内容正文:
第04讲等比数列的概念
知识清单
知识点01:等比数列的概念
知识点02:等比中项
知识点03:等比数列的通项公式
题型讲解
(举三反三)
题型1:等比数列的定义
题型2:确定等比中项、等比中项的应用
题型3:写出等比数列的通项公式
题型4:等比数列通项公式的基本量计算
题型5:由递推关系证明等比数列
题型6:等比数列下标和性质及应用
题型7:等比数列的单调性
题型8:利用等比数列的通项公式求数列中的项
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点01等比数列的概念
文字
语言
一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0)
递推
关系
或
知识点02等比中项
如果在a与b中间插入一个数G(G≠0),使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.
若G是a与b的等比中项,则,所以=ab,即G=.
知识点03等比数列的通项公式
若等比数列{}的首项为,公比为q,则这个等比数列的通项公式是=(,q≠0).
题型1:等比数列的定义
【例1-1】(24-25高二下·辽宁辽阳·期末)“为等比数列”是“为等比数列”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
【答案】B
【分析】由等比数列定义逐一分析充分性和必要性即可得解.
【详解】若为等比数列,则,
所以,即一定是等比数列,故必要性成立;
若为等比数列,则,
所以,即不一定是等比数列,故充分性不成立.
故“为等比数列”是“为等比数列”的必要不充分条件.
故选:B
【例1-2】(24-25高二上·福建·期中)已知数列各项都是正数的数列,下列说法正确的是( )
A.若是等差数列,则是等差数列
B.若是等比数列,则是等比数列
C.若是等差数列,则是等比数列
D.若是等比数列,则是等差数列
【答案】C
【分析】利用等差数列、等比数列的定义逐项判断,可得出合适的选项.
【详解】对于AC选项,若数列为等差数列,设其公差为,则为正常数,
所以,数列是等比数列,
但不是常数,故数列不是等差数列,A错C对;
对于BD选项,若数列为等比数列,设其公比为,
则不是常数,故数列不是等比数列,
不是常数,故数列不是等差数列,BD都错.
故选:C.
【例1-3】已知数列是等比数列,且,,则 .
【答案】
【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:.
【变式1-1】(23-24高二下·北京房山·期中)已知等比数列的通项公式,则数列的公比为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】根据已知及等比数列的定义可得结果.
【详解】因为为等比数列且通项公式为,
所以公比,
故选:A.
【变式1-2】(24-25高二上·广东深圳·期末)已知,则“为正项等比数列”是“为等差数列”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】结合等差数列与等比数列的定义检验充分及必要性即可判断.
【详解】因为,则,
若为正项等比数列,则,
所以为常数,即为等差数列,充分性成立;
若为等差数列,则,
所以,即为正项等比数列,即必要性成立.
故选:A.
【变式1-3】已知等比数列{}中,,则{}的公比q= .
【答案】2
【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2:确定等比中项、等比中项的应用
【例2-1】(25-26高二上·天津滨海新·月考)已知实数成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等比中项的定义即可得到方程,解出即可.
【详解】由题意得,解得.
故选:D.
【例2-2】(25-26高二上·江苏淮安·月考)已知,,成等比数列,则的值是
【答案】
【分析】根据等比中项建立等式求解即可.
【详解】根据题意可知:,
解得:.
故答案为:
【例2-3】求下列各组数的等比中项:
(1)和;
(2)和;
(3)和.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据等比中项的性质可求各小问中的等比中项.
【详解】(1)和的等比中项为.
(2)和的等比中项为
(3)和的等比中项为
【变式2-1】(24-25高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列,若,为方程的两根,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由韦达定理可得,,根据等比中项可求,注意符号的判定.
【详解】因为等比数列,,为方程的两根,
所以,故,
又因为,
所以,同为负数,由等比数列的性质可知,等比数列的隔项同号,
所以.
故选:A.
【变式2-2】(24-25高一下·上海·期末)在等比数列中,,则 .
【答案】
【分析】由等比中项的性质易得结果.
【详解】由题意,可得,所以.
故答案为:.
【变式2-3】(24-25高二下·北京·期中)已知等差数列满足:,且成等比数列,数列的前n项和为.
(1)求数列的通项公式,前n项和;
(2)是否存在正整数n,使得?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)答案见解析
(2)存在,n=41
【分析】(1)由已知列式求解公差,可得数列的通项公式及前n项和;
(2)把Sn分类代入,求解得答案.
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由,且成等比数列,
得,解得或,
当时,,;
当时,,.
(2)当时,,此时不存在正整数n,使得成立;
当时,由,得,解得或.
此时存在正整数,使得成立
题型3:写出等比数列的通项公式
【例3-1】(24-25高二下·新疆吐鲁番·期中)已知在等比数列中,,公比,则数列的通项公式是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由等比数列的通项公式求得.
【详解】由等比数列的通项公式易得.
故选:B
【例3-2】(24-25高二上·天津红桥·期末)已知为等比数列,若,,则 .
【答案】
【分析】根据题意将,代入即可.
【详解】因为为等比数列,所以
故答案为:.
【例3-3】(24-25高二下·北京房山·期中)等比数列满足如下条件:①,②数列单调递减,写出满足上述两个条件的数列的一个通项公式 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据等比数列的性质进行求解即可.
【详解】等比数列为单调递减数列, ,
,满足上述条件的一个数列的通项公式为:
故答案为:(答案不唯一)
【变式3-1】(24-25高二上·重庆沙坪坝·期末)已知数列为等比数列,,公比,则的最大值为( )
A.16 B.32 C.64 D.128
【答案】C
【分析】可根据数列通项公式写出的表达式,进而得出结果.
【详解】,则,
当或4时,表达式取得最大值:.
故选:C.
【变式3-2】(24-25高二·上海·随堂练习)在数列中,,且,则 .
【答案】8
【分析】先判断数列为等比数列,利用等比数列的通项公式求解第四项;
【详解】因为,,所以为公比为2的等比数列,所以.
故答案为:8.
【变式3-3】(25-26高二下·全国·随堂练习)已知等比数列中,,公比,则 .
【答案】
【分析】由等比数列的通项公式即可得到结果.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
题型4:等比数列通项公式的基本量计算
【例4-1】(25-26高二上·广东汕头·期末)等比数列满足,则公比q的取值为( )
A. B.2 C.或2 D.3或
【答案】C
【分析】根据等比数列的通项公式,列式求解.
【详解】设等比数列的公比为,则,且,
所以,解得:或.
故选:C
【例4-2】(25-26高二上·天津南开·月考)已知是等比数列,,,则公比 .
【答案】2
【分析】根据等比数列的通项公式的性质直接运算即可.
【详解】因为,所以,所以.
故答案为:2
【例4-3】(2025高二·全国·专题练习)已知数列满足,,,,且,,成等差数列.求数列的通项公式.
【答案】
【分析】根据等差数列的性质求出 q的值,然后通过分奇偶项讨论求数列的通项公式.
【详解】因为,,成等差数列.
所以,
即,所以.
又因为,故,由,得.
当时,;
当时,.
所以的通项公式为.
【变式4-1】(24-25高二上·云南玉溪·期末)已知等比数列满足,则( )
A.9 B.36 C.54 D.72
【答案】B
【分析】设出等比数列的公比,利用等比数列的通项公式化简等式,可得答案.
【详解】因为数列为等比数列,设等比数列的公比为,
因为,
则,可得,解得,
所以.
故选:B.
【变式4-2】(25-26高二上·吉林·期末)在等比数列中,,公比.若,则的值为 .
【答案】6
【分析】根据等比数列的通项公式求解.
【详解】因为且,,所以,所以.
故答案为:6.
【变式4-3】(25-26高二上·河北邢台·月考)在等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)若为正项等比数列,且,,求.
【答案】(1)
(2)81
【分析】(1)由题目列方程组求出所以.
(2)结合(1)结果列方程组求出,,所以.
【详解】(1)设的公差为.由得
所以.
(2)设的公比为.由
得(舍去),.
所以.
题型5:由递推关系证明等比数列
【例5-1】如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的和除以与它前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做“和差等比数列”已知是“和差等比数列”,,,则满足使不等式的的最小值是( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】A
【分析】根据“和差等比数列”的定义,可得,化简可得,进而得到数列是首项为1,公比为2的等比数列,进而求出,再解不等式即可求解.
【详解】依题意,,化简得,
则数列是首项为1,公比为2的等比数列,
所以,
令,即,又,则,
即,所以满足使不等式的的最小值是8.
故选:A.
【例5-2】(24-25高二下·重庆·月考)在数列中,,则 .
【答案】
【分析】令,得到的比值是定值,由等比数列的定义知道数列是等比数列,并知道首项和公比,由等比数列的通项公式得到.
【详解】当时,,即 ,
∴数列是首项,公比的等比数列,
∴.
故答案为:.
【例5-3】(25-26高二·全国·假期作业)已知数列满足:,,.求证:成等比数列.
【答案】证明见解析
【分析】令,根据已知条件证明为常数即可.
【详解】由题意,,,即,
令,即,
则,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,
所以,
故数列为等比数列.
【变式5-1】已知数列的前项和,则“”是“为等比数列”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
【答案】C
【分析】根据等比数列、充要条件的定义判断可得答案.
【详解】若,
当时,,所以,
当时,,
所以,
可得,即,
可得是公比为2首项的等比数列;
若为等比数列,
可得当时,,所以,即,
则“”是“为等比数列”的充要条件.
故选:C.
【变式5-2】(24-25高二下·河南南阳·期中)已知数列满足,且,则 .
【答案】
【分析】由递推关系结合,确定,再对递推关系取倒数可得,再证明数列为等比数列,结合等比数列通项公式求数列的通项公式,再求结论.
【详解】因为,,
所以,,,,,
即,,
所以,
所以,又因为,
所以,,
所以,
所以数列为首项为,公比为的等比数列,
所以,
所以,故,
故答案为:.
【变式5-3】(25-26高二·全国·假期作业)已知数列中,,.求证:数列是等比数列.
【答案】证明见解析
【分析】由变形为,结合等比数列定义证明即可.
【详解】因为,则,
且,所以数列是以2为首项,4为公比的等比数列.
题型6:等比数列下标和性质及应用
【例6-1】(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
【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
【例6-2】(25-26高二上·北京·月考)在等比数列中,,,则 .
【答案】6
【分析】先应用等比数列下标和性质得出,进而得出,最后应用通项公式计算求值.
【详解】等比数列中,,则,
又因为,则,
设等比数列中公比为,则,所以,
则.
故答案为:6.
【例6-3】(2025高二·全国·专题练习)已知在各项都为正数的等比数列中,,,求此数列的通项公式.
【答案】或.
【分析】根据下标和性质得到,即可求出、,从而求出公比,从而求出通项公式.
【详解】设等比数列的公比为,
因为,,,
所以
因为数列的各项均为正数,
所以,解得或,
所以公比或,
所以或.
【变式6-1】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知实数成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用等比数列的性质和等比中项的性质即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,则,
由等比数列的性质可得,,
所以,,所以.
故选:C.
【变式6-2】(25-26高二上·天津·月考)设各项均为正数的等比数列满足,则等于 .
【答案】
【分析】利用等比数列的通项公式将转化为的等式,通过计算得到的值,即的值,利用等比数列的性质得到,代入计算得解.
【详解】是各项均为正数的等比数列,,,
,,
,
.
故答案为:.
【变式6-3】已知是等比数列,,且,求
【答案】
【分析】根据等比数列的性质求得正确答案.
【详解】根据等比数列的性质可知:
,
由于,所以.
题型7:等比数列的单调性
【例7-1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知等比数列的公比为.设甲:为递减数列,乙:,,则甲是乙的( )
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
【答案】B
【分析】利用等比数列的概念结合必要不充分条件定义即可得解.
【详解】若为递减数列,则对任意有即,
所以或,
如满足和的数列均为递减数列,故充分性不成立;
若,,则数列为递减数列,所以必要性成立.
所以甲是乙的必要不充分条件.
故选:B
【例7-2】(24-25高二下·北京海淀·期中)设无穷等比数列,则“为递减数列是”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据题意验证其充分性与必要性即可.
【详解】充分性,由为递减数列,则有2种情况①,此时,
②,此时,综上,充分性不成立,
必要性,因为无穷等比数列,,则,
所以且,即为递减数列,故必要性成立,
综上,为递减数列是的必要不充分条件,
故选:B.
【例7-3】写出同时满足下列条件的数列的一个通项公式: ;
①数列是递减数列,②
【答案】(答案不唯一)
【分析】本题属于开放性问题,只需找到符合题意的,令,再检验即可.
【详解】令,因为函数在定义域上单调递减,且当时,
所以单调递减,且,符合题意.
故答案为:(答案不唯一)
【变式7-1】(24-25高二下·河南周口·月考)在等比数列中,,,则当取得最小值时, ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设等比数列的公比为,根据已知条件可得出关于、的方程组,解出这两个量的值,可求出等比数列的通项公式,解不等式,即可得出结果.
【详解】设等比数列的公比为,则,解得,
故,所以,且是递增数列.
由可得,可得,解得,
所以当时,,当时,,
所以当取得最小值时,.
故选:A.
【变式7-2】)数列是等比数列,则对于“对于任意的,”是“是递增数列”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充分必要 D.不充分也不必要
【答案】C
【分析】根据充分条件、必要条件的定义及等比数列的单调性与通项公式判断即可.
【详解】设等比数列的公比为,,
若,则,
当 时,由 得,解得或,
若,则,此时与已知矛盾;
若,则,此时为递增数列.
当时,由,得,解得或,
若,则,此时与已知矛盾;
若,则,此时为递增数列.
反之,若是递增数列,则,
所以“对于任意的,”是“是递增数列”的充要条件.
故选:C.
【变式7-3】等比数列是递减数列,前n项的积为,若,则 .
【答案】2
【分析】由题意可得,且,由条件可得,化简得,再由,求得的值.
【详解】解:等比数列是递减数列,其前项的积为,若,设公比为,
则由题意可得,且.
,.
又由等比数列的性质可得,.
故答案为:2.
题型8:利用等比数列的通项公式求数列中的项
【例8-1】(24-25高二下·吉林长春·期末)等比数列中,,则( )
A.8 B. C.16 D.
【答案】C
【分析】由等比数列通项公式求公比,进而求指定项.
【详解】若等比数列的公比为,则,故.
故选:C
【例8-2】(25-26高二上·甘肃兰州·月考)在等比数列中,,则 .
【答案】
【分析】利用等比数列的通项公式即可求解.
【详解】由题知,所以,所以.
故答案为:.
【例8-3】已知为等比数列,其中,,,求.
【答案】
【分析】先设出等比数列的公比,根据题意列方程,求出公比,再根据等比数列的通项公式,即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,
,,,
,
可得,即,
.
【变式8-1】(25-26高二上·广东·期末)已知正项等比数列的前2项和为6,,则( )
A.128 B.64 C.32 D.16
【答案】B
【分析】根据已知及等比数列的通项公式列方程求基本量,进而求项.
【详解】设数列的公比为,则,
由题意得:,,且,
所以,,则,
整理得,解得,舍去),
所以,则.
故选:B
【变式8-2】(25-26高二上·江苏苏州·月考)已知数列是递增的等比数列,若,则 .
【答案】512
【分析】利用等比数列的通项公式即可求解.
【详解】设等比数列的公比为,
由可得,把代入方程整理得
或(舍去).
所以.
故答案为:512
【变式8-3】(24-25高二上·山东临沂·月考)在等比数列中.
(1)若它的前三项分别为,,,求;
(2)若,,,求;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等比数列的前三项求出公比,再用等比数列的通项公式即可求解.
(2)根据等比数列的通项公式列方程求出首项即可.
【详解】(1)设等比数列的公比为,
因为,,所以.
(2)因为是等比数列,又,,,
所以,即,解得
一、单选题
1.(24-25高二上·北京·期中)如果,a,b,c,成等比数列,那么( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用等比数列性质求解.
【详解】依题意,,,得,
所以.
故选:B
2.(25-26高二上·广东·期末)已知数列满足,且,那么=( )
A.190 B.191 C.192 D.128
【答案】B
【分析】构造等比数列,进而求得数列的通项公式得出的值即可
【详解】因为,故,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列.
故,故.
故.
故选:B.
3.(25-26高二上·湖南·月考)在等比数列中,,则公比( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据等比数列的通项公式列式求值.
【详解】由,可得,所以.
故选:B
4.(25-26高二上·山西晋中·月考)在等比数列中,,是方程的根,则( )
A. B.2 C. D.1
【答案】C
【分析】根据一元二次方程的根与系数的关系可得,结合等比数列的性质即可求得.
【详解】因为,是方程的根,所以,,所以,;
设等比数列的公比为,则,所以,解得;
又,所以,所以.
故选:C.
5.(25-26高二上·甘肃白银·期末)已知3是与的等差中项,1是与的等比中项,则( )
A.8 B.9 C.16 D.34
【答案】D
【分析】根据等差中项和等比中项的定义列式计算即可.
【详解】根据题意,由等差中项和等比中项定义知:
,
所以.
故选: D
6.(24-25高二下·贵州黔西·期末)记为各项均为正数的数列的前n项和,且,则( )
A. B.
C.是递增数列 D.
【答案】B
【分析】令即可判断A;将代入中得到,利用时,即可求出可判断B;根据可判断C;将代入即可判断D.
【详解】令,由得,解得或,又,所以,故A错误;
可化为,
当时,,即,且,不等于0,
所以数列是首项为,公比为的等比数列,所以,故B正确;
因为,所以是常数列,故C错误;
,故D错误.
故选:B.
7.(25-26高二上·重庆·月考)在等比数列 中,成等差数列,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用等差数列的等差中项的定义及等比数列的通项公式计算即可.
【详解】设等比数列 的公比为,则,
故,
由成等差数列,得,
即由于等比数列 中,,
故可得,解得:或,
由于,故即得,
故.
故选:D.
8.(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
【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.
二、多选题
9.(25-26高二上·云南玉溪·月考)下列说法正确的是( )
A.非零常数列既是等差数列,又是等比数列
B.4与9的等比中项为
C.在公比不为1的等比数列中,若,则mn的值可能为8
D.等比数列是递增数列,则的公比
【答案】ABC
【分析】A选项利用等差数列,等比数列的定义进行验证即可;B选项利用等比中项定义求解;C选项由等比数列的性质可知,即可求解;D选项举反例可判断.
【详解】对于A选项,设非零常数列的通项公式为,
则,所以是公差为的等差数列,
又,所以是公比为的等比数列,
所以非零常数列既是等差数列,又是等比数列.故A正确;
对于B选项,4与9的等比中项为,故B正确;
对于C选项,由等比数列的性质可知,且,
所以,的可能值为,或,或,或,或,,
则,或,或,故C正确;
对于D选项,当,时,数列是递增数列,故D错误.
故选:ABC
10.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列说法正确的有( )
A.在等差数列中,,,则前9项和
B.在等差数列中,,,则
C.数列为等比数列,,,则
D.数列的前n项和为
【答案】ACD
【分析】利用等差数列的性质结合求和公式,可判断A的真假;利用等差数列的前项和的性质判断B的真假;根据等比数列的通项公式可判断C的真假;利用裂项求和法求和,可判断D的真假.
【详解】对A:因为,故A正确;
对B:因为为等差数列,所以为等差数列,
所以.故B错误;
对C:因为数列为等比数列,所以,
所以.故C正确;
对D:因为,所以,
所以数列的前n项和为:
.故D正确.
故选:ACD
11.(25-26高二上·山西·月考)已知数列满足,数列满足,设中不在中的项按从小到大的顺序构成新数列,记的前项和为,则( )
A. B.是等比数列
C. D.
【答案】ACD
【分析】由的递推公式得出数列是常数列可判断A;由得出是等比数列,求出可判断B;逐一列举出重合的项,确定数列中含的个数可判断C;通过计算的部分项之和与公共项之和的差可判断D.
【详解】对于A:由,可得,
所以数列是各项为的常数列,所以,故A正确;
对于B:,所以,
,所以,所以,
所以是首项为2,公比为2的等比数列,故,则,
则,不是等比数列,故B错误;
对于C:数列的第106项为,
又,,,,,,,
所以在数列的前106项中,共有这6项也属于数列,
故的第项(即)为,
所以,故C正确;
所以的前项和为
,故D正确;
故选:ACD
三、填空题
12.(25-26高二上·天津北辰·月考)已知数列,满足,,其中是等差数列,且,则 .
【答案】
【分析】取对数得,再结合等差数列、等比数列的性质和对数运算性质,即可求解.
【详解】,两边同时取以为底的对数,得,,
又是等差数列,则(常数),
故,故是等比数列,
则,
又,
.
故答案为:.
13.(2025高二上·全国·专题练习)在数列中,已知,,则的通项公式为 .
【答案】
【分析】通过凑配法证得是等比数列,进而可求的通项公式.
【详解】由,得,
所以,即,
所以是首项为,公比为的等比数列.
.
故答案为:.
14.(24-25高二上·福建福州·期末)已知等比数列满足,则数列的通项公式 .
【答案】
【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:.
四、解答题
15.(2025高二上·全国·专题练习)已知正项数列满足,且求数列的通项公式;
【答案】
【分析】对已知等式分解因式化简可得,则数列是以3为公比,3为首项的等比数列,从而可求出其通项公式.
【详解】由,得,
因为,所以,即,
因为,
所以数列是以3为公比,3为首项的等比数列,
所以;
16.(25-26高二上·河南·月考)已知等差数列的公差,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据等差数列的通项公式,结合等比数列的性质进行求解即可;
(2)运用裂项相消法进行计算证明即可.
【详解】(1)由题意,得且,
解得
所以.
(2)证明:由(1)得,因为,
所以.
则
因为,所以,所以.
17.(24-25高二上·宁夏·期末)设为等差数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式和前项和;
(2)若,,成等比数列,求的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)将条件关系利用等差数列的通项公式和前项和公式转化为的方程,解方程求,再结合公式求出答案;
(2)根据等比中项的性质,结合(1)的结论列方程求即可.
【详解】(1)设等差数列的公差为,
因为,,
所以,解得,
所以数列的通项公式为,数列的前项和为.
(2)因为,,成等比数列,所以,
即,解得,
又,所以.
18.(2025高二上·全国·专题练习)在数列中,,.
(1)设,求数列的通项公式;
(2)数列中是否存在不同的三项,,恰好成等差数列?若存在,求出的关系;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)根据题意,求得,且,得到为等比数列,结合等比数列的通项公式,即可求解;
(2)由(1)求得,假设中是否存在不同的三项,,恰好成等差数列,且,化简得到,结合是奇数,是偶数,得出矛盾,即可得到结论.
【详解】(1)解:由,且,
可得,即,
又因为,可得,所以数列是首项为2、公比为2的等比数列,
所以数列的通项公式为.
(2)解:由(1)知:,可得,所以,
假设中是否存在不同的三项,, 恰好成等差数列,
不妨设,则,
可得,所以,
因为,且,所以是奇数,是偶数,
所以等式不可能成立,
所以不存在不同的三项,,成等差数列.
19.(25-26高二上·福建莆田·期中)在数列,中,,且,.
(1)求,的值;
(2)求的通项公式;
(3)设,记的前项和为,证明:.
【答案】(1),.
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)通过对两数列递推公式赋值代入依次求出,,即可;
(2)由数列递推式构造,即得等比数列,利用等比数列基本量运算即得其通项;
(3)化简得,利用裂项相消法求和,并根据数列单调性即可证明.
【详解】(1)对于,当时,,即,解得,
当时,,①
对于,当时,,即得,代入① ,可得.
故,.
(2)由可得,即,
故数列是等比数列,其首项为,公比为2,
故的通项公式为.
(3)因,
则
因,则,故;
又数列是递增数列,由可得
,
综上可得:.
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第04讲等比数列的概念
知识清单
知识点01:等比数列的概念
知识点02:等比中项
知识点03:等比数列的通项公式
题型讲解
(举三反三)
题型1:等比数列的定义
题型2:确定等比中项、等比中项的应用
题型3:写出等比数列的通项公式
题型4:等比数列通项公式的基本量计算
题型5:由递推关系证明等比数列
题型6:等比数列下标和性质及应用
题型7:等比数列的单调性
题型8:利用等比数列的通项公式求数列中的项
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点01等比数列的概念
文字
语言
一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0)
递推
关系
或
知识点02等比中项
如果在a与b中间插入一个数G(G≠0),使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.
若G是a与b的等比中项,则,所以=ab,即G=.
知识点03等比数列的通项公式
若等比数列{}的首项为,公比为q,则这个等比数列的通项公式是=(,q≠0).
题型1:等比数列的定义
【例1-1】(24-25高二下·辽宁辽阳·期末)“为等比数列”是“为等比数列”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
【例1-2】(24-25高二上·福建·期中)已知数列各项都是正数的数列,下列说法正确的是( )
A.若是等差数列,则是等差数列
B.若是等比数列,则是等比数列
C.若是等差数列,则是等比数列
D.若是等比数列,则是等差数列
【例1-3】已知数列是等比数列,且,,则 .
【变式1-1】(23-24高二下·北京房山·期中)已知等比数列的通项公式,则数列的公比为( )
A.3 B.2 C. D.
【变式1-2】(24-25高二上·广东深圳·期末)已知,则“为正项等比数列”是“为等差数列”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1-3】已知等比数列{}中,,则{}的公比q= .
题型2:确定等比中项、等比中项的应用
【例2-1】(25-26高二上·天津滨海新·月考)已知实数成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【例2-2】(25-26高二上·江苏淮安·月考)已知,,成等比数列,则的值是
【例2-3】求下列各组数的等比中项:
(1)和;
(2)和;
(3)和.
【变式2-1】(24-25高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列,若,为方程的两根,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高一下·上海·期末)在等比数列中,,则 .
【变式2-3】(24-25高二下·北京·期中)已知等差数列满足:,且成等比数列,数列的前n项和为.
(1)求数列的通项公式,前n项和;
(2)是否存在正整数n,使得?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.
题型3:写出等比数列的通项公式
【例3-1】(24-25高二下·新疆吐鲁番·期中)已知在等比数列中,,公比,则数列的通项公式是( )
A. B. C. D.
【例3-2】(24-25高二上·天津红桥·期末)已知为等比数列,若,,则 .
【例3-3】(24-25高二下·北京房山·期中)等比数列满足如下条件:①,②数列单调递减,写出满足上述两个条件的数列的一个通项公式 .
【变式3-1】(24-25高二上·重庆沙坪坝·期末)已知数列为等比数列,,公比,则的最大值为( )
A.16 B.32 C.64 D.128
【变式3-2】(24-25高二·上海·随堂练习)在数列中,,且,则 .
【变式3-3】(25-26高二下·全国·随堂练习)已知等比数列中,,公比,则 .
题型4:等比数列通项公式的基本量计算
【例4-1】(25-26高二上·广东汕头·期末)等比数列满足,则公比q的取值为( )
A. B.2 C.或2 D.3或
【例4-2】(25-26高二上·天津南开·月考)已知是等比数列,,,则公比 .
【例4-3】(2025高二·全国·专题练习)已知数列满足,,,,且,,成等差数列.求数列的通项公式.
【变式4-1】(24-25高二上·云南玉溪·期末)已知等比数列满足,则( )
A.9 B.36 C.54 D.72
【变式4-2】(25-26高二上·吉林·期末)在等比数列中,,公比.若,则的值为 .
【变式4-3】(25-26高二上·河北邢台·月考)在等差数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)若为正项等比数列,且,,求.
题型5:由递推关系证明等比数列
【例5-1】如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的和除以与它前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做“和差等比数列”已知是“和差等比数列”,,,则满足使不等式的的最小值是( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【例5-2】(24-25高二下·重庆·月考)在数列中,,则 .
【例5-3】(25-26高二·全国·假期作业)已知数列满足:,,.求证:成等比数列.
【变式5-1】已知数列的前项和,则“”是“为等比数列”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
【变式5-2】(24-25高二下·河南南阳·期中)已知数列满足,且,则 .
【变式5-3】(25-26高二·全国·假期作业)已知数列中,,.求证:数列是等比数列.
题型6:等比数列下标和性质及应用
【例6-1】(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.
【例6-2】(25-26高二上·北京·月考)在等比数列中,,,则 .
【例6-3】(2025高二·全国·专题练习)已知在各项都为正数的等比数列中,,,求此数列的通项公式.
【变式6-1】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知实数成等比数列,则( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(25-26高二上·天津·月考)设各项均为正数的等比数列满足,则等于 .
【变式6-3】已知是等比数列,,且,求
题型7:等比数列的单调性
【例7-1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知等比数列的公比为.设甲:为递减数列,乙:,,则甲是乙的( )
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
【例7-2】(24-25高二下·北京海淀·期中)设无穷等比数列,则“为递减数列是”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【例7-3】写出同时满足下列条件的数列的一个通项公式: ;
①数列是递减数列,②
【变式7-1】(24-25高二下·河南周口·月考)在等比数列中,,,则当取得最小值时, ( )
A. B. C. D.
【变式7-2】)数列是等比数列,则对于“对于任意的,”是“是递增数列”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充分必要 D.不充分也不必要
【变式7-3】等比数列是递减数列,前n项的积为,若,则 .
题型8:利用等比数列的通项公式求数列中的项
【例8-1】(24-25高二下·吉林长春·期末)等比数列中,,则( )
A.8 B. C.16 D.
【例8-2】(25-26高二上·甘肃兰州·月考)在等比数列中,,则 .
【例8-3】已知为等比数列,其中,,,求.
【变式8-1】(25-26高二上·广东·期末)已知正项等比数列的前2项和为6,,则( )
A.128 B.64 C.32 D.16
【变式8-2】(25-26高二上·江苏苏州·月考)已知数列是递增的等比数列,若,则 .
【变式8-3】(24-25高二上·山东临沂·月考)在等比数列中.
(1)若它的前三项分别为,,,求;
(2)若,,,求;
一、单选题
1.(24-25高二上·北京·期中)如果,a,b,c,成等比数列,那么( )
A., B.,
C., D.,
2.(25-26高二上·广东·期末)已知数列满足,且,那么=( )
A.190 B.191 C.192 D.128
3.(25-26高二上·湖南·月考)在等比数列中,,则公比( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(25-26高二上·山西晋中·月考)在等比数列中,,是方程的根,则( )
A. B.2 C. D.1
5.(25-26高二上·甘肃白银·期末)已知3是与的等差中项,1是与的等比中项,则( )
A.8 B.9 C.16 D.34
6.(24-25高二下·贵州黔西·期末)记为各项均为正数的数列的前n项和,且,则( )
A. B.
C.是递增数列 D.
7.(25-26高二上·重庆·月考)在等比数列 中,成等差数列,则 ( )
A. B. C. D.
8.(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.
二、多选题
9.(25-26高二上·云南玉溪·月考)下列说法正确的是( )
A.非零常数列既是等差数列,又是等比数列
B.4与9的等比中项为
C.在公比不为1的等比数列中,若,则mn的值可能为8
D.等比数列是递增数列,则的公比
10.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列说法正确的有( )
A.在等差数列中,,,则前9项和
B.在等差数列中,,,则
C.数列为等比数列,,,则
D.数列的前n项和为
11.(25-26高二上·山西·月考)已知数列满足,数列满足,设中不在中的项按从小到大的顺序构成新数列,记的前项和为,则( )
A. B.是等比数列
C. D.
三、填空题
12.(25-26高二上·天津北辰·月考)已知数列,满足,,其中是等差数列,且,则 .
13.(2025高二上·全国·专题练习)在数列中,已知,,则的通项公式为 .
14.(24-25高二上·福建福州·期末)已知等比数列满足,则数列的通项公式 .
四、解答题
15.(2025高二上·全国·专题练习)已知正项数列满足,且求数列的通项公式;
16.(25-26高二上·河南·月考)已知等差数列的公差,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,求证:.
17.(24-25高二上·宁夏·期末)设为等差数列的前项和,,.
(1)求数列的通项公式和前项和;
(2)若,,成等比数列,求的值.
18.(2025高二上·全国·专题练习)在数列中,,.
(1)设,求数列的通项公式;
(2)数列中是否存在不同的三项,,恰好成等差数列?若存在,求出的关系;若不存在,说明理由.
19.(25-26高二上·福建莆田·期中)在数列,中,,且,.
(1)求,的值;
(2)求的通项公式;
(3)设,记的前项和为,证明:.
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