内容正文:
4.3.1 等比数列的概念
第2课时 等比数列的性质
一、基础落实
1.在等比数列{an}中,a3a4a5=8,a4+a8=20,则a6=( )
A.36 B.±6
C.-6 D.6
2.在正项等比数列{an}中,a3+a4+a5=7,则数列{an}的公比q为( )
A.-2或3 B.3
C.2或-3 D.2
3.十二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.若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为( )
A.f B.f
C.f D.f
4.(2025·广西桂林模拟)已知各项均为正数的等比数列{an},a7=4,则log2a3+log2a11=( )
A.2 B.3
C.4 D.5
5.(多选题)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a1a2,a3a4,a5a6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
6.在数1和100之间插入n个实数,使得这n+2个数构成递增的等比数列,将这n+2个数的乘积记作Tn,再令an=lg Tn,n≥1,则数列{an}的通项公式为 .
7.已知各项均为正数的数列{an}满足对任意的正整数m,n都有am+n=aman,a6=8,则= .
8.在等比数列{an}中,an>0,公比q∈(0,1),且a1a5+2a3a5+a2a8=25,又a3与a5的等比中项为±2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=log2an,求{|bn|}的前n项和Tn.
9.一个蜂巢有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,蜂巢中有多少只蜜蜂?
二、素能提升
10.公比q不为1的等比数列{an}满足a5a7+a4a8=16,若a2a3a9am=64,则m的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
11.已知a>0,b>0,且9是3a和3b的等比中项,则的最小值是( )
A. B.36 C.9 D.49
12.已知函数f(x)=,数列{an}为等比数列,且当an>0时,a1 012=1,则f(ln a1)+f(ln a2)+f(ln a3)+…+f(ln a2 023)= .
13.某集团投资一工厂,第一年年初投入资金5 000万元作为初始资金,工厂每年的生产经营能使资金在年初的基础上增长50%.每年年底,工厂向集团上缴m(m>0)万元,并将剩余资金全部作为下一年的初始资金,设第n年的初始资金为an万元.
(1)判断{an-2m}是否为等比数列?并说明理由.
(2)若工厂某年的资金不足以上缴集团的费用,则工厂在这一年转型升级.设m=2 600,则该工厂在第几年转型升级?
14.在等差数列{an}中,公差d≠0,a1,a2,a4成等比数列,已知数列a1,a3,,…,,…也成等比数列,求数列{kn}的通项公式.
15.目前某区域市场中5G智能终端产品的制造由A公司及B公司提供技术支持,据市场调研预测,5G商用初期,该区域市场中采用A公司与B公司技术的智能终端产品分别占比为a0=55%及b0=45%,假设两家公司的技术更新周期一致,且随着技术优势的体现,每次技术更新后,上一周期采用B公司技术的产品中有20%转而采用A公司技术,采用A公司技术的仅有5%转而采用B公司技术,设第n次技术更新后,该区域市场中采用A公司与B公司技术的智能终端产品占比分别为an及bn,不考虑其他因素的影响.
(1)用bn表示bn+1,并求实数λ,使{bn-λ}是等比数列;
(2)经过若干次技术更新后,该区域市场采用A公司技术的智能终端产品占比能否达到75%以上?若能,至少需要经过几次技术更新;若不能,说明理由.(参考数据:lg 2≈0.301,lg 3≈0.477)
参考答案
一、基础落实
1.D
解析 设等比数列{an}的公比为q,由a3a4a5==8,解得a4=2,则a4+a8=2+a8=20,所以a8=18,
又a4a8==2×18=36,解得a6=±6.
因为a6=a4q2=2q2>0,所以a6=6.
故选D.
2.D
解析 由题意得a3+a3q+a3q2=7,得a3(1+q+q2)=7|a3|,
由an>0,得1+q+q2=7,
解得q=2或q=-3(舍去),故选D.
3.D
解析 由题意知,十三个单音构成等比数列{an},设{an}的公比为q,因为从第二个单音起,每个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于,且第一个单音的频率为f,即a1=f,q=,所以a8=a1q7=f,即第八个单音的频率为f.故选D.
4.C
解析 因为等比数列{an}各项均为正数,a7=4,所以a3a11==16,所以log2a3+log2a11=log2=4.故选C.
5.BD
解析 设等比数列{an}的公比为q,由等比数列的性质,知=q2,=q4,当q≠±1时,q2≠q4,故A错误;
可知数列a1a2,a3a4,a5a6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.
6.an=n+2
解析 记由n+2个数构成递增的等比数列为{bn},公比为q,则b1=1,bn+2=100,则qn+1=100,即(n+1)lg q=lg 100=2,所以Tn=b1·b2·b3·…·bn+2,即an=lg(b1·b2·b3·…·bn+2)=lg b1+lg(b1q)+lg(b1q2)+…+lg(b1qn+1)=(n+2)lg b1+[1+2+3+…+(n+1)]lg q=lg q=n+2.
7.
解析 (方法一)对于am+n=aman,取m=1,得an+1=a1an,
所以数列{an}是首项为a1,公比为a1的等比数列,
所以an=,则a6==8,得=2,
所以.
(方法二)对于am+n=aman,取m=n=3,得a6=,
又a6=8,所以a3=2,则.
8.解 (1)因为a1a5+2a3a5+a2a8=25,
所以+2a3a5+=(a3+a5)2=25,
又因为an>0(n∈N*),
所以a3+a5=5.
因为a3与a5的等比中项为±2,所以a3a5=4,
则解得(舍去),
所以q2=,所以q=或q=-(舍去),
所以an=a5·qn-5=.
(2)由(1)得an=,所以bn=log2an=-n+5,则b1=4.
当bn≥0,n∈N*时,则1≤n≤5;
当bn<0,n∈N*时,则n≥6.
当1≤n≤5时,Tn=|b1|+|b2|+…+|bn|=b1+b2+…+bn=,
当n≥6时,Tn=|b1|+|b2|+…+|bn|=(b1+b2+…+b5)-(b6+b7+…+bn)=10-,
综上所述,Tn=
9.解 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}的通项公式为an=6×6n-1=6n,到第六天,所有的蜜蜂都归巢后,蜂巢中有a6=66=46 656只蜜蜂.
二、素能提升
10.C
解析 依题意,数列{an}是等比数列,且公比q≠1,a5a7+a4a8=2=16,=8,因为a2a3a9am=a2··am=8a2am=64,a2am=8=,所以2+m=12,m=10,故选C.
11.C
解析 ∵9是3a和3b的等比中项,
∴3a·3b=92,∴a+b=4.
∵a>0,b>0,∴(a+b)()=(26+)≥(26+2×)=9,当且仅当b=5a=时等号成立.
故选C.
12.
解析 因为f(x)=,所以f(x)+f(-x)==1.
又因为数列{an}为等比数列,an>0,a1 012=1,
所以a1a2 023=a2a2 022=…==1,
所以ln a1+ln a2 023=ln a2+ln a2 022=…=2ln a1 012=0.
设S2 023=f(ln a1)+f(ln a2)+f(ln a3)+…+f(ln a2 023),①
则S2 023=f(ln a2 023)+f(ln a2 022)+f(ln a2 021)+…+f(ln a1),②
由①+②得2S2 023=2 023,所以S2 023=.
13.解 (1)依题意,a1=5 000,a2=a1(1+50%)-m=7 500-m,
an+1=an(1+50%)-m=an-m,
即an+1-2m=(an-2m).
当m=2 500,即a1-2m=0时,{an-2m}不是等比数列;
当m>0且m≠2 500时,数列{an-2m}是以为公比,5 000-2m为首项的等比数列.
(2)当m=2 600时,由(1)知数列{an-2m}是以-200为首项,为公比的等比数列,
则an-5 200=-200×,
即an=5 200-200×.
设第n年转型升级,则an+1=5 200-200×<0,则>26,数列是递增数列,<26,>26,而n∈N*,则nmin=9,
所以该工厂在第9年转型升级.
14.解 由题意得=a1a4,即(a1+d)2=a1(a1+3d),得d(d-a1)=0,
∵d≠0,∴a1=d.
又a1,a3,,…,,…成等比数列,
∴该数列的公比q==3,
∴=a1·3n+1.
∵=a1+(kn-1)d=kna1,
∴数列{kn}的通项公式为kn=3n+1.
15.解 (1)由题意得5G商用初期,该区域市场中采用A公司与B公司技术的智能终端产品的占比分别为a0=55%=,b0=45%=.
易知经过n次技术更新后an+bn=1,
则bn+1=(1-20%)bn+5%·an=bn+(1-bn)=bn+,即bn+1=bn+.
由题意,可设bn+1-λ=(bn-λ),
则bn+1=bn+,所以,解得λ=,
又b1=b0+,b1-,
从而当λ=时,是以为首项,为公比的等比数列.
(2)由(1)可知bn-·()n-1=·()n,
则bn=·()n,
又因为an+bn=1,则an=·()n,
所以经过n次技术更新后,该区域市场采用A公司技术的智能终端产品占比an=·()n.
由题意,令an>75%,得·()n>,
则()n<,即nlg<lg,
则n>=5.592,
故n≥6,即至少经过6次技术更新,该区域市场采用A公司技术的智能终端产品占比能达到75%以上.
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