等比数列概念

天帝少昊2023-05-05  26

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

“G是a、b的等比中项”“G^2=ab(G≠0)”

③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。

(6)由于首项为a1,公比为q的等比数列的通向公式可以写成anq/a1=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。

(1)等比数列的通项公式是:an=a1×q^(n-1)

若通项公式变形为an=a1/qq^n(n∈n),当q>0时,则可把an看作自变量n的函数,点(n,an)是曲线y=a1/qq^x上的一群孤立的点。

(2)

任意两项am,an的关系为an=am·q^(n-m)

(3)从等比数列的定义、通项公式、前n项和公式可以推出:

a1·an=a2·an-1=a3·an-2=…=ak·an-k+1,k∈{1,2,…,n}

(4)等比中项:aq·ap=ar^2,ar则为ap,aq等比中项。

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

1、等比数列的定义

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常数,这个数列就叫做等比数列,这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示.

注意

2、等比数列的通项公式

由a2=a1q,a3=a2q=a1q2,a4=a3q=a1q3,……,归纳得出an=a1qn-1此公式对n=1也成立

注意

3、等比中项

如果在a与b中间插入一个数g,使a,g,b成等比数列,那么g叫做a与b的等比中项.

注意

4、等比数列的判定方法

(1)、an=an-1·q(n≥2),q是不为零的常数,an-1≠0{an}是等比数列

(2)、an2=an-1·an+1(n≥2,

an-1,an,an+1≠0){an}是等比数列

(3)、an=c·qn(c,q均是不为零的常数){an}是等比数列

5、等比数列的性质

设{an}为等比数列,首项为a1,公比为q

(1)、当q>1,a1>0或0

1,a1<0或0

0时,{an}是递减数列;当q=1时,{an}是常数列;当q<0时,{an}是摆动数列

(2)、an=am·qn-m(m、n∈n)

(3)、当m+n=p+q(m、n、q、p∈n)时,有am·an=ap·aq

(4)、{an}是有穷数列,则与首末两项等距离的两项积相等,且等于首末两项之积

(5)、数列{λan}(λ为不等于零的常数)仍是公比为q的等比数列;若{bn}是公比为q′的等比数列,则数列{an·bn}是公比为qq′的等比数列;数列是公比为的等比数列;{|an|}是公比为|q|的等比数列

(6)、在{an}中,每隔k(k∈n)项取出一项,按原来顺序排列,所得新数列仍为等比数列且公比为qk+1

(7)、当数列{an}是各项均为正数的等比数列时,数列{lgan}是公差为lgq的等差数列

(8)、{an}中,连续取相邻两项的和(或差)构成公比为q的等比数列

(9)、若m、n、p(m、n、p∈n)成等差数列时,am、an、ap成等比数列

6、等比数列的前n项和公式

设等比数列a1,a2,a3,…,an,…,它的前n项和是sn=a1+a2+…+an,根据等比数列的通项公式可将sn写成sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1…①

①两边乘以q得qsn=a1q+a1q2+a1q3+…+a1qn

…②

两式相减得

(1-q)sn=a1-a1qn,

由此得q≠1时等比数列{an}的前n项和的公式

因为an=a1qn-1,所以上面公式还可以写成

当q=1时,sn=na1

注意

7、等比数列前n项和的一般形式

一般地,如果a1,q是确定的,那么

8、等比数列的前n项和的性质

(1)、若某数列前n项和公式为sn=an-1(a≠0,±1),则{an}成等比数列

(2)、若数列{an}是公比为q的等比数列,则

(ⅰ)、sn+m=sn+qn·sm

(ⅱ)、在等比数列中,若项数为2n(n∈n),则

(ⅲ)、sn,s2n-sn,s3n-s2n成等比数列

等比数列是前一项除以后一项等于一个固定常数q

通项公式an=a1·q(n-1),

等差数列是前一项与后一项的差是常数

等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d=dn+a1-d

等比数列是指前一个数和后一个数的比相同,

如:1,3,9,27,……

等差数列是指前一个数和后一个数的差相同,

如:1,4,7,10,13,,16,……

等比数列是前一项除以后一项等于一个固定常数q

通项公式an=a1·q(n-1),

等差数列是前一项与后一项的差是固定常数

等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d=dn+a1-d

一个差相等,一个比相等

用例题来理解等比数列。

先看看等比数列定义:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比都等于一个常数(不为0),那么,这个数列就叫做等比数列。

这个常数叫做等比数列的公比。

来看下面这道题:

例1求1+2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024的和。

通过观察,会发现这个数列的后一项比上前一项都是2。

2÷1=2;

4÷2=2;

8÷4=2;

……

1024÷512=2。

所以这个题目就是典型的等比数列求和题,

公比是2。

例1中,如果拿笔硬算会十分麻烦,而且容易出错。

在这里G老师分享一个计算等比数列求和题目时经常用到的一个方法。

☞ 错位相减法

令A=1+2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024,

G老师让A这个式子再乘以数列的公比,

会得到什么呢?

2A=2+4+8+16+32+128+256+512+1024+2048,

这样我们构造出了一个新数列,

而且这个数列的和等于原数列乘以公比。

再将两个式子相减,

G老师纯手写

左边是2A-A=A;

右边是2048-1;

等式右边其余的项都已经抵消了。

这样我们就得出结果了,

1+2+4+8+16+32+64+128+256+512+1024=2047

再来看看下面这道题

例2计算3+9+27+81+243+729+2187

分析:这题是等比数列求和,公比是3,共有7项。采用错位相减法,让等式乘以它的公比。

令A=3+9+27+81+243+729+2187;

则 3A=9+27+81+243+729+2187+6561;

两式相减,

3A-A=2A=6561-3

2A=6558

A=6558÷2=3279

所以,

3+9+27+81+243+729+2187=3279

总结一下,等比数列的一般规律。

等比数列中,

公比=后一项÷前一项;

末项的值=首项x公比的(n-1)次方(n代表项数)

注意:公比的(n-1)次方=(n-1)个公比相乘

如例2中,末项是2187,首项是3,项数n=7。

2187=3x3^(7-1)

等比数列的和=(末项x公比-首项)÷(公比-1)

(由错位相减法得出)

等比数列的解释

数学用语。从第二项始,以下任一项与前一项的比恒等的数列,如1,2,4,8……。

词语分解

等比的解释 同辈;同列。《汉书·元后传》:“太后怜弟 曼 蚤死,独不封, 曼 寡妇 渠 供养 东宫 ,子 莽 幼孤,不及等比,常以为语。”《后汉书·贾复传》:“﹝ 贾复 ﹞为县掾,迎盐 河 东,会遇盗贼,等比十馀人 数列的解释 依照 某种 法则排列的一列数。如:、、、……;、、、……等。数列分有限数列和无限数列两种。

等比数列就是后一项比前一项的比值都一样的数列,这个比值叫做公比q

比如1 2 4 8 16公比就是2

又比如1/3 1/9 1/27 1/81公比就是1/3

设通项是an(就是第n项),则a(n+1)=qan

那么求和记为

Sn=a1+a2++an (1)

两边同乘以q,

qSn=q(a1+a2++an) =a2+a3++an+qan(2)乘以q后每个a的角标就要+1

(1)-(2)式得到

(1-q)Sn=qan-a1=qa1q^(n-1)-a1=a1(1-q^n) 这里an=a1q^(n-1)

所以Sn=a1(1-q^n)/(1-q)

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