高中等差數(shù)列教案
發(fā)表時間:2020-08-20等差等比數(shù)列綜合問題。
等差等比數(shù)列綜合問題
教學目標
1.熟練運用等差、等比數(shù)列的概念、通項公式、前n項和式以及有關性質,分析和解決等差
、等比數(shù)列的綜合問題.
2.突出方程思想的應用,引導學生選擇簡捷合理的運算途徑,提高運算速度和運算能力.
教學重點與難點
用方程的觀點認識等差、等比數(shù)列的基礎知識,從本質上掌握公式.
例題
1.(1)已知{an}成等差,且a5=11,a8=5,求an=;
(2)等差數(shù)列{an}中,如S2=4,S4=16,Sn=121,求n=;
(3)等差數(shù)列{an}中,a6+a9+a12+a15=20,求S20=;
(4)等差數(shù)列{an}中,am=n,an=m,則am+n=,Sm+n=;
(5)等差數(shù)列{an}中,公差d=-2,a1+a4+a7+…+a97=50,
求a3+a6+a9+…+a99=?
(6)若兩個等差數(shù)列{an}、{bn}的前n項的和分別為Sn,Tn,且,求.
2.(1)在等比數(shù)列{an}中,a1+a2=3,a4+a5=24,則a7+a8=;
(2)設{an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,且a5·a6=81,則=;
(3)設{an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,且a4a6+2a5a7+a6a8=36,則a5+a7=;
(4)設等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn=4n+m,求得常數(shù)m=;
3.(1)“”是“a、G、b成等比數(shù)列”的條件;
(2)“數(shù)列{an}既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列”是“該數(shù)列為常數(shù)列”的條件
(3)設數(shù)列{an}、{bn}(bn0)滿足,則{an}為等差數(shù)列是{bn}為等比數(shù)列的條件;
(4)Sn表示數(shù)列{an}的前n項的和,則Sn=An2+Bn,(其中A、B為常數(shù))是數(shù)列{an}成等差數(shù)列的條件。
4.三個實數(shù)6、3、-1順次排成一行,在6與3之間插入兩個實數(shù),在3與-1之間插入一個實數(shù),使得這六個數(shù)中的前三個、后三個組成等差數(shù)列,且插入的三個數(shù)又成等比數(shù)列,求所插入的三個數(shù)的和。
5.在2和20之間插入兩個數(shù),使前三個數(shù)成等比數(shù)列,后三個數(shù)成等差數(shù)列,則插入的兩個數(shù)的和是多少?
6.已知x、y為正實數(shù),且x、a1、a2、y成等差數(shù)列,x、b1、b2、y成等比數(shù)列,則的取值范圍是。
7.設{an}是正數(shù)等差數(shù)列,{bn}是正數(shù)等比數(shù)列,且a1=b1,a2n+1=b2n+1,
試比較an+1與bn+1的大小。
8.(1)等差數(shù)列{an}中,前n項的和為Sn,且S6S7,S7S8,則①此數(shù)列的公差小于是0;②S9一定小于S6;③是各項中最大的一項;④一定是Sn的最大值。把正確的序號填入后面的橫線上.
(2)等差數(shù)列{an}中,公差d是自然數(shù),等比數(shù)列{bn}中,b1=a1,b2=a2,現(xiàn)有數(shù)據(jù):①2;②3;③4;④5,當{bn}中所有項都是{an}中的項時,d可以?。ㄌ钌险_的序號)。
作業(yè):復習題三A組9,10,11,12,14
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教學目標
1.熟練運用等差、等比數(shù)列的概念、通項公式、前n項和式以及有關性質,分析和解決等差、等比數(shù)列的綜合問題.
2.突出方程思想的應用,引導學生選擇簡捷合理的運算途徑,提高運算速度和運算能力.
3.用類比思想加深對等差數(shù)列與等比數(shù)列概念和性質的理解.
教學重點與難點
1.用方程的觀點認識等差、等比數(shù)列的基礎知識,從本質上掌握公式.
2.等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合應用.
例1已知兩個等差數(shù)列5,8,11,…和3,7,11…都有100項,問它們有多少公共項.
例2已知數(shù)列{an}的前n項和,求數(shù)列{|an|}的前n項和Tn.
例3已知公差不為零的等差數(shù)列{an}和等比數(shù)例{bn}中,a1=b1=1,a2=b2,a8=b3,試問:是否存在常數(shù)a,b,使得對于一切自然數(shù)n,都有an=logabn+b成立.若存在,求出a,b的值,若不存在,請說明理由.
例4已知數(shù)列{an}是公差不為零的等差數(shù)列,數(shù)列{akn}是公比為q的等比數(shù)列,且k1=1,k2=5,k3=17,求k1+k2+k3+…+kn的值.
例5、已知函數(shù)f(x)=2x-2-x,數(shù)列{an}滿足f()=-2n(1)求{an}的通項公式。(2)證明{an}是遞減數(shù)列。例6、在數(shù)列{an}中,an0,=an+1(nN)求Sn和an的表達式。例7.已知數(shù)列{an}的通項公式為an=.
求證:對于任意的正整數(shù)n,均有a2n─1,a2n,a2n+1成等比數(shù)列,而a2n,a2n+1,a2n+2成等差數(shù)列。
例8.項數(shù)為奇數(shù)的等差數(shù)列,奇數(shù)項之和為44,偶數(shù)項之和為33,求該數(shù)列的中間項及項數(shù)。
作業(yè)
1公差不為零的等差數(shù)列的第2,第3,第6項依次成等比數(shù)列,則公比是().
(A)1(B)2(C)3(D)4
2若等差數(shù)列{an}的首項為a1=1,等比數(shù)列{bn},把這兩個數(shù)列對應項相加所得的新數(shù)列{an+bn}的前三項為3,12,33,則{an}的公差為{bn}的公比之和為().
(A)-5(B)7(C)9(D)14
3已知等差數(shù)列{an}的公差d≠0,且a1,a3,a9成等比數(shù)列,則的值是.
4在等差數(shù)列{an}中,a1,a4,a25依次成等比數(shù)列,且a1+a4+a25=114,求成等比數(shù)列的這三個數(shù).
5設數(shù)列{an}是首項為1的等差數(shù)列,數(shù)列{bn}是首項為1的等比數(shù)列,又Cn=an-bn(n∈N+),已知試求數(shù)列{Cn}的通項公式與前n項和公式.
等差數(shù)列與等比數(shù)列
等差數(shù)列與等比數(shù)列
【復習目標】
掌握等差、等比數(shù)列的定義及通項公式,前n項和公式以及等差、等比數(shù)列的性質,在解決有關等差,等比數(shù)列問題時,要注意運用方程的思想和函數(shù)思想以及整體的觀點,培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。
【課前熱身】
1.如果,,…,為各項都大于零的等差數(shù)列,公差,則()
A.B.C.++D.=
2.已知–9,a1,a2,–1這四個數(shù)成等差數(shù)列,–9,b1,b2,b3,–1這5個數(shù)成等比數(shù)列,則等于()
A.-8B.8C.8或-8D.
3.設Sn是等差數(shù)列的前n項和,若()(福建文)
A.1B.-1C.2D.
4.已知等差數(shù)列的公差為2,若成等比數(shù)列,則=()(浙江文理)
A–4B–6C–8D–10
5.(2005年杭州二模題)已知成等差數(shù)列,成等比數(shù)列,則橢圓的準線方程為________.
【例題探究】
1、已知數(shù)列為等差數(shù)列,且(05湖南)
(Ⅰ)求數(shù)列的通項公式;(Ⅱ)證明
2、設數(shù)列
記
(Ⅰ)求a2,a3;
(Ⅱ)判斷數(shù)列是否為等比數(shù)列,并證明你的結論;
3、某企業(yè)進行技術改造,有兩種方案,甲方案:一次性貸款10萬元,第一年便可獲利1萬元,以后每年比前一年增加30%的利潤;乙方案:每年貸款1萬元,第一年可獲利1萬元,以后每年比前一年增加5千元;兩種方案的使用期都是10年,到期一次性歸還本息.若銀行兩種形式的貸款都按年息5%的復利計算,試比較兩種方案中,哪種獲利更多?
(?。?br>
【方法點撥】
1.本題的關鍵在于指數(shù)式和對數(shù)式的互化在數(shù)列中的應用。
2.數(shù)列通項公式和遞推公式經(jīng)常在已知條件中給出,利用列舉、疊加、疊乘等方法求之.求通項公式的方法應掌握.
3.例3是比較簡單的數(shù)列應用問題,由于問題所涉及的數(shù)列是熟悉的等比數(shù)列與等差數(shù)列,因此只建立通項公式并運用所學過的公式求解.
沖刺強化訓練(12)
1.已知等差數(shù)列滿足則有()
A.B.C.D.
2在正數(shù)等比數(shù)列中已知則()
A.11B.10C.8D.4
3.設數(shù)列是等差數(shù)列,且,是數(shù)列的前項和,則()
A.B.C.D.
4.在各項都為正數(shù)的等比數(shù)列中首項,前三項和為21,則()
A.33B.72C.84D.189
5.設數(shù)列的前項和為().關于數(shù)列有下列三個命題:
(1)若既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列,則;
(2)若,則是等差數(shù)列;
(3)若,則是等比數(shù)列.
這些命題中,真命題的序號是.
6、在等差數(shù)列中,,等比數(shù)列中,
,,則
7.設F是橢圓的右焦點,且橢圓上至少有21個不同的點Pi(i=1,2,3,…),使|FP1|,|FP2|,|FP3|,…組成公差為d的等差數(shù)列,則d的取值范圍為(湖南理)
8.已知,都是各項為正數(shù)的數(shù)列,對任意的正整n,都有成等差數(shù)列,
等比數(shù)列。
(1)求證:是等差數(shù)列;
(2)如果,,。
9.設⊙C1,⊙C2,……,⊙Cn是圓心在拋物線上的一系列圓,它們的圓心的橫坐標分別記為。已知,。若⊙Ck(k=1,2,3,……,n)都與x軸相切,且順次兩圓外切。
(1)求證:是等差數(shù)列(2)求的表達式;
(3)求證:
參考答案
【課前熱身】
1.B2,A3,A4,B
5、y=±22.解析:由條件易知m=2,n=4.但要注意橢圓焦點所在的坐標軸是y軸.因此準線方程為y=±a2c=±22.
【例題探究】
1,(I)解:設等差數(shù)列的公差為d.
由即d=1.
所以即
(II)證明因為,
所以
2,解:(I)
(II)因為,所以
所以
猜想:是公比為的等比數(shù)列.
證明如下:因為
所以是首項為,公比為的等比數(shù)列.
3,解:甲方案是等比數(shù)列,乙方案是等差數(shù)列,
①甲方案獲利:(萬元)
銀行貸款本息:(萬元)
故甲方案純利:(萬元)
②乙方案獲利:
(萬元);
銀行本息和:
(萬元)
故乙方案純利:(萬元);綜上,甲方案更好.
沖刺強化訓練(12)
1.C2.A3.B4.C5.(1)、(2)、(3)
6.解:
點評:此題也可以把和d看成兩個未知數(shù),通過列方程,聯(lián)立解之d=。再求出但計算較繁,運用計算較為方便。
7.
8.解:(1)證明:成等差數(shù)列,。
成等比數(shù)列,,即,
,,成等差數(shù)列。
(2)解:而,
,
)
9.解:(1)由題意知:⊙:,⊙:
,,
,兩邊平方,整理得
是以為首項,公差為2的等差數(shù)列
(2)由(1)知,
(3)
),
等比數(shù)列
等比數(shù)列教學目標
1.理解等比數(shù)列的概念,把握等比數(shù)列的通項公式,并能運用公式解決簡單的問題.
(1)正確理解等比數(shù)列的定義,了解公比的概念,明確一個數(shù)列是等比數(shù)列的限定條件,能根據(jù)定義判定一個數(shù)列是等比數(shù)列,了解等比中項的概念;
(2)正確熟悉使用等比數(shù)列的表示法,能靈活運用通項公式求等比數(shù)列的首項、公比、項數(shù)及指定的項;
(3)通過通項公式熟悉等比數(shù)列的性質,能解決某些實際問題.
2.通過對等比數(shù)列的研究,逐步培養(yǎng)學生觀察、類比、歸納、猜想等思維品質.
3.通過對等比數(shù)列概念的歸納,進一步培養(yǎng)學生嚴密的思維習慣,以及實事求是的科學態(tài)度.
教學建議
教材分析
(1)知識結構
等比數(shù)列是另一個簡單常見的數(shù)列,研究內容可與等差數(shù)列類比,首先歸納出等比數(shù)列的定義,導出通項公式,進而研究圖像,又給出等比中項的概念,最后是通項公式的應用.
(2)重點、難點分析
教學重點是等比數(shù)列的定義和對通項公式的熟悉與應用,教學難點在于等比數(shù)列通項公式的推導和運用.
①與等差數(shù)列一樣,等比數(shù)列也是非凡的數(shù)列,二者有許多相同的性質,但也有明顯的區(qū)別,可根據(jù)定義與通項公式得出等比數(shù)列的特性,這些是教學的重點.
②雖然在等差數(shù)列的學習中曾接觸過不完全歸納法,但對學生來說仍然不熟悉;在推導過程中,需要學生有一定的觀察分析猜想能力;第一項是否成立又須補充說明,所以通項公式的推導是難點.
③對等差數(shù)列、等比數(shù)列的綜合研究離不開通項公式,因而通項公式的靈活運用既是重點又是難點.
教學建議
(1)建議本節(jié)課分兩課時,一節(jié)課為等比數(shù)列的概念,一節(jié)課為等比數(shù)列通項公式的應用.
(2)等比數(shù)列概念的引入,可給出幾個具體的例子,由學生概括這些數(shù)列的相同特征,從而得到等比數(shù)列的定義.也可將幾個等差數(shù)列和幾個等比數(shù)列混在一起給出,由學生將這些數(shù)列進行分類,有一種是按等差、等比來分的,由此對比地概括等比數(shù)列的定義.
(3)根據(jù)定義讓學生分析等比數(shù)列的公比不為0,以及每一項均不為0的特性,加深對概念的理解.
(4)對比等差數(shù)列的表示法,由學生歸納等比數(shù)列的各種表示法.啟發(fā)學生用函數(shù)觀點熟悉通項公式,由通項公式的結構特征畫數(shù)列的圖象.
(5)由于有了等差數(shù)列的研究經(jīng)驗,等比數(shù)列的研究完全可以放手讓學生自己解決,教師只需把握課堂的節(jié)奏,作為一節(jié)課的組織者出現(xiàn).
(6)可讓學生相互出題,解題,講題,充分發(fā)揮學生的主體作用.
教學設計示例
課題:等比數(shù)列的概念
教學目標
1.通過教學使學生理解等比數(shù)列的概念,推導并把握通項公式.
2.使學生進一步體會類比、歸納的思想,培養(yǎng)學生的觀察、概括能力.
3.培養(yǎng)學生勤于思考,實事求是的精神,及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度.
教學重點,難點
重點、難點是等比數(shù)列的定義的歸納及通項公式的推導.
教學用具
投影儀,多媒體軟件,電腦.
教學方法
討論、談話法.
教學過程
一、提出問題
給出以下幾組數(shù)列,將它們分類,說出分類標準.(幻燈片)
①-2,1,4,7,10,13,16,19,…
②8,16,32,64,128,256,…
③1,1,1,1,1,1,1,…
④243,81,27,9,3,1,,,…
⑤31,29,27,25,23,21,19,…
⑥1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,…
⑦1,-10,100,-1000,10000,-100000,…
⑧0,0,0,0,0,0,0,…
由學生發(fā)表意見(可能按項與項之間的關系分為遞增數(shù)列、遞減數(shù)列、常數(shù)數(shù)列、擺動數(shù)列,也可能分為等差、等比兩類),統(tǒng)一一種分法,其中②③④⑥⑦為有共同性質的一類數(shù)列(學生看不出③的情況也無妨,得出定義后再考察③是否為等比數(shù)列).
二、講解新課
請學生說出數(shù)列②③④⑥⑦的共同特性,教師指出實際生活中也有許多類似的例子,如變形蟲分裂問題.假設每經(jīng)過一個單位時間每個變形蟲都分裂為兩個變形蟲,再假設開始有一個變形蟲,經(jīng)過一個單位時間它分裂為兩個變形蟲,經(jīng)過兩個單位時間就有了四個變形蟲,…,一直進行下去,記錄下每個單位時間的變形蟲個數(shù)得到了一列數(shù)這個數(shù)列也具有前面的幾個數(shù)列的共同特性,這是我們將要研究的另一類數(shù)列——等比數(shù)列.(這里播放變形蟲分裂的多媒體軟件的第一步)
等比數(shù)列(板書)
1.等比數(shù)列的定義(板書)
根據(jù)等比數(shù)列與等差數(shù)列的名字的區(qū)別與聯(lián)系,嘗試給等比數(shù)列下定義.學生一般回答可能不夠完美,多數(shù)情況下,有了等差數(shù)列的基礎是可以由學生概括出來的.教師寫出等比數(shù)列的定義,標注出重點詞語.
請學生指出等比數(shù)列②③④⑥⑦各自的公比,并思考有無數(shù)列既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列.學生通過觀察可以發(fā)現(xiàn)③是這樣的數(shù)列,教師再追問,還有沒有其他的例子,讓學生再舉兩例.而后請學生概括這類數(shù)列的一般形式,學生可能說形如的數(shù)列都滿足既是等差又是等比數(shù)列,讓學生討論后得出結論:當時,數(shù)列既是等差又是等比數(shù)列,當時,它只是等差數(shù)列,而不是等比數(shù)列.教師追問理由,引出對等比數(shù)列的熟悉:
2.對定義的熟悉(板書)
(1)等比數(shù)列的首項不為0;
(2)等比數(shù)列的每一項都不為0,即;
問題:一個數(shù)列各項均不為0是這個數(shù)列為等比數(shù)列的什么條件?
(3)公比不為0.
用數(shù)學式子表示等比數(shù)列的定義.
是等比數(shù)列①.在這個式子的寫法上可能會有一些爭議,如寫成,可讓學生研究行不行,好不好;接下來再問,能否改寫為是等比數(shù)列?為什么不能?
式子給出了數(shù)列第項與第項的數(shù)量關系,但能否確定一個等比數(shù)列?(不能)確定一個等比數(shù)列需要幾個條件?當給定了首項及公比后,如何求任意一項的值?所以要研究通項公式.
3.等比數(shù)列的通項公式(板書)
問題:用和表示第項.
①不完全歸納法
.
②疊乘法
,…,,這個式子相乘得,所以.
(板書)(1)等比數(shù)列的通項公式
得出通項公式后,讓學生思考如何熟悉通項公式.
(板書)(2)對公式的熟悉
由學生來說,最后歸結:
①函數(shù)觀點;
②方程思想(因在等差數(shù)列中已有熟悉,此處再復習鞏固而已).
這里強調方程思想解決問題.方程中有四個量,知三求一,這是公式最簡單的應用,請學生舉例(應能編出四類問題).解題格式是什么?(不僅要會解題,還要注重規(guī)范表述的練習)
假如增加一個條件,就多知道了一個量,這是公式的更高層次的應用,下節(jié)課再研究.同學可以試著編幾道題.
三、小結
1.本節(jié)課研究了等比數(shù)列的概念,得到了通項公式;
2.注重在研究內容與方法上要與等差數(shù)列相類比;
3.用方程的思想熟悉通項公式,并加以應用.
四、作業(yè)(略)
五、板書設計
三.等比數(shù)列
1.等比數(shù)列的定義
2.對定義的熟悉
3.等比數(shù)列的通項公式
(1)公式
(2)對公式的熟悉
探究活動
將一張很大的薄紙對折,對折30次后(假如可能的話)有多厚?不妨假設這張紙的厚度為0.01毫米.
參考答案:
30次后,厚度為,這個厚度超過了世界最高的山峰——珠穆朗瑪峰的高度.假如紙再薄一些,比如紙厚0.001毫米,對折34次就超過珠穆朗瑪峰的高度了.還記得國王的承諾嗎?第31個格子中的米已經(jīng)是1073741824粒了,后邊的格子中的米就更多了,最后一個格子中的米應是粒,用計算器算一下吧(用對數(shù)算也行).
等比數(shù)列學案
第3課時等比數(shù)列的前n項和
知能目標解讀
1.掌握等比數(shù)列的前n項和公式的推導方法--錯位相減法,并能用其思想方法求某類特殊數(shù)列的前n項和.
2.掌握等比數(shù)列前n項和公式以及性質,并能應用公式解決有關等比數(shù)列前n項的問題.在應用時,特別要注意q=1和q≠1這兩種情況.
3.能夠利用等比數(shù)列的前n項和公式解決有關的實際應用問題.
重點難點點撥
重點:掌握等比數(shù)列的求和公式,會用等比數(shù)列前n項和公式解決有關問題.
難點:研究等比數(shù)列的結構特點,推導等比數(shù)列的前n項和的公式及公式的靈活運用.
學習方法指導
1.等比數(shù)列的前n項和公式
(1)設等比數(shù)列{an},其首項為a1,公比為q,則其前n項和公式為
na1(q=1)
Sn=.
(q≠1)
也就是說,公比為q的等比數(shù)列的前n項和公式是q的分段函數(shù)的一系列函數(shù)值,分段的界限是在q=1處.因此,使用等比數(shù)列的前n項和公式,必須要弄清公比q是可能等于1還是不等于1,如果q可能等于1,則需分q=1和q≠1進行討論.
(2)等比數(shù)列{an}中,當已知a1,q(q≠1),n時,用公式Sn=,當已知a1,q(q≠1),an時,用公式Sn=.
2.等比數(shù)列前n項和公式的推導
除課本上用錯位相減法推導求和公式外,還可以用下面的方法推導.
(1)合比定理法
由等比數(shù)列的定義知:==…==q.
當q≠1時,=q,即=q.
故Sn==.
當q=1時,Sn=na1.
(2)拆項法
Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+…+a1qn-2)=a1+qSn-1=a1+q(Sn-an)
當q≠1時,Sn==.
當q=1時,Sn=na1.
(3)利用關系式Sn-Sn-1=an(n≥2)
∵當n≥2時,Sn=a1+a2+a3+…+an=a1+q(a1+a2+…+an-1)=a1+qSn-1
∴Sn=a1+q(Sn-an)
即(1-q)Sn=a1(1-qn)
當q≠1時,有Sn=,
當q=1時,Sn=na1.
注意:
(1)錯位相減法,合比定理法,拆項法及an與Sn的關系的應用,在今后解題中要時常用到,要領會這些技巧.
(2)錯位相減法適用于{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,求{anbn}的前n項和.
3.等比數(shù)列前n項和公式的應用
(1)衡量等比數(shù)列的量共有五個:a1,q,n,an,Sn.由方程組知識可知,解決等比數(shù)列問題時,這五個量中只要已知其中的任何三個,就可以求出其他兩個量.
(2)公比q是否為1是考慮等比數(shù)列問題的重要因素,在求和時,注意分q=1和q≠1的討論.
4.等比數(shù)列前n項和公式與函數(shù)的關系
(1)當公比q≠1時,令A=,則等比數(shù)列的前n項和公式可寫成Sn=-Aqn+A的形式.由此可見,非常數(shù)列的等比數(shù)列的前n項和Sn是由關于n的一個指數(shù)式與一個常數(shù)的和構成的,而指數(shù)式的系數(shù)與常數(shù)項互為相反數(shù).
當公比q=1時,因為a1≠0,所以Sn=na1是n的正比例函數(shù)(常數(shù)項為0的一次函數(shù)).
(2)當q≠1時,數(shù)列S1,S2,S3,…,Sn,…的圖像是函數(shù)y=-Aqx+A圖像上的一群孤立的點.當q=1時,數(shù)列S1,S2,S3,…,Sn,…的圖像是正比例函數(shù)y=a1x圖像上的一群孤立的點.
知能自主梳理
1.等比數(shù)列前n項和公式
(1)等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,當公比q≠1時,Sn==;當q=1時,Sn=.
(2)推導等比數(shù)列前n項和公式的方法是.
2.公式特點
(1)若數(shù)列{an}的前n項和Sn=p(1-qn)(p為常數(shù)),且q≠0,q≠1,則數(shù)列{an}為.
(2)在等比數(shù)列的前n項和公式中共有a1,an,n,q,Sn五個量,在這五個量中知求.
[答案]1.(1)na1(2)錯位相減法
2.(1)等比數(shù)列(2)三二
思路方法技巧
命題方向等比數(shù)列前n項和公式的應用
[例1]設數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其前n項和為Sn,且S3=3a3,求此數(shù)列的公比q.
[分析]應用等比數(shù)列前n項和公式時,注意對公比q的討論.
[解析]當q=1時,S3=3a1=3a3,符合題目條件;
當q≠1時,=3a1q2,
因為a1≠0,所以1-q3=3q2(1-q),
2q3-3q2+1=0,(q-1)2(2q+1)=0,
解得q=-.
綜上所述,公比q的值是1或-.
[說明](1)在等比數(shù)列中,對于a1,an,q,n,Sn五個量,已知其中三個量,可以求得其余兩個量.
(2)等比數(shù)列前n項和問題,必須注意q是否等于1,如果不確定,應分q=1或q≠1兩種情況討論.
(3)等比數(shù)列前n項和公式中,當q≠1時,若已知a1,q,n利用Sn=來求;若已知a1,an,q,利用Sn=來求.
變式應用1在等比數(shù)列{an}中,已知S3=,S6=,求an.
[解析]∵S6=,S3=,
∴S6≠2S3,∴q≠1.
=①
∴
=②
②÷①得1+q3=9,∴q=2.
將q=2代入①,得a1=,
∴an=a1qn-1=2n-2.
命題方向等比數(shù)列前n項的性質
[例2]在等比數(shù)列{an}中,已知Sn=48,S2n=60,求S3n.
[分析]利用等比數(shù)列前n項的性質求解.
[解析]∵{an}為等比數(shù)列,∴Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比數(shù)列,
∴(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n)
∴S3n=+S2n=+60=63.
[說明]等比數(shù)列連續(xù)等段的和若不為零時,則連續(xù)等段的和仍成等比數(shù)列.
變式應用2等比數(shù)列{an}中,S2=7,S6=91,求S4.
[解析]解法一:∵{an}為等比數(shù)列,∴S2,S4-S2,S6-S4也為等比數(shù)列,
∴(S4-7)2=7×(91-S4),解得S4=28或-21.
∵S4=a1+a2+a3+a4=a1+a2+a1q2+a2q2=S2+S2q2=S2(1+q2)0,
∴S4=28.
解法二:∵S2=7,S6=91,∴q≠1.
=7①?
∴
=91②
得q4+q2-12=0,∴q2=3,
∴q=±.
當q=時,a1=,
∴S4==28.
當q=-時,a1=-,
∴S4==28.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等比數(shù)列前n項和在實際問題中的應用
[例3]某公司實行股份制,一投資人年初入股a萬元,年利率為25%,由于某種需要,從第二年起此投資人每年年初要從公司取出x萬元.
(1)分別寫出第一年年底,第二年年底,第三年年底此投資人在該公司中的資產(chǎn)本利和;
(2)寫出第n年年底,此投資人的本利之和bn與n的關系式(不必證明);
(3)為實現(xiàn)第20年年底此投資人的本利和對于原始投資a萬元恰好翻兩番的目標,若a=395,則x的值應為多少?(在計算中可使用lg2≈0.3)
[解析](1)第一年年底本利和為a+a25%=1.25a,
第二年年底本利和為(1.25a-x)+(1.25a-x)×25%=1.252a-1.25x,
第三年年底本利和為(1.252a-1.25x-x)+(1.252a-1.25x-x)25%=1.253a-(1.252+1.25)x.
(2)第n年年底本利和為
bn=1.25na-(1.25n-1+1.25n-2+…+1.25)x.
(3)依題意,有
395×1.2520-(1.2519+1.2518+…+1.25)x=4×395,
∴x=
=.①
設1.2520=t,∴l(xiāng)gt=20lg()=20(1-3lg2)=2.
∴t=100,代入①解得x=96.
變式應用3某大學張教授年初向銀行貸款2萬元用于購房,銀行貨款的年利息為10%,按復利計算(即本年的利息計入次年的本金生息).若這筆款要分10年等額還清,每年年初還一次,并且以貸款后次年年初開始歸還,問每年應還多少元?
[解析]第1次還款x元之后到第2次還款之日欠銀行
20000(1+10%)-x=20000×1.1-x,
第2次還款x元后到第3次還款之日欠銀行[20000(1+10%)-x](1+10%)-x
=20000×1.12-1.1x-x,
…
第10次還款x元后,還欠銀行20000×1.110-1.19x-1.18x-…-x,
依題意得,第10次還款后,欠款全部還清,故可得
20000×1.110-(1.19+1.18+…+1)x=0,
解得x=≈3255(元).
名師辨誤做答
[例4]求數(shù)列1,a+a2,a3+a4+a5,a6+a7+a8+a9,…的前n項和.
[誤解]所求數(shù)列的前n項和Sn=1+a+a2+a3+…+a
=.
[辨析]所給數(shù)列除首項外,每一項都與a有關,而條件中沒有a的范圍,故應對a進行討論.
[正解]由于所給數(shù)列是在數(shù)列1,a,a2,a3,…中依次取出1項,2項,3項,4項,……的和所組成的數(shù)列.因而所求數(shù)列的前n項和中共含有原數(shù)列的前(1+2+…+n)項.所以Sn=1+a+a2+…+a.①當a=0時,Sn=1.②當a=1時,Sn=.③當a≠0且a≠1時,Sn=.
課堂鞏固訓練
一、選擇題
1.等比數(shù)列{an}的公比q=2,前n項和為Sn,則=()
A.2B.4C.D.?
[答案]C
[解析]由題意得==.故選C.
2.等比數(shù)列{an}的前3項和等于首項的3倍,則該等比數(shù)列的公比為()?
A.-2B.1C.-2或1D.2或-1?
[答案]C
[解析]由題意可得,a1+a1q+a1q2=3a1,?
∴q2+q-2=0,∴q=1或q=-2.
3.等比數(shù)列{2n}的前n項和Sn=()
A.2n-1B.2n-2C.2n+1-1D.2n+1-2?
[答案]D?
[解析]等比數(shù)列{2n}的首項為2,公比為2.?
∴Sn===2n+1-2,故選D.
二、填空題
4.若數(shù)列{an}滿足:a1=1,an+1=2an(n∈N+),則a5=;前8項的和S8=.(用數(shù)字作答)
[答案]16255?
[解析]考查等比數(shù)列的通項公式和前n項和公式.?
q==2,a5=a1q4=16,
S8==28-1=255.
5.在等比數(shù)列{an}中,Sn表示前n項和,若a3=2S2+1,a4=2S3+1,則公比q=.
[答案]3?
[解析]∵a3=2S2+1,a4=2S3+1,?
兩式相減,得a3-a4=-2a3,?
∴a4=3a3,∴q=3.
三、解答題
6.在等比數(shù)列{an}中,已知a6-a4=24,a3a5=64,求數(shù)列{an}的前8項和.
[解析]解法一:設數(shù)列{an}的公比為q,根據(jù)通項公式an=a1qn-1,由已知條件得
a6-a4=a1q3(q2-1)=24,①?
a3a5=(a1q3)2=64,②?
∴a1q3=±8.
將a1q3=-8代入①式,得q2=-2,沒有實數(shù)q滿足此式,故舍去.?
將a1q3=8代入①式,得q2=4,∴q=±2.?
當q=2時,得a1=1,所以S8==255;?
當q=-2時,得a1=-1,所以S8==85.
解法二:因為{an}是等比數(shù)列,所以依題意得?
a24=a3a5=64,?
∴a4=±8,a6=24+a4=24±8.?
因為{an}是實數(shù)列,所以>0,?
故舍去a4=-8,而a4=8,a6=32,從而a5=±=±16.?
公比q的值為q==±2,?
當q=2時,a1=1,a9=a6q3=256,?
∴S8==255;?
當q=-2時,a1=-1,a9=a6q3=-256,
∴S8==85.
課后強化作業(yè)
一、選擇題
1.等比數(shù)列{an}中,a2=9,a5=243,則{an}的前4項和為()
A.81B.120C.168D.192
[答案]B
[解析]公式q3===27,q=3,a1==3,?
S4==120.
2.已知等比數(shù)列的前n項和Sn=4n+a,則a=()
A.-4B.-1C.0D.1
[答案]B
[解析]設等比數(shù)列為{an},由已知得a1=S1=4+a,a2=S2-S1=12,
a3=S3-S2=48,∴a22=a1a3,?
即144=(4+a)×48,∴a=-1.
3.已知等比數(shù)列的公比為2,且前5項和為1,那么前10項和等于()?
A.31B.33C.35D.37
[答案]B
[解析]解法一:S5===1
∴a1=
∴S10===33,故選B.?
解法二:∵a1+a2+a3+a4+a5=1?
∴a6+a7+a8+a9+a10=(a1+a2+a3+a4+a5)q5=1×25=32
∴S10=a1+a2+…+a9+a10=1+32=33.
4.已知等比數(shù)列{an}中,公比q是整數(shù),a1+a4=18,a2+a3=12,則此數(shù)列的前8項和為()
A.514B.513C.512D.510
[答案]D
a1+a1q3=18
[解析]由已知得,
a1q+a1q2=12
解得q=2或.
∵q為整數(shù),∴q=2.∴a1=2.
∴S8==29-2=510.
5.設{an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,Sn為其前n項和,已知a2a4=1,S3=7,則S5=()
A.B.C.D.
[答案]B
[解析]設公比為q,則q0,且a23=1,
即a3=1.∵S3=7,∴a1+a2+a3=++1=7,
即6q2-q-1=0,?
∴q=或q=-(舍去),?
∴a1==4.?
∴S5==8(1-)=.
6.在等比數(shù)列{an}(n∈N+)中,若a1=1,a4=,則該數(shù)列的前10項和為()
A.2-B.2-C.2-D.2-
[答案]B
[解析]∵a1=1,a4=,
∴q3==,∴q=.?
∴S10==2[1-()10]=2-,故選B.
7.已知等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,S3=3,S6=27,則此等比數(shù)列的公比q等于()
A.2B.-2C.D.-
[答案]A?
S3==3,①
[解析]
S6==27,②
得=9,解得q3=8.?
∴q=2,故選A.
8.正項等比數(shù)列{an}滿足a2a4=1,S3=13,bn=log3an,則數(shù)列{bn}的前10項和是()
A.65B.-65C.25D.-25
[答案]D
[解析]∵{an}為正項等比數(shù)列,a2a4=1,
∴a3=1,又∵S3=13,∴公比q≠1.
又∵S3==13,a3=a1q2,?
解得q=.?
∴an=a3qn-3=()n-3=33-n,?
∴bn=log3an=3-n.
∴b1=2,b10=-7.
∴S10===-25.
二、填空題
9.等比數(shù)列,-1,3,…的前10項和為.
[答案]-
[解析]S10==-.
10.(2011北京文,12)在等比數(shù)列{an}中,若a1=,a4=4,則公比q=;a1+a2+…+an=.
[答案]2,2n-1-
[解析]本題主要考查等比數(shù)列的基本知識,利用等比數(shù)列的前n項和公式可解得.?
=q3==8,所以q=2,所以a1+a2+……+an==2n-1-.
2n-1(n為正奇數(shù))?
11.已知數(shù)列{an}中,an=,則a9=.
2n-1(n為正偶數(shù))
設數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則S9=.
[答案]256377
[解析]a9=28=256,
S9=20+22+24+26+28+3+7+11+15=377.
12.在等比數(shù)列{an}中,已知對于任意n∈N+,有a1+a2+…+an=2n-1,則a21+a22+…+a2n=.?
[答案]×4n-
[解析]∵a1+a2+…+an=2n-1,?
∴a1+a2+…+an-1=2n-1-1(n≥2),
兩式相減,得an=2n-1-2n-1+1=2n-2n-1=2n-1,?
∴a2n=(2n-1)2=22n-2=4n-1,?
∴a21+a22+…+a2n==×4n-.
三、解答題
13.在等比數(shù)列{an}中,已知a3=1,S3=4,求a1與q.
S3==4
[解析](1)若q≠1,則,
a3=a1q2=1
從而解得q=1或q=-.
q=-
∵q≠1,∴.
a1=6
S3=3a1=4q=1
(2)若q=1,則,∴.
a3=a1=1a1=1
q=-q=1
綜上所述得,或.
a1=6a1=1
14.(2011大綱文科,17)設等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a2=6,6a1+a3=30,求an和Sn.
[分析]設出公比根據(jù)條件列出關于a1與q的方程.求得a1與q可求得數(shù)列的通項公式和前n項和公式.?
[解析]設{an}的公比為q,由已知有:
a1q=6a1=3a1=2
.解得或
6a1+a1q2=30q=2q=3
(1)當a1=3,q=2時,
an=a1qn-1=3×2n-1
Sn===3×(2n-1)
(2)當a1=2,q=3時,an=a1qn-1=2×3n-1
Sn===3n-1.?
綜上,an=3×2n-1,Sn=3×(2n-1)或an=2×3n-1,Sn=3n-1.
15.已知實數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其中a7=1,且a4,a5+1,a6成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)數(shù)列{an}的前n項和記為Sn,證明:Sn128(n=1,2,3,…).
[解析](1)設等比數(shù)列{an}的公比為q(q∈R且q≠1),
由a7=a1q6=1,得a1=q-6,從而a4=a1q3=q-3,?
a5=a1q4=q-2,a6=a1q5=q-1,?
因為a4,a5+1,a6成等差數(shù)列,
所以a4+a6=2(a5+1)
即q-3+q-1=2(q-2+1),
q-1(q-2+1)=2(q-2+1).?
所以q=.?
故an=a1qn-1=q-6qn-1=qn-7=()n-7.?
(2)證明:Sn==
=128[1-()n]128.
16.2011年暑期人才招聘會上,A、B兩家公司分別開出了工資標準:
A公司B公司
第一年月工資為1500元,以后每一年月工資比上一年月工資增加230元.第一年月工資為2000元,以后每一年月工資比上一年月工資增加5%.
大學生王明被A、B兩家公司同時錄取,而王明只想選擇一家連續(xù)工作10年,經(jīng)過一番思考,他選擇了A公司,你知道為什么嗎?.
[解析]
A公司B公司
第一年月工資為1500元,以后每一年月工資比上一年月工資增加230元.第一年月工資為2000元,以后每一年月工資比上一年月工資增加5%.
王明的選擇過程第n年月工資為an第n年月工資為bn
首項為1500,公差為230的等差數(shù)列首項為2000,公比為1+5%的等比數(shù)列
an=230n+1270bn=2000(1+5%)n-1
S10=12(a1+a2+…+a10)=12×[10×1500+×230]=304200
T10=12(b1+b2+…+b10)
=12×≈301869
結論顯然S10T10,故王明選擇了A公司