专题18 等比数列一、单选题1.(2020·陕西省高三三模(理))已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,342a a =,11a =,则4S =( ) A .31B .15C .8D .72.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)在等比数列{}n a 中,已知13118a a a =,那么28a a =( ) A .4B .6C .12D .163.(2020·江西省高三三模(文))已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若11a =,3240a S +=,则10a =( ) A .512-B .512C .1024D .1024-4.(2020·河南省高三月考(文))在等比数列{}n a 中,已知134a a =,9256a =,则8a =( ) A .128B .64C .64或64-D .128或128-5.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)已知等差数列{}n a 的公差为3,若134,,a a a 成等比数列,则2a 等于() A .9B .3C .-3D .-96.(2020·湖北省高三三模(理))设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,12342,20a a a a =++=,则5S =( ) A .2B .0C .2-D .4-7.(2020·福建省高二期末)“垛积术”(隙积术)是由北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中首创,南宋数学家杨辉、元代数学家朱世杰丰富和发展的一类数列求和方法,有菱草垛、方垛、刍童垛、三角垛等等,某仓库中部分货物堆放成如图所示的“菱草垛”:自上而下,第一层1件,以后每一层比上一层多1件,最后一层是n 件,已知第一层货物单价1万元,从第二层起,货物的单价是上一层单价的45.若这堆货物总价是425655n⎛⎫- ⎪⎝⎭万元,则n 的值为( )A .7B .8C .9D .108.(2020·黑龙江省铁人中学高一期中)等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,12322,a a a S =+是1S 与3mS 的等比中项,则m 的值为( ) A .1 B .97C .67D .12二、多选题9.(2018·山东省山东师范大学附中高二学业考试)设等比数列{}n a 的公比为q ,其前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,并且满足条件11a >,667711,01a a a a -><-,则下列结论正确的是( ) A .01q << B .681a a > C .n S 的最大值为7SD .n T 的最大值为6T10.(2019·临沭第一中学高二开学考试)已知数列{}n a 是公比为(1)≠q q 的等比数列,则以下一定是等比数列的是( ) A .{}2naB .{}2n aC .{}1n n a a +⋅D .{}1n n a a ++11.(2020·山东省曲阜一中高三月考)在《增删算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关.”则下列说法正确的是( ) A .此人第二天走了九十六里路B .此人第三天走的路程站全程的18C .此人第一天走的路程比后五天走的路程多六里D .此人后三天共走了42里路12.(2019·山东省高三月考)已知1a ,2a ,3a ,4a 成等比数列,满足()21234234a a a a a a a +++=++,且41a >,下列选项正确的是( )A .13a a >B .34a a >C .12a a >D .24a a <三、填空题13.(2018·平遥县综合职业技术学校高二期中)两个数等差中项是20,等比中项是12,则这两个数是________. 14.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)在等比数列{}n a 中,121a a +=,342a a +=,则5678a a a a +++=________.15.(2020·湖南省高三三模(理))在数列{}n a 中,44a =,且22n n a a +=,则21nii a==∑__________.16.(2020·进贤县第一中学高一月考)我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有蒲(水生植物名)生一日,长三尺;莞(植物名,俗称水葱、席子草)生一日,长一尺.蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长等?”意思是:今有蒲生长1日,长为3尺;莞生长1日,长为1尺.蒲的生长逐日减半,莞的生长逐日增加1倍.若蒲、莞长度相等,则所需的时间约为_____日. (结果保留一位小数,参考数据: lg20.30≈, lg30.48≈) 四、解答题17.(2020·江西省高二月考(理))已知数列{}n a 是公差为2的等差数列,它的前n 项和为n S ,且1+1a ,31a +,71a +成等比数列。
(1)求{}n a 的通项公式。
(2)求数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T 。
18.(2020·湖北省江夏实验高中高一期中)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且*273,49,a S n N ==∈(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设1(1)2n n n a b n-+⋅=,求数列{}n b 的前n 项和T n.19.(2020·江苏省如皋中学高一月考)已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足()11n n aS a a =--,(a 为常数,且0a ≠,1a ≠).(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设21nn nS b a =+,若数列{}n b 为等比数列,求a 的值. 20.(2020·广东省高三一模(文))已知数列{}n a 的前n 项和为S n ,且满足n n a n S =-,设1n n b a =-. (1)求123,,a a a ;(2)判断数列{}n b 是否是等比数列,并说明理由; (3)求数列{}n a 的前n 项和S n .21.(2019·福建省莆田一中高三月考(文))设数列{}n a 前n 项和为S ,且满足()*1111,3232n n a S a n N +==-∈. (1)证明{}n a 为等比数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)在(1)的条件下,设2log n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T .22.(2020·宁夏回族自治区银川九中高三二模(文))在数列{}n a 中,11a =,23a =,11320n n n a a a +--+=(n +∈N 且2n ≥).(1)证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; (2)求数列{}n a 的通项公式.专题18 等比数列一、单选题1.(2020·陕西省高三三模(理))已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,342a a =,11a =,则4S =( ) A .31 B .15 C .8 D .7【答案】B 【解析】由于数列是等比数列,故32112a q a q =,由于11a =,故解得2q,所以()4141151a q S q-==-.故选:B.2.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)在等比数列{}n a 中,已知13118a a a =,那么28a a =( ) A .4 B .6 C .12 D .16【答案】A 【解析】由()321043313111111582a a a a a q a q a q a =⋅⋅====,所以52a =,则2228524a a a ===.故选A.3.(2020·江西省高三三模(文))已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若11a =,3240a S +=,则10a =( ) A .512- B .512C .1024D .1024-【答案】A 【解析】1321,40a a S =+=.()211140a q a a q ∴++=.2440q q ∴++=.解得:2q =-.199101(2)512a a q ∴=⋅=⋅-=-.故选:A4.(2020·河南省高三月考(文))在等比数列{}n a 中,已知134a a =,9256a =,则8a =( ) A .128 B .64 C .64或64- D .128或128-【答案】D 【解析】设等比数列{}n a 的公比为q ,由21324a a a ==,解得22a =±,当22a =时,792128a q a ==,得2q ,则981282a a ==; 当22a =-时,792128a q a ==-,得2q =-,则98128-2a a ==- .综上8128a =或128-, 故选:D.5.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)已知等差数列{}n a 的公差为3,若134,,a a a 成等比数列,则2a 等于() A .9 B .3 C .-3 D .-9【答案】D 【解析】因为134,,a a a 成等比数列,所以()()211132a a d a d +=+,所以2140a d d +=,又因为3d =,所以112a =-,则219a a d =+=-, 故选:D.6.(2020·湖北省高三三模(理))设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,12342,20a a a a =++=,则5S =( ) A .2 B .0C .2-D .4-【答案】A 【解析】12342,20a a a a =++=2311120q q q a a a ∴++=,2320q q q ∴++=;0q ∴=或1q =-;等比数列公比不能为0,1q =-552[1(1)]21+1S --==故选:A7.(2020·福建省高二期末)“垛积术”(隙积术)是由北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中首创,南宋数学家杨辉、元代数学家朱世杰丰富和发展的一类数列求和方法,有菱草垛、方垛、刍童垛、三角垛等等,某仓库中部分货物堆放成如图所示的“菱草垛”:自上而下,第一层1件,以后每一层比上一层多1件,最后一层是n 件,已知第一层货物单价1万元,从第二层起,货物的单价是上一层单价的45.若这堆货物总价是425655n⎛⎫- ⎪⎝⎭万元,则n 的值为( )A .7B .8C .9D .10【答案】B 【解析】由题意,可知这堆货物的总价为n S ,则21444123...555n n S n -⎛⎫⎛⎫=+⨯+⨯++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭45n S =()2144442...15555n nn n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯++-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,两式相减可得:21144441...55555n nn S n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++-⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭()414455545515nn nn n ⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭=-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭- ,所以()425555nn S n ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 当()442555256555nnn S n ⎛⎫⎛⎫=-+=-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭时,解得:8n =. 故选:B8.(2020·黑龙江省铁人中学高一期中)等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,12322,a a a S =+是1S 与3mS 的等比中项,则m 的值为( ) A .1 B .97C .67D .12【答案】B 【解析】设数列{}n a 的公比为q ,则由1232a a a =+,得21112a a q a q =+,易知10a ≠,所以2210q q +-=解得1q =-或12q =,当1q =-时,20S =,这与2S 是1S 与3mS 的等比中项矛盾, 当12q =时,11213137,,24S a S a mS a m ===由2S 是1S 与3mS 的等比中项,得2213S S mS =⋅,即22119744a m a =⋅,所以97m =, 故选:B . 二、多选题9.(2018·山东省山东师范大学附中高二学业考试)设等比数列{}n a 的公比为q ,其前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,并且满足条件11a >,667711,01a a a a -><-,则下列结论正确的是( ) A .01q << B .681a a > C .n S 的最大值为7S D .n T 的最大值为6T【答案】AD 【解析】①671,1a a >>, 与题设67101a a -<-矛盾. ②671,1,a a ><符合题意.③671,1,a a <<与题设67101a a -<-矛盾.④ 671,1,a a <>与题设11a >矛盾.得671,1,01a a q ><<<,则n T 的最大值为6T .∴B ,C ,错误.故选:AD.10.(2019·临沭第一中学高二开学考试)已知数列{}n a 是公比为(1)≠q q 的等比数列,则以下一定是等比数列的是( ) A .{}2naB .{}2n aC .{}1n n a a +⋅D .{}1n n a a ++【答案】BC 【解析】因为数列{}n a 是公比为(1)≠q q 的等比数列,则1n na q a +=, 对于选项A,11222n n n na a a a ++-=,因为1n n a a +-不是常数,故A 错误;对于选项B,222112n n nn a a q aa ++⎛⎫== ⎪⎝⎭,因为2q 为常数,故B 正确; 对于选项C,2212111n n n n n n n na a a a q a a a a ++++++⋅=⋅=⋅,因为2q 为常数,故C 正确;对于选项D,若10n n a a ++=,即1q =-时,该数列不是等比数列,故D 错误. 故答案为:BC11.(2020·山东省曲阜一中高三月考)在《增删算法统宗》中有这样一则故事:“三百七十八里关,初行健步不为难;次日脚痛减一半,如此六日过其关.”则下列说法正确的是( ) A .此人第二天走了九十六里路B .此人第三天走的路程站全程的18C .此人第一天走的路程比后五天走的路程多六里D .此人后三天共走了42里路 【答案】ACD 【解析】设此人第n 天走n a 里路,则数列{}n a 是首项为1a ,公比为12q =的等比数列,因为6378S =,所以1661(1)2=378112a S -=-,解得1192a =,对于A ,由于21192962a =⨯=,所以此人第二天走了九十六里路,所以A 正确; 对于B ,由于 3148119248,43788a =⨯=>,所以B 不正确; 对于C ,由于378192186,1921866-=-=,所以此人第一天走的路程比后五天走的路程多六里,所以C正确;对于D ,由于4561111924281632a a a ⎛⎫++=⨯++= ⎪⎝⎭,所以D 正确, 故选:ACD12.(2019·山东省高三月考)已知1a ,2a ,3a ,4a 成等比数列,满足()21234234a a a a a a a +++=++,且41a >,下列选项正确的是( ) A .13a a > B .34a a >C .12a a >D .24a a <【答案】AD 【解析】1234,,,a a a a 成等比数列,设公比为q .()2244444123423444322,a a a a a a a a a a a a a a q q q q q ⎛⎫+++=++∴+++=++ ⎪⎝⎭, 2244322322111111111111,1,11a a q q q q q q q q q q ⎛⎫⎛⎫∴+++=++>∴+++>++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 整理得43211210q q q q+++<,即32210q q q +++<. 令()3221f x x x x =+++,则()()()'2341311f x x x x x =++=++.由()'0fx >,得13x >-或1x <-;由()'0f x <,得113x -<<-,()f x ∴在(),1-∞-上单调递增,在11,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭上单调递减,在1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上单调递增.()f x ∴的极大值为()11f -=,极小值为1230327f ⎛⎫-=> ⎪⎝⎭. 又()210f -=-<,()f x ∴在区间()2,1--上有一个零点0x .即32210q q q +++<时,01q x <<-,21q ∴>.41a >,∴等比数列1234,,,a a a a 中,13,a a 均为负数,24,a a 均为正数.23122124,a q a a a q a a ∴=<=>.故选:AD . 三、填空题13.(2018·平遥县综合职业技术学校高二期中)两个数等差中项是20,等比中项是12,则这两个数是________. 【答案】4,36 【解析】设这两个数为,a b ,因为两个数等差中项是20,等比中项是12,所以40414436a b a ab b +==⎧⎧⇒⎨⎨==⎩⎩或364a b =⎧⎨=⎩, 即这两个数为4,36, 答案为:4,36.14.(2020·毕节市实验高级中学高一期中)在等比数列{}n a 中,121a a +=,342a a +=,则5678a a a a +++=________.【答案】12 【解析】设等比数列{}n a 公比为q ,则()12121222342q a a a a a a a q a ++++===. 故()42567812342312a a a a q a a a a +++=+++=⨯=.故答案为:1215.(2020·湖南省高三三模(理))在数列{}n a 中,44a =,且22n n a a +=,则21nii a==∑__________.【答案】122n +- 【解析】因为22n n a a +=,44a =,所以22a =,故数列{}2n a 是以2为首项、2为公比的等比数列, 由等比数列前n 项和公式可得,()1212122212n nn ii a+=-==--∑.故答案为:122n +-16.(2020·进贤县第一中学高一月考)我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有蒲(水生植物名)生一日,长三尺;莞(植物名,俗称水葱、席子草)生一日,长一尺.蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长等?”意思是:今有蒲生长1日,长为3尺;莞生长1日,长为1尺.蒲的生长逐日减半,莞的生长逐日增加1倍.若蒲、莞长度相等,则所需的时间约为_____日. (结果保留一位小数,参考数据: lg20.30≈, lg30.48≈) 【答案】2.6.【解析】解:设蒲(水生植物名)的长度组成等比数列{}n a ,其13a = ,公比为12,其前n 项和为n A .莞(植物名)的长度组成等比数列{}n b ,其11b =,公比为2 ,其前n 项和为n B .则131212,12112nn n nA B ⎛⎫- ⎪-⎝⎭==--,令n n A B = , 化为: 6272n n +=, 解得26n= 或21n= (舍去).即: lg6lg31 2.6lg2lg2n ==+≈ . 所需的时间约为2.6 日. 四、解答题17.(2020·江西省高二月考(理))已知数列{}n a 是公差为2的等差数列,它的前n 项和为n S ,且1+1a ,31a +,71a +成等比数列。