本题导读
本题考查等比数列的前 项和公式,以及无穷递缩等比数列的极限。
📌【题干】
Question
(1996年全国卷(理)) 等比数列 的首项 ,前 项和为 ,若 ,则 等于 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
化简已知比例式:对于等比数列的前 项和,其具有结构特征 (在 且 的前提下)。可据此直接建立关于公比 的方程。 求解公比 :由 解出 及公比 ,并验证其是否满足无穷递缩等比数列的收敛条件()。 求极限值:利用无穷递缩等比数列求和极限公式 ,代入已知首项 和求得的公比 ,锁定最终正确选项。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
设等比数列 的公比为 。
通过比例关系求出公比 若 ,则 ,,此时 ,故 。
当 时,代入前 项和公式:
两式相除进行化简:
利用平方差公式对分子进行因式分解 ,约去公因式得:
根据题意,有: 因为 ,所以解得:
求前 项和的极限 因为 ,故该数列为无穷递缩等比数列,当 时,。
代入求和极限公式:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:等比数列前 项和的因式约分性质(片段和特征);无穷递缩等比数列收敛极限公式。 核心方法:“片段整体代换法”。熟记并应用 这个二级结论,能有效规避展开复杂通分方程的计算量,属于客观题的关键提速手段。 避坑指南:
- 符号反向陷阱:在计算 时,若由于粗心漏看负号,会导致算成 ,从而代入计算出 ,从而错选 D。
- 极限公式的分母是 ,必须严格注意公式本身自带的负号与公比负号的负负得正转换。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题属于等比数列与极限板块的典型交汇题。直接取材于教材中“无穷递缩等比数列的所有项之和”章节的课后巩固习题。 结论推广: 对于任意公比为 的等比数列,其前 项和、前 项和、前 项和存在固定的代数分式链关系:
- 若已知 与 的比例为 ,且满足收敛约束 ,则该数列的穷极之和(极限)与首项的关系可固化为单参数映射通式: 这一结论在处理高等金融学中的分期永续年金现值计算(如每隔固定周期调整一次现金流的折现模型)中被广泛作为标准公式使用。
🔗【关联脉络】
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