【命题探究】2014版高考数学知识点讲座:考点23等比数列(解析版)
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一.考纲目标
等比数列的定义、通项公式、前n项和及等比数列的基本性质;等比数列的应用.
二.知识梳理
1.等比数列的概念:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示()
2.等比中项:如果在与之间插入一个数,使,,成等比数列,那么叫做与的等比中项,也就是,如果是的等比中项,那么,即
3.等比数列的判定方法:
①定义法:对于数列,若,则数列是等比数列
②等比中项:对于数列,若,则数列是等比数列
4.等比数列的通项公式:如果等比数列的首项是,公比是,则等比数列的通项为或着
5.等比数列的前n项和:
当时,
当时,前n项和必须具备形式
6.等比数列的性质:
①等比数列任意两项间的关系:如果是等比数列的第项,是等差数列的第项,且,公比为,则有
对于等比数列,若,则
也就是:
如图所示:
③若数列是等比数列,是其前n项的和,,那么只有当公比且k为偶数时,,,不成等比数列如下图所示:
三、考点逐个突破
1.等比数列的概念与通项公式
例1.(1) 已知等比数列的公比为正数,且·=2,=1,则=
A. B. C. D.2
【答案】B
【解析】设公比为,由已知得,即,又因为等比数列的公比为正数,所以,故,选B
(2)已知等比数列满足,且,则当时,
A. B. C. D.
【解析】由得,,则, ,选C.
(3)设等比数列{}的前n项和为.若,则=
答案:3
解析:本题考查等比数列的性质及求和运算,由得q3=3故a4=a1q3=3.
(4)等比数列中,已知
(I)求数列的通项公式;
(Ⅱ)若分别为等差数列的第3项和第5项,试求数列的通项公式及前项和.
解:(I)设的公比为 由已知得,解得
(Ⅱ)由(I)得,,则,
设的公差为,则有解得
从而
所以数列的前项和
2.等比数列的前n项和公式
例2.(1) 等比数列{}的公比, 已知=1,,则{}的前4项和
=
【答案】
【解析】由得:,即,,解得:q=2,又=1,所以,,=.
(2) 等比数列{}的前n 项和为,已知,,成等差数列
(1)求{}的公比q;
(2)求-=3,求
解:(Ⅰ)依题意有
, 由于,故
又,从而
(Ⅱ)由已知可得
故
从而
3.等比数列的性质
例3.(1)等比数列中,各项均为正数,且,求解:设等比数列首项为,公比为q,则
另法:,
将两式相加得
又因为数列中,各项均为正数,所以=7.
(2)在和之间插入n个正数,使这个数依次成等比数列,求所插入的n个数之积;解法1:设插入的n个数为,且公比为q则解法2:设插入的n个数为,说明:第一种解法利用等比数列的基本量,先求公比,后求其它量,这是解等差数列、等比数列的常用方法,其优点是思路简单、实用,缺点是有时计算较繁;第二种解法利用等比数列的性质,与“首末项等距”的两项积相等,这在解题中常用到;
4.等比数列的判断与证明
例4.等比数列{}的前n项和为, 已知对任意的 ,点,均在函数且均为常数)的图像上.
(1)求r的值;
(11)当b=2时,记
证明:对任意的 ,不等式成立
解:因为对任意的,点,均在函数且均为常数的图像上.所以得,当时,,当时,,又因为{}为等比数列,所以,公比为,
(2)当b=2时,,
则,所以
下面用数学归纳法证明不等式成立.
当时,左边=,右边=,因为,所以不等式成立.
假设当时不等式成立,即成立.则当时,左边=
所以当时,不等式也成立.
由①、②可得不等式恒成立.
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