(经典)讲义：等比数列及其前n项和.docx

(经典)讲义：等比数列及其if刀项和1 .等比数列的定义如果一个数列从第Z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，通常用字母仪表示.2 .等比数列的通项公式设等比数列a的首项为国，公比为S则它的通项4=立仁.3 .等比中项若=a"(9N0),那么G叫做a与。的等比中项.4 .等比数列的常用性质(1)通项公式的推广：&£，(，mN-).若&为等比数列，且在+J=z÷2(h7,m,jN3则空且三变空.若a,优(项数相同)是等比数列，则UaJQWO),阂，面也,微仍是等比数列.(4)公比不为一1的等比数列4的前项和为Sq则SqS1Sq此一必仍成等比数列，其公比为立.5 .等比数列的前项和公式等比数列4的公比为t7(70),其前/7项和为Sn,当q1时,S=Aa1；当gW1时，S=华二会=手丝1(71i7【注意】6 .利用错位相减法推导等比数列的前项和：£.亍g±gg±g.f±二:.土.4二',同乘.g径;.n=也g±包尤土虱土:.:+氯)西式相减徵Q二.。£亍二级力二应三，二:"(此7 .1由&,+=qa“,°W0并不能立即断言&为等比数列，还要脸证aW0.8 .2在运用等比数列的前/?项和公式时，必须注意对=1与-W1分类讨论，防止因忽略0=1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：若且J=q(q为非零常数)或q(q为非零常数且22且刍3r1-7Nt),则4是等比数列.上项公式法:在数列.31史&.&WQ旦嘉年加%+式，WN)J则数烈值1是零比数列.(3)通项公式法：若数列通项公式可写成a=cd(。均是不为O的常数，点N)工则，.当).建餐也数列一、知识梳理探索导引:求和1.等比数列前”项和公式ft(1-<y,)a,-,y1 I)I1/11/FgI)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q是否为1.2 .与前项和有关的等比数列的性质探索导引：等比数列m/中，已知，、：n.st60,求S*,并考虑等式S3(S.-SJ=(S4-S1)3是否成立？若等比数列：/：中,公比为叱I,依次4项和R.S；St.Su5,.成公比为小的等比数列.若等比数列：3：的公比为夕,且项数为2帅C1,则S.力qS、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1,s”-SETA，成等比数列,而不是工.工5.,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q=2w求4S.;(2)已知=-21q-1q,求;390(3)已知以二IM=64.求q和S.;(4)已知&-15-：求;分析:在等比数罚中有五个重要量只要己知任意三个，就可以求出其他两个其中U.4两个最重要的量,通常要先求出4和%解：(1).,i-<1'-32'-96.=Mq=止0=89."g1-2(2).</-qg，1,=-2.7*-'=»m=6(3),at=qg'，.,.64=才，”-4a1-a4q-1-64(-4)J=I=JI1I),3八、ayAq,一<1)(4)9S1(1÷+y2)-(2)(2)÷(1)得一一=3q%?.”=Ong=或g.;当q=1时，q_：，当q=-；时，q=6(二)与等差数列前；项和有关的性质的应用理解例题2：等比数列应中S.J2,S.36.求S-分析：在有关等比数列的问题中，均.可化成有关4、q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Sm=I2,§2,=36,可知I(若q=1S=2S.)SJ斗”)*12,",解得Iq"二3，%=4(r)=地解法二：.s.5.r.成等比数列知识体验：已知等比数列的五个量/0.%1fS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.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4、q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.7.S-(Y)=MIT,*S(，-Sg)=(52-Se)Sm-36=24,+12=48Sm=M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:j0,=&4一0"216.$"4。,求公比q，4及.思路直现:巾已知两个条件，可建立关于4国的方程组，分别解出4国的值，I代入S.即可求出解:由己知可得,-a1=a1(q2-)=R,a1I.a-a4-(qyqi-I)2I6,q03.o<M-g)I-V.:.S=-=N40nn=4Ir1-3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已知数列甩是等比数列,其前项和Sn,若S,+S.=2%求该数列的公比小思路直现:由已知两个条件，可建立关于的方程组，分别解出小夕的值，代入S.即可求出.解：若夕=1,则Znu1,51<5,必+60坦,瑞180,此时Sg*I.、<M"/)、*"/)二】JJw1."""""'2*4"nz-q.丁1Bg)1-g"g"g.,.Iqqf,q-0,即2-q,-1=0,即(q1X2'4I)=O故"+I0n§-7-.笔记：在使用等比数歹Ij的前项诂公式时,一定要注意公式的条件.若题目中不明确,应对4进行讨论.2 .利用等差数列的性质求和例3：等比数列%中，Sr=7=9b求S,?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，V5?.S4-S.5；-S,成等比SJ=(S4-SJ'本题有关等比数列前项和的基本运算的考查.转化为关于4,4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g的值，故对夕进行讨论.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故S：-7S588=0故S,=28或£=-21注意到区="山向4/)=I/>O,S24/a1*2S4S同号，Sj=28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解次女项和5.酊工S,S,成等比数列来解决,可简化计算量.在已知S.S利用这一性质求£、时,要考虑是否会出现增根的问题.例4己知一个项数为偶数,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:步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,由也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.坐=2，X,S=Se+Sa=85+170=2555. 85*<M>Q(-2*)N.5. =2-I=2S51-471-2故-8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.3.某些特殊数列的求和例5:(1)己知数列/的通项公式q=2"+"，求该数列的前.项和S.;(2)已知数列4的通项公式&=2,3Z求该数列的前项和S解：.S.÷-=(2÷1)÷(2,÷2)÷(2,÷3)÷(2,÷)(2*2,÷2,4.24)+(1*2*3÷-f)2(1-24)(1÷M÷1-22=fM(2) Sn=1+a2+a3+an(2÷3)÷(22÷3,)÷(21÷3,)÷(2"+)(2*2,*2j÷)+(3÷3,+3,÷.3)2(1-2-)X-3)1-21-3等比.考虑是否两解都满足条件.建议：已知S”,S3”求S2n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.注意团=4S奇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.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=2rt,-2+(-1)尸7=2*,÷-22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&已知!数列可的通项公式q-丁，求该数列的前项和S.；思路:写出数列的前项和注意其与等比数列形式类似，考虑用推导等比数目求和的方法来求其前项和.解：2丁,；2,S2,25.=2,÷221÷.(ff-1)2÷r,-S=2÷22÷2,-2*Sf2*'-(2÷2,÷2,÷2),犷2(1-7)f!21-2=2*,-(2,-2)(f-1)r,+2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.(二)重点突破例7:(2007天津)在数列中，2，4他-加.1,/FWN.(I)证明数列U-M是等比数列；(II)求数列凡的前"项和s.；(III)证明不等式ZJ4S.,对任意“wN皆成立.思路直现：(1)由递M关系妾构造出数列，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.(I)证明：由题设1=4q-3+1,得5I)=4kJ.n)»八A"所以数列q-是首项为目I=H且公比为4的等比数列.(II)解：由(I)可知4一=，.,dtt-4-*n.S=(1÷1)÷(4÷2)÷÷(4,÷)=(1÷4÷4,4*,)÷(I2÷3÷÷)4,-1n(n*1)+32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.本小题考查等比数列的概念、等比数列的通项公式及前n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(In)证明：对任意的EV,-(yft'n4O所以不等式SmW4S”，对任意N"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4；,0满足q二2，4-b且(I)令c.=4”,求数列匕：的通项公式；(I1)求薮列口的通项公式叁前项和公式S”.思路乂1)由于要构造c.,故把已知两式相加,即可得出