等比数列性质及其应用知识点总结与典型例题(经典版)

玛丽莲梦兔
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2021年02月10日 15:16
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-

2021年2月10日发(作者:黑色太阳)


等比数列知识点总结与典型例题



1

< p>
、等比数列的定义:


2


、通项公式:



a


n


< br>a


1


q


n



1



a


1


n


q



A



B


n



a


1



q



0,


A



B



0


,首项:


a


1


;公比:

< p>
q



q


a


n



q


q



0




n



2,



n



N


*




q


称为


公比



a


n



1


推广:


a


n



a


m


q


n



m

< br>


q


n



m



3


、等比中项:



a


n


a


q



n



m


n



a< /p>


m


a


m



1


)如果


a


,


A


,


b


成等比数列, 那么


A


叫做


a



b


的等差中项,即:


A


2



ab



A




ab

< br>


注意:


同号的


两个数


才有


等比中项,并且它们的等比中项


有两个





2


)数列



a


n



是等比数列



a


n


2



a


n



1



a


n



1

< br>


4


、等比数列的前


n


项和


S


n


公式:




1


)当


q



1


时,

< p>
S


n



na


1




2

< br>)当


q



1

时,


S


n




a


1



1



q


n



1



q



a


1



a


n


q



1

< br>


q


a


1


a



1


q


n



A



A



B


n



A


'


B


n



A


'


< br>A


,


B


,


A


',


B


'


为常数)



1



q


1



q


5


、等比数列的判定方法:




1


)用定义:对任意的


n


,都有


a


n



1



qa


n



a


n



1< /p>



q


(


q


为常数,


a


n



0)



{


a


n


}


为等比数列


< /p>


a


n



2


)等比中项:


a


n


2



a


n



1


a


n



1


(


a


n



1


a


n

< br>


1



0)


{


a


n


}


为等比数列



3


)通项公式:


a


n



A



B

< br>n



A



B



0




{


a


n


}


为等比数列



6


、等比数列的证明方法:



依据定义:若


a


n


< /p>


q



q



0




n

< p>


2,



n



N


*


< br>或


a


n



1



qa


n



{


a


n


}< /p>


为等比数列



a


n



1


7


、等 比数列的性质:




2


)对任何


m


,


n



N


*


,在等比数列


{


a


n


}

< p>
中,有


a


n


< p>
a


m


q


n



m




3


)若


m



n



s



t


(


m


,


n


,


s


,


t



N


*


)


,则


a


n



a


m


a


s



a


t


。特别的,当


m


< br>n



2


k


时,得


a


n



a


m



a


k


2











注:


a< /p>


1



a


n



a


2


< p>
a


n



1



a


3


a

n



2





等差和等比数列比较:




等差数列



等比数列



定义



递推公




通项公




中项



A


< /p>


a


n



1



a


n


< p>
d



a


n



1



q

(


q



0


)



a


n


a< /p>


n



a


n



1


q


< p>
a


n



a


m


q


n


m



a


n



a


n



1< /p>



d



a


n



a


m

< p>


n



md



a


n


< br>a


1



(


n



1


)


d



a


n



a


1


q


n



1



a


1


,


q


< br>0




a


n



k



a


n



k


2




n


,


k



N


*


,


n



k

< br>


0




G




a


n



k


a


n



k


(


a


n



k


a


n



k


< br>0


)



n


,


k



N


*


,


n



k



0



n


(


a


1



a


n


)


< br>2


S


n




n


项和



n


(


n



1< /p>


)


S


n



na


1



d


2




na

< p>
1


(


q



1


)



S

n




a


1


1



q


n< /p>



a


1



a


n


q


< p>
(


q



2


)



1


q



1



q




重要



性质




< /p>


a


q


a


m



a


n


< p>
a


p




,


m



n


p



q


)


(


m


,


n< /p>


,


p


,


q



N


*


a

< p>
m



a


n



a


p


a


q



(


m


,


n


,


p< /p>


,


q



N


*


,


m


< p>
n



p



q


)


经典例题透析



类型一:等比数列的通项公式




1



等比数列


{< /p>


a


n


}


中,


a


1



a


9



64


,


a


3



a


7



20


,



a


11


.

< br>


思路点拨:


由等比数列的通项公式,

< br>通过已知条件可列出关于


a


1



q


的二元方程组,


解出


a


1



q


,可得


a


11

< br>;或注意到下标


1



9



3



7


,可以利用性质可求出


a


3



a


7


,再求


a


11


.



解析:



8




a


1



a


9



a


1



a


1


q



64


法一:

< p>
设此数列公比为


q


,则



2


6




a


3



a


7



a


1


q



a


1

< br>q



20


(1)


(2)




(2)

< p>
得:


a


1


q


2


(1



q


4


)



20

< br>..........(3)



a


1



0


.




(1)


得:


(


a


1


q


4


)


2



64



,



a


1


q


4



8



......(4)



1



q


4


20


5






(3)÷(4)


得:


2



q


8

2



2


q


4



5


q


2< /p>



2



0


,


解得


q


2



2



q


2



1


< br>2



q


2



2


时,


a


1



2



a< /p>


11



a


1



q


10



64





q


2



1


时,


a


1



32



a


11



a


1


q


10



1


.



2


法二:



a


1



a


9



a


3



a


7



64


,



a

< p>
3



a


7



20


,





a


3



a


7


为方程


x


2



20


x



64



0


的两实数根,



< /p>


a


3



16









a


7



4


2



a


3



4




< br>a


7



16

a


7


2



a


3



a


11



a


7


, < /p>



a


11




1



a


11



64


.



a


3


总结升华:





列方程(组 )求解是等比数列的基本方法,同时利用性质可以减少计算量;




解题过程中具体求解时,要设法降次消元,常常整体代入以达降次目的,故较多变形 要用


除法(除式不为零)


.



举一反三:



【变式

< br>1



{a


n

}


为等比数列,


a


1


=3



a


9


=768


,求


a


6

< p>



【答案】


±96


法一:


设公比为


q


,则

< p>
768=a


1


q


8



q


8


=256




q=±2


,< /p>



a


6


=±96




法二:


a


5


2


=a


1< /p>


a


9



a


5


=±48



q=± 2




a


6< /p>


=±96




【 变式


2



{a


n


}


为等比数列,


a

< br>n



0


,且

a


1


a


89


=16


,求


a


44

< br>a


45


a


46

< br>的值。



【答案】


64




2



16


,又


a


n



0



< br>a


45


=4


< br>∵


a


1


a


89



a


45


3



64





a


44


a< /p>


45


a


46


< /p>


a


45


【变式


3



已知等比数列


{

a


n


}


,若


a


1



a


2



a


3



7



a


1


a


2


a


3



8


,求


a


n




【答案】


a


n



2

< br>n



1



a


n



2


3



n




3


2



8




a


2



2



法一:



a


1


a

< br>3



a


2




a


1


a


2


a


3



a


2



a


1



a


3



5


,


解之得


a


1



1

< br>,


a


3



4



a


1



4



a


3



1



从而




a


1

< p>
a


3



4



a


1


1


时,


q



2


;当


a


1



4


时,


q




a


n



2


n



1



a


n



2


3



n

< br>。



法二


:由等比数列的定义知


a


2



a


1


q



a


3



a


1


q


2



2

< br>



a


1



a


1


q



a


1


q



7


代入已知得




2




a


1



a


1


q



a


1


q



8


2

< br>2




a


1


(1



q



q


)



7,



a


1


(1< /p>



q



q


)



7,


(1)




3


3





(2)




a


1


q



2


< br>a


1


q



8


1




2



a


1



2


代入(


1


)得< /p>


2


q


2



5


q



2

< p>


0




q


解得


q


< br>2



q



1



2



a



4



a


1



1



1


由(


2


)得





1




,以下同方法一。


< /p>


q



2


q





< p>
2


类型二:等比数列的前


n


项和公式




2


设等比数列


{a


n


}


的前


n


项和为

< p>
S


n


,若


S


3


+S


6


=2S

< p>
9


,求数列的公比


q.



解析:



q=1


,则有


S


3


=3a

< br>1



S


6


=6a


1



S


9


=9a


1


.




a


1


≠ 0


,得


S


3


+ S


6


≠2S


9


,显然


q=1


与题设矛盾,故


q≠1.



a


1


(1< /p>



q


3


)


a


1


(1



q


6


)


2


a


1


(1



q


9


)




S


3



S


6



2< /p>


S


9


得,




1



q


1



q


1



q


整理得


q


3


(2q


6


-q

< p>
3


-1)=0





q≠0


,得


2q< /p>


6


-q


3


-1= 0


,从而


(2q


3

+1)(q


3


-1)=0





q


3

< p>
≠1


,故


q


3

< p>
3


4


1






,所以


q




2

2


举一反三:



1


1


【变式


1



求等比数列


1,


,


,


L


的前


6


项和。



3


9


【答案】


364




243


1



a


1



1



q




n



6



3


< br>


1



6



1




1






6


3




364




3


1








< br>S


6








1







1


2


3


243








1



3


【变式


2



已知:


{a


n

< p>
}


为等比数列,


a


1


a


2


a


3


=27



S


3


=13


,求


S


5


.



【答案】


121



3


2


121




9


a


1


(1



q


3


)


1


< p>
q



3



q



,则


a

< br>1


=1



a

1


=9




a



27



a


2



3


,< /p>


13



1



q


3


1




9



1





1

< br>


3


5


3


5



121




121



S


5





S


5



.



1


1



3


9


1



3


【变式


3



在等比数列


{


a


n


}


中,


a


1


< p>
a


n



66



a


2


< br>a


n



1



128



S


n



126


,求

n



q




【答案】


q



1



2



n< /p>



6




2



a


2

< p>


a


n



1



a


1


a


n




a


1


a


n< /p>



128



< /p>


a


1


a


n



128



a



64



a



2


解方程组



,得



1






1




a


1



a


n



66

< p>


a


n



2



a


n


64



a


1



64


a



a


q


1


①< /p>




代入


S


n



1


n


,得


q



< p>


1



q


2



a


n


2



a


n



a


1


q< /p>


n



1


,解得< /p>


n



6





a


1

< p>


2


a



a


q




代入


S


n



1


n


,得


q



2



< /p>


1



q



a


n



64



a


n



a


1


q


n

< br>


1


,解得


n

< br>


6





q



1



2



n



6




2


类型三:等比数列的性质




3.


等比数列

{


a


n


}


中,若


a


5



a


6



9


,< /p>



log


3


a< /p>


1



log


3< /p>


a


2



...< /p>



log


3


a< /p>


10


.



解析:





{


a


n


}


是等比数列,



a


1



a


10



a


2



a


9



a


3



a


8



a


4



a

< br>7



a


5



a


6



9




log


3


a


1



log


3


a


2





log


3


a


10



log< /p>


3


(


a


1



a


2


< p>
a


3


L


a


10


)



log


3


(


a


5

< br>


a


6


)


5



log


3


9


5



10




举一反三:



【变式


1



正项等比数列

< p>
{


a


n


}


中,若


a


1


·


a


100


=100;



lga


1


+lga


2


+……+lga


100


=_____ ________.



【答案】


100





lga


1


+lga


2


+lga


3


+……+lga


100


=lg(a


1


·


a


2


·


a


3


·……·a


100


)




a


1


·


a


100


=a


2


·


a


99


= a


3


·


a


98


=……=a


50


·

a


51





原式


=lg(a


1


·


a


100


)


50


=50lg(a


1


·


a


100


)=50×lg100=100< /p>




8


27


【变式


2





之间插入三个数,使这五个数成等比数列,则插入的三个数的乘积 为


3


2


________




【答案】


216




法一:


设这个等 比数列为


{


a


n


}


,其公比为


q


< br>


8


27


8

81


9



a


1


q


4




q


4




q


4




q


2





a


1


< br>,


a


5



3


2


3


16


4



8



∴< /p>


a


2



a


3



a


4

< p>


a


1


q



a


1


q

2



a


1


q


3



a


1< /p>


3



q


6





< p>
3



3



9






6


3



216





4



3


8< /p>


27


法二:


设这个等比数列为

< p>
{


a


n


}


,公比为


q


,则


a

< p>
1




a


5




3


2


加入的三项分别为


a


2



a


3



a


4


< br>


8


27


2

由题意


a


1


a


3



a


5


也成等比数列,



a


3




36


,故


a


3


6




3


2


2


3


< /p>


a


3



a


3



216





a


2

< p>


a


3



a


4



a

3


类型四:等比数列前


n


项和公式 的性质




4



在等比数列


{


a

n


}


中,已知


S

< br>n



48


S


2


n



60


,求


S


3


n




思路点拨:

等差数列中也有类似的题目,我们仍然采用等差数列的解决办法,即等比数列中


前< /p>


k


项和,第


2



k


项和,第


3



k


项和,


……


,第


n



k


项和仍然成等比数列。



解析




法一 :



b


1


=S


n


=48, b


2

=S


2n


-S


n

< br>=60-48=12



b


3


=S


3n


-S


2n



观察


b


1< /p>


=a


1


+a


2< /p>


+……+a


n


,



b


2


=a


n+ 1


+a


n+2


+……+a


2n


=q


n


(a

< p>
1


+a


2


+……+a


n


)




b


3


=a


2n+1


+a


2n+2


+……+a

< br>3n


=q


2n


(a


1


+a


2


+……+a


n


)



2

< p>
b


2


12


2


易知


b


1


,b


2


,b


3


成等比数列,



b


3





3




b


1


48



S


3n


=b


3


+S


2n


=3+60=63 .



法二:



S


2


n



2< /p>


S


n




q



1


< p>



a


1


(1



q


n

< br>)



48



1



q



由已知得




2


n



a


1


(1



q


)< /p>



60





1



q


②÷①



1



q


n




代入




5


1


,即


q


n

< br>








4


4


a


1



64




1

< p>


q


a


1


(1



q


3

< br>n


)


1



64(1



3


)


63





S


3


n



1



q


4


法三:



{


a


n


}


为等比数列,



S


n



S< /p>


2


n



S


n



S


3

< p>
n



S


2


n


也成等比数列,




(


S


2


n

< p>


S


n


)


2



S


n

(


S


3


n



S


2


n


)< /p>




(


S


2


n



S

< p>
n


)


2


(60

< p>


48)


2


< p>
S


3


n




S


2


n



60



63




S


n


48


举一反三:


< br>【变式


1



等比数列

< p>
{


a


n


}


中,公比


q=2, S


4


=1 ,



S


8


=_ __________.



【答案】


1 7




S


8< /p>


=S


4


+a


5< /p>


+a


6


+a


7< /p>


+a


8


=S


4< /p>


+a


1


q


4


+a


2


q


4


+a


3


q


4


+a


4


q


4

< p>
=S


4


+q


4

< p>
(a


1


+a


2

< p>
+a


3


+a


4

< p>
)=S


4


+q


4


S


4


=S


4

< p>
(1+q


4


)=1×(1+2

4


)=17



【变式


2



已知等比数列


{


a


n


}


的前


n


项和为


S


n


,



S


10


=10, S


20


=40,

求:


S


30


=


-


-


-


-


-


-


-


-