高考数学人教A版理科含答案导学案【第六章】数列 学案30

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精品资料学案30等比数列及其前n项和导学目标: 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.4.能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用等比数列的有关知识解决相应的问题自主梳理1等比数列的定义如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的_,通常用字母_表示(q0)2等比数列的通项公式设等比数列an的首项为a1,公比为q,则它的通项an_.3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4等比数列的常用性质(1)通项公式的推广:anam·_ (n,mN*)(2)若an为等比数列,且klmn (k,l,m,nN*),则_(3)若an,bn(项数相同)是等比数列,则an (0),a,an·bn,仍是等比数列(4)单调性:或an是_数列;或an是_数列;q1an是_数列;q<0an是_数列5等比数列的前n项和公式等比数列an的公比为q (q0),其前n项和为Sn,当q1时,Snna1;当q1时,Sn.6等比数列前n项和的性质公比不为1的等比数列an的前n项和为Sn,则Sn,S2nSn,S3nS2n仍成等比数列,其公比为_自我检测1“b”是“a、b、c成等比数列”的 ()A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分也不必要条件2若数列an的前n项和Sn3na,数列an为等比数列,则实数a的值是 ()A3B1C0D13(2011·温州月考)设f(n)2242723n1 (nN*),则f(n)等于 ()A.(8n1)B.(8n11)C.(8n21)D.(8n31)4(2011·湖南长郡中学月考)已知等比数列an的前三项依次为a2,a2,a8,则an等于 ()A8·nB8·nC8·n1D8·n15设an是公比为q的等比数列,|q|>1,令bnan1 (n1,2,),若数列bn有连续四项在集合53,23,19,37,82中,则6q_.探究点一等比数列的基本量运算例1已知正项等比数列an中,a1a52a2a6a3a7100,a2a42a3a5a4a636,求数列an的通项an和前n项和Sn.变式迁移1在等比数列an中,a1an66,a2·an1128,Sn126,求n和q.探究点二等比数列的判定例2(2011·岳阳月考)已知数列an的首项a15,前n项和为Sn,且Sn12Snn5,nN*.(1)证明数列an1是等比数列;(2)求an的通项公式以及Sn.变式迁移2设数列an的前n项和为Sn,已知a12a23a3nan(n1)Sn2n(nN*)(1)求a2,a3的值;(2)求证:数列Sn2是等比数列探究点三等比数列性质的应用例3(2011·湛江月考)在等比数列an中,a1a2a3a4a58,且2,求a3.变式迁移3(1)已知等比数列an中,有a3a114a7,数列bn是等差数列,且b7a7,求b5b9的值;(2)在等比数列an中,若a1a2a3a41,a13a14a15a168,求a41a42a43a44.分类讨论思想与整体思想的应用例(12分)设首项为正数的等比数列an的前n项和为80,它的前2n项和为6 560,且前n项中数值最大的项为54,求此数列的第2n项【答题模板】解设数列an的公比为q,若q1,则Snna1,S2n2na12Sn.S2n6 5602Sn160,q1,2分由题意得4分将整体代入得80(1qn)6 560,qn81.6分将qn81代入得a1(181)80(1q),a1q1,由a1>0,得q>1,数列an为递增数列8分ana1qn1·qn81·54.10分与a1q1联立可得a12,q3,a2n2×32n1 (nN*)12分【突破思维障碍】(1)分类讨论的思想:利用等比数列前n项和公式时要分公比q1和q1两种情况讨论;研究等比数列的单调性时应进行讨论:当a1>0,q>1或a1<0,0<q<1时为递增数列;当a1<0,q>1或a1>0,0<q<1时为递减数列;当q<0时为摆动数列;当q1时为常数列(2)函数的思想:等比数列的通项公式ana1qn1·qn (q>0且q1)常和指数函数相联系(3)整体思想:应用等比数列前n项和时,常把qn,当成整体求解本题条件前n项中数值最大的项为54的利用是解决本题的关键,同时将qn和的值整体代入求解,简化了运算,体现了整体代换的思想,在解决有关数列求和的题目时应灵活运用1等比数列的通项公式、前n项公式分别为ana1qn1,Sn2等比数列的判定方法:(1)定义法:即证明q (q0,nN*) (q是与n值无关的常数)(2)中项法:证明一个数列满足aan·an2 (nN*且an·an1·an20)3等比数列的性质:(1)anam·qnm (n,mN*);(2)若an为等比数列,且klmn (k,l,m,nN*),则ak·alam·an;(3)设公比不为1的等比数列an的前n项和为Sn,则Sn,S2nSn,S3nS2n仍成等比数列,其公比为qn.4在利用等比数列前n项和公式时,一定要对公比q1或q1作出判断;计算过程中要注意整体代入的思想方法5等差数列与等比数列的关系是:(1)若一个数列既是等差数列,又是等比数列,则此数列是非零常数列;(2)若an是等比数列,且an>0,则lg an构成等差数列 (满分:75分)一、选择题(每小题5分,共25分)1(2010·辽宁)设an是由正数组成的等比数列,Sn为其前n项和已知a2a41,S37,则S5等于 ()A.B.C.D.2(2010·浙江)设Sn为等比数列an的前n项和,8a2a50,则等于 ()A11B8C5D113在各项都为正数的等比数列an中,a13,前三项的和S321,则a3a4a5等于()A33B72C84D1894等比数列an前n项的积为Tn,若a3a6a18是一个确定的常数,那么数列T10,T13,T17,T25中也是常数的项是 ()AT10BT13CT17DT255(2011·佛山模拟)记等比数列an的前n项和为Sn,若S32,S618,则等于()A3B5C31D33题号12345答案二、填空题(每小题4分,共12分)6设an是公比为正数的等比数列,若a11,a516,则数列an前7项的和为_7(2011·平顶山月考)在等比数列an中,公比q2,前99项的和S9930,则a3a6a9a99_.8(2010·福建)在等比数列an中,若公比q4,且前3项之和等于21,则该数列的通项公式an_.三、解答题(共38分)9(12分)(2010·陕西)已知an是公差不为零的等差数列,a11,且a1,a3,a9成等比数列(1)求数列an的通项;(2)求数列2an的前n项和Sn.10(12分)(2011·廊坊模拟)已知数列log2(an1)为等差数列,且a13,a25.(1)求证:数列an1是等比数列;(2)求的值11(14分)已知等差数列an的首项a11,公差d>0,且第2项、第5项、第14项分别是等比数列bn的第2项、第3项、第4项(1)求数列an与bn的通项公式;(2)设数列cn对nN*均有an1成立,求c1c2c3c2 010.答案 自主梳理1公比q2.a1·qn14.(1)qnm(2)ak·alam·an(4)递增递减常摆动6.qn自我检测1D2.B3.B4.C5.9课堂活动区例1解题导引(1)在等比数列的通项公式和前n项和公式中共有a1,an,q,n,Sn五个量,知道其中任意三个量,都可以求出其余两个量解题时,将已知条件转化为基本量间的关系,然后利用方程组的思想求解;(2)本例可将所有项都用a1和q表示,转化为关于a1和q的方程组求解;也可利用等比数列的性质来转化,两种方法目的都是消元转化解方法一由已知得:,得4aq664,aq616.代入,得2×1616q2100.解得q24或q2.又数列an为正项数列,q2或.当q2时,可得a1,an×2n12n2,Sn2n1;当q时,可得a132.an32×n126n.Sn6426n.方法二a1a5a2a4a,a2a6a3a5,a3a7a4a6a,由可得即解得或当a38,a52时,q2.q>0,q,由a3a1q28,得a132,an32×n126n.Sn6426n.当a32,a58时,q24,且q>0,q2.由a3a1q2,得a1.an×2n12n2.Sn2n1.变式迁移1解由题意得解得或若则Sn126,解得q,此时,an264·n1,n6.若则Sn126,q2.an642·2n1.n6.综上n6,q2或.例2解题导引(1)证明数列是等比数列的两个基本方法:q (q为与n值无关的常数)(nN*)aanan2 (an0,nN*)(2)证明数列不是等比数列,可以通过具体的三个连续项不成等比数列来证明,也可用反证法(1)证明由已知Sn12Snn5,nN*,可得n2时,Sn2Sn1n4,两式相减得Sn1Sn2(SnSn1)1,即an12an1,从而an112(an1),当n1时,S22S115,所以a2a12a16,又a15,所以a211,从而a212(a11),故总有an112(an1),nN*,又a15,a110,从而2,即数列an1是首项为6,公比为2的等比数列(2)解由(1)得an16·2n1,所以an6·2n11,于是Snn6·2nn6.变式迁移2(1)解a12a23a3nan(n1)Sn2n(nN*),当n1时,a12×12;当n2时,a12a2(a1a2)4,a24;当n3时,a12a23a32(a1a2a3)6,a38.(2)证明a12a23a3nan(n1)Sn2n(nN*),当n2时,a12a23a3(n1)an1(n2)Sn12(n1)得nan(n1)Sn(n2)Sn12n(SnSn1)Sn2Sn12nanSn2Sn12.Sn2Sn120,即Sn2Sn12,Sn22(Sn12)S1240,Sn120,2,故Sn2是以4为首项,2为公比的等比数列例3解题导引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mnpq,则am·anap·aq”,可以减少运算量,提高解题速度解由已知得2,a4,a3±2.若a32,设数列的公比为q,则22q2q28,即1qq2224.此式显然不成立,经验证,a32符合题意,故a32.变式迁移3解(1)a3a11a4a7,a70,a74,b74,bn为等差数列,b5b92b78.(2)a1a2a3a4a1·a1q·a1q2·a1q3aq61.a13a14a15a16a1q12·a1q13·a1q14·a1q15a·q548.÷:q488q162,又a41a42a43a44a1q40·a1q41·a1q42·a1q43a·q166a·q6·q160(a·q6)·(q16)101·2101 024.课后练习区1Ban是由正数组成的等比数列,且a2a41,设an的公比为q,则q>0,且a1,即a31.S37,a1a2a317,即6q2q10.故q或q(舍去),a14.S58(1).2A由8a2a50,得8a1qa1q40,所以q2,则11.3C由题可设等比数列的公比为q,则211qq27q2q60(q3)(q2)0,根据题意可知q>0,故q2.所以a3a4a5q2S34×2184.4Ca3a6a18aq2517(a1q8)3a,即a9为定值,所以下标和为9的倍数的积为定值,可知T17为定值5D因为等比数列an中有S32,S618,即1q39,故q2,从而1q512533.6127解析公比q416,且q>0,q2,S7127.7.解析S9930,即a1(2991)30,数列a3,a6,a9,a99也成等比数列且公比为8,a3a6a9a99×30.84n1解析等比数列an的前3项之和为21,公比q4,不妨设首项为a1,则a1a1qa1q2a1(1416)21a121,a11,an1×4n14n1.9解(1)由题设知公差d0,由a11,a1,a3,a9成等比数列,得,(4分)解得d1或d0(舍去)故an的通项an1(n1)×1n.(7分)(2)由(1)知2an2n,由等比数列前n项和公式,得Sn222232n2n12.(12分)10(1)证明设log2(an1)log2(an11)d (n2),因为a13,a25,所以dlog2(a21)log2(a11)log24log221,(3分)所以log2(an1)n,所以an12n,所以2 (n2),所以an1是以2为首项,2为公比的等比数列(6分)(2)解由(1)可得an1(a11)·2n1,所以an2n1,(8分)所以1.(12分)11解(1)由已知有a21d,a514d,a14113d,(14d)2(1d)(113d)解得d2(d0舍)(2分)an1(n1)·22n1.(3分)又b2a23,b3a59,数列bn的公比为3,bn3·3n23n1.(6分)(2)由an1得当n2时,an.两式相减得:当n2时,an1an2.(9分)cn2bn2·3n1 (n2)又当n1时,a2,c13.cn.(11分)c1c2c3c2 01033(332 010)32 010.(14分)
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