《新課標(biāo)》高三數(shù)學(xué)(人教版)第一輪復(fù)習(xí)單元講座 第27講 正、余弦定理及應(yīng)用

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1、普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書—數(shù)學(xué) [人教版] 高三新數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教案(講座27)—正、余弦定理及應(yīng)用 一.課標(biāo)要求: (1)通過對任意三角形邊長和角度關(guān)系的探索,掌握正弦定理、余弦定理,并能解決一些簡單的三角形度量問題; (2)能夠運用正弦定理、余弦定理等知識和方法解決一些與測量和幾何計算有關(guān)的實際問題。 二.命題走向 對本講內(nèi)容的考察主要涉及三角形的邊角轉(zhuǎn)化、三角形形狀的判斷、三角形內(nèi)三角函數(shù)的求值以及三角恒等式的證明問題,立體幾何體的空間角以及解析幾何中的有關(guān)角等問題。今后高考的命題會以正弦定理、余弦定理為知識框架,以三角形為主要依托,結(jié)合實際應(yīng)用問題考察正弦定理、余弦定理

2、及應(yīng)用。題型一般為選擇題、填空題,也可能是中、難度的解答題。 三.要點精講 1.直角三角形中各元素間的關(guān)系: 如圖,在△ABC中,C=90°,AB=c,AC=b,BC=a。 (1)三邊之間的關(guān)系:a2+b2=c2。(勾股定理) (2)銳角之間的關(guān)系:A+B=90°; (3)邊角之間的關(guān)系:(銳角三角函數(shù)定義) sinA=cosB=,cosA=sinB=,tanA=。 2.斜三角形中各元素間的關(guān)系: 如圖6-29,在△ABC中,A、B、C為其內(nèi)角,a、b、c分別表示A、B、C的對邊。 (1)三角形內(nèi)角和:A+B+C=π。 (2)正弦定理:在一個三角形中,各邊和它所對角的正弦

3、的比相等。 。 (R為外接圓半徑) (3)余弦定理:三角形任何一邊的平方等于其他兩邊平方的和減去這兩邊與它們夾角的余弦的積的兩倍。 a2=b2+c2-2bccosA;b2=c2+a2-2cacosB;c2=a2+b2-2abcosC。 3.三角形的面積公式: (1)△=aha=bhb=chc(ha、hb、hc分別表示a、b、c上的高); (2)△=absinC=bcsinA=acsinB; (3)△===; (4)△=2R2sinAsinBsinC。(R為外接圓半徑) (5)△=; (6)△=;; (7)△=r·s。 4.解三角形:由三角形的六個元素(即三條邊和三個內(nèi)

4、角)中的三個元素(其中至少有一個是邊)求其他未知元素的問題叫做解三角形.廣義地,這里所說的元素還可以包括三角形的高、中線、角平分線以及內(nèi)切圓半徑、外接圓半徑、面積等等.解三角形的問題一般可分為下面兩種情形:若給出的三角形是直角三角形,則稱為解直角三角形;若給出的三角形是斜三角形,則稱為解斜三角形。 解斜三角形的主要依據(jù)是: 設(shè)△ABC的三邊為a、b、c,對應(yīng)的三個角為A、B、C。 (1)角與角關(guān)系:A+B+C = π; (2)邊與邊關(guān)系:a + b > c,b + c > a,c + a > b,a-b < c,b-c < a,c-a > b; (3)邊與角關(guān)系: 正弦定理 (R

5、為外接圓半徑); 余弦定理 c2 = a2+b2-2bccosC,b2 = a2+c2-2accosB,a2 = b2+c2-2bccosA; 它們的變形形式有:a = 2R sinA,,。 5.三角形中的三角變換 三角形中的三角變換,除了應(yīng)用上述公式和上述變換方法外,還要注意三角形自身的特點。 (1)角的變換 因為在△ABC中,A+B+C=π,所以sin(A+B)=sinC;cos(A+B)=-cosC;tan(A+B)=-tanC。; (2)三角形邊、角關(guān)系定理及面積公式,正弦定理,余弦定理。 r為三角形內(nèi)切圓半徑,p為周長之半。 (3)在△ABC中,熟記并會證明:

6、∠A,∠B,∠C成等差數(shù)列的充分必要條件是∠B=60°;△ABC是正三角形的充分必要條件是∠A,∠B,∠C成等差數(shù)列且a,b,c成等比數(shù)列。 四.典例解析 題型1:正、余弦定理 例1.(1)在中,已知,,cm,解三角形; (2)在中,已知cm,cm,,解三角形(角度精確到,邊長精確到1cm)。 解析:(1)根據(jù)三角形內(nèi)角和定理, ; 根據(jù)正弦定理, ; 根據(jù)正弦定理, (2)根據(jù)正弦定理, 因為<<,所以,或 ①當(dāng)時, , ②當(dāng)時, , 點評:應(yīng)用正弦定理時(1)應(yīng)注意已知兩邊和其中一邊的對角解三角形時,可能有兩解的情形;(2)對于解三角形

7、中的復(fù)雜運算可使用計算器。 例2.(1)在ABC中,已知,,,求b及A; (2)在ABC中,已知,,,解三角形 解析:(1)∵ =cos = = ∴ 求可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理: 解法一:∵cos ∴ 解法二:∵sin 又∵><∴<,即<< ∴ (2)由余弦定理的推論得: cos ; cos ; 點評:應(yīng)用余弦定理時解法二應(yīng)注意確定A的取值范圍。 題型2:三角形面積 例3.在中,,,,求的值和的面積。 解法一:先解三角方程,求出角A的值。 又, , 。 解法二:由計算它的對偶關(guān)系式的值

8、。 ① , ②   ① +?、凇〉谩  ?   ①?。、凇〉谩 ?。 從而 。 以下解法略去。 點評:本小題主要考查三角恒等變形、三角形面積公式等基本知識,著重數(shù)學(xué)考查運算能力,是一道三角的基礎(chǔ)試題。兩種解法比較起來,你認(rèn)為哪一種解法比較簡單呢? 例4.(06年湖南)已知ΔABC的三個內(nèi)角A、B.C成等差數(shù)列,其外接圓半徑為1,且有。(1)求A、B.C的大小;(2)求ΔABC的的面積。 解析:∵A+B+C=180°且2B=A+C,∴B=60°,A+C=120°,C=120°-A。 ∵

9、, ∴=, 又∵0°

10、=3++ =3+。故選D。 (2)解:(1)由, , 由正弦定理知, (2),。 由余弦定理知: 點評:本題考查了在三角形正弦定理的的運用,以及三角公式恒等變形、化簡等知識的運用。 例6.在銳角中,角所對的邊分別為,已知,(1)求的值;(2)若,,求的值。 解析:(1)因為銳角△ABC中,A+B+C=p,,所以cosA=, 則 (2),則bc=3。 將a=2,cosA=,c=代入余弦定理:中, 得解得b=。 點評:知道三角形邊外的元素如中線長、面積、周長等時,靈活逆用公式求得結(jié)果即可。 題型4:三角形中求值問題 例7.的三個內(nèi)角為,求當(dāng)A為何值時,取得最

11、大值,并求出這個最大值。 解析:由A+B+C=π,得=-,所以有cos =sin。 cosA+2cos =cosA+2sin =1-2sin2 + 2sin=-2(sin - )2+ ; 當(dāng)sin = ,即A=時, cosA+2cos取得最大值為。 點評:運用三角恒等式簡化三角因式最終轉(zhuǎn)化為關(guān)于一個角的三角函數(shù)的形式,通過三角函數(shù)的性質(zhì)求得結(jié)果。 例8.(06四川文,18)已知A、B、C是三內(nèi)角,向量,且,(Ⅰ)求角A;(Ⅱ)若 解析:(Ⅰ)∵ ∴,即, ,; ∵,∴,∴。 (Ⅱ)由題知, 整理得,∴ ∴; ∴或,而使,舍去; ∴。 點評:本小題主要考察三角函數(shù)概念、

12、同角三角函數(shù)的關(guān)系、兩角和與差的三角函數(shù)的公式以及倍角公式,考察應(yīng)用、分析和計算能力。 題型5:三角形中的三角恒等變換問題 例9.在△ABC中,a、b、c分別是∠A、∠B、∠C的對邊長,已知a、b、c成等比數(shù)列,且a2-c2=ac-bc,求∠A的大小及的值。 分析:因給出的是a、b、c之間的等量關(guān)系,要求∠A,需找∠A與三邊的關(guān)系,故可用余弦定理。由b2=ac可變形為=a,再用正弦定理可求的值。 解法一:∵a、b、c成等比數(shù)列,∴b2=ac。 又a2-c2=ac-bc,∴b2+c2-a2=bc。 在△ABC中,由余弦定理得:cosA===,∴∠A=60°。 在△ABC中,由正弦定

13、理得sinB=,∵b2=ac,∠A=60°, ∴=sin60°=。 解法二:在△ABC中, 由面積公式得bcsinA=acsinB。 ∵b2=ac,∠A=60°,∴bcsinA=b2sinB。 ∴=sinA=。 評述:解三角形時,找三邊一角之間的關(guān)系常用余弦定理,找兩邊兩角之間的關(guān)系常用正弦定理。 例10.(2002京皖春,17)在△ABC中,已知A、B、C成等差數(shù)列,求的值。 解析:因為A、B、C成等差數(shù)列,又A+B+C=180°,所以A+C=120°, 從而=60°,故tan.由兩角和的正切公式, 得。 所以 。 點評:在三角函數(shù)求值問題中的解題思路,一般是運用基

14、本公式,將未知角變換為已知角求解,同時結(jié)合三角變換公式的逆用。 題型6:正、余弦定理判斷三角形形狀 例11.(2002上海春,14)在△ABC中,若2cosBsinA=sinC,則△ABC的形狀一定是( ) A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等邊三角形 答案:C 解析:2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A-B)又∵2sinAcosB=sinC, ∴sin(A-B)=0,∴A=B 點評:本題考查了三角形的基本性質(zhì),要求通過觀察、分析、判斷明確解題思路和變形方向,通暢解題途徑。 例12.(06安徽理,11)如果的三個內(nèi)

15、角的余弦值分別等于的三個內(nèi)角的正弦值,則( ) A.和都是銳角三角形 B.和都是鈍角三角形 C.是鈍角三角形,是銳角三角形 D.是銳角三角形,是鈍角三角形 解析:的三個內(nèi)角的余弦值均大于0,則是銳角三角形, 若是銳角三角形,由,得, 那么,,所以是鈍角三角形。故選D。 點評:解決此類問題時要結(jié)合三角形內(nèi)角和的取值問題,同時注意實施關(guān)于三角形內(nèi)角的一些變形公式。 北 20 10 A B ? ?C 題型7:正余弦定理的實際應(yīng)用 例13.(06上海理,18)如圖,當(dāng)甲船位于A處時獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險等待營救.甲船立即前往救援,同時

16、把消息告知在甲船的南偏西30,相距10海里C處的乙船,試問乙船應(yīng)朝北偏東多少度的方向沿直線前往B處救援(角度精確到1)? 解析:連接BC,由余弦定理得BC2=202+102-2×20×10COS120°=700. 于是,BC=10。 ∵,∴sin∠ACB=, ∵∠ACB<90°,∴∠ACB=41°。 ∴乙船應(yīng)朝北偏東71°方向沿直線前往B處救援。 點評:解三角形等內(nèi)容提到高中來學(xué)習(xí),又近年加強數(shù)形結(jié)合思想的考查和對三角變換要求的降低,對三角的綜合考查將向三角形中問題伸展,但也不可太難,只要掌握基本知識、概念,深刻理解其中基本的數(shù)量關(guān)系即可過關(guān)。 例14.(06江西理,19

17、)如圖,已知△ABC是邊長為1的正三角形,M、N分別是 邊AB、AC上的點,線段MN經(jīng)過△ABC的中心G,設(shè)DMGA=a() (1)試將△AGM、△AGN的面積(分別記為S1與S2); (2)表示為a的函數(shù),求y=的最大值與最小值。 解析:(1)因為G是邊長為1的正三角形ABC的中心,所以 AG=,DMAG=,由正弦定理得,則S1=GM·GA·sina=。同理可求得S2=。 (2)y===72(3+cot2a)因為, 所以當(dāng)a=或a=時,y取得最大值ymax=240,當(dāng)a=時,y取得最小值ymin=216。 點評:三角函數(shù)有著廣泛的應(yīng)用,本題就是一個典型的范例。通過引入角度,

18、將圖形的語言轉(zhuǎn)化為三角的符號語言,再通過局部的換元,又將問題轉(zhuǎn)化為我們熟知的函數(shù),這些解題思維的拐點,你能否很快的想到呢? 五.思維總結(jié) 1.解斜三角形的常規(guī)思維方法是: (1)已知兩角和一邊(如A、B、C),由A+B+C = π求C,由正弦定理求a、b; (2)已知兩邊和夾角(如a、b、c),應(yīng)用余弦定理求c邊;再應(yīng)用正弦定理先求較短邊所對的角,然后利用A+B+C = π,求另一角; (3)已知兩邊和其中一邊的對角(如a、b、A),應(yīng)用正弦定理求B,由A+B+C = π求C,再由正弦定理或余弦定理求c邊,要注意解可能有多種情況; (4)已知三邊a、b、c,應(yīng)余弦定理求A、B,再由

19、A+B+C = π,求角C。 2.三角形內(nèi)切圓的半徑:,特別地,; 3.三角學(xué)中的射影定理:在△ABC 中,,… 4.兩內(nèi)角與其正弦值:在△ABC 中,,… 5.解三角形問題可能出現(xiàn)一解、兩解或無解的情況,這時應(yīng)結(jié)合“三角形中大邊對大角定理及幾何作圖來幫助理解”。 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書—數(shù)學(xué) [人教版] 高三新數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教案(講座29)—等比數(shù)列 一.課標(biāo)要求: 1.通過實例,理解等比數(shù)列的概念; 2.探索并掌握等差數(shù)列的通項公式與前n項和的公式; 3.能在具體的問題情境中,發(fā)現(xiàn)數(shù)列的等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識解決相應(yīng)的問題。體會等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)

20、系。 二.命題走向 等比數(shù)列與等差數(shù)列同樣在高考中占有重要的地位,是高考出題的重點??陀^性的試題考察等比數(shù)列的概念、性質(zhì)、通項公式、求和公式等基礎(chǔ)知識和基本性質(zhì)的靈活應(yīng)用,對基本的運算要求比較高,解答題大多以數(shù)列知識為工具。 預(yù)測07年高考對本講的考察為: (1)題型以等比數(shù)列的公式、性質(zhì)的靈活應(yīng)用為主的1~2道客觀題目; (2)關(guān)于等比數(shù)列的實際應(yīng)用問題或知識交匯題的解答題也是重點; (3)解決問題時注意數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用,象通過逆推思想、函數(shù)與方程、歸納猜想、等價轉(zhuǎn)化、分類討論等,它將能靈活考察考生運用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。 三.要點精講 1.等比數(shù)列定義 一般地

21、,如果一個數(shù)列從第二項起,每一項與它的前一項的比等于同一個常數(shù),那么這個數(shù)列就叫做等比數(shù)列,這個常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比;公比通常用字母表示,即::數(shù)列對于數(shù)列(1)(2)(3)都是等比數(shù)列,它們的公比依次是2,5,。(注意:“從第二項起”、“常數(shù)”、等比數(shù)列的公比和項都不為零) 2.等比數(shù)列通項公式為:。 說明:(1)由等比數(shù)列的通項公式可以知道:當(dāng)公比時該數(shù)列既是等比數(shù)列也是等差數(shù)列;(2)等比數(shù)列的通項公式知:若為等比數(shù)列,則。 3.等比中項 如果在中間插入一個數(shù),使成等比數(shù)列,那么叫做的等比中項(兩個符號相同的非零實數(shù),都有兩個等比中項)。 4.等比數(shù)列前n項和公式 一般地,

22、設(shè)等比數(shù)列的前n項和是,當(dāng)時, 或;當(dāng)q=1時,(錯位相減法)。 說明:(1)和各已知三個可求第四個;(2)注意求和公式中是,通項公式中是不要混淆;(3)應(yīng)用求和公式時,必要時應(yīng)討論的情況。 四.典例解析 題型1:等比數(shù)列的概念 例1.“公差為0的等差數(shù)列是等比數(shù)列”;“公比為的等比數(shù)列一定是遞減數(shù)列”;“a,b,c三數(shù)成等比數(shù)列的充要條件是b2=ac”;“a,b,c三數(shù)成等差數(shù)列的充要條件是2b=a+c”,以上四個命題中,正確的有( ) A.1個 B.2個 C.3個 D.4個 解析:四個命題中只有最后一個是真命題。 命題1中未考慮各項

23、都為0的等差數(shù)列不是等比數(shù)列; 命題2中可知an+1=an×,an+1an,即an+1>an,此時該數(shù)列為遞增數(shù)列; 命題3中,若a=b=0,c∈R,此時有,但數(shù)列a,b,c不是等比數(shù)列,所以應(yīng)是必要而不充分條件,若將條件改為b=,則成為不必要也不充分條件。 點評:該題通過一些選擇題的形式考察了有關(guān)等比數(shù)列的一些重要結(jié)論,為此我們要注意一些有關(guān)等差數(shù)列、等比數(shù)列的重要結(jié)論。 例2.命題1:若數(shù)列{an}的前n項和Sn=an+b(a≠1),則數(shù)列{an}是等比數(shù)列; 命題2:若數(shù)列{an}的前n項和Sn=an2+bn+c(a≠0),則

24、數(shù)列{an}是等差數(shù)列; 命題3:若數(shù)列{an}的前n項和Sn=na-n,則數(shù)列{an}既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列;上述三個命題中,真命題有( ) A.0個 B.1個 C.2個 D.3個 解析: 由命題1得,a1=a+b,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(a-1)·an-1。若{an}是等比數(shù)列,則=a,即=a,所以只有當(dāng)b=-1且a≠0時,此數(shù)列才是等比數(shù)列。 由命題2得,a1=a+b+c,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2na+b-a,若{an}是等差數(shù)列,則a2-a1=2a,即2a-c=2a,所以只有當(dāng)c=0時,數(shù)列{an}才是等差數(shù)列

25、。 由命題3得,a1=a-1,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=a-1,顯然{an}是一個常數(shù)列,即公差為0的等差數(shù)列,因此只有當(dāng)a-1≠0;即a≠1時數(shù)列{an}才又是等比數(shù)列。 點評:等比數(shù)列中通項與求和公式間有很大的聯(lián)系,上述三個命題均涉及到Sn與an的關(guān)系,它們是an=,正確判斷數(shù)列{an}是等差數(shù)列或等比數(shù)列,都必須用上述關(guān)系式,尤其注意首項與其他各項的關(guān)系。上述三個命題都不是真命題,選擇A。 題型2:等比數(shù)列的判定 例3.(2000全國理,20)(Ⅰ)已知數(shù)列{cn},其中cn=2n+3n,且數(shù)列{cn+1-pcn}為等比數(shù)列,求常數(shù)p;(Ⅱ)設(shè){an}、{bn}是公比不相

26、等的兩個等比數(shù)列,cn=an+bn,證明數(shù)列{cn}不是等比數(shù)列。 解析:(Ⅰ)解:因為{cn+1-pcn}是等比數(shù)列, 故有:(cn+1-pcn)2=(cn+2-pcn+1)(cn-pcn-1), 將cn=2n+3n代入上式,得: [2n+1+3n+1-p(2n+3n)]2=[2n+2+3n+2-p(2n+1+3n+1)]·[2n+3n-p(2n-1+3n-1)], 即[(2-p)2n+(3-p)3n]2 =[(2-p)2n+1+(3-p)3n+1][(2-p)2n-1+(3-p)3n-1], 整理得(2-p)(3-p)·2n·3n=0,解得p=2或p=3。 (Ⅱ)證明:設(shè){

27、an}、{bn}的公比分別為p、q,p≠q,cn=an+bn。 為證{cn}不是等比數(shù)列只需證c22≠c1·c3。 事實上,c22=(a1p+b1q)2=a12p2+b12q2+2a1b1pq, c1·c3=(a1+b1)(a1p2+b1q2)=a12p2+b12q2+a1b1(p2+q2), 由于p≠q,p2+q2>2pq,又a1、b1不為零, 因此c22≠c1·c3,故{cn}不是等比數(shù)列。 點評:本題主要考查等比數(shù)列的概念和基本性質(zhì),推理和運算能力。 例4.(2003京春,21)如圖3—1,在邊長為l的等邊△ABC中,圓O1為△ABC的圖3—1 內(nèi)切圓,圓O2與圓O1外切

28、,且與AB,BC相切,…,圓On+1與圓On外切,且與AB、BC相切,如此無限繼續(xù)下去.記圓On的面積為an(n∈N*),證明{an}是等比數(shù)列; 證明:記rn為圓On的半徑,則r1=tan30°=。=sin30°=,所以rn=rn-1(n≥2),于是a1=πr12=,故{an}成等比數(shù)列。 點評:該題考察實際問題的判定,需要對實際問題情景進(jìn)行分析,最終對應(yīng)數(shù)值關(guān)系建立模型加以解析。 題型3:等比數(shù)列的通項公式及應(yīng)用 例5.一個等比數(shù)列有三項,如果把第二項加上4,那么所得的三項就成為等差數(shù)列,如果再把這個等差數(shù)列的第三項加上32,那么所得的三項又成為等比數(shù)列,求原來的等比數(shù)列。 解析

29、:設(shè)所求的等比數(shù)列為a,aq,aq2; 則2(aq+4)=a+aq2,且(aq+4)2=a(aq2+32); 解得a=2,q=3或a=,q=-5; 故所求的等比數(shù)列為2,6,18或,-,。 點評:第一種解法利用等比數(shù)列的基本量,先求公比,后求其它量,這是解等差數(shù)列、等比數(shù)列的常用方法,其優(yōu)點是思路簡單、實用,缺點是有時計算較繁。 例6.(2006年陜西卷)已知正項數(shù)列,其前項和滿足且成等比數(shù)列,求數(shù)列的通項 解析:∵10Sn=an2+5an+6, ① ∴10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1=3。 又10Sn-1=an-12+5an-1+6(n≥2),② 由①

30、-②得 10an=(an2-an-12)+6(an-an-1),即(an+an-1)(an-an-1-5)=0 ∵an+an-1>0 , ∴an-an-1=5 (n≥2)。 當(dāng)a1=3時,a3=13,a15=73,a1, a3,a15不成等比數(shù)列 ∴a1≠3; 當(dāng)a1=2時,,a3=12, a15=72,有 a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-3。 點評:該題涉及等比數(shù)列的求和公式與等比數(shù)列通項之間的關(guān)系,最終求得結(jié)果。 題型4:等比數(shù)列的求和公式及應(yīng)用 例7.(1)(2006年遼寧卷)在等比數(shù)列中,,前項和為,若數(shù)列也是等比數(shù)列,則等于( ) A.

31、 B. C. D. (2)(2006年北京卷)設(shè),則等于( ) A. B. C. D. (3)(1996全國文,21)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,若S3+S6=2S9,求數(shù)列的公比q;解析:(1)因數(shù)列為等比,則,因數(shù)列也是等比數(shù)列, 則 即,所以,故選擇答案C。 (2)D; (3)解:若q=1,則有S3=3a1,S6=6a1,S9=9a1。 因a1≠0,得S3+S6≠2S9,顯然q=1與題設(shè)矛盾,故q≠1。 由S3+S6=2S9,得,整理得q3(2q6-q3-1)=0,由q≠0,得2q6-q3-1=0,從而(2q3+1

32、)(q3-1)=0,因q3≠1,故q3=-,所以q=-。 點評:對于等比數(shù)列求和問題要先分清數(shù)列的通項公式,對應(yīng)好首項和公比求出最終結(jié)果即可。 例8.(1)(2002江蘇,18)設(shè){an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,a1=b1=1,a2+a4=b3,b2b4=a3.分別求出{an}及{bn}的前10項的和S10及T10; (2)(2001全國春季北京、安徽,20)在1與2之間插入n個正數(shù)a1,a2,a3……,an,使這n+2個數(shù)成等比數(shù)列;又在1與2之間插入n個正數(shù)b1,b2,b3,……,bn,使這n+2個數(shù)成等差數(shù)列.記An=a1a2a3……an,Bn=b1+b2+b3+……+bn

33、. (Ⅰ)求數(shù)列{An}和{Bn}的通項; (Ⅱ)當(dāng)n≥7時,比較An與Bn的大小,并證明你的結(jié)論。 (3)(2002天津理,22)已知{an}是由非負(fù)整數(shù)組成的數(shù)列,滿足a1=0,a2=3, an+1an=(an-1+2)(an-2+2),n=3,4,5,…. (Ⅰ)求a3; (Ⅱ)證明an=an-2+2,n=3,4,5,…; (Ⅲ)求{an}的通項公式及其前n項和Sn。 解析:(1)∵{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列, ∴a2+a4=2a3,b2b4=b32. 已知a2+a4=b3,b2b4=a3, ∴b3=2a3,a3=b32. 得 b3=2b32. ∵b

34、3≠0 ∴b3=,a3=. 由a1=1,a3=知{an}的公差為d=, ∴S10=10a1+. 由b1=1,b3=知{bn}的公比為q=或q=. 當(dāng)q=時,, 當(dāng)q=時,。 (2)(Ⅰ)設(shè)公比為q,公差為d,等比數(shù)列1,a1,a2,……,an,2,等差數(shù)列1,b1,b2,……,bn,2。 則A1=a1=1·q A2=1·q·1·q2 A3=1·q·1·q2·1·q3 又∵an+2=1·qn+1=2得qn+1=2, An=q·q2…qn=q(n=1,2,3…) 又∵bn+2=1+(n+1)d=2 ∴(n+1)d=1 B1=b1=1+d B2=b2+b1=1+d+1

35、+2d Bn=1+d+…+1+nd=n (Ⅱ)An>Bn,當(dāng)n≥7時 證明:當(dāng)n=7時,23.5=8·=An Bn=×7,∴An>Bn 設(shè)當(dāng)n=k時,An>Bn,則當(dāng)n=k+1時, 又∵Ak+1=· 且Ak>Bk ∴Ak+1>·k ∴Ak+1-Bk+1> 又∵k=8,9,10… ∴Ak+1-Bk+1>0,綜上所述,An>Bn成立. (3)(Ⅰ)解:由題設(shè)得a3a4=10,且a3、a4均為非負(fù)整數(shù),所以a3的可能的值為1,2,5,10. 若a3=1,則a4=10,a5=,與題設(shè)矛盾. 若a3=5,則a4=2,a5=,與題設(shè)矛盾. 若a3=10,則a4=1,a5=6

36、0,a6=,與題設(shè)矛盾. 所以a3=2. (Ⅱ)用數(shù)學(xué)歸納法證明: ①當(dāng)n=3,a3=a1+2,等式成立; ②假設(shè)當(dāng)n=k(k≥3)時等式成立,即ak=ak-2+2,由題設(shè)ak+1ak=(ak-1+2)·(ak-2+2),因為ak=ak-2+2≠0,所以ak+1=ak-1+2, 也就是說,當(dāng)n=k+1時,等式ak+1=ak-1+2成立; 根據(jù)①和②,對于所有n≥3,有an+1=an-1+2。 (Ⅲ)解:由a2k-1=a2(k-1)-1+2,a1=0,及a2k=a2(k-1)+2,a2=3得a2k-1=2(k-1),a2k=2k+1,k=1,2,3,…,即an=n+(-1)n,n=

37、1,2,3,…。 所以Sn= 點評:本小題主要考查數(shù)列與等差數(shù)列前n項和等基礎(chǔ)知識,以及準(zhǔn)確表述,分析和解決問題的能力。 題型5:等比數(shù)列的性質(zhì) 例9.(1)(2005江蘇3)在各項都為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,首項a1=3,前三項和為21,則a3+a4+a5=( ) (A)33 (B)72 (C)84 (D)189 (2)(2000上海,12)在等差數(shù)列{an}中,若a10=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a19-n(n<19,n∈N成立.類比上述性質(zhì),相應(yīng)地:在等比數(shù)列{bn}中,若b9=1,則有等式

38、成立。 解析:(1)答案:C;解:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q>0),由題意得:a1+a2+a3=21,即3+3q+3q2=21,q2+q-6=0,求得q=2(q=-3舍去),所以a3+a4+a5=q2(a1+a2+a3)=4故選C。 (2)答案:b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*); 解:在等差數(shù)列{an}中,由a10=0,得a1+a19=a2+a18=…=an+a20-n=an+1+a19-n=2a10=0, 所以a1+a2+…+an+…+a19=0,即a1+a2+…+an=-a19-a18-…-an+1, 又∵a1=-a19,a2=-a18,…,a19

39、-n=-an+1 ∴a1+a2+…+an=-a19-a18-…-an+1=a1+a2+…+a19-n, 若a9=0,同理可得a1+a2+…+an=a1+a2+a17-n, 相應(yīng)地等比數(shù)列{bn}中,則可得:b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)。 點評:本題考查了等比數(shù)列的相關(guān)概念及其有關(guān)計算能力。 例10.(1)設(shè)首項為正數(shù)的等比數(shù)列,它的前n項和為80,前2n項和為6560,且前n項中數(shù)值最大的項為54,求此數(shù)列的首項和公比q。 (2)在和之間插入n個正數(shù),使這個數(shù)依次成等比數(shù)列,求所插入的n個數(shù)之積。 (3)設(shè)等比數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),項數(shù)是偶數(shù),

40、它的所有項的和等于偶數(shù)項和的4倍,且第二項與第四項的積是第3項與第4項和的9倍,問數(shù)列{lgan}的前多少項和最大?(lg2=0 3,lg3=0.4) 解析:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,依題意設(shè):a1>0,Sn=80 ,S2n=6560。 ∵S2n≠2Sn ,∴q≠1; 從而 =80,且=6560。 兩式相除得1+qn=82 ,即qn=81。 ∴a1=q-1>0 即q>1,從而等比數(shù)列{an}為遞增數(shù)列,故前n項中數(shù)值最大的項為第n項。 ∴a1qn-1=54,從而(q-1)qn-1=qn-qn-1=54。 ∴qn-1=81-54=27 ∴q==3。 ∴a1

41、=q-1=2 故此數(shù)列的首為2,公比為3。 (2)解法1:設(shè)插入的n個數(shù)為,且公比為q, 則 。 解法2:設(shè)插入的n個數(shù)為, 。 (3)解法一 設(shè)公比為q,項數(shù)為2m,m∈N*, 依題意有:, 化簡得, 設(shè)數(shù)列{lgan}前n項和為Sn, 則Sn=lga1+lga1q2+…+lga1qn-1=lga1n·q1+2+…+(n-1) =nlga1+n(n-1)·lgq=n(2lg2+lg3)-n(n-1)lg3 =(-)·n2+(2lg2+lg3)·n 可見,當(dāng)n=時,Sn最大, 而=5,故{lgan}的前5項和最大, 解法二 接前,,于是lgan=

42、lg[108()n-1]=lg108+(n-1)lg, ∴數(shù)列{lgan}是以lg108為首項,以lg為公差的等差數(shù)列, 令lgan≥0,得2lg2-(n-4)lg3≥0, ∴n≤=5.5, 由于n∈N*,可見數(shù)列{lgan}的前5項和最大。 點評:第一種解法利用等比數(shù)列的基本量,先求公比,后求其它量,這是解等差數(shù)列、等比數(shù)列的常用方法,其優(yōu)點是思路簡單、實用,缺點是有時計算較繁;第二種解法利用等比數(shù)列的性質(zhì),與“首末項等距”的兩項積相等,這在解題中常用到。 題型6:等差、等比綜合問題 例11.(2006年廣東卷)已知公比為的無窮等比數(shù)列各項的和為9,無窮等比數(shù)列各項的和為。

43、(Ⅰ)求數(shù)列的首項和公比; (Ⅱ)對給定的,設(shè)是首項為,公差為的等差數(shù)列.求數(shù)列的前10項之和。 解析:(Ⅰ)依題意可知:, (Ⅱ)由(Ⅰ)知,,所以數(shù)列的的首項為,公差,,即數(shù)列的前10項之和為155。 點評:對于出現(xiàn)等差、等比數(shù)列的綜合問題,一定要區(qū)分開各自的公式,不要混淆。 五.思維總結(jié) 1.等比數(shù)列的知識要點(可類比等差數(shù)列學(xué)習(xí)) (1)掌握等比數(shù)列定義=q(常數(shù))(nN),同樣是證明一個數(shù)列是等比數(shù)列的依據(jù),也可由an·an+2=來判斷; (2)等比數(shù)列的通項公式為an=a1·qn-1; (3)對于G 是a、b 的等差中項,則G2=ab,G=±; (4)特別要注意等比數(shù)列前n 項和公式應(yīng)分為q=1與q≠1兩類,當(dāng)q=1時,Sn=na1,當(dāng)q≠1時,Sn=,Sn=。 2.等比數(shù)列的判定方法 ①定義法:對于數(shù)列,若,則數(shù)列是等比數(shù)列; ②等比中項:對于數(shù)列,若,則數(shù)列是等比數(shù)列。 3.等比數(shù)列的性質(zhì) ①等比數(shù)列任意兩項間的關(guān)系:如果是等比數(shù)列的第項,是等差數(shù)列的第項,且,公比為,則有; ②對于等比數(shù)列,若,則,也就是:,如圖所示:。 ③若數(shù)列是等比數(shù)列,是其前n項的和,,那么,,成等比數(shù)列。 如下圖所示:

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