内容正文:
第六章
数列
第三讲 等比数列及其前n项和
知识梳理·双基自测
名师讲坛·素养提升
考点突破·互动探究
提能训练 练案[36]
知识梳理 · 双基自测
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知 识 梳 理
知识点一 等比数列的概念
1.等比数列的定义
如果一个数列______________________________________________ ____________,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的________,通常用字母______表示.
符号语言:__________(n∈N*,q为非零常数).
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)
公比
q
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第六章 数列
2.等比中项:如果a,G,b成等比数列,那么______叫做a与b的等比中项.即:G是a与b的等比中项⇔a,G,b成等比数列⇒G2=_______.
注意:任意两数的等差中项都唯一存在;但只有两个数满足ab>0时,a、b才有等比中项,且有互为相反数的两个.
G
ab
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第六章 数列
知识点二 等比数列的有关公式
1.通项公式:an=________=________.
2.前n项和公式
a1qn-1
amqn-m
na1
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第六章 数列
知识点三 等比数列的主要性质
设数列{an}是等比数列,Sn是其前n项和.
2.相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm(k,m∈N*).
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第六章 数列
4.当q≠-1或q=-1且k为奇数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…是等比数列.当q=-1且k为偶数时,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…不是等比数列.
5.等比数列{an}的单调性
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第六章 数列
归 纳 拓 展
等比数列的概念的理解
(1)由an+1=qan(q≠0),并不能断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.
(2)等比数列中奇数项的符号相同,偶数项的符号相同.如{an}为等比数列,a3=-1,a11=-4则a7=-2.
(3)等比数列{an}的前n项和Sn可以写成Sn=Aqn-A(A≠0,q≠1,0).
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第六章 数列
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第六章 数列
双 基 自 测
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( )
(2){an}为等比数列,若a3=1,a9=4,则a6=2.( )
(3)如果数列{an}为等比数列,则数列{ln an}是等差数列.( )
(5)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
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第六章 数列
[解析] (1)若a=b=c=0,则a,b,c不成等比.
(3)an必须大于0.
(4)讨论a=0,1和a≠0,1.
(5)q=-1时S4=S8=S12=0.
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第六章 数列
题组二 走进教材
2.(选择性必修2P35例改编)已知数列{an}是等比数列,Sn是其前n项和,若a1=1,公比q=2,Sn=31,则n=( )
A.4 B.5
C.6 D.7
[答案] B
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[答案] D
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题组三 走向考场
4.(多选题)(2025·全国二卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,q为{an}的公比,q>0.若S3=7,a3=1,则( )
[答案] AD
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5.(2025·全国一卷)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于________.
[答案] 2
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第六章 数列
解法二:设该等比数列为{an},Sn是其前n项和,则S4=4,S8=68,设{an}的公比为q(q>0),所以S4=a1+a2+a3+a4=4,S8=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=a1+a2+a3+a4+a1q4+a2q4+a3q4+a4q4=(a1+a2+a3+a4)(1+q4)=68,所以4(1+q4)=68,则1+q4=17,所以q=2,所以该等比数列公比为2.故答案为2.
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第六章 数列
考点突破 · 互动探究
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等比数列的基本运算——自主练透
A.2n-1 B.2-21-n
C.2-2n-1 D.21-n-1
[答案] B
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A.a4a8=1 B.an≥a2
C.Sn≤21 D.Sn≥16
[答案] ABD
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名师点拨:等比数列基本量的求法
等比数列的计算涉及五个量a1,an,q,n,Sn,知其三就能求其二,即根据条件列出关于a1,q的方程组求解,体现了方程思想的应用.
特别提醒:在使用等比数列的前n项和公式时,q的值除非题目中给出,否则要根据公比q的情况进行分类讨论,切不可忽视q的取值而盲目用求和公式.
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第六章 数列
等比数列性质的应用——多维探究
角度1 等比数列项的性质的应用
[答案] B
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[引申]在本例中若将a3,a15改为a2,a16,其他不变,该题应选( )
[答案] D
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第六章 数列
名师点拨:
1.在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是性质“若m+n=p+q,m、n、p、q∈N*,则am·an=ap·aq”,可以减少运算量,提高解题速度.
2.在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用.
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第六章 数列
角度2 等比数列前n项和的性质
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[答案] A
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[引申]本例中若去掉条件“各项都是正数”,结果如何?( )
[答案] C
[解析] 由本例解法一知q3=2或-3,
当q3=2时,S12=S9+q9S3=70+80=150;
当q3=-3时,S12=S9+q9S3=70-270=-200.故选C.
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第六章 数列
名师点拨:
1.等比数列前n项和的性质主要是:若Sn≠0,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列.
2.利用等比数列的性质可以减少运算量,提高解题速度.解题时,根据题目条件,分析具体的变化特征,即可找到解决问题的突破口.
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第六章 数列
【变式训练】
1.(角度1)(2023·全国乙卷理)已知{an}为等比数列,a2a4a5=a3a6,a9a10=-8,则a7=________.
[答案] -2
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A.4 B.6
C.7 D.9
[答案] C
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等比数列的判定与证明——师生共研
(2026·潍坊模拟)已知数列{an}和{bn}满足a1=3,b1=2,an+1=an+2bn,bn+1=2an+bn.
(1)证明:{an+bn}和{an-bn}都是等比数列;
(2)求{anbn}的前n项和Sn.
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[解析] (1)证明:因为an+1=an+2bn,bn+1=2an+bn
所以an+1+bn+1=3(an+bn),
an+1-bn+1=-(an-bn),
又由a1=3,b1=2得a1-b1=1,a1+b1=5,
所以数列{an+bn}是首项为5,公比为3的等比数列,数列{an-bn}是首项为1,公比为-1的等比数列.
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第六章 数列
名师点拨:等比数列的判定方法
3.通项公式法:若数列通项公式可写成an=c·qn(c,q均是不为0的常数,n∈N*),则{an}是等比数列.
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第六章 数列
提醒:前两种方法常用于解答题中,而后两种方法常用于选择、填空题中.
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第六章 数列
【变式训练】
(2025·重庆期中)已知数列{an}满足:a1=1,且an+1-1=2an+n.
(1)求证:数列{an+n+2}是等比数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
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第六章 数列
(2)由(1)知,an+n+2=4×2n-1=2n+1,
所以an=2n+1-n-2,
所以Sn=(22-3)+(23-4)+…+[2n+1-(n+2)]
=(22+23+…+2n+1)-(3+4+…+n+2)
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第六章 数列
名师讲坛 · 素养提升
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数列中的数学文化
纵观近几年高考,以数学文化为背景的数列问题层出不穷,让人耳目一新,同时它也使考生受困于背景陌生,无处着手.本专题就数列中的数学文化试题通过典型分析,让学生提高审题能力,增强对数学文化的认识,进而加深对数学文化的理解.
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第六章 数列
1.北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层.上层中心有一块圆形石板(称为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块.下一层的第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块.已知每层环数相同,且下层比中层多729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)( )
A.3 699块 B.3 474块
C.3 402块 D.3 339块
[答案] C
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第六章 数列
2.(2026·北京房山一模)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还”其大意为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起因脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则该人第三天走的路程为( )
A.12里 B.24里
C.48里 D.96里
[答案] C
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第六章 数列
名师点拨:
以数学文化为背景的等差(比)数列问题的求解关键是:①会脱去数学文化的背景,读懂题意;②构建模型,即由题意构建等差(比)数列的模型;③解模,即把文字语言转化为求等差(比)数列的相关问题,如求指定项、公差或项数、通项公式或前n项和等.
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【变式训练】
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[答案] A
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2.(2026·北京西城期中)《九章算术》是中国古代张苍、耿寿昌所撰写的一部数学专著,被誉为人类科学史上应用数学的最早巅峰.全书分为九章,卷第六“均输”有一问题:“今有竹九节下三节容量四升,上四节容量三升,问中间二节欲均容各多少?”其意思为:“今有竹9节,下3节容量4升,上4节容量3升使中间两节也均匀变化,每节容量是多少?”这一问题中从下部算起第5节容量是________升.(结果保留分数)
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提能训练 练案[36]
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A组基础巩固
一、单选题
1.(2025·广东湛江一模)在等比数列{an}中,a3·a5=49,a4+a6=70,则a8=( )
A.-567 B.567
C.451 D.699
[答案] B
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第六章 数列
2.(2025·湖南株洲一模)记等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=a·2n-4,则a1=( )
A.1 B.2
C.4 D.8
[答案] C
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3.(2025·江西十校协作体第二次联考)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a4+a5+a6=-3,a7+a8+a9=9,则S15=( )
A.-81 B.81
C.50 D.61
[答案] D
[解析] 由等比数列的性质得a1+a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9,a10+a11+a12,a13+a14+a15是公比为-3的等比数列,所以a1+a2+a3=1,a10+a11+a12=-27,a13+a14+a15=81,又a4+a5+a6=-3,a7+a8+a9=9,所以S15=1-3+9-27+81=61.故选D.
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第六章 数列
4.(2025·江苏南京一模)已知数列{an}为等比数列,公比为2,且a1+a2=3.若ak+ak+1+ak+2+…+ak+9=214-24,则正整数k的值是( )
A.4 B.5
C.6 D.7
[答案] B
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第六章 数列
5.(2025·湖南益阳期末)已知公比为q的等比数列{an}的前n和为Sn,a3=2,a2a6=8,则S5-3q=( )
A.5 B.6
C.7 D.8
[答案] C
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A.33 B.31
C.17 D.15
[答案] D
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A.5 B.9
C.-9 D.-5
[答案] A
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8.记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则S8等于( )
A.120 B.85
C.-85 D.-120
[答案] C
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二、多选题
9.(2026·太原模拟)已知数列{an}是等比数列,以下结论正确的是( )
B.若a3=2,a7=32,则a5=±8
C.若a1<a2<a3,则数列{an}是递增数列
D.若数列{an}的前n项和Sn=3n+r,则r=-1
[答案] ACD
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10.(2026·北京昌平区模拟)已知等比数列{an}的各项均为正数,a1=20,2a6+a5-a4=0,数列{an}的前n项积为Tn,则( )
A.数列{an}单调递增 B.数列{an}单调递减
C.Tn的最大值为T5 D.Tn的最小值为T5
[答案] BC
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[答案] BC
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三、填空题
12.(2025·河北石家庄摸底)在等比数列{an}中,a1=1,a2·a3·a4=64,则a5=________.
[答案] 16
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13.(2023·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若8S6=7S3,则{an}的公比为________.
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14.(2026·江苏泰州靖江调研)已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn是3an和-2的等差中项,则Sn=________.
[答案] 3n-1
[解析] 由于Sn是3an和-2的等差中项,所以2Sn=3an-2,当n=1时,2a1=3a1-2,a1=2,当n≥2时,2Sn=3an-2,2Sn-1=3an-1-2,两式相减并化简得2an=3an-3an-1,an=3an-1,所以{an}是首项为a1=2,公比为3的等比数列,所以an=2·3n-1,a1也符合,所以an=2·3n-1,所以2Sn=3an-2=2·3n-2,Sn=3n-1.
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四、解答题
15.已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+2.
(1)证明数列{an+2}是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{an}落入区间(10,2 023)的所有项的和.
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B组能力提升
1.(2025·湖南益阳一模)已知等比数列{an}中,a1+a3=2,a4+a6=16,则a10+a12=( )
A.26 B.32
C.512 D.1 024
[答案] D
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2.(2026·福建莆田模拟)已知正项等比数列{an}中,a1=1,Sn为{an}的前n项和,S5=5S3-4,则S4=( )
A.7 B.9
C.15 D.20
[答案] C
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[答案] B
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A.0<q<1
B.a2 023a2 025-1>0
C.当n=2 023时,Tn取最大值
D.使Tn>1成立的最大自然数n是4 046
[答案] ACD
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a2 023>1,故当1≤n≤4 045时,1<T1<T2<…<T2 023,T2 023>T2 024>…>T4 045=a1a2…a4 045=(a2 023)4 045>1,T4 046=a1a2…a4 045a4 046=(a1a4 046)2 023= (a2 023a2 024)2 023>1,T4 047=a1a2…a4 046a4 047=(a1a4 047)2 023a2 024=(a2 024)4 047 <1,使Tn>1成立的最大自然数n是4 046,D正确.故选ACD.
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5.(2025·福建厦门二模)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn+an=n+3.
(1)证明:数列{an-1}是等比数列;
[解析] 分组(并项)法求和、利用an与Sn关系求通项或项、由递推关系证明等比数列.
(1)证明:由Sn+an=n+3,①
得当n=1时,a1+a1=1+3,即a1=2;
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因为y=2x,y=x-1在[1,+∞)上单调递增,
所以数列{2n+n-1}为递增数列.
又T10=210+10-1=1 033<2 025,
T11=211+11-1=2 058>2 025,
所以满足Tn>2 025的最小正整数n的值为11.
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第六章 数列
C组拓展应用(选作)
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第六章 数列
谢谢观看
=q
Sn=
或
1.若m+n=p+q,则aman=apaq,其中m,n,p,q∈N*,特别地,若2s=p+r,则apar=a,其中p,s,r∈N*.
3.若数列{an},{bn}是两个项数相同的等比数列,则数列{ban},{pan·qbn}和(其中b,p,q是非零常数)也是等比数列.
(1)满足或时,{an}是递增数列.
(2)满足或时,{an}是递减数列.
(3)当时,{an}为常数列.
(4)当q<0时,{an}为摆动数列.
(4)Sm+n=Sn+qnSm=Sm+qmSn;若数列{an}的项数为2n,则=q;若项数为2n+1,则=q.
(5)三个数成等比数列可设三数为,b,bq,四个数成等比数列且公比大于0时,可设四个数为,,bq,bq3.
(4)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=.( )
(2)a=a3a9=4又a6与a3可以不同号,所以a6=±2.
[解析] 由题意知Sn===31,解得n=5.故选B.
3.(选择性必修2P37T1改编)在等比数列{an}中,若a3=,S3=,则a2的值为( )
A. B.-3 C.- D.-3或
[解析] 由S3=a1+a2+a3=a3(q-2+q-1+1),得q-2+q-1+1=3,即2q2-q-1=0,解得q=1或q=-,所以a2==或-3.故选D.
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
[解析] 由题意得结合q>0,解得或(舍去),故A正确;则a5=a1q4=4×4=,故B错误;S5=
==,故C错误;an=4×n-1=23-n,Sn==8-2-n+3,则an+Sn=23-n+8-23-n=8,故D正确;故选AD.
[解析] 解法一:设该等比数列为{an},Sn是其前n项和,则S4=4,S8=68,设{an}的公比为q(q>0),当q=1时,S4=4a1=4,即a1=1,则S8=8a1=8≠68,显然不成立,舍去;当q≠1时,则S4==4,S8==68,两式相除得=,即=17,则1+q4=17,所以q=2,所以该等比数列公比为2.故答案为2.
解法三:设该等比数列为{an},Sn是其前n项和,则S4=4,S8=68,设{an}的公比为q(q>0),因为S8-S4=a5+a6+a7+a8=(a1+a2+a3+a4)·q4=68-4=64,又S4=a1+a2+a3+a4=4,所以=q4==16,所以q=2,所以该等比数列公比为2.故答案为2.
1.记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则等于( )
[解析] 解法一:设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1,则由题可得解得所以Sn==2n-1,an= a1qn-1=2n-1,所以==2-21-n.
解法二:设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1,因为====2,所以q=2,所以===2-21-n.
2.(多选题)(2026·重庆质检)已知等比数列{an}的公比q=-,其前n项和记为Sn,且S6=21,则( )
[解析] 由题意可得S6====21,即a1=32,故an=32·n-1=-n-6,a4a8=-4-6×=4×=1,故A正确;an-a2=-n-6+-4=16-n-6,若n为奇数,则an-a2=16-n-6=16+>0,若n为偶数,则an-a2=16- n-6=16-,随n的增大而增大,故an-a2≥a2-a2=0,故B正
确;Sn===-·n,当n为奇数时,Sn=+>,且随n的增大而减小,当n为偶数时,Sn=-<,随n的增大而增大,则当n=1时,Sn有最大值,即Sn≤S1=32,当n=2时,Sn有最小值,即Sn≥S2=16,故C错误,D正确.故选ABD.
(2025·洛阳市第一次联考)在等比数列{an}中,a3,a15是方程x2+6x+2=0的两根,则的值为( )
A.-2 B.-
C. D.-或
[解析] 设等比数列{an}的公比为q,因为a3,a15是方程x2+6x+2=0的根,所以a3·a15=a=2,a3+a15=-6,又a3、a15同号,所以a3<0,a15<0,则a9=-,所以==a9=-.故选B.
[解析] a2+a16=-6,a2a16=2,
又a2与a16同号,所以a2<0,a16<0,而a9符号不确定a9=±,因此=±.故选D.
[解析] 解法一:设等比数列的公比为q,显然q≠1,又Sn=,∴==q6+q3+1=7.∴q3=2或-3(舍去).又===15.∴S12=15S3=150.故选A.
解法二:∵S9=(a1+a2+a3)+(a4+a5+a6)+(a7+a8+a9)=S3+q3S3+q6S3=S3(1+q3+q6),∴10(q6+q3+1)=70,∴q3=2或-3(舍去),∴S12=S9+q9S3=70+80=150.故选A.
解法三:由等比数列的性质知S3、S6-S3、S9-S6、S12-S9是等比数列,∴(S6-10)2=10(70-S6),解得S6=30或-20(舍去),又(S9-S6)2=(S6-S3)(S12-S9),即402=20(S12-70),解得S12=150.故选A.
解法四:设等比数列前n项和为Sn=A-Aqn,则两式相除得1+q3+q6=7,解得q3=2或-3(舍去),∴A=-10.∴S12=-10(1-24)=150.故选A.
3.注意等比数列前n项和公式的变形.当q≠1时,Sn==-·qn,即Sn=A-Aqn(q≠1).
4.S2n=Sn(1+qn),S3n=Sn(1+qn+q2n),….
[解析] 由等比数列的性质得a4a5=a3a6≠0,∵a2a4a5=a3a6,∴a2=1.又∵a9a10=-8,∴a2q7·a2q8=-8,∴aq15=-8,∴q15=-8,∴(q5)3=-8,∴q5=-2,∴a7=a2q5=1×(-2)=-2.
2.(角度2)(2025·山西三晋名校联考、广东部分学校联考)设等比数列{an}的前n项和为Sn,且S6=3S3,则=( )
[解析] 解法一:因为数列{an}为等比数列,由S6=3S3得公比q≠ -1,则S3,S6-S3,S9-S6成等比数列,设S3=m,则S6=3m,则S6-S3=2m,故==2,所以S9-S6=4m,得到S9=7m,所以=7.故选C.
解法二:等比数列{an}的公比为q,由S6=3S3,得a4+a5+a6=S6-S3=2S3,即a1q3+a1q4+a1q5=2(a1+a1q+a1q2),而a1≠0,1+q+q2≠0,则q3=2,因此S9=S6+a7+a8+a9=3S3+a1q6+a1q7+a1q8=3S3+q6S3=7S3,所以=7.故选C.
(2)由(1)得an+bn=5×3n-1,an-bn=(-1)n-1,
所以an=,bn=,
所以anbn=×
==×9n-1-,
所以Sn=×-=.
1.定义法:若=q(q为非零常数,n∈N*)或=q(q为非零常数且n≥2,n∈N*),则{an}是等比数列.
2.等比中项公式法:若数列{an}中,an≠0且a=an·an+2(n∈N*),则数列{an}是等比数列.
4.前n项和公式法:若数列{an}的前n项和Sn=k-k·qn其中k=(k为常数且k≠0,q≠0,1),则{an}是等比数列.
[解析] (1)证明:由an+1-1=2an+n
可得an+1+n+1+2=2(an+n+2),
又a1+3=4≠0,所以an+n+2≠0,
则=2,
所以数列{an+n+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.
=-=2n+2--4.
[解析] 由题意知,由天心石开始向外的每环的扇面形石板块数构成一个等差数列,记为{an},易知其首项a1=9,公差d=9,所以an=a1+(n-1)d=9n.设数列{an}的前n项和为Sn,由等差数列的性质知Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等差数列,所以2(S2n-Sn)=Sn+S3n-S2n,所以(S3n-S2n)-(S2n-Sn)=S2n-2Sn=-2×=9n2=729,得n=9,所以三层共有扇面形石板的块数为S3n===3 402,故选C.
[解析] 由题意可得,此人6天中每天走的路程是公比为的等比数列,设这个数列为{an},前n项和为Sn,则S6==a1=378,解得a1=192,所以a3=192×=48,即该人第三天走的路程为48里.故选C.
1.(2026·北京阶段练习)集合论是德国数学家康托尔于十九世纪末创立的,希尔伯特赞誉其为“数学思想的惊人产物,在纯粹理性范畴中人类活动的最美表现之一”.取一条长度为1的线段,将它三等分,去掉中间一段,留下的两段分割三等分,各去掉中间一段,留下更短的四段,……,将这种操作一直继续下去,直至无穷.由于在不断分割舍弃过程中,所形成的线段的数目越来越多,长度越来越小,在极限情况下,得到一个离散的点集,称为康托尔三分集.若在前n次操作中共去掉的线段长度之和不小于,则n的最小值为(参考数据:lg 2=0.301 0,lg 3=0.477 1)( )
A.9 B.8 C.7 D.6
[解析] 第一次操作去掉的线段长度为,第二次操作去掉的线段长度和为×,第三次操作去掉的线段长度和为××,…,第n次操作去掉的线段长度和为n-1·,由此得+×+…+n-1×=×=1-n,所以1-n≥,n≤,nlg ≤-lg 30,n≥==≈8.4,所以n的最小值是9.故选A.
[答案]
[解析] 记从下部算起第n节的容量为an,由题意可知:数列{an}为等差数列,设其公差为d,则解得∴a5=a1+4d=,即从下部算起第5节容量是升.
[解析] 由{an}是等比数列,得a3·a5=a=49,解得a4=±7,当a4=-7时,a4+a6=-7-7q2=70,所以q2=-11<0,故舍去,当a4=7时,a4+a6=7+7q2=70,所以q2=9,即a8=a4·q4=567.故选B.
[解析] 设等比数列{an}的公比为q.由等比数列{an}的前n项和为Sn=a·2n-4,可得q≠1,又Sn==-qn+,所以a=4,所以Sn=4·2n-4,所以a1=S1=4×2-4=4.故选C.
[解析] 等比数列的前n项和公式.因为数列{an}为等比数列,公比为2,且a1+a2=3,所以a1+2a1=3,解得a1=1,故an=2n-1,因为ak+ak+1+ak+2+…+ak+9=ak(1+2+22+…+29)=2k-1·=2k+9-2k-1=214-24,解得k=5,故选B.
[解析] 等比数列基本量的计算.在公比为q的等比数列{an}中,a3=2,a2a6=8,所以a3a5=8,所以a5=4,所以=q2=2=,所以q=±,a1=1.当q=时,S5-3q=-3q=-3=[-1+()5](+1)-3=7;当q=-时,S5-3q=-3q=+3=[1+()5](-1)+3=7.所以S5-3q=7.故选C.
6.(2025·安徽安庆二模)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若a2a5=2a4,且a3与2a6的等差中项为,则S4=( )
[解析] 设等比数列{an}的公比为q(q≠0),由已知得a2a5=a3a4,则a3a4=2a4,所以a3=2,因为a3与2a6的等差中项为,所以a3+2a6=2×,则a6=,故q==,所以a1==8,故S4===15.故选D.
7.(2025·江苏苏锡常镇调研(一))已知Sn为等比数列{an}的前n项和,若a4=4a3-4a2,则=( )
[解析] 设等比数列{an}的公比为q,由a4=4a3-4a2,得a2q2=4a2q-4a2,则q2=4q-4,解得q=2,所以==5.故选A.
[解析] 解法一:设等比数列{an}的公比为q,首项为a1,若q=1,则S6=6a1=3×2a1=3S2,不符合题意,所以q≠1.由S4=-5,S6=21S2,可得=-5,=21× ①,由①可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8==·(1+q4)=-5×(1+16)=-85.
解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为S4=-5,S6=21S2,所以q≠-1,否则S4=0,从而S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6成等比数列,所以(-5-S2)2=S2(21S2+5),解得S2=-1或S2=,当S2=-1时,S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6,即为-1,-4,-16,S8+21,易知S8+21= -64,即S8=-85;当S2=时,S4=a1+a2+a3+a4=(a1+a2)(1+q2)=(1+q2)S2>0,与S4=-5矛盾,舍去.综上,S8=-85.
A.{a}是等比数列
[解析] 令等比数列{an}的公比为q,则an=a1qn-1,对于A,=2=q2,且a≠0,则{a}是等比数列,故A正确;对于B,由a3=2,a7=32,得q4=16,即q2=4,所以a5=a3q2=2×4=8,故B错误;对于C,由a1<a2<a3知,则an+1-an=qn-1·a1(q-1)>0,即∀n∈N*,an+1>an,所以数列{an}是递增数列,故C正确;对于D,显然q≠1,则Sn==·qn-,而Sn=3n+r,因此q=3,=1,r=-=-1,故D正确.
[解析] 设等比数列{an}的公比为q,因为2a6+a5-a4=0,所以2a4q2+a4q-a4=0.因为a4>0,所以2q2+q-1=0,解得q=或q=-1(舍去).所以数列{an}单调递减,A错误,B正确;因为数列{an}单调递减,且各项均为正数,所以数列{an}的前n项积Tn有最大值,无最小值,D错误;若Tn取最大值,则即又n∈N*,所以n=5,即Tn的最大值为T5,C正确.故选BC.
11.(2026·合肥质检)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,S8=3S4,若∀n∈N*,=q(q是非零常数),则( )
A.数列是等比数列 B.数列{Sn+1-Sn}是等比数列
C.a2 025=2506 D.S2 026-S2 025=2506
[解析] 由题意知{an}是公比为q的等比数列,若q=1,则S8=8a1≠3S4=12a1,所以q≠1,又a1=1,所以Sn=,所以====q+,不是定值,故不是等比数列,故A错误;因为Sn+1-Sn=-==qn,所以
==q,是定值,故{Sn+1-Sn}是等比数列,故B正确;因为==1+q4=3,所以q4=2,所以a2 025=a1·q2 024=(q4)506=2506,故C正确;S2 026-S2 025=(S2-S1)·q2 024=a2·q2 024=q2 025≠2506,故D错误.故选BC.
[解析] 由a2a3a4=64,及a2a4=a,可得a=64,即a3=4,又a1a5=a,所以a5=16.
[答案] -
[解析] 若q=1,则由8S6=7S3得8·6a1=7·3a1,则a1=0,不合题意,所以q≠1.又8S6=7S3,则8(S3+q3S3)=7S3,即8·(1+q3)=7,解得q=-.
[解析] (1)由an+1=2an+2,
得an+1+2=2(an+2),又a1+2=3,所以=2,
所以{an+2}是首项为3,公比为2的等比数列,
所以an+2=3×2n-1,an=3×2n-1-2.
(2)由10<an<2 023,
得10<3×2n-1-2<2 023,
即4<2n-1<675,即4≤n≤10,
故{an}落入区间(10,2 023)的项为a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,
所以其和S=a4+a5+a6+a7+a8+a9+a10
=3×(23+24+…+29)-2×7
=3×-14
=3 034.
[解析] 等比数列基本量的计算.设等比数列{an}的公比为q(q≠0),因为a1+a3=2,a4+a6=16,所以a1+a1q2=2,a1q3+a1q5=(a1+a1q2)q3=16,解得q=2,a1=,所以a10+a12=a1q9+a1q11=×(29+211)=1 024.故选D.
[解析] 等比数列前n项和公式.设等比数列{an}的公比为q,依题意有q>0,又a1=1,当q=1时,S5=5≠5S3-4=11,故舍去,当q≠1时,因为S5=5S3-4,所以=5×-4,化简得q4-5q2+4=0,即(q2-4)(q2-1)=0,所以q=2,故S4===15,故选C.
3.(2025·江苏苏州期末)设等比数列{an}的前n项和为Sn,且==2,则a2 025=( )
A. B.2
C.2 025 D.22 024
[解析] 利用等比数列的通项公式求数列中的项、等比数列基本量的计算.因为==2,所以S2=4,S6=12,设等比数列{an}的公比为q(q≠0),当q≠1时,整理得q4+q2-2=0,即(q2+2)(q2-1)=0,解得q=1(舍)或q=-1,当q=-1时,S2=a1+a2=a1+a1q=0≠4,所以q≠-1;当q=1时,S2=2a1=4,解得a1=2,所以a2 025=a1q2 024=2.综上,a2 025=2.故选B.
4.(多选题)(2025·河南部分学校联合质检)设等比数列{an}前n项积为Tn,公比为q.若a1>1,a2 023a2 024>1,<0,则下列结论正确的是( )
[解析] a1>1,<0,故a2 023>1,a2 024<1或a2 023<1,a2 024>1,当a2 023<1,a2 024>1时,由a2 023a2 024>1可知,a2 024>1,0<a2 023<1,所以q=∈(1,+∞),但q2 022=∈(0,1),互相矛盾,舍去,当a2 023>1,a2 024<1时,又a2 023a2 024>1,所以a2 023>1,0<a2 024<1,故q=∈(0,1)满足要求,A正确;a2 023a2 025-1=a-1<0,B错误;因为a2 023>1,0< a2 024<1,0<q<1,故当n=2 023时,Tn取最大值,C正确;由于a1>a2>…>
(2)记数列的前n项和为Tn,求满足Tn>2 025的最小正整数n的值.
当n≥2时,Sn-1+an-1=n+2,②
则①-②得,2an-an-1=1,
则2(an-1)=an-1-1,
因为a1=2,所以a1-1=1,
所以an-1≠0,所以=,
所以数列{an-1}是等比数列,首项为1,公比为.
(2)由(1)得,an-1=1·n-1,
即an=n-1+1,
则==1+2n-1,
则Tn=1+20+1+21+…+1+2n-1=n+=2n+n-1,
(2025·高考综合改革适应性演练)已知数列{an}中,a1=3,an+1=.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)求{an}的通项公式;
(3)令bn=,证明:bn<bn+1<1.
[解析] (1)证明:由an+1=得==·+,
则1-=-·=,
所以数列是首项为1-=,公比为的等比数列.
(2)由(1)得1-=×n-1=n,
解得:an==.
(3)证明:bn==·====1-.
令f(n)=3·n-2,n∈[1,+∞),
因为f(n)=3·n-2在n∈[1,+∞)上单调递增,则f(n)≥f(1)=3×-2=>0,所以数列在n∈N*上单调递减,从而数列{bn}在n∈N*上单调递增,且bn<1,故得bn<bn+1<1.
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