6.3等比数列及其前n项和.ppt

要点梳理1.等比数列的定义 如果一个数列，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.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=.,6.3 等比数列及其前n项和,从第二项起，后项与相邻前项的比是,一个确定的常数（不为零）,公比,q,a1qn-1,基础知识 自主学习,3.等比中项 若，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：an=am,(n，mN*).（2）若an为等比数列，且k+l=m+n，（k，l，m，nN*），则.（3）若an，bn（项数相同）是等比数列，则 an（0），anbn，仍是等比数列.,G2=ab,qn-m,akal=aman,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q=1时，Sn=na1；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，S2n-Sn，S3n-S2n仍成等比数列，其公比为.,qn,基础自测1.设a1=2,数列an+1是以3为公比的等比数列，则a4的值为（）A.80B.81C.54D.53 解析 由已知得an+1=(a1+1)qn-1,即an+1=33n-1=3n,an=3n-1，a4=34-1=80.,A,2.等比数列an中，a4=4,则a2a4a6等于（）A.4 B.8 C.32 D.64 解析 a4是a2与a6的等比中项，a2a6=16.a2a4a6=64.,D,3.（2009广东文，5）已知等比数列an的公比为正数，且a3a9=2,a2=1,则a1=（）A.2 B.C.D.解析 设公比为q,由已知得a1q2a1q8=2(a1q4)2,即q2=2.因为等比数列an的公比为正数,所以q=,故a1=,C,4.在等比数列an中，前n项和为Sn，若S3=7，S6=63，则公比q的值是（）A.2B.-2C.3D.-3 解析 方法一 依题意，q1,=7，=63.得1+q3=9,q3=8,q=2.方法二(a1+a2+a3)q3=a4+a5+a6,而a4+a5+a6=S6-S3=56,7q3=56,q3=8,q=2.,A,5.（2008浙江理，6）已知an是等比数列,a2=2,a5=,则a1a2+a2a3+anan+1等于（）A.16(1-4-n)B.16(1-2-n)C.(1-4-n)D.(1-2-n)解析 anan+1=4（）n-14（）n=25-2n,故a1a2+a2a3+a3a4+anan+1=23+21+2-1+2-3+25-2n,C,题型一 等比数列的基本运算【例1】已知an为等比数列，a3=2，a2+a4=，求an的通项公式.根据等比数列的定义、通项公式及性质建立首项,公比的方程组.解 方法一 设等比数列an的公比为q，则q0，a2=a4=a3q=2q，+2q=解得q1=，q2=3.,思维启迪,题型分类 深度剖析,当q=时，a1=18，an=18（）n-1=233-n.当q=3时，a1=，an=3n-1=23n-3.综上所述，an=233-n或an=23n-3.方法二 由a3=2,得a2a4=4，又a2+a4=，则a2，a4为方程x2-x+4=0的两根，,a2=a2=6a4=6 a4=,解得,或,.,当a2=时,q=3,an=a3qn-3=23n-3.当a2=6时，q=,an=233-nan=23n-3或an=233-n.（1）等比数列an中，an=a1qn-1,Sn=中有五个量，可以知三求二；（2）注意分类讨论的应用.,探究提高,知能迁移1 已知等比数列an中，a1=2,a3+2是a2和a4的等差中项.（1）求数列an的通项公式；（2）记bn=anlog2an,求数列bn的前n项和Sn.解（1）设数列an的公比为q,由题意知：2(a3+2)=a2+a4,q3-2q2+q-2=0，即(q-2)(q2+1)=0.q=2，即an=22n-1=2n.,（2）bn=anlog2an=n2n,Sn=12+222+323+n2n.2Sn=122+223+324+（n-1）2n+n2n+1.-得-Sn=21+22+23+24+2n-n2n+1=-2-(n-1)2n+1.Sn=2+（n-1）2n+1.,题型二 等比数列的判定与证明【例2】（2008湖北文，21）已知数列an和bn满足：a1=,an+1=an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21),其中 为实数，n为正整数.（1）证明：对任意实数,数列an不是等比数列;（2）证明：当-18时，数列bn是等比数列.（1）可用反证法.（2）根据递推关系推出bn+1=-bn，用-18说明b10，即bn0.,思维启迪,证明（1）假设存在一个实数,使an是等比数列,则有=a1a3,即 9=0,矛盾.所以an不是等比数列.（2）bn+1=(-1)n+1an+1-3(n+1)+21=(-1)n+1(an-2n+14)=-(-1)n(an-3n+21)=-bn.又-18，所以b1=-(+18)0.,由上式知bn0,所以(nN*).故当-18时，数列bn是以-(+18)为首项，为公比的等比数列.证明一个数列是等比数列的主要方法有 两种：一是利用等比数列的定义，即证明(q0,nN*)，二是利用等比中项法，即证明=anan+20(nN*).在解题中，要注意根据欲证明 的问题，对给出的条件式进行合理地变形整理，构 造出符合等比数列定义式的形式，从而证明结论.,探究提高,知能迁移2（2009全国理，19）设数列an的前n项和为Sn,已知a1=1，Sn+1=4an+2.（1）设bn=an+1-2an，证明数列bn是等比数列；（2）求数列an的通项公式.（1）证明 由已知有a1+a2=4a1+2,解得a2=3a1+2=5,故b1=a2-2a1=3.又an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1+2-(4an+2)=4an+1-4an,于是an+2-2an+1=2(an+1-2an)，即bn+1=2bn.因此数列bn是首项为3,公比为2的等比数列.,(2)解 由（1）知等比数列bn中b1=3,公比q=2,所以an+1-2an=32n-1,于是因此数列 是首项为,公差为 的等差数列,所以an=(3n-1)2n-2.,题型三 等比数列的性质及应用【例3】在等比数列an中，a1+a2+a3+a4+a5=8且=2,求a3.（1）由已知条件可得a1与公比q的方程组，解出a1、q，再利用通项公式即可得a3.（2）也可利用性质=a1a5=a2a4直接求得a3.解 方法一 设公比为q,显然q1,an是等比数列，也是等比数列，公比 为.,思维启迪,=（a1q2）2=4，a3=2.方法二 由已知得=4.a3=2.,由已知条件得,探究提高 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m+n=p+q,则aman=apaq”，可以减少运算量，提高解题速度.,知能迁移3（1）已知等比数列an中，有a3a11=4a7，数列bn是等差数列，且b7=a7,求b5+b9的值;（2）在等比数列an中，若a1a2a3a4=1,a13a14a15a16=8,求a41a42a43a44.,解（1）a3a11=4a7，a70，a7=4，b7=4，bn为等差数列，b5+b9=2b7=8.,（2）方法一 a1a2a3a4=a1a1qa1q2a1q3=q6=1.a13a14a15a16=a1q12a1q13a1q14a1q15=q54=8.：=q48=8q16=2，又a41a42a43a44=a1q40a1q41a1q42a1q43=q166=q6q160=(q6)(q16)10=1210=1 024.,方法二 由性质可知，依次4项的积为等比数列，设公比为p，设T1=a1a2a3a4=1，T4=a13a14a15a16=8，T4=T1p3=1p3=8，p=2.T11=a41a42a43a44=T1p10=210=1 024.,题型四 等差、等比数列的综合应用【例4】（12分）已知等差数列an的首项a1=1,公差d0，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=an+1成立，求c1+c2+c3+c2 010.（1）可用基本量法求解；（2）作差an+1-an=,思维启迪,解（1）由已知有a2=1+d,a5=1+4d,a14=1+13d,（1+4d）2=(1+d)(1+13d).解得d=2(d0).2分an=1+(n-1)2=2n-1.3分又b2=a2=3,b3=a5=9,数列bn的公比为3,bn=33n-2=3n-1.5分（2）由 得当n2时,两式相减得:n2时,=an+1-an=2.8分,cn=2bn=23n-1(n2).又当n=1时，=a2,c1=3.3(n=1)23n-1(n2).10分c1+c2+c3+c2 010=3+=3+(-3+32 010)=32 010.12分 在解决等差、等比数列的综合题时，重点在于读懂题意，灵活利用等差、等比数列的定义、通项公式及前n项和公式.本题第（1）问就是用基本量公差、公比求解；第（2）问在作差an+1-an时要注意n2.,探究提高,cn=,知能迁移4 已知数列an中，a1=1,a2=2,且an+1=(1+q)an-qan-1(n2,q0).（1）设bn=an+1-an(nN*),证明：bn是等比数列；（2）求数列an的通项公式；（3）若a3是a6与a9的等差中项，求q的值，并证明：对任意的nN*,an是an+3与an+6的等差中项.（1）证明 由题设an+1=（1+q）an-qan-1（n2），得an+1-an=q(an-an-1),即bn=qbn-1,n2.由b1=a2-a1=1,q0,所以bn是首项为1，公比为q 的等比数列.,（2）解 由（1），a2-a1=1,a3-a2=q,an-an-1=qn-2(n2).将以上各式相加，得an-a1=1+q+qn-2(n2)，即an=a1+1+q+qn-2(n2).所以当n2时，（3）解 由（2），当q=1时，显然a3不是a6与a9的等差中项，故q1.由a3-a6=a9-a3可得q5-q2=q2-q8,由q0得q3-1=1-q6,上式对n=1显然成立.,整理得（q3）2+q3-2=0,解得q3=-2或q3=1（舍去）.于是q=.另一方面，an-an+3=an+6-an=由可得an-an+3=an+6-an,即2an=an+3+an+6,nN*.所以对任意的nN*,an是an+3与an+6的等差中项.,方法与技巧1.等比数列的判定方法有以下几种：(1)定义：=q(q是不为零的常数，nN*)an是等比数列.(2)通项公式：an=cqn(c、q均是不为零的常数,nN*)an是等比数列.(3)中项公式:=anan+2(anan+1an+20,nN*)an是等比数列.,思想方法 感悟提高,2.方程观点以及基本量（首项和公比a1,q）思想仍 然是求解等比数列问题的基本方法：在a1,q,n,an,Sn 五个量中，知三求二.3.分类讨论的思想：当a10,q 1或a10,0q 1时，an为递增数列；当a10,q1或a10,0q1时，an为递减数列；当q0时，an 为摆动数列；当q=1时，an为常数列.失误与防范1.特别注意q=1时，Sn=na1这一特殊情况.2.由an+1=qan,q0,并不能立即断言an为等比数 列，还要验证a10.3.Sn+m=Sn+qnSm.,一、选择题1.（2009广东理，4）已知等比数列an满足an0,n=1,2,且a5a2n-5=22n(n3)，则当n1时，log2a1+log2a3+log2a2n-1=（）A.n(2n-1)B.(n+1)2 C.n2 D.(n-1)2 解析 由题意知an=2n,log2a2n-1=2n-1,log2a1+log2a3+log2a2n-1=1+3+(2n-1)=n2.,C,定时检测,2.（2009辽宁理，6）设等比数列an的前n项和为Sn,若=3,则=（）A.2B.C.D.3 解析 由题意知 q3=2.,B,3.等比数列an中，其公比q0，且a2=1-a1,a4=4-a3,则a4+a5等于（）A.8B.-8C.16D.-16 解析 a1+a2=1，a3+a4=4=（a1+a2）q2，又q0，q=-2.a4+a5=（a3+a4）q=4（-2）=-8.,B,4.在数列an中，an+1=can(c为非零常数)，且前n项和为Sn=3n+k，则实数k的值为（）A.0B.1C.-1D.2 解析 an为等比数列的充要条件是Sn=由Sn=3n+k知k=-1.,C,5.等比数列an的公比为q，其前n项的积为Tn，并且满足条件a11,a99a100-10，0.给出下列结论：0q1；a99a101-10；T100的值是Tn中最大的；使Tn1成立的最大自然数n等于198.其中正确的结论是（）A.B.C.D.,解析 中，正确.a99a101=a1002 0a1001 T100=T99a100 0a1001,中，,a99a1011,正确.,T100T99,错误.,中，,中，T198=a1a2a198=(a1a198)(a2a197)(a99a100)=(a99a100)991,T199=a1a2a198a199=（a1a199）(a99a101)a100=a1001991,正确.答案 A,6.在正项等比数列an中，an+1an，a2a8=6，a4+a6=5,则 等于（）A.B.C.D.解析 设公比为q,则由an+1an知0q1,由a2a8=6，得=6.a5=，a4+a6=解得q=,D,二、填空题7.（2009浙江，11）设等比数列an的公比q=前n项和为Sn，则=.解析 S4=a4=a1q3,15,8.（2009海南文，15）等比数列an的公比q0.已知a2=1，an+2+an+1=6an，则an的前4项和S4=.解析 an是等比数列，an+2+an+1=6an可化 为a1qn+1+a1qn=6a1qn-1,q2+q-6=0 q0,q=2,S4=,9.（2009江苏，14）设an是公比为q的等比数列，|q|1,令bn=an+1(n=1,2,)，若数列bn有连续 四项在集合-53,-23，19，37，82中，则6q=.解析 由题意知，数列bn有连续四项在集合-53,-23,19,37,82中，说明an有连续四项在集合-54,-24,18,36,81中，由于an中连续四项至少有一项 为负，q0,又|q|1,an的连续四项为一24,36,-54,81.q=6q=-9.,-9,三、解答题10.等比数列an满足:a1+a6=11,a3a4=，且公 比q(0,1).（1）求数列an的通项公式；（2）若该数列前n项和Sn=21，求n的值.解（1）a3a4=a1a6=，由条件知a1,a6是方程x2-11x+=0的两根，解得x=或x=,又0q1,a1=,a6=.q5=即q=an=a6qn-6=()n-6.（2）令=21，得,n=6.,11.数列an中，a1=2,a2=3,且anan+1是以3为公比的等比数列，记bn=a2n-1+a2n(nN*).（1）求a3,a4,a5,a6的值；（2）求证：bn是等比数列.（1）解 anan+1是公比为3的等比数列，anan+1=a1a23n-1=23n，a3=6，a4=9，a5=18，a6=27.,（2）证明 anan+1是公比为3的等比数列，anan+1=3an-1an，即an+1=3an-1，a1，a3，a5,，a2n-1，与a2,a4,a6，a2n，都是公比为3的等比数列.a2n-1=23n-1,a2n=33n-1，bn=a2n-1+a2n=53n-1.故bn是以5为首项，3为公比的等比数列.,12.设函数f(x)满足f(0)=1,且对任意x,yR，都有f(xy+1)=f(x)f(y)-f(y)-x+2.（1）求f(x)的解析式；（2）若数列an满足:an+1=3f(an)-1(nN*),且a1=1,求数列an的通项公式；（3）求数列an的前n项和Sn.解（1）f（0）=1，令x=y=0,得f(1)=f(0)f(0)-f(0)-0+2=2.再令y=0得f(1)=2=f(x)f(0)-f(0)-x+2,f（x）=x+1,xR.,（2）f（x）=x+1,an+1=3f(an)-1=3an+2.an+1+1=3(an+1).又a1+1=2,数列an+1是公比为3的等比数列.an+1=23n-1，即an=23n-1-1.（3）Sn=a1+a2+an=2（30+31+32+3n-1）-n=3n-n-1.,返回,