10、=3++
=3+。故選D。
(2)解:(1)由,
,
由正弦定理知,
(2),。
由余弦定理知:
點(diǎn)評(píng):本題考查了在三角形正弦定理的的運(yùn)用,以及三角公式恒等變形、化簡(jiǎn)等知識(shí)的運(yùn)用。
例6.在銳角中,角所對(duì)的邊分別為,已知,(1)求的值;(2)若,,求的值。
解析:(1)因?yàn)殇J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(diǎn)評(píng):知道三角形邊外的元素如中線長(zhǎng)、面積、周長(zhǎng)等時(shí),靈活逆用公式求得結(jié)果即可。
題型4:三角形中求值問(wèn)題
例7.的三個(gè)內(nèi)角為,求當(dāng)A為何值時(shí),取得最
11、大值,并求出這個(gè)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(shí), cosA+2cos取得最大值為。
點(diǎn)評(píng):運(yùn)用三角恒等式簡(jiǎn)化三角因式最終轉(zhuǎn)化為關(guān)于一個(gè)角的三角函數(shù)的形式,通過(guò)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(diǎn)評(píng):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(jì)算能力。
題型5:三角形中的三角恒等變換問(wèn)題
例9.在△ABC中,a、b、c分別是∠A、∠B、∠C的對(duì)邊長(zhǎng),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(píng)述:解三角形時(shí),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?yàn)锳、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(diǎn)評(píng):在三角函數(shù)求值問(wèn)題中的解題思路,一般是運(yùn)用基
14、本公式,將未知角變換為已知角求解,同時(shí)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(diǎn)評(píng):本題考查了三角形的基本性質(zhì),要求通過(guò)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(gè)內(nèi)
15、角的余弦值分別等于的三個(gè)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(gè)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(diǎn)評(píng):解決此類問(wèn)題時(shí)要結(jié)合三角形內(nèi)角和的取值問(wèn)題,同時(shí)注意實(shí)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(shí)際應(yīng)用
例13.(06上海理,18)如圖,當(dāng)甲船位于A處時(shí)獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險(xiǎn)等待營(yíng)救.甲船立即前往救援,同時(shí)
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(wèn)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(diǎn)評(píng):解三角形等內(nèi)容提到高中來(lái)學(xué)習(xí),又近年加強(qiáng)數(shù)形結(jié)合思想的考查和對(duì)三角變換要求的降低,對(duì)三角的綜合考查將向三角形中問(wèn)題伸展,但也不可太難,只要掌握基本知識(shí)、概念,深刻理解其中基本的數(shù)量關(guān)系即可過(guò)關(guān)。
例14.(06江西理,19
17、)如圖,已知△ABC是邊長(zhǎng)為1的正三角形,M、N分別是
邊AB、AC上的點(diǎn),線段MN經(jīng)過(guò)△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?yàn)镚是邊長(zhǎng)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?yàn)椋?
所以當(dāng)a=或a=時(shí),y取得最大值ymax=240,當(dāng)a=時(shí),y取得最小值ymin=216。
點(diǎn)評(píng):三角函數(shù)有著廣泛的應(yīng)用,本題就是一個(gè)典型的范例。通過(guò)引入角度,
18、將圖形的語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為三角的符號(hào)語(yǔ)言,再通過(guò)局部的換元,又將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為我們熟知的函數(shù),這些解題思維的拐點(diǎn),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(duì)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(duì)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(wèn)題可能出現(xiàn)一解、兩解或無(wú)解的情況,這時(shí)應(yīng)結(jié)合“三角形中大邊對(duì)大角定理及幾何作圖來(lái)幫助理解”。
普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)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(xiàng)公式與前n項(xiàng)和的公式;
3.能在具體的問(wèn)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(shí)解決相應(yīng)的問(wèn)題。體會(huì)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(diǎn)??陀^性的試題考察等比數(shù)列的概念、性質(zhì)、通項(xiàng)公式、求和公式等基礎(chǔ)知識(shí)和基本性質(zhì)的靈活應(yīng)用,對(duì)基本的運(yùn)算要求比較高,解答題大多以數(shù)列知識(shí)為工具。
預(yù)測(cè)07年高考對(duì)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(shí)際應(yīng)用問(wèn)題或知識(shí)交匯題的解答題也是重點(diǎn);
(3)解決問(wèn)題時(shí)注意數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用,象通過(guò)逆推思想、函數(shù)與方程、歸納猜想、等價(jià)轉(zhuǎn)化、分類討論等,它將能靈活考察考生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
三.要點(diǎn)精講
1.等比數(shù)列定義
一般地
21、,如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列,這個(gè)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(duì)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(xiàng)起”、“常數(shù)”、等比數(shù)列的公比和項(xiàng)都不為零)
2.等比數(shù)列通項(xiàng)公式為:。
說(shuō)明:(1)由等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可以知道:當(dāng)公比時(shí)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(xiàng)公式知:若為等比數(shù)列,則。
3.等比中項(xiàng)
如果在中間插入一個(gè)數(shù),使成等比數(shù)列,那么叫做的等比中項(xiàng)(兩個(gè)符號(hào)相同的非零實(shí)數(shù),都有兩個(gè)等比中項(xiàng))。
4.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式
一般地,
22、設(shè)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和是,當(dāng)時(shí), 或;當(dāng)q=1時(shí),(錯(cuò)位相減法)。
說(shuō)明:(1)和各已知三個(gè)可求第四個(gè);(2)注意求和公式中是,通項(xiàng)公式中是不要混淆;(3)應(yīng)用求和公式時(shí),必要時(shí)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(gè)命題中,正確的有( )
A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)
解析:四個(gè)命題中只有最后一個(gè)是真命題。
命題1中未考慮各項(xiàng)
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(shí)該數(shù)列為遞增數(shù)列;
命題3中,若a=b=0,c∈R,此時(shí)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(diǎn)評(píng):該題通過(guò)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(gè)命題中,真命題有( )
A.0個(gè) B.1個(gè) C.2個(gè) D.3個(gè)
解析: 由命題1得,a1=a+b,當(dāng)n≥2時(shí),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(shí),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(shí),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(shí),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(shí),an=Sn-Sn-1=a-1,顯然{an}是一個(gè)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(shí)數(shù)列{an}才又是等比數(shù)列。
點(diǎn)評(píng):等比數(shù)列中通項(xiàng)與求和公式間有很大的聯(lián)系,上述三個(gè)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(xiàng)與其他各項(xiàng)的關(guān)系。上述三個(gè)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(guó)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(gè)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?yàn)椋鹀n+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(shí)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(diǎn)評(píng):本題主要考查等比數(shù)列的概念和基本性質(zhì),推理和運(yùn)算能力。
例4.(2003京春,21)如圖3—1,在邊長(zhǎng)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(wú)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(diǎn)評(píng):該題考察實(shí)際問(wèn)題的判定,需要對(duì)實(shí)際問(wèn)題情景進(jìn)行分析,最終對(duì)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(xiàng)公式及應(yīng)用
例5.一個(gè)等比數(shù)列有三項(xiàng),如果把第二項(xiàng)加上4,那么所得的三項(xiàng)就成為等差數(shù)列,如果再把這個(gè)等差數(shù)列的第三項(xiàng)加上32,那么所得的三項(xiàng)又成為等比數(shù)列,求原來(lái)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(diǎn)評(píng):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(diǎn)是思路簡(jiǎn)單、實(shí)用,缺點(diǎn)是有時(shí)計(jì)算較繁。
例6.(2006年陜西卷)已知正項(xiàng)數(shù)列,其前項(xiàng)和滿足且成等比數(shù)列,求數(shù)列的通項(xiàng)
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(shí),a3=13,a15=73,a1, a3,a15不成等比數(shù)列
∴a1≠3;
當(dāng)a1=2時(shí),,a3=12, a15=72,有 a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-3。
點(diǎn)評(píng):該題涉及等比數(shù)列的求和公式與等比數(shù)列通項(xiàng)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(xiàng)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(guó)文,21)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)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(diǎn)評(píng):對(duì)于等比數(shù)列求和問(wèn)題要先分清數(shù)列的通項(xiàng)公式,對(duì)應(yīng)好首項(xiàng)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(xiàng)的和S10及T10;
(2)(2001全國(guó)春季北京、安徽,20)在1與2之間插入n個(gè)正數(shù)a1,a2,a3……,an,使這n+2個(gè)數(shù)成等比數(shù)列;又在1與2之間插入n個(gè)正數(shù)b1,b2,b3,……,bn,使這n+2個(gè)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(xiàng);
(Ⅱ)當(dāng)n≥7時(shí),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(xiàng)公式及其前n項(xiàng)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(shí),,
當(dāng)q=時(shí),。
(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(shí)
證明:當(dāng)n=7時(shí),23.5=8·=An Bn=×7,∴An>Bn
設(shè)當(dāng)n=k時(shí),An>Bn,則當(dāng)n=k+1時(shí),
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(shí)等式成立,即ak=ak-2+2,由題設(shè)ak+1ak=(ak-1+2)·(ak-2+2),因?yàn)閍k=ak-2+2≠0,所以ak+1=ak-1+2,
也就是說(shuō),當(dāng)n=k+1時(shí),等式ak+1=ak-1+2成立;
根據(jù)①和②,對(duì)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(diǎn)評(píng):本小題主要考查數(shù)列與等差數(shù)列前n項(xiàng)和等基礎(chǔ)知識(shí),以及準(zhǔn)確表述,分析和解決問(wèn)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(xiàng)都為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,首項(xiàng)a1=3,前三項(xiàng)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(diǎn)評(píng):本題考查了等比數(shù)列的相關(guān)概念及其有關(guān)計(jì)算能力。
例10.(1)設(shè)首項(xiàng)為正數(shù)的等比數(shù)列,它的前n項(xiàng)和為80,前2n項(xiàng)和為6560,且前n項(xiàng)中數(shù)值最大的項(xiàng)為54,求此數(shù)列的首項(xiàng)和公比q。
(2)在和之間插入n個(gè)正數(shù),使這個(gè)數(shù)依次成等比數(shù)列,求所插入的n個(gè)數(shù)之積。
(3)設(shè)等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),項(xiàng)數(shù)是偶數(shù),
40、它的所有項(xiàng)的和等于偶數(shù)項(xiàng)和的4倍,且第二項(xiàng)與第四項(xiàng)的積是第3項(xiàng)與第4項(xiàng)和的9倍,問(wèn)數(shù)列{lgan}的前多少項(xiàng)和最大?(lg2=0 3,lg3=0.4)
解析:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)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(xiàng)中數(shù)值最大的項(xiàng)為第n項(xiàng)。
∴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(gè)數(shù)為,且公比為q,
則
。
解法2:設(shè)插入的n個(gè)數(shù)為,
。
(3)解法一 設(shè)公比為q,項(xiàng)數(shù)為2m,m∈N*,
依題意有:,
化簡(jiǎn)得,
設(shè)數(shù)列{lgan}前n項(xiàng)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(shí),Sn最大,
而=5,故{lgan}的前5項(xiàng)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(xiàng),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(xiàng)和最大。
點(diǎn)評(píng):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(diǎn)是思路簡(jiǎn)單、實(shí)用,缺點(diǎn)是有時(shí)計(jì)算較繁;第二種解法利用等比數(shù)列的性質(zhì),與“首末項(xiàng)等距”的兩項(xiàng)積相等,這在解題中常用到。
題型6:等差、等比綜合問(wèn)題
例11.(2006年廣東卷)已知公比為的無(wú)窮等比數(shù)列各項(xiàng)的和為9,無(wú)窮等比數(shù)列各項(xiàng)的和為。
43、(Ⅰ)求數(shù)列的首項(xiàng)和公比;
(Ⅱ)對(duì)給定的,設(shè)是首項(xiàng)為,公差為的等差數(shù)列.求數(shù)列的前10項(xiàng)之和。
解析:(Ⅰ)依題意可知:,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,所以數(shù)列的的首項(xiàng)為,公差,,即數(shù)列的前10項(xiàng)之和為155。
點(diǎn)評(píng):對(duì)于出現(xiàn)等差、等比數(shù)列的綜合問(wèn)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(shí)要點(diǎn)(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(gè)數(shù)列是等比數(shù)列的依據(jù),也可由an·an+2=來(lái)判斷;
(2)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=a1·qn-1;
(3)對(duì)于G 是a、b 的等差中項(xiàng),則G2=ab,G=±;
(4)特別要注意等比數(shù)列前n 項(xiàng)和公式應(yīng)分為q=1與q≠1兩類,當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1,當(dāng)q≠1時(shí),Sn=,Sn=。
2.等比數(shù)列的判定方法
①定義法:對(duì)于數(shù)列,若,則數(shù)列是等比數(shù)列;
②等比中項(xiàng):對(duì)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(xiàng)間的關(guān)系:如果是等比數(shù)列的第項(xiàng),是等差數(shù)列的第項(xiàng),且,公比為,則有;
②對(duì)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(xiàng)的和,,那么,,成等比數(shù)列。
如下圖所示: