第4章 4.3.1 第2课时 等比数列的性质及其实际应用-【金版新学案】2026-2027学年高中数学选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件(人教A版)
2026-09-09
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教辅
摘要:
该高中数学课件聚焦等比数列的性质及其实际应用,通过类比等差数列性质(如问题导思中由\(a_n = a_m + (n - m)d\)类比得\(a_n = a_m q^{n - m}\))构建学习支架,衔接定义与性质,帮助学生形成知识脉络。
其亮点在于以问题导思激活数学思维,通过典例一题多解(如典例3三种设项方法)提升数学运算能力,结合音乐律制、资金增长等实际案例培养数学建模素养。规律方法总结与分层评价助力学生系统掌握,教师可高效开展教学。
内容正文:
第四章 单元学习三 等比数列
4.3.1 等比数列的概念
第2课时 等比数列的性质及其实际应用
学习目标
1. 能根据等比数列的定义推出等比数列的性质,并能运用这些性质简化运算解决简单的数列问题,提升逻辑推理、数学运算的核心素养.
2. 灵活应用等比数列通项公式的推广形式及变形.
3. 了解由等比数列衍生出新等比数列的常见形式.
4.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题,培养数学建模的核心素养.
内容索引
任务一 等比数列项的运算性质
1
任务二 由等比数列衍生的新数列
2
任务三 灵活设项求解等比数列
3
课时分层评价
6
任务四 等比数列的实际应用
4
随堂评价
5
任务一 等比数列项的运算性质
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(阅读教材P30例2、P31练习T5,完成探究问题1、2)
问题1.在我们学习等比数列的过程中,发现它与等差数列有相似之处,这其实就是在这两类数列之间无形之中产生了类比思想.类比等差数列中an=am+(n-m)d,能发现等比数列中相似的性质吗?
提示:类比可得an=am;由等比数列的定义可知an=a1,am=a1,两式相除可得==q(n-1)-(m-1)=qn-m,即an=amqn-m.
问题导思
问题2.结合上面的类比,你能把等差数列中am+an=ak+al,类比出等比数列中相似的性质吗?
提示:类比可得aman=akal,其中m+n=k+l,m,n,k,l∈N*.
推导过程:am=a1,an=a1,ak=a1,al=a1,所以aman=a1·a1=qm+n-2,akal=a1·a1=qk+l-2,因为m+n=k+l,所以有aman=akal.
等比数列项的运算性质
1.等比数列通项公式的推广和变形:an=_________(m,n∈N*).
2.在等比数列{an}中,若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则am·an=_____.
(1)特别地,当m+n=2k(m,n,k∈N*)时,am·an=;当m+n+s=p+q+t(m,n,p,q,s,t∈N*)时,amanas=apaqat.
(2)对有穷等比数列,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积,即a1·an=a2·=…=ak·=….
新知构建
amqn-m
ap·aq
(1)下标的和相等,且左右两侧项数相同,性质2可以推广:若m+n+p=x+y+z,有amanap=axayaz. (2)若m,p,n 成等差数列,则am,ap,an 成等比数列.
微提醒
已知{an}为等比数列.
(1)若{an}为递增数列,a2=3,a1+a3=,求++;
典例
1
解:设等比数列{an}的公比为q,
因为a2=3,a1+a3=,
所以a1q=3,a1+a1q2=,
解得a1=,q=2,或a1=6,q=(舍),
所以++=q+q2+q3=2+22+23=14.
(2)若an>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,求a3+a5;
解:a2a4+2a3a5+a4a6=+2a3a5+
=(a3+a5)2=25,
因为an>0,所以a3+a5>0,所以a3+a5=5.
(3)若an>0,a5a6=9,求log3a1+log3a2+…+log3a10的值.
解:根据等比数列的性质,得a5a6=a1a10=a2a9=a3a8=a4a7=9,
所以a1a2…a9=(a5a6)5=95,
所以log3a1+log3a2+…+log3a10
=log3(a1a2…a9a10)=log395=10.
变式探究
1.(变条件,变设问)在本例(2)中,添加条件a1a7=4,求an.
解:由等比数列的性质得a1a7=a3a5=4,又由本例(2)知a3+a5=5,解得a3=1,a5=4,或a3=4,a5=1,若a3=1,a5=4,则q=2,an=2n-3;
若a3=4,a5=1,则q=,an=25-n.
2.(变条件)把本例(3)的条件改为“公比为3,a1a2a3…a30=3300”,求log3a1+log3a2+…+log3a10的值.
解:a1a2a3…a30=(a1a2a3…a10)·q100(a1a2a3…a10)·q200(a1a2a3…a10)=
q300(a1a2a3…a10)3=3300,即a1a2a3…a10=1,
则log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1a2…a10)=log31=0.
等比数列运算的两种常用思路
1.基本量法:(1)基本思路是运用方程思想列出基本量a1和q的方程组,解出a1和q,然后利用通项公式求解.
(2)优缺点适用面广,入手简单,思路清晰,但有时运算稍繁.
2.巧用性质法:(1)基本思路是充分发挥项的“下标”的指导作用,分析等比数列项与项之间的关系,选择恰当的性质解题.
(2)优缺点:简便快捷,但是适用面窄,有一定的思维含量.
规律方法
对点练1.(1)在正项等比数列{an}中,若a1a9=64,a4+a6=20,则an=
A.2n-2 B.28-n
C.2n-2或28-n D.22-n或2n-2
√
因为在等比数列{an}中,a1a9=64,所以a4a6=a1a9=64,所以当a4=4,a6=16时,an>0,q2==4,所以q=2,a1==,所以an=×2n-1=2n-2;当a4=16,a6=4时,an>0,q2==,所以q=,a1==128,所以an=128×= 28-n.综上所述,an=2n-2或an=28-n. 故选C.
(2)若等比数列中的a8,a2 020是方程x2-4x+3=0的两个根,则log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a2 027=
A.1 011 B. C.1 012 D.
√
(2)因为a8,a2 020是方程x2-4x+3=0的两个根,则a8a2 020=3.又在等比数列中,a1a2 027=a2a2 026=…=a1 013a1 015==3,所以log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a2 027=log3(a1a2a3…a2 026a2 027)==.故选D.
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任务二 由等比数列衍生的新数列
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(阅读教材P32例5、P34练习T2,完成探究问题3、4)
问题3.若是等比数列,那么是等比数列吗?呢?
提示:是等比数列,不一定是等比数列.
证明:设数列的公比为q,则==q,故数列是以q为公比的等比数列.
由=,若an不是常数,则该式子不是定值,故不一定是等比数列.
问题4.若是等比数列,那么a1,a4,a7,a10,…是等比数列吗?
提示:是等比数列,因为===…=q3为常数.
问题导思
1.若{an}是等比数列,公比为q,则数列{λan}(λ≠0),,{},
,都是等比数列,公比分别为________________.
2.若数列{an},{bn}是项数相同的等比数列,公比分别为p和q,则数列{an·bn},也为__________,公比分别为______.
3.子数列的性质
(1)对于无穷等比数列{an},若将其前k项去掉,剩余各项仍为_________,首项为,公比为___.
新知构建
q,,q2,,q2
等比数列
pq,
等比数列
q
(2)若取出所有的k的倍数项,组成的数列仍为_________,首项为______,公比为______.
特别地,等比数列的奇数项、偶数项分别组成一个等比数列,新公比均为原公比的平方,即等比数列间隔一项的两项符号相同.
(3)公比为q的等比数列{an}的前n项积记为Tn,则Tn=,且Tn,,,…成等比数列,其公比为.由此可得()2=Tn·,即T3n=()3.
等比数列
ak
qk
在构造新的等比数列时,要注意新数列中有的项是否为0,比如公比q=-1时,连续相邻偶数项的和都是0(如a1+a2=0,a3+a4=0,…),故不能构成等比数列.
微提醒
典例
2
已知数列{an}是等比数列,那么数列},{a2n}均是等比数列吗?为什么?
解:设等比数列{an}的公比为q(q≠0).
当n≥2时,==,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列;
当n≥2时==2=q2,
所以数列}是以为首项,q2为公比的等比数列;
当n≥2时,==q2,
所以数列{a2n}是以a2为首项,q2为公比的等比数列.
(2)若数列{an},{bn}都是等比数列,满足a1b1=3,a5b5=6,则a9b9=____.
12
易知{an·bn}为等比数列,则有=(a1b1)·(a9b9),所以a9b9===12.
由等比数列构造新的等比数列时,一定要检验新的数列中的项是否为0,主要是针对q<0的情况.
规律方法
对点练2.(1)设{an}是等比数列,有下列四个命题,其中正确的是
A.{}是等比数列 B.{an+3}是等比数列
C.{an+1-an}是等比数列 D.{lg |an|}是等比数列
√
由{an}是等比数列可得=q(q为定值,n>1,且n∈N*). 对于A,=()2=q2为常数,故A正确;对于B,仅当q=1且an≠-3时,{an+3}是非零常数列,是等比数列,但当q≠1或时,{an+3}不是等比数列,故B错误;对于C,当q≠1时,{an+1-an}是等比数列,但当q=1时,{an+1-an}不是等比数列,故C错误;对于D,不一定为常数,故D错误. 故选A.
(2) (一题多解)在等比数列{an}中,a1a2…a10=1,a11a12…a20=2,则a21a22…a30的值为_____.
4
法一:设等比数列{an}的公比为q.因为a1a2…a10=1,a11a12…a20=(a1a2…a10)q100=2,所以q100=2,所以a21a22…a30=(a11a12…a20)q100=4.
法二:设{an}的前n项积为Tn.由题意可知T10=1,T20=1×2=2,由性质得T30=()3=()3=8,所以a21a22…a30==4.
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任务三 灵活设项求解等比数列
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(一题多解、链教材P30例3)有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数和第四个数的和是16,中间两个数的和是12.求这四个数.
解:法一:设四个数依次为a-d,a,a+d,,由条件,
得
解得
所以当a=4,d=4时,所求四个数为0,4,8,16;
当a=9,d=-6时,所求四个数为15,9,3,1.
故所求四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
典例
3
法二:设这四个数依次为-a,,a,aq(a≠0),
由条件,得
解得
当q=2,a=8时,所求四个数为0,4,8,16;
当q=,a=3时,所求四个数为15,9,3,1.
法三:设四个数依次为x,y,12-y,16-x.
由条件,得
解得
故所求四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
变式探究
1.(变条件)将本例中的条件改为“有四个实数,前三个数依次成等比数列,它们的积是-8,后三个数依次成等差数列,它们的积为-80”,再求这四个数.
解:由题意,设这四个数分别为,b,bq,a,
则
所以这四个数分别为1,-2,4,10或-,-2,-5,-8.
2.(变条件,变设问)将本例条件改为“有四个数成等比数列,其积为,第二个数与第三个数的和为”,求这个等比数列的公比.
解:设这四个数为a,aq,aq2,aq3(其中aq≠0),
由题意得
所以
所以=±,整理得q2-6q+1=0,或q2+10q+1=0,
解得q=3±2,或q=-5±2.
等比数列的常见设项方法和技巧
1.通项法:当已知条件中出现与首项、公比有关的内容时,可直接设首项为a1,公比为q,利用已知条件建立方程(组)求出a1和q,即可确定此等比数列的通项公式.
2.对称项设法:(1)三个数成等比数列设为,a,aq;
推广到一般:奇数个数成等比数列设为…,,,a,aq,aq2,….
(2)四个符号相同的数成等比数列设为,,aq,aq3.
推广到一般:偶数个符号相同的数成等比数列设为…,,,,aq,aq3,aq5,….
(3)四个数成等比数列,不能确定它们的符号是否相同时,可设为a,aq,aq2,aq3.
规律方法
对点练3.有四个数成等比数列,将这四个数分别减去1,1,4,13成等差数列,则这四个数的和是_____.
45
设这四个数分别为a,aq,aq2,aq3,则a-1,aq-1,aq2-4,aq3-13成等差数列.
即
整理得
因此这四个数分别是3,6,12,24,其和为45.
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任务四 等比数列的实际应用
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(1)(2026·杭州高二检测)“巴赫十二平均律”是世界上通用的音乐律制,它与五度相生律、纯律并称三大律制. “十二平均律”将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于. 而早在16世纪,明代朱载堉最早用精湛的数学方法近似计算出这个比例,为这个理论的发展做出了重要贡献. 若第一个单音的频率为f,则第四个单音的频率为
A.5f B.f C.4f D.f
√
典例
4
由题设依次得到的十三个单音构成首项为f,公比为的等比数列{an},
第四个单音的频率为a4=f×()3=f. 故选B.
(2)某传媒公司决定逐年加大直播带货的资金投入,若该公司今年投入的资金为2 000万元,并在此基础上,以后每年的资金投入均比上一年增长
12%,则该公司需经过______年其投入资金开始超过了7 000万元.
(参考数据:lg 1.12≈0.049,lg 2≈0.301,lg 7≈0.845)
12
设该公司经过n年投入的资金为an万元,则a1=2 000×1.12.由题意可知,数列{an}是以2 000×1.12为首项,以1.12为公比的等比数列,所以an=2 000×1.12n,由an=2 000×1.12n>7 000,可得n>log1.12=≈11.1,因此,该公司需经过12年其投入资金开始超过7 000万元.
1.与等比数列有关的实际应用解题步骤
第一步,建模:将实际问题转化为数学中的等比数列模型;
第二步,求解:利用等比数列知识求出该问题的解;
第三步,还原:将所求结果还原到实际问题中.
[注意] 建立等比数列模型时,要根据题意找准首项、公比和
项数.
2.产值增长率、银行利息、细胞繁殖等实际问题往往与等比数列有关,可建立等比数列模型进行求解.
规律方法
对点练4.一个蜂巢有1只蜜蜂,第一天,它飞出去找回了5个伙伴;第二天,6只蜜蜂飞出去,各自找回了5个伙伴……如果这个找伙伴的过程继续下去,第六天所有的蜜蜂都归巢后,蜂巢中蜜蜂的只数为
A.55 989 B.46 656
C.216 D.36
√
设第n天蜂巢中的蜜蜂数量为an,根据题意得数列{an}成等比数列,它的首项为6,公比q=6,所以{an}的通项公式an=6×=6n,到第6天,所有的蜜蜂都归巢后,蜂巢中一共有a6=66=46 656只蜜蜂. 故选B.
对点练5.某人买了一辆价值13.5万元的新车,专家预测这种车每年按10%的速度贬值.
(1)用一个式子表示n(n∈N*)年后这辆车的价值;
解:从第一年起,每年车的价值(万元)依次设为:a1,a2,a3,…,an,
由题意,得a1=13.5,a2=13.5(1-10%),a3=13.5(1-10%)2,….
由等比数列定义,知数列{an}是等比数列,
首项a1=13.5,公比q=1-10%=0.9,
所以an=a1·=13.5×0.,
所以n年后这辆车的价值为an+1=13.5×0.9n万元.
(2)如果他打算用满4年时卖掉这辆车,他大概能得到多少钱?
解:由(1)得a5=a1·q4=13.5×0.94≈8.9(万元),
所以用满4年时卖掉这辆车,他大概能得到8.9万元.
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课堂小结
任务
再现 1.等比数列的性质.2.由等比数列构造新等比数列.3.灵活设项求解等比数列.4.等比数列的实际应用
方法
提炼 基本量法、巧用性质法、方程思想、整体代换思想、对称项设法、建模思想
误区
警示 对等比数列的性质不理解而致错;不注意运用性质而出错或解法繁琐;构造新的等比数列易忽视有等于0的项
随堂评价
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1. (一题多解)公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5=
A.1 B.2
C.4 D.8
√
法一:由a3a11=16,即a1·22·a1·210=16,且a1>0,得a1=. 所以a5=a1·24=·24=1. 故选A.
法二:由等比数列的性质,知=a3a11=16.又数列{an}的各项都是正数,所以a7=4. 又a7=a5×q2,则a5==1. 故选A.
2.(多选)已知数列{an}为等比数列,则
A.数列a2,a4,a8成等比数列
B.数列a1·a2,a3·a4,a5·a6成等比数列
C.数列a1+a2,a3+a4,a5+a6成等比数列
D.数列a1+a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9成等比数列
√
√
设等比数列{an}的公比为q,=q2,=q4,当q≠±1时,q2≠q4,故A错误;数列a1·a2,a3·a4,a5·a6的每项都不为0,且==q4,故B正确;当数列{an}为1,-1,1,-1,1,…时,a1+a2=a3+a4=a5+a6=0,故C错误;数列a1+a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9的每一项都不为0,且==q3,故D正确. 故选BD.
3.三个实数成等比数列,它们的和为14,且它们的积为64,则这三个数分别为
A.2,4,8 B.8,4,2
C.2,4,8或8,4,2 D.以上都不对
√
设所求的三个数分别为,a,aq,则有
当a=4,q=时,这三个数分别为8,4,2;当a=4,q=2时,这三个数分别为2,4,8.因此,这三个数分别为2,4,8或8,4,2. 故选C.
4.某工厂将在2026年年底制订生产计划,要使工厂的总产值到2034年年底达到原有的4倍,则总产值年平均增长率为________.
-1
设2026年年底总产值为a(a≠0),年平均的增长率为x,则a(1+x)8=4a,解得x=-1.
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课时分层评价
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1.已知{an},{bn}都是等比数列,那么
A.{an+bn},{anbn}都一定是等比数列
B.{an+bn}一定是等比数列,但{anbn}不一定是等比数列
C.{an+bn}不一定是等比数列,但{anbn}一定是等比数列
D.{an+bn},{anbn}都不一定是等比数列
√
当两个数列都是等比数列时,这两个数列的和不一定是等比数列,比如取两个数列是互为相反数的数列,两者的和就不是等比数列.两个等比数列的积一定是等比数列.故选C.
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2.画一个边长为2的正方形,再以这个正方形的一条对角线为边画第2个正方形,以第2个正方形的一条对角线为边画第3个正方形……这样共画了10个正方形,则第10个正方形的面积等于
A.1 012 B.2 024 C.2 048 D.4 096
√
依题意,得这10个正方形的边长构成以2为首项,为公比的等比数列{an},所以an=2×()n-1,所以第10个正方形的面积S==[2×()9]2=4×29=2 048.故选C.
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√
a7+a8=a4q3+a5q3=q3=3q3=81,所以q=3.故选C.
3.(2026·浙江金华十校调研)在等比数列中,a4+a5=3,a7+a8=81,则公比q=
A. B.±3 C.3 D.13
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4.已知等比数列{an}满足a2+a4+a6+a8=20,a2·a8=2,则+++的值为
A.8 B.10
C.12 D.16
√
因为{an}是等比数列,所以a2·a8=a4·a6=2,+++=+===10. 故选B.
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5.已知数列{an}为等比数列,若数列{an+λ}(λ≠0)仍为等比数列,且a3=3,则a2 026的值为
A.1 B.3
C.32 025 D.32 026
√
因为{an}为等比数列,所以=an·an+2.又{an+λ}(λ≠0)为等比数列,所以(an+1+λ)2=(an+λ)·(an+2+λ),即an+an+2=2an+1,设{an}的公比为q,则an+anq2=2anq,即q2-2q+1=0,解得q=1.又a3=3,所以
a2 026=3. 故选B.
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6.(多选)(2026·河南南阳高二期中)已知递增数列{an}满足a2·a8=18,a3+a7=9,则下列说法正确的有
A.若数列{an}为等差数列,则a14=9 B.若数列{an}为等差数列,则a11=9
C.若数列{an}为等比数列,则a11=12 D.若数列{an}为等比数列,则a14=9
√
若数列{an}为等差数列 ,则a3+a7=a2+a8=9 .又a2·a8=18,所以a2=3,a8=6,或a2=6,a8=3(舍),所以d==,所以a14=a8+6d=9,a11=a8+3d=,故A正确,B错误;若数列{an}为等比数列 ,则a3·a7=a2·a8=18 .又a3+a7=9,所以a3=3,a7=6,或a3=6,a7=3(舍),所以q4==2,所以a11=a7q4=12,a14=a7q7=6×2×=12×,故C正确,D错误. 故选AC.
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7.(开放题)各项均为正数的等比数列{an},其公比q≠1,且a3·a7=4,请写出一个符合条件的通项公式an=________________.
因为数列{an}是正项等比数列,所以a3·a7==4,所以a5=2.又公比q≠1,不妨令q=2,则an=a5qn-5=2×2n-5=2n-4(答案不唯一).
2n-4(答案不唯一)
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8. (数学文化)在《九章算术》中“衰分”是按比例递减分配的意思.今共有粮98石,甲、乙、丙按序衰分,乙分得28石,则衰分比例为_____.
设衰分比例为q,则甲、乙、丙各分得,28,28q石,所以+28+28q=98,所以q=2,或.又0<q<1,所以q=.
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9.在正项等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,an=324(n≥2),则n=_____.
设数列{an}的公比为q.因为a1a2a3=4=q3,a4a5a6=12=q12,所以q9=3.又因为an=qn-2+(n-1)+n=q3n-3=324,所以q3n-6=81=34=q36,所以3n-6=36,解得n=14.
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10.(13分)已知{an}是等比数列.
(1)若a1=,a3a5=4(a4-1),求a2的值;
解:设数列{an}的公比为q,由a3a5=4(a4-1),得=4(a4-1),解得a4=2,
所以q3==8,所以q=2,所以a2=a1q=.
(2)若{an}为递增数列,且a1>0,2(a4+a6)=5a5,求q;
解:由2(a4+a6)=5a5,得2(a4+a4q2)=5a4q,易知a4≠0,
所以2+2q2=5q,即(2q-1)(q-2)=0,解得q=2或q=.
因为数列{an}为递增数列,且a1>0,
所以q>1,所以q=2.
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(3)(2026·江苏南通高二检测)若{an}为递减数列,且=a10,2(an+an+2)=5an+1,求an.
解:设数列{an}的首项为a1,公比为q,显然an≠0,
由=a10,得q8=a1q9,解得a1=q.
由2(an+an+2)=5an+1,得2(an+anq2)=5anq,即2q2-5q+2=0,解得q=2,或q=.
因为数列{an}为递减数列,所以q=,
则a1=,所以an=()n.
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11.(一题多解)《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等比数列,上面3节的容积之积为3,下面3节的容积之积为9,则第5节的容积为
A.2 B.
C.3 D.
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法一:由题意可设,竹子自上而下各节的容积成等比数列{an},设其公比为q(q≠0),由上面3节的容积之积为3,下面3节的容积之积为9,可知解得a1q=,q3=,所以第5节的容积为
a1q4=a1q·q3=·=. 故选D.
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法二:由题意可设,竹子自上而下各节的容积成等比数列{an},由上面3节的容积之积为3,下面3节的容积之积为9,可知a1a2a3=3,a7a8a9=9,由等比数列的性质可知a1a2a3a7a8a9=(a1a9)·(a2a8)·(a3a7)==27.所以a5=. 故选D.
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12.(多选)(2026·福建福州高二联考)设等比数列{an}的公比为q,前n项积为Tn,并且满足条件0<a1<1,a8a9>1,a8a9+1<a8+a9,则下列结论正确的是
A.q>1 B.a8a10<1
C.T17>1 D.Tn的最小值为T9
√
由a8a9>1,得等比数列{an}的公比q>0,又a8a9+1<a8+a9,所以a8a9+1-a8-a9<0.即(a8-1)(a9-1)<0,又q>0且0<a1<1,所以a8<1<a9,故q=>1,故A正确;a8a10=>1,故B错误;T17=a1a2a3…a16a17=(a1a17)(a2a16)…(a8a10)·a9=(a9)17>1,故C正确;因为q>1且0<a1<1,所以等比数列{an}是递增数列.又a8<1<a9,所以Tn的最小值为T8,故D错误.故选AC.
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13.在等比数列{an}中,a4a5a6=64,则a2a4+a6a8的最小值为________.
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因为a4a5a6=64,所以=64,解得a5=4,所以a2a4+a6a8=≥2a3a7==2×42=32,当且仅当a3=a7=4时取等号.
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14.(15分)我国某西部地区进行沙漠治理,该地区有土地1万平方公里,其中70%是沙漠,从今年起,该地区进行绿化改造,每年把原有沙漠的16%改造为绿洲,同时原有绿洲的4%被沙漠所侵蚀又变成沙漠,设从今年起第n年绿洲面积为an万平方公里.
(1)求第n年绿洲面积an与上一年绿洲面积(n≥2)的关系;
解:由题意得an=(1-4%)+(1-)×16%=0.96+0.16-0.16=0.8+0.16=+,
所以an=+(n≥2).
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(2)判断是否是等比数列,并说明理由;
解:由(1)得an=+,
所以an-=,且a1-=-=-≠0,
所以的等比数列.
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(3)至少经过几年,绿洲面积可超过60%?(参考数据:lg 2≈0.301 0)
解:由(2)有an-=,
a1-=-,
所以an-=-,
即an=-+.
an=-+>,即<,两边取常用对数得(n-1)lg<lg,
所以n-1>=====≈4.1,
所以n>5.1,所以至少经过6年,绿洲面积可超过60%.
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15.(5分)(新定义)若数列{an}满足=3an+2,则称{an}为“梦想数列”,已知正项数列为“梦想数列”,且b1=2,则b4=
A. B.
C. D.
若为“梦想数列”,则有-1=3+2,即-1=-1,即=,且b1=2,所以数列{bn}为以2为首项,以为公比的等比数列.则b4=2×=. 故选B.
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16.(17分)已知{an}是等差数列,满足a1=2,a4=14,数列{bn}满足b1=1,b4=6,且{an-bn}是等比数列.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
解:设{an}的公差为d,
则d===4,
所以an=2+(n-1)×4=4n-2,
故{an}的通项公式为an=4n-2(n∈N*).
设cn=an-bn,则{cn}为等比数列.
c1=a1-b1=2-1=1,
c4=a4-b4=14-6=8,
设{cn}的公比为q,则q3==8,故q=2,
则cn=2n-1,即an-bn=2n-1,
所以bn=4n-2-2n-1(n∈N*).
故{bn}的通项公式为bn=4n-2-2n-1(n∈N*).
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(2)若任意n∈N*,都有bn≤bk成立,求正整数k的值.
解:由题意得,bk应为数列{bn}的最大项.
由-bn=4(n+1)-2-2n-4n+2+2n-1=4-2n-1(n∈N*).
当n<3时,-bn>0,bn<,
即b1<b2<b3;
当n=3时,-bn=0,即b3=b4;
当n>3时,-bn<0,bn>,即b4>b5>b6>…,所以k=3或k=4.
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第2课时 等比数列的性质及其实际应用
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