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高考数学必做百题第94题(理科2017版)

  2016-10-11 08:21:37  

094.设数列$\left\{ {{a}_{n}} \right\}$是公比为$q$的等比数列,${{S}_{n}}$是它的前$n$项和。

(1)求证:数列$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$不是等比数列;

(2)数列$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$是等差数列吗?为什么?

(1)证明:假设数列$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$是等比数列,则$S_{2}^{2}={{S}_{1}}{{S}_{3}}$,

即$a_{1}^{2}{{\left( 1+q \right)}^{2}}={{a}_{1}}\cdot {{a}_{1}}\left( 1+q+{{q}^{2}} \right)$,

∵${{a}_{1}}\ne 0$,∴${{\left( 1+q \right)}^{2}}=1+q+{{q}^{2}}$,

即$q=0$,这与公比$q\ne 0$矛盾,

∴数列$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$不是等比数列。

(2)解:当$q=1$时,${{S}_{n}}=n{{a}_{1}}$,

∴$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$是等差数列;

当$q\ne 1$时,$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$不是等差数列,否则是等差数列,

那么 $2S_{2}^{{}}={{S}_{1}}+{{S}_{3}}$,

即$2{{a}_{1}}\left( 1+q \right)={{a}_{1}}+{{a}_{1}}\left( 1+q+{{q}^{2}} \right)$,

得$q=0$,这与公比$q\ne 0$矛盾。

综上,当$q=1$时,数列$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$是等差数列;当$q\ne 1$时,$\left\{ {{S}_{n}} \right\}$不是等差数列。



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