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2.1 等比数列的定义

等差数列与等比数列 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 从第2项起,每一项与前一项的比等于同一个常数(公比),该数列称为等比数列。

从哪来 本知识点建立在 1.1 数列的定义 和 2.1 递推公式的定义 之上。等比数列本质上是一种特殊的递推关系 $a_n = q \cdot a_{n-1}$,其定义依赖于数列项的有序性及递推逻辑。

为什么 等比数列反映了“按固定比例增长或衰减”的客观规律(如细菌分裂、复利计算、信号衰减)。 数学上,若 $a_n/a_{n-1}=q$,则 $a_n = a_1 \cdot q^{n-1}$。这种指数结构使得数列各项之间保持恒定的比例关系,区别于等差数列的恒定差值关系。理解这一点能帮助学生从“加法思维”转向“乘法思维”,把握指数型变化的本质。

讲法
类比等差数列法 适合基础扎实、习惯对比记忆的学生。 先回顾等差数列定义:$a_n - a_{n-1} = d$(常数)。 引导提问:如果我们将“差”换成“商”,即 $a_n / a_{n-1} = q$(常数),会得到什么数列? 通过对比 $d$ 和 $q$ 的位置,强调等差是“线性增长”,等比是“指数增长”。注意提醒:等差数列中 $d$ 可以为0,但等比数列中 $q$ 不能为0,且 $a_n$ 不能为0。
讲法
生活实例推导法 适合抽象思维较弱、喜欢直观感知的学生。 举例:一个细胞分裂,1个变2个,2个变4个,4个变8个... 列出数列:1, 2, 4, 8, 16... 计算相邻两项的比:$2/1=2, 4/2=2, 8/4=2$。 发现规律:后一项总是前一项的2倍。 再举反例:1, 3, 6, 10...(差为2,3,4,不固定);1, 2, 4, 7...(比为2,2,1.75,不固定)。 总结:只有当“倍数”固定不变时,才是等比数列。
讲法
函数视角法 适合思维活跃、有函数基础的学生。 指出等比数列通项公式 $a_n = a_1 \cdot q^{n-1}$。 令 $a_1 = A, q-1 = 0$(即 $q=1$)时,$a_n = A$,是常数函数。 令 $q \neq 1$ 时,$a_n = A \cdot q^{n-1} = (A/q) \cdot q^n$。 这说明等比数列的项 $a_n$ 是关于 $n$ 的指数型函数(离散形式)。 强调:等比数列是指数函数在整数点上的取值,这解释了为什么它增长/衰减速度极快(或极慢),与线性函数(等差数列)有本质区别。
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练一道
基础题
已知等比数列 $\{a_n\}$ 中,$a_1 = 2$,公比 $q = 3$,求 $a_4$ 及通项公式 $a_n$。
变式
已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1 = 1$,且 $a_{n+1} = -2a_n$,判断该数列是否为等比数列?若是,求公比 $q$ 和第5项 $a_5$。
试试手自己判
检测题
已知数列 $\{a_n\}$ 的前三项为 $2, -6, 18$。 (1) 判断该数列是否为等比数列? (2) 若是,求其通项公式 $a_n$。
看答案和判分标准
答案:(1) 是等比数列。 (2) $a_n = 2 \cdot (-3)^{n-1}$。
判对标准:
1. 学生能正确计算出相邻两项的比:$-6/2 = -3$,$18/(-6) = -3$,比值相等,判定为等比数列。(2分)
2. 学生能正确识别首项 $a_1=2$,公比 $q=-3$。(2分)
3. 学生能正确写出通项公式 $a_n = 2 \cdot (-3)^{n-1}$,注意指数是 $n-1$ 且底数是 $-3$。(3分)
4. 若学生写成 $a_n = 2 \cdot 3^{n-1}$ 或 $a_n = 2 \cdot (-3)^n$,则判错,需指出符号或指数错误。(0分)
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