高中数学三维设计人教A版浙江专版必修5讲义:第二章 2.4 等比数列 Word版含答案

发布时间:2018-07-04 07:46:36   来源:文档文库   
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第一课时 等比数列的概念及通项公式

(1)等比数列的定义是什么?如何判断一个数列是否为等比数列?

(2)等比数列的通项公式是什么?

 

(3)等比中项的定义是什么?

 

  

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,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,通常用字母q表示(q0)

[点睛] (1)从第2项起,也就是说等比数列中至少含有三项;

(2)每一项与它的前一项的比不可理解为每相邻两项的比

(3)同一常数qq是等比数列的公比,即q(n2)q.特别注意,q不可以为零,当q1时,等比数列为常数列,非零的常数列是特殊的等比数列.

2等比中项

如果在ab中间插入一个数G,使aGb等比数列,那么G叫做ab的等比中项,这三个数满足关系式G±.

[点睛] (1)Gab的等比中项,则ab的符号相同,符号相反的两个实数不存在等比中项.

G±,即等比中项有两个,且互为相反数.

(2)G2ab时,G不一定是ab的等比中项.例如025×0,但0,0,5不是等比数列.

3等比数列的通项公式

等比数列{an}的首项为a1,公比为q(q0),则通项公式为:ana1qn1.

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)若一个数列从第二项起每一项与前一项的比为常数,则该数列为等比数列(  )

(2)等比数列的首项不能为零,但公比可以为零(  )

(3)常数列一定为等比数列(  )

(4)任何两个数都有等比中项(  )

解析:(1)错误,根据等比数列的定义,只有比值为同一个常数时,该数列才是等比数列.

(2)错误,当公比为零时,根据等比数列的定义,数列中的项也为零.

(3)错误,当常数列不为零时,该数列才是等比数列.

(4)错误.当两数同号时才有等比中项,异号时不存在等比中项.

答案:(1)× (2)× (3)× (4)×

2.下列数列为等比数列的是(  )

A2,22,3×22      B.

Cs1(s1)2(s1)3 D0,0,0

解析:B ACD不是等比数列,A中不满足定义,CD中项可为0,不符合定义.

3.等比数列的首项为,末项为,公比为,则这个数列的项数为(  )

A3 B4

C5 D6

解析:B ·n1

n1,即3n1

n13n4.

4.已知等比数列{an}为递增数列,a1=-2,且3(anan2)10an1,则公比q________.

解析:设公比为q,则3(ananq2)10anq,即3q210q30,解得q3q,又因为a1=-2且数列{an}为等比递增数列,所以q.

答案:

[典例] (1)在等比数列{an}中,a1qan,则项数n(  )

A3           B4

C5 D6

(2)已知等比数列{an}为递增数列,且aa10,2(anan2)5an1,则数列{an}的通项公式an________.

[解析] (1)因为ana1qn1,所以×n1,即n5,解得n5.

(2)2(anan2)5an12q25q20q2,由aa10a1q9>0a1>0,又数列{an}递增,所以q2.

aa10(a1q4)2a1q9a1q2,所以数列{an}的通项公式为an2n.

[答案] (1)C (2)2n

等比数列通项公式的求法

(1)根据已知条件,建立关于a1q的方程组,求出a1q后再求an,这是常规方法.

(2)充分利用各项之间的关系,直接求出q后,再求a1,最后求an,这种方法带有一定的技巧性,能简化运算.

    

[活学活用]

在等比数列{an}中,

(1)a42a78,求an

(2)a2a518a3a69an1,求n.

解:(1)因为所以

q34,从而q,而a1q32

于是a1,所以ana1qn12.

(2)法一:因为

q,从而a132.

an1,所以32×n11

26n20,所以n6.

法二:因为a3a6q(a2a5),所以q.

a1qa1q418,得a132.

ana1qn11,得n6.

[典例] (1)在等比数列{an}中,a1q2,则a4a8的等比中项是(  )

A±4          B4

C± D.

(2)已知bac的等比中项,求证:abbca2b2b2c2的等比中项.

[解析] (1)an×2n12n4知,a41a824,所以a4a8的等比中项为±4.

答案:A

(2)证明:因为bac的等比中项,

所以b2ac,且abc均不为零,

(a2b2)(b2c2)a2b2a2c2b4b2c2a2b22a2c2b2c2(abbc)2a2b22ab2cb2c2a2b22a2c2b2c2,所以(abbc)2(a2b2)(b2c2)

abbca2b2b2c2的等比中项.

(1)由等比中项的定义可知G2abG±,所以只有ab同号时,ab的等比中项有两个,异号时,没有等比中项.

(2)在一个等比数列中,从第二项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项和后一项的等比中项.

(3)aGb成等比数列等价于G2ab(ab>0)

    

[活学活用]

1.如果-1abc,-9成等比数列,那么(  )

Ab3ac9 Bb=-3ac9

Cb3ac=-9 Db=-3ac=-9

解析:B 因为b2(1)×(9)9,且b与首项-1同号,

所以b=-3,且ac必同号.

所以acb29.

2.已知等比数列{an}的前三项依次为a1a1a4,则an________.

解析:由已知可得(a1)2(a1)(a4)

解得a5,所以a14a26

所以q

所以an4×n1.

答案:4×n1

[典例] 在数列{an}中,若an>0,且an12an3(nN*).证明:数列{an3}是等比数列.

证明:[法一 定义法]

an>0an3>0.

an12an3

2.

数列{an3}是首项为a13,公比为2的等比数列.

[法二 等比中项法]

an>0an3>0.

an12an3

an24an9.

(an23)(an3)

(4an12)(an3)

(2an6)2

(an13)2.

an3an13an23成等比数列,

数列{an3}是等比数列.

证明数列是等比数列常用的方法

(1)定义法:q(q为常数且q0)q(q为常数且q0n2){an}为等比数列.

(2)等比中项法:aan·an2(an0nN*){an}为等比数列.

[活学活用]

(1)已知各项均不为0的数列{an}中,a1a2a3成等差数列,a2a3a4成等比数列,a3a4a5的倒数成等差数列,证明:a1a3a5成等比数列.

(2)已知数列{an}是首项为2,公差为-1的等差数列,令bnan,求证数列{bn}是等比数列,并求其通项公式.

证明:(1)由已知,有2a2a1a3

aa2·a4

.

,所以a4.

a2.

④⑤代入,得a·.

a3a3(a3a5)a5(a1a3)

化简aa1·a5.a1a3a5均不为0所以a1a3a5成等比数列

(2)依题意an2(n1)×(1)3n

于是bn3n.

12.

数列{bn}是公比为2的等比数列,通项公式为bn2n3.

层级一 学业水平达标

122的等比中项是(  )

A1            B.-1

C±1 D2

解析:C 设22的等比中项为G

G2(2)(2)1

G±1.

2.在首项a11,公比q2的等比数列{an}中,当an64时,项数n等于(  )

A4 B5

C6 D7

解析:D 因为ana1qn1,所以1×2n164,即2n126,得n16,解得n7.

3.设等差数列{an}的公差d不为0a19d,若aka1a2k的等比中项,则k等于(  )

A2 B4

C6 D8

解析:B an(n8)d,又aa1·a2k

[(k8)d]29d·(2k8)d

解得k=-2(舍去)k4.

4.等比数列{an}的公比为q,且|q|1a1=-1,若ama1·a2·a3·a4·a5,则m等于(  )

A9 B10

C11 D12

解析:C a1·a2·a3·a4·a5a1·a1q·a1q2·a1q3·a1q4a·q10=-q10ama1qm1=-qm1

q10=-qm110m1m11.

5.等比数列{an}中,|a1|1a5=-8a2a5a2,则an等于(  )

A(2)n1 B.-(2n1)

C(2)n D.-(2)n

解析:A 设公比为q,则a1q4=-8a1q

a10q0,所以q3=-8q=-2

a5a2,所以a20a50

从而a10,即a11,故an(2)n1.

6.等比数列{an}中,a1=-2a3=-8,则an________.

解析:q2q24,即q±2.

q=-2时,ana1qn1=-2×(2)n1(2)n

q2时,ana1qn1=-2×2n1=-2n.

答案:(2)n或-2n

7.已知等比数列{an}的各项均为正数,且a1 a3,2a2成等差数列,则________.

解析:由题设a1 a3,2a2成等差数列可得a12a2a3,即q22q10,所以q1q232.

答案:32

8.已知三个数成等比数列,其积为512,如果第一个数与第三个数各减去2,则此时的三个数成等差数列,则原来的三个数的和等于________

解析:依题意设原来的三个数依次为aaq.

·a·aq512a8.

第一个数与第三个数各减去2后的三个数成等差数列,

(aq2)2a

2q25q20q2q

原来的三个数为4,8,1616,8,4.

4816168428

原来的三个数的和等于28.

答案:28

9.在四个正数中,前三个成等差数列,和为48,后三个成等比数列,积为8 000,求这四个数.

解:设前三个数分别为adaad,则有

(ad)a(ad)48,即a16.

设后三个数分别为bbq,则有

·b·bqb38 000,即b20

这四个数分别为m,16,20n

m2×162012n25.

即所求的四个数分别为12,16,20,25.

10.已知递增的等比数列{an}满足a2a3a428,且a32a2a4的等差中项,求an.

解:设等比数列{an}的公比为q.依题意,知2(a32)a2a4

a2a3a43a3428

a38a2a420

8q20,解得q2q(舍去)

a12an2n.

层级二 应试能力达标

1.设a1a2a3a4成等比数列,其公比为2,则的值为(  )

A.          B.

C. D1

解析:A 原式=.

2.在等比数列{an}中,已知a1a53,则a3(  )

A1 B3

C±1 D±3

解析:A 由a5a1·q43,所以q49,得q23a3a1·q2×31.

3a12,数列{12an}是公比为3的等比数列,则a6等于(  )

A607.5 B608

C607 D159

解析:C 12an(12a1)×3n1

12a65×35a6607.

4.如图给出了一个三角形数阵已知每一列数成等差数列,从第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,

记第i行第j列的数为aij(ijN*),则a53的值为(  )

A. B.

C. D.

解析:C 第一列构成首项为,公差为的等差数列,所以a51(51)×.又因为从第三行起每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,所以第5行构成首项为,公比为的等比数列,所以a53×2.

5.若数列{an}的前n项和为Sn,且an2Sn3,则{an}的通项公式是________

解析:an2Sn3an12Sn13(n2),两式相减得anan12an(n2)

an=-an1(n2)=-1(n2)

{an}是公比为-1的等比数列,

n1a12a13a13,故an3·(1)n1.

答案:an3·(1)n1

6.在等差数列{an}中,a12a36,若将a1a4a5都加上同一个数,所得的三个数依次成等比数列,则所加的这个数为________

解析:设等差数列{an}的公差为d,所求的数为m,则d2a48a510a1ma4ma5m成等比数列,(a4m)2(a1m)(a5m),即(8m)2(2m)(10m),解得m=-11.

答案:11

7.已知数列{an}的前n项和Sn2an,求证:数列{an}是等比数列.

证明:Sn2anSn12an1.

an1Sn1Sn(2an1)(2an)anan1.

an1an.

S12a1

a110.

又由an1anan0

.

数列{an}是等比数列.

8.已知数列{an}是各项为正数的等比数列,且a29a481.

(1)求数列{an}的通项公式an

(2)bnlog3an,求证:数列{bn}是等差数列.

解:(1)求数列{an}的公比为q

a29a481.q29

an>0q>0q3

故通项公式ana2qn29×3n23nnN*.

(2)证明:由(1) an3nbnlog3anlog33nn

bn1bn(n1)n1(常数)nN*,故数列{bn}是一个公差等于1的等差数列.

第二课时 等比数列的性质

等比数列项的运算性质是什么?

 

等比数列的性质

(1)若数列{an}{bn}是项数相同的等比数列,则{an·bn}也是等比数列.特别地,若{an}是等比数列,c是不等于0的常数,则{c·an}也是等比数列.

(2)在等比数列{an}中,若mnpq,则amanapaq.

(3)数列{an}是有穷数列,则与首末两项等距离的两项的积相等,且等于首末两项的积.

(4)在等比数列{an}中,每隔k项取出一项,按原来的顺序排列,所得新数列仍为等比数列,公比为qk1.

(5)mnp(mnpN*)成等差数列时,amanap等比数列.

1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)有穷等比数列中,与首末两项等距离的两项之积等于首末两项的积(  )

(2)q>1时,{an}为递增数列(  )

(3)q1时,{an}为常数列(  )

解析:(1)正确,根据等比数列的定义可以判定该说法正确.

(2)错误,当q>1a1>0时,{an}才为递增数列.

(3)正确,当q1时,数列中的每一项都相等,所以为常数列.

答案:(1) (2)× (3)

2.由公比为q的等比数列a1a2依次相邻两项的乘积组成的数列a1a2a2a3a3a4(  )

A.等差数列

B.以q为公比的等比数列

C.以q2为公比的等比数列

D.以2q为公比的等比数列

解析:C 因为q2为常数,所以该数列为以q2为公比的等比数列.

3.已知等比数列{an}中,a47a621,则a8的值为(  )

A35           B63

C21 D±21

解析:B {an}成等比数列.

a4a6a8成等比数列

aa4·a8a863.

4在等比数列{an}各项都是正数a6a10a3a541a4a84a4a8________.

解析a6a10aa3a5a

aa41

a4a84

(a4a8)2aa2a4a841849

数列各项都是正数,

a4a87.

答案:7

[典例] (1)1100之间插入n个正数,使这n2个数成等比数列,则插入的n个数的积为(  )

A10n          Bn10

C100n Dn100

(2)在等比数列{an}中,a316a1a2a3a10265,则a7等于________

[解析] (1)设这n2个数为a1a2an1an2

a2·a3··an1(a1an2)(100)10n.

(2)因为a1a2a3a10(a3a8)5265,所以a3a8213

又因为a31624,所以a829.

因为a8a3·q5,所以q2.

所以a7256.

[答案] (1)A (2)256

有关等比数列的计算问题,基本方法是运用方程思想列出基本量a1q的方程组,先解出a1q,然后利用通项公式求解.但有时运算稍繁,而利用等比数列的性质解题,却简便快捷,为了发现性质,要充分发挥项的下标的指导作用.

    

[活学活用]

1.已知{an}为等比数列,a4a72a5a6=-8,则a1a10(  )

A7 B5

C.-5 D.-7

解析:D 因为数列{an}为等比数列,

所以a5a6a4a7=-8,联立

解得

所以q3=-q3=-2

a1a10a7·q3=-7.

2.已知等比数列{an}的公比为正数,且4a2a8aa21,则a6(  )

A. B.

C. D.

解析:B 由4a2a8a,得4aaqa6a2q4.

[典例] (1)有四个数成等比数列,将这四个数分别减去1,1,4,13成等差数列,则这四个数的和是________

(2)有四个实数,前三个数成等比数列,且它们的乘积为216,后三个数成等差数列,且它们之和为12,求这四个数.

[解析] (1)设这四个数分别为aaqaq2aq3,则a1aq1aq24aq313成等差数列.即

整理得解得a3q2.因此这四个数分别是3,6,12,24,其和为45.

[答案] 45

(2)解:法一:设前三个数为aaq

·a·aq216

所以a3216.所以a6.

因此前三个数为6,6q.

由题意知第4个数为12q6.

所以66q12q612,解得q.

故所求的四个数为9,6,4,2.

法二:设后三个数为4d,4,4d,则第一个数为(4d)2,由题意知(4d)2×(4d)×4216,解得4d6.所以d=-2.故所求得的四个数为9,6,4,2.

几个数成等比数列的设法

(1)三个数成等比数列设为aaq.

推广到一般:奇数个数成等比数列设为:

aaqaq2

(2)四个符号相同的数成等比数列设为:

aqaq3.

推广到一般:偶数个符号相同的数成等比数列设为:

aqaq3aq5

(3)四个数成等比数列,不能确定它们的符号相同时,可设为:aaqaq2aq3.

[活学活用]

220之间插入两个数,使前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,则插入的两个数的和为(  )

A.-4 B4

C4 D17

解析:B 设插入的第一个数为a,则插入的另一个数为.

a20成等差数列得2×a20.

a2a200,解得a=-4a5.

a=-4时,插入的两个数的和为a4.

a5时,插入的两个数的和为a.

[典例] 某工厂20161月的生产总值为a万元,计划从20162月起,每月生产总值比上一个月增长m%,那么到20178月底该厂的生产总值为多少万元?

[] 设从20161月开始,第n个月该厂的生产总值是an万元,则an1ananm%

1m%.

数列{an}是首项a1a,公比q1m%的等比数列.ana(1m%)n1.

20178月底该厂的生产总值为a20a(1m%)201a(1m%)19(万元)

数列实际应用题常与现实生活和生产实际中的具体事件相联系,建立数学模型是解决这类问题的核心,常用的方法有:构造等差、等比数列的模型,然后用数列的通项公式或求和公式解;通过归纳得到结论,再用数列知识求解.

 [活学活用]

 如图,在等腰直角三角形ABC 中,斜边BC2.过点 ABC 的垂线,垂足为A1 ;过点 A1 AC的垂线,垂足为 A2;过点A2 A1C 的垂线,垂足为A3 ,依此类推.设BAa1 AA1a2 , A1A2a3 A5A6a7 ,则 a7________.

解析:等腰直角三角形ABC中,斜边BC2,所以ABACa12AA1a2An1Anan1sin·anan2×n,故a72×6.

答案:

层级一 学业水平达标

1.等比数列x,3x3,6x6的第四项等于(  )

A.-24           B0

C12 D24

解析:A 由题意知(3x3)2x(6x6),即x24x30,解得x=-3x=-1(舍去),所以等比数列的前3项是-3,-6,-12,则第四项为-24.

2.对任意等比数列{an},下列说法一定正确的是(  )

Aa1a3a9成等比数列 Ba2a3a6成等比数列

Ca2a4a8成等比数列 Da3a6a9成等比数列

解析:D 设等比数列的公比为q,因为q3

aa3a9,所以a3a6a9成等比数列.故选D.

3.在正项等比数列{an}中,an1<ana2·a86a4a65,则等于(  )

A. B.

C. D.

解析:D 设公比为q,则由等比数列{an}各项为正数且an1<an0<q<1,由a2·a86,得a6.

a5a4a6q5.

解得q2.

4.已知方程(x2mx2)(x2nx2)0的四个根组成以为首项的等比数列,则(  )

A. B.

C. D.以上都不对

解析:B 设abcd是方程(x2mx2)(x2nx2)0的四个根,不妨设a<c<d<b,则a·bc·d2a,故b4,根据等比数列的性质,得到c1d2,则mabncd3,或mcd3nab,则,故选B.

5.已知各项均为正数的等比数列{an}中,lg(a3a8a13)6,则a1·a15的值为(  )

A100 B.-100

C10 000 D.-10 000

解析:C a3a8a13alg(a3a8a13)lg a3lg a86.a8100.a1a15a10 000,故选C.

6.在3和一个未知数间填上一个数,使三数成等差数列,若中间项减去6,成等比数列,则此未知数是________

解析:设此三数为3ab,则

解得所以这个未知数为327.

答案:327

7.设数列{an}为公比q>1的等比数列,若a4a5是方程4x28x30的两根,则a6a7________.

解析:由题意得a4a5q3.

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/43a67704f342336c1eb91a37f111f18582d00c54.html

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