备战2024年高考数学大一轮复习(人教A版-理)第六章 §6.3 等比数列
展开知识梳理
1.等比数列的有关概念
(1)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,公比通常用字母q表示(q≠0).
(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.等比数列的通项公式及前n项和公式
(1)若等比数列{an}的首项为a1,公比是q,则其通项公式为an=a1qn-1.
(2)等比数列通项公式的推广:an=amqn-m.
(3)等比数列的前n项和公式:当q=1时,Sn=na1;当q≠1时,Sn=eq \f(a11-qn,1-q)=eq \f(a1-anq,1-q).
3.等比数列的性质
(1)若m+n=p+q,则aman=apaq,其中m,n,p,q∈N*.特别地,若2w=m+n,则aman=aeq \\al(2,w),其中m,n,w∈N*.
(2)ak,ak+m,ak+2m,…仍是等比数列,公比为qm(k,m∈N*).
(3)若数列{an},{bn}是两个项数相同的等比数列,则数列{an·bn},{pan·qbn}和eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(pan,qbn)))也是等比数列(b,p,q≠0).
(4)等比数列{an}的前n项和为Sn,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍成等比数列,其公比为qn.(n为偶数且q=-1除外)
(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
若eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1>0,,01,))则等比数列{an}递减.
常用结论
1.等比数列{an}的通项公式可以写成an=cqn,这里c≠0,q≠0.
2.等比数列{an}的前n项和Sn可以写成Sn=Aqn-A(A≠0,q≠1,0).
3.数列{an}是等比数列,Sn是其前n项和.
(1)若a1·a2·…·an=Tn,则Tn,eq \f(T2n,Tn),eq \f(T3n,T2n),…成等比数列.
(2)若数列{an}的项数为2n,则eq \f(S偶,S奇)=q;若项数为2n+1,则eq \f(S奇-a1,S偶)=q,或eq \f(S偶,S奇-an)=q.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)三个数a,b,c成等比数列的充要条件是b2=ac.( × )
(2)当公比q>1时,等比数列{an}为递增数列.( × )
(3)等比数列中所有偶数项的符号相同.( √ )
(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.设a,b,c,d是非零实数,则“ad=bc”是“a,b,c,d成等比数列”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 B
解析 若a,b,c,d成等比数列,则ad=bc,
数列-1,-1,1,1.满足-1×1=-1×1,但数列-1,-1,1,1不是等比数列,
即“ad=bc”是“a,b,c,d成等比数列”的必要不充分条件.
2.设等比数列{an}的前n项和为Sn.若S2=3,S4=15,则S6等于( )
A.31 B.32 C.63 D.64
答案 C
解析 根据题意知,等比数列{an}的公比不是-1.由等比数列的性质,得(S4-S2)2=S2·(S6-S4),即122=3×(S6-15),解得S6=63.
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) (2022·全国乙卷)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6等于( )
A.14 B.12 C.6 D.3
答案 D
解析 方法一 设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1.
由题意可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1+a2+a3=168,,a2-a5=42,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a11+q+q2=168,,a1q1-q3=42,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1=96,,q=\f(1,2),))
所以a6=a1q5=3,故选D.
方法二 设等比数列{an}的公比为q,
易知q≠1.由题意可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S3=168,,a2-a5=42,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(a11-q3,1-q)=168,,a1q1-q3=42,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1=96,,q=\f(1,2),))
所以a6=a1q5=3,故选D.
(2)(2023·桂林模拟)朱载堉(1536~1611)是中国明代一位杰出的音乐家、数学家和天文历算家,他的著作《律学新说》中阐述了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制,各相邻两律之间的频率之比完全相等,亦称“十二等程律”.即一个八度13个音,相邻两个音之间的频率之比相等,且最后一个音的频率是最初那个音的2倍.设第二个音的频率为f1,第八个音的频率为f2.则eq \f(f2,f1)等于( )
A.eq \r(2) B.eq \r(8,2) C.eq \r(12,2) D.4eq \r(12,2)
答案 A
解析 设第一个音的频率为a,相邻两个音之间的频率之比为q,那么an=aqn-1,
根据最后一个音的频率是最初那个音的2倍,得a13=2a=aq12,即q=,
所以eq \f(f2,f1)=eq \f(a8,a2)=q6=eq \r(2).
思维升华 等比数列基本量的运算的解题策略
(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)可迎刃而解.
(2)解方程组时常常利用“作商”消元法.
(3)运用等比数列的前n项和公式时,一定要讨论公比q=1的情形,否则会漏解或增解.
跟踪训练1 (1)设正项等比数列{an}的前n项和为Sn,若S2=3,S4=15,则公比q等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 A
解析 ∵S2=3,S4=15,∴q≠1,
由题意,
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(a11-q2,1-q)=3, ①,\f(a11-q4,1-q)=15, ②))
eq \f(②,①)得q2=4,又q>0,∴q=2.
(2)在1和2之间插入11个数使包含1和2的这13个数依次成递增的等比数列,记插入的11个数之和为M,插入11个数后这13个数之和为N,则依此规则,下列说法错误的是( )
A.插入的第8个数为eq \r(3,4)
B.插入的第5个数是插入的第1个数的eq \r(3,2) 倍
C.M>3
D.N<7
答案 D
解析 设该等比数列为{an},公比为q,
则a1=1,a13=2,
故q12=eq \f(a13,a1)=2.
插入的第8个数为a9=a1q8=eq \r(3,4),故A正确;
插入的第5个数为a6=a1q5,插入的第1个数为a2=a1q,所以eq \f(a6,a2)=eq \f(a1q5,a1q)=q4=eq \r(3,2),故B正确;
M=eq \f(a21-q11,1-q)=eq \f(\r(12,2)1-\r(12,211),1-\r(12,2))= ,
要证M>3,即证>3,
即证>4,
即证eq \f(5,4)> ,
即证eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)))12>2,
而eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)))12>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))6>2成立,故C正确;
N=M+3.
因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5)))12>(1.4)6>(1.9)3>2,
所以eq \f(6,5)>,
所以>5,
所以>4,即M>4,
所以N=M+3>7,故D错误.
题型二 等比数列的判定与证明
例2 已知数列{an}的各项均为正数,记Sn为{an}的前n项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①数列{an}是等比数列;②数列{Sn+a1}是等比数列;③a2=2a1.
注:如果选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
解 选①②作为条件证明③:
设Sn+a1=Aqn-1(A≠0),则Sn=Aqn-1-a1,
当n=1时,a1=S1=A-a1,所以A=2a1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=Aqn-2(q-1),
因为{an}是等比数列,所以eq \f(Aq-1,q)=eq \f(A,2),解得q=2,所以a2=2a1.
选①③作为条件证明②:
因为a2=2a1,{an}是等比数列,所以公比q=2,
所以Sn=eq \f(a11-2n,1-2)=a1(2n-1),即Sn+a1=a12n,
因为eq \f(Sn+1+a1,Sn+a1)=2,所以{Sn+a1}是等比数列.
选②③作为条件证明①:
设Sn+a1=Aqn-1(A≠0),则Sn=Aqn-1-a1,
当n=1时,a1=S1=A-a1,所以A=2a1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=Aqn-2(q-1),
因为a2=2a1,所以A(q-1)=A,解得q=2,
所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=Aqn-2(q-1)=A·2n-2=a1·2n-1,
又因为eq \f(an+1,an)=2(n≥2),且a2=2a1,
所以{an}为等比数列.
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 在数列{an}中,aeq \\al(2,n+1)+2an+1=anan+2+an+an+2,且a1=2,a2=5.
(1)证明:数列{an+1}是等比数列;
(2)求数列{an}的前n项和Sn.
(1)证明 因为aeq \\al(2,n+1)+2an+1=anan+2+an+an+2,
所以(an+1+1)2=(an+1)(an+2+1),
即eq \f(an+1+1,an+1)=eq \f(an+2+1,an+1+1).
因为a1=2,a2=5,所以a1+1=3,a2+1=6,
所以eq \f(a2+1,a1+1)=2,
所以数列{an+1}是以3为首项,2为公比的等比数列.
(2)解 由(1)知,an+1=3·2n-1,所以an=3·2n-1-1,
所以Sn=eq \f(31-2n,1-2)-n=3·2n-n-3.
题型三 等比数列的性质
例3 (1)(2023·黄山模拟)在等比数列{an}中,a1,a13是方程x2-13x+9=0的两根,则eq \f(a2a12,a7)的值为( )
A.eq \r(13) B.3 C.±eq \r(13) D.±3
答案 B
解析 ∵a1,a13是方程x2-13x+9=0的两根,∴a1+a13=13,a1·a13=9,
∴a1>0,a13>0,a1·a13=a2·a12=aeq \\al(2,7)=9,
又数列{an}为等比数列,等比数列奇数项符号相同,可得a7=3,
∴eq \f(a2a12,a7)=eq \f(9,3)=3.
(2)已知正项等比数列{an}的前n项和为Sn且S8-2S4=6,则a9+a10+a11+a12的最小值为______.
答案 24
解析 由题意可得S8-2S4=6,可得S8-S4=S4+6,
由等比数列的性质可得S4,S8-S4,S12-S8成等比数列,
则S4(S12-S8)=(S8-S4)2,
综上可得a9+a10+a11+a12=S12-S8=eq \f(S4+62,S4)=S4+eq \f(36,S4)+12≥24,
当且仅当S4=6时等号成立.综上可得,a9+a10+a11+a12的最小值为24.
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)(2023·六安模拟)在等比数列{an}中,若a1+a2=16,a3+a4=24,则a7+a8等于( )
A.40 B.36 C.54 D.81
答案 C
解析 在等比数列{an}中,a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8成等比数列,
∵a1+a2=16,a3+a4=24,∴a7+a8=(a3+a4)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a3+a4,a1+a2)))2=24×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(24,16)))2=54.
(2)等比数列{an}共有奇数个项,所有奇数项和S奇=255,所有偶数项和S偶=-126,末项是192,则首项a1等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 C
解析 ∵an=192,
∴q=eq \f(S偶,S奇-an)=eq \f(-126,255-192)=eq \f(-126,63)=-2,
又Sn=eq \f(a1-anq,1-q)=S奇+S偶,
即eq \f(a1-192×-2,1--2)=255+(-126),
解得a1=3.
(3)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.(2023·岳阳模拟)已知等比数列{an}满足a5-a3=8,a6-a4=24,则a3等于( )
A.1 B.-1 C.3 D.-3
答案 A
解析 设an=a1qn-1,∵a5-a3=8,a6-a4=24,
∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1q4-a1q2=8,,a1q5-a1q3=24,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a1=\f(1,9),,q=3,))∴a3=a1q2=eq \f(1,9)×32=1.
2.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 令m=1,则由am+n=aman,得an+1=a1an,即eq \f(an+1,an)=a1=2,所以数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,所以an=2n,所以ak+1+ak+2+…+ak+10=2k (a1+a2+…+a10)=2k×eq \f(2×1-210,1-2)=2k+1×(210-1)=215-25=25×(210-1),解得k=4.
3.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=,
则lg3a1+lg3a2+lg3a3+…+lg3a2 023
=lg3(a1a2a3…a2 023)
=lg3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(31 011·))=eq \f(2 023,2).
4.(2022·咸阳模拟)河南洛阳的龙门石窟是中国石刻艺术宝库之一,现为世界文化遗产,龙门石窟与莫高窟、云冈石窟、麦积山石窟并称中国四大石窟.现有一石窟的某处“浮雕像”共7层,每上层的数量是下层的2倍,总共有1 016个“浮雕像”,这些“浮雕像”构成一幅优美的图案,若从最下层往上“浮雕像”的数量构成一个数列{an},则lg2(a3·a5)的值为( )
A.16 B.12 C.10 D.8
答案 B
解析 由题意,得{an}是以2为公比的等比数列,
∴S7=eq \f(a11-27,1-2)=1 016,127a1=1 016,解得a1=8,
∴lg2(a3·a5)=lg2(8×22×8×24)=12.
5.已知{an}是各项均为正数的等比数列,其前n项和为Sn,且{Sn}是等差数列,则下列结论不正确的是( )
A.{an+Sn}是等差数列
B.{an·Sn}是等比数列
C.{aeq \\al(2,n)}是等差数列
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(Sn,n)))是等比数列
答案 B
解析 由{Sn}是等差数列,可得2(a1+a2)=a1+a1+a2+a3,∴a2=a3,
∵{an}是各项均为正数的等比数列,∴a2=a2q,可得q=1.∴an=a1>0,
∴an+Sn=(n+1)a1,
∴{an+Sn}是等差数列,因此A正确;
aeq \\al(2,n)=aeq \\al(2,1),∴{aeq \\al(2,n)}是常数列,为等差数列,因此C正确;
eq \f(Sn,n)=a1>0,∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(Sn,n)))是等比数列,因此D正确;
an·Sn=naeq \\al(2,1),∴{an·Sn}不是等比数列,因此B不正确.
6.已知数列{an}是等比数列,若a2=1,a5=eq \f(1,8),则a1a2+a2a3+…+anan+1(n∈N*)的最小值为( )
A.eq \f(8,3) B.1 C.2 D.3
答案 C
解析 由已知得数列{an}的公比满足q3=eq \f(a5,a2)=eq \f(1,8),
解得q=eq \f(1,2),∴a1=2,a3=eq \f(1,2),故数列{anan+1}是首项为2,公比为eq \f(a2a3,a1a2)=eq \f(1,4)的等比数列,
∴a1a2+a2a3+…+anan+1=eq \f(2\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))n)),1-\f(1,4))
=eq \f(8,3)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))n))∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(8,3))),故选C.
7.已知Sn是等比数列{an}的前n项和,且an>0,S1+a1=2,S3+a3=22,则公比q=________,S5+a5=________.
答案 3 202
解析 由题意得2a1=2,∴a1=1.由a1+a1q+2a1q2=22,得q=3或q=-eq \f(7,2),∵an>0,∴q=-eq \f(7,2)不符合题意,故q=3,∴S5+a5=eq \f(1×1-35,1-3)+1×34=202.
8.已知数列{an}为等比数列,若数列{3n-an}也是等比数列,则数列{an}的通项公式可以为 __________.(写出一个即可)
答案 an=3n-1(答案不唯一)
解析 设等比数列{an}的公比为q,令bn=3n-an,则b1=3-a1,b2=32-a1q,b3=33-a1q2,∵{bn}是等比数列,∴beq \\al(2,2)=b1b3,即(32-a1q)2=(3-a1)(33-a1q2),可化为q2-6q+9=0,解得q=3,取a1=1,则an=3n-1.(注:a1的值可取任意非零实数).
9.等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和,若Sm=63,求m.
解 (1)设数列{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.
由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去),q=-2或q=2.
故an=(-2)n-1或an=2n-1(n∈N*).
(2)若an=(-2)n-1,则Sn=eq \f(1--2n,3).
由Sm=63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.
若an=2n-1,则Sn=2n-1.
由Sm=63得2m=64,解得m=6.综上,m=6.
10.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,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
解 (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,
所以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.
因为S1+λ=λ+1,S2+λ=λ+4,S3+λ=λ+13,
所以(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))=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)))是等比数列.
11.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 D
解析 对于A,k不可能为0,错误;
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,…是“等差比数列”,且有无数项为0,正确.
12.记Sn为等比数列{an}的前n项和,已知a1=8,a4=-1,则数列{Sn}( )
A.有最大项,有最小项
B.有最大项,无最小项
C.无最大项,有最小项
D.无最大项,无最小项
答案 A
解析 根据题意,等比数列{an}中,a1=8,a4=-1,则q3=eq \f(a4,a1)=-eq \f(1,8),则q=-eq \f(1,2),
则Sn=eq \f(a11-qn,1-q)=eq \f(8\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n)),\f(3,2))=eq \f(16,3)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n)),
若n为奇数,则Sn=eq \f(16,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,2n))),此时有S1>S3>…>Sn>eq \f(16,3);
若n为偶数,则Sn=eq \f(16,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,2n))),此时有S2故S1最大,S2最小.
13.设{an}是公比为q的等比数列,|q|>1,令bn=an+1(n=1,2,…),若数列{bn}有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则6q=________.
答案 -9
解析 {bn}有连续四项在{-53,-23,19,37,82}中,bn=an+1,则an=bn-1,{an}有连续四项在{-54,-24,18,36,81}中.又{an}是等比数列,等比数列中有负数项则q<0,且负数项为相隔两项,
等比数列各项的绝对值递增或递减,按绝对值由小到大的顺序排列上述数值:18,-24,36,-54,81,
相邻两项相除eq \f(-24,18)=-eq \f(4,3),eq \f(36,-24)=-eq \f(3,2),eq \f(-54,36)=-eq \f(3,2),eq \f(81,-54)=-eq \f(3,2),
很明显,-24,36,-54,81是{an}中连续的四项,
q=-eq \f(3,2)或q=-eq \f(2,3)(|q|>1,∴此种情况应舍),
∴q=-eq \f(3,2),∴6q=-9.
14.记Sn为数列{an}的前n项和,Sn=1-an,记Tn=a1a3+a3a5+…+a2n-1a2n+1,则an=________,Tn=________.
答案 eq \f(1,2n) eq \f(1,15)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,16n)))
解析 由题意得a1=1-a1,故a1=eq \f(1,2).当n≥2时,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Sn=1-an,,Sn-1=1-an-1,))得an=-an+an-1,则eq \f(an,an-1)=eq \f(1,2),故数列{an}是以eq \f(1,2)为首项,eq \f(1,2)为公比的等比数列,故数列{an}的通项公式为an=eq \f(1,2n).由等比数列的性质可得a1a3=aeq \\al(2,2),a3a5=aeq \\al(2,4),…,a2n-1a2n+1=aeq \\al(2,2n),所以数列{a2n-1a2n+1}是以aeq \\al(2,2)=eq \f(1,16)为首项,eq \f(1,16)为公比的等比数列,则Tn=aeq \\al(2,2)+aeq \\al(2,4)+…+aeq \\al(2,2n)=eq \f(\f(1,16)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,16n))),1-\f(1,16))=eq \f(1,15)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,16n))).
15.将正整数按照如图所示方式排列:
试问2 024是表中第________行的第________个数.
答案 11 1 001
解析 由题意得第n行有2n-1个数,前10行共有20+2+22+23+24+25+26+27+28+29=eq \f(1-210,1-2)=1 023(个)数,前11行共有20+2+22+23+24+25+26+27+28+29+210=eq \f(1-211,1-2)=2 047(个)数,故2 024在表中第11行,又表中第11行有210=1 024(个)数,故2 024是表中第11行的第1 001个数.
16.(2023·西安模拟)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,an>0,4S1+S2=S3.
(1)求数列{an}的公比q;
(2)对于∀n∈N*,不等式eq \f(an-a1,Sn)+n2+eq \f(17,2)≥6n+t恒成立,求实数t的最大值.
解 (1)由4S1+S2=S3,
得4a1+a1+a2=a1+a2+a3,
整理得4a1=a3,
所以4a1=a1q2.
因为a1≠0,所以q2=4,
由题意得q>0,所以q=2.
(2)由(1)得Sn=eq \f(a11-2n,1-2)=a1(2n-1),
an=a1·2n-1,
所以eq \f(an-a1,Sn)=eq \f(2n-1-1,2n-1).
所以不等式eq \f(an-a1,Sn)+n2+eq \f(17,2)≥6n+t恒成立,等价于eq \f(2n-1-1,2n-1)+n2+eq \f(17,2)≥6n+t恒成立,
所以t≤eq \f(2n-1-1,2n-1)+n2-6n+eq \f(17,2).
令f(n)=eq \f(2n-1-1,2n-1)+n2-6n+eq \f(17,2)=(n-3)2-eq \f(1,2n+1-2).
当n=1时,f(1)=4-eq \f(1,22-2)=eq \f(7,2);
当n=2时,f(2)=1-eq \f(1,23-2)=eq \f(5,6);
当n≥3时,f(n)单调递增,
所以f(n)≥f(3)=-eq \f(1,14).
所以t≤-eq \f(1,14),
故实数t的最大值为-eq \f(1,14).
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2024年数学高考大一轮复习第六章 §6.3 等比数列: 这是一份2024年数学高考大一轮复习第六章 §6.3 等比数列,共5页。试卷主要包含了理解等比数列的概念,则eq \f等于等内容,欢迎下载使用。
备战2024年高考数学大一轮复习(人教A版-理)第六章 数列 第3节 等比数列及其前n项和: 这是一份备战2024年高考数学大一轮复习(人教A版-理)第六章 数列 第3节 等比数列及其前n项和,共16页。试卷主要包含了理解等比数列的概念,了解等比数列与指数函数的关系等内容,欢迎下载使用。