内容正文:
4.3 等比数列
4.3.1 等比数列的概念
A级 必备知识基础练
1.若数列{an}的通项公式为an=2×3-n(n∈N*),则这个数列是一个( )
A.以2为首项,以3为公比的等比数列
B.以2为首项,以为公比的等比数列
C.以为首项,以3为公比的等比数列
D.以为首项,以为公比的等比数列
2.已知数列a,a(1-a),a(1-a)2,…是等比数列,则实数a的取值范围是( )
A.a≠1 B.a≠0或a≠1
C.a≠0 D.a≠0且a≠1
3.在数列{an}中,若an+1=3an,a1=2,则a4=( )
A.108 B.54
C.36 D.18
4.“G=”是“G是a,b的等比中项”的( )
A.既不充分又不必要条件
B.充分且不必要条件
C.必要且不充分条件
D.充要条件
5.(多选题)若数列{an}是等比数列,则下列数列一定是等比数列的是( )
A.{} B.{an•an+1}
C.{an+an+1} D.{an+1}
6.若依次成等差数列的三个实数a,b,c之和为12,而a,b,c+2又依次成等比数列,则a= .
7.在△ABC中,若sin A,sin B,sin C成公比为的等比数列,则cos B= .
8.已知数列{an}的通项公式,判断它是否为等比数列.
(1)an=n-1;
(2)an=3.
9.已知在等比数列{an}中,a2=1,求a1+a3的取值范围.
B级 关键能力提升练
10.“一尺之棰,日取其半,万世不竭”出自《庄子•天下篇》,其意思为“一根一尺长的木棰,每天截取其一半,永远都取不完”.设第一天这根木棰被截取一半剩下a1尺,第二天被截取剩下的一半剩下a2尺,…,第五天被截取剩下的一半剩下a5尺,则等于( )
A.18 B.20
C.22 D.24
11.已知数列{an}和{bn}满足bn=|an|,则“数列{an}为等比数列”是“数列{bn}为等比数列”的( )
A.充分且不必要条件
B.必要且不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
12.(2025张家港高二月考)已知在递增的等比数列{an}中,a1a2a3=1,++=,则数列{an}的公比为( )
A.2 B.3
C.4 D.8
13.设数列{an}是公比为q的等比数列,|q|>1.若数列{an}的连续四项构成集合{-24,-54,36,81},则公比q= .
14.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a6=15,S5=45.
(1)求an;
(2)若an为an-3与a2n-1(n≥4,n∈N*)的等比中项,求n.
C级 学科素养创新练
15.已知在等差数列{an}中,a2+a4=16,a1+1,a2+1,a4+1成等比数列,把各项按如图所示排列,则从上到下第10行,从左到右的第11个数值为 .
a1
a2 a3 a4
a5 a6 a7 a8 a9
a10 a11 a12 a13 a14 a15 a16
a17 a18 a19 a20 a21 a22 a23 a24 a25
16.在数列的每相邻两项之间插入此两项的和,形成新的数列,这样的操作称为该数列的一次“Z 扩展”.已知数列1,2,3第一次Z 扩展后得到数列1,3,2,5,3;第二次Z扩展后得到数列1,4,3,5,2,7,5,8,3.设第n次Z 扩展后得到数列1,x1,x2,…,xm,3,并记an=1+x1+x2+…+xm+3.
(1)求a1,a2,a3的值;
(2)若bn=an-2,证明:{bn}为等比数列.
答案:
1.D 2.D 3.B
4.A 解析 当G=a=b=0时,满足G=,不满足G是a,b的等比中项;当G是a,b的等比中项时,如a=1,b=4,G=-2,但不满足G=,故“G=”是“G是a,b的等比中项”的既不充分又不必要条件,故选A.
5.AB 解析 若数列{an}是等比数列,则=q.
对于A,=q2,符合等比数列,A正确;
对于B,=q2,符合等比数列,B正确;
当an=(-1)n时,C,D显然不符合题意.故选AB.
6.2或8
7. 解析 因为sin A,sin B,sin C成公比为的等比数列,所以sin B=sin A,sin C=2sin A,由正弦定理可知b=a,c=2a,所以cos B===.
8.解 由等比数列的定义可知,=q(n≥2,n∈N*),若q是一个与n无关的常数,则数列{an}是等比数列.
(1)==,不是常数,故{an}不是等比数列.
(2)==1,故{an}是等比数列.
9.解 设等比数列{an}的公比为q(q≠0),
由等比数列的定义可知a1=,a3=q,所以a1+a3=q+,
当q>0时,a1+a3=q+≥2=2,当且仅当q=1时,等号成立;
当q<0时,a1+a3=-(-q+)≤-2=-2,当且仅当q=-1时,等号成立.
综上所述,a1+a3的取值范围是(-∞,-2]⋃[2,+∞).
10.D 解析 设这根木棰总长为1,每天截取其一半,剩下的部分记为an,则{an}是首项a1=,公比q=的等比数列,所以a1=,a2=,…,a5=,所以==24.
11.A 解析 若数列{an}为等比数列,公比为q,则==|q|,
∴{bn}为等比数列,充分性成立,
若{bn}为等比数列,设公比q=2,
令数列{an}为2,4,8,-16,-32,…,满足=2,但{an}不是等比数列,必要性不成立,
∴“数列{an}为等比数列”是“数列{bn}为等比数列”的充分且不必要条件.
12.A 解析 设等比数列{an}的公比为q,因为a1a2a3=1,所以=1,解得a2=1,
又++=,所以有
由{an}是递增的等比数列,解得a1=,a3=2,所以q==2,故选A.
13.- 解析 由题意,得等比数列的项一定为正负相间,公比为负.因为|q|>1,所以后一项的绝对值大于前一项的绝对值,所以集合{-24,-54,36,81}中的这四个数在数列中的排列为-24,36,-54,81,则q==-.
14.解 (1)设等差数列{an}的公差为d,则S5=5a1+d=45,化简得a1+2d=9.
又a6=a1+5d=15,所以d=2,a1=5,所以an=a1+(n-1)d=2n+3.
(2)由题意,得=an-3a2n-1(n≥4,n∈N*),即(2n+3)2=(2n-3)(4n+1),化简得2n2-11n-6=0,解得n=6 或n=-(舍去),故n=6.
15.275或8 解析 设{an}的公差为d,
由a2+a4=16,得a1+2d=8.
由a1+1,a2+1,a4+1成等比数列,
得(a2+1)2=(a1+1)(a4+1),解得d=3 或d=0.
当d=3时,a1=2,an=3n-1,由题图可得第10行第11个数为数列{an}中的第92项,a92=3×92-1=275;
当d=0时,an=8,则a92=8.
16.(1)解 设x0=1,xm+1=3,an=xi,则an+1=xi+(xi+xi+1)=3xi-x0-xm+1=3an-4.由a1=1+3+2+5+3=14,得a2=3a1-4=38,a3=3a2-4=110.
(2)证明 bn+1=an+1-2=3an-6=3bn,即=3.
又b1=12≠0,故{bn}为等比数列.
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