本题导读
考查等比数列与错位相减。,;。
📌【题干】
Question
(2010年安徽卷(文)) 设 ,,,, 是坐标平面上的一列圆,它们的圆心都在 轴的正半轴上,且都与直线 相切,对每一个正整数 ,圆 都与圆 相互外切,以 表示 的半径. 已知 为递增数列.
(1) 证明: 为等比数列;
(2) 设 ,求数列 的前 项和.
🔍【思路分析】
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- 设圆心 ,圆心到直线 的距离等于半径:。
- 递增,故圆心下标顺序与位置一致;外切给出 。
- 代入 :,即 ,公比 。
- ,,错位相减得 。
✅【答案】
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(1) 公比 ,见解析
(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 设圆 的圆心为 . 圆心到直线 ,即 ,的距离等于半径,因此 从而 . 因为 递增,相邻圆心在 轴上的顺序与下标一致;又 与 外切,所以 代入 ,得 ,即 . 故 是公比为 的等比数列. (2) 由 ,得 . 设所求前 项和为 ,则 两式相减, 所以 即数列 的前 项和为 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:圆列的等比结构与错位相减求和
核心方法:圆心到切线距离定 ,外切条件转递推; 错位相减
避坑指南:外切条件 依赖圆心依下标排列,须用”递增”先作说明;错位相减后剩 项的尾巴 别丢,最后通分要与 合并。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:解析几何外壳下的数列题:相切与外切把几何条件翻译成递推式。
结论推广: 的封闭公式由等比求和式两边求导得到,可替代错位相减作验算。
方法推广:安徽压轴的”圆列 + 错位相减”组合与 2009 年全国卷数列大题一脉相承。
🔗【关联脉络】
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