本题导读

本题考查等比数列的定义与通项公式,以及等比数列的性质。

📌【题干】

Question

(2012年辽宁卷(理)) 已知等比数列 为递增数列,且 , , 则数列 的通项公式 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 基本量法拆解方程:设等比数列 的首项为 ,公比为 。
  2. 分析第二个条件锁定公比 :
  • 将 用通项公式展开: 。
  • 由于等比数列各项非零,两边同时约去 ,转化为关于 的一元二次方程。
  • 解方程求出两个可能的公比值。
  1. 结合“递增”条件进行筛选:等比数列递增要求满足一定的首项与公比搭配。通过对公比特征的定性判断,筛选出唯一的合法公比。
  2. 利用第一个条件求出首项 :将已知的公比 代入 ,求出 。
  3. 拼装通项公式:由 写出最终结果。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

设等比数列 的首项为 ,公比为 。

第一步:求解公比

因为 ,根据等比数列通项公式代入得:

由于等比数列的各项均不为 0,且公比 ,方程两边同时除以公项 ,可得: 展开并移项整理成一元二次方程的标准形式:

利用十字相乘法进行因式分解: 解得:

因为 题目明确限定数列 为递增数列:

  • 若 ,要使数列递增,首项 必须小于 0。但后续若首项为负,各项将趋近于0,属于递增;若公比 ,且各项为正数时数列显现出更强烈的标准膨胀递增态势。 我们先将两个可能的公比代入第一个条件中进一步观察:

第二步:求解首项

根据第一个条件等式 ,用基本量展开:

因为 且 ,两边同时除以 ,化简可得首项与公比的直接关联式:

  • 分支一:若 : 则首项 。此时数列各项为: ,显然该数列是递减的,与题意不符,舍去。
  • 分支二:若 : 则首项 。此时数列各项为: ,显然该数列是递增的,完全符合题意。

综上所述,唯一合法的基本量为:

第三步:拼装通项公式

将 代入等比数列通项公式中:

故答案为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:等比数列相邻三项递推式的去指数化简、递增等比数列对首项与公比正负范围的严格约束。
  2. 核心方法:基本量( )方程思想。
  3. 避坑指南:
  • 很多同学在解完 之后忘记通过“递增数列”这一限制条件进行排除,把 代入后直接写出两个答案,导致扣分。
  • 在约去公项 时要清楚其恒不为零的数理逻辑,确保变形的等价性。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题源于人教A版高中数学选择性必修第二册第四章《数列》中关于等比数列通项公式求解的典型高频中档填空题。
  2. 结论推广:本题的第二个条件 属于标准的等比相邻三项齐次模型。 一般化推广:若等比数列中任意相邻三项满足 ,则其公比 必然是特征方程 的实数根。本题中 ,特征方程即为 。熟练掌握这一特征方程映射模型,可以在看到递推式的第一时间略过中间展开步,直接在草稿纸上列出方程解出公比。

🔗【关联脉络】

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