内容正文:
第8讲 等差与等比数列的性质
【命题趋势】
本考点在高考中,主要考查等差与等比数列的概念、基本性质、简单运算等,常以选择、填空题的形式出现,属于中档题.全国卷中数列考题更加注重基础,强调双基,讲究解题的通性通法,尤其在选择、填空题上更加突出,常常以“找常数”“找邻居”“找配对”“构函数”作为本节考点命题的一大亮点,突出考查等差、等比数列的基本概念、性质以及它们的交叉运用,突出了“小、巧、活”的特点,“巧用性质、减少运算量”在等差、等比数列的客观题计算中非常重要,难度多属中等偏易.
【备考建议】
复习中要做到:
(1)深刻理解等差数列和等比数列基本概念、性质,熟练掌握这两种数列常用的判定、证明方法,这类问题经常出现在以递推数列为背景的试题第(1)问中.
(2)能正确使用等差(比)数列定义、性质是学好本节考点的关键.解题时应从基础着笔,首先要熟练掌握等差数列、等比数列的相关性质及公式,然后要熟悉它们的灵活变形,善用技巧,减少运算量,这是迅速、准确解题的关键.运用方程的思想解答等差(比)数列计算问题是常见题型,解决此类问题需要抓住基本量a1、d(或q),掌握好设取未知数、列出方程、解方程三个环节,常通过“设而不求,整体代入”来简化运算.
探究一 等差(比)数列的判定与证明
例1 (1)已知数列{an}的前n项和Sn=an-1(a是不为0的常数),那么数列{an}( )
A.一定是等差数列
B.一定是等比数列
C.或者是等差数列或者是等比数列
D.既不是等差数列也不是等比数列
【解析】选C.
当n=1时可得a1=a-1,当n≥2时可得an=an-an-1=(a-1)an-1,a1也适合这个式子,
故数列{an}的通项公式是an=(a-1)an-1.
当a=1时,该数列的各项都是零,此时数列{an}为等差数列,
当a≠1时,数列{an}为等比数列.
(2)已知数列{an}是首项a1=eq \f(1,4),公比q=eq \f(1,4)的等比数列.设bn+2=3logeq \f(1,4)an(n∈N*).
求证:数列{bn}是等差数列.
【解析】证明:由已知可得an=a1qn-1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))
eq \s\up12(n),
bn+2=3logeq \f(1,4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))
eq \s\up12(n)=3n,
∴bn=3n-2.
∵bn+1-bn=3,∴数列{bn}为等差数列.
【点评】等差、等比数列的判定与证明方法:
(1)定义法:an+1-an=d(d为常数)⇔{an}是等差数列;
eq \f(an+1,an)=q(q为非零常数)⇔{an}是等比数列;
(2)利用中项法:2an+1=an+an+2(n∈N*)⇔{an}是等差数列;
aeq \o\al(2,n+1)=an·an+2(n∈N*)⇔{an}是等比数列(注意等比数列中an≠0,q≠0);
(3)通项公式法:an=pn+q(p,q为常数)⇔{an}是等差数列;
an=cqn(c,q为非零常数)⇔{an}是等比数列;
(4)前n项和公式法:Sn=An2+Bn(A,B为常数)⇔{an}是等差数列;
Sn=mqn-m(m为常数,q≠0且q≠1)⇔{an}是等比数列;
(5)若判断一个数列既不是等差数列又不是等比数列,只需用a1,a2,a3验证即可.
探究二 等差(比)数列的基本计算
例2 (1)设Sn是等差数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an))的前n项和,且S1,S2,S4成等比数列,则eq \f(a2,a1)等于( )
A.1 B.1或2 C.1或3 D.3
【解析】选C.
设等差数列{an}的公差为d,则有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2a1+d))
eq \s\up12(2)=a1(4a1+6d),得d=0或d=2a1. 若d=0,则eq \f(a2,a1)=1,若d=2a1,则eq \f(a2,a1)=eq \f(3a1,a1)=3,故选C.
(2)已知数列{an}是首项等于eq \f(1,16)且公比不为1的等比数列,Sn是它的前n项和,满足S3=4S2-eq \f(5,16).
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=logaan(a>0且a≠1),求数列{bn}的前n项和Tn的最值.
【解析】(Ⅰ)∵S3=4S2-eq \f(5,16),a1=eq \f(1,1