新高考数学一轮复习考点探究与题型突破训练第36讲 等比数列及其前n项和(原卷版).doc
第36讲等比数列及其前n项和
1.等比数列的概念
(1)定义: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).
数学语言表达式:eq\f(an,an-1)=q(n≥2,q为非零常数).
(2)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.
2.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1;
通项公式的推广:an=amqn-m.
(2)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=eq\f(a1(1-qn),1-q)=eq\f(a1-anq,1-q).
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)相隔等距离的项组成的数列仍是等比数列,即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.
考点1等比数列基本量的运算
[名师点睛]
1.等比数列基本量的运算是等比数列中的一类基本问题,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=eq\f(a1(1-qn),1-q)=eq\f(a1-anq,1-q).
[典例]
1.(2022·山东·济南市历城第二中学模拟预测)在等比数列中,已知,,则(?????)
A.20 B.12 C.8 D.4
2.(2022·山东省淄博第一中学高三开学考试)已知等比数列的前项和为,公比为,则(???????)
A. B. C. D.
3.(2022·江苏省响水中学高三开学考试)记等比数列的前n项和为Sn,若,则的公比为______
[举一反三]
1.(2022·河北唐山·三模)等比数列中,若,则(???????)
A.16 B. C.32 D.
2.(2022·重庆市云阳江口中学校高三期末)数列满足,,则的值为(???????)
A. B. C. D.
3.(2022·福建·厦门一中模拟预测)已知等比数列的前项和为,若,,则______.
4.(2022·福建·莆田八中高三开学考试)已知等比数列的前n项和为,,,若,则___________.
5.(2022·浙江·模拟预测)已知等比数列的前n项积为,且,则公比q为________.
6.(2022·广东潮州·二模)记为等比数列的前n项和.若,,则______.
考点2等比数列的判定与证明
[名师点睛]
1.证明一个数列为等比数列常用定义法与等比中项法,其他方法只用于选择题、填空题中的判定;若证明某数列不是等比数列,则只要证明存在连续三项不成等比数列即可.
2.在利用递推关系判定等比数列时,要注意对n=1的情形进行验证.
[典例]
1.(2022·江苏南京·模拟预测)已知数列的前项和为,,.
(1)证明:数列为等比数列;
(2)记数列的前项和为,证明:.
2.(2022·湖南·长沙一中模拟预测)已知数列的前项和为,且,,,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)证明:.
[举一反三]
1.(2022·安徽蚌埠·一模)已知数列的首项,且满足.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)若,求满足条件的最大整数.
2.(2022·全国·高三专题练习)在数列中,已知各项都为正数的数列满足.
(1)证明数列为等比数列;
(2)若,,求的通项公式.
考点3等比数列的性质及应用
[名师点睛]
(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的影响.
[典例]
1.(2022·重庆八中高三阶段练习)各项均为正数的等比数列{}满足,则=(???????)
A.2 B.4 C.6 D.8
2.(2022·湖南·长沙一中高三阶段练习)一个等比数列的前7项和为48,前14项和为60,则前21项和为(???????)
A.180 B.108
C.75 D.63
3.(2022·全国·高三专题练习)记等比数列的前项和为,若,,则(???????)
A.12 B.18 C.21 D.27
4.(2022·湖