简单方法演示:等差数列 + 等比数列

这份 HTML 用最适合考试的做法演示:设 a₁=b₁=1,再用 q 一个参数解决问题。

已知:等差数列 {aₙ},公差 d≠0;正项等比数列 {bₙ};并且 a₁=b₁a₅=b₉
判断:A. a₃<b₃ B. a₅>b₇ C. 若 a₁>a₉,则 a₁₀<b₁₀ D. 若 a₁<a₉,则 a₁₀<b₁₀

一、最简单的推理步骤

1
把共同首项设成 1
因为 a₁=b₁>0,整体乘一个正数不影响大小比较,所以可以简单设:
a₁=b₁=1
2
设等比公比为 q
正项等比数列,所以 q>0。于是:
bₙ=qⁿ⁻¹
3
用 a₅=b₉ 求公差 d
因为 b₉=q⁸,所以 a₅=q⁸
等差数列从 a₁=1a₅=q⁸,中间隔 4 个公差:
d=(q⁸−1)/4
4
写出等差数列通项
aₙ=1+(n−1)(q⁸−1)/4
这一步完成后,所有比较都只看 q

二、当前 q 下的数值表

注意:表格只是帮助理解。真正考试时主要用上面的公式推。

三、四个选项怎么快速判断

四、为什么 C 正确:极简证明

C 的条件是:

a₁>a₉

等差数列里,如果 a₁>a₉,说明数列往后变小,所以:

d<0

又因为:

d=(q⁸−1)/4

所以:

q⁸−1<0,即 0<q<1

现在比较:

a₁₀=1+9d=(9q⁸−5)/4
b₁₀=q⁹

看差值:

b₁₀−a₁₀ = q⁹ − (9q⁸−5)/4
= [4q⁹−9q⁸+5]/4

0<q<1 时,上式大于 0,所以:

b₁₀−a₁₀>0
a₁₀<b₁₀
正确答案:C

五、考试版最简写法

设 a₁=b₁=1,bₙ=qⁿ⁻¹,q>0。
由 a₅=b₉,得 a₅=q⁸。
所以 d=(q⁸−1)/4。
于是 aₙ=1+(n−1)(q⁸−1)/4。

A:取 q=2,a₃=(1+q⁸)/2>q²=b₃,错。
B:a₅>b₇ ⇔ q⁸>q⁶ ⇔ q>1,不恒成立,错。
C:a₁>a₉ ⇒ d<0 ⇒ 0<q<1。此时可证 a₁₀<b₁₀,正确。
D:a₁<a₉ ⇒ q>1。取 q=3/2,可得 a₁₀>b₁₀,错。

故选 C。