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5.3.2 课时2
等比数列的前n项和的性质与应用
人教B版(2019)选择性必修第三册
1.了解等比数列前n项和公式的函数特征.
2.熟练应用等比数列前n项和公式的有关性质解题.
3.解决实际生活中的等比数列的问题.
na1
问题1:当q≠1时,等比数列{an}的前n项和Sn是n的函数,该函数的解析式有什么特点?
则Sn是关于n的指数型函数,其中指数式的系数与常数互为相反数.
问题2:若公比不为-1的等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列吗?若成等比数列,则其公比是什么?
当时,,
,
,
所以 , , 成等比数列,公比为1.
因为为常数,所以 , , 成等比数列,公比为 .
问题3:你能否用等比数列{an}中的Sm,Sn来表示Sm+n
思路一:Sm+n=a1+a2+…+am+am+1+am+2+…+am+n
=Sm+a1qm+a2qm+…+anqm
=Sm+qmSn.
思路二:Sm+n=a1+a2+…+an+an+1+an+2+…+an+m
=Sn+a1qn+a2qn+…+amqn
=Sn+qnSm.
等比数列前n项和的性质:
1.等比数列的公比,前项和为, 则, , 成等比数列,公比为.
注:当时,此结论不一定成立.例如,当时,此结论不成立.
2.Sn+m=Sm+qmSn=Sn+qnSm.
例1 在等比数列{an}中,已知Sn=48,S2n=60,求S3n.
解:∵S2n=60≠0,∴数列{an}的公比q≠-1.
∵数列Sn,S2n-Sn,S3n-S2n是等比数列,
∴(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n).
又Sn=48,S2n=60,
∴(60-48)2=48(S3n-60),
解得S3n=63.
例2 已知等比数列{an}的前n项,前2n项,前3n项的和分别为Sn,S2n,S3n,求证:Sn2+S2n2=Sn(S2n+S3n).
例3 《算法统宗》是中国古代数学名著,程大位著,共17卷,书中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”大致意思是:有一个人要到距离出发地378里的地方,第一天健步行走,从第二天起因脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.那么该人第1天所走路程里数为( )
A.96 B.126
C.192 D.252
C
解:由题意得,该人每天走的路程里数形成以a1为首项,以为公比的等比数列,
因为该人6天后到达目的地,则有S6==378,
解得a1=192,
所以该人第1天所走路程里数为192.
故选C.
1.(多选)下列结论不正确的是( )
A.若一个数列从第二项起每一项与它的前一项的差都是同一个常数,则这个数列是等差数列
B.等差数列的前n项和公式是常数项为0的二次函数
C.等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列
D.如果数列{an}的前n项和为Sn,则对 n∈N+,都有an+1=Sn+1-Sn
BC
2.已知等比数列{an}的前n项和Sn=2n+r,则r的值是( )
A.1 B.0 C.2 D.-1
3.已知等比数列{an}的公比为2,且其前5项和为1,那么{an}的前10项和等于( )
A.31 B.33 C.35 D.37
4.设等比数列{an}中,a1+a2+a3=3,a4+a5+a6=81,则数列{an}的公比为 .
D
B
3
5.我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层灯数为 .
3
根据今天所学,说说等比数列的前n项和的性质.