等比数列知识点总结与典型例题版 本文关键词:等比数列,例题,知识点,典型
等比数列知识点总结与典型例题版 本文简介:等比数列知识点总结与典型例题1、等比数列的定义:,称为公比2、通项公式:,首项:;公比:推广:3、等比中项:(1)如果成等比数列,那么叫做与的等差中项,即:或注意:同号的两个数才有等比中项,并且它们的等比中项有两个((2)数列是等比数列4、等比数列的前项和公式:(1)当时,(2)当时,(为常数)5、
等比数列知识点总结与典型例题版 本文内容:
等比数列知识点总结与典型例题
1、等比数列的定义:,称为公比
2、通项公式:
,首项:;公比:
推广:
3、等比中项:
(1)如果成等比数列,那么叫做与的等差中项,即:或
注意:同号的两个数才有等比中项,并且它们的等比中项有两个(
(2)数列是等比数列
4、等比数列的前项和公式:
(1)当时,
(2)当时,
(为常数)
5、等比数列的判定方法:
(1)用定义:对任意的,都有为等比数列
(2)等比中项:为等比数列
(3)通项公式:为等比数列
6、等比数列的证明方法:
依据定义:若或为等比数列
7、等比数列的性质:
(2)对任何,在等比数列中,有。
(3)若,则。特别的,当时,得
注:
等差和等比数列比较:
等差数列
等比数列
定义
递推公式
;
;
通项公式
()
中项
()
()
前项和
重要
性质
经典例题透析
类型一:等比数列的通项公式
例1.等比数列中,,,求.
思路点拨:由等比数列的通项公式,通过已知条件可列出关于和的二元方程组,解出和,可得;或注意到下标,可以利用性质可求出、,再求.
解析:
法一:设此数列公比为,则
由(2)得:(3)
∴.
由(1)得:,∴
(4)
(3)÷(4)得:,
∴,解得或
当时,,;
当时,,.
法二:∵,又,∴、为方程的两实数根,
∴
或
∵,∴或.
总结升华:
①列方程(组)求解是等比数列的基本方法,同时利用性质可以减少计算量;
②解题过程中具体求解时,要设法降次消元,常常整体代入以达降次目的,故较多变形要用除法(除式不为零).
举一反三:
【变式1】{an}为等比数列,a1=3,a9=768,求a6。
【答案】±96
法一:设公比为q,则768=a1q8,q8=256,∴q=±2,∴a6=±96;
法二:a52=a1a9a5=±48q=±2,∴a6=±96。
【变式2】{an}为等比数列,an>0,且a1a89=16,求a44a45a46的值。
【答案】64;
∵,又an>0,∴a45=4
∴。
【变式3】已知等比数列,若,,求。
【答案】或;
法一:∵,∴,∴
从而解之得,或,
当时,;当时,。
故或。
法二:由等比数列的定义知,
代入已知得
将代入(1)得,
解得或
由(2)得或
,以下同方法一。
类型二:等比数列的前n项和公式
例2.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3+S6=2S9,求数列的公比q.
解析:若q=1,则有S3=3a1,S6=6a1,S9=9a1.
因a1≠0,得S3+S6≠2S9,显然q=1与题设矛盾,故q≠1.
由得,,
整理得q3(2q6-q3-1)=0,
由q≠0,得2q6-q3-1=0,从而(2q3+1)(q3-1)=0,
因q3≠1,故,所以。
举一反三:
【变式1】求等比数列的前6项和。
【答案】;
∵,,
∴。
【变式2】已知:{an}为等比数列,a1a2a3=27,S3=13,求S5.
【答案】;
∵,,则a1=1或a1=9
∴.
【变式3】在等比数列中,,,,求和。
【答案】或2,;
∵,∴
解方程组,得
或
①将代入,得,
由,解得;
②将代入,得,
由,解得。
∴或2,。
类型三:等比数列的性质
例3.
等比数列中,若,求.
解析:
∵是等比数列,∴
∴
举一反三:
【变式1】正项等比数列中,若a1·a100=100;
则lga1+lga2+……+lga100=_____________.
【答案】100;
∵lga1+lga2+lga3+……+lga100=lg(a1·a2·a3·……·a100)
而a1·a100=a2·a99=a3·a98=……=a50·a51
∴原式=lg(a1·a100)50=50lg(a1·a100)=50×lg100=100。
【变式2】在和之间插入三个数,使这五个数成等比数列,则插入的三个数的乘积为________。
【答案】216;
法一:设这个等比数列为,其公比为,
∵,,∴,
∴。
法二:设这个等比数列为,公比为,则,,
加入的三项分别为,,,
由题意,,也成等比数列,∴,故,
∴。
类型四:等比数列前n项和公式的性质
例4.在等比数列中,已知,,求。
思路点拨:等差数列中也有类似的题目,我们仍然采用等差数列的解决办法,即等比数列中前k项和,第2个k项和,第3个k项和,……,第n个k项和仍然成等比数列。
解析:
法一:令b1=Sn=48,b2=S2n-Sn=60-48=12,b3=S3n-S2n
观察b1=a1+a2+……+an,b2=an+1+an+2+……+a2n=qn(a1+a2+……+an),
b3=a2n+1+a2n+2+……+a3n=q2n(a1+a2+……+an)
易知b1,b2,b3成等比数列,∴,
∴S3n=b3+S2n=3+60=63.
法二:∵,∴,
由已知得
②÷①得,即
③
③代入①得,
∴。
法三:∵为等比数列,∴,,也成等比数列,
∴,
∴。
举一反三:
【变式1】等比数列中,公比q=2,S4=1,则S8=___________.
【答案】17;
S8=S4+a5+a6+a7+a8=S4+a1q4+a2q4+a3q4+a4q4=S4+q4(a1+a2+a3+a4)=S4+q4S4=S4(1+q4)=1×(1+24)=17
【变式2】已知等比数列的前n项和为Sn,且S10=10,S20=40,求:S30=?
【答案】130;
法一:S10,S20-S10,S30-S20构成等比数列,∴(S20-S10)2=S10·(S30-S20)
即302=10(S30-40),∴S30=130.
法二:∵2S10≠S20,∴,∵,,∴∴,∴
∴
.
【变式3】等比数列的项都是正数,若Sn=80,S2n=6560,前n项中最大的一项为54,求n.
【答案】∵
,∴(否则)
∴=80
(1)
=6560.(2),
(2)÷(1)得:1+qn=82,∴qn=81(3)
∵该数列各项为正数,∴由(3)知q>1
∴{an}为递增数列,∴an为最大项54.
∴an=a1qn-1=54,∴a1qn=54q,∴81a1=54q(4)
∴代入(1)得,
∴q=3,∴n=4.
【变式4】等比数列中,若a1+a2=324,a3+a4=36,则a5+a6=_____________.
【答案】4;
令b1=a1+a2=a1(1+q),b2=a3+a4=a1q2(1+q),b3=a5+a6=a1q4(1+q),易知:b1,b2,b3成等比数列,∴b3===4,即a5+a6=4.
【变式5】等比数列中,若a1+a2+a3=7,a4+a5+a6=56,求a7+a8+a9的值。
【答案】448;
∵{an}是等比数列,∴(a4+a5+a6)=(a1+a2+a3)q3,∴q3=8,∴a7+a8+a9=(a4+a5+a6)q3=56×8=448.
类型五:等差等比数列的综合应用
例5.已知三个数成等比数列,若前两项不变,第三项减去32,则成等差数列.若再将此等差数列的第二项减去4,则又成等比数列.求原来的三个数.
思路点拨:恰当地设元是顺利解方程组的前提.考虑到有三个数,应尽量设较少的未知数,并将其设为整式形式.
解析:
法一:设成等差数列的三数为a-d,a,a+d.
则a-d,a,a+d+32成等比数列,a-d,a-4,a+d成等比数列.
∴
由(2)得a=.(3)
由(1)得32a=d2+32d
(4)
(3)代(4)消a,解得或d=8.
∴当时,;当d=8时,a=10
∴原来三个数为,,或2,10,50.
法二:设原来三个数为a,aq,aq2,则a,aq,aq2-32成等差数列,a,aq-4,aq2-32成等比数列
∴
由(2)得,代入(1)解得q=5或q=13
当q=5时a=2;当q=13时.
∴原来三个数为2,10,50或,,.
总结升华:选择适当的设法可使方程简单易解。一般地,三数成等差数列,可设此三数为a-d,a,a+d;若三数成等比数列,可设此三数为,x,xy。但还要就问题而言,这里解法二中采用首项a,公比q来解决问题反而简便。
举一反三:
【变式1】一个等比数列有三项,如果把第二项加上4,,那么所得的三项就成为等差数列,如果再把这个等差数列的第三项加上32,那么所得的三项又成为等比数列,求原来的等比数列.
【答案】为2,6,18或;
设所求的等比数列为a,aq,aq2;
则
2(aq+4)=a+aq2,且(aq+4)2=a(aq2+32);
解得a=2,q=3或,q=-5;
故所求的等比数列为2,6,18或.
【变式2】已知三个数成等比数列,它们的积为27,它们的平方和为91,求这三个数。
【答案】1、3、9或―1、3、―9或9、3、1或―9、3、―1
设这三个数分别为,
由已知得
得,所以或,
即或
故所求三个数为:1、3、9或―1、3、―9或9、3、1或―9、3、―1。
【变式3】有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个数的和为12,求这四个数.
【答案】0,4,8,16或15,9,3,1;
设四个数分别是x,y,12-y,16-x
∴
由(1)得x=3y-12,代入(2)得144-24y+y2=y(16-3y+12)
∴144-24y+y2=-3y2+28y,∴4y2-52y+144=0,∴y2-13y+36=0,∴
y=4或9,
∴
x=0或15,
∴四个数为0,4,8,16或15,9,3,1.
类型六:等比数列的判断与证明
例6.已知数列{an}的前n项和Sn满足:log5(Sn+1)=n(n∈N+),求出数列{an}的通项公式,并判断{an}是何种数列?
思路点拨:由数列{an}的前n项和Sn可求数列的通项公式,通过通项公式判断{an}类型.
解析:∵log5(Sn+1)=n,∴Sn+1=5n,∴Sn=5n-1
(n∈N+),∴a1=S1=51-1=4,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(5n-1)-(5n-1-1)=5n-5n-1=5n-1(5-1)=4×5n-1
而n=1时,4×5n-1=4×51-1=4=a1,∴n∈N+时,an=4×5n-1
由上述通项公式,可知{an}为首项为4,公比为5的等比数列.
举一反三:
【变式1】已知数列{Cn},其中Cn=2n+3n,且数列{Cn+1-pCn}为等比数列,求常数p。
【答案】p=2或p=3;
∵{Cn+1-pCn}是等比数列,
∴对任意n∈N且n≥2,有(Cn+1-pCn)2=(Cn+2-pCn+1)(Cn-pCn-1)
∵Cn=2n+3n,∴[(2n+1+3n+1)-p(2n+3n)]2=[(2n+2+3n+2)-p(2n+1+3n+1)]·[(2n+3n)-p(2n-1+3n-1)]
即[(2-p)·2n+(3-p)·3n]2=[(2-p)·2n+1+(3-p)·3n+1]·[(2-p)·2n-1+(3-p)·3n-1]
整理得:,解得:p=2或p=3,显然Cn+1-pCn≠0,故p=2或p=3为所求.
【变式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.
【证明】设数列{an}、{bn}的公比分别为p,q,且p≠q
为证{Cn}不是等比数列,只需证.
∵,∴,又∵
p≠q,a1≠0,b1≠0,∴即
∴数列{Cn}不是等比数列.
【变式3】判断正误:
(1){an}为等比数列a7=a3a4;
(2)若b2=ac,则a,b,c为等比数列;
(3){an},{bn}均为等比数列,则{anbn}为等比数列;
(4){an}是公比为q的等比数列,则、仍为等比数列;
(5)若a,b,c成等比,则logma,logmb,logmc成等差.
【答案】
(1)错;a7=a1q6,a3a4=a1q2·a1q3=a12q5,等比数列的下标和性质要求项数相同;
(2)错;反例:02=0×0,不能说0,0,0成等比;
(3)对;{anbn}首项为a1b1,公比为q1q2;
(4)对;;
(5)错;反例:-2,-4,-8成等比,但logm(-2)无意义.
类型七:Sn与an的关系
例7.已知正项数列{an},其前n项和Sn满足,且a1,a3,a15成等比数列,求数列{an}的通项an.
解析:∵,
①
∴,解之得a1=2或a1=3.
又,
②
由①-②得,即
∵an+an-1>0,∴an-an-1=5(n≥2).
当a1=3时,a3=13,a15=73,a1,a3,a15不成等比数列
∴a1≠3;
当a1=2时,a3=12,a15=72,有a32=a1a15,
∴a1=2,∴an=5n-3.
总结升华:等比数列中通项与求和公式间有很大的联系,它们是,尤其注意首项与其他各项的关系.
举一反三:
【变式】命题1:若数列{an}的前n项和Sn=an+b(a≠1),则数列{an}是等比数列;命题2:若数列{an}的前n项和Sn=na-n,则数列{an}既是等差数列,又是等比数列。上述两个命题中,真命题为
个.
【答案】0;
由命题1得,a1=a+b,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(a-1)·an-1.
若{an}是等比数列,则,即,
所以只有当b=-1且a≠0时,此数列才是等比数列.
由命题2得,a1=a-1,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=a-1,
显然{an}是一个常数列,即公差为0的等差数列,
因此只有当a-1≠0,即a≠1时数列{an}才又是等比数列.