5.(2002年北京,14)等差数列{an}中,a1=2,公差不为零,且a1,a3,a11恰好是某等比数列的前三项,那么该等比数列公比的值等于___________________.

解析:设a1,a3,a11成等比,公比为q,a3=a1·q=2q,a11=a1·q2=2q2.又{an}是等差数列,∴a11=a1+5(a3-a1),∴q=4.

答案:4

●典例剖析

[例1] (2005年春季北京,17)已知{an}是等比数列,a1=2,a3=18;{bn}是等差数列,b1=2,b1+b2+b3+b4=a1+a2+a3>20.

(1)求数列{bn}的通项公式;

(2)求数列{bn}的前n项和Sn的公式;

(3)设Pn=b1+b4+b7+…+b3n-2,

Qn=b10+b12+b14+…+b2n+8,

其中n=1,2,…,试比较Pn与Qn的大小,并证明你的结论.

剖析:将已知转化成基本量,求出首项和公比后,再进行其他运算.

解:(1)设{an}的公比为q,由a3=a1q2得q2==9,q=±3.

当q=-3时,a1+a2+a3=2-6+18=14<20,

这与a1+a2+a3>20矛盾,故舍去.

当q=3时,a1+a2+a3=2+6+18=26>20,故符合题意.

设数列{bn}的公差为d,由b1+b2+b3+b4=26得4b1+d=26.

又b1=2,解得d=3,所以bn=3n-1.

(2)Sn==n2+n.

(3)b1,b4,b7,…,b3n-2组成以3d为公差的等差数列,

所以Pn=nb1+·3d=n2-n;

b10,b12,b14,…,b2n+8组成以2d为公差的等差数列,b10=29,

所以Qn=nb10+·2d=3n2+26n.

Pn-Qn=(n2-n)-(3n2+26n)=n(n-19).

所以,对于正整数n,当n≥20时,Pn>Qn;

当n=19时,Pn=Qn;

当n≤18时,Pn<Qn.

评述:本题主要考查等差数列、等比数列等基本知识,考查逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力.

[例2] (2005年北京东城区模拟题)已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d>0,且第二项、第五项、第十四项分别是等比数列{bn}的第二项、第三项、第四项.

(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;

(2)设数列{cn}对任意正整数n均有+++…+=(n+1)an+1成立,其中m为不等于零的常数,求数列{cn}的前n项和Sn.

剖析:(1)依已知可先求首项和公差,进而求出通项an和bn;(2)由题先求出{an}的通项公式后再求Sn.

解:(1)由题意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2,整理得2a1d=d2.

∵a1=1,解得d=2(d=0不合题意舍去),

∴an=2n-1(n=1,2,3,…).

由b2=a2=3,b3=a5=9,易求得bn=3n-1(n=1,2,3,…).

(2)当n=1时,c1=6;

当n≥2时,=(n+1)an+1-nan=4n+1,

∴cn=(4n+1)mn-1bn=(4n+1)(3m)n-1.

∴cn= 

当3m=1,即m=时,

Sn=6+9+13+…+(4n+1)

=6+

=6+(n-1)(2n+5)=2n2+3n+1.

当3m≠1,即m≠时,

Sn=c1+c2+…+cn,即

Sn=6+9·(3m)+13·(3m)2+…+(4n-3)(3m)n-2+(4n+1)(3m)n-1.          ①

3mSn=6·3m+9·(3m)2+13·(3m)3+…+(4n-3)(3m)n-1+(4n+1)(3m)n.     ②

①-②得

(1-3m)Sn=6+3·3m+4·(3m)2+4·(3m)3+…+4·(3m)n-1-(4n+1)(3m)n

=6+9m+4[(3m)2+(3m)3+…+(3m)n-1]-(4n+1)(3m)n

=6+9m+-(4n+1)(3m)n.

∴Sn=+.

∴Sn=   

评述:本题主要考查了数列的基本知识和解决数列问题的基本方法.如“基本量法”“错位相减求和法”等.

[例3] (2005年北京海淀区模拟题)在等比数列{an}(n∈N*)中,a1>1,公比q>0.设bn=log2an,且b1+b3+b5=6,b1b3b5=0.

(1)求证:数列{bn}是等差数列;

(2)求{bn}的前n项和Sn及{an}的通项an;

(3)试比较an与Sn的大小.

剖析:(1)定义法即可解决.(2)先求首项和公差及公比.(3)分情况讨论.

(1)证明:∵bn=log2an,∴bn+1-bn=log2=log2q为常数.∴数列{bn}为等差数列且公差d=log2q.

(2)解:∵b1+b3+b5=6,∴b3=2.

∵a1>1,∴b1=log2a1>0.

∵b1b3b5=0,∴b5=0.

∴解得

∴Sn=4n+×(-1)=.

∵∴

∴an=25-n(n∈N*).

(3)解:显然an=25-n>0,当n≥9时,Sn=≤0.

∴n≥9时,an>Sn.

∵a1=16,a2=8,a3=4,a4=2,a5=1,a6=,a7=,a8=,S1=4,S2=7,S3=9,S4=10,S5=10,S6=9,S7=7,S8=4,

∴当n=3,4,5,6,7,8时,an<Sn;

当n=1,2或n≥9时,an>Sn.

评述:本题主要考查了数列的基本知识和分类讨论的思想.

●闯关训练

夯实基础

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