资源简介 等比数列及其前n项和◇ 知 识 链 接 ◇知识链接01 等比列的有关概念(1)定义 一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一常数(不为零),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,通常用字母q表示.(2)符号语言:=q (常数)(n≥2,n∈N*)或=q(n∈N*,q为非零常数).(3)等比中项:若三个数a,G,b成等比数列,则G叫做a与b的等比中项,且有G2=ab >0.知识链接02 等比数列的通项公式(1)an=a1qn-1=·qn;(2)an=am·qn-m(m,n∈N*) ;(3)an=B·qn.知识链接03 等比数列公比的求法(1)q==……=; (2)qn-m= .知识链接04 等比数列的单调性若或则等比{an}递增; 若或则等比{an}递减.知识链接05 等比数列的前n项和公式(1)Sn=;(2)Sn==-qn+( q≠1);(3)Sn=-A·qn+A(其中A=≠0,q≠1).知识链接06 判断数列{an}是等比数列的常用方法(1)定义法:对任意n∈N*,是同一常数.(2)中项法:对任意n≥2,n∈N*,满足an2=an+1·an-1.(3)通项法:对任意n∈N*,都满足an=B·qn (B,q是不为0的常数).(4) Sn 法:对任意n∈N*,都满足Sn=-A·qn+A(其中A≠0,q≠1).知识链接07 等比数列的性质 已知{an}为等比数列,其公差为d,前n项和为Sn.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak·al=am·an.(2)ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公比为qm的等比数列.(3)数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(Sm≠0)也是等比数列且公比为qm.(4)若Sn=A·qn+B,则A+B=0.(5)若{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}(λ≠0),,{a},{an·bn},仍然是等比数列.◇ 典 例 剖 析 ◇典例剖析01 等比数列基本量的运算(1)设等比{an}的前n项和为Sn,若S1=-2,S3=-6,且公比q≠1,则a3=___.(2)已知等比{an}的前n项和为Sn,若a2=,++=,则S3等于_____.(3)已知数列{an}是等比数列,a2=1,a5=-,若Sk=-,则k=________.(4)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则=_____.(5)已知在等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值是_____.(6)数列{an}中,a1=2,am+n=aman,若ak+1+ak+2+…+ak+10=215-25,则k等于________.典例剖析02 等比数列的判定与证明(1)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn=2an+1,则Sn=________.(2)已知数列{an}满足a1=1,an+1=4an+3n-1,bn=an+n.证明:数列{bn}为等比数列.(3)已知数列{an},{cn}满足cn=2an+1+an. 若数列{an}是等比数列,试判断数列{cn}是否为等比数列,并说明理由.(4)已知各项都为正数的数列{an}满足an+2=2an+1+3an.(ⅰ)证明:数列{an+an+1}为等比数列;(ⅱ)若a1=,a2=,求{an}的通项公式.典例剖析03 等比数列的性质及其应用(1)等比数列{an}中,a3a7a15=6,a8=3,则a9=________.(2)已知数列{an}为等比数列,且a2a6+2a=π,则tan(a3·a5)等于________.(3)在等比数列{an}中,an>0,a1+a2+…+a8=4,a1a2…a8=16,则++…+的值为________.(4)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=,则=________.(5)设{an}是等比数列,且a1+a2+a3=1,a2+a3+a4=2,则a6+a7+a8=_____.(6)在正项等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,an-1anan+1=324,则n=________.(7)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若a1+a2+a3=4,a4+a5+a6=8,则S12等于________.(8)已知等比数列{an}共有2n项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q=________.◇ 小 试 牛 刀 ◇1.在正项等比数列{an}中,若a1=1,a3=2a2+3,则其前3项的和S3=________.2.在正项等比数列{an}中,a3=2,a4·a6=64,则的值是________.3.设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=S1+2S2,且a2=3,则a5等于________.4.已知等比数列{an}中,a4+a8=-2,则a6(a2+2a6+a10)的值为________.5.设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且anan+1=,则=________.6.已知数列a1,,…,,…是首项为1,公比为2的等比数列,则log2an等于________.7.记Sn为等比数列{an}的前n项和,a1=1,且S4=a5-1,则公比q=________.8.已知在递增的等比数列{an}中,a2+a8=3,a3·a7=2,则=________.9.已知公比不为1的等比数列{an},且a=a7,a6+2a4=3a5,则数列的通项公式an=________.10.记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a1=,a=a4,则S5=________.11.如图所示,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形腰上再连接正方形,…,如此继续下去得到一个树状图形,称为“勾股树”.若某勾股树含有1 023个正方形,且其最大的正方形的边长为,则其最小正方形的边长为 .12.已知等比数列{an}的前n项和为Sn=3n+a,则数列{a}的前n项和为( )13.已知数列{an}的前n项和Sn=3an-2n(n∈N*),若{an+λ}成等比数列,则实数λ=________.14.在数列{an}中,a1=1,a2=3,且=2+(-1)n(n∈N*),Sn为数列{an}的前n项和,则S100等于________.15.已知{an}是递减的等比数列,且a2=2,a1+a3=5,则{an}的通项公式为 ;a1a2+a2a3+…+anan+1(n∈N*)=________.16.已知数列{an}与均为等差数列(n∈N*),且a1=2,则an=________;a1+2+3+…+n=________.17.(多选)数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=2Sn(n∈N*),则有( )A.Sn=3n-1 B.{Sn}为等比数列C.an=2·3n-1 D.an=18.(多选)设等比数列{an}的公比为q,则下列结论正确的是( )A.数列是公比为q2的等比数列 B.数列是公比为q的等比数列C.数列是公比为q的等比数列 D.数列是公比为的等比数列19.(多选)已知数列{an}是正项等比数列,且+=,则a5的值可能是( )A.2 B.4 C. D.20.(多选)已知数列{an}不是常数列,其前n项和为Sn,则下列选项正确的是( )A.若数列{an}为等差数列,Sn>0恒成立,则{an}为递增数列B.若数列{an}为等差数列,a1>0,S3=S10,则Sn的最大值在n=6或7时取得C.若数列{an}为等比数列,则S2 021·a2 021>0恒成立D.若数列{an}为等比数列,则{}也为等比数列21.(多选)在等比{an}中,公比为q,其前n项积为Tn,并且满足a1>1,a99·a100-1>0,<0,下列选项中正确的是( )A.0<q<1 B.a99·a101-1<0C.T100的值是Tn中最大的 D.使Tn>1成立的最大自然数n等于19822.已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an.设bn=.(1)求b1,b2,b3;(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;(3)求{an}的通项公式.23.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足2Sn=-an+n(n∈N*).(1)求证:数列为等比数列;(2)求数列{an-1}的前n项和Tn.24.已知数列{an}中,a1=1,an·an+1=n,记T2n为{an}的前2n项的和,bn=a2n+a2n-1,n∈N*.(1)判断数列{bn}是否为等比数列,并求出bn;(2)求T2n.25.已知等比数列{an}的公比q>1,a1=2,且a1,a2,a3-8成等差数列,数列{anbn}的前n项和为.(1)分别求出数列{an}和{bn}的通项公式;(1)设数列的前n项和为Sn, n∈N*,Sn≤m恒成立,求实数m的最小值.26.等差数列{an}(n∈N*)中,a1,a2,a3分别是下表第一、二、三行中的某一个数,且其中的任何两个数都不在下表的同一列.第一列 第二列 第三列第一行 5 8 2第二行 4 3 12第三行 16 6 9(1)请选择一个可能的{a1,a2,a3}组合,并求数列{an}的通项公式;(2)记(1)中您选择的{an}的前n项和为Sn,判断是否存在正整数k,使得a1,ak,Sk+2成等比数列,若有,请求出k的值;若没有,请说明理由.2022年下学期 高二数学 同步复习讲义14 等比数列及其前n项和◇ 知 识 链 接 ◇知识链接01 等比列的有关概念(1)定义 一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一常数(不为零),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,通常用字母q表示.(2)符号语言:=q (常数)(n≥2,n∈N*)或=q(n∈N*,q为非零常数).(3)等比中项:若三个数a,G,b成等比数列,则G叫做a与b的等比中项,且有G2=ab >0.知识链接02 等比数列的通项公式(1)an=a1qn-1=·qn;(2)an=am·qn-m(m,n∈N*) ;(3)an=B·qn.知识链接03 等比数列公比的求法(1)q==……=; (2)qn-m= .知识链接04 等比数列的单调性若或则等比{an}递增; 若或则等比{an}递减.知识链接05 等比数列的前n项和公式(1)Sn=;(2)Sn==-qn+( q≠1);(3)Sn=-A·qn+A(其中A=≠0,q≠1).知识链接06 判断数列{an}是等比数列的常用方法(1)定义法:对任意n∈N*,是同一常数.(2)中项法:对任意n≥2,n∈N*,满足an2=an+1·an-1.(3)通项法:对任意n∈N*,都满足an=B·qn (B,q是不为0的常数).(4) Sn 法:对任意n∈N*,都满足Sn=-A·qn+A(其中A≠0,q≠1).知识链接07 等比数列的性质 已知{an}为等比数列,其公差为d,前n项和为Sn.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则ak·al=am·an.(2)ak,ak+m,ak+2m,…(k,m∈N*)是公比为qm的等比数列.(3)数列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(Sm≠0)也是等比数列且公比为qm.(4)若Sn=A·qn+B,则A+B=0.(5)若{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则{λan}(λ≠0),,{a},{an·bn},仍然是等比数列.◇ 典 例 剖 析 ◇典例剖析01 等比数列基本量的运算(1)设等比{an}的前n项和为Sn,若S1=-2,S3=-6,且公比q≠1,则a3=___.(2)已知等比{an}的前n项和为Sn,若a2=,++=,则S3等于_____.(3)已知数列{an}是等比数列,a2=1,a5=-,若Sk=-,则k=________.(4)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5-a3=12,a6-a4=24,则=_____.(5)已知在等比数列{an}中,a3=7,前三项之和S3=21,则公比q的值是_____.(6)数列{an}中,a1=2,am+n=aman,若ak+1+ak+2+…+ak+10=215-25,则k等于________.【答案】(1)-8 (2) (3)5 (4)2-21-n (5)1或- (6)4典例剖析02 等比数列的判定与证明(1)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn=2an+1,则Sn=________.(2)已知数列{an}满足a1=1,an+1=4an+3n-1,bn=an+n.证明:数列{bn}为等比数列.【答案】(1)n-1 (2)略(3)已知数列{an},{cn}满足cn=2an+1+an. 若数列{an}是等比数列,试判断数列{cn}是否为等比数列,并说明理由.【解析】 设等比数列{an}的公比为q,则cn=2an+1+an=2anq+an=(2q+1)an,当q=-时,cn=0,数列{cn}不是等比数列;当q≠-时,因为cn≠0,所以==q,所以数列{cn}是等比数列.(4)已知各项都为正数的数列{an}满足an+2=2an+1+3an.(ⅰ)证明:数列{an+an+1}为等比数列;(ⅱ)若a1=,a2=,求{an}的通项公式.【解析】(ⅰ)证明 因为an+2=2an+1+3an,所以an+2+an+1=3(an+1+an),因为数列{an}中各项均为正数,所以an+1+an>0,所以=3,所以数列{an+an+1}是公比为3的等比数列.(ⅱ)由(ⅰ)知数列{an+an+1}是以a1+a2为首项,3为公比的等比数列,且a1=,a2=,则an+an+1=(a1+a2)3n-1=2×3n-1,因为an+2=2an+1+3an,所以an+2-3an+1=-(an+1-3an)=(-1)2(an-3an-1)=…=(-1)n(a2-3a1),又因为a2-3a1=0,所以an+1-3an=0,故an+1=3an,所以4an=2×3n-1,an=·3n-1.典例剖析03 等比数列的性质及其应用(1)等比数列{an}中,a3a7a15=6,a8=3,则a9=________.(2)已知数列{an}为等比数列,且a2a6+2a=π,则tan(a3·a5)等于________.(3)在等比数列{an}中,an>0,a1+a2+…+a8=4,a1a2…a8=16,则++…+的值为________.(4)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=,则=________.(5)设{an}是等比数列,且a1+a2+a3=1,a2+a3+a4=2,则a6+a7+a8=_____.(6)在正项等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,an-1anan+1=324,则n=________.(7)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若a1+a2+a3=4,a4+a5+a6=8,则S12等于________.(8)已知等比数列{an}共有2n项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q=________.【答案】(1) (2) (3)2 (4) (5)32 (6)14 (7)60 (8)2◇ 小 试 牛 刀 ◇1.在正项等比数列{an}中,若a1=1,a3=2a2+3,则其前3项的和S3=________.【答案】 132.在正项等比数列{an}中,a3=2,a4·a6=64,则的值是________.【答案】 163.设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=S1+2S2,且a2=3,则a5等于________.【答案】 244.已知等比数列{an}中,a4+a8=-2,则a6(a2+2a6+a10)的值为________.【答案】 45.设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且anan+1=,则=________.【答案】6.已知数列a1,,…,,…是首项为1,公比为2的等比数列,则log2an等于________.【答案】7.记Sn为等比数列{an}的前n项和,a1=1,且S4=a5-1,则公比q=________.【答案】 2或-18.已知在递增的等比数列{an}中,a2+a8=3,a3·a7=2,则=________.【答案】9.已知公比不为1的等比数列{an},且a=a7,a6+2a4=3a5,则数列的通项公式an=________.【答案】 2n+110.记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a1=,a=a4,则S5=________.【答案】11.如图所示,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形腰上再连接正方形,…,如此继续下去得到一个树状图形,称为“勾股树”.若某勾股树含有1 023个正方形,且其最大的正方形的边长为,则其最小正方形的边长为 .【答案】12.已知等比数列{an}的前n项和为Sn=3n+a,则数列{a}的前n项和为( )【答案】13.已知数列{an}的前n项和Sn=3an-2n(n∈N*),若{an+λ}成等比数列,则实数λ=________.【答案】 214.在数列{an}中,a1=1,a2=3,且=2+(-1)n(n∈N*),Sn为数列{an}的前n项和,则S100等于________.【答案】 +5015.已知{an}是递减的等比数列,且a2=2,a1+a3=5,则{an}的通项公式为 ;a1a2+a2a3+…+anan+1(n∈N*)=________.【答案】 an=4×n-1 ×16.已知数列{an}与均为等差数列(n∈N*),且a1=2,则an=________;a1+2+3+…+n=________.【答案】 2n 2n+1-217.(多选)数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=2Sn(n∈N*),则有( )A.Sn=3n-1 B.{Sn}为等比数列C.an=2·3n-1 D.an=【答案】 ABD18.(多选)设等比数列{an}的公比为q,则下列结论正确的是( )A.数列是公比为q2的等比数列 B.数列是公比为q的等比数列C.数列是公比为q的等比数列 D.数列是公比为的等比数列【解析】选AD 对于A,由=q2(n≥2)知数列{anan+1}是公比为q2的等比数列;对于B,当q=-1时,数列{an+an+1}的项中有0,不是等比数列;对于C,若q=1时,数列{an-an+1}的项中有0,不是等比数列;对于D,==,所以数列是公比为的等比数列,故选A、D.19.(多选)已知数列{an}是正项等比数列,且+=,则a5的值可能是( )A.2 B.4 C. D.【解析】选ABD 依题意,数列{an}是正项等比数列,∴a3>0,a7>0,a5>0,∴=+≥2 =,因为a5>0,所以上式可化为a5≥2.故选A、B、D.20.(多选)已知数列{an}不是常数列,其前n项和为Sn,则下列选项正确的是( )A.若数列{an}为等差数列,Sn>0恒成立,则{an}为递增数列B.若数列{an}为等差数列,a1>0,S3=S10,则Sn的最大值在n=6或7时取得C.若数列{an}为等比数列,则S2 021·a2 021>0恒成立D.若数列{an}为等比数列,则{}也为等比数列【解析】选ABC对于A,若数列{an}为等差数列,Sn>0恒成立,则公差d>0,故{an}为递增数列,故A正确;对于B,若数列{an}为等差数列,a1>0,设公差为d,由S3=S10,得3a1+d=10a1+d,即a1=-6d,故an=(n-7)d,所以当n≤7时,an≥0,a7=0,故Sn的最大值在n=6或7时取得,故B正确;对于C,若数列{an}为等比数列,则S2 021·a2 021=·a1·q2 020=a·q2 020·>0恒成立,故C正确;对于D,若数列{an}为等比数列,则,所以不是常数,故{}不是等比数列,故D错误. 故选ABC.21.(多选)在等比数列{an}中,公比为q,其前n项积为Tn,并且满足a1>1,a99·a100-1>0,<0,下列选项中正确的是( )A.0<q<1 B.a99·a101-1<0C.T100的值是Tn中最大的 D.使Tn>1成立的最大自然数n等于198【解析】选ABD 对于A,∵a99a100-1>0,∴a·q197>1,∴(a1·q98)2·q>1.∵a1>1,∴q>0.又∵<0,∴a99>1,且a100<1.∴0<q<1,故A正确;对于B,∵a=a99·a101,a100<1,∴0<a99·a101<1,即 a99·a101-1<0,故B正确;对于C,由于T100=T99·a100,而0<a100<1,故有 T100<T99,故C错误;对于D,T198=a1·a2·…·a198=(a1·a198)(a2·a197)·…·(a99·a100)=(a99·a100)99>1,T199=a1·a2·…·a199=(a1·a199)(a2·a198)…(a99·a101)·a100<1,故D正确.故选A、B、D.22.已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an.设bn=.(1)求b1,b2,b3;(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;(3)求{an}的通项公式.【解析】(1)由条件可得an+1=an,将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以a2=4.将n=2代入得,a3=3a2,所以a3=12. 从而b1=1,b2=2,b3=4.(2){bn}是首项为1,公比为2的等比数列.理由如下:由条件可得=,即bn+1=2bn,又b1=1,所以{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.(3)由(2)可得=2n-1,所以an=n·2n-1.23.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足2Sn=-an+n(n∈N*).(1)求证:数列为等比数列;(2)求数列{an-1}的前n项和Tn.【解析】(1)证明 2Sn=-an+n,当n≥2时,2Sn-1=-an-1+n-1,两式相减,得2an=-an+an-1+1,即an=an-1+.∴an-=,∴数列为等比数列.(2)由2S1=-a1+1,得a1=,由(1)知,数列是以-为首项,为公比的等比数列.∴an-=-n-1=-n,∴an=-n+,∴an-1=-n-,∴Tn=-=-.24.已知数列{an}中,a1=1,an·an+1=n,记T2n为{an}的前2n项的和,bn=a2n+a2n-1,n∈N*.(1)判断数列{bn}是否为等比数列,并求出bn;(2)求T2n.【解析】(1)∵an·an+1=n,∴an+1·an+2=n+1,∴=,即an+2=an.∵bn=a2n+a2n-1,∴===,∵a1=1,a1·a2=,∴a2=,∴b1=a1+a2=.∴{bn}是首项为,公比为的等比数列.∴bn=×n-1=.(2)由(1)可知,an+2=an,∴a1,a3,a5,…是以a1=1为首项,以为公比的等比数列;a2,a4,a6,…是以a2=为首项,以为公比的等比数列.∴T2n=(a1+a3+…+a2n-1)+(a2+a4+…+a2n)=+=3-.25.已知等比数列{an}的公比q>1,a1=2,且a1,a2,a3-8成等差数列,数列{anbn}的前n项和为.(1)分别求出数列{an}和{bn}的通项公式;(1)设数列的前n项和为Sn, n∈N*,Sn≤m恒成立,求实数m的最小值.【解析】(1)因为a1=2,且a1,a2,a3-8成等差数列,所以2a2=a1+a3-8,即2a1q=a1+a1q2-8,所以q2-2q-3=0,所以q=3或q=-1,又q>1,所以q=3,所以an=2·3n-1(n∈N*).因为a1b1+a2b2+…+anbn=,所以a1b1+a2b2+…+an-1bn-1=(n≥2),两式相减,得anbn=2n·3n-1(n≥2),因为an=2·3n-1,所以bn=n(n≥2),当n=1时,由a1b1=2及a1=2,得b1=1(符合上式),所以bn=n(n∈N*).(1)因为数列{an}是首项为2,公比为3的等比数列,所以数列是首项为,公比为的等比数列,所以Sn==<.因为 n∈N*,Sn≤m恒成立,所以m≥,即实数m的最小值为.26.等差数列{an}(n∈N*)中,a1,a2,a3分别是下表第一、二、三行中的某一个数,且其中的任何两个数都不在下表的同一列.第一列 第二列 第三列第一行 5 8 2第二行 4 3 12第三行 16 6 9(1)请选择一个可能的{a1,a2,a3}组合,并求数列{an}的通项公式;(2)记(1)中您选择的{an}的前n项和为Sn,判断是否存在正整数k,使得a1,ak,Sk+2成等比数列,若有,请求出k的值;若没有,请说明理由.【解析】(1)由题意可知,有两种组合满足条件:①a1=8,a2=12,a3=16,此时等差数列{an},a1=8,d=4,所以其通项公式为an=8+(n-1)×4=4n+4;②a1=2,a2=4,a3=6,此时等差数列{an},a1=2,d=2,所以其通项公式为an=2n.(2)若选择①,Sn==2n2+6n. 则Sk+2=2(k+2)2+6(k+2)=2k2+14k+20.若a1,ak,Sk+2成等比数列,则a=a1·Sk+2,即(4k+4)2=8(2k2+14k+20),整理得5k=-9,此方程无正整数解,故不存在正整数k,使a1,ak,Sk+2成等比数列.若选择②,Sn==n2+n,则Sk+2=(k+2)2+(k+2)=k2+5k+6,若a1,ak,Sk+2成等比数列,则a=a1·Sk+2,即(2k)2=2(k2+5k+6),整理得k2-5k-6=0,因为k为正整数,所以k=6.故存在正整数k=6,使a1,ak,Sk+2成等比数列. 展开更多...... 收起↑ 资源预览