=0,令q2=t,则t2-3t-4=0,解得t=4或t=-1(舍去),所以q2=4,即q=2或q=-2(舍去).又S4a1(1-q4)==15,所以a1=1,所以a3=a1q2=4.故选C.
1-q
3.设等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足a6=8a3,则( ) A.数列{an}的公比为2 S6
C.=8 S3
B.数列{an}的公比为8 S6
D.=4
S3
a6S6
解析:选A.因为等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足a6=8a3,所以=q3=8,解得q=2,所以
a3S3
1-q6
==1+q3=9. 1-q3
等比数列的判定与证明(典例迁移)
(1)已知数列{an}是等比数列,则下列命题不正确的是( ) A.数列{|an|}是等比数列 B.数列{anan+1}是等比数列
?1?
C.数列?a?是等比数列
?n?
2}是等比数列 D.数列{lg an
(2)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=4an+2(n∈N+),若bn=an+1-2an,求证:{bn}是等比数列.
an+1|an+1|?an+1?【解】 (1)选D.因为数列{an}是等比数列,所以=q.对于A,==|q|,所以数列{|an|}
an|an|?an?
1
an+1anan+1an+22
是等比数列,A正确;对于B,=q,所以数列{anan+1}是等比数列,B正确;对于C,=
1anan+1an+1anlg a2lg an+11?1?n+12lg an+1
??=,所以数列a是等比数列,C正确;对于D,==,不一定是常数,所以D错
qlg a22lg anlg an?n?n误.
(2)证明:因为an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1+2-4an-2=4an+1-4an,所以4an+1-4an-2an+12an+1-4an
==2.
an+1-2anan+1-2an
因为S2=a1+a2=4a1+2,所以a2=5. 所以b1=a2-2a1=3.
所以数列{bn}是首项为3,公比为2的等比数列.
bn+1an+2-2an+1
==bnan+1-2an
【迁移探究1】 (变问法)若本例(2)中的条件不变,试求{an}的通项公式. 解:由(2)知bn=an+1-2an=3·2n1, an+1an3所以n+1-n=,
242
?an?13
故?2n?是首项为,公差为的等差数列.
24??
-
an133n-1
所以n=+(n-1)·=,
2244所以an=(3n-1)·2n2.
an
【迁移探究2】 (变条件)在本例(2)中,若cn=,证明:数列{cn}为等比数列.
3n-1证明:由[迁移探究1]知,an=(3n-1)·2n2,所以cn=2n2. cn+12n1a11所以=n-2=2,又c1==,
cn23×1-121
所以数列{cn}是首项为,公比为2的等比数列.
2
等比数列的判定方法
an+1an
(1)定义法:若=q(q为非零常数)或=q(q为非零常数且n≥2),则{an}是等比数列.
anan-1(2)中项公式法:若数列{an}中an≠0且a2n+1=an·an+2(n∈N+),则数列{an}是等比数列.
(3)通项公式法:若数列的通项公式可写成an=c·qn1(c,q均为不为0的常数,n∈N+),则{an}是等比数列.
(4)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.
[提醒] (1)前两种方法是判定等比数列的常用方法,常用于证明;后两种方法常用于选择题、填空题中的判定.
(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.
1-
1.(一题多解)已知等比数列{an}的前n项和为Sn=a·2n1+,则a的值为( )
61A.-
31C.-
2
1B. 31D.
2
-
-
-
-
-
1---
解析:选A.法一:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=a·2n1-a·2n2=a·2n2,当n=1时,a1=S1=a+,所
6
1a1以a+=,所以a=-.
623
111法二:因为等比数列的前n项和Sn=k×qn-k,则a=-,a=-.
263
2.(2019·高考全国卷Ⅱ节选)已知数列{an}和{bn}满足a1=1,b1=0,4an+1=3an-bn+4,4bn+1=3bn
-an-4.
证明:{an+bn}是等比数列,{an-bn}是等差数列.
1
证明:由题设得4(an+1+bn+1)=2(an+bn),即an+1+bn+1=(an+bn).
21
又因为a1+b1=1,所以{an+bn}是首项为1,公比为的等比数列.
2由题设得4(an+1-bn+1)=4(an-bn)+8,即an+1-bn+1=an-bn+2. 又因为a1-b1=1,所以{an-bn}是首项为1,公差为2的等差数列.
等比数列的性质及应用(多维探究) 角度一 等比数列项的性质的应用
a2a16
(1)(2020·洛阳市第一次联考)在等比数列{an}中,a3,a15是方程x2+6x+2=0的两根,则
a9
的值为( )
2+2A.-
2C.2
B.-2 D.-2或2
(2)等比数列{an}的各项均为正数,且a1a5=4,则log2a1+log2a2+log2a3+log2a4+log2a5= . 【解析】 (1)设等比数列{an}的公比为q,因为a3,a15是方程x2+6x+2=0的两根,所以a3·a15
=a29=2,a3+a15=-6,所以
a2a16a29
a3<0,a15<0,则a9=-2,所以==a9=-2.
a9a9
(2)由题意知a1a5=a2因为数列{an}的各项均为正数,所以a3=2.所以a1a2a3a4a5=(a1a5)·(a2a4)·a33=4,
2)2·a=a5=25.所以loga+loga+loga+loga+loga=log(aaaaa)=log25=5. =(a33321222324252123452
【答案】 (1)B (2)5
角度二 等比数列前n项和的性质的应用
(1)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
= .
S61S9
(2)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=,则= .
S32S3
???S奇+S偶=-240,?S奇=-80,S偶-160?【解析】 (1)由题意,得解得?所以q===2.
S奇-80?S奇-S偶=80,?S偶=-160,??
a1(1-q6)a1(1-q3)1S61
(2)设等比数列{an}的公比为q,因为=,所以{an}的公比q≠1.由÷=,得
S3221-q1-q1S91-q93
q=-,所以==.
2S31-q34
3
3【答案】 (1)2 (2)
4
等比数列性质应用问题的解题突破口
等比数列的性质可以分为三类:一是通项公式的变形,二是等比中项公式的变形,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.
[提醒] 在应用相应性质解题时,要注意性质成立的前提条件,有时需要对性质进行适当变形.此外,解题时注意“设而不求”的运用.
1.已知等比数列{an}中,a4+a8=-2,则a6(a2+2a6+a10)的值为( ) A.4 C.8
B.6 D.-9
222解析:选A.a6(a2+2a6+a10)=a6a2+2a26+a6a10=a4+2a4a8+a8=(a4+a8),因为a4+a8=-2,所以
a6(a2+2a6+a10)=4.
2.在正项等比数列{an}中,已知a1a2a3=4,a4a5a6=12,an-1anan+1=324,则n等于( ) A.12 C.14
B.13 D.15
解析:选C.因为数列{an}是各项均为正数的等比数列,所以a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9,a10a11a12,…也成等比数列.
b212
不妨令b1=a1a2a3,b2=a4a5a6,则公比q===3.
b14所以bm=4×3m1.
令bm=324,即4×3m1=324,解得m=5, 所以b5=324,即a13a14a15=324. 所以n=14.
1591111
3.在等比数列{an}中,若a7+a8+a9+a10=,a8a9=-,则+++= .
88a7a8a9a10
-
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