2.3.2 等比数列的通项公式(二)
[学习目标] 1.灵活应用等比数列的定义及通项公式.2.熟悉等比数列的有关性质.3.系统了解判断是否成等比数列的方法.
知识点一 推广的等比数列的通项公式
{an}是等比数列,首项为a1,公比为q,则an=a1qn1,an=am·qn
-
-m
(m、n∈N*,m≤n).
思考1 如何推导an=amqn
-m?
答案 根据等比数列的通项公式, an=a1qn1,
-
am=a1qm1,
-
an--∴=qnm,∴an=am·qnm. am
思考2 若已知等比数列{an}中,q=3,a3=3,则a7=. 答案 243
解析 a7=a3·q4=3·34=35=243. 知识点二 等比数列的性质
1.如果m+n=k+l,则有am·an=ak·al. 2.如果m+n=2k,则有am·an=a2k. 3.若m,n,p成等差数列,则am,an,ap成等比数列.
4.在等比数列{an}中,每隔k项(k∈N*)取出一项,按原来的顺序排列,所得的新数列仍为等比数列.
?1??bn?5.如果{an},{bn}均为等比数列,且公比分别为q1,q2,那么数列?a?,{an·bn},?a?,{|an|}
?n?
?n?
1q2仍是等比数列,且公比分别为,q1q2,,|q1|.
q1q1
6.等比数列的项的对称性:在有穷等比数列中,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积,即a1·an=a2·an-1=ak·an-k+1=…. a3·a9
思考 等比数列{an}中,=,a5·a11=.
a5答案 a7 a28
解析 由等比数列的性质得a5·a11=a28. a3·a9a3·a9=a5·a7,∴=a7.
a5
题型一 等比数列的性质及应用
例1 (1)在等比数列{an}中,若a3a6=9,a2a4a5=27,则a2的值为. 1
(2)已知公比为q的等比数列{an}中,a5+a9=q,则a6(a2+2a6+a10)的值为.
21
答案 (1)3 (2)
4
解析 (1)因为{an}为等比数列,所以a3a6=a4a5=9, 又因为a2a4a5=27,所以a2=3. 11
(2)∵a5+a9=q,∴a4+a8=,
22∴a6(a2+2a6+a10)=a6a2+2a26+a6a10 122
=a24+2a4a8+a8=a4+a8=. 4
()
反思与感悟 在等比数列的有关运算中,常常涉及到次数较高的指数运算.若按常规解法,往往是建立a1,q的方程组,这样解起来很麻烦,通过本例可以看出:结合等比数列的性质进行整体变换,会起到化繁为简的效果.
a20跟踪训练1 (1)在等比数列{an}中,a7·a11=6,a4+a14=5,则=.
a10
(2)已知数列{an}是等比数列,且an>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5=. 32
答案 (1)或 (2)5
23解析 (1)a7·a11=a4·a14=6, 又a4+a14=5,
???a4=2,?a4=3,∴?或? ?a14=3???a14=2,
a1432∴q10==或,
a423a201032=q=或. a1023
(2)由a2a4+2a3a5+a4a6=25,
22即a23+2a3a5+a5=(a3+a5)=25,
∵an>0,∴a3+a5>0, ∴a3+a5=5.
题型二 灵活设项求解等比数列
3
例2 已知4个数成等比数列,其乘积为1,第2项与第3项之和为-,则此4个数为.
21111
答案 8,-2,,-或-,,-2,8
2882解析 设此4个数为a,aq,aq2,aq3. 则a4q6=1, 3
aq(1+q)=-,①
2
1
所以a2q3=±1,当a2q3=1时,q>0,代入①式化简可得q2-q+1=0,此方程无解;
4171
当a2q3=-1时,q<0,代入①式化简可得q2+q+1=0,解得q=-4或q=-.
441
当q=-4时,a=-;
81
当q=-时,a=8.
4
1111
所以这4个数为8,-2,,-或-,,-2,8.
2882反思与感悟 灵活设项求解等比数列的技巧 a
(1)三数成等比数列,一般可设为,a,aq;
q
aa
(2)四数成等比数列,一般可设为3,,aq,aq3或a,aq,aq2,aq3,但前一种设法的公比
qq为q2(公比大于0);
aa
(3)五数成等比数列,一般可设为2,,a,aq,aq2.
跟踪训练2 有四个实数,前三个数依次成等比数列,它们的积是-8,后三个数依次成等差数列,它们的积为-80,求出这四个数. b
解 由题意设此四个数为,b,bq,a,
q
??
则有?2bq=a+b,
??abq=-80,
2
b3=-8,
??
解得?b=-2,
??q=-2
a=10,
a=-8,
??b=-2,或?
5?q=?2.
4
所以这四个数为1,-2,4,10或-,-2,-5,-8.
5题型三 等比数列的实际应用
例3 为了治理“沙尘暴”,西部某地区政府经过多年努力,到2014年底,将当地沙漠绿化了40%,从2015年开始,每年将出现这种现象:原有沙漠面积的12%被绿化,即改造为绿洲(被绿化的部分叫绿洲),同时原有绿洲面积的8%又被侵蚀为沙漠,问至少经过几年的绿化,才能使该地区的绿洲面积超过50%?(可参考数据lg2=0.3,最后结果精确到整数). 2
解 设该地区总面积为1,2014年底绿化面积为a1=,经过n年后绿洲面积为an+1,设2014
5年底沙漠面积为b1,经过n年后沙漠面积为bn+1,则a1+b1=1,an+bn=1.
依题意,an+1由两部分组成:一部分是原有绿洲an减去被侵蚀的部分8%·an的剩余面积92%·an,另一部分是新绿化的12%·bn,所以 43an+1=92%·an+12%(1-an)=an+,
525343
即an+1-=(an-),
5553231
a1-=-=-,
5555
3??14
∴?an-5?是以-为首项,为公比的等比数列,
55??314
∴an-=(-)()n-1,
555314
∴an=-()n-1,
555314?n
则an+1=-?,
55?5?314?n1
∵an+1>50%,∴-?>,
55?5?2
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