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文档介绍
【数学】2020届一轮复习(理)通用版6-3等比数列及其前n项和作业
6.3 等比数列及其前n项和 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5年考情 预测 热度 考题示例 考向 关联考点 1.等比数列的通项公式与前n项和公式 ①理解等比数列的概念. ②掌握等比数列的通项公式与前n项和公式. ③能在具体的问题情境中识别数列的等比关系,并能用有关知识解决相应的问题. ④了解等比数列与指数函数的关系. 2018课标Ⅲ,17,12分 等比数列的通项公式及前n项和公式 指数的运算 ★★★ 2017课标Ⅱ,3,5分 等比数列的前n项和公式 数学文化为背景的应用问题 2016课标Ⅰ,15,5分 等比数列的通项公式 最值问题 2.等比数列的性质 2016课标Ⅲ,17,12分 等比数列的判定 由an与Sn的关系求数列的通项公式 2015课标Ⅱ,4,5 分 等比数列的通项公式 数列的概念及其表示 分析解读 本节是高考的考查热点,主要考查等比数列的基本运算和性质,等比数列的通项公式和前n项和公式,尤其要注意以数学文化为背景的数列题,题型既有选择题、填空题,也有解答题.考查学生的数学运算和逻辑推理能力以及学生对函数与方程、转化与化归和分类讨论思想的应用. 破考点 【考点集训】 考点一 等比数列的通项公式与前n项和公式 1.(2018河南开封一模,5)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且9S3=S6,a2=1,则a1=( ) A.12 B.22 C.2 D.2 答案 A 2.(2018陕西延安黄陵中学(重点班)第一次大检测,10)已知公比不为1的等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足a2,2a5,3a8成等差数列,则3S3S6=( ) A.134 B.1312 C.94 D.1112 答案 C 3(2018天津滨海新区七所重点学校联考,11)等比数列{an}中,各项都是正数,且a1,12a3,2a2 成等差数列,则a13+a14a14+a15= . 答案 2-1 考点二 等比数列的性质 1.(2018安徽马鞍山第二次教学质量监测,5)已知等比数列{an}满足a1=1,a3·a5=4(a4-1),则a7的值为( ) A.2 B.4 C.92 D.6 答案 B 2.(2017福建4月模拟,6)已知递增的等比数列{an}的公比为q,其前n项和Sn<0,则( ) A.a1<0,01 C.a1>0,00,q>1 答案 A 3.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S6S3=3,则S9S6等于( ) A.2 B.73 C.83 D.3 答案 B 炼技法 【方法集训】 方法 等比数列的判定与证明 1.下列结论正确的是( ) A.若数列{an}的前n项和Sn=n2+n+1,则{an}为等差数列 B.若数列{an}的前n项和Sn=2n-2,则{an}为等比数列 C.非零实数a,b,c不全相等,若a,b,c成等差数列,则1a,1b,1c也可能构成等差数列 D.非零实数a,b,c不全相等,若a,b,c成等比数列,则1a,1b,1c一定构成等比数列 答案 D 2.(2018河南信阳模拟,17)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+λ(λ为常数). (1)试探究数列{an+λ}是不是等比数列,并求an; (2)当λ=1时,求数列{n(an+λ)}的前n项和Tn. 解析 (1)因为an+1=2an+λ,所以an+1+λ=2(an+λ). 又a1=1, 所以当λ=-1时,a1+λ=0,数列{an+λ}不是等比数列, 此时an+λ=an-1=0,即an=1; 当λ≠-1时,a1+λ≠0,所以an+λ≠0, 所以数列{an+λ}是以1+λ为首项,2为公比的等比数列, 此时an+λ=(1+λ)2n-1,即an=(1+λ)2n-1-λ. (2)由(1)知an=2n-1,所以n(an+1)=n×2n, Tn=2+2×22+3×23+…+n×2n①, 2Tn=22+2×23+3×24+…+n×2n+1②, ①-②得:-Tn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=2(1-2n)1-2-n×2n+1=2n+1-2-n×2n+1=(1-n)2n+1-2. 所以Tn=(n-1)2n+1+2. 过专题 【五年高考】 A组 统一命题·课标卷题组 考点一 等比数列的通项公式与前n项和公式 1.(2017课标Ⅱ,3,5分)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A.1盏 B.3盏 C.5盏 D.9盏 答案 B 2.(2015课标Ⅱ,4,5分)已知等比数列{an}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=( ) A.21 B.42 C.63 D.84 答案 B 3.(2018课标Ⅲ,17,12分)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3. (1)求{an}的通项公式; (2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m. 解析 (1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1. 由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去)或q=-2或q=2. 故an=(-2)n-1或an=2n-1. (2)若an=(-2)n-1,则Sn=1-(-2)n3. 由Sm=63得(-2)m=-188.此方程没有正整数解. 若an=2n-1,则Sn=2n-1.由Sm=63得2m=64,解得m=6. 综上,m=6. 考点二 等比数列的性质 (2016课标Ⅰ,15,5分)设等比数列{an}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…an的最大值为 . 答案 64 B组 自主命题·省(区、市)卷题组 考点一 等比数列的通项公式与前n项和公式 1.(2018北京,4,5分)“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于122.若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为( ) A.32f B.322f C.1225f D.1227f 答案 D 2.(2017江苏,9,5分)等比数列{an}的各项均为实数,其前n项和为Sn.已知S3=74,S6=634,则a8= . 答案 32 考点二 等比数列的性质 1.(2016天津,5,5分)设{an}是首项为正数的等比数列,公比为q,则“q<0”是“对任意的正整数n,a2n-1+a2n<0”的( ) A.充要条件 B.充分而不必要条件 C.必要而不充分条件 D.既不充分也不必要条件 答案 C 2.(2014广东,13,5分)若等比数列{an}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则lna1+lna2+…+lna20= . 答案 50 C组 教师专用题组 考点一 等比数列的通项公式与前n项和公式 1.(2014重庆,2,5分)对任意等比数列{an},下列说法一定正确的是( ) A.a1,a3,a9成等比数列 B.a2,a3,a6成等比数列 C.a2,a4,a8成等比数列 D.a3,a6,a9成等比数列 答案 D 2.(2013课标Ⅱ,3,5分,0.859)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=a2+10a1,a5=9,则 a1=( ) A.13 B.-13 C.19 D.-19 答案 C 3.(2012课标Ⅰ,5,5分)已知{an}为等比数列,a4+a7=2,a5a6=-8,则a1+a10=( ) A.7 B.5 C.-5 D.-7 答案 D 4.(2017北京,10,5分)若等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=-1,a4=b4=8,则a2b2= . 答案 1 5.(2015湖南,14,5分)设Sn为等比数列{an}的前n项和.若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差数列,则an= . 答案 3n-1 6.(2014天津,11,5分)设{an}是首项为a1,公差为-1的等差数列,Sn为其前n项和.若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值为 . 答案 -12 7.(2014安徽,12,5分)数列{an}是等差数列,若a1+1,a3+3,a5+5构成公比为q的等比数列,则q= . 答案 1 8.(2016四川,19,12分)已知数列{an}的首项为1,Sn为数列{an}的前n项和,Sn+1=qSn+1,其中q>0,n∈N*. (1)若2a2,a3,a2+2成等差数列,求数列{an}的通项公式; (2)设双曲线x2-y2an2=1的离心率为en,且e2=53,证明:e1+e2+…+en>4n-3n3n-1. 解析 (1)由已知,Sn+1=qSn+1,Sn+2=qSn+1+1, 两式相减得到an+2=qan+1,n≥1. 又由S2=qS1+1得到a2=qa1, 故an+1=qan对所有n≥1都成立. 所以,数列{an}是首项为1,公比为q的等比数列. 从而an=qn-1.由2a2,a3,a2+2成等差数列,可得 2a3=3a2+2,即2q2=3q+2,则(2q+1)(q-2)=0, 由已知,q>0,故q=2.所以an=2n-1(n∈N*). (2)证明:由(1)可知,an=qn-1. 所以双曲线x2-y2an2=1的离心率en=1+an2=1+q2(n-1). 由e2=1+q2=53,解得q=43. 因为1+q2(k-1)>q2(k-1),所以1+q2(k-1)>qk-1(k∈N*). 于是e1+e2+…+en>1+q+…+qn-1=qn-1q-1, 故e1+e2+…+en>4n-3n3n-1. 9.(2015江苏,20,16分)设a1,a2,a3,a4是各项为正数且公差为d(d≠0)的等差数列. (1)证明:2a1,2a2,2a3,2a4依次构成等比数列; (2)是否存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列?并说明理由; (3)是否存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列?并说明理由. 解析 (1)证明:因为2an+12an=2an+1-an=2d(n=1,2,3)是同一个常数,所以2a1,2a2,2a3,2a4依次构成等比数列. (2)令a1+d=a,则a1,a2,a3,a4分别为a-d,a,a+d,a+2d(a>d,a>-2d,d≠0). 假设存在a1,d,使得a1,a22,a33,a44依次构成等比数列, 则a4=(a-d)(a+d)3,且(a+d)6=a2(a+2d)4. 令t=da,则1=(1-t)(1+t)3, 且(1+t)6=(1+2t)4-12-13,t≠0, 则(1+2t)n+2k=(1+t)2(n+k),且(1+t)n+k(1+3t)n+3k=(1+2t)2(n+2k). 将上述两个等式两边取对数,得(n+2k)ln(1+2t)=2(n+k)·ln(1+t), 且(n+k)ln(1+t)+(n+3k)ln(1+3t)=2(n+2k)ln(1+2t). 化简得2k[ln(1+2t)-ln(1+t)]=n[2ln(1+t)-ln(1+2t)], 且3k[ln(1+3t)-ln(1+t)]=n[3ln(1+t)-ln(1+3t)]. 再将这两式相除,化简得ln(1+3t)ln(1+2t)+3ln(1+2t)ln(1+t)=4ln(1+3t)ln(1+t)(**). 令g(t)=4ln(1+3t)ln(1+t)-ln(1+3t)ln(1+2t)-3ln(1+2t)·ln(1+t), 则g'(t)= 2[(1+3t)2ln(1+3t)-3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2ln(1+t)](1+t)(1+2t)(1+3t). 令φ(t)=(1+3t)2ln(1+3t)-3(1+2t)2ln(1+2t)+3(1+t)2·ln(1+t), 则φ'(t)=6[(1+3t)ln(1+3t)-2(1+2t)ln(1+2t)+(1+t)·ln(1+t)]. 令φ1(t)=φ'(t),则φ'1(t)=6[3ln(1+3t)-4ln(1+2t)+ln(1+t)]. 令φ2(t)=φ'1(t),则φ'2(t)=12(1+t)(1+2t)(1+3t)>0. 由g(0)=φ(0)=φ1(0)=φ2(0)=0,φ'2(t)>0, 知φ2(t),φ1(t),φ(t),g(t)在-13,0和(0,+∞)上均单调. 故g(t)只有唯一零点t=0,即方程(**)只有唯一解t=0,故假设不成立. 所以不存在a1,d及正整数n,k,使得a1n,a2n+k,a3n+2k,a4n+3k依次构成等比数列. 评析 本题考查等差数列的定义、等比数列的运算和综合应用,考查演绎推理、直接证明、间接证明等逻辑思维能力. 10.(2015山东,18,12分)设数列{an}的前n项和为Sn.已知2Sn=3n+3. (1)求{an}的通项公式; (2)若数列{bn}满足anbn=log3an,求{bn}的前n项和Tn. 解析 (1)因为2Sn=3n+3,所以2a1=3+3,故a1=3, 当n>1时,2Sn-1=3n-1+3, 此时2an=2Sn-2Sn-1=3n-3n-1=2×3n-1,即an=3n-1, 所以an=3,n=1,3n-1,n>1. (2)因为anbn=log3an,所以b1=13, 当n>1时,bn=31-nlog33n-1=(n-1)·31-n. 所以T1=b1=13; 当n>1时, Tn=b1+b2+b3+…+bn=13+[1×3-1+2×3-2+…+(n-1)×31-n], 所以3Tn=1+[1×30+2×3-1+…+(n-1)×32-n], 两式相减,得 2Tn=23+(30+3-1+3-2+…+32-n)-(n-1)×31-n =23+1-31-n1-3-1-(n-1)×31-n=136-6n+32×3n, 所以Tn=1312-6n+34×3n(n>1). 经检验,n=1时也适合. 综上可得Tn=1312-6n+34×3n(n∈N*). 11.(2014课标Ⅱ,17,12分,0.299)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1. (1)证明an+12是等比数列,并求{an}的通项公式; (2)证明1a1+1a2+…+1an<32. 解析 (1)由an+1=3an+1得an+1+12=3an+12. 又a1+12=32, 所以an+12是首项为32,公比为3的等比数列. an+12=3n2,因此{an}的通项公式为an=3n-12. (2)由(1)知1an=23n-1. 因为当n≥1时,3n-1≥2×3n-1, 所以13n-1≤12×3n-1. 于是1a1+1a2+…+1an≤1+13+…+13n-1=321-13n<32. 所以1a1+1a2+…+1an<32. 评析 本题考查了等比数列的定义、数列求和等问题,放缩法求和是本题的难点. 考点二 等比数列的性质 1.(2018浙江,10,4分)已知a1,a2,a3,a4成等比数列,且a1+a2+a3+a4=ln(a1+a2+a3).若a1>1,则( ) A.a1 a3,a2 a4 D.a1>a3,a2>a4 答案 B 2.(2014大纲全国,10,5分)等比数列{an}中,a4=2,a5=5,则数列{lgan}的前8项和等于( ) A.6 B.5 C.4 D.3 答案 C 3.(2015安徽,14,5分)已知数列{an}是递增的等比数列,a1+a4=9,a2a3=8,则数列{an}的前n项和等于 . 答案 2n-1 4.(2014江苏,7,5分)在各项均为正数的等比数列{an}中,若a2=1,a8=a6+2a4,则a6的值是 . 答案 4 【三年模拟】 一、选择题(每小题5分,共35分) 1.(2019届山东济南第一中学高三期中考试,7)在等比数列{an}中,若a3,a7是方程x2+4x+2=0的两根,则a5的值是( ) A.-2 B.-2 C.±2 D.2 答案 B 2.(2019届安徽黄山11月“八校联考”,7)设Sn是等比数列{an}的前n项和,S4=5S2,则a52a3a8的值为( ) A.±12 B.±2 C.±2或-1 D.±12或-1 答案 D 3.(2018河南新乡二模,6)在公比为q的正项等比数列{an}中,a4=4,则当2a2+a6取得最小值时,log2q=( ) A.14 B.-14 C.18 D.-18 答案 A 4.(2018福建厦门模拟,8)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2n+1+λ,则λ=( ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 答案 A 5.(2018山东实验中学诊断测试,7)中国古代数学名著《九章算术》中有这样一个问题:今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗,羊主曰:“我羊食半马.”马主曰:“我马食半牛.”今欲衰偿之,问各出几何?此问题的译文是:今有牛、马、羊吃了别人的禾苗,禾苗主人要求赔偿5斗粟.羊主人说:“我的羊所吃的禾苗只有马的一半.”马主人说:“我的马所吃的禾苗只有牛的一半.”打算按此比例偿还,他们各应偿还多少?已知牛、马、羊的主人应偿还a升,b升,c升,1斗为10升,则下列判断正确的是( ) A.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且a=507 B.a,b,c依次成公比为2的等比数列,且c=507 C.a,b,c依次成公比为12的等比数列,且a=507 D.a,b,c依次成公比为12的等比数列,且c=507 答案 D 6.(2017湖北六校联合体4月模拟,10)在数列{an}中,a1=1,an+1=2an,则Sn=a12-a22+a32-a42+…+a2n-12-a2n2等于( ) A.13(2n-1) B.15(1-24n) C.13(4n-1) D.13(1-2n) 答案 B 7.(2018湖南湘潭三模,9)已知等比数列{an}的前n项积为Tn,若a1=-24,a4=-89,则当Tn 取最大值时,n的值为( ) A.2 B.3 C.4 D.6 答案 C 二、填空题(每小题5分,共15分) 8.(2019届河北衡水中学高三第一次摸底考试,14)已知数列{an},若数列{3n-1an}的前n项和Tn=15×6n-15,则a5的值为 . 答案 16 9.(2019届广东化州高三第一次模拟考试,16)已知函数f(x)=exex+1,数列{an}为等比数列,an>0,a1010=1,则f(lna1)+f(lna3)+…+f(lna2019)= . 答案 20192 10.(2017江西仿真模拟,16)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足:a1=1,a2=2,Sn+1=an+2-an+1(n∈N*),若不等式λSn>an恒成立,则实数λ的取值范围是 . 答案 (1,+∞) 三、解答题(共25分) 11.(2019届江西九江高三第一次十校联考,20)已知数列{an}满足an+1-an-1=2(an+an-1)(n≥2),a1=1,a2=7,令bn=an+1+an. (1)求证数列{bn}为等比数列,并求{bn}的通项公式; (2)求数列{an}的前n项和Sn. 解析 (1)∵an+1-an-1=2(an+an-1)(n≥2), ∴an+1+an=3(an+an-1). ∵bn=an+1+an, ∴bn=3bn-1(n≥2),又b1=a2+a1=8≠0, ∴数列{bn}是首项为8,公比为3的等比数列, ∴bn=8·3n-1(n∈N*). (2)当n为正偶数时,Sn=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(an-1+an)=b1+b3+…+bn-1=8(1-9n2)1-9=3n-1. 当n为正奇数时, Sn=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(an-1+an) =1+b2+b4+…+bn-1 =1+24(1-9n-12)1-9 =3n-2. ∴Sn=3n-1,n为正偶数,3n-2,n为正奇数. 解后反思 (1)证明数列为等比数列时,在运用定义证明的同时还要说明数列中不存在等于零的项,这一点容易被忽视. (2)数列求和时要根据数列通项公式的特点,选择合适的方法进行求解,求解时要注意确定数列的项数. 12.(2018湖南郴州第二次教学质量检测,17)已知在等比数列{an}中,a1=1,且a1,a2,a3-1成等差数列. (1)求数列{an}的通项公式; (2)若数列{bn}满足bn=2n-1+an(n∈N*),数列{bn}的前n项和为Sn,试比较Sn与n2+2n的大小. 解析 (1)设等比数列{an}的公比为q, ∵a1,a2,a3-1成等差数列, ∴2a2=a1+(a3-1)=a3,∴q=a3a2=2, ∴an=a1qn-1=2n-1(n∈N*). (2)由(1)知bn=2n-1+an=2n-1+2n-1, ∴Sn=(1+1)+(3+2)+(5+22)+…+(2n-1+2n-1) =[1+3+5+…+(2n-1)]+(1+2+22+…+2n-1) =1+(2n-1)2·n+1-2n1-2=n2+2n-1. ∵Sn-(n2+2n)=-1<0,∴Sn 查看更多
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