资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第三节 等比数列课标解读 考向预测1.理解等比数列的概念. 2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式. 3.了解等比数列与指数函数的关系. 预计2025年高考会从以下两个角度来考查:(1)等比数列及其前n项和的基本运算与性质,可能与等差数列综合出题,难度较小;(2)等比数列的综合应用,可能与函数、方程、不等式结合考查,难度中档.【知识梳理】1.等比数列的概念(1)定义: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个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠0).数学语言表达式:=q(n≥2,q为非零常数).(2)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时G2=ab.提醒:(1)“G2=ab”是“a,G,b成等比数列”的必要不充分条件.(2)只有当两个数同号时,这两个数才有等比中项,且等比中项有两个,它们互为相反数.(3)等比数列的奇数项符号相同,偶数项符号相同.2.等比数列的通项公式及前n项和公式(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;通项公式的推广:an=amqn-m.(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn==.3.等比数列的性质已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有akal=aman.(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm.(3)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比数列,其公比为qn.【常用结论】1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{can}(c≠0),{|an|},{a},,{anbn},也是等比数列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.3.在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.4.三个数成等比数列,通常设为,x,xq;四个符号相同的数成等比数列,通常设为,,xq,xq3.5.若已知等比数列{an},公比为q,前n项和为Sn,则Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),即Sn为关于n的指数型函数,且qn的系数与常数项互为相反数.6.{an}为等比数列,若a1a2…an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.7.若{an}为正项等比数列,则{logcan}(c>0,c≠1)为等差数列.8.若{an}为等差数列,则{can}(c>0,c≠1)为等比数列.9.若{an}既是等差数列又是等比数列 {an}是非零常数列.10.(1)项的个数的“奇偶”性质,在等比数列{an}中,公比为q.①若共有2n项,则S偶∶S奇=q;②若共有2n+1项,则=q.(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm qn=(q为公比).11.等比数列的单调性当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,{an}是递增数列;当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,{an}是递减数列;当q=1时,{an}是常数列.【诊断自测】1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( )(2)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.( )(3)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列.( )(4)如果数列{an}为等比数列,则数列{ln an}是等差数列.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.小题热身(1)已知各项均为正数的等比数列{an}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( )A.16 B.8C.4 D.2答案 C解析 设各项均为正数的等比数列{an}的公比为q,则解得所以a3=a1q2=4.故选C.(2)若等比数列{an}的前n项和Sn=3n+b,则b=( )A.3 B.1C.-1 D.0答案 C解析 当n=1时,a1=S1=3+b,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1,当b=-1时,a1=2适合an=2·3n-1,{an}是等比数列.当b≠-1时,a1不适合an=2·3n-1,{an}不是等比数列.故选C.(3)(人教A选择性必修第二册4.3.1练习T2改编)在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5=( )A.5 B.±5C.4 D.±4答案 C解析 ∵a=a3a7=2×8=16,∴a5=±4.又a5=a3q2>0,∴a5=4.故选C.(4)(人教A选择性必修第二册4.3.2练习T4改编)已知三个数成等比数列,若它们的和等于13,积等于27,则这三个数为________.答案 1,3,9或9,3,1解析 设这三个数为,a,aq,则解得或∴这三个数为1,3,9或9,3,1.【考点探究】考点一 等比数列基本量的运算例1 (1)(2023·全国甲卷)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若a1=1,S5=5S3-4,则S4=( )A. B.C.15 D.40答案 C解析 由题意知1+q+q2+q3+q4=5(1+q+q2)-4,即q3+q4=4q+4q2,即q(q-2)(q+1)(q+2)=0.由题意知q>0,所以q=2,所以S4=1+2+4+8=15.故选C.(2)在等比数列{an}中,a3=,S3=,则a2的值为( )A. B.-3C.- D.-3或答案 D解析 由S3=a1+a2+a3=a3(q-2+q-1+1),得q-2+q-1+1=3,即2q2-q-1=0,解得q=1或q=-,所以a2==或-3.故选D.【通性通法】等比数列基本量运算的解题策略方程思想 等比数列的基本量为首项a1和公比q,通常利用已知条件及通项公式或前n项和公式列方程(组)求解,等比数列中包含a1,q,n,an,Sn五个量,可“知三求二”整体思想 当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a1,q表示,寻求两者间的联系,整体代换即可求解分类讨论思想 若题目中公比q未知,则运用等比数列前n项和公式时要分q=1和q≠1两种情况进行讨论【巩固迁移】1.(2024·福建泉州中学阶段考试)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a5-a3=12,a6-a4=24,则=( )A.2n-1 B.2-21-nC.2-2n-1 D.21-n-1答案 B解析 解法一:设等比数列{an}的公比为q,则由解得所以Sn==2n-1,an=a1qn-1=2n-1,所以==2-21-n.故选B.解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为====2,所以q=2,所以===2-21-n.故选B.2.(2023·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若8S6=7S3,则{an}的公比为________.答案 -解析 若q=1,则由8S6=7S3得8·6a1=7·3a1,则a1=0,不符合题意,所以q≠1.当q≠1时,因为8S6=7S3,所以8·=7·,即8(1-q6)=7(1-q3),即8(1+q3)(1-q3)=7(1-q3),即8(1+q3)=7,解得q=-.考点二 等比数列的性质及其应用(多考向探究)考向1等比数列项的性质例2 (1)在各项都为正数的等比数列{an}中,已知0答案 9解析 由T12=T6,得=1,即a7a8a9a10a11a12=(a9a10)3=1,故a9a10=1,因为a1a18=a9a10,则a1a18=1,由于01,所以等比数列{an}是递增数列,故0(2)(2023·湖南师大附中模拟)在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,则+++++++=________.答案 -6解析 +++++++=+++,∵在等比数列{an}中,a4a5=-,则a1a8=a2a7=a3a6=a4a5=-,∴原式=-(a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8)=-×=-6.【通性通法】利用项的性质的解题策略策略一 在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件、利用性质,特别是性质“若m+n=p+q=2k,则am·an=ap·aq=a”,可以减少运算量,提高解题速度策略二 在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用【巩固迁移】3.公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7=8,若a2am=4,则m的值为( )A.8 B.9C.10 D.11答案 B解析 ∵公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7=8,∴a5a6=a4a7=4,又a2am=4,∴2+m=5+6=11,解得m=9.故选B.4.(2023·北京东城区模拟)设等比数列{an}满足a1+a2=48,a4+a5=6,则公比q=________,log2(a1a2a3…an)的最大值为________.答案 15解析 因为a1+a2=48,所以由a4+a5=6,可得q3(a1+a2)=6,q3=,q=.由a1+a2=48,可得a1+a1=48 a1=32,所以an=32·=26-n,log2(a1a2a3…an)=log2(25·24·…·26-n)=log22=,因为=-+,n∈N*,所以n=5或6时,有最大值,为15.考向2等比数列前n项和的性质例3 (1)(2023·新课标Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则S8=( )A.120 B.85C.-85 D.-120答案 C解析 解法一:设等比数列{an}的公比为q,若q=1,则S6=6a1=3×2a1=3S2,与题意不符,所以q≠1;由S4=-5,S6=21S2可得,=-5,=21× ①,由①可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8==×(1+q4)=-5×(1+16)=-85.故选C.解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为S4=-5,S6=21S2,所以q≠-1,否则S4=0,从而S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6成等比数列,所以(-5-S2)2=S2(21S2+5),解得S2=-1或S2=.当S2=-1时,S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6,即为-1,-4,-16,S8+21,易知S8+21=-64,即S8=-85;当S2=时,S4=a1+a2+a3+a4=(a1+a2)(1+q2)=(1+q2)S2>0,与S4=-5矛盾,舍去.故选C.(2)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 2解析 由题意,得解得所以q===2.【通性通法】等比数列的性质分类类型一 通项公式的变形类型二 等比中项的变形类型三 前n项和公式的变形提醒:应用时根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.【巩固迁移】5.等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=t·2n-1-1,则t=( )A.2 B.-2C.1 D.-1答案 A解析 设等比数列的公比为q,当q=1时,Sn=na1,不符合题意;当q≠1时,等比数列的前n项和公式为Sn==-·qn+,依题意Sn=t·2n-1-1=t·2n-1,即t+(-1)=0,解得t=2.故选A.6.(2024·湖南岳阳一中月考)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=5,则a9+a10+a11+a12的最小值为________.答案 20解析 在正项等比数列{an}中,Sn>0,因为S8-2S4=5,则S8-S4=5+S4,易知S4,S8-S4,S12-S8是等比数列,所以(S8-S4)2=S4·(S12-S8),所以S12-S8==+S4+10≥2+10=20(当且仅当S4=5时取等号).因为a9+a10+a11+a12=S12-S8,所以a9+a10+a11+a12的最小值为20.考向3等比数列前n项和最值问题例4 (多选)(2024·河北涿州模拟)设等比数列{an}的公比为q,其前n项和为Sn,前n项积为Tn,并满足条件a1>1,a2023a2024>1,<0,下列结论正确的是( )A.S2023<S2024B.a2023a2025-1<0C.T2024是数列{Tn}中的最大项D.数列{Tn}无最大项答案 AB解析 当q<0时,a2023a2024=aq<0,与已知矛盾;当q≥1时,a2023>1,a2024>1,>0,与已知矛盾,故0<q<1,且a2023>1,0<a2024<1,故S2024>S2023,A正确;a2023a2025-1=a-1<0,B正确;T2023是数列{Tn}中的最大项,C,D错误.故选AB.【通性通法】涉及等比数列的单调性与最值的问题,一般要考虑公比与首项的符号对其的影响.【巩固迁移】7.(2023·安徽安庆模拟)已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,若q>0,则的最小值是________.答案 2-1解析 由题意知,====q+1+-1,又q>0,则q+1+-1≥2-1,当且仅当q=-1时,等号成立.即的最小值是2-1.考点三 等比数列的判定与证明例5 Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.(1)求an及Sn;(2)是否存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)易知q≠1,由题意可得解得∴an=3n-1,Sn==.(2)假设存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列,∵S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,∴(λ+4)2=(λ+1)(λ+13),解得λ=,此时Sn+=×3n,则==3,故存在常数λ=,使得数列是以为首项,3为公比的等比数列.【通性通法】等比数列的判定与证明的方法提醒:(1)在解答题中证明一个数列为等比数列时,一般用定义法与等比中项法,判断一个数列是等比数列,有通项公式法及前n项和公式法,只用于选择题、填空题中的判定.(2)如果要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续的三项不成等比数列即可.(3)判断一个数列是等比数列时,要注意各项不为0.(4)在利用递推关系判定等比数列时,要注意对n=1的情形进行验证.【巩固迁移】8.(2024·江西抚州一中质检)已知数列{an},{bn}满足a1=1,b1=,2an+1=an+bn,2bn+1=an+bn.(1)证明:数列{an+bn},{an-bn}为等比数列;(2)记Sn为数列{an}的前n项和,证明:Sn<.证明 (1)依题意①+②,得an+1+bn+1=(an+bn).又a1+b1=≠0,∴{an+bn}是首项为,公比为的等比数列,①-②,得an+1-bn+1=(an-bn).又a1-b1=≠0,∴{an-bn}是首项为,公比为的等比数列.(2)由(1)得,an+bn=×, ③an-bn=×, ④③+④得,an=+,故Sn=+=--<.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第三节 等比数列课标解读 考向预测1.理解等比数列的概念. 2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式. 3.了解等比数列与指数函数的关系. 预计2025年高考会从以下两个角度来考查:(1)等比数列及其前n项和的基本运算与性质,可能与等差数列综合出题,难度较小;(2)等比数列的综合应用,可能与函数、方程、不等式结合考查,难度中档.【知识梳理】1.等比数列的概念(1)定义: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个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(显然q≠0).数学语言表达式:=q(n≥2,q为非零常数).(2)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项.此时G2=ab.提醒:(1)“G2=ab”是“a,G,b成等比数列”的必要不充分条件.(2)只有当两个数同号时,这两个数才有等比中项,且等比中项有两个,它们互为相反数.(3)等比数列的奇数项符号相同,偶数项符号相同.2.等比数列的通项公式及前n项和公式(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;通项公式的推广:an=amqn-m.(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn==.3.等比数列的性质已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),则有akal=aman.(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm.(3)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比数列,其公比为qn.【常用结论】1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{can}(c≠0),{|an|},{a},,{anbn},也是等比数列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即断言{an}为等比数列,还要验证a1≠0.3.在运用等比数列的前n项和公式时,必须注意对q=1与q≠1分类讨论,防止因忽略q=1这一特殊情形而导致解题失误.4.三个数成等比数列,通常设为,x,xq;四个符号相同的数成等比数列,通常设为,,xq,xq3.5.若已知等比数列{an},公比为q,前n项和为Sn,则Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),即Sn为关于n的指数型函数,且qn的系数与常数项互为相反数.6.{an}为等比数列,若a1a2…an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.7.若{an}为正项等比数列,则{logcan}(c>0,c≠1)为等差数列.8.若{an}为等差数列,则{can}(c>0,c≠1)为等比数列.9.若{an}既是等差数列又是等比数列 {an}是非零常数列.10.(1)项的个数的“奇偶”性质,在等比数列{an}中,公比为q.①若共有2n项,则S偶∶S奇=q;②若共有2n+1项,则=q.(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm qn=(q为公比).11.等比数列的单调性当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,{an}是递增数列;当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,{an}是递减数列;当q=1时,{an}是常数列.【诊断自测】1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( )(2)数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列.( )(3)满足an+1=qan(n∈N*,q为常数)的数列{an}为等比数列.( )(4)如果数列{an}为等比数列,则数列{ln an}是等差数列.( )2.小题热身(1)已知各项均为正数的等比数列{an}的前4项和为15,且a5=3a3+4a1,则a3=( )A.16 B.8C.4 D.2(2)若等比数列{an}的前n项和Sn=3n+b,则b=( )A.3 B.1C.-1 D.0(3)(人教A选择性必修第二册4.3.1练习T2改编)在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5=( )A.5 B.±5C.4 D.±4(4)(人教A选择性必修第二册4.3.2练习T4改编)已知三个数成等比数列,若它们的和等于13,积等于27,则这三个数为________.【考点探究】考点一 等比数列基本量的运算例1 (1)(2023·全国甲卷)设等比数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,若a1=1,S5=5S3-4,则S4=( )A. B.C.15 D.40(2)在等比数列{an}中,a3=,S3=,则a2的值为( )A. B.-3C.- D.-3或【通性通法】等比数列基本量运算的解题策略方程思想 等比数列的基本量为首项a1和公比q,通常利用已知条件及通项公式或前n项和公式列方程(组)求解,等比数列中包含a1,q,n,an,Sn五个量,可“知三求二”整体思想 当所给条件只有一个时,可将已知和所求都用a1,q表示,寻求两者间的联系,整体代换即可求解分类讨论思想 若题目中公比q未知,则运用等比数列前n项和公式时要分q=1和q≠1两种情况进行讨论【巩固迁移】1.(2024·福建泉州中学阶段考试)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若a5-a3=12,a6-a4=24,则=( )A.2n-1 B.2-21-nC.2-2n-1 D.21-n-1解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为====2,所以q=2,所以===2-21-n.故选B.2.(2023·全国甲卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若8S6=7S3,则{an}的公比为________.考点二 等比数列的性质及其应用(多考向探究)考向1等比数列项的性质例2 (1)在各项都为正数的等比数列{an}中,已知0(2)(2023·湖南师大附中模拟)在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,则+++++++=________.【通性通法】利用项的性质的解题策略策略一 在解决等比数列的有关问题时,要注意挖掘隐含条件、利用性质,特别是性质“若m+n=p+q=2k,则am·an=ap·aq=a”,可以减少运算量,提高解题速度策略二 在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要进行适当变形.此外,解题时注意设而不求思想的运用【巩固迁移】3.公比不为1的等比数列{an}满足a5a6+a4a7=8,若a2am=4,则m的值为( )A.8 B.9C.10 D.114.(2023·北京东城区模拟)设等比数列{an}满足a1+a2=48,a4+a5=6,则公比q=________,log2(a1a2a3…an)的最大值为________.考向2等比数列前n项和的性质例3 (1)(2023·新课标Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则S8=( )A.120 B.85C.-85 D.-120(2)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=________.【通性通法】等比数列的性质分类类型一 通项公式的变形类型二 等比中项的变形类型三 前n项和公式的变形提醒:应用时根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.【巩固迁移】5.等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=t·2n-1-1,则t=( )A.2 B.-2C.1 D.-16.(2024·湖南岳阳一中月考)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=5,则a9+a10+a11+a12的最小值为________.考向3等比数列前n项和最值问题例4 (多选)(2024·河北涿州模拟)设等比数列{an}的公比为q,其前n项和为Sn,前n项积为Tn,并满足条件a1>1,a2023a2024>1,<0,下列结论正确的是( )A.S2023<S2024B.a2023a2025-1<0C.T2024是数列{Tn}中的最大项D.数列{Tn}无最大项【通性通法】涉及等比数列的单调性与最值的问题,一般要考虑公比与首项的符号对其的影响.【巩固迁移】7.(2023·安徽安庆模拟)已知等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,若q>0,则的最小值是________.考点三 等比数列的判定与证明例5 Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.(1)求an及Sn;(2)是否存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.【通性通法】等比数列的判定与证明的方法提醒:(1)在解答题中证明一个数列为等比数列时,一般用定义法与等比中项法,判断一个数列是等比数列,有通项公式法及前n项和公式法,只用于选择题、填空题中的判定.(2)如果要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续的三项不成等比数列即可.(3)判断一个数列是等比数列时,要注意各项不为0.(4)在利用递推关系判定等比数列时,要注意对n=1的情形进行验证.【巩固迁移】8.(2024·江西抚州一中质检)已知数列{an},{bn}满足a1=1,b1=,2an+1=an+bn,2bn+1=an+bn.(1)证明:数列{an+bn},{an-bn}为等比数列;(2)记Sn为数列{an}的前n项和,证明:Sn<.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第3节 等比数列.doc 第3节 等比数列(原卷版).docx