(12分)等比数列 a_ n 的各项均为正数,且 2 a_…——2011 高考数学第 17 题答案解析

2011_老新课标卷 (2011·理)

2011 全国 第 17 题 解答题 区分题
2011_老新课标卷 (2011·理)

17.(12分)等比数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的各项均为正数,且 $2 a_{1}+3 a_{2}=1, a_{3}{ }^{2}=9 a_{2} a_{6}$ ,
(I)求数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项公式;
(II)设 $\mathrm{b}_{\mathrm{n}}=\log _{3} \mathrm{a}_{1}+\log _{3} \mathrm{a}_{2}+\ldots+\log _{3} \mathrm{a}_{\mathrm{n}}$ ,求数列 $\left\{\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}\right\}$ 的前 n 项和。

完整解析 · 逐步详解

【考点】88:等比数列的通项公式;8E:数列的求和.
【专题】54:等差数列与等比数列.
【分析】(I)设出等比数列的公比 $q$ ,由 $a_{3}{ }^{2}=9 a_{2} a_{6}$ ,利用等比数列的通项公式化简后得到关于 $q$ 的方程,由已知等比数列的各项都为正数,得到满足题意 $q$的值,然后再根据等比数列的通项公式化简 $2 a_{1}+3 a_{2}=1$ ,把求出的 $q$ 的值代入即可求出等比数列的首项,根据首项和求出的公比q写出数列的通项公式即可;
(II)把(I)求出数列 $\left\{\mathrm{a}_{\mathrm{n}}\right\}$ 的通项公式代入设 $\mathrm{bn}=\log _{3} \mathrm{a}_{1}+\log _{3} \mathrm{a}_{2}+\ldots+\log _{3} \mathrm{a}_{\mathrm{n}}$ ,利用对数的运算性质及等差数列的前 $n$ 项和的公式化简后,即可得到 $b_{n}$ 的通项公式,求出倒数即为 $\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}$ 的通项公式,然后根据数列的通项公式列举出数列的各项,抵消后即可得到数列 $\left\{\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}\right\}$ 的前 n 项和。
【解答】解:(I )设数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的公比为 $q$ ,由 $a_{3}{ }^{2}=9 a_{2} a_{6}$ 得 $a_{3}{ }^{2}=9 a_{4}{ }^{2}$ ,所以 $q^{2}=\frac{1}{9}$

由条件可知各项均为正数,故 $\mathrm{q}=\frac{1}{3}$ .
由 $2 a_{1}+3 a_{2}=1$ 得 $2 a_{1}+3 a_{1} q=1$ ,所以 $a_{1}=\frac{1}{3}$ .
故数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的通项式为 $a_{n}=\frac{1}{3^{n}}$ .
(II)$b_{n}=\log _{3}^{a_{1+}} \log _{3}^{a_{2+\ldots}} \log _{3}^{a_{n}}=-(1+2+\ldots+n)=-\frac{n(n+1)}{2}$ ,

故 $\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}=-\frac{2}{\mathrm{n}(\mathrm{n}+1)}=-2\left(\frac{1}{\mathrm{n}}-\frac{1}{\mathrm{n}+1}\right)$
则 $\frac{1}{\mathrm{~b}_{1}}+\frac{1}{\mathrm{~b}_{2}}+\ldots+\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}=-2\left[\left(1-\frac{1}{2}\right)+\left(\frac{1}{2}-\frac{1}{3}\right)+\ldots+\left(\frac{1}{\mathrm{n}}-\frac{1}{\mathrm{n}+1}\right)\right]=-\frac{2 \mathrm{n}}{\mathrm{n}+1}$ ,
所以数列 $\left\{\frac{1}{\mathrm{~b}_{\mathrm{n}}}\right\}$ 的前 n 项和为 $-\frac{2 \mathrm{n}}{\mathrm{n}+1}$ .
【点评】此题考查学生灵活运用等比数列的通项公式化简求值,掌握对数的运算性质及等差数列的前 n 项和的公式,会进行数列的求和运算,是一道中档题。

✅ 来源:2011年 · 全国 · 2011_老新课标卷 (2011·理) · 第 17 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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