等差等比数列综合问题
教学目标
1.熟练运用等差、等比数列的概念、通项公式、前n项和式以及有关性质,分析和解决等差
、等比数列的综合问题.
2.突出方程思想的应用,引导学生选择简捷合理的运算途径,提高运算速度和运算能力.
教学重点与难点
用方程的观点认识等差、等比数列的基础知识,从本质上掌握公式.
例题
1.(1)已知{an}成等差,且a5=11,a8=5,求an=;
(2)等差数列{an}中,如S2=4,S4=16,Sn=121,求n=;
(3)等差数列{an}中,a6+a9+a12+a15=20,求S20=;
(4)等差数列{an}中,am=n,an=m,则am+n=,Sm+n=;
(5)等差数列{an}中,公差d=-2,a1+a4+a7+…+a97=50,
求a3+a6+a9+…+a99=?
(6)若两个等差数列{an}、{bn}的前n项的和分别为Sn,Tn,且,求.
2.(1)在等比数列{an}中,a1+a2=3,a4+a5=24,则a7+a8=;
(2)设{an}是由正数组成的等比数列,且a5·a6=81,则=;
(3)设{an}是由正数组成的等比数列,且a4a6+2a5a7+a6a8=36,则a5+a7=;
(4)设等比数列{an}的前n项和为Sn=4n+m,求得常数m=;
3.(1)“”是“a、G、b成等比数列”的条件;
(2)“数列{an}既是等差数列又是等比数列”是“该数列为常数列”的条件
(3)设数列{an}、{bn}(bn0)满足,则{an}为等差数列是{bn}为等比数列的条件;
(4)Sn表示数列{an}的前n项的和,则Sn=An2+Bn,(其中A、B为常数)是数列{an}成等差数列的条件。
4.三个实数6、3、-1顺次排成一行,在6与3之间插入两个实数,在3与-1之间插入一个实数,使得这六个数中的前三个、后三个组成等差数列,且插入的三个数又成等比数列,求所插入的三个数的和。
5.在2和20之间插入两个数,使前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,则插入的两个数的和是多少?
6.已知x、y为正实数,且x、a1、a2、y成等差数列,x、b1、b2、y成等比数列,则的取值范围是。
7.设{an}是正数等差数列,{bn}是正数等比数列,且a1=b1,a2n+1=b2n+1,
试比较an+1与bn+1的大小。
8.(1)等差数列{an}中,前n项的和为Sn,且S6S7,S7S8,则①此数列的公差小于是0;②S9一定小于S6;③是各项中最大的一项;④一定是Sn的最大值。把正确的序号填入后面的横线上.
(2)等差数列{an}中,公差d是自然数,等比数列{bn}中,b1=a1,b2=a2,现有数据:①2;②3;③4;④5,当{bn}中所有项都是{an}中的项时,d可以取(填上正确的序号)。
作业:复习题三A组9,10,11,12,14
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生更好的消化课堂内容,有效的提高课堂的教学效率。写好一份优质的教案要怎么做呢?小编特地为大家精心收集和整理了“等差数列与等比数列综合问题(2)”,仅供参考,希望能为您提供参考!
等差数列与等比数列综合问题(2)
教学目标
1.熟练运用等差、等比数列的概念、通项公式、前n项和式以及有关性质,分析和解决等差、等比数列的综合问题.
2.突出方程思想的应用,引导学生选择简捷合理的运算途径,提高运算速度和运算能力.
3.用类比思想加深对等差数列与等比数列概念和性质的理解.
教学重点与难点
用方程的观点认识等差、等比数列的基础知识,从本质上掌握公式.
例题
例1三个互不相等的实数成等差数列,如果适当排列这三个数也可以成等比数列,又知这三个数的和为6,求这三个数。
例2数列中,,,,,……,求的值。
例3有四个数,前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,首末两个数之和是21,中间两个数的和是18,求这四个数.
例4已知数列的前项的和,求数列前项的和.
例5是否存在等比数列,其前项的和组成的数列也是等比数列?
例6数列是首项为0的等差数列,数列是首项为1的等比数列,设
,数列的前三项依次为1,1,2,
(1)求数列、的通项公式;
(2)求数列的前10项的和。
例7已知数列满足,,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求的表达式和的表达式.
作业:
1.已知同号,则是成等比数列的
(A)充分而不必要条件(B)必要而不充分条件
(C)充要条件(D)既不充分而也不必要条件
2.如果和是两个等差数列,其中,那么等于
(A)(B)(C)3(D)
3.若某等比数列中,前7项和为48,前14项和为60,则前21项和为
(A)180(B)108(C)75(D)63
4.已知数列,对所有,其前项的积为,求的值,
5.已知为等差数列,前10项的和为,前100项的和为,求前110项的和
6.等差数列中,,,依次抽出这个数列的第项,组成数列,求数列的通项公式和前项和公式.
7.已知数列,,
(1)求通项公式;
(2)若,求数列的最小项的值;
(3)数列的前项和为,求数列前项的和.
8.三数成等比数列,若第二个数加4就成等差数列,再把这个等差数列的第三个数加上32又成等比数列,求这三个数.
第3课时等比数列的前n项和
知能目标解读
1.掌握等比数列的前n项和公式的推导方法--错位相减法,并能用其思想方法求某类特殊数列的前n项和.
2.掌握等比数列前n项和公式以及性质,并能应用公式解决有关等比数列前n项的问题.在应用时,特别要注意q=1和q≠1这两种情况.
3.能够利用等比数列的前n项和公式解决有关的实际应用问题.
重点难点点拨
重点:掌握等比数列的求和公式,会用等比数列前n项和公式解决有关问题.
难点:研究等比数列的结构特点,推导等比数列的前n项和的公式及公式的灵活运用.
学习方法指导
1.等比数列的前n项和公式
(1)设等比数列{an},其首项为a1,公比为q,则其前n项和公式为
na1(q=1)
Sn=.
(q≠1)
也就是说,公比为q的等比数列的前n项和公式是q的分段函数的一系列函数值,分段的界限是在q=1处.因此,使用等比数列的前n项和公式,必须要弄清公比q是可能等于1还是不等于1,如果q可能等于1,则需分q=1和q≠1进行讨论.
(2)等比数列{an}中,当已知a1,q(q≠1),n时,用公式Sn=,当已知a1,q(q≠1),an时,用公式Sn=.
2.等比数列前n项和公式的推导
除课本上用错位相减法推导求和公式外,还可以用下面的方法推导.
(1)合比定理法
由等比数列的定义知:==…==q.
当q≠1时,=q,即=q.
故Sn==.
当q=1时,Sn=na1.
(2)拆项法
Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+…+a1qn-2)=a1+qSn-1=a1+q(Sn-an)
当q≠1时,Sn==.
当q=1时,Sn=na1.
(3)利用关系式Sn-Sn-1=an(n≥2)
∵当n≥2时,Sn=a1+a2+a3+…+an=a1+q(a1+a2+…+an-1)=a1+qSn-1
∴Sn=a1+q(Sn-an)
即(1-q)Sn=a1(1-qn)
当q≠1时,有Sn=,
当q=1时,Sn=na1.
注意:
(1)错位相减法,合比定理法,拆项法及an与Sn的关系的应用,在今后解题中要时常用到,要领会这些技巧.
(2)错位相减法适用于{an}为等差数列,{bn}为等比数列,求{anbn}的前n项和.
3.等比数列前n项和公式的应用
(1)衡量等比数列的量共有五个:a1,q,n,an,Sn.由方程组知识可知,解决等比数列问题时,这五个量中只要已知其中的任何三个,就可以求出其他两个量.
(2)公比q是否为1是考虑等比数列问题的重要因素,在求和时,注意分q=1和q≠1的讨论.
4.等比数列前n项和公式与函数的关系
(1)当公比q≠1时,令A=,则等比数列的前n项和公式可写成Sn=-Aqn+A的形式.由此可见,非常数列的等比数列的前n项和Sn是由关于n的一个指数式与一个常数的和构成的,而指数式的系数与常数项互为相反数.
当公比q=1时,因为a1≠0,所以Sn=na1是n的正比例函数(常数项为0的一次函数).
(2)当q≠1时,数列S1,S2,S3,…,Sn,…的图像是函数y=-Aqx+A图像上的一群孤立的点.当q=1时,数列S1,S2,S3,…,Sn,…的图像是正比例函数y=a1x图像上的一群孤立的点.
知能自主梳理
1.等比数列前n项和公式
(1)等比数列{an}的前n项和为Sn,当公比q≠1时,Sn==;当q=1时,Sn=.
(2)推导等比数列前n项和公式的方法是.
2.公式特点
(1)若数列{an}的前n项和Sn=p(1-qn)(p为常数),且q≠0,q≠1,则数列{an}为.
(2)在等比数列的前n项和公式中共有a1,an,n,q,Sn五个量,在这五个量中知求.
[答案]1.(1)na1(2)错位相减法
2.(1)等比数列(2)三二
思路方法技巧
命题方向等比数列前n项和公式的应用
[例1]设数列{an}是等比数列,其前n项和为Sn,且S3=3a3,求此数列的公比q.
[分析]应用等比数列前n项和公式时,注意对公比q的讨论.
[解析]当q=1时,S3=3a1=3a3,符合题目条件;
当q≠1时,=3a1q2,
因为a1≠0,所以1-q3=3q2(1-q),
2q3-3q2+1=0,(q-1)2(2q+1)=0,
解得q=-.
综上所述,公比q的值是1或-.
[说明](1)在等比数列中,对于a1,an,q,n,Sn五个量,已知其中三个量,可以求得其余两个量.
(2)等比数列前n项和问题,必须注意q是否等于1,如果不确定,应分q=1或q≠1两种情况讨论.
(3)等比数列前n项和公式中,当q≠1时,若已知a1,q,n利用Sn=来求;若已知a1,an,q,利用Sn=来求.
变式应用1在等比数列{an}中,已知S3=,S6=,求an.
[解析]∵S6=,S3=,
∴S6≠2S3,∴q≠1.
=①
∴
=②
②÷①得1+q3=9,∴q=2.
将q=2代入①,得a1=,
∴an=a1qn-1=2n-2.
命题方向等比数列前n项的性质
[例2]在等比数列{an}中,已知Sn=48,S2n=60,求S3n.
[分析]利用等比数列前n项的性质求解.
[解析]∵{an}为等比数列,∴Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比数列,
∴(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n)
∴S3n=+S2n=+60=63.
[说明]等比数列连续等段的和若不为零时,则连续等段的和仍成等比数列.
变式应用2等比数列{an}中,S2=7,S6=91,求S4.
[解析]解法一:∵{an}为等比数列,∴S2,S4-S2,S6-S4也为等比数列,
∴(S4-7)2=7×(91-S4),解得S4=28或-21.
∵S4=a1+a2+a3+a4=a1+a2+a1q2+a2q2=S2+S2q2=S2(1+q2)0,
∴S4=28.
解法二:∵S2=7,S6=91,∴q≠1.
=7①?
∴
=91②
得q4+q2-12=0,∴q2=3,
∴q=±.
当q=时,a1=,
∴S4==28.
当q=-时,a1=-,
∴S4==28.
探索延拓创新
命题方向等比数列前n项和在实际问题中的应用
[例3]某公司实行股份制,一投资人年初入股a万元,年利率为25%,由于某种需要,从第二年起此投资人每年年初要从公司取出x万元.
(1)分别写出第一年年底,第二年年底,第三年年底此投资人在该公司中的资产本利和;
(2)写出第n年年底,此投资人的本利之和bn与n的关系式(不必证明);
(3)为实现第20年年底此投资人的本利和对于原始投资a万元恰好翻两番的目标,若a=395,则x的值应为多少?(在计算中可使用lg2≈0.3)
[解析](1)第一年年底本利和为a+a25%=1.25a,
第二年年底本利和为(1.25a-x)+(1.25a-x)×25%=1.252a-1.25x,
第三年年底本利和为(1.252a-1.25x-x)+(1.252a-1.25x-x)25%=1.253a-(1.252+1.25)x.
(2)第n年年底本利和为
bn=1.25na-(1.25n-1+1.25n-2+…+1.25)x.
(3)依题意,有
395×1.2520-(1.2519+1.2518+…+1.25)x=4×395,
∴x=
=.①
设1.2520=t,∴lgt=20lg()=20(1-3lg2)=2.
∴t=100,代入①解得x=96.
变式应用3某大学张教授年初向银行贷款2万元用于购房,银行货款的年利息为10%,按复利计算(即本年的利息计入次年的本金生息).若这笔款要分10年等额还清,每年年初还一次,并且以贷款后次年年初开始归还,问每年应还多少元?
[解析]第1次还款x元之后到第2次还款之日欠银行
20000(1+10%)-x=20000×1.1-x,
第2次还款x元后到第3次还款之日欠银行[20000(1+10%)-x](1+10%)-x
=20000×1.12-1.1x-x,
…
第10次还款x元后,还欠银行20000×1.110-1.19x-1.18x-…-x,
依题意得,第10次还款后,欠款全部还清,故可得
20000×1.110-(1.19+1.18+…+1)x=0,
解得x=≈3255(元).
名师辨误做答
[例4]求数列1,a+a2,a3+a4+a5,a6+a7+a8+a9,…的前n项和.
[误解]所求数列的前n项和Sn=1+a+a2+a3+…+a
=.
[辨析]所给数列除首项外,每一项都与a有关,而条件中没有a的范围,故应对a进行讨论.
[正解]由于所给数列是在数列1,a,a2,a3,…中依次取出1项,2项,3项,4项,……的和所组成的数列.因而所求数列的前n项和中共含有原数列的前(1+2+…+n)项.所以Sn=1+a+a2+…+a.①当a=0时,Sn=1.②当a=1时,Sn=.③当a≠0且a≠1时,Sn=.
课堂巩固训练
一、选择题
1.等比数列{an}的公比q=2,前n项和为Sn,则=()
A.2B.4C.D.?
[答案]C
[解析]由题意得==.故选C.
2.等比数列{an}的前3项和等于首项的3倍,则该等比数列的公比为()?
A.-2B.1C.-2或1D.2或-1?
[答案]C
[解析]由题意可得,a1+a1q+a1q2=3a1,?
∴q2+q-2=0,∴q=1或q=-2.
3.等比数列{2n}的前n项和Sn=()
A.2n-1B.2n-2C.2n+1-1D.2n+1-2?
[答案]D?
[解析]等比数列{2n}的首项为2,公比为2.?
∴Sn===2n+1-2,故选D.
二、填空题
4.若数列{an}满足:a1=1,an+1=2an(n∈N+),则a5=;前8项的和S8=.(用数字作答)
[答案]16255?
[解析]考查等比数列的通项公式和前n项和公式.?
q==2,a5=a1q4=16,
S8==28-1=255.
5.在等比数列{an}中,Sn表示前n项和,若a3=2S2+1,a4=2S3+1,则公比q=.
[答案]3?
[解析]∵a3=2S2+1,a4=2S3+1,?
两式相减,得a3-a4=-2a3,?
∴a4=3a3,∴q=3.
三、解答题
6.在等比数列{an}中,已知a6-a4=24,a3a5=64,求数列{an}的前8项和.
[解析]解法一:设数列{an}的公比为q,根据通项公式an=a1qn-1,由已知条件得
a6-a4=a1q3(q2-1)=24,①?
a3a5=(a1q3)2=64,②?
∴a1q3=±8.
将a1q3=-8代入①式,得q2=-2,没有实数q满足此式,故舍去.?
将a1q3=8代入①式,得q2=4,∴q=±2.?
当q=2时,得a1=1,所以S8==255;?
当q=-2时,得a1=-1,所以S8==85.
解法二:因为{an}是等比数列,所以依题意得?
a24=a3a5=64,?
∴a4=±8,a6=24+a4=24±8.?
因为{an}是实数列,所以>0,?
故舍去a4=-8,而a4=8,a6=32,从而a5=±=±16.?
公比q的值为q==±2,?
当q=2时,a1=1,a9=a6q3=256,?
∴S8==255;?
当q=-2时,a1=-1,a9=a6q3=-256,
∴S8==85.
课后强化作业
一、选择题
1.等比数列{an}中,a2=9,a5=243,则{an}的前4项和为()
A.81B.120C.168D.192
[答案]B
[解析]公式q3===27,q=3,a1==3,?
S4==120.
2.已知等比数列的前n项和Sn=4n+a,则a=()
A.-4B.-1C.0D.1
[答案]B
[解析]设等比数列为{an},由已知得a1=S1=4+a,a2=S2-S1=12,
a3=S3-S2=48,∴a22=a1a3,?
即144=(4+a)×48,∴a=-1.
3.已知等比数列的公比为2,且前5项和为1,那么前10项和等于()?
A.31B.33C.35D.37
[答案]B
[解析]解法一:S5===1
∴a1=
∴S10===33,故选B.?
解法二:∵a1+a2+a3+a4+a5=1?
∴a6+a7+a8+a9+a10=(a1+a2+a3+a4+a5)q5=1×25=32
∴S10=a1+a2+…+a9+a10=1+32=33.
4.已知等比数列{an}中,公比q是整数,a1+a4=18,a2+a3=12,则此数列的前8项和为()
A.514B.513C.512D.510
[答案]D
a1+a1q3=18
[解析]由已知得,
a1q+a1q2=12
解得q=2或.
∵q为整数,∴q=2.∴a1=2.
∴S8==29-2=510.
5.设{an}是由正数组成的等比数列,Sn为其前n项和,已知a2a4=1,S3=7,则S5=()
A.B.C.D.
[答案]B
[解析]设公比为q,则q0,且a23=1,
即a3=1.∵S3=7,∴a1+a2+a3=++1=7,
即6q2-q-1=0,?
∴q=或q=-(舍去),?
∴a1==4.?
∴S5==8(1-)=.
6.在等比数列{an}(n∈N+)中,若a1=1,a4=,则该数列的前10项和为()
A.2-B.2-C.2-D.2-
[答案]B
[解析]∵a1=1,a4=,
∴q3==,∴q=.?
∴S10==2[1-()10]=2-,故选B.
7.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,S3=3,S6=27,则此等比数列的公比q等于()
A.2B.-2C.D.-
[答案]A?
S3==3,①
[解析]
S6==27,②
得=9,解得q3=8.?
∴q=2,故选A.
8.正项等比数列{an}满足a2a4=1,S3=13,bn=log3an,则数列{bn}的前10项和是()
A.65B.-65C.25D.-25
[答案]D
[解析]∵{an}为正项等比数列,a2a4=1,
∴a3=1,又∵S3=13,∴公比q≠1.
又∵S3==13,a3=a1q2,?
解得q=.?
∴an=a3qn-3=()n-3=33-n,?
∴bn=log3an=3-n.
∴b1=2,b10=-7.
∴S10===-25.
二、填空题
9.等比数列,-1,3,…的前10项和为.
[答案]-
[解析]S10==-.
10.(2011北京文,12)在等比数列{an}中,若a1=,a4=4,则公比q=;a1+a2+…+an=.
[答案]2,2n-1-
[解析]本题主要考查等比数列的基本知识,利用等比数列的前n项和公式可解得.?
=q3==8,所以q=2,所以a1+a2+……+an==2n-1-.
2n-1(n为正奇数)?
11.已知数列{an}中,an=,则a9=.
2n-1(n为正偶数)
设数列{an}的前n项和为Sn,则S9=.
[答案]256377
[解析]a9=28=256,
S9=20+22+24+26+28+3+7+11+15=377.
12.在等比数列{an}中,已知对于任意n∈N+,有a1+a2+…+an=2n-1,则a21+a22+…+a2n=.?
[答案]×4n-
[解析]∵a1+a2+…+an=2n-1,?
∴a1+a2+…+an-1=2n-1-1(n≥2),
两式相减,得an=2n-1-2n-1+1=2n-2n-1=2n-1,?
∴a2n=(2n-1)2=22n-2=4n-1,?
∴a21+a22+…+a2n==×4n-.
三、解答题
13.在等比数列{an}中,已知a3=1,S3=4,求a1与q.
S3==4
[解析](1)若q≠1,则,
a3=a1q2=1
从而解得q=1或q=-.
q=-
∵q≠1,∴.
a1=6
S3=3a1=4q=1
(2)若q=1,则,∴.
a3=a1=1a1=1
q=-q=1
综上所述得,或.
a1=6a1=1
14.(2011大纲文科,17)设等比数列{an}的前n项和为Sn,已知a2=6,6a1+a3=30,求an和Sn.
[分析]设出公比根据条件列出关于a1与q的方程.求得a1与q可求得数列的通项公式和前n项和公式.?
[解析]设{an}的公比为q,由已知有:
a1q=6a1=3a1=2
.解得或
6a1+a1q2=30q=2q=3
(1)当a1=3,q=2时,
an=a1qn-1=3×2n-1
Sn===3×(2n-1)
(2)当a1=2,q=3时,an=a1qn-1=2×3n-1
Sn===3n-1.?
综上,an=3×2n-1,Sn=3×(2n-1)或an=2×3n-1,Sn=3n-1.
15.已知实数列{an}是等比数列,其中a7=1,且a4,a5+1,a6成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{an}的前n项和记为Sn,证明:Sn128(n=1,2,3,…).
[解析](1)设等比数列{an}的公比为q(q∈R且q≠1),
由a7=a1q6=1,得a1=q-6,从而a4=a1q3=q-3,?
a5=a1q4=q-2,a6=a1q5=q-1,?
因为a4,a5+1,a6成等差数列,
所以a4+a6=2(a5+1)
即q-3+q-1=2(q-2+1),
q-1(q-2+1)=2(q-2+1).?
所以q=.?
故an=a1qn-1=q-6qn-1=qn-7=()n-7.?
(2)证明:Sn==
=128[1-()n]128.
16.2011年暑期人才招聘会上,A、B两家公司分别开出了工资标准:
A公司B公司
第一年月工资为1500元,以后每一年月工资比上一年月工资增加230元.第一年月工资为2000元,以后每一年月工资比上一年月工资增加5%.
大学生王明被A、B两家公司同时录取,而王明只想选择一家连续工作10年,经过一番思考,他选择了A公司,你知道为什么吗?.
[解析]
A公司B公司
第一年月工资为1500元,以后每一年月工资比上一年月工资增加230元.第一年月工资为2000元,以后每一年月工资比上一年月工资增加5%.
王明的选择过程第n年月工资为an第n年月工资为bn
首项为1500,公差为230的等差数列首项为2000,公比为1+5%的等比数列
an=230n+1270bn=2000(1+5%)n-1
S10=12(a1+a2+…+a10)=12×[10×1500+×230]=304200
T10=12(b1+b2+…+b10)
=12×≈301869
结论显然S10T10,故王明选择了A公司
文章来源:http://m.jab88.com/j/56768.html
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