資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺第三節 等比數列課標解讀 考向預測1.理解等比數列的概念. 2.掌握等比數列的通項公式與前n項和公式. 3.了解等比數列與指數函數的關系. 預計2025年高考會從以下兩個角度來考查:(1)等比數列及其前n項和的基本運算與性質,可能與等差數列綜合出題,難度較??;(2)等比數列的綜合應用,可能與函數、方程、不等式結合考查,難度中檔.【知識梳理】1.等比數列的概念(1)定義:如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的比都等于同一個常數,那么這個數列叫做等比數列,這個常數叫做等比數列的公比,公比通常用字母q表示(顯然q≠0).數學語言表達式:=q(n≥2,q為非零常數).(2)等比中項:如果在a與b中間插入一個數G,使a,G,b成等比數列,那么G叫做a與b的等比中項.此時G2=ab.提醒:(1)“G2=ab”是“a,G,b成等比數列”的必要不充分條件.(2)只有當兩個數同號時,這兩個數才有等比中項,且等比中項有兩個,它們互為相反數.(3)等比數列的奇數項符號相同,偶數項符號相同.2.等比數列的通項公式及前n項和公式(1)若等比數列{an}的首項為a1,公比是q,則其通項公式為an=a1qn-1;通項公式的推廣:an=amqn-m.(2)等比數列的前n項和公式:當q=1時,Sn=na1;當q≠1時,Sn==.3.等比數列的性質已知{an}是等比數列,Sn是數列{an}的前n項和.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),則有akal=aman.(2)相隔等距離的項組成的數列仍是等比數列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比數列,公比為qm.(3)當q≠-1,或q=-1且n為奇數時,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比數列,其公比為qn.【常用結論】1.若數列{an},{bn}(項數相同)是等比數列,則數列{can}(c≠0),{|an|},{a},,{anbn},也是等比數列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即斷言{an}為等比數列,還要驗證a1≠0.3.在運用等比數列的前n項和公式時,必須注意對q=1與q≠1分類討論,防止因忽略q=1這一特殊情形而導致解題失誤.4.三個數成等比數列,通常設為,x,xq;四個符號相同的數成等比數列,通常設為,,xq,xq3.5.若已知等比數列{an},公比為q,前n項和為Sn,則Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),即Sn為關于n的指數型函數,且qn的系數與常數項互為相反數.6.{an}為等比數列,若a1a2…an=Tn,則Tn,,,…成等比數列.7.若{an}為正項等比數列,則{logcan}(c>0,c≠1)為等差數列.8.若{an}為等差數列,則{can}(c>0,c≠1)為等比數列.9.若{an}既是等差數列又是等比數列 {an}是非零常數列.10.(1)項的個數的“奇偶”性質,在等比數列{an}中,公比為q.①若共有2n項,則S偶∶S奇=q;②若共有2n+1項,則=q.(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm qn=(q為公比).11.等比數列的單調性當q>1,a1>0或0<q<1,a1<0時,{an}是遞增數列;當q>1,a1<0或0<q<1,a1>0時,{an}是遞減數列;當q=1時,{an}是常數列.【診斷自測】1.概念辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)三個數a,b,c成等比數列的充要條件是b2=ac.( )(2)數列{an}為等比數列,則S4,S8-S4,S12-S8成等比數列.( )(3)滿足an+1=qan(n∈N*,q為常數)的數列{an}為等比數列.( )(4)如果數列{an}為等比數列,則數列{ln an}是等差數列.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.小題熱身(1)已知各項均為正數的等比數列{an}的前4項和為15,且a5=3a3+4a1,則a3=( )A.16 B.8C.4 D.2答案 C解析 設各項均為正數的等比數列{an}的公比為q,則解得所以a3=a1q2=4.故選C.(2)若等比數列{an}的前n項和Sn=3n+b,則b=( )A.3 B.1C.-1 D.0答案 C解析 當n=1時,a1=S1=3+b,當n≥2時,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1,當b=-1時,a1=2適合an=2·3n-1,{an}是等比數列.當b≠-1時,a1不適合an=2·3n-1,{an}不是等比數列.故選C.(3)(人教A選擇性必修第二冊4.3.1練習T2改編)在等比數列{an}中,a3=2,a7=8,則a5=( )A.5 B.±5C.4 D.±4答案 C解析 ∵a=a3a7=2×8=16,∴a5=±4.又a5=a3q2>0,∴a5=4.故選C.(4)(人教A選擇性必修第二冊4.3.2練習T4改編)已知三個數成等比數列,若它們的和等于13,積等于27,則這三個數為________.答案 1,3,9或9,3,1解析 設這三個數為,a,aq,則解得或∴這三個數為1,3,9或9,3,1.【考點探究】考點一 等比數列基本量的運算例1 (1)(2023·全國甲卷)設等比數列{an}的各項均為正數,前n項和為Sn,若a1=1,S5=5S3-4,則S4=( )A. B.C.15 D.40答案 C解析 由題意知1+q+q2+q3+q4=5(1+q+q2)-4,即q3+q4=4q+4q2,即q(q-2)(q+1)(q+2)=0.由題意知q>0,所以q=2,所以S4=1+2+4+8=15.故選C.(2)在等比數列{an}中,a3=,S3=,則a2的值為( )A. B.-3C.- D.-3或答案 D解析 由S3=a1+a2+a3=a3(q-2+q-1+1),得q-2+q-1+1=3,即2q2-q-1=0,解得q=1或q=-,所以a2==或-3.故選D.【通性通法】等比數列基本量運算的解題策略方程思想 等比數列的基本量為首項a1和公比q,通常利用已知條件及通項公式或前n項和公式列方程(組)求解,等比數列中包含a1,q,n,an,Sn五個量,可“知三求二”整體思想 當所給條件只有一個時,可將已知和所求都用a1,q表示,尋求兩者間的聯系,整體代換即可求解分類討論思想 若題目中公比q未知,則運用等比數列前n項和公式時要分q=1和q≠1兩種情況進行討論【鞏固遷移】1.(2024·福建泉州中學階段考試)記Sn為等比數列{an}的前n項和,若a5-a3=12,a6-a4=24,則=( )A.2n-1 B.2-21-nC.2-2n-1 D.21-n-1答案 B解析 解法一:設等比數列{an}的公比為q,則由解得所以Sn==2n-1,an=a1qn-1=2n-1,所以==2-21-n.故選B.解法二:設等比數列{an}的公比為q,因為====2,所以q=2,所以===2-21-n.故選B.2.(2023·全國甲卷)記Sn為等比數列{an}的前n項和.若8S6=7S3,則{an}的公比為________.答案?。?br/>解析 若q=1,則由8S6=7S3得8·6a1=7·3a1,則a1=0,不符合題意,所以q≠1.當q≠1時,因為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=-.考點二 等比數列的性質及其應用(多考向探究)考向1等比數列項的性質例2 (1)在各項都為正數的等比數列{an}中,已知0答案 9解析 由T12=T6,得=1,即a7a8a9a10a11a12=(a9a10)3=1,故a9a10=1,因為a1a18=a9a10,則a1a18=1,由于01,所以等比數列{an}是遞增數列,故0(2)(2023·湖南師大附中模擬)在等比數列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,則+++++++=________.答案?。?解析 +++++++=+++,∵在等比數列{an}中,a4a5=-,則a1a8=a2a7=a3a6=a4a5=-,∴原式=-(a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8)=-×=-6.【通性通法】利用項的性質的解題策略策略一 在解決等比數列的有關問題時,要注意挖掘隱含條件、利用性質,特別是性質“若m+n=p+q=2k,則am·an=ap·aq=a”,可以減少運算量,提高解題速度策略二 在應用相應性質解題時,要注意性質成立的前提條件,有時需要進行適當變形.此外,解題時注意設而不求思想的運用【鞏固遷移】3.公比不為1的等比數列{an}滿足a5a6+a4a7=8,若a2am=4,則m的值為( )A.8 B.9C.10 D.11答案 B解析 ∵公比不為1的等比數列{an}滿足a5a6+a4a7=8,∴a5a6=a4a7=4,又a2am=4,∴2+m=5+6=11,解得m=9.故選B.4.(2023·北京東城區模擬)設等比數列{an}滿足a1+a2=48,a4+a5=6,則公比q=________,log2(a1a2a3…an)的最大值為________.答案 15解析 因為a1+a2=48,所以由a4+a5=6,可得q3(a1+a2)=6,q3=,q=.由a1+a2=48,可得a1+a1=48 a1=32,所以an=32·=26-n,log2(a1a2a3…an)=log2(25·24·…·26-n)=log22=,因為=-+,n∈N*,所以n=5或6時,有最大值,為15.考向2等比數列前n項和的性質例3 (1)(2023·新課標Ⅱ卷)記Sn為等比數列{an}的前n項和,若S4=-5,S6=21S2,則S8=( )A.120 B.85C.-85 D.-120答案 C解析 解法一:設等比數列{an}的公比為q,若q=1,則S6=6a1=3×2a1=3S2,與題意不符,所以q≠1;由S4=-5,S6=21S2可得,=-5,=21×?、?,由①可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8==×(1+q4)=-5×(1+16)=-85.故選C.解法二:設等比數列{an}的公比為q,因為S4=-5,S6=21S2,所以q≠-1,否則S4=0,從而S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6成等比數列,所以(-5-S2)2=S2(21S2+5),解得S2=-1或S2=.當S2=-1時,S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6,即為-1,-4,-16,S8+21,易知S8+21=-64,即S8=-85;當S2=時,S4=a1+a2+a3+a4=(a1+a2)(1+q2)=(1+q2)S2>0,與S4=-5矛盾,舍去.故選C.(2)已知等比數列{an}共有2n項,其和為-240,且奇數項的和比偶數項的和大80,則公比q=________.答案 2解析 由題意,得解得所以q===2.【通性通法】等比數列的性質分類類型一 通項公式的變形類型二 等比中項的變形類型三 前n項和公式的變形提醒:應用時根據題目條件,認真分析,發現具體的變化特征即可找出解決問題的突破口.【鞏固遷移】5.等比數列{an}的前n項和為Sn,若Sn=t·2n-1-1,則t=( )A.2 B.-2C.1 D.-1答案 A解析 設等比數列的公比為q,當q=1時,Sn=na1,不符合題意;當q≠1時,等比數列的前n項和公式為Sn==-·qn+,依題意Sn=t·2n-1-1=t·2n-1,即t+(-1)=0,解得t=2.故選A.6.(2024·湖南岳陽一中月考)已知正項等比數列{an}的前n項和為Sn,且S8-2S4=5,則a9+a10+a11+a12的最小值為________.答案 20解析 在正項等比數列{an}中,Sn>0,因為S8-2S4=5,則S8-S4=5+S4,易知S4,S8-S4,S12-S8是等比數列,所以(S8-S4)2=S4·(S12-S8),所以S12-S8==+S4+10≥2+10=20(當且僅當S4=5時取等號).因為a9+a10+a11+a12=S12-S8,所以a9+a10+a11+a12的最小值為20.考向3等比數列前n項和最值問題例4 (多選)(2024·河北涿州模擬)設等比數列{an}的公比為q,其前n項和為Sn,前n項積為Tn,并滿足條件a1>1,a2023a2024>1,<0,下列結論正確的是( )A.S2023<S2024B.a2023a2025-1<0C.T2024是數列{Tn}中的最大項D.數列{Tn}無最大項答案 AB解析 當q<0時,a2023a2024=aq<0,與已知矛盾;當q≥1時,a2023>1,a2024>1,>0,與已知矛盾,故0<q<1,且a2023>1,0<a2024<1,故S2024>S2023,A正確;a2023a2025-1=a-1<0,B正確;T2023是數列{Tn}中的最大項,C,D錯誤.故選AB.【通性通法】涉及等比數列的單調性與最值的問題,一般要考慮公比與首項的符號對其的影響.【鞏固遷移】7.(2023·安徽安慶模擬)已知等比數列{an}的公比為q,前n項和為Sn,若q>0,則的最小值是________.答案 2-1解析 由題意知,====q+1+-1,又q>0,則q+1+-1≥2-1,當且僅當q=-1時,等號成立.即的最小值是2-1.考點三 等比數列的判定與證明例5 Sn為等比數列{an}的前n項和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.(1)求an及Sn;(2)是否存在常數λ,使得數列{Sn+λ}是等比數列?若存在,求出λ的值;若不存在,請說明理由.解 (1)易知q≠1,由題意可得解得∴an=3n-1,Sn==.(2)假設存在常數λ,使得數列{Sn+λ}是等比數列,∵S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,∴(λ+4)2=(λ+1)(λ+13),解得λ=,此時Sn+=×3n,則==3,故存在常數λ=,使得數列是以為首項,3為公比的等比數列.【通性通法】等比數列的判定與證明的方法提醒:(1)在解答題中證明一個數列為等比數列時,一般用定義法與等比中項法,判斷一個數列是等比數列,有通項公式法及前n項和公式法,只用于選擇題、填空題中的判定.(2)如果要判定一個數列不是等比數列,則只需判定存在連續的三項不成等比數列即可.(3)判斷一個數列是等比數列時,要注意各項不為0.(4)在利用遞推關系判定等比數列時,要注意對n=1的情形進行驗證.【鞏固遷移】8.(2024·江西撫州一中質檢)已知數列{an},{bn}滿足a1=1,b1=,2an+1=an+bn,2bn+1=an+bn.(1)證明:數列{an+bn},{an-bn}為等比數列;(2)記Sn為數列{an}的前n項和,證明:Sn<.證明 (1)依題意①+②,得an+1+bn+1=(an+bn).又a1+b1=≠0,∴{an+bn}是首項為,公比為的等比數列,①-②,得an+1-bn+1=(an-bn).又a1-b1=≠0,∴{an-bn}是首項為,公比為的等比數列.(2)由(1)得,an+bn=×, ③an-bn=×, ④③+④得,an=+,故Sn=+=--<.21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺第三節 等比數列課標解讀 考向預測1.理解等比數列的概念. 2.掌握等比數列的通項公式與前n項和公式. 3.了解等比數列與指數函數的關系. 預計2025年高考會從以下兩個角度來考查:(1)等比數列及其前n項和的基本運算與性質,可能與等差數列綜合出題,難度較小;(2)等比數列的綜合應用,可能與函數、方程、不等式結合考查,難度中檔.【知識梳理】1.等比數列的概念(1)定義:如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的比都等于同一個常數,那么這個數列叫做等比數列,這個常數叫做等比數列的公比,公比通常用字母q表示(顯然q≠0).數學語言表達式:=q(n≥2,q為非零常數).(2)等比中項:如果在a與b中間插入一個數G,使a,G,b成等比數列,那么G叫做a與b的等比中項.此時G2=ab.提醒:(1)“G2=ab”是“a,G,b成等比數列”的必要不充分條件.(2)只有當兩個數同號時,這兩個數才有等比中項,且等比中項有兩個,它們互為相反數.(3)等比數列的奇數項符號相同,偶數項符號相同.2.等比數列的通項公式及前n項和公式(1)若等比數列{an}的首項為a1,公比是q,則其通項公式為an=a1qn-1;通項公式的推廣:an=amqn-m.(2)等比數列的前n項和公式:當q=1時,Sn=na1;當q≠1時,Sn==.3.等比數列的性質已知{an}是等比數列,Sn是數列{an}的前n項和.(1)若k+l=m+n(k,l,m,n∈N*),則有akal=aman.(2)相隔等距離的項組成的數列仍是等比數列,即ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比數列,公比為qm.(3)當q≠-1,或q=-1且n為奇數時,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…仍成等比數列,其公比為qn.【常用結論】1.若數列{an},{bn}(項數相同)是等比數列,則數列{can}(c≠0),{|an|},{a},,{anbn},也是等比數列.2.由an+1=qan,q≠0,并不能立即斷言{an}為等比數列,還要驗證a1≠0.3.在運用等比數列的前n項和公式時,必須注意對q=1與q≠1分類討論,防止因忽略q=1這一特殊情形而導致解題失誤.4.三個數成等比數列,通常設為,x,xq;四個符號相同的數成等比數列,通常設為,,xq,xq3.5.若已知等比數列{an},公比為q,前n項和為Sn,則Sn==·qn+=kqn-k(k≠0,q≠1),即Sn為關于n的指數型函數,且qn的系數與常數項互為相反數.6.{an}為等比數列,若a1a2…an=Tn,則Tn,,,…成等比數列.7.若{an}為正項等比數列,則{logcan}(c>0,c≠1)為等差數列.8.若{an}為等差數列,則{can}(c>0,c≠1)為等比數列.9.若{an}既是等差數列又是等比數列 {an}是非零常數列.10.(1)項的個數的“奇偶”性質,在等比數列{an}中,公比為q.①若共有2n項,則S偶∶S奇=q;②若共有2n+1項,則=q.(2)分段求和:Sn+m=Sn+qnSm qn=(q為公比).11.等比數列的單調性當q>1,a1>0或0<q<1,a1<0時,{an}是遞增數列;當q>1,a1<0或0<q<1,a1>0時,{an}是遞減數列;當q=1時,{an}是常數列.【診斷自測】1.概念辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)三個數a,b,c成等比數列的充要條件是b2=ac.( )(2)數列{an}為等比數列,則S4,S8-S4,S12-S8成等比數列.( )(3)滿足an+1=qan(n∈N*,q為常數)的數列{an}為等比數列.( )(4)如果數列{an}為等比數列,則數列{ln an}是等差數列.( )2.小題熱身(1)已知各項均為正數的等比數列{an}的前4項和為15,且a5=3a3+4a1,則a3=( )A.16 B.8C.4 D.2(2)若等比數列{an}的前n項和Sn=3n+b,則b=( )A.3 B.1C.-1 D.0(3)(人教A選擇性必修第二冊4.3.1練習T2改編)在等比數列{an}中,a3=2,a7=8,則a5=( )A.5 B.±5C.4 D.±4(4)(人教A選擇性必修第二冊4.3.2練習T4改編)已知三個數成等比數列,若它們的和等于13,積等于27,則這三個數為________.【考點探究】考點一 等比數列基本量的運算例1 (1)(2023·全國甲卷)設等比數列{an}的各項均為正數,前n項和為Sn,若a1=1,S5=5S3-4,則S4=( )A. B.C.15 D.40(2)在等比數列{an}中,a3=,S3=,則a2的值為( )A. B.-3C.- D.-3或【通性通法】等比數列基本量運算的解題策略方程思想 等比數列的基本量為首項a1和公比q,通常利用已知條件及通項公式或前n項和公式列方程(組)求解,等比數列中包含a1,q,n,an,Sn五個量,可“知三求二”整體思想 當所給條件只有一個時,可將已知和所求都用a1,q表示,尋求兩者間的聯系,整體代換即可求解分類討論思想 若題目中公比q未知,則運用等比數列前n項和公式時要分q=1和q≠1兩種情況進行討論【鞏固遷移】1.(2024·福建泉州中學階段考試)記Sn為等比數列{an}的前n項和,若a5-a3=12,a6-a4=24,則=( )A.2n-1 B.2-21-nC.2-2n-1 D.21-n-1解法二:設等比數列{an}的公比為q,因為====2,所以q=2,所以===2-21-n.故選B.2.(2023·全國甲卷)記Sn為等比數列{an}的前n項和.若8S6=7S3,則{an}的公比為________.考點二 等比數列的性質及其應用(多考向探究)考向1等比數列項的性質例2 (1)在各項都為正數的等比數列{an}中,已知0(2)(2023·湖南師大附中模擬)在等比數列{an}中,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=,a4a5=-,則+++++++=________.【通性通法】利用項的性質的解題策略策略一 在解決等比數列的有關問題時,要注意挖掘隱含條件、利用性質,特別是性質“若m+n=p+q=2k,則am·an=ap·aq=a”,可以減少運算量,提高解題速度策略二 在應用相應性質解題時,要注意性質成立的前提條件,有時需要進行適當變形.此外,解題時注意設而不求思想的運用【鞏固遷移】3.公比不為1的等比數列{an}滿足a5a6+a4a7=8,若a2am=4,則m的值為( )A.8 B.9C.10 D.114.(2023·北京東城區模擬)設等比數列{an}滿足a1+a2=48,a4+a5=6,則公比q=________,log2(a1a2a3…an)的最大值為________.考向2等比數列前n項和的性質例3 (1)(2023·新課標Ⅱ卷)記Sn為等比數列{an}的前n項和,若S4=-5,S6=21S2,則S8=( )A.120 B.85C.-85 D.-120(2)已知等比數列{an}共有2n項,其和為-240,且奇數項的和比偶數項的和大80,則公比q=________.【通性通法】等比數列的性質分類類型一 通項公式的變形類型二 等比中項的變形類型三 前n項和公式的變形提醒:應用時根據題目條件,認真分析,發現具體的變化特征即可找出解決問題的突破口.【鞏固遷移】5.等比數列{an}的前n項和為Sn,若Sn=t·2n-1-1,則t=( )A.2 B.-2C.1 D.-16.(2024·湖南岳陽一中月考)已知正項等比數列{an}的前n項和為Sn,且S8-2S4=5,則a9+a10+a11+a12的最小值為________.考向3等比數列前n項和最值問題例4 (多選)(2024·河北涿州模擬)設等比數列{an}的公比為q,其前n項和為Sn,前n項積為Tn,并滿足條件a1>1,a2023a2024>1,<0,下列結論正確的是( )A.S2023<S2024B.a2023a2025-1<0C.T2024是數列{Tn}中的最大項D.數列{Tn}無最大項【通性通法】涉及等比數列的單調性與最值的問題,一般要考慮公比與首項的符號對其的影響.【鞏固遷移】7.(2023·安徽安慶模擬)已知等比數列{an}的公比為q,前n項和為Sn,若q>0,則的最小值是________.考點三 等比數列的判定與證明例5 Sn為等比數列{an}的前n項和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.(1)求an及Sn;(2)是否存在常數λ,使得數列{Sn+λ}是等比數列?若存在,求出λ的值;若不存在,請說明理由.【通性通法】等比數列的判定與證明的方法提醒:(1)在解答題中證明一個數列為等比數列時,一般用定義法與等比中項法,判斷一個數列是等比數列,有通項公式法及前n項和公式法,只用于選擇題、填空題中的判定.(2)如果要判定一個數列不是等比數列,則只需判定存在連續的三項不成等比數列即可.(3)判斷一個數列是等比數列時,要注意各項不為0.(4)在利用遞推關系判定等比數列時,要注意對n=1的情形進行驗證.【鞏固遷移】8.(2024·江西撫州一中質檢)已知數列{an},{bn}滿足a1=1,b1=,2an+1=an+bn,2bn+1=an+bn.(1)證明:數列{an+bn},{an-bn}為等比數列;(2)記Sn為數列{an}的前n項和,證明:Sn<.21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第3節 等比數列.doc 第3節 等比數列(原卷版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫