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2.5等比数列前n项和公式
复习:等比数列 {an}
(1) 等比数列:
(2) 通项公式:
(4) 重要性质:
注:以上 m, n, p, q 均为自然数
引入:印度国际象棋发明者的故事
(西 萨)
引入新课
它是以1为首项公比是2的等比数列,
分析:由于每格的麦粒数都是前一格的2倍,共有64格每格所放的麦粒数依次为:
麦粒的总数为:
请同学们考虑如何求出这个和?
这种求和的方法,就是错位相减法!
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如果1000粒麦粒重为40克,那么这些麦粒的总质量就是7300多亿吨。根据统计资料显示,全世界小麦的年产量约为6亿吨,就是说全世界都要1000多年才能生产这么多小麦,国王无论如何是不能实现发明者的要求的。
如何求等比数列的Sn:
①
②
①—② ,得
错位相减法
2.推导公式的方法:错位相减法。
注意:
等比数列的前n项和表述为:
Sn = a1 + a2 + a3 + …….+ an-1 + an
= a1 + a1q + a1q2 +…..+ a1qn-2 + a1qn-1
= a1+ q ( a1 + a1q + ….+ a1qn-3 + a1qn-2 )
= a1 + q Sn-1 = a1 + q ( Sn – an )
证法二:
借助Sn-an =Sn-1
(一) 用等比定理推导
当 q = 1 时 Sn = n a1
用等比定理:
证法三:
已知
a1 、n、 q时
已知
a1 、an、 q时
等比数列的前n项和公式
知三求二
(1) 等比数列前n项和公式:
等比数列前n项和公式你了解多少?
(2) 等比数列前n项和公式的应用:
1.在使用公式时.注意q的取值是利用公式的前提;
2.在使用公式时,要根据题意,适当选择公式。
利用“错位相减法”推导
(3) 两个等比数列前n项和公式中任知其三可以求其二:
例1、求下列等比数列前8项的和
说明:
例3.某商场今年销售计算机5000台,如果平均每年的销售量比上一年的销售量增加10%,那么从今起,大约几年可使总销售量达到30000台(结果保留到个位)?
分析:第1年产量为 5000台
第2年产量为
5000×(1+10%)=5000×1.1台
第3年产量为
5000×(1+10%) ×(1+10%)
……
第n年产量为
则n年内的总产量为:
1.数列{2n-1}的前99项和为( )
A.2100-1 B.1-2100
C.299-1 D.1-299
答案:C
2.在等比数列{an}中,已知a1=3,an=96,Sn=189,则n的值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案:C
3.已知等比数列{an}中,an>0,n=1,2,3,…,a2=2,a4=8,则前5项和S5的值为________.
答案:31
4.在等比数列{an}中,已知a1+a2+…+an=2n-1,则a12+a22+…+an2等于________.
5.设数列{an}是等比数列,其前n项和为Sn,且S3=3a3,求公比q的值.
已知等比数列{an}中,前10项和S10=10,前20项和S20=30,求S30.
[题后感悟] 等比数列前n项和的常用性质:
(1)“片断和”性质:等比数列{an}中,公比为q,前m项和为Sm(Sm≠0),则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…,Skm-S(k-1)m,…构成公比为qm的等比数列,即等比数列的前m项的和与以后依次m项的和构成等比数列.
各项均为正数的等比数列{an}的前n项和为Sn,若Sn=2,S3n=14,则S4n等于( )
A.80 B.30
C.26 D.16
解析: ∵Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,S4n-S3n成等比数列
∴(S2n-Sn)2=Sn·(S3n-S2n)
∴(S2n-2)2=2·(14-S2n),解得S2n=6
又∵(S3n-S2n)2=(S2n-Sn)·(S4n-S3n)
∴(14-6)2=(6-2)·(S4n-14)
∴S4n=30.故选B.
已知等比数列的首项为1,项数为偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求这个数列的公比与项数.
由题目可获取以下主要信息:
①等比数列的奇数项与偶数项分别依次构成等比数列;
②当项数为2n时,S偶∶S奇=q.
解答本题的关键是设出项数与公比,然后建立方程组求解.
②÷①,得q=2,代入①得22n=256,
解得2n=8,所以这个数列共8项,公比为2.
4.等比数列{an}共2n项,其和为-240,且奇数项的和比偶数项的和大80,求该数列的公比q.
1.已知数列前n项和sn=2n-1,则此数列的奇数项的前n
项的和是 .
2.设{an}为等差数列,{bn}为等比数列,
a1=b1=1,a2+a4=b3,b2b4=a3
分别求出{an}及{bn}的前10项的和S10及T10。
3.设{an}为等比数列,Tn=na1+(n一1)a2+…+2an-1+an,
已知T1=1,T2=4.
(1)求数列{an}的首项和公比;
(2)求数列{Tn}的通项公式.
[点评] 在求含有参数的等比数列的前n项和时,容易忽略对a=1和q=1的讨论,从而丢掉一种情况.
[题后感悟] 错位相减法
一般来说,如果数列{an}是等差数列,公差为d;数列{bn}是等比数列,公比为q,则求数列{anbn}的前n项和就可以运用错位相减法.
在运用错位相减法求数列的和时,要注意以下四个问题:
(1)注意对q的讨论,在前面的讨论中,我们已知q是等比数列{bn}的公比,所以q≠0,但求和Sn=1+2x+3x2+…+nxn-1时,就应分x=0、x=1和x≠0且x≠1三种情况讨论.
(2)注意相消的规律.
(3)注意相消后式子(1-q)Sn的构成,以及其中成等比数列的一部分的和的项数.
(4)应用等比数列求和公式必须注意公比q≠1这一前提条件.如果不能确定公比q是否为1,应分两种情况讨论,这在以前高考中经常考查.
练习: