(共20张PPT)
5.3.1 课时2
等比数列的性质
1. 了解等比数列与指数函数的关系;
2. 理解等比中项的概念,能用公式求解;
3. 掌握判断等比数列的常用方法;
4. 能通过等比数列的概念、通项公式了解等比数列的性质,并能灵活运用于解决问题.
等差数列 等比数列
定义 an - an-1=d
公差与公比 d可以为0
通项公式 an=a1+(n-1)d an=am+(n-m)d
q不可以为0
an=a1qn-1
an=amqn-m
探究1:如果在与之间插入一个数,使得成等比数列,那么应该满足什么条件?
由等比数列定义及成等比数列可得:,
整理可得 =
由此可知 .
一、等比中项的概念
与等差中项类似,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, .
对等比中项的理解:
(1)若G是a与b的等比中项,则 ,所以 .
(2)与“任意两个实数a,b都有唯一的等差中项 ”不同,只有当a,b同号时才有等比中项,并且有两个等比中项,分别是 与 ;当a,b异号时没有等比中项.
探究2:在等比数列的通项公式中, an与的关系与以前学过的什么函数有关
类似于等差数列与一次函数的关系,由可知,当且时,等比数列的第项是函数当时的函数值,即(如图所示).
反之,任给指数函数为常数,,且),则,构成一个等比数列,其首项为,公比为.
注意:如果一个数列的通项公式为常数,那么这个数列必定为等比数列.
思考:类比指数函数的性质,你能说说公比等比数列的单调性吗?
当时,是一个常数列;
当时,,其单调性如下表:
指数函数的单调性 单调递减 单调递增
数列的单调性 单调递减 单调递增
单调递增 单调递减
例1.等比数列{an}中, , ,则 与 的等比中项是( )
A. B.4 C. D.
解:由题, ,
所以 , ,
故 与 的等比中项为 .
归纳总结
由等比中项的定义可知: .
这表明:只有同号的两项才有等比中项,并且这两项的等比中项有两个,它们互为相反数.异号的两数没有等比中项.
反之,若 ,则 ,即a,G,b成等比数列.
例2. 已知数列{an}中,
在时恒成立,求证: {an}是等比数列.
证明:根据题意有
,
因此,从第2项起,每一项与它的前一项的比都相等,所以{an}是等比数列.
方法归纳
判定等比数列的方法:
(1)定义法: 或
(2)等比中项法:
(3)通项法:
证明:设等比数列{an}的公比为q,则
am=a1qm-1,an=a1qn-1,
as=a1qs-1,at=a1qt-1,
所以 aman=(a1qm-1) (a1qn-1) = a12qm+n-2,
asat=(a1qs-1) (a1qt-1) = a12qs+t-2,
因为m+n=s+t(m, n, s, t∈N*), 所以aman=asat .
探究3:等比数列{an}中, 已知m+n=s+t(m, n, s, t∈N*),证明aman=asat .
一般地,如果{an}是等比数列,而且正整数满足+t=p+q,则
asat=apaq.
特别地,如果2=p+q,则as2=apaq.
例3. 在4与之间插入3个数,使这5个数成等比数列,求插入的3个数.
解:(方法一)依题意,由等比数列的通项公式,得解得
当时,插入的3个数分别为
当时,插入的3个数分别为
因此插入的3个数分别为或.
(方法二)因为等比数列共有5项,即,,,,,
又因为所以
即,又因为要与同号,所以
类似地,有而且与同号,因此
当 =2时, =;
当 = 2时, = ;
因此插入的3个数分别为或.
1.在一个等比数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项.
2.等比数列的任意一项都可以由该数列的某一项和公比表示.
归纳总结
1. 在等比数列{an}中,a3 a5 = 14,则 a1 a7 等于( )
A. 5 B. 8 C. 10 D. 14
2.已知等比数列{an}中, a5+a7=8, 则a4(a6+2a8)+a3a11的值为( )
A.128 B.64 C.16 D.8
D
B
3.已知等比数列{an} 的各项均为正数,且a5a6+a4a7=6 ,求log3a1+ log3a2 +…+ log3a10.
解:∵等比数列{an}的各项均为正数, 且a5a6+a4a7=6,
∴ a5a6=a4a7=3,
则log3a1+ log3a2 +…+ log3a10 = log3(a1 a2 a3 … a10)
=log3 (a5a6)5 =log335=5 .
2. 什么是等比中项?回忆其表达式.
3. 判断等比数列的常用方法你能说出几种?
回顾:结合本节课所学,回答下列问题?
4. 等比数列的性质是什么?
1. 等比数列和指数函数有什么关系?(共18张PPT)
5.3.1 课时1
等比数列的定义
1. 通过生活中的实例,类比等差数列,归纳并理解等比数列的定义,并能利用定义判断或证明一个数列是否为等比数列;
2. 能够由定义进一步归纳出等比数列的通项公式,掌握其推导证明过程;
3. 能灵活运用等比数列的通项公式及其推导公式解决一些简单问题.
1.两河流域发掘的古巴比伦时期的泥版上记录了下面的数列:
2.《庄子·天下》中提到:“一尺之锤,日取其半,万世不竭.”如果把“一尺之锤”的长度看成单位“1”,那么从第1天开始,每天得到的“锤”的长度依次是
①
②
③
.
④
.
3.在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20 min 就通过分裂繁殖一代,那么一个这种细菌从第1次分裂开始,各次分裂产生的后代个数依次是
4.某人存入银行 元,存期为5年,年利率为 ,那么按照复利,他
5年内每年末得到的本利和分别是
⑤
.
⑥
.
类比等差数列的研究,你认为可以通过怎样的运算发现左边数列的取值规律?你发现了什么规律?
①
②
③
.
④
.
⑤
.
⑥
.
如果用 表示数列①,那么有
规律 从第 2 项起,每一项与它的前一项的比都等于 9.
.
①
②
③
.
④
.
⑤
.
⑥
.
如果用 表示数列③,那么有
如果用 表示数列②,那么有
.
.
如果用 表示数列④,那么有
.
如果用 表示数列⑤,那么有
.
如果用 表示数列⑥,那么有
规律:上述六组数列中,每一项与前一项的比都等于同一个常数.
一、等比数列的定义
一般地,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,通常用字母 q 表示(显然q ≠ 0).
(1)已知首项a1和公比 q,可以确定一个等比数列.
(2)对于等比数列{an},
若q>0,则数列{an}各项同号;
若q<0,则{an}中正负项间隔出现.
对等比数列通项公式的理解:
问题:你能根据等比数列的定义推导它的通项公式吗?
设一个等比数列的首项为,公比为,根据等比数列的定义,
可得,即 .
所以 ,
= ,
==
……
由此可归纳出等比数列的通项公式为 .
另外,注意到由等比数列定义可得
,
,
……
,
,
将这个式子两边分别相乘,则有,
因此同样可得等比数列的通项公式为.
二、等比数列的通项公式
一般地,若等比数列{an}的首项为a1,公比为则通项公式为:
.
点睛:等差数列的通项公式an中共含有四个变量,即a1, ,n,an,如果知道了其中任意三个量,就可由通项公式求出第四个量.
例1. 判断以下数列是否是等比数列?如果是,指出公比;如果不是,说明理由.
(1)1,10,100,1000,10000;
(2)0,1,2,4,8;
(3)1, .
解:(1)因为=10,所以是等比数列,且公比为10.
(2)因为没有意义,因此不是等比数列.
(3)因为=,所以是等比数列,且公比为.
例2. 已知数列{an}的前n项和Sn=2an+1,试判断数列{an}是否是等比数列?
解:∵ ,∴ ,
作差得
∴ ,
又 ,∴
∴数列{an}是以-1为首项,公比为2的等比数列.
例3.已知等比数列{an}的公比为,求证:对于任意的正整数有
解:设等比数列的首项为,则
两式相除,整理可得
,
即
推导公式:
已知数列的任意一项(不一定是首项)以及公比,即可求出其通项公式.
,
例4.已知等比数列{an}中,,,求.
解:(方法一)设等比数列的首项为,公比为,则
,
解得 ,,因此
(方法二)设等比数列的公比为
根据推导公式
所以
将已知条件代入,可得 ,
又,解得.
例4.已知等比数列{an}中,,,求.
2.在等比数列{an}中,,,则该数列的第10项是 .
1.若{an}为等比数列,且a3+a4=4,a2=2,则公比q=________.
1或-2
1.等比数列的定义;
2.等比数列的通项公式 .
根据以下内容回顾本课所学知识: