资源简介 第3节 等比数列[课程标准要求]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.1.等比数列的有关概念定义 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个常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列通项 公式 设{an}是首项为a1,公比为q的等比数列,则通项公式an=a1·qn-1.推广:an=amqn-m(m,n∈N*)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=ab2.等比数列的前n项和公式Sn=当{an}是等比数列且q≠1时,Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),Sn为关于n的指数型函数,且系数与常数互为相反数.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ak·al=am·an.(2)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.(4)当q>1,a1>0或01,a1<0或00时,{an}是递减数列.1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{c·an}(c≠0),{|an|},{},{},{an·bn},{}也是等比数列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即判断{an}为等比数列,还要验证a1≠0.3.三个数成等比数列可设三个数为,b,bq,四个数成等比数列且公比大于0时,可设四个数为,,bq,bq3.4.已知{an}为等比数列,若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.1.已知等比数列{an}的公比为,a2=16,则a4等于( )[A] 9 [B] 6 [C] 12 [D] 82.(人教A版选择性必修第二册P37练习T1(3)改编)在等比数列{an}中,若a3=,S3=,则a2的值为( )[A] [B] -3[C] - [D] -3或3.(人教A版选择性必修第二册P34练习T2改编)已知项数相同的等比数列{an},{bn},公比分别为q1,q2(q1,q2≠1),则下列数列:①{3an};②{};③{};④{2an-3bn}中,等比数列的个数是( )[A] 1 [B] 2 [C] 3 [D] 44.(人教A版选择性必修第二册P55复习参考题4 T4(2)改编)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一段记载:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关.”则此人在第六天行走的路程是 里(用数字作答). 5.(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 . 考点一 等比数列基本量的运算1.(2025·甘肃白银模拟)已知等比数列{an},Sn是其前n项和,S2=3a2,则等于( )[A] [B] 8 [C] 7 [D] 142.(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等于( )[A] 120 [B] 85 [C] -85 [D] -1203.(2025·吉林长春模拟)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知a2,a3+7,a4成等差数列,a2+a3=14,则等于( )[A] 28 [B] 14 [C] 20 [D] 104.(2025·陕西安康模拟)在等比数列{an}中,a3·a5=64,log2a6=5,则a1的值为 . (1)等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.(2)等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,当q=1时,{an}的前n项和Sn=na1;当q≠1时,{an}的前n项和Sn==.考点二 等比数列的判断与证明[例1] (2025·新疆喀什模拟)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a3=7,an=2an-1+a2-2(n≥2).(1)证明:数列{an+1}为等比数列;(2)求数列{an}的通项公式,并判断n,an,Sn是否成等差数列 等比数列的四种判断方法(1)定义法:an+1=qan(a1≠0,q≠0) {an}是等比数列.(2)等比中项法:{an}各项均不为0,=anan+2 {an}是等比数列.(3)通项公式法:an=Aqn-1(Aq≠0) {an}是等比数列.(4)前n项和公式法:Sn=Aqn-A(Aq≠0,q≠1) {an}是等比数列.注意:证明一个数列是等比数列,一般只能用方法(1)(2).[针对训练] (2025·辽宁大连模拟)(1)已知数列{cn},其中cn=3n+4n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p;(2)设{an},{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:数列{cn}不是等比数列.考点三 等比数列的性质及其应用角度1 项的性质[例2] (1)(2025·陕西西安模拟)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,a1+a4+a7=2,a2+a5+a8=4,则S9等于( )[A] 12 [B] 14 [C] 16 [D] 18(2)(2023·天津卷)已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为( )[A] 3 [B] 18 [C] 54 [D] 152角度2 前n项和的性质[例3] (2025·河南南阳模拟)若正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=6,则a9+a10+a11+a12的最小值为( )[A] 22 [B] 24[C] 26 [D] 28角度3 等比数列中的最值[例4] (多选题)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,a9·a10>1,<0,下列结论正确的是( )[A] S9[B] a9a11-1<0[C] T10是数列{Tn}中的最大项[D] 数列{Tn}无最大项(1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前n项和公式的变形.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.(2)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影响.[针对训练]1.(角度3)(多选题)已知数列{an}满足an≠±1,且an+1an+an+1=2,bn=||,则下列说法正确的是( )[A] 数列{an}可能为常数列[B] 数列{bn}可能为等比数列[C] 若a1=2,则bi=221-2[D] 若a1=-,记Sn是数列{}的前n项积,则Sn的最大值为S32.(角度1)(2025·湖南长沙模拟)在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,则+++++++= . 3.(角度2)(2025·福建厦门模拟)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= . (分值:100分)选题明细表知识点、方法 题号等比数列基本量的运算 2,4等比数列的判断与证明 5,11,14等比数列的性质 1,3,6,7,9,12等比数列的综合应用 8,10,13,15,16单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.1.等比数列{an}的前n项积为Tn,T9=512,则a3+a7的最小值是( )[A] 2 [B] 2 [C] 4 [D] 42.(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等于( )[A] [B] [C] 15 [D] 403.等比数列{an}的前n项和Sn=4n-1+t,则t等于( )[A] -1 [B] - [C] [D]4.(2025·江苏盐城模拟)若数列{an}满足 2na1+2n-1a2+…+2an=4n,{an}的前n项和为Sn,则( )[A] Sn= [B] Sn=[C] Sn= [D] Sn=5.(多选题)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,则( )[A] 数列{an+1}是等比数列[B] an=2n-1[C] 数列{an}的前n项和Sn=2n-n[D] 数列{}的前n项和Tn=6.(5分)(2025·湖北襄阳模拟)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S8+S24=140,且S24=13S8,则S16的值为 . 7.(5分)(2025·福建泉州模拟)在等比数列{an}中,a1,a5是函数f(x)=x2-10x+tln(3x)的两个极值点,若a2a4=2a3-2,则t的值为 . 8.(9分)(2024·全国甲卷)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+1-3.(1)求{an}的通项公式;(2)求数列{Sn}的前n项和.9.已知数列{an}是等差数列,数列{bn}是等比数列,若a2+a4+a6=5π,b2b4b6=3,则tan等于( )[A] [B] - [C] [D] -10.(2025·湖北武汉模拟)已知Sn是数列{bn}的前n项和,若(1-2x)2 025=a0+a1x+a2x2+…+a2 025·x2 025,数列{bn}的首项b1=+++…+,bn+1·bn=2n(n∈N*),则S2 025等于( )[A] -3-21 014 [B] -2-3·21 012[C] 2-3·21 012 [D] 3-21 01411.一只蜜蜂从蜂房A出发向右爬,每次只能爬向右侧相邻的两个蜂房(如图),例如:从蜂房A只能爬到1号或2号蜂房,从1号蜂房只能爬到2号或3号蜂房,…,以此类推,用an表示蜜蜂爬到n号蜂房的方法数,则a2 022a2 024-等于( )[A] 1 [B] -1 [C] 2 [D] -212.(5分)已知方程(x2-mx+27)(x2-nx+27)=0的四个根组成以1为首项的等比数列,则|m-n|等于 . 13.(5分)(2025·河北邯郸模拟)如图数阵的每一行最右边数据从上到下形成以1为首项,以2为公比的等比数列,每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,以3为公比的等比数列,则该数阵第n行(n∈N*)所有数据的和Sn= . 14.(12分)(2025·吉林通化模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=3an+m.(1)求实数m的值和数列{an}的通项公式;(2)若bn=an·log3an+1,求数列{bn}的前n项和Tn.15.(5分)已知M={k|ak=bk},{an},{bn}不为常数列且各项不均相同,下列正确的是 (填序号). ①若{an},{bn}均为等差数列,则M中最多有一个元素;②若{an},{bn}均为等比数列,则M中最多有三个元素;③若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则M中最多有三个元素;④若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则M中最多有一个元素.16.(13分)(2025·河南郑州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,若存在常数λ(λ>0),使得λan≥Sn+1对任意 n∈N*都成立,则称数列{an}具有性质P(λ).(1)若数列{an}为等差数列,且S3=-9,S5=-25,求证:数列{an}具有性质P(3);(2)设数列{an}的各项均为正数,且{an}具有性质P(λ).①若数列{an}是公比为q的等比数列,且λ=4,求q的值;②求λ的最小值.第3节 等比数列(解析版)[课程标准要求]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.1.等比数列的有关概念定义 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个常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列通项 公式 设{an}是首项为a1,公比为q的等比数列,则通项公式an=a1·qn-1.推广:an=amqn-m(m,n∈N*)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=ab2.等比数列的前n项和公式Sn=当{an}是等比数列且q≠1时,Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),Sn为关于n的指数型函数,且系数与常数互为相反数.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ak·al=am·an.(2)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.(4)当q>1,a1>0或01,a1<0或00时,{an}是递减数列.1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{c·an}(c≠0),{|an|},{},{},{an·bn},{}也是等比数列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即判断{an}为等比数列,还要验证a1≠0.3.三个数成等比数列可设三个数为,b,bq,四个数成等比数列且公比大于0时,可设四个数为,,bq,bq3.4.已知{an}为等比数列,若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.1.已知等比数列{an}的公比为,a2=16,则a4等于( )[A] 9 [B] 6 [C] 12 [D] 8【答案】 A【解析】 因为等比数列{an}的公比为,a2=16,则a4=a2·()2=16×=9.故选A.2.(人教A版选择性必修第二册P37练习T1(3)改编)在等比数列{an}中,若a3=,S3=,则a2的值为( )[A] [B] -3[C] - [D] -3或【答案】 D【解析】 由a3=,S3=,得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.3.(人教A版选择性必修第二册P34练习T2改编)已知项数相同的等比数列{an},{bn},公比分别为q1,q2(q1,q2≠1),则下列数列:①{3an};②{};③{};④{2an-3bn}中,等比数列的个数是( )[A] 1 [B] 2 [C] 3 [D] 4【答案】 B【解析】 已知等比数列{an},{bn}的公比分别为q1,q2.①中,=q1(常数),所以数列{3an}是等比数列;②中,=(常数),所以数列{}是等比数列;③中,=,不为常数,故数列{}不是等比数列;④中,数列的项可能为0,故不一定是等比数列.故选B.4.(人教A版选择性必修第二册P55复习参考题4 T4(2)改编)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一段记载:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关.”则此人在第六天行走的路程是 里(用数字作答). 【答案】 6【解析】 将这个人行走的路程依次排成一列,得等比数列{an},n∈N*,n≤6,其公比q=,令数列{an}的前n项和为Sn,则S6=378,而S6==,因此=378,解得a1=192,所以此人在第六天行走的路程a6=a1×=6(里).5.(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=-.考点一 等比数列基本量的运算1.(2025·甘肃白银模拟)已知等比数列{an},Sn是其前n项和,S2=3a2,则等于( )[A] [B] 8 [C] 7 [D] 14【答案】 C【解析】 设等比数列{an}的公比为q,因为S2=3a2,可得a1+a2=3a2,即a1=2a2,所以q==,所以====7.故选C.2.(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等于( )[A] 120 [B] 85 [C] -85 [D] -120[溯源探本]本题源于人教B版选择性必修第三册P42练习B T3.【答案】 C【解析】 设等比数列{an}的公比为q,首项为a1,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×,(*)由(*)式可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8==×(1+q4)=(-5)×(1+16)=-85.故选C.3.(2025·吉林长春模拟)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知a2,a3+7,a4成等差数列,a2+a3=14,则等于( )[A] 28 [B] 14 [C] 20 [D] 10【答案】 A【解析】 设公比为q,因为a2,a3+7,a4成等差数列,所以2(a3+7)=a2+a4,所以a1q+a1q3-2a1q2=14,由a2+a3=14,得a1q+a1q2=14,所以a1q+a1q3-2a1q2=a1q+a1q2,所以a1q3=3a1q2,因为a1≠0,q≠0,所以q=3,所以3a1+9a1=14,得a1=,所以=·==1+q3=1+33=28.故选A.4.(2025·陕西安康模拟)在等比数列{an}中,a3·a5=64,log2a6=5,则a1的值为 . 【答案】 1或-1【解析】 设等比数列{an}的公比为q,因为a3·a5=,所以=64,从而a4=±8,又log2a6=5,所以a6=32,又=a4a6>0,所以a4=8,所以q2==4,所以q=±2,当q=2时,由a4=a1q3,得a1=1,当q=-2时,由a4=a1q3,得a1=-1,综上,a1的值为1或-1.(1)等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.(2)等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,当q=1时,{an}的前n项和Sn=na1;当q≠1时,{an}的前n项和Sn==.考点二 等比数列的判断与证明[例1] (2025·新疆喀什模拟)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a3=7,an=2an-1+a2-2(n≥2).(1)证明:数列{an+1}为等比数列;(2)求数列{an}的通项公式,并判断n,an,Sn是否成等差数列 (1)【证明】 因为a3=7,a3=3a2-2,所以a2=3,所以an=2+1,所以a1=1.又==2(n≥2),且a1+1=2,所以数列{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列.(2)【解】 由(1)知,an+1=2n,所以an=2n-1,所以Sn=-n=2n+1-n-2,所以n+Sn-2an=n+(2n+1-n-2)-2(2n-1)=0,所以n+Sn=2an,即n,an,Sn成等差数列.等比数列的四种判断方法(1)定义法:an+1=qan(a1≠0,q≠0) {an}是等比数列.(2)等比中项法:{an}各项均不为0,=anan+2 {an}是等比数列.(3)通项公式法:an=Aqn-1(Aq≠0) {an}是等比数列.(4)前n项和公式法:Sn=Aqn-A(Aq≠0,q≠1) {an}是等比数列.注意:证明一个数列是等比数列,一般只能用方法(1)(2).[针对训练] (2025·辽宁大连模拟)(1)已知数列{cn},其中cn=3n+4n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p;(2)设{an},{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:数列{cn}不是等比数列.(1)【解】 因为{cn+1-pcn}是等比数列,所以(cn+2-pcn+1)2=(cn+3-pcn+2)(cn+1-pcn),将cn=3n+4n代入上式,得[3n+2+4n+2-p(3n+1+4n+1)]2=[3n+3+4n+3-p(3n+2+4n+2)]·[3n+1+4n+1-p(3n+4n)],即=[(3-p)3n+2+(4-p)4n+2]·[(3-p)3n+(4-p)4n],整理得(3-p)(4-p)=0.解得p=3或p=4.(2)【证明】 设{an},{bn}的公比分别为p,q,p≠q,cn=an+bn,为证{cn}不是等比数列,只需证≠c1c3.事实上,=(a1p+b1q)2=p2+q2+2a1b1pq,c1c3=(a1+b1)(a1p2+b1q2)=p2+q2+a1b1(p2+q2).由于p≠q,p2+q2>2pq,又a1,b1不为零,则-c1c3=a1b1(2pq-p2-q2)≠0,因此,≠c1c3,故{cn}不是等比数列.考点三 等比数列的性质及其应用角度1 项的性质[例2] (1)(2025·陕西西安模拟)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,a1+a4+a7=2,a2+a5+a8=4,则S9等于( )[A] 12 [B] 14 [C] 16 [D] 18(2)(2023·天津卷)已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为( )[A] 3 [B] 18 [C] 54 [D] 152【答案】 (1)B (2)C【解析】 (1)设等比数列{an}的公比为q,可得==q=2,则a3+a6+a9=q(a2+a5+a8)=8,所以S9=2+4+8=14.故选B.(2)因为{an}为等比数列,an+1=2Sn+2,所以 a2=2S1+2=2a1+2,a3=2S2+2=2(a1+2a1+2)+2=6a1+6,由等比数列的性质可得,=a1·a3,即(2+2a1)2=(6a1+6)·a1,所以a1=2或a1=-1(舍去),所以a2=6,q=3,则a4=a1·q3=2×33=54.故选C.角度2 前n项和的性质[例3] (2025·河南南阳模拟)若正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=6,则a9+a10+a11+a12的最小值为( )[A] 22 [B] 24[C] 26 [D] 28【答案】 B【解析】 由题意,设正项等比数列的公比为q(q>0),因为S4,S8-S4,S12-S8成等比数列,可得S4·(S12-S8)=(S8-S4)2,又因为S8-2S4=6,即S8-S4=S4+6,所以S12-S8===S4++12,所以a9+a10+a11+a12=S12-S8=S4++12≥2+12=24,当且仅当S4=时,即S4=6时,等号成立,所以a9+a10+a11+a12的最小值为24.故选B.角度3 等比数列中的最值[例4] (多选题)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,a9·a10>1,<0,下列结论正确的是( )[A] S9[B] a9a11-1<0[C] T10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,a9a10=q<0,不成立;当q≥1时,因为a1>1,所以a9>1,a10>1,<0不成立;故01,0故S10>S9,故A正确;a9a11-1=-1<0,故B正确;T9是数列{Tn}中的最大项,故C,D错误.故选AB.(1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前n项和公式的变形.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.(2)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影响.[针对训练]1.(角度3)(多选题)已知数列{an}满足an≠±1,且an+1an+an+1=2,bn=||,则下列说法正确的是( )[A] 数列{an}可能为常数列[B] 数列{bn}可能为等比数列[C] 若a1=2,则bi=221-2[D] 若a1=-,记Sn是数列{}的前n项积,则Sn的最大值为S3【答案】 ABD【解析】 对于A,当an+1=an时,+an=2,得an=-2或an=1(舍去),此时an=-2为常数列,故A正确;对于B,an+1=,an≠±1,bn+1=||=||=||=2||=2||=2bn,若 an=-2,此时bn=0,不是等比数列,若an≠-2,=2,此时数列{bn}为公比为2的等比数列,故B正确;对于C,若a1=2,b1=||=4,由B项分析得bi==222-4,故C错误;对于D,若a1=-,b1=||=,数列{}是首项为7,公比为的等比数列,=7×()n-1=,数列{}是递减数列,Sn=×××…×,当n=3时,==>1,当n=4时,=<1,所以Sn的最大值为S3,故D正确.故选ABD.2.(角度1)(2025·湖南长沙模拟)在等比数列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,则+++++++= . 【答案】 -6【解析】 +++++++=+++,因为在等比数列{an}中,a4a5=-,则a1a8=a2a7=a3a6=a4a5=-,所以原式=-(a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8)=-×=-6.3.(角度2)(2025·福建厦门模拟)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.(分值:100分)选题明细表知识点、方法 题号等比数列基本量的运算 2,4等比数列的判断与证明 5,11,14等比数列的性质 1,3,6,7,9,12等比数列的综合应用 8,10,13,15,16单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.1.等比数列{an}的前n项积为Tn,T9=512,则a3+a7的最小值是( )[A] 2 [B] 2 [C] 4 [D] 4【答案】 C【解析】 由等比数列的性质可知T9=a1a2…a9==512,所以a5=2,所以a3+a7=+a5q2≥2a5=4,当且仅当q2=1时,等号成立.故选C.2.(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等于( )[A] [B] [C] 15 [D] 40【答案】 C【解析】 设等比数列的公比为q(q>0),由题意知1+q+q2+q3+q4=5(1+q+q2)-4,即q3+q4=4q+4q2,即q3+q2-4q-4=0,即(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.3.等比数列{an}的前n项和Sn=4n-1+t,则t等于( )[A] -1 [B] - [C] [D]【答案】 B【解析】 若等比数列{an}的公比为1,因为S1=1+t,S2=4+t,S3=16+t,则4+t=2(1+t),16+t=3(1+t),矛盾,故 q≠1.设等比数列{an}公比为q(q≠1),则Sn==,即等比数列{an}的前n项和Sn要满足Sn=Aqn-A(Aq≠0),又因为 Sn=4n-1+t=×4n+t,所以t=-.故选B.4.(2025·江苏盐城模拟)若数列{an}满足 2na1+2n-1a2+…+2an=4n,{an}的前n项和为Sn,则( )[A] Sn= [B] Sn=[C] Sn= [D] Sn=【答案】 D【解析】 因为2na1+2n-1a2+…+2an=4n,所以当 n≥2时,2n-1a1+2n-2a2+…+2an-1=4n-1,所以2na1+2n-1a2+…+22an-1=2·4n-1,所以2an=(2na1+2n-1a2+…+2an)-(2na1+2n-1a2+…+22an-1)=4n-2·4n-1=2·4n-1,所以an=4n-1(n≥2);当n=1时,2a1=4,解得a1=2,不满足 an=4n-1,所以an=当n≥2时,Sn=2+4+42+…+4n-1=2+=,又 S1=a1=2满足Sn=,所以Sn=(n∈N*).故选D.5.(多选题)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,则( )[A] 数列{an+1}是等比数列[B] an=2n-1[C] 数列{an}的前n项和Sn=2n-n[D] 数列{}的前n项和Tn=【答案】 ABD【解析】 对于A,B,由a1=1,an+1=2an+1可得 an+1+1=2(an+1),又a1+1=2,故{an+1}为等比数列,且首项为2,公比为2,则an+1=2×2n-1,故 an=2n-1,故A,B正确;对于C,数列{an}的前n项和Sn=-n=2n+1-n-2,故C错误;对于D,==,故Tn=()+()+…+()=1-=,D正确.故选ABD.6.(5分)(2025·湖北襄阳模拟)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S8+S24=140,且S24=13S8,则S16的值为 . 【答案】 40【解析】 因为S8+S24=140,且S24=13S8,所以 S8=10,S24=130,故q≠±1,所以==(q8)2+q8+1=13,即(q8)2+q8-12=0,解得q8=3或q8=-4(舍去),由等比数列性质可知,S8,S16-S8,S24-S16成等比数列,公比为q8=3,所以S16-10=10×q8=30,解得S16=40.7.(5分)(2025·福建泉州模拟)在等比数列{an}中,a1,a5是函数f(x)=x2-10x+tln(3x)的两个极值点,若a2a4=2a3-2,则t的值为 . 【答案】 4【解析】 由题意得f′(x)=2x-10+=,x>0,所以a1,a5是方程2x2-10x+t=0的两个实数根,则a1>0,a5>0,a1a5=>0,根据等比数列的性质,a2a4=a1a5=,且a2a4=2a3-2,所以=2×-2,即t-4+4=0 (-2)2=0,得t=4.8.(9分)(2024·全国甲卷)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+1-3.(1)求{an}的通项公式;(2)求数列{Sn}的前n项和.【解】 (1)因为2Sn=3an+1-3,故2Sn-1=3an-3(n≥2),所以2an=3an+1-3an(n≥2),即5an=3an+1.因为数列{an}是等比数列,设公比为q,则q=.又2a1=3a2-3=3a1×-3=5a1-3,故a1=1.故an=()n-1.(2)由等比数列求和公式得Sn==×()n-.所以数列{Sn}的前n项和Tn=S1+S2+…+Sn=[+()2+()3+…+()n]-n=×n=×()n-n-.9.已知数列{an}是等差数列,数列{bn}是等比数列,若a2+a4+a6=5π,b2b4b6=3,则tan等于( )[A] [B] - [C] [D] -【答案】 A【解析】 由a2+a4+a6=3a4=5π,故a4=,则a1+a7=2a4=,b2b4b6==3,故b4=,则b2b6==3,所以tan=tan(-)=-tan=.故选A.10.(2025·湖北武汉模拟)已知Sn是数列{bn}的前n项和,若(1-2x)2 025=a0+a1x+a2x2+…+a2 025·x2 025,数列{bn}的首项b1=+++…+,bn+1·bn=2n(n∈N*),则S2 025等于( )[A] -3-21 014 [B] -2-3·21 012[C] 2-3·21 012 [D] 3-21 014【答案】 D【解析】 当x=0时,a0=1;当x=时,a0+++…+=0,所以b1=-a0=-1,又b2·b1=2,所以b2=-2,因为所以=2.S2 025=b1+b2+b3+b4+…+b2 025=(b1+b3+…+b2 025)+(b2+b4+…+b2 024)=+=3-21 014.故选D.11.一只蜜蜂从蜂房A出发向右爬,每次只能爬向右侧相邻的两个蜂房(如图),例如:从蜂房A只能爬到1号或2号蜂房,从1号蜂房只能爬到2号或3号蜂房,…,以此类推,用an表示蜜蜂爬到n号蜂房的方法数,则a2 022a2 024-等于( )[A] 1 [B] -1 [C] 2 [D] -2【答案】 A【解析】 依题意,an=an-1+an-2(n∈N*,n≥3),a1=1,a2=2,a3=a1+a2=3,当n≥2时,anan+2-=an(an+1+an)-=anan+1+=+an+1(an-an+1)=-an+1an-1=-(an-1an+1-),又a1a3-=-1,所以数列{anan+2-}是首项为-1,公比为-1的等比数列,所以a2 022a2 024-=(-1)×(-1)2 022-1=1.故选A.12.(5分)已知方程(x2-mx+27)(x2-nx+27)=0的四个根组成以1为首项的等比数列,则|m-n|等于 . 【答案】 16【解析】 设方程(x2-mx+27)(x2-nx+27)=0的四个根由小到大依次为a1,a2,a3,a4,不妨设x2-mx+27=0的一根为1,则另一根为27,所以m=1+27=28,由等比数列的性质可知a1a4=a2a3,所以a1=1,a4=27,所以等比数列a1,a2,a3,a4的公比为q==3,所以a2=1×3=3,a3=1×32=9,由根与系数的关系得n=3+9=12,可得 |m-n|=|28-12|=16.13.(5分)(2025·河北邯郸模拟)如图数阵的每一行最右边数据从上到下形成以1为首项,以2为公比的等比数列,每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,以3为公比的等比数列,则该数阵第n行(n∈N*)所有数据的和Sn= . 【答案】 3n-2n【解析】 因为每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,以3为公比的等比数列,所以Sn=30×2n-1+31×2n-2+32×2n-3+…+3n-1×20,所以Sn=3n-1×[()n-1+()n-2+()n-3+…+()0],Sn=3n-1×[]=3n×[1-()n]=3n-2n.14.(12分)(2025·吉林通化模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=3an+m.(1)求实数m的值和数列{an}的通项公式;(2)若bn=an·log3an+1,求数列{bn}的前n项和Tn.【解】 (1)当n=1时,2S1=3a1+m,因为S1=a1,所以2a1=3a1+m,所以m=-a1=-1,当n≥2时,2an=2Sn-2Sn-1=3an-1-(3an-1-1),整理得an=3an-1,因为a1≠0,所以=3,所以数列{an}是以1为首项,3为公比的等比数列,所以 an=3n-1.(2)因为bn=an·log3an+1=3n-1·log33n=n·3n-1,所以Tn=1×30+2×31+3×32+…+(n-1)·3n-2+n·3n-1,①3Tn=1×31+2×32+3×33+…+(n-1)·3n-1+n·3n,②①-②得-2Tn=30+31+32+…+3n-2+3n-1-n·3n=-n·3n=-+,所以 Tn=+.15.(5分)已知M={k|ak=bk},{an},{bn}不为常数列且各项不均相同,下列正确的是 (填序号). ①若{an},{bn}均为等差数列,则M中最多有一个元素;②若{an},{bn}均为等比数列,则M中最多有三个元素;③若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则M中最多有三个元素;④若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则M中最多有一个元素.【答案】 ①③④【解析】 对于①,因为{an},{bn}均为等差数列,故它们的散点图分布在直线上,而两条直线至多有一个公共点,故M中至多有一个元素,故①正确.对于②,取an=2n-1,bn=-(-2)n-1,则{an},{bn}均为等比数列,但当n为偶数时,由an=2n-1=bn=-(-2)n-1,知此时M中有无穷多个元素,故②错误.对于③,设bn=Aqn(Aq≠0,q≠±1),an=kn+b(k≠0),若M中至少有四个元素,则关于n的方程Aqn=kn+b至少有 4个不同的正整数解,若q>0,q≠1,则由y=Aqn和y=kn+b的散点图(图略)可得关于n的方程Aqn=kn+b至多有两个不同的解,矛盾;若q<0,q≠-1,考虑关于n的方程Aqn=kn+b奇数解的个数和偶数解的个数,当Aqn=kn+b有偶数解,此方程即为A|q|n=kn+b,方程至多有两个偶数解,且有两个偶数解时Akln|q|>0,否则Akln|q|<0,因为y=A|q|n,y=kn+b单调性相反,方程A|q|n=kn+b至多一个偶数解,当Aqn=kn+b有奇数解,此方程即为-A|q|n=kn+b,方程至多有两个奇数解,且有两个奇数解时-Akln|q|>0,即Akln|q|<0,否则Akln|q|>0,因为y=-A|q|n,y=kn+b单调性相反,方程 A|q|n=kn+b至多一个奇数解,因为Akln|q|>0,Akln|q|<0不可能同时成立,故Aqn=kn+b不可能有4个不同的正整数解,故③正确.对于④,因为{an}为递增数列,{bn}为递减数列,前者散点图呈上升趋势,后者的散点图呈下降趋势,两者至多一个交点,故④正确.16.(13分)(2025·河南郑州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,若存在常数λ(λ>0),使得λan≥Sn+1对任意 n∈N*都成立,则称数列{an}具有性质P(λ).(1)若数列{an}为等差数列,且S3=-9,S5=-25,求证:数列{an}具有性质P(3);(2)设数列{an}的各项均为正数,且{an}具有性质P(λ).①若数列{an}是公比为q的等比数列,且λ=4,求q的值;②求λ的最小值.(1)【证明】 设等差数列{an}的公差为d,由S3=-9,S5=-25,得3a1+3d=-9,5a1+10d=-25,解得a1=-1,d=-2,则an=-1+(n-1)(-2)=-2n+1,Sn==-n2,于是3an-Sn+1=3(-2n+1)+(n+1)2=(n-2)2≥0,即3an≥Sn+1,所以数列{an}具有性质P(3).(2)①【解】 由数列{an}具有性质P(4),得4an≥Sn+1,又等比数列{an}的公比为q,若q=1,则4a1≥(n+1)a1,解得n≤3,与n为任意正整数相矛盾;当q≠1时,4a1qn-1≥a1·,而an>0,整理得4qn-1≥,若0若q>1,则qn-1(q-2)2≤1,当q=2时,qn-1(q-2)2≤1恒成立,满足题意;当q>1且q≠2时,qn-1≤,解得n<1+logq,与n为任意正整数相矛盾,所以q=2.②【解】 由λan≥Sn+1,得λan+1≥Sn+2,即λ(Sn+1-Sn)≥Sn+2,因此λSn+1≥λSn+Sn+2≥2,即≤·,则有≤·≤()2·≤…≤()n-1·,由数列{an}各项均为正数,得Sn从而1<()n-1,即()n-1>,若0<λ<4, 则n<1+lo,与n为任意正整数相矛盾,因此当λ≥4时,()n-1≥1n-1>恒成立,符合题意,所以λ的最小值为4.(第1页)(共71张PPT)第3节 等比数列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.[课程标准要求]必备知识课前回顾知识梳理1.等比数列的有关概念2定义 一般地,如果一个数列从第 项起,每一项与它的前一项的 都等于同一个常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列通项 公式 设{an}是首项为a1,公比为q的等比数列,则通项公式an= .推广:an=amqn-m(m,n∈N*)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 叫做a与b的等比中项.此时,比a1·qn-1GG2=ab知识梳理2.等比数列的前n项和公式释疑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ak·al= .(2)ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为 .(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 .(4)当q>1,a1>0或01,a1<0或00时,{an}是递减数列.知识梳理am·anqmqn重要结论重要结论对点自测AD对点自测对点自测B对点自测对点自测64.(人教A版选择性必修第二册P55复习参考题4 T4(2)改编)中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一段记载:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关.”则此人在第六天行走的路程是 里(用数字作答). 对点自测5.(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 . 关键能力课堂突破考点一 等比数列基本量的运算C2.(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等于( )[A] 120 [B] 85 [C] -85 [D] -120C[溯源探本]本题源于人教B版选择性必修第三册P42练习B T3.[A] 28 [B] 14 [C] 20 [D] 10A4.(2025·陕西安康模拟)在等比数列{an}中,a3·a5=64,log2a6=5,则a1的值为 .1或-1(1)等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.题后悟通考点二 等比数列的判断与证明[例1] (2025·新疆喀什模拟)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a3=7,an=2an-1+a2-2(n≥2).(1)证明:数列{an+1}为等比数列;[例1] (2025·新疆喀什模拟)设Sn为数列{an}的前n项和,已知a3=7,an=2an-1+a2-2(n≥2).(2)求数列{an}的通项公式,并判断n,an,Sn是否成等差数列 解题策略等比数列的四种判断方法(1)定义法:an+1=qan(a1≠0,q≠0) {an}是等比数列.(3)通项公式法:an=Aqn-1(Aq≠0) {an}是等比数列.(4)前n项和公式法:Sn=Aqn-A(Aq≠0,q≠1) {an}是等比数列.注意:证明一个数列是等比数列,一般只能用方法(1)(2).[针对训练] (2025·辽宁大连模拟)(1)已知数列{cn},其中cn=3n+4n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p;(2)设{an},{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,证明:数列{cn}不是等比数列.考点三 等比数列的性质及其应用角度1 项的性质B[例2] (1)(2025·陕西西安模拟)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,a1+a4+a7=2,a2+a5+a8=4,则S9等于( )[A] 12 [B] 14 [C] 16 [D] 18(2)(2023·天津卷)已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为( )[A] 3 [B] 18 [C] 54 [D] 152C角度2 前n项和的性质[例3] (2025·河南南阳模拟)若正项等比数列{an}的前n项和为Sn,且S8-2S4=6,则a9+a10+a11+a12的最小值为( )[A] 22 [B] 24[C] 26 [D] 28B角度3 等比数列中的最值AB[A] S9[B] a9a11-1<0[C] T10是数列{Tn}中的最大项[D] 数列{Tn}无最大项解题策略(1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前n项和公式的变形.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.(2)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影响.ABD[针对训练]-623.(角度2)(2025·福建厦门模拟)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= . 课时作业(分值:100分)选题明细表单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.知识点、方法 题号等比数列基本量的运算 2,4等比数列的判断与证明 5,11,14等比数列的性质 1,3,6,7,9,12等比数列的综合应用 8,10,13,15,16基础巩固练C1.等比数列{an}的前n项积为Tn,T9=512,则a3+a7的最小值是( )2.(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等于( )C【解析】 设等比数列的公比为q(q>0),由题意知1+q+q2+q3+q4=5(1+q+q2)-4,即q3+q4=4q+4q2,即q3+q2-4q-4=0,即(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.3.等比数列{an}的前n项和Sn=4n-1+t,则t等于( )BD5.(多选题)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,则( )ABD6.(5分)(2025·湖北襄阳模拟)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S8+S24=140,且S24=13S8,则S16的值为 . 4048.(9分)(2024·全国甲卷)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+1-3.(1)求{an}的通项公式;8.(9分)(2024·全国甲卷)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且2Sn=3an+1-3.(2)求数列{Sn}的前n项和.综合运用练A[A] -3-21 014 [B] -2-3·21 012[C] 2-3·21 012 [D] 3-21 014DA[A] 1 [B] -1 [C] 2 [D] -21612.(5分)已知方程(x2-mx+27)(x2-nx+27)=0的四个根组成以1为首项的等比数列,则|m-n|等于 . 13.(5分)(2025·河北邯郸模拟)如图数阵的每一行最右边数据从上到下形成以1为首项,以2为公比的等比数列,每行的第n个数从上到下形成以2n-1为首项,以3为公比的等比数列,则该数阵第n行(n∈N*)所有数据的和Sn= . 3n-2n14.(12分)(2025·吉林通化模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=3an+m.(1)求实数m的值和数列{an}的通项公式;14.(12分)(2025·吉林通化模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,2Sn=3an+m.(2)若bn=an·log3an+1,求数列{bn}的前n项和Tn.15.(5分)已知M={k|ak=bk},{an},{bn}不为常数列且各项不均相同,下列正确的是 (填序号). ①若{an},{bn}均为等差数列,则M中最多有一个元素;②若{an},{bn}均为等比数列,则M中最多有三个元素;③若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则M中最多有三个元素;④若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则M中最多有一个元素.应用创新练①③④【解析】 对于①,因为{an},{bn}均为等差数列,故它们的散点图分布在直线上,而两条直线至多有一个公共点,故M中至多有一个元素,故①正确.对于②,取an=2n-1,bn=-(-2) n-1,则{an},{bn}均为等比数列,但当n为偶数时,由an=2 n-1=bn=-(-2) n-1,知此时M中有无穷多个元素,故②错误.对于③,设bn=Aqn(Aq≠0,q≠±1),an=kn+b(k≠0),若M中至少有四个元素,则关于n的方程Aqn=kn+b至少有 4个不同的正整数解,若q>0,q≠1,则由y=Aqn和y=kn+b的散点图(图略)可得关于n的方程Aqn=kn+b至多有两个不同的解,矛盾;若q<0,q≠-1,考虑关于n的方程Aqn=kn+b奇数解的个数和偶数解的个数,当Aqn=kn+b有偶数解,此方程即为A|q|n=kn+b,方程至多有两个偶数解,且有两个偶数解时Akln|q|>0,否则Akln|q|<0,因为y=A|q|n,y=kn+b单调性相反,方程A|q|n=kn+b至多一个偶数解,当Aqn=kn+b有奇数解,此方程即为-A|q|n=kn+b,方程至多有两个奇数解,且有两个奇数解时-Akln|q|>0,即Akln|q|<0,否则Akln|q|>0,因为y=-A|q|n,y=kn+b单调性相反,方程 A|q|n=kn+b至多一个奇数解,因为Akln|q|>0,Akln|q|<0不可能同时成立,故Aqn=kn+b不可能有4个不同的正整数解,故③正确.对于④,因为{an}为递增数列,{bn}为递减数列,前者散点图呈上升趋势,后者的散点图呈下降趋势,两者至多一个交点,故④正确.16.(13分)(2025·河南郑州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,若存在常数λ(λ>0),使得λan≥Sn+1对任意 n∈N*都成立,则称数列{an}具有性质P(λ).(1)若数列{an}为等差数列,且S3=-9,S5=-25,求证:数列{an}具有性质P(3);16.(13分)(2025·河南郑州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,若存在常数λ(λ>0),使得λan≥Sn+1对任意 n∈N*都成立,则称数列{an}具有性质P(λ).(2)设数列{an}的各项均为正数,且{an}具有性质P(λ).①若数列{an}是公比为q的等比数列,且λ=4,求q的值;16.(13分)(2025·河南郑州模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,若存在常数λ(λ>0),使得λan≥Sn+1对任意 n∈N*都成立,则称数列{an}具有性质P(λ).(2)设数列{an}的各项均为正数,且{an}具有性质P(λ).②求λ的最小值. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第六章 第3节 等比数列.docx 第六章 第3节 等比数列.pptx