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- 2021-06-16 发布
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2020届二轮复习 等比数列的概念与性质 学案(全国通用)
等比数列的概念与性质
· 等比数列
一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数,那么这个数列叫做等比数列(geometric sequence),这个常数叫做等比数列的公比(common ratio),公比通常用字母 表示 .
如果在 与 中间插入一个数 ,使 ,, 成等比数列,那么 叫做 与 的等比中项.
等比数列的通项公式:.
· 等比数列的性质
(1), 为等比数列中任意两项,则 .
(2)若 ,,, 且 ,则 .
(3)下标(即项的序号)成等差数列的项,仍然成等比数列.
· 等比数列前 项和
等比数列的前 项和
· 等比数列的前 项和的性质
当 ,, 均不为零时,数列 ,, 构成等比数列.
精选例题
等比数列的概念与性质
1. 已知等比数列 的前 项和 ,则 .
【答案】
2. 已知等比数列 的前 项和为 ,且 ,,则 .
【答案】
【分析】 设等比数列的公比为 ,则 .
所以
所以 .
3. 已知首项为 ,公差不为 的等差数列 的第 ,, 项成等比数列,则这个等比数列的公比 ;设数列 的前 项和为 ,则 .
【答案】 ;
4. 已知数列 的前 项和为 ,满足 ,则通项公式 .
【答案】
【分析】 因为 ,①
所以 ,, ②
①-②可得 ,即得 ,
所以数列 是首项为 ,公比为 的等比数列,
则 .
5. 在等比数列 中,若 , 则 .
【答案】
【分析】 设等比数列 中
因为 ,
所以
解得
则
6. 已知等比数列 的公比为正数,且 ,,则 .
【答案】
7. 数列 的前 项和为 ,若 ,(,),则 .
【答案】
【分析】 解法1 当 时,,从而得 .当 时,有 ,所以 ,即 .而 ,所以数列 是从第二项起以 为首项, 为公比的等比数列,所以当 时,.又 ,所以 .
解法2 当 时,,从而 .当 时,,所以 ,即 ,所以 .又因为 ,,所以 ,所以数列 是以 为首项, 为公比的等比数列,从而 ,所以 .
8. 设等比数列 的公比为 ,前 项和为 ,若 ,且 与 的等差中项为 ,则 .
【答案】
【分析】 因为 ,所以 ,所以 .又因为 与 的等差中项为 ,所以 ,即 ,化简得 ,解得 或 (舍去),所以 .
9. 已知等比数列 的公比 ,且 ,则 .
【答案】
【分析】 在等比数列中,若项数为 ,则 ,所以 .
10. 每项均为正数的等比数列 满足:,,且 ,则数列的 前 项和是 .
【答案】
11. 一个项数为偶数的等比数列,它的偶数项和是奇数和的 倍,又它的首项为 ,中间两项的和为 ,则此等比数列的项数为 .
【答案】
【分析】 设该数列有 项,公比为 ,
则 ,
解得 .
又首项为 ,中间两项的和为 ,
则 ,
解得 ,
所以 .
12. 已知在等比数列 中,,,则 .
【答案】
【分析】 由条件得 ,,于是 ,故
.
13. 已知等比数列 的公比 ,且 ,则其前 项的和 .
【答案】
【分析】 因为 ,
所以 .
14. 若等比数列 满足 ,,则公比 .
【答案】
15. 在等比数列 中,若 ,则 .
【答案】
【分析】 据等比数列的性质可知 ,从而 ,故 .
16. 正项等比数列 中,,前 项的乘积是 ,若从前 项中,抽出一项后,余下的 项的乘积是 ,则抽出的是第 项.
【答案】
【分析】 不妨设公比为 ,抽出来的是第 项,
因为正项等比数列 中,前 项的乘积是 ,
所以 ,所以 ,所以 .
为抽出来的那一项.
所以 ,所以 ,又因为 ,所以解得 .
17. 在等比数列 中,公比 ,且 ,则 .
【答案】
【分析】 据题意知 ,即 ,结合 ,解得 ,所以 .
18. 已知等比数列 ,首项 ,公比 ,,则 .
【答案】
【分析】 ,
,
又 ,
则 得
19. 已知等比数列 的公比 , 为其前 项和,则 .
【答案】
【分析】 因为 ,,所以 .
20. 若数列 是各项均为正数的等比数列,且 ,.则 的公比 .
【答案】
【分析】 设等比数列 的公比为 ,依题意有
,解得 ,.
21. 已知等比数列 中,,.
(1)求通项 ;
【解】 因为数列 是等比数列,,,
所以 解得
从而 .
(2)若数列 的前 项和为 ,求满足不等式 的 的最大值.
【解】 因为 ,
所以 ,
又因为 ,
所以数列 是一个以 为首项, 为公差的等差数列.
所以 .
由 ,得 ,
整理,得 .
解得 ,
经过估算,得到 的最大值为 .
22. 设数列 的首项 ,且 ,记 ,,,,
(1)求 ,;
【解】 ,.
(2)判断数列 是否为等比数列,并证明你的结论;
【解】 因为 ,
所以 .
故 ,
,
.
猜想 是公比为 的等比数列.
证明如下:
,
所以 是首项为 ,公比为 的等比数列.
(3)求 .
【解】 由(2),.
23. 已知公差不为 的等差数列 ,首项 ,且 ,, 成等比数列,
(1)求等差数列 的通项公式;
【解】 设公差为 ,则 ,
又 ,, 成等比数列,则有 ,又首项 ,
所以
化简得:,
又 ,解得:.
所以 ,即:.
(2)若从数列 中抽出部分项:,,,, 构成一个新的数列 ,,证明:数列 , 为等比数列;
【解】 由(1)可知:,
所以 ,
所以 .
所以,数列 , 为等比数列.
(3)求和:.
【解】 由(2)可知:数列 , 为等比数列,
所以 .
即 .
24. 已知数列 为等比数列, 为其前 项和.
(1)已知 ,,求 ;
【解】 由 ,
得 或
故 或 .
(2)若 ,,求 的值;
【解】 由于数列 为等比数列,
所以 ,, 成等比数列,
公比为 .
所以由题可得
解得 ,.
故 .
(3)已知 ,.求 的值.
【解】 由 ,
得 ,
又 ,
所以,.
25. 把一个正方形等分成 个相等的小正方形,将中间的一个正方形挖掉(如图①);再将剩余的每个正方形都分成 个相等的小正方形,并将中间的一个正方形挖掉(如图②);如此下去
(1)如此下去,第三次共挖掉了多少个正方形?
【解】 .
(2)第 个图共挖掉了多少个正方形?若原正方形的边长为 ,则这些正方形的面积之和为多少?
【解】 我们把由图①分割为图②看作是一次操作,则一次操作挖去 个小正方形,且由图①分割为图②时,增加了 个图①,所以 次操作后得到第 个图,共挖掉了 个正方形,这些正方形的面积和为
26. 设等比数列 的前 项和为 ,已知 ,,求 和 .
【解】 设 的公比为 ,由题设得
解得
当 , 时,
当 , 时,
27. 在等差数列 中,,.
(1)求数列 的通项公式 ;
【解】 ,,
解得 ,,
则 .
(2)求数列 前 项和 .
【解】 ,,
.
28. 已知等差数列 的首项 ,公差 ,且第二项、第五项、第十四项分别为等比数列 的第二项、第三项、第四项.
(1)求数列 与 的通项公式;
【解】 设数列 的公比为 .
由题意,得 ,
整理,得 .
结合 ,解得 .
所以 .
于是 ,,,
所以公比 ,,
因此,.
(2)设数列 对任意正整数 都有 成立,求 的值.
【解】 由(1),得 ,则 .
由 ,
得 .
以上两式相减,得 ,
即 .
当 时,由 ,得 .
由此 所以
29. 数列 的前 项和为 ,且满足 ,( 为常数,).
(1)若 ,求 ;
【解】 因为 ,,
所以 ,.
因为 ,即 .
所以 ,即 .
所以 .
所以数列 是以 为首项, 为公差的等差数列.
所以 .
(2)若数列 是等比数列,求实数 的值.
【解】 若数列 是等比数列,则 ,
由 可得 .解得 .
当 时,由 ,得 .
显然,数列 是以 为首项, 为公比的等比数列.
所以 .
(1)已知数列 ,其中 ,且数列 为等比数列,求常数 .
【解】 因为 是等比数列,故有
将 代入上式,得
即
整理得 ,解得 或 .
(2)设 、 是公比不相等的两个等比数列,,证明数列 不是等比数列.
【解】 设 、 的公比分别为 、 ,,为证 不是等比数列只需证 .
事实上,
由于 ,,又 、 不为零,因此,,故 不是等比数列.
31. 设 的公比不为 的等比数列,且 ,, 成等差数列.
(1)求数列 的公比;
【解】 设数列 的公比为 ,
由 ,, 成等差数列,得 ,
即 .
由 ,得 .
解得 或 (舍去),
所以 .
(2)若 ,求数列 的前 项和 .
【解】 依题意,得 是以 为首项, 为公比的等比数列,
.
32. 在等比数列 中,已知 ,,求首项 和公比 .
【解】 因为 ,所以 .
当 时,;
当 时,.
综上, 或
33. 设等比数列 的公比 ,前 项和为 .已知 ,,求 的通项公式.
【解】 由题设知 ,,
则
由②得
因为 ,解得 或 .
当 时,代入①得 ,通项公式为
当 时,代入①得 ,通项公式为
34. 等比数列 共有 项,其和为 ,且奇数项的和比偶数项的和大 ,求公比 .
【解】 由题意知
所以
所以
35. 三个数成等比数列,其积为 .若第一个数与第三个数各减去 ,则这三个数成等差数列,求这三个数.
【解】 设三个数为 ,,,则
解得
所以所求三数依次为 ,, 或 ,,.
36. 在等比数列 中,已知 ,,求 前 项的和 .
【解】 设数列 的公比为 ,依题意,
所以
所以,将 代入到①式,得 ,舍去;
将 代入到①式,得 .
当 时,;
当 时,.
37. 在各项均为负数的数列 中,已知 ,且 .
(1)求证:数列 是等比数列,并求出通项公式;
【解】 由 ,得 ,故数列 是公比为 的等比数列.
由 ,得 .
因为数列 的各项均为负数,故 .
所以 .
(2)试问 是否为该数列的项?若是,是第几项?若不是,请说明理由.
【解】 设 是数列 的第 项,得 ,即 ,
所以 ,即 是这个等比数列的第 项.
38. 已知数列 是首项 ,公比 的等比数列,且 ,, 成等差数列.
(1)求公比 的值.
【解】 因为 ,, 成等差数列,所以 ,
即 ,解得 ,又因为 ,所以 .
(2)记 ,求 的值.
【解】 因为 所以 .
39. 若实数 ,, 成等比数列,试证明 ,, 也成等比数列.
【解】 要证 ,, 成等比数列,须证
,
即证 ,
即证 .
由已知 ,
所以 ,, 成等比数列.
40. 已知等比数列 中,,.求 .
【解】 解法一:因为 ,所以 ,所以 .
从而
解得
当 时,;当 时,,故 或 .
解法二:由等比数列的定义知 ,,结合已知得
即
所以
由 得 ,将 代入 得 ,所以 或 .
由 得
故 或 .
课后练习
1. 在等比数列 的前 项和中, 最小,且 ,,前 项和 ,则 为 ,公比 为 .
2. 已知在等比数列 中,,,则 .
3. 在等比数列 中,已知 ,,则 .
4. 已知等比数列 的前 项和 ,则 .
5. 是等比数列 的前 项和,若 .则 的值是 .
6. 已知各项均为正数的等比数列 中,,, 成等差数列,则 .
7. 在等比数列 中,,,则 .
8. 已知 ,, 成等比数列, 为 , 的等差中项, 为 , 的等差中项,则
9. 已知 ,在等比数列 中,,,若数列 的前 项和为 ,则 的值为 .
10. 若 是等比数列,其中 , 是方程 的两个根,而且 那么 的值为 .
11. 已知数列 为等比数列,,,满足 对任意正整数 都成立,且对任意相邻三项 ,, 按某顺序排列后成等差数列,则 的值为 .
12. 等比数列 中,,则 .
13. 已知数列 满足 ,设 (,, 为均不等于 的且互不相等的常数),若数列 为等比数列,则 的值为 .
14. 若数列 是等差数列,首项 ,,,则使前 项和 成立的最大自然数 是 .
15. 已知等比数列 中,公比 ,且 ,,则 .
16. 正项等比数列 中,,则 .
17. 在等比数列 中,,,则 .
18. 记等比数列 的前 项积为 ,若 ,且 ,则正整数 .
19. 已知等比数列 的首项为 ,公比为 ,则 .
20. 等比数列 中,若 ,,则 .
21. 等比数列 满足 ,,且公比 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若该数列前 项和 ,求 的值.
22. 对于数列 ,已知 ,设 为数列 的前 项和.
(1) 的所有可能值组成的集合为 ;
(2)若 ,则 .
23. 已知等比数列 中,,, 分别是某等差数列的第 项,第 项,第 项,且 ,公比 .
(1)求 ;
(2)设 ,求数列 的前 项和的最大值.
24. 在等比数列 中,
(1)若 ,,求 ;
(2)若 ,,求 和 .
25. 已知等差数列 的公差 ,其前四项和为 ,且 ,, 成等比数列.
(1)求通项公式 ;
(2)设 ,求数列 的前 项和 .
26. 在下列程序框图中,将 时的 值定义为 , 时的值定义为 ,如此类推.
(1)写出数列 的递推公式与通项公式;
(2)设 ,求 的前 项和 .
(3)求出程序框图的相应输出结果.
27. 已知数列 满足 ,,,其中 .
(1)求 的值;
(2)判断数列 是否为等比数列,并证明你的结论.
28. 在数列 中,已知 ().
判断是否存在等比数列 满足 ,, ?若存在,求出数列 的通项公式;若不存在,请说明理由.
29. 已知数列 是等差数列,且 ,.
(1)求数列 的通项公式.
(2)令 ,求数列 的前 项和(用 表示).
30. 已知 是一次函数,且 ,, 成等比数列,,求 ()的表达式.
31. 已知等比数列 中,,,求 和 .
32. 在等比数列 中,,,求 和 .
33. 已知数列 是等比数列,,,设数列 的前 项和为 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,求 .
34. 已知等差数列 的前 项和为 ,且 ,.
(1)求 的通项公式;
(2)设 .求证: 是等比数列,并求其前 项和 .
35. 数列 的前 项和为 ,且 ,,,,,.
(1)求 ,, 的值及数列 的通项公式;
(2)求 的值.
36. 已知 是公差不为零的等差数列,,且 ,, 成等比数列.
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,求数列 的前 项和 .
37. 已知数列 的前 项和为 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)令 ,求证:数列 是等比数列.
38. 已知 为等差数列 的前 项和,且 .
(1)求 的通项公式;
(2)若等比数列 满足 ,,求 的前 项和公式.
39. 数列 :满足 ,.
(1)证明数列 是等比数列;
(2)求数列 的通项公式;
(3)设 ,数列 的前 项和为 ,求证:.
40. 给出下面的数表序列:其中表 有 行,第 行的 个数是 ,,从第 行起,每行中的每个数都等于它肩上的两数之和.写出表 .
(1)验证表 各行中的数的平均数按从上到下的顺序构成等比数列,并将结论推广到表 (不要求证明).
等比数列的概念与性质-出门考
姓名 成绩
1. 在等比数列 中,,,则数列的前 项和为 .
2. 已知等比数列 的各项均为正数,且 ,,则数列 的通项公式为 .
3. 在各项均为正数的等比数列 中,若 ,,则 .
4. 已知数列 的前 项的和为 ,若 ,则 的值为 .
5. 已知数列 满足 设 ,若 ,则 = .
6. 设 是等比数列 的前 项和,,若 ,则 的最小值为 .
7. 已知等比数列 的前 项和为 ,若 ,, 成等差数列,且 ,,其中 ,则 的值为 .
8. 已知各项都为正数的等比数列 中,,,则满足 的最大正整数 的值为 .
9. 已知一个等比数列的前三项的积为 ,最后三项的积为 ,且所有项的积为 ,则该数列的项数为 .
10. 在等比数列 中,若 , ,则公比 ; .
11. 设 是公比不为 的等比数列,其前 项和为 ,若 ,, 成等差数列,则 .
12. 等比数列 中,,公比 ,则前 项和 .
13. 首项为 ,公比为 的等比数列的前 项和 .
14. 在等比数列 中, , ,则公比 ; .
15. 在等比数列 中,若 ,,则公比 ;当 时, 的前 项积最大.
16. 在等比数列 中,若 ,,则 .
17. 已知数列 是递增的等比数列,且 ,,则 的值等于 .
18. 设公比为 的等比数列 的前 项和为 .若 ,,则 . .
19. 已知等比数列 中,,则其前 项和 的取值范围是 .
20. 等比数列前 项和 ,则常数 的值为 .
21. 已知等差数列 的前 项和为 ,等比数列 的前 项和为 ,,.
(1)若 ,求 的通项公式;
(2)若 ,求 .
22. 设数列 的前 项和 满足 ,且 ,求 的值.
23. 已知数列 是等比数列,其前 项和为 ,满足 ,.
(1)求数列的通项公式;
(2)是否存在正整数 ,使得 ?若存在,求出符合条件的 的最小值;若不存在,说明理由.
24. 一个等比数列 中,,,求这个数列的通项公式.
25. 已知公比为 的等比数列 ()中,,前三项的和为 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,设数列 满足 (),求使得 的 的最小值.
(1)等比数列 中,,,前 项的和 ,求 和公比 .
(2)等比数列 中,,,求 .
27. 已知 是等比数列 的前 项和,,, 成等差数列,且 ,求数列 的通项公式.
28. 在正项等比数列 中,公比为 ,.求证: 为等比数列,并求其公比.
29. 已知数列 满足 ,且 ,.
(1)求证: 是等比数列;
(2)求数列 的通项公式.
30. 已知等差数列 的公差为 ,等比数列 的公比为 .设 ,.
(1)若 ,,,求 的值;
(2)若 ,证明 ,;
(3)若正整数 满足 ,设 和 是 的两个不同的排列,,,证明 .
31. 为首项是正数的等比数列,前 项和 ,前 项和 ,在前 项中数值最大的项为 ,求通项 .
32. 设数列 的前 项和为 ,其中 , 为常数,且 ,, 成等差数列.
(1)求数列 的通项公式;
(2)设 ,问:是否存在 ,使数列 为等比数列?若存在.求出 的值;若不存在,请说明理由.
33. 已知等差数列 的公差为 ,且 ,, 成等比数列.
(1)求数列 的通项公式;
(2)设数列 的前 项和为 ,求证:.
34. 等比数列 中,,,前 项和 ,求 和公比 .
35. 如图,在边长为 的等边三角形 中,圆 为 的内切圆,圆 与圆 外切,且与 、 相切,,圆 与圆 外切,且与 、 相切,如此继续,记圆 的面积为 ,求 的通项公式.
36. 在等比数列 中,若 ,,求公比 .
37. 设 是由正数组成的等比数列, 是其前 项的和.证明:.
38. 在等比数列 中,已知 ,,求数列 的通项公式.
39. 已知数列 为等差数列,且 ,.
(1)求数列 的通项公式;
(2)证明:.
40. 已知数列 满足 ,.
(1)设 ,求证: 是等比数列.
(2)求数列 的前 项和 .