(共53张PPT)
4.3.1 等比数列的概念
新课程标准解读 核心素养
1.通过生活中的实例,理解等比数列、等比中项的
概念 数学抽象
2.掌握等比数列的通项公式,能运用公式解决相关
问题 逻辑推理、
数学运算
3.能根据等比数列的定义推出等比数列的性质,并
能运用这些性质简化运算 逻辑推理、
数学运算
4.体会等比数列与指数函数的关系 数学抽象
第1课时
等比数列的概念及通项公式
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
我国古代数学名著《孙子算经》中有一个有趣的问题叫“出门望九堤”:“今有出门望九堤,堤有九木,木有九枝,枝有九巢,巢有九禽,禽有九雏,雏有九毛,毛有九色,问各有几何?”
【问题】 (1)你能写出“出门望九堤”问题构成的数列吗?
(2)根据数列相邻两项的关系,上述数列有什么特点?
知识点一 等比数列的定义
文字
语言 一般地,如果一个数列从第 项起,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 q 表示
(显然 q ≠0)
符号
语言 = ( q 为常数, q ≠0, n ∈N*)
2
同一个常数
公比
q
提醒 理解等比数列概念的注意点:①“从第2项起”,也就是说等
比数列中至少含有三项;②“每一项与它的前一项的比”不可理解为
“每相邻两项的比”;③公比 q 可正,可负,但不能为0,它是一个与
n 无关的非零常数.
【想一想】
若一个数列从第2项起每一项与前一项的比为常数,则该数列一定
是等比数列吗?
提示:不一定,根据等比数列的定义,只有比值为同一个常数时,该
数列才是等比数列.
知识点二 等比中项
如果在 a 与 b 中间插入一个数 G ,使 a , G , b 成 ,那
么 G 叫做 a 与 b 的等比中项.此时, G2= .
等比数列
ab
【想一想】
任何两个非零实数都有等比中项吗?
提示:不一定,只有 a , b 同号时才有等比中项.
知识点三 等比数列的通项公式
设等比数列{ an }的首项为 a1,公比为 q ( q ≠0),则通项公式为 an
= .
提醒 类似于等差数列与一次函数的关系,由 an = · qn 可知,当 q >0且 q ≠1时,等比数列{ an }的第 n 项 an 是函数 f ( x )= · qx ( x ∈R)当 x = n 时的函数值,即 an = f ( n ). a1>0, q >1的情形如图所示.
a1 qn-1
1. 判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)数列1,-1,1,-1,…是等比数列. ( √ )
(2)若数列{ an }满足 =2, =2,则{ an }为等比数列.
( × )
(3)任何常数列都是等比数列. ( × )
(4)数列 a , G , b 成等比数列的充要条件是 G2= ab .
( × )
√
×
×
×
2. 等比数列{ an }中, a1=3,公比 q =2,则 a5=( )
A. 32 B. -48 C. 48 D. 96
解析: a5= a1 q4=3×24=48.
3. 等比数列{ an }中, a2=3, a4=27,则公比 q = .
解析:设等比数列{ an }的首项为 a1,则解得 q2=9,所
以 q =±3.
4.4与16的等比中项是 .
解析:由 G2=4×16=64得 G =±8.
±3
±8
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 等比数列的概念
【例1】 (多选)下列数列是等比数列的是( )
A. b , b , b , b ,…( b 为常数, b ≠0)
B. 22,42,62,82,…
C. 1,- , ,- ,…
D. , , , ,…
解析: A选项中的数列为常数列,公比为1,所以该数列是等
比数列;B选项中, ≠ ,所以该数列不是等比数列;C选项中的
数列是首项为1,公比为- 的等比数列;D选项中的数列是首项为
,公比为 的等比数列.故选A、C、D.
通性通法
判断一个数列是否为等比数列的方法
定义法: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,那么这个数列是等比数列,否则,不是等比数列,
且等比数列中任意一项不能为0,对于含参的数列需要分类讨论.
【跟踪训练】
判断下列数列是否是等比数列,如果是,写出它的公比.
(1)1, , , , ,…;
(2)10,10,10,10,10,…;
(3) ,( )2,( )3,( )4,…;
(4)1,0,1,0,1,0,…;
(5)1,-4,16,-64,256,….
解:(1)不是等比数列.
(2)是等比数列,公比为1.
(3)是等比数列,公比为 .
(4)不是等比数列.
(5)是等比数列,公比为-4.
题型二 等比中项及应用
【例2】 (多选)如果-1, a , b , c ,-9成等比数列,那么
( )
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.
通性通法
应用等比中项需注意的问题
(1)由等比中项的定义可知 = G2= ab G =± ,所以
只有 a , b 同号时, a , b 的等比中项有两个,异号时,没有
等比中项;
(2)在一个等比数列中,从第二项起,每一项(有穷数列的末项除
外)都是它的前一项和后一项的等比中项.
【跟踪训练】
(2024·丽水月考)在等差数列{ an }中, a3=0.如果 ak 是 a6与 ak+6的
等比中项,那么 k = .
解析:设等差数列{ an }的公差为 d ,由题意得 a3= a1+2 d =0,∴ a1
=-2 d .又∵ ak 是 a6与 ak+6的等比中项,∴ = a6 ak+6,即[ a1+( k
-1) d ]2=( a1+5 d )·[ a1+( k +5) d ],[( k -3) d ]2=3 d ·( k
+3) d ,解得 k =9或 k =0(舍去).
9
题型三 等比数列中基本量的运算
【例3】 在等比数列{ an }中,
(1) a5=8, a7=2, an >0,求 an ;
(1)因为所以
由 得 q2= ,因为 an >0,所以 q = , a1=128,所以 an =
a1· qn-1=128×( ) n-1=( ) n-8.
解:设数列{ an }的公比为 q .
(2) an =625, n =4, q =5,求 a1;
解: a1= = =5,解得 a1=5.
(3) a2+ a5=18, a3+ a6=9, an =1,求 n .
解: 因为
由 得 q = ,所以 a1=32.
又 an =1,所以32×( ) n-1=1,
即26- n =20,解得 n =6.
通性通法
关于等比数列基本量的运算
(1) a1和 q 是等比数列的两个基本量,解决相应问题时,只要求出这
两个基本量,其余的量便可以得出;
(2)等比数列的通项公式涉及4个量 a1, an , n , q ,只要知道其中
任意三个就能求出另外一个,解题时常列方程(组)来解决.
【跟踪训练】
1. (2024·珠海月考)在等比数列{ an }中, a2+ a4=1, a6+ a8=9,
则 a2=( )
A. B. C. D. 4
解析: 由题得解得 q2=3,∴ q = 或 q =
- .当 q = 时, a1= ;当 q =- 时, a1=- .∴ a2= a1
q = .
2. 设数列{ an }是各项均为正数的等比数列, a3=8, a4+ a5=48,则
数列{ an }的通项公式为 .
解析:设等比数列的公比为 q ( q >0),因为 a3=8, a4+ a5=
48,所以则 q2+ q -6=0,所以( q -2)( q
+3)=0,解得 q =2或 q =-3(舍去),所以 a1=2,所以 an = a1
qn-1=2 n .
an =2 n
1. 下列数列为等比数列的是( )
A. 2,22,3×22,…
B. , , ,…
C. s -1,( s -1)2,( s -1)3,…
D. 0,0,0,…
解析: A项不满足定义,C项可为0,D项不符合定义.故选B.
2. 数列- , ,- , ,…的通项公式为 an = (- ) n .
解析:该数列是以- 为公比,- 为首项的等比数列,则 an =
(- ) n .
3. 等比数列{ an }中, a1= , q =2,则 a4与 a8的等比中项为 .
解析: a4= a1 q3= ×23=1, a8= a1 q7= ×27=16,∴ a4与 a8的
等比中项为± =±4.
(- ) n
±4
4. 在等比数列{ an }中,
(1)已知 an =128, a1=4, q =2,求 n ;
解: ∵ an = a1· qn-1=128, a1=4, q =2,
∴4·2 n-1=128,∴2 n-1=32,
∴ n -1=5, n =6.
(2)已知 a1=2, a3=8,求公比 q 和通项公式.
解: ∵ a3= a1· q2,即8=2 q2,
∴ q2=4,∴ q =±2.
当 q =2时, an = a1 qn-1=2·2 n-1=2 n ,
当 q =-2时, an = a1 qn-1=2·(-2) n-1=(-1) n-12 n .
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 在数列{ an }中, an+1=2 an ,且 a1=1,则 a4=( )
A. 4 B. 6
C. 8 D. 16
解析: 因为 an+1=2 an , a1=1,所以{ an }为公比为2的等比数
列,所以 a4= a1·23=8,故选C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2. 已知 a 是1,2的等差中项, b 是-1,-16的等比中项,则 ab =
( )
A. 6 B. -6
C. ±6 D. ±12
解析: ∵ a = = , b2=(-1)×(-16)=16, b =
±4,∴ ab =±6.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3. 设 a1=2,数列{1+2 an }是公比为3的等比数列,则 a6=( )
A. 607.5 B. 608
C. 607 D. 159
解析: 因为1+2 an =(1+2 a1)×3 n-1,所以1+2 a6=5×35,
所以 a6= =607.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4. (2024·聊城月考)已知等差数列{ an }的公差为1,且 a2, a4, a7成
等比数列,则 an =( )
A. 2 n +1 B. 2 n +2
C. n +1 D. n +2
解析: 因为 a2, a4, a7成等比数列,故 = a2 a7,又因为等差
数列{ an }的公差为1,即( a1+3)2=( a1+1)( a1+6),解得
a1=3,所以 an = a1+( n -1) d = n +2.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
5. (多选)如果数列{ an }是等比数列,那么( )
A. 数列{ }是等比数列
B. 数列{ }是等比数列
C. 数列{lg an }是等差数列
D. 数列{ kan }( k ≠0)是等比数列
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解析: 设{ an }的公比为 q , bn = ,则 = =
( )2= q2,所以{ }是等比数列; = ≠常数;
当 an <0时,lg an 无意义;设 cn = kan ,则 = = q ,所以
{ kan }是等比数列.故选A、D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6. (多选)已知正项等比数列{ an }满足 a1=2, a4=2 a2+ a3,若设其
公比为 q ,则( )
A. q =2 B. an =2 n
C. 18是数列中的项 D. an + an+1< an+2
解析: 由题意可得2 q3=4 q +2 q2,即 q2- q -2=0,解得 q
=2(负值舍去),选项A正确; an =2×2 n-1=2 n ,选项B正确,C
错误; an + an+1=3 an ,而 an+2=4 an >3 an ,选项D正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
7. 若数列{ an }是等比数列,且 an =3 n-1+ a -2,则 a = .
解析:由题意可得, a1= a -1, a2= a +1, a3= a +7,所以
= ,解得 a =2.
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
8. 写出一个公比为3,且第三项小于1的等比数列 an =
.
解析:设数列{ an }的公比为 q ,则 q =3,由已知可得 a3<1,∴9 a1
<1,∴ a1< ,故 a1可取 ,故满足条件的等比数列的通项公式
可能为 an = ×3 n-1.
×3 n-1
(答案不唯一)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
9. 已知{ an }是等比数列, a1= , a2=4,则 a3= , a1 a2 a3 a4 a5
a6= .
解析:因为数列{ an }是等比数列,且 a1= , a2=4.所以等比数列
{ an }的公比 q = =8,所以 a3= a2 q =4×8=32,所以 a1 a2 a3 a4 a5
a6= · q15=(2-1)6×(23)15=239.
32
239
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
10. 在等比数列{ an }中, a3=32, a5=8.
(1)求数列{ an }的通项公式 an ;
解:因为 a5= a1 q4, a3= a1 q2,所以 q2= = , a1=128.
所以 q =± .
当 q = 时, an = a1 qn-1=128×( ) n-1=28- n ;
当 q =- 时, an = a1 qn-1=128×(- ) n-1=(-1) n-
128- n .所以 an =28- n 或 an =(-1) n-128- n .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(2)若 an = ,求 n .
解: 当 an = 时,即28- n = 或(-1) n-128- n = ,
解得 n =9.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
11. 已知不等式 x2-5 x -6<0的解集中有三个整数解,构成等比数列
{ an }的前三项,则数列{ an }的第四项是( )
A. 8 B. C. 8或2 D. 8或
解析: 不等式 x2-5 x -6<0的解集为{ x |-1< x <6},其中
成等比数列的三个整数为1,2,4,若数列前3项为1,2,4,则第
4项为8,若数列前3项为4,2,1,则第4项为 .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
12. 若正项数列{ an }满足 a1=2, -3 an+1 an -4 =0,则数列
{ an }的通项公式 an =( )
A. 22 n-1 B. 2 n C. 22 n+1 D. 22 n-3
解析: 由 -3 an+1 an -4 =0,得( an+1-4 an )·( an+
1+ an )=0.又{ an }是正项数列,所以 an+1-4 an =0, =4.由
等比数列的定义知数列{ an }是以2为首项,4为公比的等比数列.
由等比数列的通项公式,得 an =2×4 n-1=22 n-1.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
13. 一个各项均为正数的等比数列,其每一项都等于它后面的相邻两
项之和,则公比 q = .
解析:由题意得 an = an+1+ an+2,所以1= q + q2,即 q2+ q -1=
0,解得 q = 或 q = (舍去).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
14. 在① a3=5, a2+ a5=6 b2;② b2=2, a3+ a4=3 b3,两个条件中
任选一个,补充在下面的问题中,并解答.
已知等差数列{ an }的公差为 d ( d >1),前 n 项和为 Sn ,等比数
列{ bn }的公比为 q ,且 a1= b1, d = q , ,求数列{ an },{ bn }
的通项公式.
注:如果选择两个条件分别解答,则按第一个解答计分.
解:选条件①:因为 a3=5,所以 a1+2 d =5,因为 a2+ a5=6 b2,
a1= b1, d = q ,所以2 a1+5 d =6 a1 d ,联立
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解得或(舍去),则 a1= b1=1, d = q
=2,故 an = a1+( n -1) d =2 n -1, bn = b1 qn-1=2 n-1.
选条件②:因为 b2=2, a1= b1, d = q ,所以 a1 d =2,
因为 a3+ a4=3 b3,所以2 a1+5 d =3 a1 d2,
联立
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解得或(舍去),
则 a1= b1=1, d = q =2,
故 an = a1+( n -1) d =2 n -1, bn = b1 qn-1=2 n-1.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
15. 如图给出了一个“三角形数阵”,已知每一列数成等差数列,从
第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,记
第 i 行第 j 列的数为 aij ( i , j ∈N*),则 a53的值为( )
,
, ,
…
A. B.
C. D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解析: 第一列数构成首项为 ,公差为 的等差数列,所以 a51
= +(5-1)× = .又因为从第三行起每一行数成等比数列,
而且每一行的公比都相等,所以第5行构成首项为 ,公比为 的
等比数列,所以 a53= × = .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
16. 在△ ABC 中,角 A , B , C 的对边分别是 a , b , c ,若 a , b , c
成等比数列,且 a2- c2= ac - bc ,求角 A 的大小及 的值.
解:∵ a , b , c 成等比数列,∴ b2= ac ,
又 a2- c2= ac - bc ,∴ a2- c2= b2- bc ,即 b2+ c2- a2= bc ,
在△ ABC 中,由余弦定理得 cos A = = = ,∴ A =
60°.在△ ABC 中,由正弦定理得 sin B = ,
∴ = = sin A = .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
谢 谢 观 看!第1课时 等比数列的概念及通项公式
1.在数列{an}中,an+1=2an,且a1=1,则a4=( )
A.4 B.6
C.8 D.16
2.已知a是1,2的等差中项,b是-1,-16的等比中项,则ab=( )
A.6 B.-6
C.±6 D.±12
3.设a1=2,数列{1+2an}是公比为3的等比数列,则a6=( )
A.607.5 B.608
C.607 D.159
4.(2024·聊城月考)已知等差数列{an}的公差为1,且a2,a4,a7成等比数列,则an=( )
A.2n+1 B.2n+2
C.n+1 D.n+2
5.(多选)如果数列{an}是等比数列,那么( )
A.数列{}是等比数列 B.数列{}是等比数列
C.数列{lg an}是等差数列 D.数列{kan}(k≠0)是等比数列
6.(多选)已知正项等比数列{an}满足a1=2,a4=2a2+a3,若设其公比为q,则( )
A.q=2 B.an=2n
C.18是数列中的项 D.an+an+1<an+2
7.若数列{an}是等比数列,且an=3n-1+a-2,则a= .
8.写出一个公比为3,且第三项小于1的等比数列an= .
9.已知{an}是等比数列,a1=,a2=4,则a3= ,a1a2a3a4a5a6= .
10.在等比数列{an}中,a3=32,a5=8.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若an=,求n.
11.已知不等式x2-5x-6<0的解集中有三个整数解,构成等比数列{an}的前三项,则数列{an}的第四项是( )
A.8 B.
C.8或2 D.8或
12.若正项数列{an}满足a1=2,-3an+1an-4=0,则数列{an}的通项公式an=( )
A.22n-1 B.2n
C.22n+1 D.22n-3
13.一个各项均为正数的等比数列,其每一项都等于它后面的相邻两项之和,则公比q= .
14.在①a3=5,a2+a5=6b2;②b2=2,a3+a4=3b3,两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.
已知等差数列{an}的公差为d(d>1),前n项和为Sn,等比数列{bn}的公比为q,且a1=b1,d=q, ,求数列{an},{bn}的通项公式.
注:如果选择两个条件分别解答,则按第一个解答计分.
15.如图给出了一个“三角形数阵”,已知每一列数成等差数列,从第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,记第i行第j列的数为aij(i,j∈N*),则a53的值为( )
,
,,
…
A. B.
C. D.
16.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a,b,c成等比数列,且a2-c2=ac-bc,求角A的大小及的值.
4.3.1 等比数列的概念
第1课时 等比数列的概念及通项公式
1.C 因为an+1=2an,a1=1,所以{an}为公比为2的等比数列,所以a4=a1·23=8,故选C.
2.C ∵a==,b2=(-1)×(-16)=16,b=±4,∴ab=±6.
3.C 因为1+2an=(1+2a1)×3n-1,所以1+2a6=5×35,所以a6==607.
4.D 因为a2,a4,a7成等比数列,故=a2a7,又因为等差数列{an}的公差为1,即(a1+3)2=(a1+1)(a1+6),解得a1=3,所以an=a1+(n-1)d=n+2.
5.AD 设{an}的公比为q,bn=,则==()2=q2,所以{}是等比数列;=≠常数;当an<0时,lg an无意义;设cn=kan,则==q,所以{kan}是等比数列.故选A、D.
6.ABD 由题意可得2q3=4q+2q2,即q2-q-2=0,解得q=2(负值舍去),选项A正确;an=2×2n-1=2n,选项B正确,C错误;an+an+1=3an,而an+2=4an>3an,选项D正确.
7.2 解析:由题意可得,a1=a-1,a2=a+1,a3=a+7,所以=,解得a=2.
8.×3n-1(答案不唯一) 解析:设数列{an}的公比为q,则q=3,由已知可得a3<1,∴9a1<1,∴a1<,故a1可取,故满足条件的等比数列的通项公式可能为an=×3n-1.
9.32 239 解析:因为数列{an}是等比数列,且a1=,a2=4.所以等比数列{an}的公比q==8,所以a3=a2q=4×8=32,所以a1a2a3a4a5a6=·q15=(2-1)6×(23)15=239.
10.解:(1)因为a5=a1q4,a3=a1q2,
所以q2==,a1=128.
所以q=±.
当q=时,an=a1qn-1=128×()n-1=28-n;
当q=-时,an=a1qn-1=128×(-)n-1=(-1)n-128-n.
所以an=28-n或an=(-1)n-128-n.
(2)当an=时,即28-n=或(-1)n-128-n=,解得n=9.
11.D 不等式x2-5x-6<0的解集为{x|-1<x<6},其中成等比数列的三个整数为1,2,4,若数列前3项为1,2,4,则第4项为8,若数列前3项为4,2,1,则第4项为.
12.A 由-3an+1an-4=0,得(an+1-4an)·(an+1+an)=0.又{an}是正项数列,所以an+1-4an=0,=4.由等比数列的定义知数列{an}是以2为首项,4为公比的等比数列.由等比数列的通项公式,得an=2×4n-1=22n-1.
13. 解析:由题意得an=an+1+an+2,所以1=q+q2,即q2+q-1=0,解得q=或q=(舍去).
14.解:选条件①:因为a3=5,所以a1+2d=5,因为a2+a5=6b2,a1=b1,d=q,所以2a1+5d=6a1d,联立
解得或(舍去),则a1=b1=1,d=q=2,
故an=a1+(n-1)d=2n-1,bn=b1qn-1=2n-1.
选条件②:因为b2=2,a1=b1,d=q,所以a1d=2,
因为a3+a4=3b3,所以2a1+5d=3a1d2,
联立
解得或(舍去),
则a1=b1=1,d=q=2,
故an=a1+(n-1)d=2n-1,bn=b1qn-1=2n-1.
15.C 第一列数构成首项为,公差为的等差数列,所以a51=+(5-1)×=.又因为从第三行起每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,所以第5行构成首项为,公比为的等比数列,所以a53=×=.
16.解:∵a,b,c成等比数列,∴b2=ac,
又a2-c2=ac-bc,∴a2-c2=b2-bc,即b2+c2-a2=bc,
在△ABC中,由余弦定理得cos A===,∴A=60°.
在△ABC中,由正弦定理得sin B=,
∴==sin A=.
2 / 24.3.1 等比数列的概念
新课程标准解读 核心素养
1.通过生活中的实例,理解等比数列、等比中项的概念 数学抽象
2.掌握等比数列的通项公式,能运用公式解决相关问题 逻辑推理、数学运算
3.能根据等比数列的定义推出等比数列的性质,并能运用这些性质简化运算 逻辑推理、数学运算
4.体会等比数列与指数函数的关系 数学抽象
第1课时 等比数列的概念及通项公式
我国古代数学名著《孙子算经》中有一个有趣的问题叫“出门望九堤”:“今有出门望九堤,堤有九木,木有九枝,枝有九巢,巢有九禽,禽有九雏,雏有九毛,毛有九色,问各有几何?”
【问题】 (1)你能写出“出门望九堤”问题构成的数列吗?
(2)根据数列相邻两项的关系,上述数列有什么特点?
知识点一 等比数列的定义
文字语言 一般地,如果一个数列从第 项起,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q表示(显然q≠0)
符号语言 = (q为常数,q≠0,n∈N*)
提醒 理解等比数列概念的注意点:①“从第2项起”,也就是说等比数列中至少含有三项;②“每一项与它的前一项的比”不可理解为“每相邻两项的比”;③公比q可正,可负,但不能为0,它是一个与n无关的非零常数.
【想一想】
若一个数列从第2项起每一项与前一项的比为常数,则该数列一定是等比数列吗?
知识点二 等比中项
如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成 ,那么G叫做a与b的等比中项.此时,G2= .
【想一想】
任何两个非零实数都有等比中项吗?
知识点三 等比数列的通项公式
设等比数列{an}的首项为a1,公比为q(q≠0),则通项公式为an= .
提醒 类似于等差数列与一次函数的关系,由an=·qn可知,当q>0且q≠1时,等比数列{an}的第n项an是函数f(x)=·qx(x∈R)当x=n时的函数值,即an=f(n).a1>0,q>1的情形如图所示.
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)数列1,-1,1,-1,…是等比数列.( )
(2)若数列{an}满足=2,=2,则{an}为等比数列.( )
(3)任何常数列都是等比数列.( )
(4)数列a,G,b成等比数列的充要条件是G2=ab.( )
2.等比数列{an}中,a1=3,公比q=2,则a5=( )
A.32 B.-48 C.48 D.96
3.等比数列{an}中,a2=3,a4=27,则公比q= .
4.4与16的等比中项是 .
题型一 等比数列的概念
【例1】 (多选)下列数列是等比数列的是( )
A.b,b,b,b,…(b为常数,b≠0)
B.22,42,62,82,…
C.1,-,,-,…
D.,,,,…
通性通法
判断一个数列是否为等比数列的方法
定义法: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,那么这个数列是等比数列,否则,不是等比数列,且等比数列中任意一项不能为0,对于含参的数列需要分类讨论.
【跟踪训练】
判断下列数列是否是等比数列,如果是,写出它的公比.
(1)1,,,,,…;
(2)10,10,10,10,10,…;
(3),()2,()3,()4,…;
(4)1,0,1,0,1,0,…;
(5)1,-4,16,-64,256,….
题型二 等比中项及应用
【例2】 (多选)如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( )
A.b=3 B.b=-3 C.ac=9 D.ac=-9
通性通法
应用等比中项需注意的问题
(1)由等比中项的定义可知= G2=ab G=±,所以只有a,b同号时,a,b的等比中项有两个,异号时,没有等比中项;
(2)在一个等比数列中,从第二项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项和后一项的等比中项.
【跟踪训练】
(2024·丽水月考)在等差数列{an}中,a3=0.如果ak是a6与ak+6的等比中项,那么k= .
题型三 等比数列中基本量的运算
【例3】 在等比数列{an}中,
(1)a5=8,a7=2,an>0,求an;
(2)an=625,n=4,q=5,求a1;
(3)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n.
通性通法
关于等比数列基本量的运算
(1)a1和q是等比数列的两个基本量,解决相应问题时,只要求出这两个基本量,其余的量便可以得出;
(2)等比数列的通项公式涉及4个量a1,an,n,q,只要知道其中任意三个就能求出另外一个,解题时常列方程(组)来解决.
【跟踪训练】
1.(2024·珠海月考)在等比数列{an}中,a2+a4=1,a6+a8=9,则a2=( )
A. B. C. D.4
2.设数列{an}是各项均为正数的等比数列,a3=8,a4+a5=48,则数列{an}的通项公式为 .
1.下列数列为等比数列的是( )
A.2,22,3×22,…
B.,,,…
C.s-1,(s-1)2,(s-1)3,…
D.0,0,0,…
2.数列-,,-,,…的通项公式为an= .
3.等比数列{an}中,a1=,q=2,则a4与a8的等比中项为 .
4.在等比数列{an}中,
(1)已知an=128,a1=4,q=2,求n;
(2)已知a1=2,a3=8,求公比q和通项公式.
第1课时 等比数列的概念及通项公式
【基础知识·重落实】
知识点一
2 同一个常数 公比 q
想一想
提示:不一定,根据等比数列的定义,只有比值为同一个常数时,该数列才是等比数列.
知识点二
等比数列 ab
想一想
提示:不一定,只有a,b同号时才有等比中项.
知识点三
a1qn-1
自我诊断
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.C a5=a1q4=3×24=48.
3.±3 解析:设等比数列{an}的首项为a1,则解得q2=9,所以q=±3.
4.±8 解析:由G2=4×16=64得G=±8.
【典型例题·精研析】
【例1】 ACD A选项中的数列为常数列,公比为1,所以该数列是等比数列;B选项中,≠,所以该数列不是等比数列;C选项中的数列是首项为1,公比为-的等比数列;D选项中的数列是首项为,公比为的等比数列.故选A、C、D.
跟踪训练
解:(1)不是等比数列.
(2)是等比数列,公比为1.
(3)是等比数列,公比为.
(4)不是等比数列.
(5)是等比数列,公比为-4.
【例2】 BC ∵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.
跟踪训练
9 解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意得a3=a1+2d=0,∴a1=-2d.又∵ak是a6与ak+6的等比中项,∴=a6ak+6,即[a1+(k-1)d]2=(a1+5d)·[a1+(k+5)d],[(k-3)d]2=3d·(k+3)d,解得k=9或k=0(舍去).
【例3】 解:设数列{an}的公比为q.
(1)因为所以
由得q2=,因为an>0,所以q=,a1=128,所以an=a1·qn-1=128×()n-1=()n-8.
(2)a1===5,解得a1=5.
(3)因为
由得q=,所以a1=32.
又an=1,所以32×()n-1=1,
即26-n=20,解得n=6.
跟踪训练
1.A 由题得解得q2=3,∴q=或q=-.当q=时,a1=;当q=-时,a1=-.∴a2=a1q=.
2.an=2n 解析:设等比数列的公比为q(q>0),因为a3=8,a4+a5=48,所以则q2+q-6=0,所以(q-2)(q+3)=0,解得q=2或q=-3(舍去),所以a1=2,所以an=a1qn-1=2n.
随堂检测
1.B A项不满足定义,C项可为0,D项不符合定义.故选B.
2.(-)n 解析:该数列是以-为公比,-为首项的等比数列,则an=(-)n.
3.±4 解析:a4=a1q3=×23=1,a8=a1q7=×27=16,∴a4与a8的等比中项为±=±4.
4.解:(1)∵an=a1·qn-1=128,a1=4,q=2,
∴4·2n-1=128,∴2n-1=32,
∴n-1=5,n=6.
(2)∵a3=a1·q2,即8=2q2,
∴q2=4,∴q=±2.
当q=2时,an=a1qn-1=2·2n-1=2n,
当q=-2时,an=a1qn-1=2·(-2)n-1=(-1)n-12n.
3 / 3