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高考数学必做百题第93题(理科2017版)<-->高考数学必做百题第95题(理科2017版)
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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