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- 2021-06-24 发布
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专题六 数 列
§6.3
等比数列及其前
n
项和
高考文数
考点一 等比数列的定义及通项公式
考点清单
考向基础
1.定义:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于
同一个常
数,
那么这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通
常用字母
q
(
q
≠
0)表示.
2.等比中项:如果
a
,
G
,
b
成等比数列,那么
G
叫做
a
与
b
的等比中项,且
G
=
±
(
ab
>0).
3.通项公式:等比数列的通项公式为
a
n
=
a
1
q
n
-1
(
a
1
,
q
≠
0).
考向一 等比数列基本量的计算
考向突破
例1 (2019湖南衡阳一模,5)在等比数列{
a
n
}中,
a
1
a
3
=
a
4
=4,则
a
6
的所有可能
值构成的集合是
( )
A.{6} B.{-8,8} C.{-8} D.{8}
解析 ∵
a
1
a
3
=
=4,
a
4
=4,∴
a
2
=2,∴
q
2
=
=2,∴
a
6
=
a
2
q
4
=2
×
4=8,故
a
6
的所有可
能值构成的集合是{8},故选D.
答案 D
考向二 等比数列的判断和证明
例2 (2018福建福州八校联考,21)数列{
a
n
}中,
a
1
=3,
a
n
+1
=2
a
n
+2(
n
∈N
*
).
(1)求证:{
a
n
+2}是等比数列,并求数列{
a
n
}的通项公式;
(2)设
b
n
=
,
S
n
=
b
1
+
b
2
+
b
3
+
…
+
b
n
,证明:
∀
n
∈N
*
,都有
≤
S
n
<
.
解析 (1)由
=2
a
n
+2(
n
∈N
*
),得
+2=2(
a
n
+2),∵
a
1
=3,∴
a
1
+2=5,
∴{
a
n
+2}是首项为5,公比为2的等比数列,
∴
a
n
+2=5
×
2
n
-1
,
∴
a
n
=5
×
2
n
-1
-2.
(2)证明:由(1)可得
b
n
=
,
S
n
=
①,
S
n
=
②,
①-②整理可得
S
n
=
=
·
=
.
∵
n
∈N
*
,∴
S
n
<
.
又∵
S
n
+1
-
S
n
=
×
>0,
∴数列{
S
n
}单调递增,∴
S
n
≥
S
1
=
,
∴
∀
n
∈N
*
,都有
≤
S
n
<
.
考向基础
1.等比数列{
a
n
}满足
或
时,{
a
n
}是递增数列;满足
或
时,{
a
n
}是递减数列.
2.有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项的积相等.特别地,当项数为奇
数时,还等于中间项的平方.
3.等比数列的一些结论:
(1)在等比数列中,每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的
新数列仍然是等比数列.
(2)若{
a
n
}是等比数列,则{
λa
n
},{|
a
n
|}皆为等比数列,公比分别为
q
和|
q
|(
λ
为非
零常数).
(3)一个等比数列各项的
k
次幂仍组成一个等比数列,新公比是原公比的
k
次
考点二 等比数列的性质及其应用
幂.
(4){
a
n
}为等比数列,若
a
1
·
a
2
·
…
·
a
n
=
T
n
,则
T
n
,
,
,
…
成等比数列.
(5)若数列{
a
n
}与{
b
n
}均为等比数列,则{
m
·
a
n
·
b
n
}与
仍为等比数列,其中
m
是不为零的常数.
4.
当
q
≠
0,
q
≠
1时,
S
n
=
k
-
k
·
q
n
(
k
≠
0)是{
a
n
}为等比数列的充要条件,这时
k
=
.
5.
对于正整数
m
,
n
,
p
,
q
,若
m
+
n
=
p
+
q
,则在等比数列{
a
n
}中,
a
m
,
a
n
,
a
p
,
a
q
的关系为
a
m
·
a
n
=
a
p
·
a
q
.
考向 等比数列性质的应用
考向突破
例3 (2019河南洛阳第二次统考,14)等比数列{
a
n
}的各项均为正数,且
a
10
a
11
+
a
8
a
13
=64,则log
2
a
1
+log
2
a
2
+
…
+log
2
a
20
=
.
解析 由等比数列的性质可得
a
10
a
11
=
a
8
a
13
,
所以
a
10
a
11
+
a
8
a
13
=2
a
10
a
11
=64,
所以
a
10
a
11
=32,
所以log
2
a
1
+log
2
a
2
+
…
+log
2
a
20
=log
2
(
a
1
·
a
2
·
a
3
·
…
·
a
20
)
=log
2
[(
a
1
·
a
20
)·(
a
2
·
a
19
)·(
a
3
·
a
18
)·
…
·(
a
10
·
a
11
)]=log
2
(
a
10
·
a
11
)
10
=log
2
32
10
=50.
答案 50
考点三 等比数列的前
n
项和
考向基础
S
n
=
【知识拓展】
1.当
q
≠
-1或
q
=-1且
k
为奇数时,
S
k
,
S
2
k
-
S
k
,
S
3
k
-
S
2
k
,
…
是等比数列.
注意 当
q
=-1且
k
为偶数时,
S
k
,
S
2
k
-
S
k
,
S
3
k
-
S
2
k
,
…
不是等比数列.
2.若数列{
a
n
}的项数为2
n
,
S
偶
与
S
奇
分别为偶数项与奇数项的和,则
=
q
;若
项数为2
n
+1,则
=
q
.
考向突破
考向一 等比数列求和公式
例4 (2018陕西延安黄陵中学(重点班)第一次大检测,10)已知公比不为1
的等比数列{
a
n
}的前
n
项和为
S
n
,且满足
a
2
,2
a
5
,3
a
8
成等差数列,则
=
( )
A.
B.
C.
D.
解析 设等比数列{
a
n
}的公比为
q
(
q
≠
1),
∵
a
2
,2
a
5
,3
a
8
成等差数列,∴4
a
5
=
a
2
+3
a
8
,
即4
a
1
q
4
=
a
1
q
+3
a
1
q
7
,3
q
6
-4
q
3
+1=0,
解得
q
3
=
或
q
3
=1(舍去),
∴
=
=
=
,故选C.
答案 C
例5 (2018安徽淮北二模,7)5个数依次组成等比数列,且公比为-2,则其中
奇数项和与偶数项和的比值为
( )
A.-
B.-2 C.-
D.-
考向二 等比数列前
n
项和的性质
解析 由题意可设这5个数分别为
a
,-2
a
,4
a
,-8
a
,16
a
,
a
≠
0,
故奇数项和与偶数项和的比值为
=-
,故选C.
答案 C
方法
等比数列的判定方法
1.定义法:若
=
q
(
q
为非零常数)或
=
q
(
q
为非零常数且
n
≥
2,
n
∈N
*
),则
{
a
n
}是等比数列.
2.中项公式法:若数列{
a
n
}中,
a
n
≠
0且
=
a
n
·
a
n
+2
(
n
∈N
*
),则数列{
a
n
}是等比数
列.
3.通项公式法:若数列的通项公式可写成
a
n
=
c
·
q
n
(
c
,
q
均是不为0的常数,
n
∈N
*
),则{
a
n
}是等比数列.
方法技巧
4.
前
n
项和公式法
:
若数列
{
a
n
}
的前
n
项和
S
n
=
k
-
k
·
q
n
(
k
为常数且
k
≠
0,
q
≠
0,1),
则
{
a
n
}
是等比数列
.
其中前两种方法是证明某一数列是等比数列的常用方法
,
而后两种方法常
用于选择题、填空题中
.
若证明一个数列不是等比数列
,
只要证明存在相邻三项不成等比数列即可
.
例 (2018北京,4,5分)设
a
,
b
,
c
,
d
是非零实数,则“
ad
=
bc
”是“
a
,
b
,
c
,
d
成等比
数列”的
( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
解析 由
a
,
b
,
c
,
d
成等比数列,可得
ad
=
bc
,即必要性成立;
当
a
=1,
b
=-2,
c
=-4,
d
=8时,
ad
=
bc
,但
a
,
b
,
c
,
d
不成等比数列,即充分性不成立,故
选B.
答案 B