專題四 第1講 等差數(shù)列和等比數(shù)列
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1、 第1講 等差數(shù)列和等比數(shù)列 考情解讀 1.等差、等比數(shù)列基本量和性質(zhì)的考查是高考熱點(diǎn),經(jīng)常以小題形式出現(xiàn).2.數(shù)列求和及數(shù)列與函數(shù)、不等式的綜合問(wèn)題是高考考查的重點(diǎn),考查分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力. 1.a(chǎn)n與Sn的關(guān)系Sn=a1+a2+…+an,an= 2.等差數(shù)列和等比數(shù)列 等差數(shù)列 等比數(shù)列 定義 an-an-1=常數(shù)(n≥2) =常數(shù)(n≥2) 通項(xiàng)公式 an=a1+(n-1)d an=a1qn-1(q≠0) 判定方法 (1)定義法 (2)中項(xiàng)公式法:2an+1=an+ an+2(n≥1)?{an}為等差數(shù)列 (3)通項(xiàng)公式法:an=p
2、n+q(p、q為常數(shù))?{an}為等差數(shù)列 (4)前n項(xiàng)和公式法:Sn=An2+Bn(A、B為常數(shù))?{an}為等差數(shù)列 (5){an}為等比數(shù)列,an>0?{logaan}為等差數(shù)列 (1)定義法 (2)中項(xiàng)公式法:a=an· an+2(n≥1)(an≠0)? {an}為等比數(shù)列 (3)通項(xiàng)公式法: an=c·qn(c、q均是不為0的常數(shù),n∈N*)?{an}為等比數(shù)列 (4){an}為等差數(shù)列?{aan}為等比數(shù)列(a>0且a≠1) 性質(zhì) (1)若m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,則am+an=ap+aq (2)an=am+(n-m)d (3)Sm,S2m-S
3、m,S3m-S2m,…,仍成等差數(shù)列
(1)若m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,則am·an=ap·aq
(2)an=amqn-m
(3)等比數(shù)列依次每n項(xiàng)和(Sn≠0)仍成等比數(shù)列
前n項(xiàng)和
Sn==na1+d
(1)q≠1,Sn==
(2)q=1,Sn=na1
熱點(diǎn)一 等差數(shù)列
例1 (1)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若a2+a4+a6=12,則S7的值是( )
A.21 B.24 C.28 D.7
(2)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若-1 4、2a4建立S7和已知條件的聯(lián)系;(2)將a3,a6的范圍整體代入.
答案 (1)C (2)(-3,21)
解析 (1)由題意可知,a2+a6=2a4,則3a4=12,a4=4,所以S7==7a4=28.
(2)S9=9a1+36d=3(a1+2d)+6(a1+5d)
又-1 5、S2m,…,仍成等差數(shù)列;
③am-an=(m-n)d?d=(m,n∈N*);
④=(A2n-1,B2n-1分別為{an},{bn}的前2n-1項(xiàng)的和).
(3)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的問(wèn)題可以利用函數(shù)的性質(zhì)或者轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列的項(xiàng),利用性質(zhì)解決.
(1)已知等差數(shù)列{an}中,a7+a9=16,S11=,則a12的值是( )
A.15 B.30
C.31 D.64
(2)在等差數(shù)列{an}中,a5<0,a6>0且a6>|a5|,Sn是數(shù)列的前n項(xiàng)的和,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.S1,S2,S3均小于0,S4,S5,S6…均大于0
B.S1,S2,…S5均小于0,S 6、6,S7,…均大于0
C.S1,S2,…S9均小于0,S10,S11…均大于0
D.S1,S2,…S11均小于0,S12,S13…均大于0
答案 (1)A (2)C
解析 (1)因?yàn)閍8是a7,a9的等差中項(xiàng),所以2a8=a7+a9=16?a8=8,再由等差數(shù)列前n項(xiàng)和的計(jì)算公式可得S11===11a6,又因?yàn)镾11=,所以a6=,則d==,所以a12=a8+4d=15,故選A.
(2)由題意可知a6+a5>0,故
S10==>0,
而S9===9a5<0,故選C.
熱點(diǎn)二 等比數(shù)列
例2 (1)(2014·安徽)數(shù)列{an}是等差數(shù)列,若a1+1,a3+3,a5+5構(gòu)成公比 7、為q的等比數(shù)列,則q=_____________________.
(2)已知等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a1+a3=,a2+a4=,則等于( )
A.4n-1 B.4n-1
C.2n-1 D.2n-1
思維啟迪 (1)列方程求出d,代入q即可;(2)求出a1,q,代入化簡(jiǎn).
答案 (1)1 (2)D
解析 (1)設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則a3=a1+2d,
a5=a1+4d,
∴(a1+2d+3)2=(a1+1)(a1+4d+5),解得d=-1,
∴q===1.
(2)∵∴
由①②可得=2,∴q=,代入①得a1=2,
∴an=2×()n-1=,
∴S 8、n==4(1-),
∴==2n-1,故選D.
思維升華 (1){an}為等比數(shù)列,其性質(zhì)如下:
①若m、n、r、s∈N*,且m+n=r+s,則am·an=ar·as;
②an=amqn-m;
③Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比數(shù)列(q≠-1).
(2)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式
Sn=
①能“知三求二”;②注意討論公比q是否為1;③a1≠0.
(1)已知各項(xiàng)不為0的等差數(shù)列{an}滿足a4-2a+3a8=0,數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,且b7=a7,則b2b8b11等于( )
A.1 B.2
C.4 D.8
(2)在等比數(shù)列{an}中,a1+an=34,a2· 9、an-1=64,且前n項(xiàng)和Sn=62,則項(xiàng)數(shù)n等于( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案 (1)D (2)B
解析 (1)∵a4-2a+3a8=0,∴2a=a4+3a8,即2a=4a7,∴a7=2,∴b7=2,又∵b2b8b11=b1qb1q7b1q10=bq18=(b7)3=8,故選D.
(2)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由a2an-1=a1an=64,又a1+an=34,解得a1=2,an=32或a1=32,an=2.當(dāng)a1=2,an=32時(shí),Sn====62,解得q=2.又an=a1qn-1,所以2×2n-1=2n=32,解得n=5.同理,當(dāng)a1=32,an= 10、2時(shí),由Sn=62,解得q=.由an=a1qn-1=32×()n-1=2,得()n-1==()4,即n-1=4,n=5.綜上,項(xiàng)數(shù)n等于5,故選B.
熱點(diǎn)三 等差數(shù)列、等比數(shù)列的綜合應(yīng)用
例3 已知等差數(shù)列{an}的公差為-1,且a2+a7+a12=-6.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an與前n項(xiàng)和Sn;
(2)將數(shù)列{an}的前4項(xiàng)抽去其中一項(xiàng)后,剩下三項(xiàng)按原來(lái)順序恰為等比數(shù)列{bn}的前3項(xiàng),記{bn}的前n項(xiàng)和為T(mén)n,若存在m∈N*,使對(duì)任意n∈N*,總有Sn 11、題通過(guò)分離法轉(zhuǎn)化為最值.
解 (1)由a2+a7+a12=-6得a7=-2,∴a1=4,
∴an=5-n,從而Sn=.
(2)由題意知b1=4,b2=2,b3=1,
設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q,
則q==,
∴Tm==8[1-()m],
∵()m隨m增加而遞減,
∴{Tm}為遞增數(shù)列,得4≤Tm<8.
又Sn==-(n2-9n)
=-[(n-)2-],
故(Sn)max=S4=S5=10,
若存在m∈N*,使對(duì)任意n∈N*總有Sn 12、等差數(shù)列與等比數(shù)列交匯的問(wèn)題,常用“基本量法”求解,但有時(shí)靈活地運(yùn)用性質(zhì),可使運(yùn)算簡(jiǎn)便.
(2)等差數(shù)列、等比數(shù)列與函數(shù)、方程、不等式等的交匯問(wèn)題,求解時(shí)用等差(比)數(shù)列的相關(guān)知識(shí),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的函數(shù)、方程、不等式等問(wèn)題求解即可.
已知數(shù)列{an}前n項(xiàng)和為Sn,首項(xiàng)為a1,且,an,Sn成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)數(shù)列{bn}滿足bn=(log2a2n+1)×(log2a2n+3),求證:+++…+<.
(1)解 ∵,an,Sn成等差數(shù)列,∴2an=Sn+,
當(dāng)n=1時(shí),2a1=S1+,∴a1=,
當(dāng)n≥2時(shí),Sn=2an-,Sn-1=2an-1 13、-,
兩式相減得an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,
∴=2,
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)為,公比為2的等比數(shù)列,
∴an=×2n-1=2n-2.
(2)證明 bn=(log2a2n+1)×(log2a2n+3)=log222n+1-2×log222n+3-2=(2n-1)(2n+1),
=×=(-),
+++…+=[(1-)+(-)+…+(-)]=(1-)<(n∈N*).
即+++…+<.
1.在等差(比)數(shù)列中,a1,d(q),n,an,Sn五個(gè)量中知道其中任意三個(gè),就可以求出其他兩個(gè).解這類問(wèn)題時(shí),一般是轉(zhuǎn)化為首項(xiàng)a1和公差d(公比q)這兩個(gè)基本量的有關(guān)運(yùn)算.
2 14、.等差、等比數(shù)列的性質(zhì)是兩種數(shù)列基本規(guī)律的深刻體現(xiàn),是解決等差、等比數(shù)列問(wèn)題既快捷又方便的工具,應(yīng)有意識(shí)地去應(yīng)用.但在應(yīng)用性質(zhì)時(shí)要注意性質(zhì)的前提條件,有時(shí)需要進(jìn)行適當(dāng)變形.
3.等差、等比數(shù)列的單調(diào)性
(1)等差數(shù)列的單調(diào)性
d>0?{an}為遞增數(shù)列,Sn有最小值.
d<0?{an}為遞減數(shù)列,Sn有最大值.
d=0?{an}為常數(shù)列.
(2)等比數(shù)列的單調(diào)性
當(dāng)或時(shí),{an}為遞增數(shù)列,當(dāng)或時(shí),{an}為遞減數(shù)列.
4.常用結(jié)論
(1)若{an},{bn}均是等差數(shù)列,Sn是{an}的前n項(xiàng)和,則{man+kbn},{}仍為等差數(shù)列,其中m,k為常數(shù).
(2)若{an} 15、,{bn}均是等比數(shù)列,則{can}(c≠0),{|an|},{an·bn},{manbn}(m為常數(shù)),{a},{}仍為等比數(shù)列.
(3)公比不為1的等比數(shù)列,其相鄰兩項(xiàng)的差也依次成等比數(shù)列,且公比不變,即a2-a1,a3-a2,a4-a3,…,成等比數(shù)列,且公比為==q.
(4)等比數(shù)列(q≠-1)中連續(xù)k項(xiàng)的和成等比數(shù)列,即Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,成等比數(shù)列,其公差為qk.
等差數(shù)列中連續(xù)k項(xiàng)的和成等差數(shù)列,即Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,成等差數(shù)列,公差為k2d.
5.易錯(cuò)提醒
(1)應(yīng)用關(guān)系式an=時(shí),一定要注意分n=1,n≥2兩種情況,在求出結(jié)果 16、后,看看這兩種情況能否整合在一起.
(2)三個(gè)數(shù)a,b,c成等差數(shù)列的充要條件是b=,但三個(gè)數(shù)a,b,c成等比數(shù)列的充要條件是b2=ac.
真題感悟
1.(2014·大綱全國(guó))等比數(shù)列{an}中,a4=2,a5=5,則數(shù)列{lg an}的前8項(xiàng)和等于( )
A.6 B.5 C.4 D.3
答案 C
解析 數(shù)列{lg an}的前8項(xiàng)和S8=lg a1+lg a2+…+lg a8=lg(a1·a2·…·a8)=lg(a1·a8)4
=lg(a4·a5)4=lg(2×5)4=4.
2.(2014·北京)若等差數(shù)列{an}滿足a7+a8+a9>0,a7+a10<0,則當(dāng)n= 17、________時(shí),{an}的前n項(xiàng)和最大.
答案 8
解析 ∵a7+a8+a9=3a8>0,∴a8>0.
∵a7+a10=a8+a9<0,∴a9<-a8<0.
∴數(shù)列的前8項(xiàng)和最大,即n=8.
押題精練
1.已知等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則下列一定成立的是( )
A.若a3>0,則a2 013<0
B.若a4>0,則a2 014<0
C.若a3>0,則a2 013>0
D.若a4>0,則a2 014>0
答案 C
解析 因?yàn)閍3=a1q2,a2 013=a1q2 012,而q2與q2 012均為正數(shù),若a3>0,則a1>0,所以a2 013>0,故選C.
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