内容正文:
第4章 数列
第7课时 等比数列的概念
学习目标
1. 通过生活中的实例,理解等比数列的概念,认识等比数列是反映自然规律的重要模型之一.
2. 能够利用等比数列的概念进行等比数列的判定与证明.
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预习导引
预习教材P155~157,思考下面的问题:
1. 等差数列是怎样定义的?
2. 我们已经学习了等差数列的哪些知识?
3. 什么叫等比数列?如何判断一个数列是等比数列?
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(教材P155例1改编)判断下列数列是否为等比数列.如果是,写出公比.
(1) 2, 4, 8, 3, 6, 12;
(2) 1, -1, 1, -1, 1, -1;
[处理建议] 紧扣等比数列的定义,逐项检验.
[规范板书] 解 (1) 不是等比数列.
(2) 是等比数列,首项为1,公比为-1.
(4) 不是等比数列,因为0不能作为等比数列中的项.
例
1
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[题后反思] 理解等比数列的概念,需要注意以下4点:
① 每一项与它的前一项的比是同一个常数,具备任意性;
② 每一项与它的前一项的比是同一个常数,强调的是同一个;
③ 每一项与它的前一项的比是同一个常数,是有序的,前后次序不可颠倒;
④ 由于等比数列每一项都可能作为分母,故每一项都不为零,公比也不为零.
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已知数列{an}的通项公式,判断它是否为等比数列.
(1) an=3n; (2) an=4×23n-1;
(3) an=(-3)-n; (4) an=0.
变 式1
(4) 该数列不是等比数列.
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[规范板书] 解 设{an}的公比为q.
对于数列{an+an+1},当q=-1时,an+an+1=0, {an+an+1}不是等比数列;
变 式2
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1. 判断下列数列是否为等比数列:
(1) 2, 4, 6, 8, 10;
(2) 1, -2, 4, -8, 16;
(3) lg3, lg6, lg12.
(2) 是.
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2. (多选)下列数列是等比数列的有( )
A. 2, 1, 2, 1, 2
B. -5, -5, -5, -5
BC
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(教材P156例2改编)求出下列等比数列中的未知项:
(1) 3, a, 12;
[处理建议] 根据等比数列的定义列出方程(组),进而求解.
例
2
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[题后反思] 第(1)小题中三项成等比数列,称a是2与8的等比中项.
若a, G, b成等比数列,则称G是a与b的等比中项,那么有G2=ab.
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求1和16的等比中项.
[规范板书] 解 设G是1和16的等比中项,则G2=16,所以G=±4.
[题后反思] ① 同号非零两数才有等比中项,等比中项有两个,它们互为相反数.
变 式1
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变 式2
3或-1
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1. 已知下列数列是等比数列,试在括号内填上适当的数:
A
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[处理建议] 证明(或判断)所给数列是等比数列时,要紧扣等比数列的定义;证明(或判断)所给数列不是等比数列时,可采用反证法(或举反例).
例
3
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[题后反思] 等比数列的判定方法:
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已知等比数列{an}的公比为q.
(1) 求证:{m·an}(m≠0)是等比数列.
(2) 设q≠1,证明数列{an+1}不是等比数列.
(2) 假设{an+1}是等比数列,则对任意的k∈N*, (ak+1+1)2=(ak+1)(ak+2+1),
因为ak+1≠0,所以q2-2q+1=0,解得q=1,这与已知矛盾,从而假设不成立,故{an+1}不是等比数列.
变 式1
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变 式
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C
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2. (多选)已知数列{an}是等比数列,则( )
A. 数列{|an|}是等比数列
B. 数列{an+an+1}是等比数列
C. 数列{anan+1}是等比数列
AC
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提示 设等比数列{an}的公比为q.
对于B,当an+an+1=0时,{an+an+1}不是等比数列;
对于D,当an=1时,{an}是等比数列,但是lga=0,所以{lga}不是等比数列.
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2. 等比中项的概念:若a, G, b成等比数列,则称G是a与b的等比中项,那么有G2=ab.
课堂小结
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(3) 1, -, , -, ;
(4) 0, 2, 4, 8, 16.
(3) 是等比数列,首项为1,公比为-.
[规范板书] 解 (1) ==3,所以{an}是以3为公比的等比数列.
(2) ===23=8,所以{an}是以8为公比的等比数列.
(3) ==-,所以{an}是以-为公比的等比数列.
当q≠-1时,=q,所以{an+an+1}是等比数列.
若数列{an}为等比数列,则数列{a}为等比数列吗?数列{a2n-1}为等比数列吗?数列{2an}为等比数列吗?数列{an+an+1}为等比数列吗?
对于数列{a}, =2=q2,所以{a}是等比数列.
对于数列{a2n-1}, ==q2,所以{a2n-1}是等比数列.
对于数列{2an}, =q,所以{2an}是等比数列.
解 (1) 因为≠,所以该数列不是等比数列.
(3) 因为≠,所以该数列不是等比数列.
C. -1, , -, , -
D. 3, 1, , , , 0
(2) -, b, c, .
[规范板书] 解 (1) 由题意得=,所以a=6或a=-6.
(2) 由题意得解得
若G是a与b的等比中项,则=,所以G2=ab,即G=±.
② 在等比数列{an}中,a=an-1an+1(n≥2).反之,在数列{an}中,对于任意的正整数n(n≥2),都有a=an-1an+1,数列{an}不一定是等比数列,还需满足an≠0.
已知a是2与a+的等比中项,则a=____________.
[规范板书] 解析 由题意得a2=2,解得a=3或a=-1.
(1) , -3, 27;
(2) 2, (±), 7, ;
(3) 1, , , -.
2. 已知数列{an}是等比数列,且a5=4, a9=16,则a7等于( )
A. 8 B. ±8
C. -8 D. 1
(1) 在等比数列{an}中,是否有a=an-1·an+1(n≥2)?
(2) 在数列{an}中,如果对于任意的正整数n(n≥2),都有a=an-1an+1,那么数列{an}一定是等比数列吗?
[规范板书] 解 (1) 因为{an}是等比数列,所以=,即a=an-1an+1(n≥2)成立.
(2) 不一定.例如,对于数列0, 0, 0, …,总有a=an-1an+1,但这个数列不是等比数列.
① 定义法:=q(n≥2, q是不为0的常数)⇔{an}是公比为q的等比数列.
② 等比中项法:a=an-1an+1(n≥2, an, an-1, an+1均不为0)⇔{an}是等比数列.
[规范板书] 证明 (1) 设bn=m·an,则bn+1=m·an+1,所以===q,因此是公比为q的等比数列.
即a+2ak+1+1=akak+2+ak+ak+2+1,
a+2ak+1=a++ak+1q.
若数列a1, a2, …, an-1, an是等比数列,则数列, , , …, 是等比数列吗?
[规范板书] 解 是,数列, , , …, 的首项是,公比是数列a1, a2, …, an-1, an的公比的倒数.
1. 若a, b, c成等比数列,且公比为q,那么,,( )
A. 不一定是等比数列
B. 一定不是等比数列
C. 一定是等比数列,且公比为
D. 一定是等比数列,且公比为q
D. 数列{lga}是等比数列
对于A, =|q|,为常数,所以{|an|}是等比数列;
对于C,=q2,为常数,所以{anan+1}是等比数列;
1. 等比数列的概念:=q(n≥2, q≠0)或=q(q≠0).会用定义作简单的判定和证明.
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