(共53张PPT)
第2课时
等比数列的判定及性质
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
1915年,波兰数学家谢尔宾斯基创造了一个美妙的“艺术品”,被人们称为谢尔宾斯基三角形,如图所示.我们来数一数图中那些白色的同一类三角形的个数,可以得到一列数:1,3,9,27,…,我们知道这是一个等比数列.
【问题】 在等差数列{ an }中有这样的性质:若 m + n = p + q ,那么
am + an = ap + aq ,用上述情境中的数列验证,在等比数列中是否有
类似的性质?
知识点 等比数列{ an }的常用性质
{ an }是等比数列,首项为 a1,公比为 q ,则
(1) an = am · ( n , m ∈N*);
(2)若 m + n = p + q ( m , n , p , q ∈N*),则 ;
特别地,①若 m + n =2 r ,则 aman = , m , n , r ∈N*;
② a1 an = a2 an-1=…= aian+1- i =…( i =1,2,3,…, n );
(3)若 m + n + t = p + r + s ,则 amanat = aparas ,其中 m , n , t ,
p , r , s ∈N*;
qn- m
aman = apaq
(4)若 m , n , p ( m , n , p ∈N*)成等差数列,则 am , an , ap 成
等比数列.
【想一想】
等比数列两项之间的关系 an = amqn- m 中,当 n ≤ m 时成立吗?
提示:成立.
1. (2024·日照月考)在等比数列{ an }中, a2=27, q =- ,则 a5=
( )
A. -3 B. 3
C. -1 D. 1
解析: a5= a2· q3=27×(- )3=-1.
2. 公比为2的等比数列{ an }的各项都是正数,且 a3 a11=16,则 a5
= .
解析:由等比数列的性质,知 = a3 a11=16.又数列{ an }的各项
都是正数,所以 a7=4.又 a7= a5× q2,则 a5= =1.
1
3. 在等比数列{ an }中,若 a3 a4 a5=3, a6 a7 a8=24,试求 a9 a10
a11的值.
解:因为{ an }为等比数列,所以 a3 a4 a5, a6 a7 a8, a9 a10 a11仍为等
比数列,公比 q = = =8,
所以 a9 a10 a11=( a6 a7 a8)· q =24×8=192.
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 等比数列的判定与证明
【例1】 已知数列{ an }中, a1=1, an+1=2 an + n -1.
(1)求证:数列{ an + n }为等比数列;
解: 证明:由 an+1=2 an + n -1,得 an+1+ n +1=2 an +2
n =2( an + n ),易知 an + n ≠0,∴ =2,且 a1+1=2,∴数列 { an + n }是首项与公比都为2的等比数列.
(2)求数列{ an }的通项公式.
解:由(1)得 an + n =2·2 n-1=2 n ,∴ an =2 n - n .
通性通法
判定或证明数列为等比数列的常用方法
(1)定义法: = q ( q 为常数且 q ≠0)等价于{ an }是等比数列;
(2)通项公式法: an = a1 qn-1( a1≠0且 q ≠0)等价于{ an }是
等比数列;
(3)等比中项法:若对于任意连续非零三项 an-1, an , an+1,都有
= an-1 an+1( n ≥2且 n ∈N*),则数列{ an }是等比数列.
提醒 证明一个数列是等比数列,只能用定义法或等比中项法.
【跟踪训练】
1. 数列{ an }中,“ = an-1 an+1对任意 n ≥2且 n ∈N*都成立”是
“{ an }是等比数列”的( )
A. 必要不充分条件
B. 充分不必要条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
解析: 易知“{ an }是等比数列”能推出“ = an-1 an+1对任
意 n ≥2且 n ∈N*都成立”.当 n ≥2时,若 an = an-1= an+1=0,满
足 = an-1 an+1,此时{ an }不是等比数列.故“ = an-1 an+1对
任意 n ≥2且 n ∈N*都成立”是“{ an }是等比数列”的必要不充分
条件,故选A.
2. 已知数列{ an }的前 n 项和为 Sn ,且 Sn = ( an -1)( n ∈N*).证
明:数列{ an }是等比数列.
证明:因为 Sn = ( an -1),所以 Sn+1= ( an+1-1),
两式相减,得 an+1= an+1- an ,即 an+1=- an .
又当 n =1时, a1= S1= ( a1-1),所以 a1=- .
所以数列{ an }是首项为- ,公比为- 的等比数列.
题型二 等比数列性质的应用
【例2】 在等比数列{ an }中:
(1)已知 a5=4, a9=16,则 a7= ;
解析: 设等比数列{ an }的公比为 q ,则 a7= a5 q2>0.由等
比中项的性质可得 = a5 a9=64,解得 a7=8.
(2)若 an >0, a5 a7+2 a6 a8+ a6 a10=49,则 a6+ a8= ;
解析: 由等比中项,化简条件得 +2 a6 a8+ =49,即
( a6+ a8)2=49,因为 an >0,所以 a6+ a8=7.
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(3)若 an >0, a5 a6=9,则log3 a1+log3 a2+…+log3 a10= .
解析: 由等比数列的性质知 a5 a6= a1 a10= a2 a9= a3 a8= a4
a7=9,所以log3 a1+log3 a2+…+log3 a10=log3( a1 a2·…· a10)=
log3[( a1 a10)( a2 a9)( a3 a8)·( a4 a7)( a5 a6)]=log395=
10.
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通性通法
利用等比数列的性质解题
(1)基本思路:充分发挥项的“下标”的指导作用,分析等比数列
项与项之间的关系,选择恰当的性质解题;
(2)优缺点:简便快捷,但是适用面窄,有一定的思维含量.
【跟踪训练】
1. 已知在等比数列 中,有 a3 a7 a10=9,则 a4 =( )
A. 3 B. 9
C. 20 D. 无法计算
解析: 由等比数列多项之间的下标和的关系可知3+7+10=4
+8+8,故 a4 =9.
2. (2024·台州月考)在等比数列{ an }中, a6· a12=6, a4+ a14=5,
则 =( )
A. 或 B.
C. 或 D. 或
解析: 由 a6· a12= a4· a14=6,且 a4+ a14=5,解得 a4=2, a14=
3或 a4=3, a14=2,若 a4=2, a14=3,则 q10= ,即 = ;若 a4
=3, a14=2,则 q10= ,即 = .
题型三 等比数列与指数函数的关系
【例3】 (2024·安阳质检)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
解析: 如等比数列{(-1) n }的公比为-1,是摆动数列,不具有
单调性;等比数列{( ) n }的公比为 ,是递减数列;等比数列{-
( ) n }的公比为 ,是递增数列.
通性通法
判断等比数列{ an }的单调性的方法
(1)当 q >1, a1>0或0< q <1, a1<0时,数列{ an }是递增数列;
(2)当 q >1, a1<0或0< q <1, a1>0时,数列{ an }是递减数列;
(3)当 q =1时,数列{ an }是常数列;当 q <0时,数列{ an }是摆
动数列.
【跟踪训练】
1. 设{ an }是等比数列,则“ a1< a2”是“数列{ an }是递增数列”的
( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
解析: 设等比数列{ an }的公比为 q ,由 a1< a2,可得 a1( q -
1)>0,解得或此时数列{ an }不一定是
递增数列;若数列{ an }为递增数列,可得或
所以“ a1< a2”是“数列{ an }为递增数列”的必要不充分条件.
2. 若等比数列{ an }是递减数列,且 a2+ a4=30, a2 a4=144,则公比 q
= .
解析:∵ a2+ a4=30, a2 a4=144,∴ a2, a4是方程 x2-30 x +144
=0的两个实数根( a2> a4),∴ a2=24, a4=6,∴ q2= = =
,解得 q = 或 q =- (舍去).
1. 在等比数列{ an }中,若 a3=8, a6=64,则公比 q =( )
A. 2 B. 3
C. 4 D. 8
解析: 由 a6= a3 q3,得 q3=8,所以 q =2.
2. 在等比数列{ an }中,若 a2 a6+ =π,则 a3 a5=( )
A. B.
C. D.
解析: 因为 a2 a6= = a3 a5,所以 a3 a5= .
3. 在等比数列{ an }中,已知 a1>0,8 a2- 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8 a2- a5=0,可知 = q3=8,解得 q =2.又 a1>0,
所以数列{ an }为递增数列.
4. 已知数列{ an }的前 n 项和为 Sn =2 n + a ,试判断{ an }是否是等
比数列.
解: an = Sn - Sn-1=2 n + a -2 n-1- a =2 n-1( n ≥2).当 n ≥2
时, = =2;
当 n =1时, = = .
故当 a =-1时,数列{ an }成等比数列,其首项为1,公比为2;当 a
≠-1时,数列{ an }不是等比数列.
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 已知等比数列{ an }中, a1=1, a3= ,则 a5=( )
A. ± B. -
C. D. ±
解析: 根据等比数列的性质可知 a1 a5= a5= = .
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2. 若数列{ an }是公比为 q 的递增等比数列,则( )
A. a1>0, q >1 B. a1( q -1)>0
C. ( a1-1) q >0 D. ( a1-1) q <0
解析: 依题意,不妨设 a1=1, q =2,数列是递增的等比数
列,由此判断C、D选项错误.设 a1=-1, q = ,数列是递增的等
比数列,由此判断A选项不正确.故正确的选项为B.
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3. (2024·漯河月考)已知数列{ an }满足 an+1= an ,若 a4+ a5=2,
则 a3+ a4=( )
A. B. 1
C. 4 D. 8
解析: 由已知, an+1= an ,则 = ,所以数列{ an }是以
为公比的等比数列,则 a4+ a5= q ·( a3+ a4)= ( a3+ a4)=
2,所以 a3+ a4=8.
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4. 在等比数列{ an }中, a3 a4 a6 a7=81,则 a1 a9=( )
A. 9 B. -9
C. ±9 D. 18
解析: 因为{ an }为等比数列,所以 a3 a7= a4 a6= a1 a9.所以( a1
a9)2=81,即 a1 a9=±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 a1 a9=9.
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5. 数列{ an }满足 a1=1, an+1= tan + t ( n ∈N*, t ≠0),则“ t =
”是“数列{ an }是等比数列”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
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解析: 当 t = 时,由 a1=1得 a2= + =1, a3= + =
1,…, an =1,所以{ an }是等比数列,充分性成立;反之若{ an }
是等比数列,则 a2= ta1+ t =2 t , a3= ta2+ t =2 t2+ t ,又因为
a1, a2, a3也成等比数列,所以 = a1 a3,即4 t2=2 t2+ t ,又 t
≠0,所以 t = ,此时 an =1( n ∈N*),满足题意,必要性也成
立.所以“ t = ”是“数列{ an }是等比数列”的充要条件.故选C.
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6. (多选)已知等比数列{ an },则下面式子对任意正整数 k 都成立的
是( )
A. ak · ak+1>0 B. ak · ak+2>0
C. ak · ak+1· ak+2>0 D. ak · ak+1· ak+2· ak+3>0
解析: 对于A,当 q <0时, ak · ak+1<0,A不一定成立;对于
B, ak · ak+2=( akq )2>0,B成立;对于C, ak · ak+1· ak+2=( ak+
1)3>0不一定成立,C不一定成立;对于D, ak · ak+1· ak+2· ak+3=
( ak+1· ak+2)2>0一定成立,故选B、D.
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7. (2024·镇江月考)在等比数列{ an }中,存在正整数 m ,有 am =
3, am+5=24,则 am+15= .
解析:由题意知 q5= =8, am+15= am · q15=3×83=1 536.
1 536
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8. 已知等比数列{ an }中, am · am+10= a , am+20· am+30= b ( m
∈N*),则 am+40· am+50= .
解析:由等比数列性质 an+ p = an · qp , b = am+20· am+30= am · q20· am
+10· q20=( am · am+10) q40= aq40,∴ q40= ,故 am+40· am+50=
( am · am+10)· q80= a ·( )2= .
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9. 在等比数列{ an }中,若 a7+ a8+ a9+ a10= , a8 a9=- , 则
+ + + = - .
解析:∵ + = , + = ,又 a8 a9= a7 a10,
∴ + + + = = =- .
-
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10. (2024·三明质检)已知等比数列{ an }的各项均为正数,且2 a1+3
a2=1, =9 a2 a6.
(1)求数列{ an }的通项公式;
解:设数列{ an }的公比为 q ,
由 =9 a2 a6得 =9 ,所以 q2= .由已知 q >0,故 q = .
由2 a1+3 a2=1得2 a1+3 a1 q =1,所以 a1= .
故数列{ an }的通项公式为 an = .
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(2)设 bn =log3 a1+log3 a2+…+log3 an ,求数列{ bn }的通
项公式.
解: bn =log3 a1+log3 a2+…+log3 an
=-(1+2+…+ n )=- .
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11. 若正项等比数列{ an }满足 a1 a5=4,当 + 取最小值时,数列
的公比 q =( )
A. 1 B. 2 C. ±1 D. ±2
解析: 设正项等比数列{ an }的公比为 q ( q >0),因为 a1 a5
=4,所以由等比数列的性质可得 a2 a4=4,因此 + ≥2
=2,当且仅当 = ,即 = q2=4,即 q =2(负值舍
去)时,等号成立.所以数列{ an }的公比是2.
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12. 在等比数列{ an }中,已知 a1>0,则“ a2> a3”是“ a3> a6”的
( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
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解析: ∵ a2> a3,∴ a1 q > a1 q2,又 a1>0,∴ q > q2,解得0
< q <1,∴等比数列{ an }是递减数列,∴ a3> a6,∴充分性成
立.反之,由 a3> a6,得 a1 q2> a1 q5,又 a1>0,∴1> q3,∴ q <1
且 q ≠0,∴等比数列{ an }是递减数列或摆动数列,不一定得出 a2
> a3,∴必要性不成立.∴“ a2> a3”是“ a3> a6”的充分不必要
条件,故选A.
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13. 已知两个等比数列{ an },{ bn },满足 a1= a ( a >0), b1- a1=
1, b2- a2=2, b3- a3=3.若数列{ an }唯一,则 a 的值为 .
解析:设{ an }的公比为 q ,由 b1=1+ a , b2=2+ a2, b3=3+ a3
且 = b1 b3 (2+ aq )2=(1+ a )(3+ aq2) aq2-4 aq +3
a -1=0,由 a >0得Δ=4 a2+4 a >0,所以方程有两个不相等的
实数根.由{ an }唯一,知方程必有一根为0,代入方程 aq2-4 aq +
3 a -1=0中,得 a = .
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14. 已知数列{ an }满足 a1=1, nan+1=2( n +1) an ,设 bn = .
(1)求 b1, b2, b3;
解: 由条件可得 an+1= an .
将 n =1代入得, a2=4 a1,而 a1=1,所以 a2=4.
将 n =2代入得, a3=3 a2,所以 a3=12.
所以 b1=1, b2=2, b3=4.
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(2)判断数列{ bn }是否为等比数列,并说明理由;
解: 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=2 bn ,又 b1=1,
所以数列{ bn }是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)求{ an }的通项公式.
解: 由(2)可得 =2 n-1,所以 an = n ·2 n-1.
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15. 设等比数列{ an }满足 a1+ a3=10, a2+ a4=5,则 a1 a2… an 的最大
值为 .
解析:法一 设{ an }的公比为 q ,依题意得
解得所以 an =( ) n-4,
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从而 a1 a2… an =( =( ,当 n =3或 n =4时, [( n - )2- ]取到最小值-6,此时(
取到最大值26,所以 a1 a2… an 的最大值为64.
法二 设{ an }的公比为 q ,由 a1+ a3=10, a2+ a4=5,得 a1=8, q
= ,则 a2=4, a3=2, a4=1, a5= ,所以 a1 a2… an ≤ a1 a2 a3 a4=
64.
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解:设数列{ an }的公比为 q .由题意,可得 an =8 qn-1,且0< q <1.
由 a1+13,4 a2, a3+9成等差数列,
知8 a2=30+ a3,所以64 q =30+8 q2,
解得 q = 或 q = (舍去),
所以 an =8×( ) n-1=24- n , n ∈N*.
16. 设数列{ an }是公比小于1的正项等比数列,已知 a1=8,且 a1+
13,4 a2, a3+9成等差数列.
(1)求数列{ an }的通项公式;
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(2)若 bn = an ( n +2-λ),且数列{ bn }是递减数列,求实数
λ的取值范围.
解: bn = an ( n +2-λ)=( n +2-λ)·24- n ,
由 bn > bn+1,
得( n +2-λ)·24- n >( n +3-λ)·23- n ,
即λ< n +1,
所以λ<( n +1)min=2,
故实数λ的取值范围为(-∞,2).
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谢 谢 观 看!第2课时 等比数列的判定及性质
1.已知等比数列{an}中,a1=1,a3=,则a5=( )
A.± B.-
C. D.±
2.若数列{an}是公比为q的递增等比数列,则( )
A.a1>0,q>1 B.a1(q-1)>0
C.(a1-1)q>0 D.(a1-1)q<0
3.(2024·漯河月考)已知数列{an}满足an+1=an,若a4+a5=2,则a3+a4=( )
A. B.1
C.4 D.8
4.在等比数列{an}中,a3a4a6a7=81,则a1a9=( )
A.9 B.-9
C.±9 D.18
5.数列{an}满足a1=1,an+1=tan+t(n∈N*,t≠0),则“t=”是“数列{an}是等比数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
6.(多选)已知等比数列{an},则下面式子对任意正整数k都成立的是( )
A.ak·ak+1>0
B.ak·ak+2>0
C.ak·ak+1·ak+2>0
D.ak·ak+1·ak+2·ak+3>0
7.(2024·镇江月考)在等比数列{an}中,存在正整数m,有am=3,am+5=24,则am+15= .
8.已知等比数列{an}中,am·am+10=a,am+20·am+30=b(m∈N*),则am+40·am+50= .
9.在等比数列{an}中,若a7+a8+a9+a10=,a8a9=-, 则+++= .
10.(2024·三明质检)已知等比数列{an}的各项均为正数,且2a1+3a2=1,=9a2a6.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求数列{bn}的通项公式.
11.若正项等比数列{an}满足a1a5=4,当+取最小值时,数列的公比q=( )
A.1 B.2
C.±1 D.±2
12.在等比数列{an}中,已知a1>0,则“a2>a3”是“a3>a6”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
13.已知两个等比数列{an},{bn},满足a1=a(a>0),b1-a1=1,b2-a2=2,b3-a3=3.若数列{an}唯一,则a的值为 .
14.已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an,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.
15.设等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…an的最大值为 .
16.设数列{an}是公比小于1的正项等比数列,已知a1=8,且a1+13,4a2,a3+9成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=an(n+2-λ),且数列{bn}是递减数列,求实数λ的取值范围.
第2课时 等比数列的判定及性质
1.C 根据等比数列的性质可知a1a5= a5==.
2.B 依题意,不妨设a1=1,q=2,数列是递增的等比数列,由此判断C、D选项错误.设a1=-1,q=,数列是递增的等比数列,由此判断A选项不正确.故正确的选项为B.
3.D 由已知,an+1=an,则=,所以数列{an}是以为公比的等比数列,则a4+a5=q·(a3+a4)=(a3+a4)=2,所以a3+a4=8.
4.A 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.
5.C 当t=时,由a1=1得a2=+=1,a3=+=1,…,an=1,所以{an}是等比数列,充分性成立;反之若{an}是等比数列,则a2=ta1+t=2t,a3=ta2+t=2t2+t,又因为a1,a2,a3也成等比数列,所以=a1a3,即4t2=2t2+t,又t≠0,所以t=,此时an=1(n∈N*),满足题意,必要性也成立.所以“t=”是“数列{an}是等比数列”的充要条件.故选C.
6.BD 对于A,当q<0时,ak·ak+1<0,A不一定成立;对于B,ak·ak+2=(akq)2>0,B成立;对于C,ak·ak+1·ak+2=(ak+1)3>0不一定成立,C不一定成立;对于D,ak·ak+1·ak+2·ak+3=(ak+1·ak+2)2>0一定成立,故选B、D.
7.1 536 解析:由题意知q5==8,am+15=am·q15=3×83=1 536.
8. 解析:由等比数列性质an+p=an·qp,b=am+20·am+30=am·q20·am+10·q20=(am·am+10)q40=aq40,∴q40=,故am+40·am+50=(am·am+10)·q80=a·()2=.
9.- 解析:∵+=,+=,又a8a9=a7a10,∴+++===-.
10.解:(1)设数列{an}的公比为q,
由=9a2a6得=9,所以q2=.
由已知q>0,故q=.
由2a1+3a2=1得2a1+3a1q=1,所以a1=.
故数列{an}的通项公式为an=.
(2)bn=log3a1+log3a2+…+log3an
=-(1+2+…+n)=-.
11.B 设正项等比数列{an}的公比为q(q>0),因为a1a5=4,所以由等比数列的性质可得a2a4=4,因此+≥2=2,当且仅当=,即=q2=4,即q=2(负值舍去)时,等号成立.所以数列{an}的公比是2.
12.A ∵a2>a3,∴a1q>a1q2,又a1>0,∴q>q2,解得0<q<1,∴等比数列{an}是递减数列,∴a3>a6,∴充分性成立.反之,由a3>a6,得a1q2>a1q5,又a1>0,∴1>q3,∴q<1且q≠0,∴等比数列{an}是递减数列或摆动数列,不一定得出a2>a3,∴必要性不成立.∴“a2>a3”是“a3>a6”的充分不必要条件,故选A.
13. 解析:设{an}的公比为q,由b1=1+a,b2=2+a2,b3=3+a3且=b1b3 (2+aq)2=(1+a)(3+aq2) aq2-4aq+3a-1=0,由a>0得Δ=4a2+4a>0,所以方程有两个不相等的实数根.由{an}唯一,知方程必有一根为0,代入方程aq2-4aq+3a-1=0中,得a=.
14.解:(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.
所以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.
15.64 解析:法一 设{an}的公比为q,依题意得解得所以an=()n-4,从而a1a2…an=(=(,当n=3或n=4时,[(n-)2-]取到最小值-6,此时(取到最大值26,所以a1a2…an的最大值为64.
法二 设{an}的公比为q,由a1+a3=10,a2+a4=5,得a1=8,q=,则a2=4,a3=2,a4=1,a5=,所以a1a2…an≤a1a2a3a4=64.
16.解:(1)设数列{an}的公比为q.
由题意,可得an=8qn-1,且0<q<1.
由a1+13,4a2,a3+9成等差数列,
知8a2=30+a3,所以64q=30+8q2,
解得q=或q=(舍去),
所以an=8×()n-1=24-n,n∈N*.
(2)bn=an(n+2-λ)=(n+2-λ)·24-n,
由bn>bn+1,
得(n+2-λ)·24-n>(n+3-λ)·23-n,
即λ<n+1,
所以λ<(n+1)min=2,
故实数λ的取值范围为(-∞,2).
2 / 2第2课时 等比数列的判定及性质
1915年,波兰数学家谢尔宾斯基创造了一个美妙的“艺术品”,被人们称为谢尔宾斯基三角形,如图所示.我们来数一数图中那些白色的同一类三角形的个数,可以得到一列数:1,3,9,27,…,我们知道这是一个等比数列.
【问题】 在等差数列{an}中有这样的性质:若m+n=p+q,那么am+an=ap+aq,用上述情境中的数列验证,在等比数列中是否有类似的性质?
知识点 等比数列{an}的常用性质
{an}是等比数列,首项为a1,公比为q,则
(1)an=am· (n,m∈N*);
(2)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则 ;
特别地,①若m+n=2r,则aman=,m,n,r∈N*;
②a1an=a2an-1=…=aian+1-i=…(i=1,2,3,…,n);
(3)若m+n+t=p+r+s,则amanat=aparas,其中m,n,t,p,r,s∈N*;
(4)若m,n,p(m,n,p∈N*)成等差数列,则am,an,ap成等比数列.
【想一想】
等比数列两项之间的关系an=amqn-m中,当n≤m时成立吗?
1.(2024·日照月考)在等比数列{an}中,a2=27,q=-,则a5=( )
A.-3 B.3 C.-1 D.1
2.公比为2的等比数列{an}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5= .
3.在等比数列{an}中,若a3a4a5=3,a6a7a8=24,试求a9a10a11的值.
题型一 等比数列的判定与证明
【例1】 已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+n-1.
(1)求证:数列{an+n}为等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
通性通法
判定或证明数列为等比数列的常用方法
(1)定义法:=q(q为常数且q≠0)等价于{an}是等比数列;
(2)通项公式法:an=a1qn-1(a1≠0且q≠0)等价于{an}是等比数列;
(3)等比中项法:若对于任意连续非零三项an-1,an,an+1,都有=an-1an+1(n≥2且n∈N*),则数列{an}是等比数列.
提醒 证明一个数列是等比数列,只能用定义法或等比中项法.
【跟踪训练】
1.数列{an}中,“=an-1an+1对任意n≥2且n∈N*都成立”是“{an}是等比数列”的( )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
2.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=(an-1)(n∈N*).证明:数列{an}是等比数列.
题型二 等比数列性质的应用
【例2】 在等比数列{an}中:
(1)已知a5=4,a9=16,则a7= ;
(2)若an>0,a5a7+2a6a8+a6a10=49,则a6+a8= ;
(3)若an>0,a5a6=9,则log3a1+log3a2+…+log3a10= .
通性通法
利用等比数列的性质解题
(1)基本思路:充分发挥项的“下标”的指导作用,分析等比数列项与项之间的关系,选择恰当的性质解题;
(2)优缺点:简便快捷,但是适用面窄,有一定的思维含量.
【跟踪训练】
1.已知在等比数列中,有a3a7a10=9,则a4=( )
A.3 B.9
C.20 D.无法计算
2.(2024·台州月考)在等比数列{an}中,a6·a12=6,a4+a14=5,则=( )
A.或 B.
C.或 D.或
题型三 等比数列与指数函数的关系
【例3】 (2024·安阳质检)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
通性通法
判断等比数列{an}的单调性的方法
(1)当q>1,a1>0或0<q<1,a1<0时,数列{an}是递增数列;
(2)当q>1,a1<0或0<q<1,a1>0时,数列{an}是递减数列;
(3)当q=1时,数列{an}是常数列;当q<0时,数列{an}是摆动数列.
【跟踪训练】
1.设{an}是等比数列,则“a1<a2”是“数列{an}是递增数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
2.若等比数列{an}是递减数列,且a2+a4=30,a2a4=144,则公比q= .
1.在等比数列{an}中,若a3=8,a6=64,则公比q=( )
A.2 B.3
C.4 D.8
2.在等比数列{an}中,若a2a6+=π,则a3a5=( )
A. B.
C. D.
3.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
4.已知数列{an}的前n项和为Sn=2n+a,试判断{an}是否是等比数列.
第2课时 等比数列的判定及性质
【基础知识·重落实】
知识点
(1)qn-m (2)aman=apaq
想一想
提示:成立.
自我诊断
1.C a5=a2·q3=27×(-)3=-1.
2.1 解析:由等比数列的性质,知=a3a11=16.又数列{an}的各项都是正数,所以a7=4.又a7=a5×q2,则a5==1.
3.解:因为{an}为等比数列,所以a3a4a5,a6a7a8,a9a10a11仍为等比数列,
公比q===8,
所以a9a10a11=(a6a7a8)·q=24×8=192.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:(1)证明:由an+1=2an+n-1,得an+1+n+1=2an+2n=2(an+n),易知an+n≠0,
∴=2,且a1+1=2,
∴数列 {an+n}是首项与公比都为2的等比数列.
(2)由(1)得an+n=2·2n-1=2n,∴an=2n-n.
跟踪训练
1.A 易知“{an}是等比数列”能推出“=an-1an+1对任意n≥2且n∈N*都成立”.当n≥2时,若an=an-1=an+1=0,满足=an-1an+1,此时{an}不是等比数列.故“=an-1an+1对任意n≥2且n∈N*都成立”是“{an}是等比数列”的必要不充分条件,故选A.
2.证明:因为Sn=(an-1),所以Sn+1=(an+1-1),
两式相减,得an+1=an+1-an,即an+1=-an.
又当n=1时,a1=S1=(a1-1),所以a1=-.
所以数列{an}是首项为-,公比为-的等比数列.
【例2】 (1)8 (2)7 (3)10
解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,则a7=a5q2>0.由等比中项的性质可得=a5a9=64,解得a7=8.
(2)由等比中项,化简条件得+2a6a8+=49,即(a6+a8)2=49,因为an>0,所以a6+a8=7.
(3)由等比数列的性质知a5a6=a1a10=a2a9=a3a8=a4a7=9,所以log3a1+log3a2+…+log3a10=log3(a1a2·…·a10)=log3[(a1a10)(a2a9)(a3a8)(a4a7)·(a5a6)]=log395=10.
跟踪训练
1.B 由等比数列多项之间的下标和的关系可知3+7+10=4+8+8,故a4=9.
2.A 由a6·a12=a4·a14=6,且a4+a14=5,解得a4=2,a14=3或a4=3,a14=2,若a4=2,a14=3,则q10=,即=;若a4=3,a14=2,则q10=,即=.
【例3】 D 如等比数列{(-1)n}的公比为-1,是摆动数列,不具有单调性;等比数列()n的公比为,是递减数列;等比数列-()n的公比为,是递增数列.
跟踪训练
1.B 设等比数列{an}的公比为q,由a1<a2,可得a1(q-1)>0,解得或此时数列{an}不一定是递增数列;若数列{an}为递增数列,可得或所以“a1<a2”是“数列{an}为递增数列”的必要不充分条件.
2. 解析:∵a2+a4=30,a2a4=144,∴a2,a4是方程x2-30x+144=0的两个实数根(a2>a4),∴a2=24,a4=6,∴q2===,解得q=或q=-(舍去).
随堂检测
1.A 由a6=a3q3,得q3=8,所以q=2.
2.C 因为a2a6==a3a5,所以a3a5=.
3.A 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.
4.解:an=Sn-Sn-1=2n+a-2n-1-a=2n-1(n≥2).当n≥2时,==2;
当n=1时,==.
故当a=-1时,数列{an}成等比数列,其首项为1,公比为2;当a≠-1时,数列{an}不是等比数列.
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