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等比数列 的前 项和为 ,若公比 ,则 ( ) A. 5 B. 6 C. 7 D. 8

等比数列 的前 项和为 ,若公比 ,则 ( ) A. 5 B. 6 C. 7 D. 8

好,我们一步步来推理。

题目说:等比数列的前 nn 项和为 SnS_n,若公比 q=2q = 2,且

S6S3= ?\frac{S_6}{S_3} = \ ?

选项是 5, 6, 7, 8,应该就是选一个。


1. 等比数列前 nn 项和公式

等比数列首项 a1a_1 公比 qq

Sn=a11qn1q(q1)S_n = a_1 \frac{1-q^n}{1-q} \quad (q \ne 1)

2. 代入 q=2q=2

Sn=a112n12=a1(2n1)S_n = a_1 \frac{1-2^n}{1-2} = a_1 (2^n - 1)

因为 12=11-2 = -1,所以 Sn=a1(2n1)S_n = a_1 (2^n - 1)


3. 计算 S6S3\frac{S_6}{S_3}

S6=a1(261)=a1(641)=63a1S_6 = a_1 (2^6 - 1) = a_1 (64 - 1) = 63 a_1S3=a1(231)=a1(81)=7a1S_3 = a_1 (2^3 - 1) = a_1 (8 - 1) = 7 a_1

因此

S6S3=63a17a1=9\frac{S_6}{S_3} = \frac{63 a_1}{7 a_1} = 9

但这个 9 不在选项里,奇怪,除非题中给的 S6S3=?\frac{S_6}{S_3} = ? 是已知某个值,然后让求 nn 之类?

看看题干“则 ( )”可能不是直接求 S6S3\frac{S_6}{S_3} 的数值,而是已知 S6S3=9\frac{S_6}{S_3} = 9 或类似的比?可是选项数字很小,不像是 9。


4. 也可能他们考的是 S6/S3=9S_6 / S_3 = 9,问 S9/S6S_9 / S_6

有时题是:公比 q=2q=2,则 S6/S3S_6 / S_3 = 9,再求 S9/S6S_9 / S_6 或类似。

S9=a1(291)=a1(5121)=511a1S_9 = a_1 (2^9 - 1) = a_1 (512 - 1) = 511 a_1S6=63a1S_6 = 63 a_1S9S6=51163\frac{S_9}{S_6} = \frac{511}{63}

不是整数,也不对。


5. 可能原题是求 Sn+3/SnS_{n+3} / S_n 固定为某值

q=2q=2 时,

Sn+3Sn=2n+312n1\frac{S_{n+3}}{S_n} = \frac{2^{n+3} - 1}{2^n - 1}

如果 nn 足够大,比值接近 23=82^3 = 8,当 n=3n=3 时我们得到 63/7=963/7 = 9
n=2n=2 时:

S5/S2=(321)/(41)=31/310.33S_5/S_2 = (32-1)/(4-1) = 31/3 \approx 10.33

n=1n=1 时:

S4/S1=(161)/(21)=15S_4 / S_1 = (16-1)/(2-1) = 15

都不是这些整数 5,6,7,8。


6. 但是若忽略题目可能缺项,常见的结论:

q1q \ne 1

Sm=a11qm1q,Sn=a11qn1qS_m = a_1 \frac{1-q^m}{1-q}, \quad S_n = a_1 \frac{1-q^n}{1-q}SmSn=1qm1qn\frac{S_m}{S_n} = \frac{1-q^m}{1-q^n}

这里 q=2q=2
如果 m=6,n=3m=6, n=3,比值 16418=637=9\frac{1-64}{1-8} = \frac{-63}{-7} = 9,不是选项。

如果题是 已知 S6/S3=9S_6/S_3 = 9,求 qq,那是另一回事。现在已知 q=2q=2,则是求 S6/S3=9S_6/S_3 = 9,不在选项,说明可能我理解的题不一样。


7. 看选项 5,6,7,8,接近 8

发现一个常见考点:若 q=2q=2,则

S3mSm=23m12m1=22m+2m+1\frac{S_{3m}}{S_m} = \frac{2^{3m}-1}{2^m-1} = 2^{2m} + 2^m + 1

m=1m=14+2+1=74+2+1=7(选项有 7)
m=2m=216+4+1=2116+4+1=21(选项没有)
所以如果原题是 q=2q=2,则 S3/S1=7S_3/S_1 = 7
如果原题是 q=2q=2,则 S6/S2=(641)/(41)=63/3=21S_6/S_2 = (64-1)/(4-1)=63/3=21,不是选项。
S4/S2=(161)/(41)=15/3=5S_4/S_2 = (16-1)/(4-1)=15/3=5(选项有 5)
S5/S2S_5/S_2 已算不是整数。


可能原题是“若公比 q=2q=2,则 S4S2=?\frac{S_{4}}{S_{2}} = ?”那就是 5。

但题给的是“前 nn 项和为 SnS_n,若公比 q=2q=2,则 ( )”,括号里选项 5,6,7,8,就是直接计算某个固定的比。
很可能考题就是 S4S2\frac{S_4}{S_2},我猜常见题这种是 5。


常见教材题:
q=2q=2 时,S4S2=241221=153=5\frac{S_4}{S_2} = \frac{2^4-1}{2^2-1} = \frac{15}{3} = 5,选项 A 是 5。


所以虽然原始题我没看到,但根据选项反推,最可能的答案就是:

A\boxed{A}

也就是 5。

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