1、4.3.2等比数列的前n项和公式第1课时等比数列前n项和公式学习目标1.掌握等比数列的前n项和公式及公式证明思路.2.会用等比数列的前n项和公式解决有关等比数列的一些简单问题知识点一等比数列的前n项和公式已知量首项、公比与项数首项、公比与末项求和公式SnSn知识点二等比数列前n项和的性质1数列an为公比不为1的等比数列(或公比为1,且n不是偶数),Sn为其前n项和,则Sn,S2nSn,S3nS2n仍构成等比数列2若an是公比为q的等比数列,则SnmSnqnSm(n,mN*)3若an是公比为q的等比数列,S偶,S奇分别是数列的偶数项和与奇数项和,则:在其前2n项中,q;在其前2n1项中,S奇S偶
2、a1a2a3a4a2na2n1(q1)1等比数列前n项和Sn不可能为0.()2若首项为a的数列既是等比数列又是等差数列,则其前n项和等于na.()3若aR,则1aa2an1.()4若某数列的前n项和公式为Snaqna(a0,q0且q1,nN*),则此数列一定是等比数列()一、等比数列前n项和公式的基本运算例1在等比数列an中,(1)S230,S3155,求Sn;(2)a1a310,a4a6,求S5;(3)a1an66,a2an1128,Sn126,求公比q.反思感悟等比数列前n项和运算的技巧(1)在等比数列的通项公式和前n项和公式中,共涉及五个量:a1,an,n,q,Sn,其中首项a1和公比q
3、为基本量,且“知三求二”,常常列方程组来解答(2)对于基本量的计算,列方程组求解是基本方法,通常用约分或两式相除的方法进行消元,有时会用到整体代换,如qn,都可看作一个整体(3)在解决与前n项和有关的问题时,首先要对公比q1或q1进行判断,若两种情况都有可能,则要分类讨论跟踪训练1在等比数列an中(1)若a1,an16,Sn11,求n和q;(2)已知S41,S817,求an.二、利用错位相减法求数列的前n项和例2求数列的前n项和反思感悟错位相减法的适用范围及注意事项(1)适用范围:它主要适用于an是等差数列,bn是等比数列,求数列anbn的前n项和(2)注意事项:利用“错位相减法”时,在写出S
4、n与qSn的表达式时,应注意使两式交错对齐,以便于作差,正确写出(1q)Sn的表达式利用此法时要注意讨论公比q是否等于1的情况跟踪训练2已知等比数列an满足:a1,a1,a2,a3成等差数列,公比q(0,1)(1)求数列an的通项公式;(2)设bn(2n1)an,求数列bn的前n项和Sn.三、等比数列前n项和的性质例3(1)在等比数列an中,若S27,S691,则S4_.(2)已知等比数列an共有2n项,其和为240,且(a1a3a2n1)(a2a4a2n)80,则公比q_.(3)若数列an是等比数列,且其前n项和为Sn3n12k,则实数k_.延伸探究本例(3)中,若将条件改为“若数列an是等
5、比数列,且其前n项和为Snan15”,再求实数a的值反思感悟处理等比数列前n项和有关问题的常用方法(1)运用等比数列的前n项和公式,要注意公比q1和q1两种情形,在解有关的方程(组)时,通常用约分或两式相除的方法进行消元(2)灵活运用等比数列前n项和的有关性质跟踪训练3(1)已知等比数列an的前n项和为Sn,S41,S83,则a9a10a11a12等于()A8 B6 C4 D2(2)一个项数为偶数的等比数列an,全部各项之和为偶数项之和的4倍,前3项之积为64,求数列的通项公式1在数列an中,已知an12an,且a11,则数列an的前5项的和等于()A25
6、 B25 C31 D312等比数列1,x,x2,x3,的前n项和Sn等于()A. B.C. D.3设等比数列an的前n项和为Sn,若S10S512,则S15S5等于()A34 B23C12 D134已知在等比数列an中,a3,S3,则a1_.5若等比数列an的公比为,且a1a3a9960,则an的前100项和为_1知识清单:(1)等比数列前n项和公式(2)利用错位相减法求数列的前n项和(3)等比数列前n项和的性质2方法归纳:错位相减法、方程(组)思想、分类讨论3常见误区:(1)忽略q1的情况而致错(2)错位相减法
7、中粗心出错(3)忽略对参数的讨论1在等比数列an中,a12,a21,则S100等于()A42100 B42100 C4298 D421002设等比数列an的前n项和为Sn,已知S38,S67,则a7a8a9等于()A. B C. D.3若等比数列an的前n项和Sn2n1a,则a3a5等于()A4 B8 C16 D324设Sn为等比数列an的前n项和,若27a4a70,则等于()A10 B9 C8 D55已知an是首项为1的等比数列,Sn是其前n项和,且
8、9S3S6,则数列的前5项和等于()A.或5 B.或5C. D.6若等比数列an的前n项和Sn23nr,则r_.7已知Sn为等比数列an的前n项和,Sn93,an48,公比q2,则项数n_,a1_.8设等比数列an的公比为q,前n项和为Sn,若Sn1,Sn,Sn2成等差数列,则q的值为_9等比数列an的前n项和为Sn,已知S1,S3,S2成等差数列(1)求数列an的公比q;(2)若a1a33,求Sn.10.已知数列an和bn满足a12,b11,an12an(nN*),b1b2b3bnbn11(nN*)(1)求an与bn;(2)记数列anbn的前n项和为Tn,求Tn.11
9、在等比数列an中,a14,q5,则使Sn>107的最小正整数n的值是()A11 B10C12 D912等比数列an的首项为2,项数为奇数,其奇数项之和为,偶数项之和为,这个等比数列前n项的积为Tn(n2),则Tn的最大值为()A. B. C1 D213设数列an的前n项和为Sn,称Tn为数列a1,a2,a3,an的“理想数”,已知数列a1,a2,a3,a4,a5的理想数为2 014,则数列2,a1,a2,a5的“理想数”为()A1 673 B1 675 C. D.14已知数列an的前n项和为S
10、n,a11,2Snan11,则Sn_.15设数列an的前n项和为Sn,点(nN*)均在直线yx上若bn则数列bn的前n项和Tn_.16已知等差数列an满足a20,a6a810.(1)求数列an的通项公式;(2)求数列的前n项和参考答案 例1解(1)由题意知解得或从而Sn5n1或Sn.(2)方法一由题意知解得从而S5.方法二由(a1a3)q3a4a6,得q3,从而q.又a1a3a1(1q2)10,所以a18,从而S5.(3)因为a2an1a1an128,所以a1,an是方程x266x1280的两个根从而或又Sn126,所以q2或.跟踪训练1解
11、(1)由Sn得,11,q2,又由ana1qn1得,16(2)n1,n5.(2)若q1,则S82S4,不符合题意,q1,S41,S817,两式相除得171q4,q2或q2,a1或a1,an2n1或(2)n1.例2解设Sn,则有Sn,两式相减,得SnSn,即Sn1.Sn22(nN*)跟踪训练2解(1)设等比数列an的公比为q,a1,因为a1,a2,a3成等差数列,所以2a2a1a3,即得4q28q30,解得q或q,又因为q(0,1),所以q,所以ann1.(2)根据题意得Sn13(2n1),Sn13(2n3)(2n1),两式相减得Sn122(2n1)(2n1),所以Sn33,nN*例3答案(1)2
12、8(2)2(3)解析(1)数列an是等比数列,且易知公比q1,S2,S4S2,S6S4也构成等比数列,即7,S47,91S4构成等比数列,(S47)27(91S4),解得S428或S421.又S4a1a2a3a4a1a2a1q2a2q2(a1a2)(1q2)S2(1q2)>0,S428.(2)由题意知S奇S偶240,S奇S偶80,S奇80,S偶160,q2.(3)Sn3n12k33n2k,且an为等比数列,32k0,即k.延伸探究解由Snan15,可得Sn3an5,依题意有3a50,故a.跟踪训练3(1)答案C解析S4,S8S4,S12S8成等比数列即1,2,a9a10a11a12成等比
13、数列a9a10a11a124.(2)解设数列an的首项为a1,公比为q,所有奇数项、偶数项之和分别记作S奇,S偶,由题意可知,S奇S偶4S偶,即S奇3S偶因为数列an的项数为偶数,所以有q.又因为a1a1qa1q264,所以aq364,即a112,故所求通项公式为an12n1,nN*.1.答案D解析因为an12an,且a11,所以数列an是首项为1,公比为2的等比数列,所以数列an的前5项的和为31.2.答案C解析当x1时,Snn;当x1且x0时,Sn.3.答案A解析在等比数列an中,S5,S10S5,S15S10,成等比数列,因为S10S512,所以S52S10,S15S5,得S15S534
14、,故选A.4.答案或6解析方法一当q1时,a1a2a3,满足S3.当q1时,依题意,得解得综上可得a1或a16.方法二所以a1a23,所以2,所以q1或q.所以a1或a16.5.答案80解析令Xa1a3a9960,Ya2a4a100,则S100XY,由等比数列前n项和性质知q,所以Y20,即S100XY80.1.答案C解析q.S1004(12100)4298.2.答案A解析易知q1,因为a7a8a9S9S6,且S3,S6S3,S9S6也成等比数列,即8,1,S9S6成等比数列,所以8(S9S6)1,即S9S6,所以a7a8a9.3.答案C解析等比数列an的前n项和Sn2n1a,n2时,anSn
15、Sn12n1a(2n2a),化简得an2n2.则a3a522316.4.答案A解析设数列an的公比为q,由27a4a70,得a4(27q3)0,因为a40,所以27q30,则q3,故10.5.答案C解析设数列an的公比为q,显然q1,由已知得,解得q2,数列是以1为首项,为公比的等比数列,前5项和为.6.答案2解析Sn23nr,由等比数列前n项和的性质得r2.7.答案53解析由Sn93,an48,公比q2,得解得8.答案2解析由题意知2SnSn1Sn2,若q1,则Snna1,式子显然不成立,若q1,则有2,故2qnqn1qn2,即q2q20,q2.9.解(1)依题意有a1(a1a1q)2(a1
16、a1qa1q2),由于a10,故2q2q0.又q0,从而q.(2)由已知可得a1a123,故a14.从而Sn10.解(1)由a12,an12an,得an2n(nN*)由题意知:当n1时,b1b21,故b22.当n2时,bnbn1bn.整理得,又,所以bnn(nN*)(2)由(1)知anbnn2n,因此Tn2222323n2n,2Tn22223324n2n1,所以Tn2Tn222232nn2n1.故Tn(n1)2n12(nN*)11.答案A解析由题意可知在等比数列an中,a14,q5,Sn5n1.Sn>107,5n1>107,n>10.01,n为正整数,n11,故n的最小值为1
17、1.12.答案D解析设数列an共有(2m1)项,由题意得S奇a1a3a2m1,S偶a2a4a2m,因为项数为奇数时,q,即2q,所以q.所以Tna1a2anaq12n1故当n1或2时,Tn取最大值,为2.13.答案D解析因为数列a1,a2,a5的“理想数”为2 014,所以2 014,即S1S2S3S4S552 014,所以数列2,a1,a2,a5的“理想数”为.14.答案解析当n1时,则有2S1a21,a22S112a113;当n2时,由2Snan11得出2Sn1an1,上述两式相减得2anan1an,an13an,得3且3,数列an是以1为首项,以3为公比的等比数列,Sn.15.答案解析依题意得n,即Snn2n.当n2时,anSnSn12n;当n1时,a1S1,符合an2n,所以an2n(nN*),则由329,可知bn为公比为9的等比数列,b13219,故Tn.16.解(1)设等差数列an的公差为d,由已知条件可得解得故数列an的通项公式为an2n,nN*.(2)设数列的前n项和为Sn,即Sna1,.所以,得a111.所以Sn,所以数列的前n项和Sn,nN*.