(经典)讲义：等比数列及其前n项和

（经典）讲义：等比数列及其前n项和1等比数列的定义如果一个数列从第2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，通常用字母q表示2等比数列的通项公式设等比数列an的首项为a1，公比为q，则它的通项ana1·qn1.3等比中项若G2a·b(ab0)，那么G叫做a与b的等比中项4等比数列的常用性质(1)通项公式的推广：anam·qnm，(n，mN)(2)若an为等比数列，且klmn(k，l，m，nN)，则ak·alam·an.(3)若an，bn(项数相同)是等比数列，则an(0)，a，an·bn，仍是等比数列(4)公比不为1的等比数列an的前n项和为Sn，则Sn，S2nSn，S3nS2n仍成等比数列，其公比为qn.5等比数列的前n项和公式等比数列an的公比为q(q0)，其前n项和为Sn，当q1时，Snna1；当q1时，Sn.【注意】6.利用错位相减法推导等比数列的前n项和：Sna1a1qa1q2a1qn1，同乘q得：qSna1qa1q2a1q3a1qn，两式相减得(1q)Sna1a1qn，Sn(q1) 7.1由an1qan，q0并不能立即断言an为等比数列，还要验证a10.7.2在运用等比数列的前n项和公式时，必须注意对q1与q1分类讨论，防止因忽略q1这一特殊情形导致解题失误8.等比数列的判断方法有：(1)定义法：若q(q为非零常数)或q(q为非零常数且n2且nN*)，则an是等比数列(2)中项公式法：在数列an中，an0且aan·an2(nN*)，则数列an是等比数列(3)通项公式法：若数列通项公式可写成anc·qn(c，q均是不为0的常数，nN*)，则an是等比数列一、知识梳理1.等比数列前项和公式(1)探索导引: 求和说明：对于等比数列的前项和公式:从方程观点看:由等比数列的前项和公式及通项公式可知,若已知中的三个即可建立方程组求其余两个,即“知三求二”.在运用等比数列的前项和公式时，一定要注意讨论公比是否为1.2. 与前项和有关的等比数列的性质(1)若等比数列中,公比为,依次项和成公比为的等比数列.(2)若等比数列的公比为,且项数为,则.探索导引: 等比数列中，已知，求，并考虑等式是否成立？ 说明：利用性质(1)可以快速的求出某些和.但在运用此性质时,要注意是成等比数列,而不是成等比数列.二、方法（一）等差数列前项和公式的应用理解例题1:在等比数列中，（1）已知求；（2）已知求；（3）已知求和；（4）已知求；分析:在等比数列中有五个重要量只要已知任意三个，就可以求出其他两个.其中和两个最重要的量,通常要先求出和.解:(1) .(2)，(3) ， (4) （2）÷（1）得 或 当时，当时，知识体验:已知等比数列的五个量中的任意三个求其他两个时,要用等比数列的通项公式以其及前项和公式.（二）与等差数列前项和有关的性质的应用理解例题2:等比数列中,求.分析: 在有关等比数列的问题中, 均可化成有关、的关系列方程求解.本题中注意下标的关系,可考虑用等差数列前项和的有关性质来简化运算.解法一: 由，可知（若） 解得， 解法二: 成等比数列 知识体验: 在学习了等比数列前项和的有关性质后，我们用其来求解有关等差数列的前项和问题.方法提炼:求解该类问题一般有两种方法:可化成有关、的关系列方程组求解.可利用等比数列中连续等段和成等比的性质即性质(1)求解.三、 例题（一） 题型分类全析1等比数列前项和公式的基本运算例1：在等比数列的中:求公比,及. 思路直现:由已知两个条件，可建立关于的方程组，分别解出的值，代入即可求出.解:由已知可得 总结：在求数列的基本量问题时,把条件转化成基本量解方程是解决数列问题的基本方法.例2 已知数列是等比数列,其前项和,若,求该数列的公比.思路直现:由已知两个条件，可建立关于的方程组，分别解出的值，代入即可求出.解: 若,则, ,此时 , 即, 即 故.笔记：在使用等比数列的前项和公式时,一定要注意公式的条件.若题目中不明确,应对进行讨论.本题有关等比数列前项和的基本运算的考查.转化为关于的方程组求解.本题考查了等比数列前项和公式的运用和分类讨论的思想.因不知的值,故对进行讨论.2利用等差数列的性质求和例3：等比数列中，求?思路直现:注意到,下标的关系,可考虑利用等比数列的性质解决.解: 是等比数列， 成等比 ，故故或注意到，同号,笔记：遇到类似下标成倍数关系的前项和问题,一般可考虑用等比数列中依次项和成等比数列来解决,可简化计算量.在已知,利用这一性质求时,要考虑是否会出现增根的问题.例4 已知一个项数为偶数,首项为1的等比数列,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求这个数列的公比及项数.思路: 本题涉及到项数为偶数的等比数列,且奇数项和与偶数项和都已知,由此利用等比数列的性质即可求出公比,进而求其通项.解：该数列是一项数为偶数的等比数列 ，又故阅题笔记：利用等比数列奇、偶项数和的性质简单明了，运算量较低.本题考查了等比数列连续等段和成等比的性质.利用等比数列分段和成等比.考虑是否两解都满足条件.建议：已知求时，尽量列方程求解，若用性质应考虑是否会出现增根.本题考查了等比数列的性质.注意这个性质是在项数为偶数这一前提下成立的.建议：巧用特例，熟记等差等比数列奇偶项的一些性质.3某些特殊数列的求和例5: (1)已知数列的通项公式，求该数列的前项和； (2)已知数列的通项公式，求该数列的前项和.解:(1) (2) =笔记:分组求和法适用于某些特殊数列的求和,这些特殊数列的通项是可写成几个等比数列或等差数列的和的形式.例6：已知数列的通项公式，求该数列的前项和；思路:写出数列的前项和注意其与等比数列形式类似，考虑用推导等比数列求和的方法来求其前项和.解： 笔记:错位相减法适用与求一个等差数列与一个等比数列的积组成的新数列的前项和.考查数列的分组求和问题.等差等比数列各自分组求和.不同公比的等比数列按公比各自分组求和建议：熟记几种常见的数列求和类型及其对应方法.考查数列的错位相减法求和的问题。建议：错位相减法是高考的一个常考点，平时训练给予重视.（二）重点突破例7:（2007天津）在数列中，（）证明数列是等比数列；（）求数列的前项和；（）证明不等式，对任意皆成立思路直现: (1)由递推关系式构造出数列,并证明其是等比数列. (2)利用分组求和法求出的前项和. (3)考虑用作差法证明.()证明：由题设，得， 所以数列是首项为，且公比为的等比数列()解：由（）可知， ()证明：对任意的， 所以不等式，对任意皆成立笔记: 本题实际上第一步的证明起到一个提示的作用,即应从递推关系出发构造出的形式,并证明其为等比数列.例8: （2007辽宁）已知数列，满足，且,（I）令，求数列的通项公式；（II）求数列的通项公式及前项和公式思路:(1)由于要构造,故把已知两式相加,即可得出规律. (2)由（I）提示,可考虑两式相减.（）解：由题设可得， 即（） 易知是首项为，公差为的等差数列 （II）解：由题设得，令，则 易知是首项为，公比为的等比数列 由解得 阅题: 这是一道创新题,题目较为新颖,遇见题目不要慌乱,其实(1)问已经提示解答本题的方法,应整体考虑.本小题考查等比数列的概念、等比数列的通项公式及前项和公式、不等式的证明 利用递推关系式证明数列成等比.利用分组求和法求和利用作差比较法证明不等式.建议：学会解题的技巧，有时候题目的提示往往在问题当中.本小题主要考查等差数列、等比数列等基础知识，考查基本运算能力两式相加构造两式相减构造列方程组求分组求和求建议：在学习中重视整体思想的训练.四、习题一、选择题1.（2008福建) 设是公比为正数的等比数列，若,则数列前7项的和为A.63B.64C.127D.1282.（2008浙江）已知是等比数列，则=A. B. C. D. 3.（2008海南）设等比数列的公比，前项和为，则A. 2B. 4C. D. 4(2007陕西) 各项均为正数的等比数列的前n项和为，若则等于A.80B.30 C. 26 D.165（2006辽宁） 在等比数列中,前项和为,若数列也是等比数列,则等于A. B. C. D.6.数列的前项和为（ ）A.B.C.D.7.A.B.C.D.二、填空题8.等比数列共项，其和为，且奇数项的和比偶数项的和大80，则公比 9(2007全国) 等比数列的前项和为，已知，成等差数列，则的公比为10.若等比数列的前项和为满足,则此数列的公比为三、解答题11. （2007全国）设等比数列的公比，前项和为已知，求的通项公式12.(2008全国) 在数列中，（）设证明：数列是等差数列；（）求数列的前项和13.已知数列满足： 且（1）令，求的通项公式；（2）求数列的通项公式；（3）求数列的前项和习题答案1. C. 分析：