第1讲 等差数列、等比数列的基本问题一、填空题1．(2022·南通模拟)在等差数列{an}中，a1＋3a3＋a15＝10，则a5的值为________．解析 设数列{an}的公差为d，∵a1＋a15＝2a8，∴2a8＋3a3＝10，∴2(a5＋3d)＋3(a5－2d)＝10，∴5a5＝10，∴a5＝2.答案 22．(2022·广州模拟)等比数列{an}的前n项和为Sn，若2S4＝S5＋S6，则数列{an}的公比q的值为________．解析 经检验q＝1不适合，则由2S4＝S5＋S6，得2(1－q4)＝1－q5＋1－q6，化简得q2＋q－2＝0，解得q＝1(舍去)，q＝－2.答案 －23．(2022·南师附中调研)设Sn是等差数列{an}的前n项和，若＝，则＝________．解析 设等差数列{an}的公差为d，则＝＝⇒a1＝2d，所以＝＝.答案 4．(2022·南通检测)已知等比数列{an}为递增数列，且a3＋a7＝3，a2a8＝2，则＝________．解析 根据等比数列的性质建立方程组求解．因为数列{an}是递增等比数列，所以a2a8＝a3a7＝2，又a3＋a7＝3，且a3＜a7，解得a3＝1，a7＝2，所以q4＝2，故＝q2＝.答案 5．在等比数列{an}中，已知a1＋a3＝8，a5＋a7＝4，则a9＋a11＋a13＋a15＝________．解析 设等比数列{an}的公比为q，由已知，得解得q4＝.又a9＋a11＝a1q8＋a3q8＝(a1＋a3)q8＝8×＝2，4\na13＋a15＝a1q12＋a3q12＝(a1＋a3)q12＝8×＝1，所以a9＋a11＋a13＋a15＝2＋1＝3.答案 36．(2022·阳泉模拟)若等差数列{an}满足a7＋a8＋a9＞0，a7＋a10＜0，则当n＝________时，{an}的前n项和最大．解析 根据题意知a7＋a8＋a9＝3a8＞0，即a8＞0.又a8＋a9＝a7＋a10＜0，∴a9＜0，∴当n＝8时，{an}的前n项和最大．答案 87．(2022·安徽卷)已知数列{an}是递增的等比数列，a1＋a4＝9，a2a3＝8，则数列{an}的前n项和等于________．解析 由等比数列性质知a2a3＝a1a4，又a2a3＝8，a1＋a4＝9，所以联立方程解得或又数列{an}为递增数列，∴a1＝1，a4＝8，从而a1q3＝8，∴q＝2.∴数列{an}的前n项和为Sn＝＝2n－1.答案 2n－18．(2022·福建卷改编)若a，b是函数f(x)＝x2－px＋q(p＞0，q＞0)的两个不同的零点，且a，b，－2这三个数可适当排序后成等差数列，也可适当排序后成等比数列，则p＋q的值等于________．解析 由题意知：a＋b＝p，ab＝q，∵p＞0，q＞0，∴a＞0，b＞0.在a，b，－2这三个数的6种排序中，成等差数列的情况有a，b，－2；b，a，－2；－2，a，b；－2，b，a；成等比数列的情况有：a，－2，b；b，－2，a.∴或解之得：或∴p＝5，q＝4，∴p＋q＝9.答案 9二、解答题9．已知{an}是等差数列，满足a1＝3，a4＝12，数列{bn}满足b1＝4，b4＝20，且{bn－an}为等比数列．(1)求数列{an}和{bn}的通项公式；(2)求数列{bn}的前n项和．解 (1)设等差数列{an}的公差为d，由题意得d＝＝＝3，4\n所以an＝a1＋(n－1)d＝3n(n＝1，2，…)．设等比数列{bn－an}的公比为q，由题意得q3＝＝＝8，解得q＝2.所以bn－an＝(b1－a1)qn－1＝2n－1.从而bn＝3n＋2n－1(n＝1，2，…)．(2)由(1)知bn＝3n＋2n－1(n＝1，2，…)．数列{3n}的前n项和为n(n＋1)，数列{2n－1}的前n项和为＝2n－1.所以数列{bn}的前n项和为n(n＋1)＋2n－1.10．(2022·洛阳模拟)成等差数列的三个正数的和等于15，并且这三个数分别加上2、5、13后成为等比数列{bn}中的b3、b4、b5.(1)求数列{bn}的通项公式；(2)数列{bn}的前n项和为Sn，求证：数列是等比数列．(1)解 设成等差数列的三个正数分别为a－d，a，a＋d.依题意，得a－d＋a＋a＋d＝15.解得a＝5.所以{bn}中的b3，b4，b5依次为7－d，10，18＋d.依题意，有(7－d)(18＋d)＝100，解得d＝2或d＝－13(舍去)．故{bn}的第3项为5，公比为2.由b3＝b1·22，即5＝b1·22，解得b1＝.所以bn＝b1·qn－1＝·2n－1＝5·2n－3，即数列{bn}的通项公式bn＝5·2n－3.(2)证明 由(1)得数列{bn}的前n项和Sn＝＝5·2n－2－，即Sn＋＝5·2n－2.4\n所以S1＋＝，＝＝2.因此是以为首项，2为公比的等比数列．11．(2022·苏、锡、常、镇调研)已知数列{an}是首项为，公比为的等比数列，设bn＋15log3an＝t，常数t∈N*.(1)求证：{bn}为等差数列；(2)设数列{cn}满足cn＝anbn，是否存在正整数k，使ck，ck＋1，ck＋2按某种次序排列后成等比数列？若存在，求k，t的值；若不存在，请说明理由．(1)证明 an＝3－，bn＋1－bn＝－15log3＝5，∴{bn}是首项为b1＝t＋5，公差为5的等差数列．(2)解 cn＝(5n＋t)·3－，则ck＝(5k＋t)·3－，令5k＋t＝x(x>0)，则ck＝x·3－，ck＋1＝(x＋5)·3－，ck＋2＝(x＋10)·3－.①若c＝ck＋1ck＋2，则＝(x＋5)·3－·(x＋10)·3－.化简得2x2－15x－50＝0，解得x＝10；进而求得k＝1，t＝5；②若c＝ckck＋2，同理可得(x＋5)2＝x(x＋10)，显然无解；③若c＝ckck＋1，同理可得(x＋10)2＝x(x＋5)，方程无整数根．综上所述，存在k＝1，t＝5适合题意．4
