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等比数列的性质


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:如果等比数列{an}中,m+n=2k(m,n,k∈N*), 那么am·an=ak2是否成立?反之呢? 提示:如果等比数列的三项的序号成等差数列,那么对应
的项成等比数列.
事实上,若m+n=2k(m,n,k∈N*), 则am·an=(a1·qm-1)·(a1·qn-1)=a12·qm+n-2=a12(qk-1)2=ak2. 在等比数列{an}中,若am·an=ap·aq=ak2,不一定有m+n =p+q=2k,如非零常数列.
自学导引
1.等比数列的项与序号的关系以及性质
设等比数列{an}的公比为q. (1)两项关系:an=_a_m_q_n_-_m_(m,n∈N*). (2)多项关系:若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则aman=_a_p_a_q. (3)若m,n,p(m,n,p∈N*)成等差数列时,am,an,ap成等比数 列. 2.等比数列的项的对称性
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题型二 灵活设项求解等比数列
【例2】有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等 比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与 第三个数的和是12,求这四个数. [思路探索] 根据等差数列和等比数列的性质,设出未知 数,结合题中条件求解即可. 解 法一 设四个数依次为 a-d,a,a+d,a+ad2,
故到2015年年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造
住房面积的比例首次大于85%.
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本题将实际问题抽象出一个数列问题,解决数 列应用题的关键是读懂题意,建立数学模型,弄清问题的 哪一部分是数列问题,是哪种数列.在求解过程中应注意 首项的确立,时间的推算.不要在运算中出现问题.
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(2)若存在 m,使 b1,b4,bt 成等差数列, 则 2b4=b1+bt, ∴7+7 m×2=1+1 m+2t-2t-1+1 m, ∴t=7mm-+51=7mm--55+36=7+m3-6 5,(9 分) 由于 m、t∈N*且 t≥5. 令 m-5=36,18,9,6,4,3,2,1, 即 m=41,23,14,11,9,8,7,6 时,t 均为大于 5 的整数. ∴存在符合题意的 m 值,且共有 8 个数.(12 分)
由条件得a-d+a+a d2=16, a+a+d=12,
解得da==44, 或ad= =-9,6.
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所以,当a=4,d=4时,所求四个数为0,4,8,16; 当a=9,d=-6时,所求四个数为15,9,3,1. 故所求四个数为0,4,8,16或15,9,3,1. 法二 设四个数依次为2qa-a,aq,a,aq(a≠0),
合理地设出所求数中的三个,根据题意得 出另一个是解决这类问题的关键,一般地,三个数 成等比数列,可设为qa,a,aq;三个数成等差数列, 可设为 a-d,a,a+d.
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【变式2】 三个数成等比数列,其积为512,如果第一个数与第三 个数各减去2,则这三个数成等差数列,求这三个数. 解 设三个数依次为aq,a,aq, ∵qa·a·aq=512,∴a=8. ∵aq-2+(aq-2)=2a, ∴2q2-5q+2=0,∴q=2 或 q=12, ∴这三个数为 4,8,16 或 16,8,4.
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(2)设新建住房面积构成数列{bn}, 由题意可知,{bn}是等比数列, 其中b1=400,q=1.08,则bn=400×(1.08)n-1, 由题意可知an>0.85bn, 即250+(n-1)×50>400×(1.08)n-1×0.85满足上述不等式
的最小正整数n=6.
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【变式1】 (1)在递增等比数列{an}中,a1a9=64,a3+a7= 20,求a11的值.
(2)已知数列{an}成等比数列.若a3a4a5=8,求a2a3a4a5a6的 值.
解 (1)在等比数列{an}中, ∵a1·a9=a3·a7, ∴由已知可得:a3·a7=64与a3+a7=20联立得:
整理,得 2q2-5q+2=0,∴q=2 或 q=21.
∴ aq=1=21,
a1=4, 或q=21.
∴an=2n-1 或 an=23-n
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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.
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(若有中间项则等于中间项的平方),即 a1·an=a2·_a_n_-_1_
=ak·_a_n-__k_+_1_=
(n 为正奇数).
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3.等比数列的“子数列”的性质
若数列{an}是公比为q的等比数列,则 (1){an}去掉前几项后余下的项仍组成公比为_q_的等比数列; (2)奇数项数列{a2n-1}是公比为_q_2的等比数列; 偶数项数列{a2n}是公比为_q_2的等比数列; (3)在数列{an}中每隔k(k∈N*)取出一项,按原来顺序组成新 数列,则新数列仍为等比数列且公比为qk+1.
第2课时 等比数列的性质及应用
【课标要求】 1.理解等比数列的性质并能应用. 2.了解等比数列同指数函数间的关系. 3.会用等比数列的性质解题. 【核心扫描】 1.等比数列的性质及应用.(重点) 2.等比数列与等差数列的综合应用.(重点) 3.与函数、方程、不等式等结合命题.(难点)
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(2)若{an},{bn}分别是公比为q1,q2的等比数列,则数列 {an·bn}是公比为q1q2的等比数列. (3)数列{an}是各项均为正数的等比数列时,数列{lg an}是 公差为lg q的等差数列.
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题型一 等比数列性质的应用
【例1】 已知数列{an}为等比数列. (1)若an>0,且a2a4+2a3a5+a4a6=36,求a3+a5的值; (2)若a1+a2+a3=7,a1a2a3=8,求数列{an}的通项公式. [思路探索] 应用等比数列的性质:a2a4=a32,a4a6=a52, a1a3=a22,化简已知,可求解. 解 (1)法一 ∵an>0,∴a1>0,q>0. 又∵a2a4+2a3a5+a4a6=36, ∴a1q·a1q3+2a1q2·a1q4+a1q3·a1q5=36, 即a12q4+2a12q6+a12q8=36,
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解 (1)设中低价房面积构成数列{an},由题意可知,{an}是 等差数列,其中a1=250,d=50, 则 Sn=250n+nn2-1×50=25n2+225n;
令25n2+225n≥4 750,即n2+9n-190≥0, 解得n≤-19或n≥10,而n是正整数. ∴n≥10. 故到2019年年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首 次不少于4 750万平方米.
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【变式3】 始于2007年初的美国次贷危机,至2008年中期,已经 演变为全球金融危机.受此拖累,国际原油价格从2008年 7月每桶最高的147美元开始大幅下跌,9月跌至每桶97美 元.你能求出7月到9月平均每月下降的百分比吗?若按此 计算,到什么时间跌至谷底(即每桶34美元)? 解 设每月平均下降的百分比为x,则每月的价格构成了等 比数列{an},记:a1=147(7月份价格), 则8月份价格:a2=a1(1-x)=147(1-x); 9月份价格:a3=a2(1-x)=147(1-x)2. ∴147(1-x)2=97,解得x≈18.8%. 设an=34,则34=147·(1-18.8%)n-1, 解得n=8. 即从2008年7月算起第8个月,也就是2009年2月国际原油价 格将跌至34美元每桶.
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题型三 等比数列的实际应用
【例3】某市2010年新建住房400万平方米,其中250万平方米 是中低价房,预计今年后的若干年内,该市每年新建住房 面积平均比上一年增长8%.另外,每年新建住房中,中低 价房的面积比上一年增加50万平方米,那么到哪一年底 (1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2010年为累计的 第一年)将首次不少于4 750万平方米? (2)当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比 例首次大于85%. [思路探索]本题主要考查构建数学模型解决实际问题,通 过阅读之后,找出题目中的相关信息,构造等差数列和等 比数列.
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∴a12q4(1+2q2+q4)=36,即a12q4(1+q2)2=36, ∴a1q2(1+q2)=6, ∴a3+a5=a1q2+a1q4=a1q2(1+q2)=6. 法二 ∵a2a4+2a3a5+a4a6=36, ∴a32+2a3a5+a52=36, ∴(a3+a5)2=36,∴a3+a5=6. (2)∵a22=a1a3代入已知,得a23=8,∴a2=2. 设前三项为2q,2,2q,则有2q+2+2q=7.
(1)若{an}是公比为q的等比数列,则 ①{c·an}(c是非零常数)是公比为q的等比数列; ②{|an|}是公比为|q|的等比数列;
③数列a1n是公比为q1的等比数列;
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④{anm}(m是整数常数)是公比为qm的等比数列. 特别地,若数列{an}是正项等比数列时,数列{anm}(m是实 数常数)是公比为qm的等比数列.
a3=4, a7=16,
或aa37==146. ,
∵{an}是递增等比数列,∴a7>a3. ∴取 a3=4,a7=16,∴16=4q4,∴q4=4. ∴a11=a7·q4=16×4=64.
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