苏·期末)设为数列的前n项和,若则数列的通项公式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、由定义判定等比数列、利用an与sn关系求通项或项
【分析】当时,可得,两式相减,求得,得到数列为等比数列,进而求得其通项公式.
【详解】由,当时,可得,
两式作差,可得,即,
所以,即,
当时,可得,即,解得,
所以数列是以为首项,公比为的等比数列,
所以数列的通项公式为.
故选:D.
3.(25-26高二上·广西·月考)已知是递增的等比数列,若,,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、等比数列下标和性质及应用
【分析】根据等比数列的通项公式及性质求解即可.
【详解】设等比数列的公比为.
由等比数列的性质可知,又,
所以是方程的两个根,解得或27,
又是递增的等比数列,所以.所以.
故.
故答案为:.
4.(25-26高二上·江苏·期末)已知等比数列满足,则数列的通项公式 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据等比数列通项公式即可得到方程组,解出即可.
【详解】由题意得,结合,解得,
则.
故答案为:.
5.(25-26高二上·陕西西安·月考)数列的前项和为,且满足.则的通项公式为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据和的关系得到,然后再验证不满足该式,最后根据等比数列通项公式即可求解.
【详解】由可得,两式作差得,即,
又,所以,,不满足,
所以
故答案为:
6.(25-26高三上·江苏·月考)已知数列的前项和为,且满足,,则数列的通项公式为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、写出等比数列的通项公式
【分析】先求得,当时,根据,可得,最后由等比数列的定义求解即可.
【详解】当时,则有,解得,
当时,
则有,
所以,
即,
所以,
所以数列是等比数列,其首项为,公比,
所以.
当时也符合,所以.
故答案为:
7.(25-26高二上·上海·开学考试)已知数列中,,,那么该数列通项公式
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由递推关系证明等比数列、写出等比数列的通项公式、由递推关系式求通项公式
【分析】由数列递推式变形构造等比数列,利用等比数列的基本量运算即可求出其通项公式.
【详解】由可得,,
因,故数列是首项为3,公比为3的等比数列,
则,即得.
故答案为:.
题型三 等比中项
1.(25-26高二上·福建·月考)在等比数列中,若是方程的两个根,则的值是( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】等比中项的应用、等比数列下标和性质及应用
【分析】根据韦达定理以及等比数列的性质即可求解.
【详解】由于是方程的两个根,故,,
因此,从而,
又是等比数列,故,,
故选:B
2.(25-26高二上·湖南长沙·月考)设,,若9是与的等比中项,则的最小值为( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】等比中项的应用、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】先求出,再利用基本不等式即可求出答案.
【详解】因为是与的等比中项,
所以,即,所以,
,
因为,,所以,当且仅当,即时,等号成立,
所以,
所以的最小值为.
故选:D.
3.(25-26高二上·陕西延安·月考)若1,,,4成等差数列;1,,,,4成等比数列,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、等比中项的应用、等比数列的其他性质
【分析】利用等差数列的通项公式得、等比中项的性质及等比数列通项公式得,即可求.
【详解】若1,,,,4的公比为,则,
由题设,,则(负值舍),
所以.
故选:A
4.(25-26高三上·湖北武汉·月考)已知等差数列的公差,若,,构成等比数列,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、等比中项的应用
【分析】利用等比中项的性质求出的关系,结合等差数列的通项公式,即可求得答案.
【详解】由题意知等差数列的公差,,,构成等比数列,
则,即,
即得,则,
故,
故答案为:
5.(25-26高三上·上海·开学考试)若为等差数列的前项和,,则与的等比中项为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】等差数列前n项和的其他性质及应用、等比中项的应用
【分析】先由等差数列前n项和的性质求得,然后利用等比中项的概念求解即可.
【详解】由题意为等差数列的前项和,,
则由等差数列前n项和的性质得,解得,
则与的等比中项.
故答案为:
题型四 等比数列的前n项和
1.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知实数成等比数列,则( )
11.(25-26高二上·江苏·期末)已知数列的前n项和为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据,可求出首项,继而结合的关系可判断为等比数列,即可求得答案.
【详解】由题意知,当时,,即,
当时,,则,
即,,
故是以为首项,3为公比的等比数列,
故,
故选:C.
2.(25-26高二上·江苏·期末)已知为等比数列,且,则( )
A.189 B.93 C.63 D.33
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】等比数列前n项和的基本量计算
【分析】应用等比数列的前n项和公式计算求解.
【详解】因为为等比数列,且,
则.
故选:A.
3.(25-26高二上·甘肃平凉·月考)已知为等比数列的前项和,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】等比数列前n项和的基本量计算、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】由等比数列的性质及前项和求解.
【详解】设等比数列的公比为,
由,得,
又,所以,解得,
又,所以,
所以.
故选:B.
4.(25-26高三上·山东青岛·月考)设数列的前n项和为,若,则=( )
A.-63 B.-31 C.31 D.63
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】等比数列的定义、等比数列前n项和的基本量计算、利用an与sn关系求通项或项
【分析】本题首先根据可判断出数列是公比为的等比数列,然后根据计算得出,最后根据等比数列前项和公式即可得出结果.
【详解】因为,所以,
所以,,其中,
而,结合可得,此时,
故数列是公比为的等比数列,
所以.
故选:D
5.(25-26高二上·上海浦东新·月考)已知等比数列,第三项是12,第六项是96,则 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】等比数列通项公式的基本量计算、求等比数列前n项和
【分析】先通过等比数列的通项公式求出首项和公比,再用前项和公式计算即可.
【详解】因为,,代入通项公式,
得:
除以,消去得:,
因此,公比,
将代入:
即:,解得:,
把,,, 代入()得:
.
故答案为:.
6.(25-26高二上·江苏·期末)记为数列的前项和,若,则 .
【答案】63
【难度】0.65
【知识点】求等比数列前n项和、等比数列前n项和的基本量计算、利用an与sn关系求通项或项
【分析】根据与的关系,可得为等比数列,进而根据等比数列的前项和公式可得.
【详解】当时,,得,
当时,,得,
故是以为首项,为公比的等比数列,
故.
故答案为:.
题型五 等比数列的证明
1.(25-26高二上·河北衡水·月考)已知数列中,,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【难度】0.65
【知识点】由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)变形为,进而利用等比数列定义证明即可;
(2)先求得,然后结合等比数列求和公式,利用分组求和法求解即可.
【详解】(1)因为,所以,
设,则,
又因为,
所以是以2为首项,4为公比的等比数列.
(2)由(1)可知,是以2为首项,4为公比的等比数列,
则,
所以
.
2.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知数列满足.
(1)求证:为等比数列,并求出的通项公式;
(2)保持数列中各项先后顺序不变,在与之间插入个1,使它们和原数列的项构成一个新的数列,记的前项和为,求的值.
【答案】(1)证明见解析,
(2)214
【难度】0.4
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据等比数列的定义即可求解;
(2)根据分组求和即可求解.
【详解】(1)因为,则,且,故是首项为2,公比为2的等比数列,所以,所以.
(2)因为与之间插入个1,
所以在中对应的项数为,
当时,,
当时,,
所以,,且.
因此.
3.(25-26高二上·江苏·期末)在数列中,已知.
(1)证明:是等比数列;
(2)求的前项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)在已知递推式两边同时减1,即可构造出结果;
(2)由(1)得,通过分组求和结合等比数列前项和公式即可得结果.
【详解】(1)由,得
又,所以是首项为3,公比为3的等比数列.
(2)由(1)可得,即.
4.(25-26高二上·广西·月考)已知数列满足.
(1)证明是等比数列,并求数列的通项公式;
(2)令,求数列前项的和.
【答案】(1)证明见解析,;
(2)
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、由递推关系证明等比数列、求等比数列前n项和、错位相减法求和
【分析】(1)根据条件可得,利用等比数列的定义推理得证,再求出等比数列通项公式.
(2)由(1)得,再利用错位相减法求和即得.
【详解】(1)由,得,而,
所以是首项为5,公比为5的等比数列,则,即.
(2)由(1)得,
则,
于是,
两式相减得
,则,
所以数列前项的和.
题型六 综合应用
1.(25-26高二上·河北·月考)已知数列的通项公式为,数列为公比大于0的等比数列,且,.
(1)求数列的前n项和,数列的通项公式及前n项和;
(2)令,求数列的前n项和.
【答案】(1),,;
(2).
【难度】0.65
【知识点】求等差数列前n项和、等比数列通项公式的基本量计算、求等比数列前n项和、错位相减法求和
【分析】(1)根据等差数列前项和公式即可求出,求出公比,再利用等比数列通项公式和求和公式即可得到;
(2)写出,再利用错位相减法即可得到答案.
【详解】(1)因为数列的通项公式为,故,
所以数列是首项和公差均为1的等差数列,
所以.
因为数列为公比大于0的等比数列,且,
设公比为,则,解得或(舍去),
所以.
所以.
(2)由(1)可得,
所以①.
②.
①②得,
所以.
2.(25-26高二上·重庆江北·月考)已知数列是公差不为0的等差数列,其前项和为,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】求等差数列前n项和、等比中项的应用、求等比数列前n项和、分组(并项)法求和
【分析】(1)根据等差数列的前项和公式、等比中项性质列方程组求解即可.
(2)通过分组求和法,结合等差数列的前项和公式、等比数列的前项和公式求解即可.
【详解】(1)设等差数列的首项为,公差为().
由题意知,即,解得,
所以,
故数列的通项公式为:.
(2)由题意得.
所以
.
故数列的前项和为:.
3.(25-26高二上·福建宁德·月考)记数列的前n项和为,已知,.
(1)求的通项公式;
(2)若,数列的前n项和为,求;
(3),数列中的最大项是第k项,求正整数k的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.65
【知识点】确定数列中的最大(小)项、求等比数列前n项和、错位相减法求和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据给定的递推关系,结合计算,再利用等差数列定义求出通项公式.
(2)由(1)的结论求出,再利用错位相减法求和即得.
(3)由(1)(2)的结论求出,确定数列的单调性求出最大项.
【详解】(1)在数列中,,
当时,,解得,
当时,,即,
又,所以,
因此是首项为1,公差为2的等差数列,.
所以的通项公式为.
(2)由(1)得,则,
于是,
两式相减得,
所以.
(3)由(1)(2)得,则,
令,得,又,则解得,
当时,得,即,因此数列从第2项起单调递减,
所以数列中的最大项为第2项,即.
4.(25-26高二上·福建厦门·月考)已知正项数列的前项为,且满足,等比数列是递增数列,,为其前项和,且满足.
(1)求,的通项公式;
(2)设,当时,若对任意的恒成立,求的最大值.
【答案】(1),;
(2)
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、求等比数列前n项和、利用an与sn关系求通项或项
【分析】(1)根据得出的递推公式,从而可判断为等差数列,利用等比数列的求和公式计算出公比,即可得出其通项公式;
(2)分别求出与的前项和,分离参数得出,判断函数的单调性,求出的最小值即可得出的取值范围.
【详解】(1)由于①,
当时②,
①-②得,
,
,,
又当时,得,,
故是以为首项,为公差的等差数列,,
等比数列是递增数列,,故公比,
由可得,解得,故;
(2)数列的前项和,
数列的前项和,,
由题意可知,只需即可,,
当时,;当时,,故,
,故实数的最大值为.
1.(25-26高二上·甘肃庆阳·期中)已知数列的前n项和为,且.设,则=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】利用an与sn关系求通项或项、裂项相消法求和、由递推关系证明等比数列
【分析】先根据与的关系求数列的通项公式,再利用裂项相消求和.
【详解】当n=1时,,∴=2.
当时,,①,,②
∴①-②得,即.
∴数列是首项为2,公比为3的等比数列,
∴.
∴.
所以
.
故选:C
2.(25-26高二上·北京·期中)定义:已知数列,,,若,,使,则称,互为阶友好数列.已知为无穷项等差数列,是数列的前项和,是公比为的无穷项等比数列,,.下列说法正确的是( )
A.若,则,,互为5阶友好数列
B.若,则,,互为5阶友好数列
C.若,则,使,互为4阶友好数列
D.若,则,使,互为4阶友好数列
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】等差数列通项公式的基本量计算、求等差数列前n项和、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】根据阶友好数列的定义排除A、B、C.
【详解】A选项,当时,数列的公差为,,,
是公比为的无穷项等比数列,所以,
因为,,所以在上单调递增,
在上单调递减,
所以在上单调递增,
所以,
所以,当时,,则,
此时不存在,使得,不满足5阶友好数列的定义,故A错误;
B选项,当时,数列的公差为,,
当时,,
令,,
所以,可知在上单调递减,
所以,可知在上单调递减,
所以,即,
所以,则,
此时不存在,使得,不满足5阶友好数列的定义,故B错误;
C选项,由A知,,,
在上单调递增,则,
又因为,所以,,
则,即,
所以不存在,使,互为4阶友好数列;故C错误;
D选项,时,数列的公差为,,
取,时,,满足4阶友好数列,故D正确.
故选:D
3.(25-26高三上·重庆·月考)已知数列{an}满足数列的前n项和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】分组(并项)法求和、求等比数列前n项和、由递推关系式求通项公式
【分析】由已知得出是等比数列,可得其通项公式,由,可得,计算可得.
【详解】因为,
所以,
又,则,
所以是以3为首项,2为公比的等比数列.
于是,
因为,
所以,
又,
所以,
故选:A
4.(25-26高二上·河北衡水·月考)(多选题)下列命题中正确的是( )
A.在等比数列中,为其前项和,若,则
B.在数列中,,,则的最小值是9
C.若,则
D.在数列中,,,,则
【答案】ABD
【难度】0.4
【知识点】由递推关系式求通项公式、由递推数列研究数列的有关性质、求等比数列前n项和、前n项和与通项关系
【分析】对于A,求出,利用等比中项即可求出;对于B,利用累加法求得,再利用基本不等式即可判断;对于C,利用等比数列前项和公式即可求出;对于D,求出,然后证明当时,,从而得到,,,,累乘即可证明.
【详解】对于A,当时,,
当时,,
因为为等比数列,则,则,所以,故A正确;
对于B,由题意知,,所以,,,,,
把以上个等式相加,
得,,也满足上式,
所以,当且仅当时等号成立,故B正确;
对于C,因为,所以,解得,故C错误;
对于D,由题意知,,所以,,,
又因为,所以单调递增,
又因为在上单调递增,
当时,,所以,即,
所以当时,,,,,,
把以上6个不等式相乘,得,故D正确.
故选:ABD.
5.(25-26高二上·福建漳州·期中)无穷数列满足:对于,,其中p为常数,则称数列为P数列.若一个公比为的等比数列为“P数列”,则 ;若,,是首项为1,公比为3的等比数列,在与之间依次插入数列中的k项构成新数列:,,,,,,,,,,…,则数列前30项的和
【答案】 1622
【难度】0.4
【知识点】数列新定义、分组(并项)法求和、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】(1)根据等比数列的通项公式,列出“数列”的式子,变形后得,与无关,即可求解;
(2)由题意确定数列中前30项含有的前7项和数列的前23项,结合等差和等比数列的前项和公式,即可求解.
【详解】数列是等比数列,则,,
则,
因为与无关,所以,即;
由题意可知,,而,所以,
是首项为1,公比为3的等比数列,
而新数列中项(含)前共有项,
令,结合,解得:,
故数列中前30项含有的前7项和数列的前23项,
所以数列中前30项的和.
故答案为:;1622.
1.(2025高二·全国·专题练习)斐波那契数列又称为黄金分割数列,在现代物理、化学等领域都有应用.斐波那契数列满足,,给出下列四个结论:
①存在,使得,,成等差数列;
②存在,使得,,成等比数列;
③存在常数t,使得对任意,都有,,成等差数列;
④存在正整数,,…,,且,使得.
其中所有正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】数列新定义、等比中项的应用、等差中项的应用、由递推数列研究数列的有关性质
【分析】由,,成等差数列可判断①;假设,,成等比数列,求得,与斐波那契数列相邻两项的比为有理数矛盾,可判断②;利用递推公式得到,即,可判断③;写出斐波那契数列直接观察可判断④.
【详解】对于①,由,,,可得,即,,成等差数列,故①正确;
对于②,若存在,使得,,成等比数列,
可得.
又,代入得,即,
由于,解得,由斐波那契递推公式可得相邻两项的比为有理数,
与矛盾,故②错误;
对于③,,
即,若成等差数列,则,
所以,解得,所以当时,对任意,
都有,,成等差数列,
故③正确;
对于④,写出数列中的项:,,,,,,,,,55,,,,,,,,,可得,故④正确.
故选:C.
2.(25-26高二上·江苏扬州·月考)(多选题)有一列数:1,1,2,3,5,8,...,该数列的特点是:前两个数均为1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和.人们把这样的一列数组成的数列称为斐波那契数列,又称黄金分割数列(当趋向于无穷大时,前一项与后一项的比值越来越逼近黄金分割0.618).在现代物理、准晶体结构、股市研究等领域,斐波那契数列都有应用,现将数列中的各项除以4所得余数按原顺序构成的数列记为,则下列结论正确的有( )
A.
B.,若数列为等比数列,公比为,则
C.
D.
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】由递推数列研究数列的有关性质、等比数列通项公式的基本量计算
【分析】选项A,先确定数列的周期,再结合周期计算的值.选项B,结合等比数列定义与斐波那契数列递推关系,推导与公比的关系进行判断.选项C,利用的周期求出一个周期内的和,再结合项数的周期余数计算前2020项和.选项D,通过累加斐波那契数列的递推式,化简得到前项和与的关系.
【详解】由题意,斐波那契数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,...,
各项除以4所得余数按原顺序构成的数列记为,
可得数列的各项分别为,
所以数列是周期为6的周期数列.因为,
所以,故正确;
因为,且,
所以
,故C正确;
,若数列为等比数列,公比为,
则,又,
则,则,且,
则,且,故错误;
因为,
将上面各式相加得,
,
即,
则,
即,故D正确.
故选:ACD
3.(25-26高二上·江苏苏州·期中)如图,在一个大圆中放入两个半径之比为1:2的小圆,使得两小圆外切,且它们均内切于大圆,且三个切点共线,记为一次操作.之后的每次操作,都在前一次放入的较大的圆中进行上述操作,现有一个半径为1的大圆,则4次操作后图中最小的圆的半径为 ,次操作后图中所有圆的面积总和为 .
【答案】
【难度】0.4
【知识点】等比数列的简单应用、写出等比数列的通项公式、求等比数列前n项和
【分析】由题意可知小圆半径是首项为,公比为等比数列;大圆半径是首项为,公比为等比数列,结合等比数列前项和公式计算即可求解.
【详解】次操作后,小圆的半径依次为,
大圆的半径依次为,
所以小圆半径是首项为,公比为等比数列,
大圆半径是首项为,公比为等比数列,
4次操作后图中最小的圆的半径为;
次操作后,小圆面积和为:
,
大圆面积和为:
所以大圆与小圆面积和为,
则所有圆的面积总和为.
故答案为:
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