昨天我們講了等差數列及其前n項和的相關知識內容, 那麼今天我們就繼續講解數列另一塊重要知識內容, 也就是等比數列及其前n項的和。
等比數列可以說是數列的核心內容, 自然也是高考必考的知識點之一。 在高考數學中, 跟等比數列相關的主要考點有:等比數列的基本運算與通項公式;等比數列的性質;等比數列的前n項和;等比數列的綜合應用等等。
等比數列與等差數列在定義上只有“一字之差”, 它們的通項公式和性質有許多相似之處, 其中等差數列中的“和”“倍數”可以與等比數列中的“積”“冪”相類比。
關注等比數列和等差數列之間的異同有助於我們從整體上把握, 同時也有利於類比思想的推廣。 對於等差數列項的和或等比數列項的積的運算, 若能關注通項公式an=f(n)的下標n的大小關係, 可簡化題目的運算。
今天, 我就簡單講講等比數列及其前n項和相關知識內容。
什麼是等比數列?
一般地, 如果一個數列從第2項起, 每一項與它的前一項的比等於同一個常數(不為零), 那麼這個數列就叫做等比數列.這個常數叫做等比數列的公比, 通常用字母q表示, 定義的運算式為an+1/an=q(n∈N*, q為非零常數).
有等差中項,
從這裡我們就可以看出, 等比數列具有以下兩個明顯特徵:
1、從等比數列的定義看, 等比數列的任意項都是非零的, 公比q也是非零常數。
2、由an+1=qan, q≠0並不能立即斷言{an}為等比數列, 還要驗證a1≠0。
我們就可以通過等比數列的概念和特徵, 得到等比數列的判定方法:
1、定義法:若an+1/an=q(q為非零常數, n∈N*)或an/an-1=q(q為非零常數且n≥2, n∈N*), 則{an}是等比數列.
2、等比中項法:若數列{an}中, an≠0且an+12=an·an+2(n∈N*), 則數列{an}是等比數列.
3、通項公式法:若數列通項公式可寫成an=c·qn(c, q均是不為0的常數, n∈N*), 則{an}是等比數列.
同時我們還需要掌握等比數列兩個非常重要的公式:
1、通項公式:an=a1qn-1.
2、前n項和公式:Sn=na1, q=1或Sn=a1(1-qn)/1-q=(a1-anq)/1-q, q≠1.
典型例題1:
運用等比數列的前n項和Sn公式去解決問題, 要注意以下兩個方面:
1、等比數列的前n項和Sn是用錯位相減法求得的, 注意這種思想方法在數列求和中的運用.
2、在運用等比數列的前n項和公式時,必須注意對q=1與q≠1分類討論,防止因忽略q=1這一特殊情形導致解題失誤.
同時我們要謹記一些等比數列{an}的常用性質:
1、在等比數列{an}中,若m+n=p+q=2r(m,n,p,q,r∈N*),則am·an=ap·aq=ar2.
特別地,a1an=a2an-1=a3an-2=….
2、在公比為q的等比數列{an}中,數列am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等比數列,公比為qk;
數列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍是等比數列(此時q≠-1);an=amqn-m.
典型例題2:
等比數列基本量的運算是等比數列中的一類基本問題,數列中有五個量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通過列方程(組)可迎刃而解.
在使用等比數列的前n項和公式時,應根據公比q的情況進行分類討論,切不可忽視q的取值而盲目用求和公式.
2、在運用等比數列的前n項和公式時,必須注意對q=1與q≠1分類討論,防止因忽略q=1這一特殊情形導致解題失誤.
同時我們要謹記一些等比數列{an}的常用性質:
1、在等比數列{an}中,若m+n=p+q=2r(m,n,p,q,r∈N*),則am·an=ap·aq=ar2.
特別地,a1an=a2an-1=a3an-2=….
2、在公比為q的等比數列{an}中,數列am,am+k,am+2k,am+3k,…仍是等比數列,公比為qk;
數列Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…仍是等比數列(此時q≠-1);an=amqn-m.
典型例題2:
等比數列基本量的運算是等比數列中的一類基本問題,數列中有五個量a1,n,q,an,Sn,一般可以“知三求二”,通過列方程(組)可迎刃而解.
在使用等比數列的前n項和公式時,應根據公比q的情況進行分類討論,切不可忽視q的取值而盲目用求和公式.