1、等比数列知识点并附例题及解析 1、等比数列的定义:,称为公比 2、通项公式: ,首项:;公比: 推广: 3、等比中项: (1)如果成等比数列,那么叫做与的等差中项,即:或 注意:同号的两个数才有等比中项,并且它们的等比中项有两个( (2)数列是等比数列 4、等比数列的前项和公式: (1)当时, (2)当时, (为常数) 5、等比数列的判定方法: (1)用定义:对任意的,都有为等比数列 (2)等比中项:为等比数列 (3)通项公式:为等比数列 6、等比数列的证明方法: 依据定义:若或为等比数列 7、等比数列的性质: (2)对任何,在等比数列中,有。 (3)
2、若,则。特别的,当时,得 注: (4)数列,为等比数列,则数列,,,,(为非零常数)均为等比数列。 (5)数列为等比数列,每隔项取出一项仍为等比数列 (6)如果是各项均为正数的等比数列,则数列是等差数列 (7)若为等比数列,则数列,,,成等比数列 (8)若为等比数列,则数列,,成等比数列 (9)①当时, ②当时, ③当时,该数列为常数列(此时数列也为等差数列); ④当时,该数列为摆动数列. (10)在等比数列中,当项数为时, 二 例题解析 【例1】 已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn=pn(p∈R,n∈N*),那么数列{an}.( ) A
3、. 是等比数列 B.当p≠0时是等比数列 B. C.当p≠0,p≠1时是等比数列 D.不是等比数列 【例2】 已知等比数列1,x1,x2,…,x2n,2,求x1·x2·x3·…·x2n. 式;(2)已知a3·a4·a5=8,求a2a3a4a5a6的值. 【例4】 求数列的通项公式: (1){an}中,a1=2,an+1=3an+2 (2){an}中,a1=2,a2=5,且an+2-3an+1+2an=0 三、 考点分析 考点一:等比数列定义的应用 1、数列满足,,则___
4、. 2、在数列中,若,,则该数列的通项______________. 考点二:等比中项的应用 1、已知等差数列的公差为,若,,成等比数列,则( ) A. B. C. D. 2、若、、成等比数列,则函数的图象与轴交点的个数为( ) A. B. C. D.不确定 3、已知数列为等比数列,,,求的通项公式. 考点三:等比数列及其前n项和的基本运算 1、若公比为的等比数列的首项为,末项为,则这个数列的项数是( ) A.
5、 B. C. D. 2、已知等比数列中,,,则该数列的通项_________________. 3、若为等比数列,且,则公比________. 4、设,,,成等比数列,其公比为,则的值为( ) A. B. C. D. 5、等比数列{an}中,公比q=且a2+a4+…+a100=30,则a1+a2+…+a100=______________. 考点四:等比数列及其前n项和性质的应用 1、在等比数列中,如果,,那么为(
6、 ) A. B. C. D. 2、如果,,,,成等比数列,那么( ) A., B., C., D., 3、在等比数列中,,,则等于( ) A. B. C. D. 4、在等比数列中,,,则等于( ) A. B. C. D. 5、在等比数列中,和是二次方程的两个根,则的值为( ) A. B. C. D. 6、若是等比数列,且,若,那么的值等于
7、 考点五:公式的应用 1、若数列的前n项和Sn=a1+a2+…+an,满足条件log2Sn=n,那么{an}是( ) 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.既不是等差数列也不是等比数列 2、 等比数列前n项和Sn=2n-1,则前n项的平方和为( ) A. (2n-1)2 B.(2n-1)2 C.4n-1 D.(4n-1) 3、 设等比数列{an}的前n项和为Sn=3n+r,
8、那么r的值为______________. 一、等差和等比数列比较: 等差数列 等比数列 定义 递推公式 ; ; 通项公式 () 中项 () () 前项和 重要 性质 二、等差数列的定义与性质 定义:(为常数), 通项: 等差中项:成等差数列 前项和: 性质:是等差数列 (1)若,则 (2)数列仍为等差数列,仍为等差数列,公差为; (3)若是等差数列,且前项和分别为,则 (4)为等差数列(为常数,是关于的常数项为0的二次函数,可能有最大值或最小值) (5)项数为偶数的等差数列,有 ,.
9、6)项数为奇数的等差数列,有 , ,. 三、等比数列的定义与性质 定义:(为常数,),通项:. 等比中项:成等比数列,或. 前项和: (要注意q !) 性质:是等比数列 (1)若,则 (2)仍为等比数列,公比为. 四、数列求和的常用方法: 1 、裂项分组法: 、 2、 错位相减法:凡等差数列和等比数列对应项的乘积构成的数列求和时用此方法, 例:求: 解: ① ② ① 减 ② 得: 从而求出。 错位相减法的步骤:(1)将要求和的杂数列前后各写出三项,列出①式;(2)将①式左右两边都乘以公比q,得到②式;(3)
10、用①②,错位相减;(4)化简计算。 3、倒序相加法:前两种方法不行时考虑倒序相加法 例:等差数列求和: 两式相加可得: 即 : 所以 等比数列·例题解析 【例1】 已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn=pn(p∈R,n∈N*),那么数列{an}. [ ] A.是等比数列 B.当p≠0时是等比数列 C.当p≠0,p≠1时是等比数列 D.不是等比数列 【例2】 已知等比数列1,x1,x2,…,x2n,2,求x1·x2·x3·…·x2n. 式;(2)已知a3·a4·a5=8,求a2a3a4a5a6的值.
11、 【例4】 已知a>0,b>0且a≠b,在a,b之间插入n个正数x1,x2,…,xn,使得a,x1,x2,…,xn,b成等比数列,求 【例5】 设a、b、c、d成等比数列,求证:(b-c)2+(c-a)2+(d-b)2=(a-d)2. 【例6】 求数列的通项公式: (1){an}中,a1=2,an+1=3an+2 (2){an}中,a1=2,a2=5,且an+2-3an+1+2an=0 【例8】 若a、b、c成等差数列,且a+1、b、c与a、b、c+2都成等比数列,求b的值.
12、 【例9】 已知等差数列{an}的公差和等比数列{bn}的公比都是d,又知d≠1,且a4=b4,a10=b10: (1)求a1与d的值; (2)b16是不是{an}中的项? 【例11】 三个数成等比数列,若第二个数加4就成等差数列,再把这个等差数列的第3项加32又成等比数列,求这三个数. 【例12】 有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个数的和是12,求这四个数. 【例13】 已知三个数成等差数列,其和为126;另外三个数成等比数列,
13、把两个数列的对应项依次相加,分别得到85,76,84.求这两个数列. 【例14】 已知在数列{an}中,a1、a2、a3成等差数列,a2、a3、a4成等比数列,a3、a4、a5的倒数成等差数列,证明:a1、a3、a5成等比数列. 【例15】 已知(b-c)logmx+(c-a)logmy+(a-b)logmz=0. (1)设a,b,c依次成等差数列,且公差不为零,求证:x,y,z成等比数列. (2)设正数x,y,z依次成等比数列,且公比不为1,求证:a,b,c成等差数列. 等比数列·例题解析 【例1】 已知Sn是数列
14、{an}的前n项和,Sn=pn(p∈R,n∈N*),那么数列{an}. [ ] A.是等比数列 B.当p≠0时是等比数列 C.当p≠0,p≠1时是等比数列 D.不是等比数列 分析 由Sn=pn(n∈N*),有a1=S1=p,并且当n≥2时, an=Sn-Sn-1=pn-pn-1=(p-1)pn-1 但满足此条件的实数p是不存在的,故本题应选D. 说明 数列{an}成等比数列的必要条件是an≠0(n∈N*),还要注 【例2】 已知等比数列1,x1,x2,…,x2n,2,求x1·x2·x3·…·x2n. 解 ∵1,x1,x2,…,x2n,2成等比数列,公
15、比q ∴2=1·q2n+1 x1x2x3…x2n=q·q2·q3…q2n=q1+2+3+…+2n 式;(2)已知a3·a4·a5=8,求a2a3a4a5a6的值. ∴a4=2 【例4】 已知a>0,b>0且a≠b,在a,b之间插入n个正数x1,x2,…,xn,使得a,x1,x2,…,xn,b成等比数列,求 证明 设这n+2个数所成数列的公比为q,则b=aqn+1 【例5】 设a、b、c、d成等比数列,求证:(b-c)2+(c-a)2+(d-b)2=(a-d)2. 证法一 ∵a、b、c、d成等比数列 ∴b2=ac,c2=bd,ad=bc
16、 ∴左边=b2-2bc+c2+c2-2ac+a2+d2-2bd+b2 =2(b2-ac)+2(c2-bd)+(a2-2bc+d2) =a2-2ad+d2 =(a-d)2=右边 证毕. 证法二 ∵a、b、c、d成等比数列,设其公比为q,则: b=aq,c=aq2,d=aq3 ∴左边=(aq-aq2)2+(aq2-a)2+(aq3-aq)2 =a2-2a2q3+a2q6 =(a-aq3)2 =(a-d)2=右边 证毕. 说明 这是一个等比数列与代数式的恒等变形相综合的题目.证法一是抓住了求证式中右边没有b、c的特点,走的是利用等比的条件消去左边式中的b、c的路子.证法
17、二则是把a、b、c、d统一化成等比数列的基本元素a、q去解决的.证法二稍微麻烦些,但它所用的统一成基本元素的方法,却较证法一的方法具有普遍性. 【例6】 求数列的通项公式: (1){an}中,a1=2,an+1=3an+2 (2){an}中,a1=2,a2=5,且an+2-3an+1+2an=0 思路:转化为等比数列. ∴{an+1}是等比数列 ∴an+1=3·3n-1 ∴an=3n-1 ∴{an+1-an}是等比数列,即 an+1-an=(a2-a1)·2n-1=3·2n-1 再注意到a2-a1=3,a3-a2=3·21,a4-a3=3·22,…,an-an-1
18、3·2n-2,这些等式相加,即可以得到 说明 解题的关键是发现一个等比数列,即化生疏为已知.(1)中发现{an+1}是等比数列,(2)中发现{an+1-an}是等比数列,这也是通常说的化归思想的一种体现. 证 ∵a1、a2、a3、a4均为不为零的实数 ∴上述方程的判别式Δ≥0,即 又∵a1、a2、a3为实数 因而a1、a2、a3成等比数列 ∴a4即为等比数列a1、a2、a3的公比. 【例8】 若a、b、c成等差数列,且a+1、b、c与a、b、c+2都成等比数列,求b的值. 解 设a、b、c分别为b-d、b、b+d,由已知b-d+1、b、b+d与
19、b-d、b、b+d+2都成等比数列,有 整理,得 ∴b+d=2b-2d 即b=3d 代入①,得 9d2=(3d-d+1)(3d+d) 9d2=(2d+1)·4d 解之,得d=4或d=0(舍) ∴b=12 【例9】 已知等差数列{an}的公差和等比数列{bn}的公比都是d,又知d≠1,且a4=b4,a10=b10: (1)求a1与d的值; (2)b16是不是{an}中的项? 思路:运用通项公式列方程 (2)∵b16=b1·d15=-32b1 ∴b16=-32b1=-32a1,如果b16是{an}中的第k项,则 -32a1=a1+(k-1)d
20、∴(k-1)d=-33a1=33d ∴k=34即b16是{an}中的第34项. 解 设等差数列{an}的公差为d,则an=a1+(n-1)d 解这个方程组,得 ∴a1=-1,d=2或a1=3,d=-2 ∴当a1=-1,d=2时,an=a1+(n-1)d=2n-3 当a1=3,d=2时,an=a1+(n-1)d=5-2n 【例11】 三个数成等比数列,若第二个数加4就成等差数列,再把这个等差数列的第3项加32又成等比数列,求这三个数. 解法一 按等比数列设三个数,设原数列为a,aq,aq2 由已知:a,aq+4,aq2成等差数列 即:2(aq+4)=a+
21、aq2 ① a,aq+4,aq2+32成等比数列 即:(aq+4)2=a(aq2+32) 解法二 按等差数列设三个数,设原数列为b-d,b-4,b+d 由已知:三个数成等比数列 即:(b-4)2=(b-d)(b+d) b-d,b,b+d+32成等比数列 即b2=(b-d)(b+d+32) 解法三 任意设三个未知数,设原数列为a1,a2,a3 由已知:a1,a2,a3成等比数列 a1,a2+4,a3成等差数列 得:2(a2+4)=a1+a3 ② a1,a2+4,a3+
22、32成等比数列 得:(a2+4)2=a1(a3+32) ③ 说明 将三个成等差数列的数设为a-d,a,a+d;将三个成 简化计算过程的作用. 【例12】 有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个数的和是12,求这四个数. 分析 本题有三种设未知数的方法 方法一 设前三个数为a-d,a,a+d,则第四个数由已知条 方法二 设后三个数为b,bq,bq2,则第一个数由已知条件推得为2b-bq. 方法三 设第一个数与第二个数分别为x,y,则第三、第四个数依次为12-y
23、16-x. 由这三种设法可利用余下的条件列方程组解出相关的未知数,从而解出所求的四个数, 所求四个数为:0,4,8,16或15,9,3,1. 解法二 设后三个数为:b,bq,bq2,则第一个数为:2b-bq 所求四个数为:0,4,8,16或15,9,3,1. 解法三 设四个数依次为x,y,12-y,16-x. 这四个数为0,4,8,16或15,9,3,1. 【例13】 已知三个数成等差数列,其和为126;另外三个数成等比数列,把两个数列的对应项依次相加,分别得到85,76,84.求这两个数列. 解 设成等差数列的三个数为b-d,b,b+d,
24、由已知,b-d+b+b+d=126 ∴b=42 这三个数可写成42-d,42,42+d. 再设另三个数为a,aq,aq2.由题设,得 解这个方程组,得 a1=17或a2=68 当a=17时,q=2,d=-26 从而得到:成等比数列的三个数为17,34,68,此时成等差的三个数为68,42,16;或者成等比的三个数为68,34,17,此时成等差的三个数为17,42,67. 【例14】 已知在数列{an}中,a1、a2、a3成等差数列,a2、a3、a4成等比数列,a3、a4、a5的倒数成等差数列,证明:a1、a3、a5成等比数列. 证明 由已知,有 2a2=a1
25、+a3 ① 即 a3(a3+a5)=a5(a1+a3) 所以a1、a3、a5成等比数列. 【例15】 已知(b-c)logmx+(c-a)logmy+(a-b)logmz=0. (1)设a,b,c依次成等差数列,且公差不为零,求证:x,y,z成等比数列. (2)设正数x,y,z依次成等比数列,且公比不为1,求证:a,b,c成等差数列. 证明 (1)∵a,b,c成等差数列,且公差d≠0 ∴b-c=a-b=-d,c-a=2d 代入已知条件,得:-d(logmx-2logmy+logmz)=0 ∴logmx+logmz=2logmy ∴y2=xz ∵x,y,z均为正数 ∴x,y,z成等比数列 (2)∵x,y,z成等比数列且公比q≠1 ∴y=xq,z=xq2代入已知条件得: (b-c)logmx+(c-a)logmxq+(a-b)logmxq2=0 变形、整理得:(c+a-2b)logmq=0 ∵q≠1 ∴logmq≠0 ∴c+a-2b=0 即2b=a+c 即a,b,c成等差数列






