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设{an}是公比为q的等比数列.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/20 01:42:19
设{an}是公比为q的等比数列.
(Ⅰ)试推导{an}的前n项和公式;
(Ⅱ) 设q≠1,证明数列{an+1}不是等比数列.
(I)当q=1时,Sn=na1
当q≠0,1时,由Sn=a1+a2+…+an
得qSn=a1q+a2q+…+an-1q+anq.
两式错位相减得(1-q)Sn=a1+(a2-a1q)+…+(an-an-1q)-anq,(*)
由等比数列的定义可得
a2
a1=
a3
a2=…=
an
an-1=q,
∴a2-a1q=a3-a2q=…=0.
∴(*)化为(1-q)Sn=a1-anq,
∴Sn=
a1-anq
1-q=
a1-a1qn
1-q=
a1(1-qn)
1-q.
∴Sn=

na1,(q=1)

a1(1-qn)
1-q,(q≠1);
(Ⅱ)用反证法:设{an}是公比为q≠1的等比数列,数列{an+1}是等比数列.
①当存在n∈N*,使得an+1=0成立时,数列{an+1}不是等比数列.
②当∀n∈N*(n≥2),使得an+1≠0成立时,则
an+1+1
an+1=
a1qn+1
a1qn-1+1=
a1q+1
a1+1,
化为(qn-1-1)(q-1)=0,
∵q≠1,∴q-1≠0,qn-1-1≠0,故矛盾.
综上两种情况:假设不成立,故原结论成立.