等比数列性质推导

等比数列性质推导,第1张

等比数列是指从第二项起,每一项与它的前一项的比值等于同一个常数的一种数列,常用G、P表示。这个常数叫做等比数列公比,公比通常用字母q表示(q≠0),等比数列a1≠ 0。其中{an}中的每一项均不为0。注:q=1 时,an为常数列。

(1)定义式:

(2)通项公式(等比数列通项公式通过定义式叠乘而来):

(3)求和公式:

求和公式用文字来描述就是:Sn=首项(1-公比的n次方)/1-公比(公比≠1)如果公比q=1,则等比数列中每项都相等,其通项公式为 ,任意两项 , 的关系为 ;在运用等比数列的前n项和时,一定要注意讨论公比q是否为1

(4)从等比数列的定义、通项公式、前n项和公式可以推出:

(5)等比中项:

若 ,那么 为 等比中项。

记πn=a1·a2…an,则有π2n-1=(an)2n-1,π2n+1=(an+1)2n+1。

另外,一个各项均为正数的等比数列各项取同底数后构成一个等差数列;反之,以任一个正数C为底,用一个等差数列的各项做指数构造幂Can,则是等比数列。在这个意义下,我们说:一个正项等比数列与等差数列是“同构”的。

等比中项定义:从第二项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项。

等比中项公式: 或者 。

(6)无穷递缩等比数列各项和公式:

无穷递缩等比数列各项和公式:公比的绝对值小于1的无穷等比数列,当n无限增大时的极限叫做这个无穷等比数列各项的和。

(7)由等比数列组成的新的等比数列的公比:{an}是公比为q的等比数列

1若A=a1+a2+……+an

B=an+1+……+a2n

C=a2n+1+……a3n

则,A、B、C构成新的等比数列,公比Q=qn

2若A=a1+a4+a7+……+a3n-2

B=a2+a5+a8+……+a3n-1

C=a3+a6+a9+……+a3n

则,A、B、C构成新的等比数列,公比Q=q[2] 。

性质

(1)若m、n、p、q∈N+,且m+n=p+q,则am×an=ap×aq。

(2)在等比数列中,依次每k项之和仍成等比数列。

(3)若“G是a、b的等比中项”则“G2=ab(G≠0)”。

(4)若{an}是等比数列,公比为q1,{bn}也是等比数列,公比是q2,则{a2n},{a3n}…是等比数列,公比为q1^2,q1^3…{can},c是常数,{an×bn},{an/bn}是等比数列,公比为q1,q1q2,q1/q2。

(5)若(an)为等比数列且各项为正,公比为q,则(log以a为底an的对数)成等差,公差为log以a为底q的对数。

(6)等比数列前n项之和

在等比数列中,首项A1与公比q都不为零。

注意:上述公式中An表示A的n次方。

(7)由于首项为a1,公比为q的等比数列的通项公式可以写成an=(a1/q)×qn,它的指数函数y=ax有着密切的联系,从而可以利用指数函数的性质来研究等比数列[2] 。

求通项方法

(1)待定系数法:已知an+1=2an+3,a1=1,求an?

构造等比数列an+1+x=2(an+x)

an+1=2an+x,∵an+1=2an+3 ∴x=3

∴(an+1+3)/ an+3=2

∴{an+3}为首项为4,公比为2的等比数列,所以an+3=a1×qn-1=4×2n-1,an=2n+1-3

(2)定义法:已知Sn=a·2n+b,求an的通项公式?

∵Sn=a·2n+b∴Sn-1=a·2n-1+b

∴an=Sn-Sn-1=a·2n-1[2] 。

数列an为正项等比数列,设公比为d,则d>0

任意n:

logb(an)-logb(a(n-1))=logb[an/a(n-1)]=logb(d)常数

故logb(an)是等差数列

另一问考虑幂的比

一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个非零常数,这个数列就叫做等比数列(Geometric Sequences)。这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0)且等比数列a1≠ 0。。注:q=1时, 为常数列。(1)通项公式:(2)求和公式:Sn=(a1-anq)/1-q求和公式用文字来描述就是:Sn=(首项-末项公比)÷(1-公比)任意两项 , 的关系为 ;在运用等比数列的前n项和时,一定要注意讨论公比q是否为1(3)从等比数列的定义、通项公式、前n项和公式可以推出:(4)等比中项:若 ,那么 为 等比中项。记πn=a1·a2…an,则有π2n-1=(an)2n-1,π2n+1=(an+1)2n+1。另外,一个各项均为正数的等比数列各项取同底数后构成一个等差数列;反之,以任一个正数C为底,用一个等差数列的各项做指数构造幂Can,则是等比数列。在这个意义下,我们说:一个正项等比数列与等差数列是“同构”的。等比中项定义:从第二项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项。等比中项公式: 或者 。(5)无穷递缩等比数列各项和公式:无穷递缩等比数列各项和公式:公比的绝对值小于1的无穷等比数列,当n无限增大时的极限叫做这个无穷等比数列各项的和。(6)由等比数列组成的新的等比数列的公比:{an}是公比为q的等比数列1若A=a1+a2+……+anB=an+1+……+a2nC=a2n+1+……a3n则,A、B、C构成新的等比数列,公比Q=q^n2若A=a1+a4+a7+……+a3n-2B=a2+a5+a8+……+a3n-1C=a3+a6+a9+……+a3n则,A、B、C构成新的等比数列,公比Q=q

性质

(1)若m、n、p、q∈N,且m+n=p+q,则aman=apaq。(2)在等比数列中,依次每k项之和仍成等比数列。(3)若“G是a、b的等比中项”则“G^2=ab(G≠0)”。(4)若{an}是等比数列,公比为q1,{bn}也是等比数列,公比是q2,则{a2n},{a3n}…是等比数列,公比为q1^2,q1^3…{can},c是常数,{anbn},{an/bn}是等比数列,公比为q1,q1q2,q1/q2。(5)等比数列中,连续的,等长的,间隔相等的片段和为等比。(6)若(an)为等比数列且各项为正,公比为q,则(log以a为底an的对数)成等差,公差为log以a为底q的对数。(7) 等比数列前n项之和Sn=A1(1-q^n)/(1-q)=A1(q^n-1)/(q-1)=(A1q^n)/(q-1)-A1/(q-1)在等比数列中,首项A1与公比q都不为零。注意:上述公式中A^n表示A的n次方。(8)由于首项为a1,公比为q的等比数列的通项公式可以写成an=(a1/q)q^n,它的指数函数y=a^x有着密切的联系,从而可以利用指数函数的性质来研究等比数列。

求通项方法

(1)待定系数法:已知a(n+1)=2an+3,a1=1,求an?构造等比数列a(n+1)+x=2(an+x)a(n+1)=2an+x,∵a(n+1)=2an+3 ∴x=3∴(a(n+1)+3)/(an+3)=2∴{an+3}为首项为4,公比为2的等比数列,所以an+3=a1q^(n-1)=42^(n-1),an=2^(n+1)-3(2)定义法:已知Sn=a·2^n+b,,求an的通项公式?∵Sn=a·2^n+b∴Sn-1=a·2^n-1+b∴an=Sn-Sn-1=a·2^n-1

应用

等比数列在生活中也是常常运用的。如:银行有一种支付利息的方式——复利。即把前一期的利息和本金加在一起算作本金,在计算下一期的利息,也就是人们通常说的“利滚利”。按照复利计算本利和的公式:本利和=本金(1+利率)^存期。

等比中项:当r满足p+q=2r时,那么则有  ,即  为  与  的等比中项。

等差中项:G=(a+b)除以2

等比数列的通项公式是: 

若通项公式变形为  (n∈N),当q>0时,则可把  看作自变量n的函数,点(n,  )是曲线  上的一群孤立的点。

等比求和: 

①当q≠1时,  或 

②当q=1时, ,记  ,则有 

在这个意义下,我们说:一个正项等比数列与等差数列是“同构”的。

扩展资料:

等比数列前n项之和:

①当q≠1时,  或 

②当q=1时, 

在等比数列中,首项a1与公比q都不为零

注意:上述公式中a^n表示A的n次方。

等比数列在生活中也是常常运用的。

如:银行有一种支付利息的方式---复利。

即把前一期的利息和本金加在一起算作本金,

再计算下一期的利息,也就是人们通常说的利滚利。

按照复利计算本利和的公式:本利和=本金×(1+利率)^存期

等比数列得:a3=根(a2a4)=1

S3=a1+a2+a3=1/q^2+1/q+1=13,

q=-1/4(舍),或q=1/3

故:an=27(1/3)^n

bn=log3 an=log3 27+ log3 (1/3)^n=3-n

前十项的和是:S10=30-(1+10)10/2=-25

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