第四章 4.3 4.3.1 第2课时
请同学们认真完成练案[8]
A 组·素养自测
一、选择题
1.在等比数列{an}中,a4=7,a6=21,则a8的值为( B )
A.35 B.63
C.21 D.±21
[解析] ∵{an}是等比数列,∴a4,a6,a8是等比数列,
∴a=a4·a8,即a8==63.
2.(2021·山东荣成六中高二月考)已知等比数列{an}中,a2+a5=18,a3·a4=32,若an=128,q>1,则n=( A )
A.8 B.7
C.6 D.5
[解析] ∵a3a4=a2·a5=32,
又∵a2+a5=18,
∴或.
∵q>1,∴a2=2,a5=16,∴q=2.
∴an=a2qn-2=2·2n-2=2n-1=128,
∴n-1=7,∴n=8.
3.如果数列{an}是等比数列,那么( A )
A.数列{a}是等比数列
B.数列{2an}是等比数列
C.数列{lg an}是等比数列
D.数列{nan}是等比数列
[解析] 设bn=a,则==2=q2,
∴{bn}成等比数列;=2an+1-an≠常数;
当an<0时lg an无意义;设cn=nan,
则==≠常数.
4.(2021·山东莒县二中高二月考)在等比数列{an}中,a4·a8=2,a2+a10=3,则=( C )
A.2 B.
C.2或 D.-2或-
[解析] 由等比数列的性质得a4a8=a2a10=2,
又∵a2+a10=3,∴a2=1,a10=2或a2=2,a10=1.
当a2=1,a10=2时,==2,
当a2=2,a10=1时,==.
5.(2021·福建莆田一中高二月考)等比数列{an}的各项都是正数且a1a11=16,则log2a6=( B )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] ∵{an}是各项都是正数的等比数列,
∴a1a11=a=16,
∴a6=4,
∴log2a6=log24=2.
6.设{an}是由正数组成的等比数列,公比q=2,且a1·a2·a3·…·a30=230,那么a3·a6·a9·…·a30等于( B )
A.210 B.220
C.216 D.215
[解析] 设A=a1a4a7…a28,B=a2a5a8…a29,
C=a3a6a9…a30,则A,B,C成等比数列,
公比为q10=210,由条件得A·B·C=230,∴B=210,
∴C=B·210=220.
二、填空题
7.各项为正的等比数列{an}中,a4与a14的等比中项为2,则log2a7+log2a11的值为__3__.
[解析] 由题意得a4a14=(2)2=8,
由等比数列性质,得a4·a14=a7·a11=8,
∴log2a7+log2a11=log2(a7·a11)=log28=3.
8.若等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=-1,a4=b4=8,则=__1__.
[解析] 设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,
则由a4=a1+3d,
得d===3,
由b4=b1q3得q3===-8,
∴q=-2.
∴===1.
三、解答题
9.已知各项都为正数的数列{an}满足a1=1,a-(2an+1-1)an-2an+1=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
[解析] (1)由题意可得a2=,a3=.
(2)由a-(2an+1-1)an-2an+1=0得
2an+1(an+1)=an(an+1).
因为{an}的各项都为正数,所以=.
故{an}是首项为1,公比为的等比数列,因此an=.
10.等差数列{an}中,a4=10,且a3,a6,a10成等比数列,求数列{an}前20项的和S20.
[解析] 设数列{an}的公差为d,则
a3=a4-d=10-d,a6=a4+2d=10+2d,
a10=a4+6d=10+6d.
由a3,a6,a10成等比数列得,a3a10=a,
即(10-d)(10+6d)=(10+2d)2,
整理得10d2-10d=0,
解得d=0,或d=1.
当d=0时,S20=20a4=200;
当d=1时,a1=a4-3d=10-3×1=7,
因此,S20=20a1+d=20×7+190=330.
B 组·素养提升
一、选择题
1.已知2a=3,2b=6,2c=12,则a,b,c( A )
A.成等差数列不成等比数列
B.成等比数列不成等差数列
C.成等差数列又成等比数列
D.既不成等差数列又不成等比数列
[解析] 解法一:a=log23,b=log26=1+log23,
c=log212=2+log23.
∴b-a=c-b.
解法二:∵2a·2c=36=(2b)2,
∴a+c=2b,∴选A.
2.已知等比数列{an}中,各项都是正数,且a1,a3,2a2成等差数列,则等于( C )
A.1+ B.1-
C.3+2 D.3-2
[解析] 设等比数列{an}的公比为q,
∵a1,a3,2a2成等差数列,
∴a3=a1+2a2,∴a1q2=a1+2a1q,
∴q2-2q-1=0,∴q=1±.
∵an>0,∴q>0,q=1+.
∴=q2=(1+)2=3+2.
3.(多选题)(2020·临沂高二检测)已知数列{an}是正项等比数列,且+=,则a5的值可能是( ABD )
A.2 B.4
C. D.
[解析] 依题意,数列{an}是正项等比数列,所以a3>0,a7>0,a5>0,
所以=+≥2=,
因为a5>0,所以上式可化为a5≥2,
当且仅当a3=,a7=时等号成立.
4.若方程x2-5x+m=0与x2-10x+n=0的四个根适当排列后,恰好组成一个首项为1的等比数列,则的值是( D )
A.4 B.2
C. D.
[解析] 由题意可知1是方程之一根,若1是方程x2-5x+m=0的根则m=4,另一根为4,设x3,x4是方程x2-10x+n=0的根,则x3+x4=10,这四个数的排列顺序只能为1,x3,4,x4,公比为2,x3=2,x4=8,n=16,=;若1是方程x2-10x+n=0的根,另一根为9,则n=9,设x2-5x+m=0之两根为x1,x2则x1+x2=5,无论什么顺序均不合题意.
二、填空题
5.记等比数列{an}的前n项积为Tn(n∈N*),已知am-1·am+1-2am=0,且T2m-1=128,则m=__4__.
[解析] ∵am-1am+1-2am=0,
由等比数列的性质可得,a-2am=0,
∵am≠0,∴am=2.
∵T2m-1=a1a2…a2m-1=(a1a2m-1)·(a2a2m-2)…am=aam=a=22m-1=128,
∴2m-1=7,∴m=4.
6.已知各项都为正数的等比数列{an}中,a2·a4=4,a1+a2+a3=14,则满足an·an+1·an+2>的最大正整数n的值为__4__.
[解析] ∵a2·a4=4=a,且a3>0,∴a3=2.又a1+a2+a3=++2=14,
∴=-3(舍去)或=2,即q=,a1=8.
又an=a1qn-1=8×()n-1=()n-4,
∴an·an+1·an+2=()3n-9>,即23n-9<9,
∴n的最大值为4.
三、解答题
7.在正项等比数列{an}中,a1a5-2a3a5+a3a7=36,a2a4+2a2a6+a4a6=100,求数列{an}的通项公式.
[解析] 原式可化为
∴或
∴a3=8,a5=2,q=或a5=8,a3=2,q=2.
∴当q=时,a1=32,an=64×()n=26-n.
当q=2时,a1=,an=2n-2.
8.(2021·山东青岛模拟)设数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,____________.
给出下列三个条件:
条件①:数列{an}为等比数列,数列{Sn+a1}也为等比数列;
条件②:点(Sn,an+1)在直线y=x+1上;
条件③:2na1+2n-1a2+…+2an=nan+1.
试在上面的三个条件中任选一个,补充在上面的横线上,完成下面两问的解答.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
[解析] 方案一:选择条件①.
(1)因为数列{Sn+a1}为等比数列,所以(S2+a1)2=(S1+a1)·(S3+a1),即(2a1+a2)2=2a1(2a1+a2+a3).
设等比数列{an}的公比为q,因为a1=1,
所以(2+q)2=2(2+q+q2),解得q=2或q=0(舍去),
所以an=a1qn-1=2n-1(n∈N*).
(2)由(1)得an=2n-1(n∈N*),
所以bn===,
所以Tn=+++…++
=
=-
=-.
方案二:选择条件②.
(1)因为点(Sn,an+1)在直线y=x+1上,
所以an+1=Sn+1(n∈N*),所以an=Sn-1+1(n≥2),
两式相减得an+1-an=an,=2(n≥2).
因为a1=1,a2=S1+1=a1+1=2,所以=2适合上式.
所以数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,
所以an=a1qn-1=2n-1(n∈N*).
(2)同方案一的(2).
方案三:选择条件③.
(1)当n≥2时,因为2na1+2n-1a2+…+2an=nan+1(n∈N*)(ⅰ),
所以2n-1a1+2n-2a2+…+2an-1=(n-1)an,
所以2na1+2n-1a2+…+22an-1=2(n-1)an(ⅱ),
(ⅰ)-(ⅱ)得2an=nan+1-2(n-1)an,即=2(n≥2),
当n=1时,2a1=a2,=2适合上式.
所以数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,
所以an=a1qn-1=2n-1(n∈N*).
(2)同方案一的(2).(共48张PPT)
第四章
数 列
4.3 等比数列
4.3.1 等比数列的概念
第2课时 等比数列的性质及应用
必备知识·探新知
关键能力·攻重难
课堂检测·固双基
素养作业·提技能
素养目标·定方向
素养目标·定方向
课程目标 学法指导
1.掌握等比数列的性质. 2.能利用等比数列的性质解决相关问题. 3.体会等比数列与指数函数的关系. 要善于从指数函数的角度看待等比数列的性质和特征.
必备知识·探新知
等比数列与指数函数的关系
知识点1
a1qn-1
等比数列的单调性
知识点2
(3)当q=1时,等比数列{an}为_________(这个常数列中各项均不等于0);
(4)当q<0时,等比数列{an}为摆动数列(它所有的奇数项同号,所有的偶数项也同号,但是奇数项与偶数项异号).
常数列
(1)两项关系
通项公式的推广:
an=am·________(m,n∈N*).
(2)多项关系
项的运算性质
若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),
则am·an=_________.
特别地,若m+n=2p(m,n,p∈N*),
则am·an=______.
等比数列的项之间的关系
知识点3
qn-m
ap·aq
an-1
an-k+1
3.等比数列的运算数列的性质
(1)若{an}是公比为q的等比数列,则
①{c·an}(c是非零常数)是公比为____的等比数列;
②{|an|}是公比为________的等比数列.
(2)若{an},{bn}分别是公比为q1,q2的等比数列,则数列{an·bn}是公比为_________的等比数列.
q
|q|
q1·q2
关键能力·攻重难
在等比数列{an}中,已知a1>0,8a2-a5=0,则数列{an}为
( )
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.无法确定单调性
[解析] 由8a2-a5=0,可知=q3=8,解得q=2.
又a1>0,所以数列{an}为递增数列.
题型探究
题型一 等比数列的单调性
典例 1
A
[规律方法] 由等比数列的通项公式可知,公比影响数列各项的符号:一般地,q>0时,等比数列各项的符号相同;q<0时,等比数列各项的符号正负交替.
【对点训练】 (2020·山东潍坊期中)在等比数列{an}中,如果公比为q,且q<1,那么等比数列{an}是 ( )
A.递增数列 B.递减数列
C.常数列 D.无法确定单调性
D
题型二 等比数列性质的应用
典例 2
A
C
[规律方法] 本题考查等比中项的概念及性质,熟练运用等比中项使得本题得以快速解答,值得注意的是,本题方法三其实提供了这样的信息:若{an}是等比数列,且an>0,则{logban}(b为常数且b>0,b≠1)是等差数列.
【对点训练】 (1)在等比数列{an}中,已知a7a12=5,则a8a9a10a11=_____;
(2)数列{an}为等比数列,且a1a9=64,a3+a7=20,则a11=________;
(3)若等比数列{an}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则ln a1+ln a2+…+ln a20=_____.
25
1或64
50
题型三 等比数列的实际应用
典例 3
A
[分析] 建立等比数列模型 运用等比数列的性质求解.
[规律方法] 关于等比数列在应用问题中的应用
首先根据题意判断是否是等比数列模型,其次分析等比数列的首项、公比、项数,最后利用等比数列的通项公式计算解题.
C
(2)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2016年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是 ( )
(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)
A.2018年 B.2019年
C.2020年 D.2021年
C
已知四个数前三个成等差,后三个成等比,中间两数之积为16,首尾两个数之积为-128,求这四个数.
[分析] 求四个数,给出四个条件,若列四个方程组成方程组虽可解,但较麻烦,因此可依据条件减少未知数的个数.设未知数时,可以根据前三个数成等差来设,也可以依据后三个数成等比来设,还可以依据中间(或首尾)两数之积来设,关键是要把握住未知量要尽量少,下一步运算要简捷.
题型四 等比数列与等差数列的综合应用
典例 4
【对点训练】 (1)有四个数成等比数列,将这四个数分别减去1,1,4,13,则成等差数列,则这四个数为_______________.
(2)三个互不相等的数成等差数列,如果适当排列三个数,又可成为等比数列,这三个数的和为6,则这三个数为____________.
[分析] (1)四个数成等比数列,可用第一个数与公比q表示各数,然后按所给条件列方程组求解.
(2)三个数适当排列,不同的排列方法有6种,但这里不必分成6种,因为若以三个数中哪一个数为等比中项分类,则只有三种情况,因此对于分类讨论问题,恰当的分类是解决问题的关键.
3,6,12,24
-4,2,8
(2)由已知,可设这三个数为a-d,a,a+d,则a-d+a+a+d=6,∴a=2,
这三个数可表示为2-d,2,2+d,
①若2-d为等比中项,则有(2-d)2=2(2+d),解之得d=6,或d=0(舍去).此时三个数为-4,2,8.
②若2+d是等比中项,则有(2+d)2=2(2-d),解之得d=-6,或d=0(舍去).此时三个数为8,2,-4.
③若2为等比中项,则22=(2+d)·(2-d),∴d=0(舍去).
综上可知此三数为-4,2,8.
在等比数列{an}中,a3a4a6a7=81,则a1a9的值为 ( )
A.9 B.-9
C.±9 D.18
[错解] ∵a3a7=a4a6=a1a9,∴(a1a9)2=81,∴a1a9=±9,故选C.
[误区警示] 本题易忽略在等比数列中,奇数项(或偶数项)符号相同这一条件,而得到a1a9=±9.
易错警示
典例 5
忽略等比数列中的项的符号致错
A
[正解] 因为{an}为等比数列,所以a3a7=a4a6=a1a9.
所以(a1a9)2=81,即a1a9=±9.
因为在等比数列{an}中,奇数项(或偶数项)的符号相同,
所以a1,a9同号,所以a1a9=9.
课堂检测·固双基
1.已知{an},{bn}都是等比数列,那么 ( )
A.{an+bn},{an·bn}都一定是等比数列
B.{an+bn}一定是等比数列,但{an·bn}不一定是等比数列
C.{an+bn}不一定是等比数列,但{an·bn}一定是等比数列
D.{an+bn},{an·bn}都不一定是等比数列
[解析] 当两个数列都是等比数列时,这两个数列的和不一定是等比数列,比如取两个数列是互为相反数的数列,两者的和就不是等比数列.两个等比数列的积一定是等比数列.
C
B
3.已知{an}是等比数列,且an>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5= ( )
A.5 B.10
C.15 D.20
A
4.已知等比数列{an}中,a4=7,a6=21,则a12=______.
567
5.已知三个数成等比数列,它们的积为27,它们的平方和为91,求这三个数.
素养作业·提技能(共47张PPT)
第四章
数 列
4.3 等比数列
4.3.1 等比数列的概念
第1课时 等比数列的概念
必备知识·探新知
关键能力·攻重难
课堂检测·固双基
素养作业·提技能
素养目标·定方向
素养目标·定方向
课程目标 学法指导
1.借助教材实例理解等比数列、等比中项的概念. 2.借助教材掌握等比数列的通项公式. 3.会求等比数列的通项公式,并能利用等比数列的通项公式解决相关的问题. 1.要从现实生活的大量实例中体会等比关系,感受等比数列在生活实践中和数学文化中的广泛性.
2.类比等差数列,感受“差”与“比(商)”的联系,进而认识到“等差”与“等比”的结构和概念的一致性.
3.进一步体会基本量思想与方程思想在等比数列中的应用.
必备知识·探新知
一般地,如果一个数列从________起,每一项与它的前一项的比都等于_____________,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____表示(显然q≠0).
等比数列的定义
知识点1
第2项
同一个常数
公比
q
知识解读:对等比数列定义的理解
(1)由等比数列的定义知,数列除末项外的每一项都可能为分母,故每一项均不为0,因此公比也不为0,由此可知,若数列中含有“0”,则该数列不可能是等比数列.
(2)“从第2项起”是因为首项没有“前一项”.同时注意公比是每一项与其前一项的比,前后次序不能颠倒.
等比中项
知识点2
等比数列
a,G,b
等比数列的通项公式
设等比数列{an}的首项为a1,公比为q,则这个等比数列的通项公式是an=__________(a1,q≠0).
等比数列的通项公式
知识点3
a1qn-1
知识解读:关于等比数列通项公式的推导,除了教材第28页的方法(归纳法)外,我们还有如下两种方法.
方法一(迭代法) 根据等比数列的定义,得an=an-1q=(an-2q)q=an-2q2=(an-3q)q2=an-3q3=…=a2qn-2=(a1q)qn-2=a1qn-1(n≥2);当n=1时,上面等式也成立.故当n∈N*时,an=a1qn-1.
关键能力·攻重难
题型探究
题型一 等比数列的概念运用
典例 1
0
【对点训练】 (2020·北京东城区高二期末)定义函数f(x)=[x],其中[x]表示不超过x的最大整数,比如[π]=3.根据以上定义,当x=+1时,数列x-f(x),f(x),x ( )
A.是等差数列,也是等比数列
B.是等差数列,不是等比数列
C.是等比数列,不是等差数列
D.不是等差数列,也不是等比数列
D
在等比数列{an}中,
(1)a1=3,a3=27,求an;
(2)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n.
[分析] (1)已知等比数列的通项公式an=a1qn-1代入a1,a3,求出q,最后求出an.
(2)已知项的和,代入等比数列的通项公式,求出a1,q,由an=1求n.
题型二 等比数列通项公式及应用
典例 2
[规律方法] 等比数列通项公式的求法
(1)根据已知条件,建立关于a1,q的方程组,求出a1,q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.
C
题型三 等比中项的应用
典例 3
C
B
【对点训练】 (1)等差数列{an}的公差不为零,首项a1=1,a2是a1和a5的等比中项,则数列{an}的前10项之和是 ( )
A.90 B.100
C.145 D.190
(2)互不相等的实数a,b,c成等差数列,c,a,b成等比数列,且a+3b+c=10,则a=______.
B
-4
已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1,bn=an+1(n∈N*).
(1)求证:{bn}是等比数列;
(2)求{an}的通项公式.
题型四 等比数列的判定与证明
典例 4
等比数列{an}的前三项的和为168,a2-a5=42,求a5,a7的等比中项.
易错警示
典例 5
忽视等比中项的符号致错
[误区警示] 错误的原因在于认为a5,a7的等比中项是a6,忽略了同号两数的等比中项有两个且互为相反数.
课堂检测·固双基
1.已知等比数列{an}满足a1+a2=3,a2+a3=6,则a7等于 ( )
A.64 B.81
C.128 D.243
[解析] 设等比数列的公比为q,
∵a1+a2=3,a2+a3=q(a1+a2)=6,∴q=2.
又a1+a2=a1+a1q=3,∴3a1=3.∴a1=1,
∴a7=26=64.
A
2.在等比数列{an}中,a3+a4=4,a2=2,则公比q等于 ( )
A.-2 B.1或-2
C.1 D.1或2
[解析] ∵在等比数列{an}中,a3+a4=4,a2=2,∴a3+a4=a2q+a2q2=2q+2q2=4,即q2+q-2=0.解得q=1或q=-2.故选B.
B
3.(2021·浙江省余姚中学高一检测)设{an}为等比数列,给出下列四个数列:
①{2an},②{a},③{2an},④{log2|an|}.
其中一定为等比数列的是 ( )
A.①③ B.②④
C.②③ D.①②
D
4
5.数列{an}满足a1=-1,且an=3an-1-2n+3(n∈N*,且n≥2).
(1)求a2,a3,并证明数列{an-n}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
素养作业·提技能第四章 4.3 4.3.1 第1课时
请同学们认真完成练案[7]
A 组·素养自测
一、选择题
1.已知{an}是等比数列,a3=2,a6=,则公比q=( D )
A.- B.-2
C.2 D.
[解析] 由条件得,
∵a1≠0,q≠0,∴q3=,∴q=.故选D.
2.数列m,m,m,…一定( C )
A.是等差数列,但不是等比数列
B.是等比数列,但不是等差数列
C.是等差数列,但不一定是等比数列
D.既是等差数列,又是等比数列
[解析] 当m=0时,数列是等差数列,但不是等比数列.当m≠0时,数列既是等差数列,又是等比数列.故选C.
3.(2021·湖南武冈二中高二月考)在等比数列{an}中,a1=,q=2,则a4与a8的等比中项是( B )
A.±4 B.4
C.± D.
[解析] 由题意,得a4=a1q3=×23=1,a8=a1q7=×27=16,∴a4与a8的等比中项为a6=4.
4.一批设备价值a万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低b%,则n年后这批设备的价值为( C )
A.na(1-b%) B.a(1-nb%)
C.a(1-b%)n D.a[1-(b%)n]
[解析] 依题意可知第一年后的价值为a(1-b%),第二年后的价值为a(1-b%)2,依此类推形成首项为a(1-b%),公比为1-b%的等比数列,则可知n年后这批设备的价值为a(1-b%)n.故选C.
5.已知等比数列{an}的公比为q,若a2,a5的等差中项为4,a5,a8的等差中项为8,则q的值为( A )
A.- B.
C.-2 D.2
[解析] 由已知得,
∴,
解得q=,∴q=l=log2-12=-.
6.(2021·北京市东城区月考)若数列{an}是公比为的正项等比数列,则{·a2n}是( A )
A.公比为2的等比数列
B.公比为的等比数列
C.公差为2的等差数列
D.公差为的等差数列
[解析] 数列{an}是公比为的正项等比数列,则=(n≥2),设bn=·a2n,则==·()2=2(n≥2),即{·a2n}是公比为2的等比数列.
二、填空题
7.已知等比数列前3项为,-,,则其第8项是__-__.
[解析] ∵a1=,a2=a1q=q=-,
∴q=-,∴a8=a1q7=×(-)7=-.
8.正项等比数列{an},若3a1,a3,2a2成等差数列,则{an}的公比q=__3__.
[解析] 因为正项等比数列{an},3a1,a3,2a2成等差数列,
所以,
解得q=3.所以{an}的公比q=3.
三、解答题
9.已知数列{an}为等比数列,an>0,a1=2,2a2+a3=30.
(1)求an;
(2)若数列{bn}满足bn+1=bn+an,b1=a2,求b5.
[解析] (1)设公比为q,由题意得2a1q+a1q2=30,
∴4q+2q2=30,
∴q2+2q-15=0,
∴q=3或-5.
∵an>0,∴q=3.
∴an=a1qn-1=2·3n-1.
(2)∵b1=a2,∴b1=6.
又bn+1=bn+an,∴bn+1=bn+2·3n-1.
∴b2=b1+2×30=6+2=8,
b3=b2+2×31=8+6=14,
b4=b3+2×32=14+18=32,
b5=b4+2×33=32+54=86.
10.(2018·全国卷Ⅰ文,17)已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2an,设bn=.
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求{an}的通项公式.
[解析] (1)由条件可得an+1=an.
将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以,a2=4.
将n=2代入得,a3=3a2,所以,a3=12.
从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2)数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.理由如下:
由条件可得=,即bn+1=2bn,又b1=1,
所以数列{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得=2n-1,所以an=n·2n-1.
B 组·素养提升
一、选择题
1.在如下表格中,每格填上一个数字后,使每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列,则a+b+c的值为( D )
1 2
0.5 1
a
b
c
A.1 B.2
C.3 D.
[解析] 按题意要求,每一横行成等差数列,每一纵列成等比数列填表如图,
1 2 3 4
0.5 1 1.5 2
0.25 0.5 0.75 1
0.125 0.25 0.375 0.5
0.062 5 0.125 0.187 5 0.25
故a=,b=,c=,则a+b+c=.故选D.
2.数列{an}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{bn}的连续三项,则数列{bn}的公比为( C )
A. B.4
C.2 D.
[解析] ∵a1,a3,a7为等比数列{bn}中的连续三项,
∴a=a1·a7,设{an}的公差为d,则d≠0,
∴(a1+2d)2=a1(a1+6d),∴a1=2d,
∴公比q===2,故选C.
3.已知{an}是公比为q(q≠1)的等比数列,an>0,m=a5+a6,k=a4+a7,则m与k的大小关系是( C )
A.m>k
B.m=k
C.mD.m与k的大小随q的值而变化
[解析] m-k=(a5+a6)-(a4+a7)
=(a5-a4)-(a7-a6)
=a4(q-1)-a6(q-1)
=(q-1)(a4-a6)
=(q-1)·a4·(1-q2)
=-a4(1+q)(1-q)2<0(∵an>0,q≠1).
4.(多选题)(2020·山东枣庄期中)如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( BC )
A.b=3 B.b=-3
C.ac=9 D.ac=-9
[解析] ∵b是-1,-9的等比中项,∴b2=9,b=±3.
由等比数列奇数项符号相同,得b<0,故b=-3,
而b又是a,c的等比中项,故b2=ac,即ac=9.
二、填空题
5.一个各项均为正数的等比数列,其任何项都是后面两项的和,则其公比是____.
[解析] 由已知得an=an+1+an+2,
即a1qn-1=a1qn+a1qn+1,
∴q2+q=1,解得q=.
又q>0,∴q=.
6.(2021·吉林高二检测)长久以来,人们一直认为黄金分割比例是最美的,人们都不约而同地使用黄金分割,如果一个矩形的宽与长的比例是黄金比例(≈0.618称为黄金分割比例),这样的矩形称为黄金矩形,黄金矩形有一个特点:如果在黄金矩形中不停地分割出正方形,那么余下的部分也依然是黄金矩形,已知图中最小正方形的边长为1,则矩形ABCD的长为__5__.(指数幂形式)
[解析] 根据题意,如图:若图中最小正方形的边长为1,即HP=1,则矩形HPLJ中,LP=HJ==,则在矩形HJIF中,HF==2,
同理:FC=3,DC=4,则BC=5.
三、解答题
7.(2020·全国卷Ⅲ)设等比数列{an}满足a1+a2=4,a3-a1=8.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为数列{log3an}的前n项和.若Sm+Sm+1=Sm+3,求m.
[解析] (1)设{an}的公比为q,则an=a1qn-1.
由已知得解得
所以{an}的通项公式为an=3n-1.
(2)由(1)知log3an=n-1.故Sn=.
由Sm+Sm+1=Sm+3得,m(m-1)+(m+1)m
=(m+3)(m+2),
即m2-5m-6=0.
解得m=-1(舍去)或m=6.
8.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.
[解析] (1)证明:由已知,有a1+a2=4a1+2,∴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)由(1)知等比数列{bn}中,b1=3,公比q=2,
所以an+1-2an=3×2n-1.
于是-=,
因此数列是首项为,公差为的等差数列,=+(n-1)×=n-.
所以an=(3n-1)·2n-2.