内容正文:
课时3
等
比数列的通项与求和
公式
一、课标要求
1.理解等比数列的概念.
2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.
3.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,
题.
4.了解等比数列与指数函数的关系.
并能用有关知识解决相应的问
二、知识梳理
1.等比数列的概念
(1)如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等同一个非零常数
那么这个数列叫作等比数列,这个常数叫作等比数列的公比,公比通常用字母
学语表式=9D2,0数
q为非零常数)
(2)如果a,G,b三个数成等比数列,那么G叫作a与b的等比中项,其中G=
±ab.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,
式的推广:an=amq-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,
a4-C,9
=1-q-·
则其通项公式为a,=aq1;通项公
a1-d)
S,=na1;当9t1时,Sn=1-9
3.等比数列的性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
(1)若k十l=m十n(k,1,m,n∈N*),则有aka=ama红:
(2)等比数列{an}的单调性:
当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,数列{an}是递增
当9>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,数列{am}是递减
当q=1时,数列{an}是常
数列.
当q<0时,数列{an}是摆动数列.
数列;
数列;
【拓展知识】
1.相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,a+m,ak+2m,…仍是等比
数列,公比为q”.
:.芳1a0装相时提41比,a6,a受
仍是等比数列,
3.当q≠-1或q=-1且n为奇数时,S,S2m-Sn,S3m-S2m仍成等比数列,其
公比为.
三、基础回顾
1.判断正误.(正确的打V,错误的打×”)
(1)G为a,b的等比中项台G?=ab.
(×
)
(2)满足an-1=qa(n∈N,
q为常数)的数列{an}为等比数列.
(×)
(3)若数列{an}的通项公式是an=a,
则其前n项和为S=小-
).(×)
1-a
(4)若数列{an}为等比数列,则S4,
S8一S4,S12一S8成等比数列.
(×)
2.在数列{an}中,Q1=2,am+m=anan.若Q+1十ak+2十..十Qk+10=215-25,则k=
A.2
B.3
C.4
D.5
C【解析】令m=1,则由amn=ana,得an+1=a1an,即1-2,所以数列
{an}是首项为2、公比为2的等比数列,所以an=2",所以
2×12”=21x20-10=215
12
-25=25×(210-1),解得k=4.故选C.
3.(多选题)(2024·浙江温州市模拟)已知S
在a,b,c∈R,使得Sn=ab”十c,则有(
A.a十c=0
B.b是数列{am}的公比
C.ac<0
D.{an}可能为常数列
是等比数列{an}的前n项和若存
ABC【解析】设等比数列{a}的公比为q.当q=1时,Sn=na,显然是一次函数,
不是常数函数形式,故不满足,所以D错误;
当1时,2所以(-长
即
7
a十c=0,O令
,以A,B,C正确改选ABC
4.在等比数列{an}中,前n项和为Sm.已知S=8,S6=7,则an十as十aw=
【解析】因为am十as十a=-6,且S,S6一S,S-S也成等比数列,即8,
8
-1,S9一S成等比数列,所以8S一)=1,即S-%=。,所以am十as十w=
四、考点扫描
考点一等比数列的基本量运算
例1(1)若数列{4}是公比为9的等比数列,且寻,≠,则
9的值为()
A.2
B.4
C.2
D.4
A【解析】数列a中,由司季,知,则3,C又空气,
ar
82
于是曼,而李,所以
afe
故选A.
(2)(多选题)(2025新高考Ⅱ卷)记S
的公比,且O若子,则有(
1
1
A.
9
2
B.as
9
C
S=8
D.
为等比数列{a,}的前n项和,9为{a,}
)
AD【解析】对于选项A,由题意得
9-
☑三
a,=9
或
1(舍去),故A正确:
q
3
对于选项B,则<4
故B错误;
a,
二
4
结合q>0,解得
1
9
三
2
付于选项C,
3☒
故C错误;
A
对于选项D,4
则
故D正确.故选AD
23,
规律方法:
等比数列基本量的运算的解题策略
(1)等比数列中有五个量a1,n,9,an,Sn,
(组)求解.
(2)解方程组时常常利用“作商”消元法.
(3)运用等比数列的前n项和公式时,一定
或增解.
一般可以“知三求二”,通过列方程
要讨论公比q=1的情形,否则会漏解
对点训练
(1)已知正项等比数列{a}的前三项和为28,
A.
B.
c.
C【解析】由题意,设公比为O0,则
解得g}(负值金.所以⑤
故选C
且3=4,则%=()
D.
1
16
即
2)(2025·陕西渭南市模拟)已知等比数列{a,}的前n项和为
'
则其公比9=()
A.1
B.2
C.3
D.-3
(2)C【解析】设等比数列{4}的公比为9.因为要2,若q=1,由
,得到,不满足S亚,所以A≠1由3,得①子
①
由s,得少
②
上a
an+g)1
由①÷②,得aQ-g4,整理得到
g
解得q3故选C.
1-q
考点二
等比数列的判定与证明
例2
(2025·八省联考)已知在数列
(1)证明:数列
为等比数列;
(2)
求
的通项公式;
(3)令
,证明:
中,
(1)【证明】因为
,且
,即
又
为首项和公比均为
的等比数列
,所以
,所以
,所以
所以数列
(2)【解】由(1)知,
(3)【证明】由(2)知,
因为
又
,所以
,所以
,所以
,所以
,所以
规律方法:
等比数列的四种常用判定方法
(定义法:若a=qg为非零常数,且n≥2,n∈N,则{a}是等比数列.
an-1
(2)等比中项法:若在数列{an}中,an≠0且a品+1=aan+2(n∈N),则{an}是等比数
列
(3)通项公式法:若数列{an}的通项公式可写成an=cq”l(c,q均为非零常数,
n∈N),则{an}是等比数列.
(4)前n项和公式法:若数列{am}的前n项和Sn=kg一(k为常数,且k≠0,q≠0,1),
则{4n}是等比数列.
对点训练
(2025·河北石家庄市模拟)已知数列
今禮
(1)写出9的值;
(2)证明:数列{1为等比数列
{a}满足
多
【解】(1)由
3港
可得3;2学;
3关
(2)【证明】由题可得
,则数列{1$是
首项为1,公比为2的等比数列
考点三等比数列的性质及应用
例3(1)(2025·安徽安庆市二模)已知等比数列{4}的前
且a,与2a的等差中项为,则S4=(
A.33
B.31
C.17
n项和为Sm.若3,
D.15
D【解析】因为等比数列a,}前n项和为S.,设其公比为4④,
由已知
24多故军所以冬-22<4=49
4_1
∠,则
2
8
所以
,故
故选D.
(2)(2025·新高考I卷)若一个正项等比数列的前4项和为4,前8项和为68,
则该等比数列的公比为
2【解析】根据题意,得
写,
,所以
解得
舍
Ss
1
(3)设Sn是等比数列a,}的前n项和若
o
18
【解析】设等比数列a,的公比为q,由已知q≠1因为s2
上
所以
对点训练(1)已知等比数列{an}的公
{Sm}是递增数列,则(
A.甲是乙的充分不必要条件
B.甲是乙的必要不充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲是乙的既不充分又不必要条件
比为q,前n项和为Sn.设甲:q>0,乙:
B【解析】若a1=-1,q=1,则Sn=a=一n,{Sn}是递减数列,不满足充分
性;若{Sn}是递增数列,则q≠0,且Sn+1一Sn=an+1=a1q>0恒成立,则41>0,
9>0,满足必要性.故甲是乙的必要条件但不是充分条件.故选B.
(2)(2025江西南昌市模拟)在正项等比数列{4}中,a,a。是晏s的两
11+1
个根,则+
3【解析】由根与系数关系,得43红三,由于a,}为正项数列,故
3
(3)设等比数列{a,}的前m项和是S.已知S子,亚,则3
13【解析】因为是等比数列a的前n项和且SC,所以S,名S,$也
成等比数列,则(容守.因为马,卫,所以
830
(三年,解得S3所以S
规律方法:
()在解决与等比数列有关的问题时,要注意挖掘隐含条件,利用性质,特别是
“若m十n=p十q,则anan=aa”,可以减少运算量,提高解题速度.
(2)在应用等比数列的性质解题时,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.