本题导读
本题考查指数与对数的互化,以及等差数列与等差中项的判定。
📌【题干】
Question
(1990年上海卷) 设 ,则数列 ()
A. 是等差数列但不是等比数列 B. 是等比数列但不是等合数列
C. 既是等差数列又是等比数列 D. 既不是等差数列又不是等比数列
🔍【思路分析】
破题导航
- 观察底数与幂次特征:已知三个等式的底数都是 2,而等号右侧的值分别为 3, 6, 12,这三个数成等比数列(公比为 2)。
- 验证等差性质(加法结构):
- 考查 的代数结果,利用指数幂的乘法法则得到 。
- 比较其与 的大小关系,若两项相等,则说明 ,符合等差中项特征。
- 验证等比性质(乘法结构):
- 将 用对数形式显式表达出来,代入等比中项表达式 中,通过数值大小进行不等判定。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
1. 验证数列 是否为等差数列: 根据已知条件,有:
我们将 与 相乘: 根据指数幂的运算性质,左边可化为:
再对已知式 的两边同时平方:
对比上述两个结果,由于右端项都是 36,所以:
根据等差中项的定义, 说明三个数 构成了等差数列。
2. 验证数列 是否为等比数列: 将已知指数方程化为对数形式:
根据对数运算性质,有: 由于 ,容易看出这一组数 是公差为 1 的等差数列。 若其同时为等比数列,则需满足 。 代入数值验证: 因为 ,所以数列 不是等比数列。
综上所述,该数列是等差数列但不是等比数列。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:指数与对数的对偶运算规律,等差中项()与等比中项()的代数结构判定。
- 核心方法:指数性质映射法。不需要通过对数把 的近似数值计算出来,直接利用 与 建立幂次和的相等关系,这是最简单纯粹的证明策略。
- 避坑指南:
- 直观错觉导致错选 (B):部分考生看到右侧的 3, 6, 12 成等比数列,不加推导便直观地认为指数 肯定也成等比数列,从而错选。应牢记:若底数相同,幂的值成等比数列,则对应的指数成等差数列。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题属于指数、对数与数列综合的经典概念题,源自教材中“对数的运算性质”章节,旨在通过代数手段向学生阐明:对数算子具有“将乘法(等比)降维转化为加法(等差)”这一底层本质数学功能。
- 结论推广:在正实数域内,若存在一个各项均不为0的几何等比数列 (公比为 ),将其代入以固定的正数 ()为底的指数式 中。 则对应的指数序列 必然退化构成一个标准的等差数列,其对应的公差为 。
🔗【关联脉络】
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