1?11????2?2n?12n?3?1111111?Tn?(???????)235572n?12n?3 111?(?)232n?31又当n?N?时,Tn?6?
要使得Tn?M对一切正整数n恒成立,只要M≥
1,所以存在实数M使得Tn?M对一切正整数n 6都成立,M的最小值为
1。 66.3等比数列
知识要点
1. 定义: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个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,记为
错误!未找到引用源。
?an?为等比数列,则下标
到
引
用
源
。
成等差数列的对应项成等比数列。 错
误
!
未
找
q,(q?0)。
2. 递推关系与通项公式
q??1时,Sn,S2n?Sn,S3n?S2n,?仍成等比
数列。
6. 等比数列与等比数列的转化 错误!未找到引用源。
递推关系:an?1?qan通项公式:an?a1?qn?1 推广:an?am?qn?m3. 等比中项:若三个数a,b,c成等比数列,则称b为
?an?是等差数列
can???(c?0,c?1)是等比数列;
错误!未找到引用源。
?an?是正项等比数列
a与c的等比中项,且为b??ac,注:b2?ac是成等比数列的必要而不充分条件。 4. 前n项和公式
??logcan?(c?0,c?1)是等差数列;
错误!未找到引用源。
?an?既是等差数列又是等
(q?1)?na1?Sn??a1(1?qn)a1?anq??1?q1?q?(q?1) 比数列??an?是各项不为零的常数列。
7. 等比数列的判定法
?5. 等比数列的基本性质,(其中m,n,p,q?N 错
误
!
未
找
到
引
用
源
)
。
错误!未找到引用源。定义法:
若m?n?p?q,则am?an?ap?aq反之不真!
错
误
!
未
找
到
引
用
源
。
an?1?q(常数)??an?为等比数列; an错误!未找到引用源。中项法:
2qn?m?an2,an?an?m?an?m(n?N?) aman?1?an?an?2 (an?0)??an?为等比数列;
错误!未找到引用源。通项公式法:
?an?为等比数列;错an?k?qn(k,q为常数?)21
误!未找到引用源。前
n项和法:
Sqnn?k(1?)(k,q为常数)??an?为等比数
列。 课前热身
1. 如果-1,a,b,c,-9成等比数列,那么( B ) A.b=3,ac=9 B.b=-3,ac=-9 C. b=3,
ac=-9 D.b=-3,ac=-9
2. 在等比数列
?an?中,若a4?a7?a5?a6?20,
则此数列的前10项之积等于( C )
A.50B.2010C.105D.1010
3. 设f(n)?2?24?27?210???23n?10
(n?N?),则f(n)等于(D)A.2(8n?1)B.27(8n?17?1)
C.27(8n?3?1)D.27(8n?4?1)4. 已知数列
?an?是等比数列,且
Sm?10,S2m?30,则S3m?70 5. 在
数
列
?an?中
,
若
a1?1,an?1?2an?3(n?1),则通项
an?1n=2?3
典例精析
一、 等比数列的基本运算与判定
例1:错误!未找到引用源。设首项为
a1?a(a?0),公比为q的等比数列的前
n项和为80,前2n项的和为6560,求此数列
的首项与公比。
错误!未找到引用源。设数列
?an?的首项
a1?a?14,且
??12an,n为偶数an?1???1?an?4,n为奇数
记b1n?a2n?1?4,n?1,2,3,?错误!未找到引用源。求a2,a3 错误!未找到引用源。判断数列
?bn?是否为等比
数列,并证明你的结论。
解:错误!未找到引用源。∵显然
q≠1∴
a(1?qn)1?q?80 错误!未找到引用源。
a(1?q2n)1?q?6560 错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。两式相除,得
1?qn?82,qn?81又an?aqn?1?54
即aqn?54q?81a?54q 错误!未找到引用
源。
将qn?81代入错误!
未找到引用源。得a=q-1 错误!未找到引用源。
由错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。
得a=2,q=3
错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。
a2?a1?14?a?14 a?12a1132?2a?8
错误!未找到引用源。∵
a1134?a3?4?2a?8, a11315?2a4?4a?16,a??b114
1?a1?4?a?4,22
b?12?a3?1(a?1),
424 b1113?a5?4?4(a?4)猜想:
?bn?是等比数列,公比为12。
证明如下:∵b?a111n?12n?1?4?2a2n?4
?1(a112n?1?)? 244
?12(a112n?1?4)?2bn即:bn?1b?1,∴?b1n?是首项为a?n24,公比
为
12的等比数列。 点拨:错误!未找到引用源。运用等比数列的基本公
式,将已知条件转化为关于等比数列的特征量
a1,q的方程是求解等比数列问题的常用方法
之一,同时应注意在使用等比数列前n项和公
式时,应充分讨论公比q是否等于1; 错误!未找到引用源。应用定义判断数列是否是等比数列是最直接,最有依据的方法,也是通法,若判断一个数列是等比数列可用
an?1a?q(常数)恒成立,也可用na2n?1?an?an?2恒成立,
若判定一个数不是等比数列则只需举出反例即可,也可以用反证法。二、性质运用
例2:错误!未找到引用源。在等比数列
?an?中,
a1?a6?33,a3a4?32,an?an?1
错误!未找到引用源。求an, 错
误
!
未
找
到
引
用
源
。
若
Tn?lga1?lga2???lgan,求Tn
错误!未找到引用源。在等比数列
?an?中,若
a15?0,则有等式
a1?a2???an?a1?a2???a29?n(n?29,n?N?)成立,类比上述性质,相应的
在等比数列?bn?中,
若b19?1则有等式 成立。
解:错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。由等比数列的性质可知:
a1?a6?a3?a4?32又a1?a6?33,a1?a6 解得a1?32,a6?1
所以a611a?32,即q5?32,?q?112所以a1n?1n?32?()?26?n2 错误!未找到引用源。由等比数列的性质可知,
?lgan?是等差数列,因为
lgan?lg26?n?(6?n)lg2,lga1?5lg2所以T(lga1?lgan)nn(11?n)
n?2?2lg2错误!未找到引用源。由题设可知,如果am?0在
等
差
数
列
中
有
a1?a2???an?a1?a2???a2m?1?n (n?2m?1,n?N?)成立,我们知道,如果
若m?n?p?q,则am?an?ap?aq,而对于
等
比
数
列
?bn?,则有
若m?n?p?q,则am?an?ap?aq所以可以得
出结论,若
bm?1,则有b1b2?bn?b1b2?b2m?1?n(n?2m?1,n?N?)成立,在本题中
则有b1b2?bn?b1b2?b37?n23
(n?37,n?N?)
点拨:历年高考对性质考查较多,主要是利用“等积性”,题目“小而巧”且背景不断更新,要熟练掌握。 三、综合运用 例
3:已知
a1?3,点(an,an?1)在函数
f(x)?x2?2x的图像上,n?N?
错误!未找到引用源。证明数列?lg(1?an)?是
等比数列,
错误!未找到引用源。设
Tn?(1?a1)(1?a2)?(1?an),求Tn 及数列
?an?的题项公式,
错误!未找到引用源。记bn?1a?1?2,求nan数列
?bn?的前n 项和Sn,并证明:
S2n?3T?1
n?1解:错误!未找到引用源。由已知a?a2n?1n?2an,
所以an?1?1?(an?1)2又a1?2?0,所以an?1?0两边取对数得:
lg(1?an?1)?2lg(1?an),即:lg(1?an?1)lg(1?a?2n)所以,数列
?lg(1?an)?是公比为2的等比数列。
错误!未找到引用源。:由错误!未找到引用源。知
lg(1?an)?2n?1lg(1?a1)?2n?1lg3所以1?a2n?1n?3所以Tn?(1?a1)(1?a2)?(1?an)?320?321?322???32n?1?31?2?22???2n?1?32n?1an?1n?32?1错误!未找到引用源。因为a2n?1?an?2an,
所以a11n?1?an(an?2)?a??2) n?1an(an?1?2?1?1??a? nan?2??b1n?a?1nan?2?112a??nana?2?n?1?1?1??所以Sb?anan?1?n?1?b2?b?2?3???bn?1?a?1?1?1???1?1??1a2a2a3anan?1?2???1?a?1??1a2n?1n?1?因为an?3?1,a1?2ann?1?32?1所以S?11?n?2??2?32n?1???1?132n?1
又Tn?1n?32,所以Sn?1?23T
n?1点拨:本例复习了数列中的有关知识,以函数为起点,
得到数列的递推关系,构造新数列进行解答,求和过程中体现了裂项求和法,这是数列中的经典方法,属于应掌握好的知识。
数学门诊: 已知等差数列
?an?的首项a1=1,公差d>0,且第
2
项,第5项,第14项分别是等比数列?bn?的第2项,
第3项,第4项。
24
错误!未找到引用源。求数列式;
错误!未找到引用源。设数列
?an?与?bn?的通项公
?由cc1c2????n?an?1得b1b2bn?an?对n?N均有
ccc当n?2时,1?2???n?1?anbbbc1b?c2???cn?an?1成立1b2bn 求:c1?c2???c2010解:错误!未找到引用源。由已知有:
a2?1?d,a5?1?4d,a14?1?13d所以(1?4d)2?(1?d)(1?13d)解得:d?2(?d?0)所以an?1?(n?1)?2?2n?1又b2?a2?3,b3?a5?9
所以公比q?b3b?9?323所以bn?1n?b1?q?b2?qn?2?3?3n?2?3n?1错误!未找到引用源。错解:
由c1cb?c2???nb?an?11b2n得c1?c2???cn?1b?an1b2bn?1两式相减得:cnb?an?1?an?2,
n所以cn?2bn?2?3n?1所以c2(1?320101?c2???c2010?)1?3?32010?1错误!未找到引用源。正解:
12n?1两式相减得:n?2时,cnb?an?1?an?2,所以ncn?1n?2bn?2?3(n?2)又n?1时,c1b?a2即c111?3所以c1?3从而c??3(n?1)n??2?3n?1(n?2)所以c1?c2???c2010?3?6(1?32009)
1?3?3?3(32009?1)?32010
点拨:本题易出现求得通项为cn?2?3n?1的错误结论,
也导致求和出现问题,因此条件n≥2千万不能忽视。总结提高:
1. 方程思想,即等比数列
?an?中5个量a1,n,q,an,
Sn,一般可“知三求二”
,通过求和与通项两公式列方程组求解。
2. “错位相减法”求和是解决由等差数列
?an?和等比数
列
?bn?的对应项的积组成的数列?anbn?求和的常用
方法。 3. 对于已知数列
?an?递推公式an与Sn的混合关系式,
利用公式an?Sn?Sn?1(n?2),
再引入辅助数列,转化为等比数列问题求解。
4. 分类讨论思想:当a1>0,q>1或a1<0,0 等比数列 ?an?为递增数列;当a1>0,0 q>1时,?an?为递减数列;q<0时,?an?为摆动数 25