第30讲 等比数列--2027高考数学一轮复习学案(答案版)

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第30讲 等比数列--2027高考数学一轮复习学案(答案版)

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第30讲 等比数列
【课程标准】 1.通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义. 2.探索并掌握等比数列的前n项和公式,理解等比数列的通项公式与前n项和公式的关系. 3.能在具体的问题情境中,发现数列的等比关系,并解决相应的问题. 4.体会等比数列与指数函数的关系.
1.等比数列的有关概念
定义 (1)文字语言: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). (2)符号语言:=q(n≥2,q为非零常数)
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
[微提醒] (1)若一个数列是常数列,则此数列一定是等差数列,但不一定是等比数列,如:0,0,0,….(2)只有当两个数同号时,这两数才有等比中项,且等比中项有两个,它们互为相反数.
2.等比数列的通项公式与前n项和公式
[微提醒] (1)在运用等比数列的前n项和公式时,要注意对q=1与q≠1进行讨论.
(2)[教材知识纵向延伸]当q>0 且q≠1 时,an=·qn 可以看成函数y=cqx; Sn==-qn+ ,若设a= ,则Sn= -aqn+a (a≠0,q≠0,q≠1) 可以看成函数y=-aqx+a ,所以等比数列的通项公式可以写成an=cqn(c≠0,q≠0)的形式,前n项和公式可以写成Sn=Aqn-A(A≠0,q≠1,0)的形式.
3.等比数列的常用性质
已知{an}是等比数列,Sn是数列{an}的前n项和.
(1)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则有am·an=ap·aq.特别地,若m+n=2p,则aman=,其中m,n,p∈N*.注:上述两式,反之不一定成立.
(2)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即ak,,,…仍是等比数列,公比为qm.
(3)当q≠-1,或q=-1且n为奇数时,Sn,-Sn,-,…仍成等比数列,其公比为qn.
(4)等比数列的单调性
若或则等比数列{an}为递增数列;
若或则等比数列{an}为递减数列;
若q=1时,则等比数列{an}是常数列;
若q<0时,则等比数列{an}是摆动数列.
【常用结论】
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.数列{an}是等比数列,Sn是其前n项和.
(1)若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,,,…成等比数列.
(2)若数列{an}的项数为2n,则=q;若项数为2n+1,则=q,或=q.
学生用书 第144页
3.三个数成等比数列,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.
【自测诊断】
1.(多选)下列结论错误的是(  )
A.三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac
B.当公比q>1时,等比数列{an}为递增数列
C.等比数列中所有偶数项的符号相同
D.数列{an}为等比数列,则S4,S8-S4,S12-S8成等比数列
答案:ABD
2.(链接人教A选择性必修二P31T2)在等比数列{an}中,a3=2,a7=8,则a5=    .
答案:4
解析:因为=a3a7=2×8=16,所以a5=±4.又因为a5=a3q2>0,所以a5=4.
3.(易错题)(链接人教A选择性必修二P37T1)在等比数列{an}中,a3=,S3=,则a2=    .
答案:-3或
解析:由S3=a1+a2+a3=a3(++1),得++1=3,即2q2-q-1=0,解得q=1或q=-.所以a2=或-3.
4.(链接人教A选择性必修二P37例9)在等比数列{an}中,若a1+a2=2,a3+a4=4,则a5+a6=    .
答案:8
解析:在等比数列{an}中,a1+a2,a3+a4,a5+a6也成等比数列,因为a1+a2=2,a3+a4=4,所以a5+a6=8.
考点一 等比数列基本量的运算(高考超重点) 自主练透
1.(一题多解)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6=(  )
A.14 B.12
C.6 D.3
答案:D
解析:法一:设等比数列{an}的公比为q,由题意可得
即所以a6=a1q5=3.故选D.
法二:设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1,由题意可得所以a6=a1q5=3.故选D.
2.(2025·T8联考)2025年蛇年春晚的武汉分会场地点设在黄鹤楼,楼的外观有五层而实际上内部有九层.为营造春节的喜庆气氛,主办方决定在黄鹤楼的外部用灯笼进行装饰.这五层楼预计共挂186盏灯笼,且相邻两层中的下一层灯笼数是上一层灯笼数的2倍,则最中间一层需要挂灯笼的数量为(  )
A.12盏 B.24盏
C.36盏 D.48盏
答案:B
解析:由题意知,各层楼的灯笼数从上至下依次成等比数列,记为数列,第5层楼所挂灯笼数为a1,公比q=2.由S5==186,解得a1=6.则最中间一层的灯笼数为a3=a1q2=24.故选B.
3.(多选)(2025·全国二卷)记Sn为等比数列的前n项和,q为的公比,且q>0.若S3=7,a3=1,则(  )
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
答案:AD
解析:对于A,根据S3=a1+a2+a3=++a3=++1=7,得6q2-q-1=0,即(2q-1)(3q+1)=0.因为q>0,所以q=,故A正确;对于B,a5=a3q2=1×()2=,故B错误;对于C,a1==4,所以S5=,故C错误;对于D,an=a1qn-1=4×()n-1==23-n,Sn==8[1-()n]=8-=8-23-n,所以an+Sn=8,故D正确.故选AD.
【溯源教材16(1)】
溯源 (人教A选择性必修二P37练习T1(3))已知数列是等比数列,若a3=,S3=,求a1与q.
透视 该高考题只是在教材习题的基础上限制了公比q>0,与教材习题的命题依据、角度、形式、解决方法都完全一致,是在2025年全国二卷试题中较为经典的源于教材的题目.这种有关等比数列小题的考查是近几年高考的热向命题点,需要重点关注.2023年全国甲卷(理)曾经进行了类似考查: (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.由题知q>0,所以q=2.所以S4=1+2+4+8=15.故选C.
预测 已知等比数列的各项均为正数,其前n项和为Sn,且3a1,a3,5a2成等差数列,S4+5=5a3,则a8=    . 答案:37 解析:设数列的公比为q,因为3a1,a3,5a2成等差数列,所以3a1+5a1q=2a1q2,即3+5q=2q2,解得q=3或q=-.因为各项均为正数,所以q>0,所以q=3.由S4+5=5a3,得+5=5×32a1,解得a1=1,所以a8=a1q7=37.
4.(一题多解)(2025·全国一卷)若一个等比数列的各项均为正数,且前4项的和等于4,前8项的和等于68,则这个数列的公比等于     .
答案:2
解析:法一(基本量法):设等比数列为{an},其公比为q,前n项和为Sn.因为等比数列{an}的各项均为正数,所以q>0.又S4=4,S8=68,所以q≠1.由S4=4得=4①,由S8=68得=68②,,即=1+q4=17,所以q4=16.又q>0,所以q=2.
法二(等比数列前n项和性质法):设等比数列为{an},其公比为q,前n项和为Sn.因为等比数列{an}的各项均为正数,所以q>0.因为S4=4,S8=68,所以S8-S4=64.因为S4,S8-S4,S12-S8,…成等比数列,且公比为q4,所以q4==16.又q>0,所以q=2.
学生用书 第145页
【溯源教材16(2)】
溯源 (人教A选择性必修二P36例8)已知等比数列{an}的首项为-1,前n项和为Sn.若,求公比q.
透视 该高考题与教材例题是“同源题型”,命题依据、角度、形式、解决方法几乎一致,都是用前n项和公式“先判断q、再列方程、最后作商求q”,本质是等比数列前n项和公式应用的反复训练.2023年全国甲卷(文)曾经进行了类似考查: (2023·全国甲卷文)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,不合题意.所以q≠1.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=-.
预测 (1)已知等比数列的各项为正数,前n项和为Sn,若S3=13,a3=9,则公比q=       . 答案:3 解析:由S3=a1+a2+a3,则S3-a3=a1+a2=4,由a3=a1q2,a3=a2q,则+=4,整理可得4q2-9q-9=0,分解因式可得=0,解得q=3或-(舍去). (2)已知正项等比数列的前n项和为Sn,若S4=S2,则=    . 答案: 解析:设正项等比数列的公比为q(q>0),由S4=S2,得a4+a3=S4-S2=S2=(a2+a1),因此q2=,q=,所以=q3=.
5.(2024·全国甲卷文)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,
所以2Sn+1=3an+2-3,
两式相减可得2an+1=3an+2-3an+1,
即an+2=an+1,所以等比数列{an}的公比为.
因为2S1=2a1=3a2-3=5a1-3,所以a1=1,故an=.
(2)因为2Sn=3an+1-3,所以Sn=,
设数列{Sn}的前n项和为Tn,则Tn=×-n=×()n-n-.
解决等比数列有关问题的两种常用思想
1.方程思想: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)求关键量a1和q,问题可迎刃而解.
2.分类讨论思想: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=.
注意:求解等比数列基本量时注意运用整体思想、设而不求等,同时还要注意合理运用q==…=.
考点二 等比数列的判定与证明 师生共研
(一题多变)(多选)已知等比数列{an},满足a1=1,公比q=-2,则(  )
A.数列是等比数列
B.数列是等比数列
C.数列是等比数列
D.数列是等比数列
答案:BC
解析:因为{an}是等比数列,且满足a1=1,q=-2,所以an+1=-2an,即an+1+2an=0,所以数列不是等比数列,故A错误;对于B,因为an=(-2)n-1,所以an+1-an=(-2)an-an=-3an=-3(-2)n-1,所以数列是等比数列,故B正确;对于C,an+1an=-2=-2=-2·4n-1,所以数列是等比数列,故C正确;对于D,ln=ln|(-2)n-1|=ln 2n-1=(n-1)ln 2,所以数列是等差数列,故D错误.故选BC.
[变式探究](数智赋能辅助)
1.(变条件)数列{an}满足“a1=1,a2=4,3an+2+an=4an+1”,证明数列是等比数列.
证明:因为a1=1,a2=4,3an+2+an=4an+1,
所以a2-a1=3,3an+2-3an+1=an+1-an,故an+1-an≠0,.
所以数列是首项为3,公比为的等比数列.
2.(变条件)数列{an}满足“Sn+2an=2 027”,证明数列是等比数列.
证明:因为Sn+2an=2 027①,
所以当n=1时,3a1=2 027,即a1=,
当n≥2时,Sn-1+2an-1=2 027②,
①-②得,3an-2an-1=0,即an=an-1,
所以数列,公比为的等比数列.
学生用书 第146页
3.(变条件)数列{an}满足“Sn+2an=2 027n”,证明数列是等比数列.
证明:因为Sn+2an=2 027n①,
所以当n=1时,3a1=2 027,即a1=,
当n≥2时,Sn-1+2an-1=2 027(n-1)②,
①-②得,3an-2an-1=2 027,即an=an-1+,
所以an-2 027=an-1+-2 027,
整理得an-2 027=(an-1-2 027),即,
所以数列是首项为-,公比为的等比数列.
4.(变设问)已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等比数列;②数列{Sn+a1}是等比数列;③a2=2a1.
注:如果选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
证明:选①②作为条件证明③:
设Sn+a1=A,则Sn=A-a1,
当n=1时,a1=S1=A-a1,所以a1=;
当n≥2时,an=Sn-=A.
因为{an}是等比数列,所以,解得q=2,所以a2=2a1.
选①③作为条件证明②:
因为a2=2a1,{an}是等比数列,所以公比q=2,
所以Sn==a1,即Sn+a1=a12n.
因为=2,所以{Sn+a1}是等比数列.
选②③作为条件证明①:
设Sn+a1=A,则Sn=A-a1,
当n=1时,a1=S1=A-a1,所以A=2a1;
当n≥2时,an=Sn-=A.
因为a2=2a1,所以A(q-1)=A,解得q=2,
所以当n≥2时,an=A·=a1·.
又因为=2,且a2=2a1,
所以{an}为等比数列.
【教师备选】 记等差数列{an}的前n项和为Sn,{bn}是正项等比数列,且a1=b1=2,S10=11a5,b3-b2=a2.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)证明是等比数列.
解:(1)由题意,设等差数列{an}的公差为d,
则S10=10×2+d=11(2+4d),
解得d=2,
则an=2+(n-1)×2=2n.
设正项等比数列{bn}的公比为q(q>0),
则b3=2q2,b2=2q.
由题意,可得2q2-2q=4,解得q=2或-1(舍去),
故bn=2·2n-1=2n.
(2)证明:令cn=,则,
故是以c1=为首项,公比为的等比数列.
注意:(1)前两种方法是判定等比数列的常用方法,常用于证明;后两种方法常用于选择题、填空题中的判定.(2)若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.
考点三 等比数列的性质及其应用 多维探究
角度1 等比数列项的性质
(1)已知各项均为正数的等比数列{an}中,若a5=9,则log3a4+log3a6=(  )
A.2 B.3
C.4 D.9
(2)已知数列是等差数列,数列是等比数列,若a2+a4+a6=5π,b2b4b6=3,则tan =    .
答案:(1)C (2)
解析:(1)因为{an}是等比数列,所以=a4a6,所以a4a6=81,所以log3a4+log3a6=log381=log334=4.故选C.
(2)由等差数列的性质可知,a2+a4+a6=3a4=5π,即a4=,而a1+a7=2a4=.根据等比数列的性质可知,b2b4b6==3,则b4=,b2b6==3,所以tan =tan=tan .
【教师备选】 已知数列为正项等比数列,若a3+a4+a6+a8+a9=2,++++=18,则a6=    .
答案:
解析:由++++++++,由等比数列的性质可得a3a9=a4a8=,=18,所以.又a6>0,所以a6=.
角度2 等比数列前n项和的性质(高考超重点)
(1)(一题多解)(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.85
C.-85 D.-120
(2)已知等比数列{an}的前10项中,所有奇数项之和为85,所有偶数项之和为170,则S=a3+a6+a9+a12的值为    .
答案:(1)C (2)585
解析:(1)法一: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,=21×①,易知q≠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.
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)设公比为q,由所以S=a3+a6+a9+a12=a3(1+q3+q6+q9)=a1q2(1+q3)(1+q6)=585.
角度3 等比数列的最值
(多选)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,a2 026a2 027>1,<0,下列结论正确的是(  )
A.S2 026<S2 027
B.a2 026a2 028-1<0
C.T2 027是数列{Tn}中的最大值
D.数列{Tn}无最大值
答案:AB
解析:当q<0时,q<0,不成立;当q≥1时,因为a1>1,所以>1,a2 027>1,则<0不成立;故0<q<1,且>1,0<<1,故>S2 026,故A正确;a2 026a2 028-1=-1<0,故B正确;T2 026是数列{Tn}中的最大值,故C、D错误.故选AB.
学生用书 第147页
等比数列性质应用问题的解题突破口
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.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,则am·an=ap·aq”,可以减少运算量,提高解题速度.
3.涉及等比数列的单调性与最值问题,一般要考虑公比与首项的符号对其的影响.
注意:在应用相应性质解题时,还要注意“设而不求”方法的运用.
对点练1.(2023·全国乙卷)已知{an}为等比数列,a2a4a5=a3a6,a9a10=-8,则a7=    .
答案:-2
解析:设{an}的公比为q(q≠0),则a2a4a5=a3a6=a2q·a5q,显然an≠0,则a4=q2,即a1q3=q2,则a1q=1.因为a9a10=-8,则a1q8·a1q9=-8,则q15=(q5)3=-8=(-2)3,则q5=-2,则a7=a1q·q5=q5=-2.
对点练2.已知公比不等于1的等比数列{an}的前n项和为Sn,若S6=-1,S9=3S3,则a13+a14+a15=    .
答案:16
解析:设数列{an}的公比为q(q≠1),因为S6=-1,所以(a1+a2+a3)(1+q3)=-1.所以a1+a2+a3≠0.因为S9=3S3,所以(a1+a2+a3)(1+q3+q6)=3(a1+a2+a3),则1+q3+q6=3.因为q≠1,所以q3=-2,所以a1+a2+a3=1.故a13+a14+a15=(a1+a2+a3)q12=1×(-2)4=16.
对点练3.已知数列{an}是等比数列,若a2=1,a5=,则a1a2+a2a3+…+an(n∈N*)的最小值为    .
答案:2
解析:由已知得数列{an}的公比满足q3=,解得q=,所以a1=2,a2=1,a3=,故数列{an}是首项为2,公比为的等比数列,所以a1a2+a2a3+…+an∈.故最小值为2.
课时分层测评45 等比数列 
(时间:60分钟 满分:85分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—8题,每小题5分,共40分)
1.等比数列{an}的前n项和为Sn=+r,则r=(  )
A. B.-
C. D.-
答案:B
解析:当n=1时,a1=S1=3+r;当n≥2时,an=Sn-=32n-1-32n-3=32n-3=8·32n-3=8·32n-2·3-1=·9n-1,所以3+r=,即r=-.故选B.
2.(2025·山东烟台、东营一模)已知等比数列的前n项和为Sn,a2+a3=6,a1a4=8,则S4=(  )
A.-15 B.-5
C.5 D.15
答案:D
解析:由等比数列性质可知,a2·a3=a1a4=8.又a2+a3=6,解得时,q==2,所以a1=1,故S4==15.当时,q=,所以a1=8,故S4==15,综上,S4=15.故选D.
3.已知正项等比数列满足a1a9=,a3=,则a4=(  )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:因为正项等比数列满足a1a9=,所以,解得a5=.又a3=,所以a4=.故选B.
4.(2026·河南郑州模拟)设正项等比数列{an}的公比为q,若a2,3a1,a3成等差数列,则q=(  )
A. B.
C.2 D.3
答案:B
解析:因为a2,3a1,a3成等差数列,所以6a1=a2+a3,所以6a1=a1q+a1q2,则q2+q-6=0,解得q=2或q=-3(舍去),所以q=2.故选C.
5.(多选)已知数列{an}的前n项和为Sn,下列说法正确的是(  )
A.若b2=ac,则a,b,c成等比数列
B.若{an}为等差数列,则{}为等比数列
C.若Sn=3n-1,则数列{an}为等比数列
D.若a1=1,a2=2,3=an+2(n∈N*),则{-an}为等比数列
答案:BCD
解析:对于A,当a=b=c=0时,b2=ac,此时a,b,c不成等比数列,故A错误;对于B,若{an}为等差数列,设其公差为d,则此时有=2d>0,所以数列{}为等比数列,故B正确;对于C,若Sn=3n-1,则a1=S1=2,an=Sn-=3n-1-(-1)=3n-=2·(n≥2),a1=2显然满足an=2·,所以数列{an}为等比数列,故C正确;对于D,因为3=an+2,所以2(-)=-an,而a1=1,a2=2,因此数列{-an}是首项为1,公比为的等比数列,故D正确.故选BCD.
6.(多选)已知等比数列{an}的各项均为正数,a1=20,2a6+a5-a4=0,数列{an}的前n项积为Tn,则(  )
A.数列{an}单调递增
B.数列{an}单调递减
C.Tn的最大值为T5
D.Tn的最小值为T5
答案:BC
解析:设等比数列{an}的公比为q,因为2a6+a5-a4=0,所以2a4q2+a4q-a4=0.因为a4>0,所以2q2+q-1=0,解得q=或q=-1(舍去),所以数列{an}单调递减,故A错误,B正确;因为数列{an}单调递减,且各项均为正数,所以数列{an}的前n项积Tn有最大值,无最小值,故D错误;若Tn取最大值,则又n∈N*,所以n=5,即Tn的最大值为T5,故C正确.故选BC.
【教师备选】 (多选)已知等比数列{an}中,a3+a4=40,a3-a5=30,则(  )
A.公比为 B.a2 025=16a2 027
C.当n≥6时,an< D.{an}的前10项积为1
答案:ABD
解析:对于A,设等比数列{an}的公比为q,由故A正确;对于B,a2 027=a2 025q2=a2 025,则a2 025=16a2 027,故B正确;对于C,an=a3qn-3=211-2n,当n≥6时,11-2n≤-1,则an≤2-1=,故C错误;对于D,由a5a6=2×=1,可得{an}的前10项积为(a5a6)5=1,故D正确.故选ABD.
7.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:9,3,1或1,3,9
解析:设这三个数为,a,aq,则所以这三个数为9,3,1或1,3,9.
8.(2026·江苏南京、盐城模拟)已知数列为等比数列,公比为2,且a1+a2=3.若ak+ak+1+ak+2+…+ak+9=214-24,则正整数k的值为    .
答案:5
解析:因为数列为等比数列,公比为2,且a1+a2=3,所以a1+2a1=3,解得a1=1,故an=2n-1.因为ak+ak+1+ak+2+…+ak+9=ak(1+2+22+…+29)=2k-1·=2k+9-2k-1=214-24,解得k=5.
9.(10分)(2025·八省适应性测试节选)已知数列中,a1=3,.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)求的通项公式.
解:(1)证明:由+,
则1--,
所以数列是首项为1-,公比为的等比数列.
(2)由(1)得1-×,
解得an=.
(10、11题,每小题5分, 共10分)
10.(多选)已知在数列{an}中,a1=1,an·an+1=2n,n∈N*,则下列说法正确的是(  )
A.a4=4 B.{a2n}是等比数列
C.a2n-a2n-1=2n-1 D.a2n-1+a2n=2n+1
答案:ABC
解析:因为a1=1,an·an+1=2n,所以a1·a2=2,即a2=2.因为an·an+1=2n,所以an+1·an+2=2n+1,所以=2,所以数列{an}的奇数项是以a1=1为首项,2为公比的等比数列,偶数项是以a2=2为首项,2为公比的等比数列,所以a2n=2×2n-1=2n,a2n-1=1×2n-1=2n-1,所以a4=4,故A,B正确;a2n-a2n-1=2n-2n-1=2n-1,故C正确;a2n-1+a2n=2n-1+2n=3×2n-1,故D不正确.故选ABC.
11.(开放题)(2025·湖北武汉调研)写出一个同时满足下列条件①②的等比数列{an}的通项公式an=    .
①anan+1<0;②|an|<|an+1|.
答案:(-2)n(答案不唯一)
解析:设等比数列{an}的公比为q,由an<0,可知q<0.又|an|<||,所以|q|>1,所以q<-1,所以q可取-2.设a1=-2,则an=-2·(-2=(-2)n(答案不唯一).
12.(15分)已知公比不为1的等比数列{an}满足a1+a3=5,且a1,a3,a2构成等差数列.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和,求使Sk>成立的最大正整数k的值.
解:(1)设公比为q,由题意得a1+a2=2a3,
所以a1(1+q-2q2)=0.
又因为a1≠0,所以q=-或q=1(舍去).
因为a1+a3=5,所以a1(1+q2)=5,
所以a1=4,所以an=4·.
(2)Sn= =.
因为Sk>,所以>,所以<-,
显然,k为奇数,
即>> =,解得k≤3,
所以满足条件的最大正整数k的值为3.
(每小题5分,共10分)
13.(交汇题)(多选)(2025·山东济宁一模)已知等比数列的前n项和为Sn,且an+1=Sn+2,为等差数列,且b2=a1,b8=a3,记集合A=中元素的个数为cn,数列的前n项和为Tn,则下列结论正确的是(  )
A.an=2n
B.bn=n
C.cn=2n-n
D.Tn=2n+1--2
答案:ABD
解析:对于A,设等比数列的公比为q,由an+1=Sn+2,得an=Sn-1+2,两式相减得an+1-an=Sn-Sn-1=an,即an+1=2an,所以q=2.又a2=S1+2=a1+2,a2=2a1,解得a1=2,所以an=2×2n-1=2n,故A正确;对于B,设等差数列的公差为d,由b2=a1=2,b8=a3=8,得6d=b8-b2=6,解得d=1,所以bn=b2+d=n,故B正确;对于C,由A=,得A=,则集合A中元素的个数为2n-n+1,即cn=2n-n+1,故C错误;对于D,Tn=-+n=-+n=2n+1--2,故D正确.故选ABD.
14.若m,n是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同零点,且m,n,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则pq=    .
答案:20
解析:由题意可得则m,-2,n或n,-2,m成等比数列,得mn=(-2)2=4.不妨设m<n,则-2,m,n或n,m,-2成等差数列,得2m=n-2.结合mn=4,可得(2m+2)m=4 m(m+1)=2,解得m=1或m=-2(舍去),即所以pq=20
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