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1、
第三節(jié) 等比數(shù)列及其前n項(xiàng)和
[全盤鞏固]
1.設(shè)Sn是等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,a3=,S3=,則公比q=( )
A. B.- C.1或- D.1或
解析:選C 當(dāng)q=1時(shí),a1=a2=a3=,S3=a1+a2+a3=,符合題意;當(dāng)q≠1時(shí),由題意得解得q=-.故q=1或q=-.
2.各項(xiàng)都為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,首項(xiàng)a1=3,前三項(xiàng)和為21,則a3+a4+a5=( )
A.33 B.72 C.84 D.189
解析:選C ∵a1+a2+a3=21
2、,∴a1+a1·q+a1·q2=21,3+3×q+3×q2=21,
即1+q+q2=7,解得q=2或q=-3.∵an>0,∴q=2,a3+a4+a5=21×q2=21×4=84.
3.已知等比數(shù)列{an}滿足an>0(n∈N*),且a5a2n-5=22n(n≥3),則當(dāng)n≥1時(shí),log2a1+log2a3+log2a5+…+log2a2n-1=( )
A.(n+1)2 B.n2
C.n(2n-1) D.(n-1)2
解析:選B 由等比數(shù)列的性質(zhì)可知a5a2n-5=a,又a5a2n-5=22n,所以an=2n.又log2a2n-1
3、=log222n-1=2n-1,
所以log2a1+log2a3+log2a5+…+log2a2n-1=1+3+5+…+(2n-1)==n2.
4.已知數(shù)列{an}滿足a1=5,anan+1=2n,則=( )
A.2 B.4 C.5 D.
解析:選B 依題意得==2,即=2,故數(shù)列a1,a3,a5,a7,…是一個(gè)以5為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列,因此=4.
5.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=1,Sn=2an+1,則Sn=( )
A.2n-1 B.n-1
C.n-1 D.
解析
4、:選B ∵Sn=2an+1,∴當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=2an.∴an=Sn-Sn-1=2an+1-2an.
∴3an=2an+1.∴=.又∵S1=2a2,∴a2=.∴=.
∴{an}從第二項(xiàng)起是以為公比的等比數(shù)列.
∴Sn=a1+a2+a3+…+an=1+=n-1再利用Sn=2an+1,.
6.定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函數(shù)f(x),如果對于任意給定的等比數(shù)列{an},{f(an)}仍是等比數(shù)列,則稱f(x)為“保等比數(shù)列函數(shù)”,現(xiàn)有定義在(-∞,0)∪(0,+∞)上的如下函數(shù):
①f(x)=x2;②f(x)=2x;③f(x)=;④f(x)=ln|x|.
則其中是“保等
5、比數(shù)列函數(shù)”的f(x)的序號為( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析:選C 法一:設(shè){an}的公比為q.①f(an)=a,∵=2=q2,∴{f(an)}是等比數(shù)列.排除B,D;③f(an)=,∵==,∴{f(an)}是等比數(shù)列.排除A.
法二:不妨令an=2n.①因?yàn)閒(x)=x2,所以f(an)=4n.顯然{f(2n)}是首項(xiàng)為4,公比為4的等比數(shù)列.②因?yàn)閒(x)=2x,所以f(a1)=f(2)=22,f(a2)=f(4)=24,f(a3)=f(8)=28,所以==4≠==16,所以{f(an)}不是等比數(shù)列.③因?yàn)閒(x)=,所以f(an)==()n.顯然{f
6、(an)}是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列.④因?yàn)閒(x)=ln|x|,所以f(an)=ln 2n=nln 2.顯然{f(an)}是首項(xiàng)為ln 2,公差為ln 2的等差數(shù)列.
7.(20xx·重慶高考)已知{an}是等差數(shù)列,a1=1,公差d≠0,Sn為其前n項(xiàng)和,若a1,a2,a5成等比數(shù)列,則S8=________.
解析:由a1,a2,a5成等比數(shù)列,得(a1+d)2=a1(a1+4d),即(1+d)2=1+4d,解得d=2(d=0舍去),S8=8×1+×2=64.
答案:64
8.(20xx·杭州模擬)公差不為0的等差數(shù)列{an}的部分項(xiàng)ak1,ak2,ak3,…,構(gòu)成等比數(shù)列,且k
7、1=1,k2=2,k3=6,則k4=______.
解析:據(jù)題意等差數(shù)列的a1,a2,a6成等比數(shù)列,設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則有(a1+d)2=a1(a1+5d),解得d=3a1,故a2=4a1,a6=16a1?ak4=64a1=a1+3a1(n-1),解得n=22.
答案:22
9.(20xx·江蘇高考)在正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a5=,a6+a7=3.則滿足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整數(shù)n的值為________.
解析:設(shè)等比數(shù)列的首項(xiàng)為a1,公比為q>0,
由得a1=,q=2.所以an=2n-6.
a1+a2+…+an=2n-5-2-5,a1a2…an=2.
8、
由a1+a2+…+an>a1a2…an,得2n-5-2-5>2,
由2n-5>2,得n2-13n+10<0,
解得a1a2…an,n≥13時(shí)不滿足a1+a2+…+an>a1a2…an,故n的最大值為12.
答案:12
10.?dāng)?shù)列{an}中,Sn=1+kan(k≠0,k≠1).
(1)證明:數(shù)列{an}為等比數(shù)列;
(2)求通項(xiàng)an;
(3)當(dāng)k=-1時(shí),求和a+a+…+a.
解:(1)證明:∵Sn=1+kan,①
Sn-1=1+kan-1,②
①-②得Sn-Sn-1=kan-kan-1(n≥2),∴(k-
9、1)an=kan-1,=為常數(shù),n≥2.
∴{an}是公比為的等比數(shù)列.
(2)∵S1=a1=1+ka1,∴a1=.∴an=·n-1=-.
(3)∵{an}中a1=,q=,∴{a}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列.
當(dāng)k=-1時(shí),等比數(shù)列{a}的首項(xiàng)為,公比為,
∴a+a+…+a==.
11.已知函數(shù)f(x)=的圖象過原點(diǎn),且關(guān)于點(diǎn)(-1,2)成中心對稱.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)若數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1=f(an),證明數(shù)列為等比數(shù)列,并求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)∵f(0)=0,∴c=0.∵f(x)=的圖象關(guān)于點(diǎn)(-1,2)成中心對稱,
10、
∴f(x)+f(-2-x)=4,解得b=2.∴f(x)=.
(2)∵an+1=f(an)=,
∴當(dāng)n≥2時(shí),
=·=·=·=2.
又=2≠0,
∴數(shù)列是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列,
∴=2n,∴an=.
12.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和為Sn,等比數(shù)列{bn}的各項(xiàng)均為正數(shù),公比是q,且滿足:a1=3,b1=1,b2+S2=12,S2=b2q.
(1)求an與bn;
(2)設(shè)cn=3bn-λ·2,若數(shù)列{cn}是遞增數(shù)列,求λ的取值范圍.
解:(1)由已知可得所以q2+q-12=0,
解得q=3或q=-4(舍),從而a2=6,所以an=3n,bn=3n-1.
11、
(2)由(1)知,cn=3bn-λ·2=3n-λ·2n.
由題意,cn+1>cn對任意的n∈N*恒成立,
即3n+1-λ·2n+1>3n-λ·2n恒成立,亦即λ·2n<2·3n恒成立,即λ<2·n恒成立.
由于函數(shù)y=n是增函數(shù),所以min=2×=3,
故λ<3,即λ的取值范圍為(-∞,3).
[沖擊名校]
1.設(shè)f(x)是定義在R上恒不為零的函數(shù),且對任意的實(shí)數(shù)x,y∈R,都有f(x)·f(y)=f(x+y),若a1=,an=f(n)(n∈N*),則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn的取值范圍是________.
解析:由已知可得a1=f(1)=,a2=f(2)=[f(1)]2=2,
12、a3=f(3)=f(2)f(1)=[f(1)]3=3,…,an=f(n)=[f(1)]n=n,所以Sn=+2+3+…+n==1-n.
∵n∈N*,∴≤Sn<1.
答案:
2.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,a1=t,點(diǎn)(Sn,an+1)在直線y=3x+1上,n∈N*.
(1)當(dāng)實(shí)數(shù)t為何值時(shí),數(shù)列{an}是等比數(shù)列;
(2)在(1)的結(jié)論下,設(shè)bn=log4an+1,cn=an+bn,Tn是數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和,求Tn.
解:(1)∵點(diǎn)(Sn,an+1)在直線y=3x+1上,
∴an+1=3Sn+1,an=3Sn-1+1(n>1,且n∈N*).
∴an+1-an=3(Sn-S
13、n-1)=3an,∴an+1=4an(n>1,n∈N*),a2=3S1+1=3a1+1=3t+1,
∴當(dāng)t=1時(shí),a2=4a1,數(shù)列{an}是等比數(shù)列.
(2)在(1)的結(jié)論下,an+1=4an,an+1=4n,bn=log4an+1=n,cn=an+bn=4n-1+n,
∴Tn=c1+c2+…+cn=(40+1)+(41+2)+…+(4n-1+n)=(1+4+42+…+4n-1)+(1+2+3+…+n)=+.
[高頻滾動]
1.已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,S4=40,Sn=210,Sn-4=130,則n=( )
A.12 B.14 C.16
14、 D.18
解析:選B Sn-Sn-4=an+an-1+an-2+an-3=80,S4=a1+a2+a3+a4=40,所以4(a1+an)=120,a1+an=30,由Sn==210,得n=14.
2.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,且an=2an-1+2n(n≥2,n∈N*).
(1)求證:數(shù)列是等差數(shù)列,并求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)證明:因?yàn)閍n=2an-1+2n,
所以==+1,即-=1,
所以數(shù)列是等差數(shù)列,且公差d=1,其首項(xiàng)=,所以=+(n-1)×1=n-,
解得an=×2n=(2n-1)2n-1.
(2)Sn=1×20+3×21+5×22+…+(2n-1)×2n-1,①
2Sn=1×21+3×22+5×23+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n,②
①-②,得
-Sn=1×20+2×21+2×22+…+2×2n-1-(2n-1)2n=1+-(2n-1)2n=(3-2n)2n-3.所以Sn=(2n-3)2n+3.