内容正文:
6.3 等比数列
返回目录
知识清单
知识点1 等比数列的定义及有关概念
定义 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q(q≠0)表示,符号表示为 =q(n∈N*)
等比中项 如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,此时G2=ab
通项公式 an=a1qn-1;
推广:an=am·qn-m(m,n∈N*)
前n项和
公式 Sn=
返回目录
知识点2 等比数列的性质
项的有关
性质 (1)若{an}是等比数列,且m+n=p+t(m,n,p,t∈N*),则am·an=ap·at.
特别地,若m+n=2p,则am·an= .
(2)若{an},{bn}是项数相同的等比数列,则{λan}(λ≠0),{ },{an·bn}, 仍是等比数列.
(3)若{an}是公比为q的等比数列,则数列ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)也是等比数列,公比为qm
前n项和
的有关性质 若等比数列{an}的公比q≠-1(或q=-1且n为奇数),前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…成等比数列,公比为qn
前n项积
的有关性质 若{an}是等比数列,且a1·a2·…·an=Tn,则Tn, , ,…成等比数列
返回目录
奇偶项的
有关性质 若等比数列{an}的公比为q,奇数项之和为S奇,偶数项之和为S偶,则:
(1)当n为偶数时, =q.
(2)当n为奇数时, =q
函数特性 (1)当 或 时,等比数列{an}是递增数列;
当 或 时,等比数列{an}是递减数列;
当q=1时,等比数列{an}是常数列;
当q<0时,等比数列{an}是摆动数列.
(2)“当q≠0,q≠1时,Sn=k-k·qn(k≠0)”是“{an}是等比数列”的充要条件,此时k=
返回目录
即练即清
1.判断正误.(对的打“√”,错的打“✕”)
(1)任意两个实数都有等比中项. ( )
(2)若数列{an}的通项公式是an=cqn(c,q∈R,c≠0,q≠0),则{an}一定是等比数列.
( )
(3)若数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列. ( )
✕
√
✕
返回目录
2.已知数列{an}满足a4=1, = (n=1,2,…),则{an}的前4项和为__________.
15
返回目录
3.在等比数列{an}中,已知a1=3,an=48,Sn=93,则n=_________.
5
返回目录
4.(易错题)等比数列{an}中,a2=4,a6=16,则a4=_________.
8
返回目录
考点清单
考点1 等比数列及其前n项和
角度1 等比数列基本量的运算
典例1 (2026届湖南怀化开学考,6)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a2=1,S6=10S3,则a5=
( )
A.10 B.13 C.9 D.27
C
解析 设等比数列{an}的公比为q,则S6-S3=a6+a5+a4=9S3=9(a3+a2+a1),即a1q3(1+q+q2)=9a1
(1+q+q2),
因为1+q+q2= + >0,a1≠0,
所以q3=9,则a5=a2q3=9.故选C.
返回目录
归纳总结 解决等比数列基本量运算的思想方法
1.方程思想:等比数列的基本量运算是等比数列中的一类基本问题,等比数列中有a1,q,n,
an,Sn五个基本量,一般可“知三求二”.通过列方程(组)求基本量.
2.分类讨论思想:等比数列{an}的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,当q=1时,Sn=na1;
当q≠1时,Sn= = .
返回目录
变式训练
1.(关键元素变式)(2023天津,6,5分)已知数列{an}的前n项和为Sn.若a1=2,an+1=2Sn+2(n
∈N*),则a4= ( )
A.16 B.32 C.54 D.162
C
解析 ∵an+1=2Sn+2,∴an=2Sn-1+2(n≥2),两式相减得an+1-an=2an,即an+1=3an(n≥2),
当n=1时,由已知,得a2=2a1+2=6,则a2=3a1,∴数列{an}是等比数列,首项为2,公比为3.
∴an=2×3n-1,∴a4=2×33=54,故选C.
返回目录
2.(设问条件变式)已知等比数列{an}中,a3+a4=40,a3-a5=30,则公比q=_________.
解析 易知q≠1.由 得 则
返回目录
3.(逆反条件变式)在数列{an}中,a1=2,an+1=2an,Sn为{an}的前n项和.若Sn=126,则n=_____.
7
解析 由an+1=2an得数列{an}是公比为2的等比数列,又a1=2,Sn=126,所以Sn= =1
26,解得n=7.
返回目录
角度2 等比数列的判定与证明
典例2 已知数列{an}的首项a1= ,且满足an+1= .
(1)求证:数列 为等比数列;
(2)若 + + +…+ <100,求满足条件的最大整数n.
返回目录
解析 (1)证明: = = + , -1= - , = ,而 -1= ,所以 是以
为首项, 为公比的等比数列.
(2)由(1)可得 + + +…+ -n= =1- ,所以 + + +…+ =1- +n.而1-
+n随着n的增大而增大,且当n=99时满足题意,当n=100时不合题意,所以满足条件的最
大整数n=99.
返回目录
方法总结 等比数列的判定与证明方法
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
等比中
项法 若数列{an}中,an≠0且 =an·an+2(n∈N*),则数列{an}是等
比数列
通项
公式法 若数列的通项公式可写成an=c·qn-1(c,q均是不为0的常数,
n∈N*)的形式,则{an}是等比数列
前n项和
公式法 若数列{an}的前n项和Sn=k·qn-k(k为常数且k≠0,q≠0,1),
则{an}是等比数列
返回目录
注意:(1)只有定义法、等比中项法可用于证明等比数列,通项公式法与前n项和公式法
只能用于小题中等比数列的判定.
(2)证明一个数列{an}不是等比数列,只需要说明前三项满足 ≠a1·a3,或者存在一个正
整数m,使得 ≠am·am+2即可.
返回目录
变式训练
4.(关键元素变式)已知数列{an}满足:a1= ,an=3an-1-1(n≥2).
(1)求证:数列 是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式及其前n项和Sn.
返回目录
解析 (1)证明:由题意得an+1=3an-1(n∈N*),则
= = =3,
又a1- = - =3,
所以数列 是以3为首项,3为公比的等比数列.
(2)由(1)得,an- =3n,即an=3n+ ,
所以Sn= + = .
返回目录
5.(设问条件变式)已知数列{an}满足:a1=1,an+1=2an-n2+3n(n∈N*).
(1)是否存在常数λ,μ,使得数列{an+λn2+μn}是等比数列?若存在,求出λ,μ的值;若不存在,
说明理由.
(2)设bn= ,Sn=b1+b2+b3+…+bn,证明:当n≥2时,Sn< .
返回目录
解析 (1)设an+1=2an-n2+3n可化为an+1+λ(n+1)2+μ(n+1)=2(an+λn2+μn),
即an+1=2an+λn2+(μ-2λ)n-λ-μ,
故 解得
∴an+1=2an-n2+3n可化为an+1-(n+1)2+(n+1)=2(an-n2+n),又a1-12+1=1≠0,
故存在λ=-1,μ=1,使得数列{an+λn2+μn}是等比数列.
(2)证明:由(1)得an-n2+n=2n-1,
∴bn= = ,
返回目录
∵bn= = < = - ,
∴n≥2时,Sn=b1+b2+b3+…+bn<1+ + +…+
=1+ - < .
返回目录
考点2 等比数列的性质
角度1 项的性质
典例3 (多选)(2025届山东菏泽曹县一中开学考,10)记等比数列{an}的前n项积为Tn,且
a5,a6∈N*,若T10=65,则a5+a6的可能取值为 ( )
A.-7 B.5
C.6 D.7
BD
解析 ∵T10=a1·a2·…·a10=(a5·a6)5=65,∴a5·a6=6,
又∵a5,a6∈N*,2×3=6,1×6=6,∴a5+a6=5或7.故选BD.
返回目录
解题技巧 在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件,灵活利用性质,特别是
性质“若m+n=p+q=2k,m,n,p,q,k∈N*,则am·an=ap·aq= ”,可以减少运算量,提高解题速
度.
返回目录
变式训练
6.(设问条件变式)(2026届安徽皖西南示范中学起点考试,5)在正项等比数列{an}中,a3,
a5是方程x2-15x+9=0的两个根,则a1a7-a4= ( )
A.3 B.6
C.9 D.12
B
解析 因为a3,a5是方程x2-15x+9=0的两个根,所以a3a5=9,
在正项等比数列{an}中,有a1a7=a3a5==9,所以a4=3,所以a1a7-a4=9-3=6.故选B.
返回目录
角度2 和的性质
典例4 (2025届江西十校协作体二模,3)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.71
C.61 D.51
C
返回目录
解析 由题可知S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9,S15-S12成等比数列,
所以(S6-S3)2=S3(S9-S6),即(-3)2=S3×9,得S3=1,
则等比数列S3,S6-S3,S9-S6,S12-S9,S15-S12的首项是1,公比是-3,
则S12-S9=a10+a11+a12=9×(-3)=-27,
S15-S12=a13+a14+a15=-27×(-3)=81,
所以S15=1+(-3)+9+(-27)+81=61.故选C.
返回目录
典例5 已知等比数列{an}共有2n项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公
比q=_________.
2
解析 由题意,得 解得 所以q= = =2.
返回目录
变式训练
7.(关键元素变式)(2025届江苏省镇江中学学情检测,12)已知{an}是公比为 的等比
数列,若a1+a4+a7+…+a97=100,则a3+a6+a9+…+a99=__________.
25
解析 因为 =q2= ,a1+a4+a7+···+a97=100,
所以a3+a6+a9+…+a99=25.
返回目录
8.(设问条件变式)若等比数列{an}共有奇数项,首项为1,其偶数项和为170,奇数项和
为341,则这个数列的公比为_________,项数为_________.
9
2
解析 设公比为q.在等比数列{an}中,由S奇=a1+qS偶,得341=1+170q,解得q=2,
设这个数列共有(2n+1)项,则S2n+1= =341+170=511,解得n=4,所以这个等比数列的
项数为9.
返回目录
$