專題34 等比數(shù)列及其前n項(xiàng)和原卷版-2025版高中數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義知識(shí)梳理、考點(diǎn)突破和分層檢測(cè)

Page專題34等比數(shù)列及其前n項(xiàng)和（新高考專用）目錄目錄【知識(shí)梳理】 2【真題自測(cè)】 3【考點(diǎn)突破】 4【考點(diǎn)1】等比數(shù)列基本量的運(yùn)算 4【考點(diǎn)2】等比數(shù)列的判定與證明 5【考點(diǎn)3】等比數(shù)列的性質(zhì)及應(yīng)用 7【分層檢測(cè)】 8【基礎(chǔ)篇】 8【能力篇】 10【培優(yōu)篇】 11考試要求：1.理解等比數(shù)列的概念.2.掌握等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式.3.了解等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系．知識(shí)梳理知識(shí)梳理1.等比數(shù)列的概念(1)定義：如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起，每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比都等于同一個(gè)常數(shù)，那么這個(gè)數(shù)列叫做等比數(shù)列，這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比，公比通常用字母q表示(顯然q≠0).數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)式：eq\f(an,an－1)＝q(n≥2，q為非零常數(shù)).(2)等比中項(xiàng)：如果在a與b中間插入一個(gè)數(shù)G，使a，G，b成等比數(shù)列，那么G叫做a與b的等比中項(xiàng).此時(shí)G2＝ab.2.等比數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式(1)若等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1，公比是q，則其通項(xiàng)公式為an＝a1qn－1；通項(xiàng)公式的推廣：an＝amqn－m.(2)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式：當(dāng)q＝1時(shí)，Sn＝na1；當(dāng)q≠1時(shí)，Sn＝eq\f(a1（1－qn）,1－q)＝eq\f(a1－anq,1－q).3.等比數(shù)列的性質(zhì)已知{an}是等比數(shù)列，Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.(1)若k＋l＝m＋n(k，l，m，n∈N*)，則有ak·al＝am·an.(2)相隔等距離的項(xiàng)組成的數(shù)列仍是等比數(shù)列，即ak，ak＋m，ak＋2m，…仍是等比數(shù)列，公比為qm.(3)當(dāng)q≠－1，或q＝－1且n為奇數(shù)時(shí)，Sn，S2n－Sn，S3n－S2n，…仍成等比數(shù)列，其公比為qn.1.若數(shù)列{an}，{bn}(項(xiàng)數(shù)相同)是等比數(shù)列，則數(shù)列{c·an}(c≠0)，{|an|}，{aeq\o\al(2,n)}，eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))，{an·bn}，eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,bn)))也是等比數(shù)列.2.由an＋1＝qan，q≠0，并不能立即斷言{an}為等比數(shù)列，還要驗(yàn)證a1≠0.3.在運(yùn)用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí)，必須注意對(duì)q＝1與q≠1分類討論，防止因忽略q＝1這一特殊情形而導(dǎo)致解題失誤.4.三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列，通常設(shè)為eq\f(x,q)，x，xq；四個(gè)符號(hào)相同的數(shù)成等比數(shù)列，通常設(shè)為eq\f(x,q3)，eq\f(x,q)，xq，xq3.真題自測(cè)真題自測(cè)一、單選題1．（2023·全國(guó)·高考真題）設(shè)等比數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù)，前n項(xiàng)和，若，，則（

）A． B． C．15 D．402．（2023·全國(guó)·高考真題）記為等比數(shù)列的前n項(xiàng)和，若，，則（

）．A．120 B．85 C． D．3．（2022·全國(guó)·高考真題）已知等比數(shù)列的前3項(xiàng)和為168，，則（

）A．14 B．12 C．6 D．3二、填空題4．（2024·北京·高考真題）設(shè)與是兩個(gè)不同的無(wú)窮數(shù)列，且都不是常數(shù)列.記集合，給出下列4個(gè)結(jié)論：①若與均為等差數(shù)列，則M中最多有1個(gè)元素；②若與均為等比數(shù)列，則M中最多有2個(gè)元素；③若為等差數(shù)列，為等比數(shù)列，則M中最多有3個(gè)元素；④若為遞增數(shù)列，為遞減數(shù)列，則M中最多有1個(gè)元素.其中正確結(jié)論的序號(hào)是.5．（2024·上?！じ呖颊骖}）無(wú)窮等比數(shù)列滿足首項(xiàng)，記，若對(duì)任意正整數(shù)集合是閉區(qū)間，則的取值范圍是．6．（2023·北京·高考真題）我國(guó)度量衡的發(fā)展有著悠久的歷史，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)了類似于砝碼的、用來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量的“環(huán)權(quán)”．已知9枚環(huán)權(quán)的質(zhì)量（單位：銖）從小到大構(gòu)成項(xiàng)數(shù)為9的數(shù)列，該數(shù)列的前3項(xiàng)成等差數(shù)列，后7項(xiàng)成等比數(shù)列，且，則；數(shù)列所有項(xiàng)的和為．7．（2023·全國(guó)·高考真題）記為等比數(shù)列的前項(xiàng)和．若，則的公比為．8．（2023·全國(guó)·高考真題）已知為等比數(shù)列，，，則.考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破【考點(diǎn)1】等比數(shù)列基本量的運(yùn)算一、單選題1．（2024·河南·三模）設(shè)為數(shù)列的前項(xiàng)和，若，則（

）A．4 B．8 C． D．2．（23-24高二下·黑龍江齊齊哈爾·期中）在各項(xiàng)為正的等比數(shù)列中，與的等比中項(xiàng)為，則（

）A．1 B．2 C．3 D．4二、多選題3．（2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè)）在數(shù)列中，若對(duì)，都有（為常數(shù)），則稱數(shù)列為“等差比數(shù)列”，為公差比，設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和是，則下列說(shuō)法一定正確的是（

）A．等差數(shù)列是等差比數(shù)列B．若等比數(shù)列是等差比數(shù)列，則該數(shù)列的公比與公差比相同C．若數(shù)列是等差比數(shù)列，則數(shù)列是等比數(shù)列D．若數(shù)列是等比數(shù)列，則數(shù)列等差比數(shù)列4．（23-24高二下·陜西安康·期末）已知數(shù)列滿足，且，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．?dāng)?shù)列可能為常數(shù)列B．?dāng)?shù)列可能為等比數(shù)列C．若，則D．若，記是數(shù)列的前項(xiàng)積，則的最大值為三、填空題5．（2024·河北邯鄲·模擬預(yù)測(cè)）記為等比數(shù)列的前項(xiàng)的和，若，，則.6．（2024·北京·高考真題）漢代劉歆設(shè)計(jì)的“銅嘉量”是龠、合、升、斗、斛五量合一的標(biāo)準(zhǔn)量器，其中升量器、斗量器、斛量器的形狀均可視為圓柱.若升、斗、斛量器的容積成公比為10的等比數(shù)列，底面直徑依次為，且斛量器的高為，則斗量器的高為，升量器的高為．反思提升：1.等比數(shù)列基本量的運(yùn)算是等比數(shù)列中的一類基本問題，等比數(shù)列中有五個(gè)量a1，n，q，an，Sn，一般可以“知三求二”，通過列方程(組)便可迎刃而解.2.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式涉及對(duì)公比q的分類討論，當(dāng)q＝1時(shí)，{an}的前n項(xiàng)和Sn＝na1；當(dāng)q≠1時(shí)，{an}的前n項(xiàng)和Sn＝eq\f(a1（1－qn）,1－q)＝eq\f(a1－anq,1－q).【考點(diǎn)2】等比數(shù)列的判定與證明一、解答題1．（23-24高二下·上海寶山·期末）已知等差數(shù)列的首項(xiàng)為1，前項(xiàng)和為，且是3與的等比中項(xiàng).(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式：(2)若是數(shù)列的前項(xiàng)和，求的最小值.2．（23-24高二下·廣東江門·階段練習(xí)）已知數(shù)列的首項(xiàng)為，且滿足.(1)求證：數(shù)列為等比數(shù)列；(2)設(shè)，記數(shù)列的前項(xiàng)和為，求，并證明：.3．（2024·四川綿陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）已知數(shù)列中，，.(1)證明：是等比數(shù)列；(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和.4．（23-24高二下·北京·期中）已知數(shù)列為等差數(shù)列，，，數(shù)列滿足，.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式；(2)求證：數(shù)列是等比數(shù)列；(3)設(shè)，求數(shù)列的前項(xiàng)和.5．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）對(duì)于給定的正整數(shù)，若對(duì)任意的正整數(shù)，數(shù)列均滿足，且，則稱數(shù)列是“數(shù)列”．(1)證明：各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列是“數(shù)列”．(2)已知數(shù)列既是“數(shù)列”，又是“（3）數(shù)列”．①證明：數(shù)列是等比數(shù)列．②設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為，若，，問：是否存在正整數(shù)，使得？若存在，求出所有的；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．6．（23-24高二下·遼寧·階段練習(xí)）曲線的切線?曲面的切平面在平面幾何?立體幾何以及解析幾何中有著重要的應(yīng)用，更是聯(lián)系數(shù)學(xué)與物理學(xué)的重要工具，在極限理論的研究下，導(dǎo)數(shù)作為研究函數(shù)性質(zhì)的重要工具，更是與切線有著密不可分的關(guān)系，數(shù)學(xué)家們以不同的方法研究曲線的切線?曲面的切平面，用以解決實(shí)際問題：(1)對(duì)于函數(shù)，分別在點(diǎn)處作函數(shù)的切線，記切線與軸的交點(diǎn)分別為，記為數(shù)列的第項(xiàng)，則稱數(shù)列為函數(shù)的“切線軸數(shù)列”，同理記切線與軸的交點(diǎn)分別為，記為數(shù)列的第項(xiàng)，則稱數(shù)列為函數(shù)的“切線軸數(shù)列”.①設(shè)函數(shù)，記的“切線軸數(shù)列”為；②設(shè)函數(shù)，記的“切線軸數(shù)列”為，則，求的通項(xiàng)公式.(2)在探索高次方程的數(shù)值求解問題時(shí)，牛頓在《流數(shù)法》一書中給出了牛頓迭代法：用“作切線”的方法求方程的近似解.具體步驟如下：設(shè)是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)，任意選取作為的初始近似值，曲線在點(diǎn)處的切線為，設(shè)與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，并稱為的1次近似值；曲線在點(diǎn)處的切線為，設(shè)與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，稱為的2次近似值.一般地，曲線在點(diǎn)處的切線為，記與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，并稱為的次近似值.已知二次函數(shù)有兩個(gè)不相等的實(shí)根，其中.對(duì)函數(shù)持續(xù)實(shí)施牛頓迭代法得到數(shù)列，我們把該數(shù)列稱為牛頓數(shù)列，令數(shù)列滿足，且，證明：.（注：當(dāng)時(shí)，恒成立，無(wú)需證明）反思提升：1.證明一個(gè)數(shù)列為等比數(shù)列常用定義法與等比中項(xiàng)法，其他方法只用于選擇題、填空題中的判定；若證明某數(shù)列不是等比數(shù)列，則只要證明存在連續(xù)三項(xiàng)不成等比數(shù)列即可.2.在利用遞推關(guān)系判定等比數(shù)列時(shí)，要注意對(duì)n＝1的情形進(jìn)行驗(yàn)證.【考點(diǎn)3】等比數(shù)列的性質(zhì)及應(yīng)用一、單選題1．（2024·安徽滁州·三模）已知是單調(diào)遞增的等比數(shù)列，，則公比的值是（

）A．2 B． C．3 D．2．（23-24高二下·四川達(dá)州·階段練習(xí)）等比數(shù)列中，則（

）A． B．5 C．10 D．20二、多選題3．（2024·湖南長(zhǎng)沙·一模）小郡玩一種跳棋游戲，一個(gè)箱子中裝有大小質(zhì)地均相同的且標(biāo)有的10個(gè)小球，每次隨機(jī)抽取一個(gè)小球并放回，規(guī)定：若每次抽取號(hào)碼小于或等于5的小球，則前進(jìn)1步，若每次抽取號(hào)碼大于5的小球，則前進(jìn)2步.每次抽取小球互不影響，記小郡一共前進(jìn)步的概率為，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．B．C．D．小華一共前進(jìn)3步的概率最大4．（2024·湖北·二模）無(wú)窮等比數(shù)列的首項(xiàng)為公比為q，下列條件能使既有最大值，又有最小值的有（

）A．， B．，C．， D．，三、填空題5．（21-22高三上·山東聊城·期末）已知等比數(shù)列的公比，且，則.6．（23-24高二下·廣東廣州·期中）中國(guó)古代數(shù)學(xué)著作《算法統(tǒng)宗》中有這樣一個(gè)問題：“三百七十八里關(guān)，初步健步不為難，次日腳痛減一半，六朝才得到其關(guān)，要見次日行里數(shù)，請(qǐng)公仔細(xì)算相還.”其大意為：“有一個(gè)人走378里路，第一天健步行走，從第二天起腳痛每天走的路程為前一天的一半，走了6天后到達(dá)目的地.”則該人第一天走的路程為里.反思提升：(1)等比數(shù)列的性質(zhì)可以分為三類：一是通項(xiàng)公式的變形，二是等比中項(xiàng)的變形，三是前n項(xiàng)和公式的變形.根據(jù)題目條件，認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)具體的變化特征即可找出解決問題的突破口.(2)涉及等比數(shù)列的單調(diào)性與最值的問題，一般要考慮公比與首項(xiàng)的符號(hào)對(duì)其的影響.分層分層檢測(cè)【基礎(chǔ)篇】一、單選題1．（2024·河南洛陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）折紙是一種用紙張折成各種不同形狀的藝術(shù)活動(dòng)，起源于中國(guó)，其歷史可追溯到公元583年，民間傳統(tǒng)折紙是一項(xiàng)利用不同顏色、不同硬度、不同質(zhì)地的紙張進(jìn)行創(chuàng)作的手工藝．其以紙張為主材，剪刀、刻刀、畫筆為輔助工具，經(jīng)多次折疊造型后再以剪、刻、畫手法為輔助手段，創(chuàng)作出或簡(jiǎn)練、或復(fù)雜的動(dòng)物、花卉、人物、鳥獸等內(nèi)容的立體幾何造型作品．隨著一代代折紙藝人的傳承和發(fā)展，現(xiàn)代折紙技術(shù)已發(fā)展至一個(gè)前所未有的境界，有些作品已超越一般人所能想象，其復(fù)雜而又栩栩如生的折紙作品是由一張完全未經(jīng)裁剪的正方形紙張所創(chuàng)作出來(lái)的，是我們中華民族的傳統(tǒng)文化，歷史悠久，內(nèi)涵博大精深，世代傳承．在一次數(shù)學(xué)實(shí)踐課上某同學(xué)將一張腰長(zhǎng)為l的等腰直角三角形紙對(duì)折，每次對(duì)折后仍成等腰直角三角形，則對(duì)折6次后得到的等腰直角三角形斜邊長(zhǎng)為（

）A． B． C． D．2．（2024·寧夏石嘴山·三模）已知數(shù)列等比數(shù)列，且則的值為（

）A． B．2 C．3 D．43．（23-24高二下·安徽六安·期中）已知等比數(shù)列的各項(xiàng)均為正數(shù)，公比，且滿足，則（

）A．2 B．4 C．8 D．164．（2024·山東泰安·模擬預(yù)測(cè)）在各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列中，已知，其前項(xiàng)之積為，且，則取得最大值時(shí)，則的值為（

）A． B． C． D．二、多選題5．（23-24高二上·河北保定·期末）已知等比數(shù)列的首項(xiàng)為，公比為，則下列能判斷為遞增數(shù)列的有（

）A． B．C． D．6．（23-24高二上·山東青島·期末）在等比數(shù)列中，，，則（

）A．的公比為 B．的前項(xiàng)和為C．的前項(xiàng)積為 D．7．（23-24高三上·全國(guó)·開學(xué)考試）記公比為的單調(diào)遞增的等比數(shù)列的前項(xiàng)和為，若，，則（

）A． B．C． D．三、填空題8．（23-24高二下·江西贛州·階段練習(xí)）已知是等比數(shù)列的前項(xiàng)和，若，則.9．（23-24高二上·山東青島·期末）數(shù)列是等比數(shù)列，且前項(xiàng)和為，則實(shí)數(shù)．10．（2024·貴州·模擬預(yù)測(cè)）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖在計(jì)算機(jī)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等方面有著重要的作用.某樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖所示，圓圈代表節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，則到第10層一共有個(gè)節(jié)點(diǎn).（填寫具體數(shù)字）四、解答題11．（23-24高二下·廣東東莞·階段練習(xí)）已知數(shù)列滿足，，數(shù)列前n項(xiàng)和．(1)求證：數(shù)列是等差數(shù)列；(2)求、的通項(xiàng)公式；(3)設(shè)，求的最大值．12．（23-24高三下·湖南岳陽(yáng)·階段練習(xí)）已知等差數(shù)列滿足（），數(shù)列是公比為3的等比數(shù)列，．(1)求數(shù)列和的通項(xiàng)公式；(2)數(shù)列和中的項(xiàng)由小到大組成新的數(shù)列，記數(shù)列的前n項(xiàng)和為，求．【能力篇】一、單選題1．（23-24高二下·廣東佛山·階段練習(xí)）已知非零實(shí)數(shù)a，b，c不全相等，則下列結(jié)論正確的是（

）A．若a，b，c成等差數(shù)列，則，，構(gòu)成等差數(shù)列B．若a，b，c成等比數(shù)列，則，，構(gòu)成等差數(shù)列C．若a，b，c成等差數(shù)列，則，，構(gòu)成等比數(shù)列D．若a，b，c成等比數(shù)列，則，，構(gòu)成等比數(shù)列二、多選題2．（23-24高二下·湖北·階段練習(xí)）在一個(gè)有窮數(shù)列的每相鄰兩項(xiàng)之間插入這兩項(xiàng)的和，形成新的數(shù)列，