2020届二轮复习等比数列的概念与性质学案(全国通用)

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2020届二轮复习等比数列的概念与性质学案(全国通用)

等比数列的概念与性质  ​ 等比数列 ​ 一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数,那么这个 数列叫做等比数列(geometric sequence),这个常数叫做等比数列的公比(common ratio),公比通常用字母 表示 . 如果在 与 中间插入一个数 ,使 , , 成等比数列,那么 叫做 与 的等比中项. 等比数列的通项公式: 晦 .  ​ ​ 等比数列的性质 (1) , 为等比数列中任意两项,则 晦 쳌 . (2)若 , , , 且 ,则 . (3)下标(即项的序号)成等差数列的项,仍然成等比数列.  ​ ​ 等比数列前 项和 ​ 等比数列的前 项和 쳌 쳌 晦 晦 晦 晦 쳌  ​ ​ 等比数列的前 项和的性质 当 , 晦 , 晦 均不为零时,数列 , 晦 , 晦 构成等比数列. 精选例题 等比数列的概念与性质 1. 已知等比数列 的前 项和 晦 晦 ,则 . 【答案】 2. 已知等比数列 的前 项和为 ,且 , ,则 log . 【答案】 【分析】 设等比数列的公比为 ,则 . 所以 晦 晦 晦 晦 所以 log . 3. 已知首项为 ,公差不为 的等差数列 的第 , , 项成等比数列,则这个等比数列 的公比 ;设数列 的前 项和为 ,则 . 【答案】 ; 晦 4. 已知数列 的前 项和为 ,满足 ,则通项公式 . 【答案】 【分析】 因为 ,① 所以 , 晦 晦 , ② ①-②可得 晦 晦 ,即得 晦 , 所以数列 是首项为 ,公比为 的等比数列, 则 晦 . 5. 在等比数列 中,若 , 晦 则 . 【答案】 【分析】 设等比数列 中 因为 , 晦 所以 晦 解得 则 6. 已知等比数列 的公比为正数,且 , ,则 . 【答案】 7. 数列 的前 项和为 ,若 , ( , ),则 . 【答案】 晦 晦 【分析】 解法 1 当 时, ,从而得 晦 晦 .当 时,有 晦= 晦 ,所以 晦 晦 晦 晦 ,即 晦 .而 ,所以数列 是从第二项起以 晦 为首项, 为公比的等比数列,所以当 时, 晦 晦 晦 晦 晦 晦 .又 晦 ,所以 晦 晦 . 解法 2 当 时, ,从而 晦 晦 .当 时, 晦 晦 ,所 以 晦 晦 ,即 晦 晦 ,所以 晦 晦 晦 .又因为 晦 晦 , 晦 晦 ,所以 晦 晦 ,所以数列 晦 是以 晦 为首项, 为公比的等 比数列,从而 晦 晦 晦 ,所以 晦 晦 . 8. 设等比数列 的公比为 ൏ ൏ ,前 项和为 ,若 ,且 与 的 等差中项为 ,则 . 【答案】 【分析】 因为 ,所以 ,所以 .又因为 与 的等差中项为 ,所以 ,即 ,化简得 晦 ,解得 或 (舍 去),所以 晦 晦 晦 晦 晦 . 9. 已知等比数列 的公比 ,且 ,则 . 【答案】 【分析】 在等比数列中,若项数为 ,则 偶 奇 ,所以 . 10. 每项均为正数的等比数列 满足: , ,且 log ,则数列的 前 项和是 . 【答案】 晦 11. 一个项数为偶数的等比数列,它的偶数项和是奇数和的 倍,又它的首项为 ,中间两项 的和为 ,则此等比数列的项数为 . 【答案】 【分析】 设该数列有 项,公比为 , 则 偶 奇 奇, 解得 . 又首项为 ,中间两项的和为 , 则 晦 , 解得 , 所以 . 12. 已知在等比数列 中, , ,则 . 【答案】 【分析】 由条件得 , ,于是 ,故 . 13. 已知等比数列 的公比 ,且 ,则其前 项的和 . 【答案】 【分析】 因为 , 所以 . 14. 若等比数列 满足 , ,则公比 . 【答案】 15. 在等比数列 中,若 晦 ,则 . 【答案】 【分析】 据等比数列的性质可知 晦 ,从而 晦 ,故 . 16. 正项等比数列 中, ,前 쳌 为常数 项的乘积是 ,若从前 项中, 抽出一项后,余下的 晦 项的乘积是 晦 ,则抽出的是第 项. 【答案】 【分析】 不妨设公比为 ,抽出来的是第 项, 因为正项等比数列 中,前 쳌 为常数 项的乘积是 , 所以 晦 ,所以 晦 ,所以 晦 . 晦 为抽出来的那一项. 所以 晦 晦 ,所以 晦 晦 ,又因为 ,所以解得 . 17. 在等比数列 中,公比 ,且 log log log ,则 . 【答案】 晦 【分析】 据题意知 log log ,即 ,结合 , 解得 ,所以 晦 . 18. 已知等比数列 ,首项 ,公比 , 쳌쳌 , 则 . 【答案】 【分析】 晦 , 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 , 又 晦 晦 , 则 晦 쳌 晦 쳌 得 쳌 19. 已知等比数列 的公比 晦 , 为其前 项和,则 . 【答案】 晦 【分析】 因为 晦 晦 , ,所以 晦 晦 晦 晦 晦 . 20. 若数列 是各项均为正数的等比数列,且 , 晦 .则 的公比 . 【答案】 【分析】 设等比数列 的公比为 ,依题意有 晦 ,解得 , . 21. 已知等比数列 中, , . (1)求通项 ; 【解】 因为数列 是等比数列, , , 所以 쳌 쳌 解得 쳌 쳌 从而 晦 晦 晦 . (2)若数列 的前 项和为 ,求满足不等式 ൏ 的 的最大值. 【解】 因为 晦 , 所以 log log 晦 晦 , 又因为 晦 晦 晦 晦 晦 晦 , 所以数列 是一个以 晦 为首项, 为公差的等差数列. 所以 晦 晦 晦 . 由 ൏ ,得 晦 ൏ , 整理,得 晦 晦 ൏ . 解得 晦 晦 ൏ ൏ , 经过估算,得到 的最大值为 . 22. 设数列 的首项 ,且 쳌 为偶数 쳌 为奇数 ,记 晦 晦 , , , , (1)求 , ; 【解】 , . (2)判断数列 是否为等比数列,并证明你的结论; 【解】 因为 , 所以 . 故 晦 晦 , 晦 晦 , 晦 晦 . 猜想 是公比为 的等比数列. 证明如下: 晦 晦 晦 晦 晦 晦 쳌 , 所以 是首项为 晦 ,公比为 的等比数列. (3)求 . 【解】 由(2), 晦 晦 晦 晦 晦 . 23. 已知公差不为 的等差数列 ,首项 ,且 , , 成等比数列, (1)求等差数列 的通项公式; 【解】 设公差为 ,则 , 又 , , 成等比数列,则有 ,又首项 , 所以 化简得: 晦 , 又 ,解得: . 所以 晦 晦 ,即: . (2)若从数列 中抽出部分项: , , , , 晦 构成一个新的数列 晦 , , 证明:数列 晦 , 为等比数列; 【解】 由(1)可知: , 所以 晦 晦 , 所以 晦 晦 晦 晦 . 所以,数列 晦 , 为等比数列. (3)求和: 晦 . 【解】 由(2)可知:数列 晦 , 为等比数列, 所以 晦 晦 晦 晦 晦 . 即 晦 晦 . 24. 已知数列 为等比数列, 为其前 项和. (1)已知 , ,求 ; 【解】 由 쳌 , 得 晦 쳌 晦 或 쳌 故 或 . (2)若 , ,求 的值; 【解】 由于数列 为等比数列, 所以 , 晦 , 晦 成等比数列, 公比为 . 所以由题可得 쳌 解得 , . 故 . (3)已知 , .求 的值. 【解】 由 , 得 , 又 , 所以, . 25. 把一个正方形等分成 个相等的小正方形,将中间的一个正方形挖掉(如图①);再将剩 余的每个正方形都分成 个相等的小正方形,并将中间的一个正方形挖掉(如图②);如此下 去 (1)如此下去,第三次共挖掉了多少个正方形? 【解】 . (2)第 个图共挖掉了多少个正方形?若原正方形的边长为 ,则这些正方形的面积 之和为多少? 【解】 我们把由图①分割为图②看作是一次操作,则一次操作挖去 个小正方形,且由图 ①分割为图②时,增加了 个图①,所以 晦 次操作后得到第 个图,共挖掉了 晦 晦 晦 晦 个正方形,这些正方形的面积和为 晦 晦 晦 晦 26. 设等比数列 的前 项和为 ,已知 , ,求 和 . 【解】 设 的公比为 ,由题设得 쳌 쳌 解得 或 쳌 当 , 时, 晦 쳌 晦 当 , 时, 晦 쳌 晦 27. 在等差数列 中, , . (1)求数列 的通项公式 ; 【解】 , , 쳌 쳌 解得 , , 则 晦 晦 . (2)求数列 前 项和 . 【解】 , , . 28. 已知等差数列 的首项 ,公差 ,且第二项、第五项、第十四项分别为等比 数列 的第二项、第三项、第四项. (1)求数列 与 的通项公式; 【解】 设数列 的公比为 . 由题意,得 , 整理,得 晦 . 结合 ,解得 . 所以 晦 . 于是 , , , 所以公比 , , 因此, 晦 晦 . (2)设数列 对任意正整数 都有 成立,求 的 值. 【解】 由(1),得 晦 ,则 . 由 , 得 晦 晦 . 以上两式相减,得 晦 , 即 晦 . 当 时,由 ,得 . 由此 쳌 쳌 晦 쳌 所以 晦 晦 29. 数列 的前 项和为 ,且满足 , ( 为常数, 쳌쳌쳌 ). (1)若 ,求 ; 【解】 因为 , , 所以 , . 因为 ,即 . 所以 ,即 . 所以 晦 쳌쳌쳌 . 所以数列 是以 为首项, 为公差的等差数列. 所以 晦 晦 . (2)若数列 是等比数列,求实数 的值. 【解】 若数列 是等比数列,则 , 由 可得 .解得 . 当 时,由 ,得 . 显然,数列 是以 为首项, 为公比的等比数列. 所以 . (1)已知数列 ,其中 ,且数列 晦 为等比数列,求常数 . 【解】 因为 晦 是等比数列,故有 晦 晦 晦 晦 쳌 将 代入上式,得 tt 晦 晦 晦 晦 晦 쳌 即 tt 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 쳌 整理得 晦 晦 ,解得 或 . (2)设 、 是公比不相等的两个等比数列, ,证明数列 不是等比数 列. 【解】 设 、 的公比分别为 、 , ,为证 不是等比数列只需证 . 事实上, 쳌 由于 , ,又 、 不为零,因此, ,故 不是等比数列. 31. 设 的公比不为 的等比数列,且 , , 成等差数列. (1)求数列 的公比; 【解】 设数列 的公比为 쳌 , 由 , , 成等差数列,得 , 即 . 由 ,得 晦 . 解得 晦 或 (舍去), 所以 晦 . (2)若 晦 ,求数列 的前 项和 . 【解】 依题意,得 是以 晦 为首项, 晦 为公比的等比数列, 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 晦 . 32. 在等比数列 中,已知 , ,求首项 和公比 . 【解】 因为 ,所以 . 当 时, ; 当 晦 时, 晦 . 综上, 쳌 쳌 或 晦 쳌 晦 33. 设等比数列 的公比 ൏ ,前 项和为 .已知 , ,求 的通项公 式. 【解】 由题设知 , 晦 晦 , 则 쳌 晦 晦 晦 晦 ㌍由②得 晦 晦 쳌 晦 晦 쳌 晦 晦 쳌因为 ൏ ,解得 晦 或 晦 . 当 晦 时,代入①得 ,通项公式为 晦 晦 当 晦 时,代入①得 ,通项公式为 晦 晦 34. 等比数列 共有 项,其和为 晦 ,且奇数项的和比偶数项的和大 ,求公比 . 【解】 由题意知 奇 偶 晦 쳌 奇 晦 偶 쳌所以 奇 晦 쳌 偶 晦 所以 公比 偶 奇 晦 晦 35. 三个数成等比数列,其积为 .若第一个数与第三个数各减去 ,则这三个数成等差数 列,求这三个数. 【解】 设三个数为 , , ,则 쳌 晦 晦 쳌解得 쳌 或 쳌 所以所求三数依次为 , , 或 , , . 36. 在等比数列 中,已知 晦 , ,求 前 项的和 . 【解】 设数列 的公比为 ,依题意, 晦 晦 쳌 쳌所以 所以,将 晦 代入到①式,得 晦 晦 쳌 晦 ,舍去; 将 代入到①式,得 晦 쳌 . 当 时, 쳌 晦 晦 ; 当 晦 时, 晦 쳌 晦 晦 . 37. 在各项均为负数的数列 中,已知 ,且 . (1)求证:数列 是等比数列,并求出通项公式; 【解】 由 ,得 ,故数列 是公比为 的等比数列. 由 ,得 . 因为数列 的各项均为负数,故 晦 . 所以 晦 晦 . (2)试问 晦 是否为该数列的项?若是,是第几项?若不是,请说明理由. 【解】 设 晦 是数列 的第 项,得 晦 晦 晦 ,即 晦 , 所以 ,即 晦 是这个等比数列的第 项. 38. 已知数列 是首项 ,公比 的等比数列,且 , , 晦 成等差数列. (1)求公比 的值. 【解】 因为 , , 晦 成等差数列,所以 晦 , 即 晦 ,解得 ,又因为 ,所以 晦 . (2)记 ,求 的值. 【解】 因为 쳌 为奇数 晦 쳌 为偶数 所以 晦 . 39. 若实数 , , 成等比数列,试证明 , , 也成等比数列. 【解】 要证 , , 成等比数列,须证 , 即证 , 即证 晦 . 由已知 , 所以 , , 成等比数列. 40. 已知等比数列 中, , .求 . 【解】 解法一:因为 ,所以 ,所以 . 从而 쳌 쳌 解得 쳌 或 쳌 当 时, ;当 时, ,故 晦 或 晦 . 解法二:由等比数列的定义知 , ,结合已知得 쳌 쳌 即 쳌 쳌 所以 쳌 ㌍ 由 ㌍ 得 ,将 代入 得 晦 ,所以 或 . 由 ㌍ 得 쳌 或 쳌 故 晦 或 晦 . 课后练习 1. 在等比数列 的前 项和中, 最小,且 , 晦 ,前 项和 ,则 为 ,公比 为 . 2. 已知在等比数列 中, , ,则 . 3. 在等比数列 中,已知 , 晦 晦 ,则 . 4. 已知等比数列 的前 项和 晦 晦 ,则 . 5. 是等比数列 的前 项和,若 .则 的值是 . 6. 已知各项均为正数的等比数列 中, , , 成等差数列,则 . 7. 在等比数列 中, , ,则 . 8. 已知 , , 成等比数列, 为 , 的等差中项, 为 , 的等差中项,则 9. 已知 晦 π 쳌 π ,在等比数列 中, , tan ,若数列 的前 项 和为 ,则 的值为 . 10. 若 是等比数列,其中 , 是方程 晦 的两个根,而且 那么 的值为 . 11. 已知数列 为等比数列, , ,满足 对任意正整数 都 成立,且对任意相邻三项 , , 按某顺序排列后成等差数列,则 的值为 . 12. 等比数列 中, ,则 . 13. 已知数列 满足 ,设 晦 晦 ( , , 为均不等于 的且 互不相等的常数),若数列 为等比数列,则 的值为 . 14. 若数列 是等差数列,首项 , , ൏ ,则使前 项 和 成立的最大自然数 是 . 15. 已知等比数列 中,公比 ,且 , ,则 . 16. 正项等比数列 中, ,则 log log . 17. 在等比数列 中, , ,则 . 18. 记等比数列 的前 项积为 ,若 晦 晦 ,且 晦 , 则正整数 . 19. 已知等比数列 的首项为 ,公比为 ,则 . 20. 等比数列 中,若 , 晦 ,则 . 21. 等比数列 满足 , ,且公比 . (1)求数列 的通项公式; (2)若该数列前 项和 ,求 的值. 22. 对于数列 ,已知 쳌 晦 或 쳌 ,设 为数列 的前 项和. (1) 的所有可能值组成的集合为 ; (2)若 晦 ,则 晦 晦 . 23. 已知等比数列 中, , , 分别是某等差数列的第 项,第 项,第 项,且 ,公比 . (1)求 ; (2)设 log ,求数列 的前 项和的最大值. 24. 在等比数列 中, (1)若 , ,求 ; (2)若 , ,求 和 . 25. 已知等差数列 的公差 ,其前四项和为 ,且 , , 成等比数列. (1)求通项公式 ; (2)设 ,求数列 的前 项和 . 26. 在下列程序框图中,将 时的 值定义为 , 时的值定义为 ,如此类推. (1)写出数列 的递推公式与通项公式; (2)设 晦 ,求 的前 项和 . (3)求出程序框图的相应输出结果. 27. 已知数列 满足 , 晦 쳌 为奇数 晦 晦 쳌 为偶数 , ,其中 . (1)求 的值; (2)判断数列 是否为等比数列,并证明你的结论. 28. 在数列 中,已知 ( ). 判断是否存在等比数列 满足 , , ?若存在,求出数列 的通项 公式;若不存在,请说明理由. 29. 已知数列 是等差数列,且 , . (1)求数列 的通项公式. (2)令 ,求数列 的前 项和(用 表示). 30. 已知 䁪 是一次函数,且 䁪 , 䁪 , 䁪 成等比数列, 䁪 ,求 䁪 䁪 䁪 ( N )的表达式. 31. 已知等比数列 中, , ,求 和 . 32. 在等比数列 中, , ,求 和 . 33. 已知数列 是等比数列, , ,设数列 的前 项和为 . (1)求数列 的通项公式; (2)若 ,求 . 34. 已知等差数列 的前 项和为 ,且 , . (1)求 的通项公式; (2)设 .求证: 是等比数列,并求其前 项和 . 35. 数列 的前 项和为 ,且 , , , , , . (1)求 , , 的值及数列 的通项公式; (2)求 晦 的值. 36. 已知 是公差不为零的等差数列, ,且 , , 成等比数列. (1)求数列 的通项公式; (2)设 ,求数列 的前 项和 . 37. 已知数列 的前 项和为 ,且 . (1)求数列 的通项公式; (2)令 ,求证:数列 是等比数列. 38. 已知 为等差数列 的前 项和,且 . (1)求 的通项公式; (2)若等比数列 满足 , ,求 的前 项和公式. 39. 数列 :满足 , . (1)证明数列 log 是等比数列; (2)求数列 的通项公式; (3)设 晦 晦 ,数列 的前 项和为 ,求证: 晦 ൏晦 . 40. 给出下面的数表序列:其中表 쳌쳌쳌 有 行,第 行的 个数是 쳌쳌쳌 , 晦 , 从第 行起,每行中的每个数都等于它肩上的两数之和.写出表 . (1)验证表 各行中的数的平均数按从上到下的顺序构成等比数列,并将结论推广到表 (不要求证明). 等比数列的概念与性质-出门考 姓名 成绩 1. 在等比数列 中, , ,则数列的前 项和为 . 2. 已知等比数列 的各项均为正数,且 , ,则数列 的通项公 式为 . 3. 在各项均为正数的等比数列 中,若 , ,则 . 4. 已知数列 的前 项的和为 ,若 晦 ,则 的值为 . 5. 已知数列 满足 쳌 쳌 为偶数 쳌 쳌 为奇数 쳌 设 晦 ,若 晦 ,则 = . 6. 设 是等比数列 的前 项和, ,若 晦 ,则 晦 的最小值 为 . 7. 已知等比数列 的前 项和为 ,若 , , 成等差数列,且 , 晦 , 其中 ,则 的值为 . 8. 已知各项都为正数的等比数列 中, , ,则满足 的最大正整数 的值为 . 9. 已知一个等比数列的前三项的积为 ,最后三项的积为 ,且所有项的积为 ,则该数列 的项数为 . 10. 在等比数列 中,若 , ,则公比 ; . 11. 设 是公比不为 的等比数列,其前 项和为 ,若 , , 成等差数列,则 . 12. 等比数列 中, ,公比 ,则前 项和 . 13. 首项为 ,公比为 的等比数列的前 项和 . 14. 在等比数列 中, , 晦 ,则公比 ; . 15. 在等比数列 中,若 晦 , 晦 ,则公比 ;当 时, 的前 项积最大. 16. 在等比数列 中,若 , ,则 . 17. 已知数列 是递增的等比数列,且 , ,则 的值等于 . 18. 设公比为 的等比数列 的前 项和为 .若 , ,则 . . 19. 已知等比数列 中, ,则其前 项和 的取值范围是 . 20. 等比数列前 项和 ,则常数 的值为 . 21. 已知等差数列 的前 项和为 ,等比数列 的前 项和为 , 晦 쳌 , . (1)若 ,求 的通项公式; (2)若 ,求 . 22. 设数列 的前 项和 满足 晦 ,且 ,求 的值. 23. 已知数列 是等比数列,其前 项和为 ,满足 , . (1)求数列的通项公式; (2)是否存在正整数 ,使得 ?若存在,求出符合条件的 的最小值;若不存在, 说明理由. 24. 一个等比数列 中, , ,求这个数列的通项公式. 25. 已知公比为 的等比数列 ( )中, ,前三项的和为 . (1)求数列 的通项公式; (2)若 ൏ ൏ ,设数列 满足 ( ),求使得 ൏ ൏ 的 的最小值. (1)等比数列 中, , 晦 ,前 项的和 ,求 和公比 . (2)等比数列 中, , ,求 . 27. 已知 是等比数列 的前 项和, , , 成等差数列,且 晦 , 求数列 的通项公式. 28. 在正项等比数列 中,公比为 , .求证: 为等比数列,并求其公 比. 29. 已知数列 满足 ,且 , . (1)求证: 晦 是等比数列; (2)求数列 的通项公式. 30. 已知等差数列 的公差为 ,等比数列 的公比为 .设 , 晦 晦 晦 쳌 . (1)若 , , ,求 的值; (2)若 ,证明 晦 晦 晦 晦 , ; (3)若正整数 满足 ,设 쳌쳌쳌 和 쳌쳌쳌 是 쳌쳌쳌 的两个不同的排列, , ,证明 . 31. 为首项是正数的等比数列,前 项和 ,前 项和 ,在前 项中 数值最大的项为 ,求通项 . 32. 设数列 的前 项和为 ,其中 , 为常数,且 晦 , , 成等差数列. (1)求数列 的通项公式; (2)设 晦 ,问:是否存在 ,使数列 为等比数列?若存在.求出 的值;若 不存在,请说明理由. 33. 已知等差数列 的公差为 ,且 , , 成等比数列. (1)求数列 的通项公式; (2)设数列 晦 的前 项和为 ,求证: ൏ . 34. 等比数列 中, , 晦 ,前 项和 ,求 和公比 . 35. 如图,在边长为 的等边三角形 th 中,圆 为 th 的内切圆,圆 与圆 外切, 且与 t 、 th 相切, ,圆 与圆 外切,且与 t 、 th 相切,如此继续,记圆 的 面积为 ,求 的通项公式. 36. 在等比数列 中,若 , ,求公比 . 37. 设 是由正数组成的等比数列, 是其前 项的和.证明: ൏ . 38. 在等比数列 中,已知 , ,求数列 的通项公式. 39. 已知数列 log 晦 为等差数列,且 , . (1)求数列 的通项公式; (2)证明: 晦 晦 晦 ൏ . 40. 已知数列 满足 , 晦 晦 쳌 . (1)设 晦 ,求证: 是等比数列. (2)求数列 的前 项和 .
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