(新高考)高考数学一轮复习学案+巩固提升练习6.3《等比数列》(2份打包,原卷版+教师版)
展开1.理解等比数列的概念.
2.掌握等比数列的通项公式与前n项和公式.
3.了解等比数列与指数函数的关系.
知识梳理
1.等比数列的有关概念
(1)定义:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比都等于同一个常数(不为零),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,定义的表达式为eq \f(an+1,an)=q(n∈N*,q为非零常数).
(2)等比中项:如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么G叫做a与b的等比中项,此时,G2=ab.
2.等比数列的有关公式
(1)通项公式:an=a1qn﹣1.
(2)前n项和公式:Sn=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(na1,q=1,,\f(a11-qn,1-q)=\f(a1-anq,1-q),q≠1.))
3.等比数列的性质
(1)通项公式的推广:an=am·qn﹣m(m,n∈N*).
(2)对任意的正整数m,n,p,q,若m+n=p+q=2k,则am·an=ap·aq=aeq \\al(2,k).
(3)若等比数列前n项和为Sn,则Sm,S2m﹣Sm,S3m﹣S2m仍成等比数列(m为偶数且q=﹣1除外).
(4)在等比数列{an}中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即an,an+k,an+2k,an+3k,…为等比数列,公比为qk.
(5)若eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1>0,,q>1))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1<0,,0
0,,01,))则等比数列{an}递减.
常用结论
1.若数列{an},{bn}(项数相同)是等比数列,则数列{c·an}(c≠0),{|an|},{aeq \\al(2,n)},eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an))),{an·bn},eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,bn)))也是等比数列.
2.等比数列{an}的通项公式可以写成an=cqn,这里c≠0,q≠0.
3.等比数列{an}的前n项和Sn可以写成Sn=Aqn﹣A(A≠0,q≠1,0).
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)等比数列的公比q是一个常数,它可以是任意实数.( × )
(2)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( × )
(3)数列{an}的通项公式是an=an,则其前n项和为Sn=eq \f(a1-an,1-a).( × )
(4)数列{an}为等比数列,则S4,S8﹣S4,S12﹣S8成等比数列.( × )
教材改编题
1.已知{an}是等比数列,a2=2,a4=eq \f(1,2),则公比q等于( )
A.﹣eq \f(1,2) B.﹣2 C.2 D.±eq \f(1,2)
答案 D
解析 设等比数列的公比为q,∵{an}是等比数列,a2=2,a4=eq \f(1,2),∴a4=a2q2,∴q2=eq \f(a4,a2)=eq \f(1,4),∴q=±eq \f(1,2).
2.在各项均为正数的等比数列{an}中,a1a11+2a6a8+a3a13=25,则a6+a8=______.
答案 5
解析 ∵{an}是等比数列,且a1a11+2a6a8+a3a13=25,∴aeq \\al(2,6)+2a6a8+aeq \\al(2,8)=(a6+a8)2=25.
又∵an>0,∴a6+a8=5.
3.已知三个数成等比数列,若它们的和等于13,积等于27,则这三个数为________.
答案 1,3,9或9,3,1
解析 设这三个数为eq \f(a,q),a,aq,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a+\f(a,q)+aq=13,,a·\f(a,q)·aq=27,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=3,,q=\f(1,3)))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=3,,q=3,))
∴这三个数为1,3,9或9,3,1.
题型一 等比数列基本量的运算
例1 (1)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a5﹣a3=12,a6﹣a4=24,则eq \f(Sn,an)等于( )
A.2n﹣1 B.2﹣21﹣n C.2﹣2n﹣1 D.21﹣n﹣1
答案 B
解析 方法一 设等比数列{an}的公比为q,则q=eq \f(a6-a4,a5-a3)=eq \f(24,12)=2.
由a5﹣a3=a1q4﹣a1q2=12a1=12,得a1=1.
所以an=a1qn﹣1=2n﹣1,Sn=eq \f(a11-qn,1-q)=2n﹣1,所以eq \f(Sn,an)=eq \f(2n-1,2n-1)=2﹣21﹣n.
方法二 设等比数列{an}的公比为q,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a3q2-a3=12,①,a4q2-a4=24, ②))eq \f(②,①)得eq \f(a4,a3)=q=2.将q=2代入①,解得a3=4.所以a1=eq \f(a3,q2)=1,下同方法一.
(2)记Sn为等比数列{an}的前n项和.若a1=eq \f(1,3),aeq \\al(2,4)=a6,则S5=________.
答案 eq \f(121,3)
解析 设等比数列{an}的公比为q,因为aeq \\al(2,4)=a6,所以(a1q3)2=a1q5,
所以a1q=1,又a1=eq \f(1,3),所以q=3,所以S5=eq \f(a11-q5,1-q)=eq \f(\f(1,3)×1-35,1-3)=eq \f(121,3).
教师备选
1.已知数列{an}为等比数列,a2=6,6a1+a3=30,则a4=________.
答案 54或24
解析 由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1·q=6,,6a1+a1·q2=30,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(q=3,,a1=2))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(q=2,,a1=3,))a4=a1·q3=2×33=54或a4=3×23=3×8=24.
2.已知数列{an}为等比数列,其前n项和为Sn,若a2a6=﹣2a7,S3=﹣6,则a6等于( )
A.﹣2或32 B.﹣2或64 C.2或﹣32 D.2或﹣64
答案 B
解析 ∵数列{an}为等比数列,a2a6=﹣2a7=a1a7,解得a1=﹣2,
设数列的公比为q,S3=﹣6=﹣2﹣2q﹣2q2,解得q=﹣2或q=1,
当q=﹣2时,则a6=(﹣2)6=64,当q=1时,则a6=﹣2.
思维升华 (1)等比数列中有五个量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通过列方程(组)便可迎刃而解.
(2)等比数列的前n项和公式涉及对公比q的分类讨论,当q=1时,{an}的前n项和Sn=na1;当q≠1时,{an}的前n项和Sn=eq \f(a11-qn,1-q)=eq \f(a1-anq,1-q).
跟踪训练1
(1)数列{an}中,a1=2,am+n=aman,若ak+1+ak+2+…+ak+10=215﹣25,则k等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 C
解析 a1=2,am+n=aman,令m=1,则an+1=a1an=2an,
∴{an}是以a1=2为首项,q=2为公比的等比数列,∴an=2×2n﹣1=2n.
又∵ak+1+ak+2+…+ak+10=215﹣25,∴eq \f(2k+11-210,1-2)=215﹣25,
即2k+1(210﹣1)=25(210﹣1),∴2k+1=25,∴k+1=5,∴k=4.
(2)已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.
①求{an}的通项公式;
②求a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1.
解 ①设{an}的公比为q(q>1).
由题设得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1q+a1q3=20,,a1q2=8,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(q=2,,a1=2))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(q=\f(1,2),,a1=32))(舍去).
所以{an}的通项公式为an=2n,n∈N*.
②由于(﹣1)n﹣1anan+1=(﹣1)n﹣1×2n×2n+1=(﹣1)n﹣122n+1,
故a1a2﹣a2a3+…+(﹣1)n﹣1anan+1
=23﹣25+27﹣29+…+(﹣1)n﹣1·22n+1=eq \f(23[1--22n],1--22)=eq \f(8,5)﹣(﹣1)neq \f(22n+3,5).
题型二 等比数列的判定与证明
例2 已知数列{an}满足a1=1,nan+1=2(n+1)an,设bn=eq \f(an,n).
(1)求b1,b2,b3;
(2)判断数列{bn}是否为等比数列,并说明理由;
(3)求{an}的通项公式.
解 (1)由条件可得an+1=eq \f(2n+1,n)an.将n=1代入得,a2=4a1,而a1=1,所以a2=4.
将n=2代入得,a3=3a2,所以a3=12.从而b1=1,b2=2,b3=4.
(2){bn}是首项为1,公比为2的等比数列,由条件可得eq \f(an+1,n+1)=eq \f(2an,n),即bn+1=2bn,
又b1=1,所以{bn}是首项为1,公比为2的等比数列.
(3)由(2)可得eq \f(an,n)=2n﹣1,所以an=n·2n﹣1.
教师备选
已知各项都为正数的数列{an}满足an+2=2an+1+3an.
(1)证明:数列{an+an+1}为等比数列;
(2)若a1=eq \f(1,2),a2=eq \f(3,2),求{an}的通项公式.
(1)证明 an+2=2an+1+3an,所以an+2+an+1=3(an+1+an),
因为{an}中各项均为正数,所以an+1+an>0,所以eq \f(an+2+an+1,an+1+an)=3,
所以数列{an+an+1}是公比为3的等比数列.
(2)解 由题意知an+an+1=(a1+a2)3n﹣1=2×3n﹣1,
因为an+2=2an+1+3an,所以an+2﹣3an+1=﹣(an+1﹣3an),a2=3a1,
所以a2﹣3a1=0,所以an+1﹣3an=0,故an+1=3an,
所以4an=2×3n﹣1,an=eq \f(1,2)×3n﹣1.
思维升华 等比数列的三种常用判定方法
(1)定义法:若eq \f(an+1,an)=q(q为非零常数,n∈N*)或eq \f(an,an-1)=q(q为非零常数且n≥2,n∈N*),则{an}是等比数列.
(2)等比中项法:若数列{an}中,an≠0且aeq \\al(2,n+1)=an·an+2(n∈N*),则{an}是等比数列.
(3)前n项和公式法:若数列{an}的前n项和Sn=k·qn﹣k(k为常数且k≠0,q≠0,1),则{an}是等比数列.
跟踪训练2 Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a4=9a2,S3=13,且公比q>0.
(1)求an及Sn;
(2)是否存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列?若存在,求λ的值;若不存在,请说明理由.
解 (1)易知q≠1,
由题意可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1q3=9a1q,,\f(a11-q3,1-q)=13,,q>0,))解得a1=1,q=3,∴an=3n﹣1,Sn=eq \f(1-3n,1-3)=eq \f(3n-1,2).
(2)假设存在常数λ,使得数列{Sn+λ}是等比数列,
∵S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,∴(λ+4)2=(λ+1)(λ+13),解得λ=eq \f(1,2),
此时Sn+eq \f(1,2)=eq \f(1,2)×3n,则eq \f(Sn+1+\f(1,2),Sn+\f(1,2))=eq \f(\f(1,2)×3n+1,\f(1,2)×3n)=3,
故存在常数λ=eq \f(1,2),使得数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(Sn+\f(1,2)))是以eq \f(3,2)为首项,3为公比的等比数列.
题型三 等比数列的性质
例3 (1)若等比数列{an}中的a5,a2 019是方程x2﹣4x+3=0的两个根,则lg3a1+lg3a2+lg3a3+…+lg3a2 023等于( )
A.eq \f(2 024,3) B.1 011 C.eq \f(2 023,2) D.1 012
答案 C
解析 由题意得a5a2 019=3,根据等比数列性质知,
a1a2 023=a2a2 022=…=a1 011a1 013=a1 012a1 012=3,于是a1 012= SKIPIF 1 < 0 ,
则lg3a1+lg3a2+lg3a3+…+lg3a2 023=lg3(a1a2a3…a2 023) SKIPIF 1 < 0
(2)已知数列{an}是等比数列,Sn为其前n项和,若a1+a2+a3=4,a4+a5+a6=8,则S12等于( )
A.40 B.60 C.32 D.50
答案 B
解析 数列S3,S6﹣S3,S9﹣S6,S12﹣S9是等比数列,
即4,8,S9﹣S6,S12﹣S9是等比数列,∴S12=4+8+16+32=60.
教师备选
1.设等比数列{an}的前n项和为Sn,若eq \f(S6,S3)=3,则eq \f(S9,S6)=__________.
答案 eq \f(7,3)
解析 设等比数列{an}的公比为q,易知q≠﹣1,由等比数列前n项和的性质可知S3,S6﹣S3,S9﹣S6仍成等比数列,∴eq \f(S6-S3,S3)=eq \f(S9-S6,S6-S3),
又由已知得S6=3S3,∴S9﹣S6=4S3,∴S9=7S3,∴eq \f(S9,S6)=eq \f(7,3).
2.已知等比数列{an}共有2n项,其和为﹣240,且奇数项的和比偶数项的和大80,则公比q=________.
答案 2
解析 由题意,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S奇+S偶=-240,,S奇-S偶=80,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S奇=-80,,S偶=-160,))所以q=eq \f(S偶,S奇)=eq \f(-160,-80)=2.
思维升华 (1)等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项的变形,三是前n项和公式的变形,根据题目条件,认真分析,发现具体的变化特征即可找出解决问题的突破口.
(2)巧用性质,减少运算量,在解题中非常重要.
跟踪训练3 (1)等比数列{an}的前n项和为Sn,若S10=1,S30=7,则S40等于( )
A.5 B.10 C.15 D.﹣20
答案 C
解析 易知等比数列{an}的前n项和Sn满足S10,S20﹣S10,S30﹣S20,S40﹣S30,…成等比数列.设{an}的公比为q,则eq \f(S20-S10,S10)=q10>0,故S10,S20﹣S10,S30﹣S20,S40﹣S30,…均大于0.故(S20﹣S10)2=S10·(S30﹣S20),即(S20﹣1)2=1·(7﹣S20)⇒Seq \\al(2,20)﹣S20﹣6=0.
因为S20>0,所以S20=3.又(S30﹣S20)2=(S20﹣S10)(S40﹣S30),
所以(7﹣3)2=(3﹣1)(S40﹣7),故S40=15.
(2)在等比数列{an}中,an>0,a1+a2+a3+…+a8=4,a1a2·…·a8=16,则eq \f(1,a1)+eq \f(1,a2)+…+eq \f(1,a8)的值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
答案 A
解析 ∵a1a2…a8=16,∴a1a8=a2a7=a3a6=a4a5=2,
∴eq \f(1,a1)+eq \f(1,a2)+…+eq \f(1,a8)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a1)+\f(1,a8)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a2)+\f(1,a7)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a3)+\f(1,a6)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a4)+\f(1,a5)))
=eq \f(1,2)(a1+a8)+eq \f(1,2)(a2+a7)+eq \f(1,2)(a3+a6)+eq \f(1,2)(a4+a5)=eq \f(1,2)(a1+a2+…+a8)=2.
课时精练
1.若等比数列{an}满足a1+a2=1,a4+a5=8,则a7等于( )
A.eq \f(64,3) B.﹣eq \f(64,3) C.eq \f(32,3) D.﹣eq \f(32,3)
答案 A
解析 设等比数列{an}的公比为q,则eq \f(a4+a5,a1+a2)=q3=8,所以q=2,又a1+a2=a1(1+q)=1,
所以a1=eq \f(1,3),所以a7=a1×q6=eq \f(1,3)×26=eq \f(64,3).
2.已知等比数列{an}满足a1=1,a3·a5=4(a4﹣1),则a7的值为( )
A.2 B.4 C.eq \f(9,2) D.6
答案 B
解析 根据等比数列的性质得a3a5=aeq \\al(2,4),∴aeq \\al(2,4)=4(a4﹣1),即(a4﹣2)2=0,解得a4=2.
又∵a1=1,a1a7=aeq \\al(2,4)=4,∴a7=4.
3.等比数列{an}的前n项和为Sn=32n﹣1+r,则r的值为( )
A.eq \f(1,3) B.﹣eq \f(1,3) C.eq \f(1,9) D.﹣eq \f(1,9)
答案 B
解析 由等比数列前n项和的性质知,Sn=32n﹣1+r=eq \f(1,3)×9n+r,∴r=﹣eq \f(1,3).
4.我国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其大意为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则该人第四天走的路程为( )
A.6里 B.12里 C.24里 D.48里
答案 C
解析 由题意可知,该人所走路程形成等比数列{an},其中q=eq \f(1,2),
因为S6=eq \f(a1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,26))),1-\f(1,2))=378,解得a1=192,所以a4=a1·q3=192×eq \f(1,8)=24.
5.(多选)设等比数列{an}的公比为q,则下列结论正确的是( )
A.数列{anan+1}是公比为q2的等比数列
B.数列{an+an+1}是公比为q的等比数列
C.数列{an﹣an+1}是公比为q的等比数列
D.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是公比为eq \f(1,q)的等比数列
答案 AD
解析 对于A,由eq \f(anan+1,an-1an)=q2(n≥2)知数列{anan+1}是公比为q2的等比数列;
对于B,当q=﹣1时,数列{an+an+1}的项中有0,不是等比数列;
对于C,当q=1时,数列{an﹣an+1}的项中有0,不是等比数列;
对于D,eq \f(\f(1,an+1),\f(1,an))=eq \f(an,an+1)=eq \f(1,q),所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是公比为eq \f(1,q)的等比数列.
6.(多选)数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=2Sn(n∈N*),则有( )
A.Sn=3n﹣1 B.{Sn}为等比数列
C.an=2·3n﹣1 D.an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1,n=1,,2·3n-2,n≥2))
答案 ABD
解析 由题意,数列{an}的前n项和满足an+1=2Sn(n∈N*),
当n≥2时,an=2Sn﹣1,两式相减,可得an+1﹣an=2(Sn﹣Sn﹣1)=2an,
可得an+1=3an,即eq \f(an+1,an)=3(n≥2),又a1=1,则a2=2S1=2a1=2,所以eq \f(a2,a1)=2,
所以数列{an}的通项公式为an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(1,n=1,,2·3n-2,n≥2.))当n≥2时,Sn=eq \f(an+1,2)=eq \f(2·3n-1,2)=3n﹣1,
又S1=a1=1,适合上式,所以数列{an}的前n项和为Sn=3n﹣1,又eq \f(Sn+1,Sn)=eq \f(3n,3n-1)=3,
所以数列{Sn}为首项为1,公比为3的等比数列,综上可得选项ABD是正确的.
7.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=7,S6=63,则a1=________.
答案 1
解析 由于S3=7,S6=63知公比q≠1,又S6=S3+q3S3,得63=7+7q3.
∴q3=8,q=2.由S3=eq \f(a11-q3,1-q)=eq \f(a11-8,1-2)=7,得a1=1.
8.已知{an}是等比数列,且a3a5a7a9a11=243,则a7=________;若公比q=eq \f(1,3),则a4=________.
答案 3 81
解析 由{an}是等比数列,得a3a5a7a9a11=aeq \\al(5,7)=243,故a7=3,a4=eq \f(a7,q3)=81.
9.已知等差数列{an}的公差为2,其前n项和Sn=pn2+2n,n∈N*.
(1)求实数p的值及数列{an}的通项公式;
(2)在等比数列{bn}中,b3=a1,b4=a2+4,若{bn}的前n项和为Tn,求证:数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(Tn+\f(1,6)))为等比数列.
(1)解 Sn=na1+eq \f(nn-1,2)d=na1+n(n﹣1)=n2+(a1﹣1)n,
又Sn=pn2+2n,n∈N*,所以p=1,a1﹣1=2,即a1=3,所以an=3+2(n﹣1)=2n+1.
(2)证明 因为b3=a1=3,b4=a2+4=9,所以q=3,
所以bn=b3·qn﹣3=3n﹣2,所以b1=eq \f(1,3),所以Tn=eq \f(\f(1,3)1-3n,1-3)=eq \f(3n-1,6),
所以Tn+eq \f(1,6)=eq \f(3n,6),又T1+eq \f(1,6)=eq \f(1,2),所以eq \f(Tn+\f(1,6),Tn-1+\f(1,6))=eq \f(\f(3n,6),\f(3n-1,6))=3(n≥2),
所以数列{Tn+eq \f(1,6)}是以eq \f(1,2)为首项,3为公比的等比数列.
10.记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1=4an+1.设bn=an+1﹣2an.
(1)求证:数列{bn}为等比数列;
(2)设cn=|bn﹣100|,Tn为数列{cn}的前n项和.求T10.
(1)证明 由Sn+1=4an+1,得Sn=4an﹣1+1(n≥2,n∈N*),
两式相减得an+1=4an﹣4an﹣1(n≥2),所以an+1﹣2an=2(an﹣2an﹣1),
所以eq \f(bn,bn-1)=eq \f(an+1-2an,an-2an-1)=eq \f(2an-2an-1,an-2an-1)=2(n≥2),
又a1=1,S2=4a1+1,故a2=4,a2﹣2a1=2=b1≠0,
所以数列{bn}为首项与公比均为2的等比数列.
(2)解 由(1)可得bn=2·2n﹣1=2n,所以cn=|2n﹣100|=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(100-2n,n≤6,,2n-100,n>6,))
所以T10=600﹣(21+22+…+26)+27+28+29+210﹣400=200﹣eq \f(21-26,1-2)+27+28+29+210
=200+2+28+29+210=1 994.
11.(多选)已知Sn是数列{an}的前n项和,且a1=a2=1,an=an﹣1+2an﹣2(n≥3),则下列结论正确的是( )
A.数列{an+1+an}为等比数列 B.数列{an+1﹣2an}为等比数列
C.an=eq \f(2n+1+-1n,3) D.S20=eq \f(2,3)(410﹣1)
答案 ABD
解析 因为an=an﹣1+2an﹣2(n≥3),所以an+an﹣1=2an﹣1+2an﹣2=2(an﹣1+an﹣2),
又a1+a2=2≠0,所以{an+an+1}是等比数列,A正确;
同理an﹣2an﹣1=an﹣1+2an﹣2﹣2an﹣1=﹣an﹣1+2an﹣2=﹣(an﹣1﹣2an﹣2),而a2﹣2a1=﹣1,
所以{an+1﹣2an}是等比数列,B正确;
若an=eq \f(2n+1+-1n,3),则a2=eq \f(23+-12,3)=3,但a2=1≠3,C错误;
由A知{an+an﹣1}是等比数列,且公比为2,
因此数列a1+a2,a3+a4,a5+a6,…仍然是等比数列,公比为4,
所以S20=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a19+a20)=eq \f(21-410,1-4)=eq \f(2,3)(410﹣1),D正确.
12.(多选)设等比数列{an}的公比为q,其前n项和为Sn,前n项积为Tn,并且满足条件a1>1,a7·a8>1,eq \f(a7-1,a8-1)<0.则下列结论正确的是( )
A.01
C.Sn的最大值为S9 D.Tn的最大值为T7
答案 AD
解析 ∵a1>1,a7·a8>1,eq \f(a7-1,a8-1)<0,∴a7>1,0∵a1>1,0 又a7>1,013.设Tn为正项等比数列{an}(公比q≠1)前n项的积,若T2 015=T2 021,则eq \f(lg3a2 019,lg3a2 021)=________.
答案 eq \f(1,5)
解析 由题意得,T2 015=T2 021=T2 015·a2 016a2 017a2 018a2 019a2 020a2 021,所以a2 016a2 017a2 018a2 019a2 020a2 021=1,
根据等比数列的性质,可得a2 016a2 021=a2 017a2 020=a2 018a2 019=1,
设等比数列的公比为q,所以a2 016a2 021=eq \f(a2 0212,q5)=1⇒a2 021= SKIPIF 1 < 0
a2 018a2 019=eq \f(a2 0192,q)=1⇒a2 019= SKIPIF 1 < 0 所以eq \f(lg3a2 019,lg3a2 021)= SKIPIF 1 < 0
14.如图所示,正方形上连接着等腰直角三角形,等腰直角三角形腰上再连接正方形,……,如此继续下去得到一个树状图形,称为“勾股树”.若某勾股树含有1 023个正方形,且其最大的正方形的边长为eq \f(\r(2),2),则其最小正方形的边长为________.
答案 eq \f(1,32)
解析 由题意,得正方形的边长构成以eq \f(\r(2),2)为首项,eq \f(\r(2),2)为公比的等比数列,现已知共含有1 023个正方形,则有1+2+…+2n﹣1=1 023,所以n=10,所以最小正方形的边长为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)))10=eq \f(1,32).
15.(多选)在数列{an}中,n∈N*,若eq \f(an+2-an+1,an+1-an)=k(k为常数),则称{an}为“等差比数列”,下列关于“等差比数列”的判断正确的是( )
A.k不可能为0
B.等差数列一定是“等差比数列”
C.等比数列一定是“等差比数列”
D.“等差比数列”中可以有无数项为0
答案 AD
解析 对于A,k不可能为0,正确;
对于B,当an=1时,{an}为等差数列,但不是“等差比数列”,错误;
对于C,当等比数列的公比q=1时,an+1﹣an=0,分式无意义,所以{an}不是“等差比数列”,错误;
对于D,数列0,1,0,1,0,1,…,0,1是“等差比数列”,且有无数项为0,正确.
16.已知等比数列{an}的公比q>1,a1=2,且a1,a2,a3﹣8成等差数列,数列{anbn}的前n项和为eq \f(2n-1·3n+1,2).
(1)分别求出数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)设数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))的前n项和为Sn,∀n∈N*,Sn≤m恒成立,求实数m的最小值.
解 (1)因为a1=2,且a1,a2,a3﹣8成等差数列,所以2a2=a1+a3﹣8,
即2a1q=a1+a1q2﹣8,所以q2﹣2q﹣3=0,
所以q=3或q=﹣1,又q>1,所以q=3,所以an=2·3n﹣1(n∈N*).
因为a1b1+a2b2+…+anbn=eq \f(2n-1·3n+1,2),
所以a1b1+a2b2+…+an﹣1bn﹣1=eq \f(2n-3·3n-1+1,2)(n≥2),
两式相减,得anbn=2n·3n﹣1(n≥2),
因为an=2·3n﹣1,所以bn=n(n≥2),
当n=1时,由a1b1=2及a1=2,得b1=1(符合上式),所以bn=n(n∈N*).
(2)因为数列{an}是首项为2,公比为3的等比数列,
所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是首项为eq \f(1,2),公比为eq \f(1,3)的等比数列,所以Sn=eq \f(\f(1,2)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))n)),1-\f(1,3))=eq \f(3,4)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))n))因为∀n∈N*,Sn≤m恒成立,
所以m≥eq \f(3,4),即实数m的最小值为eq \f(3,4).
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