当涉及到等比数列证明的时候,通常从以下三个方面考虑:
(1) 用定义,证明任意相邻两项的比是常量;
(2) 应用等比数列的性质
(3) 应用等比中项的形式
有时上述三种方式兼用之。
这类问题,实质上就是条件等式的证明。
特殊数列的判定是运用特殊数列的公式、性质、计算、证明的前提,也是解答数列竞赛题的跳板,务必牢靠掌握.
例 设a1,a2,a3,a4,a5为非零实数,且(a12+a22+a32+a42)(a22+a32+a42+a52)=(a1a2+a2a3+a3a4+a4a5)2,求证:a1,a2,a3,a4,a5成等比数列。
分析:要证a1,a2,a3,a4,a5成等比数列,转化证a2/a1=a3/a2=a4/a3=a5/a4,结合已知条件进一步转化证a22=a1a3,a32=a2a4,a42=a3a5. 这直接可由已知等式进行展开、化简、移项、配方既得。
证明:将已知等式分别展开化简,并移项配方得:
(a1a3-a22)2+(a1a4-a2a3)2+(a2a4-a32)2+(a1a5-a2a4)2+(a3a5-a42)2+(a2a5-a3a4)2=0
故a1a3=a22, a2a4=a32, a3a5=a42, 还有a1a4=a2a3, a1a5=a2a4, a2a5=a3a4
因而a2/a1=a3/a2=a4/a3=a5/a4.
故a1,a2,a3,a4,a5成等比数列.
解题后思考:此题还有其他证法吗?
观察所给条件式,联想柯西不等式的结构,留意等号成立的条件,可在不等中求出相等.
另证:由柯西不等式知
(a12+a22+a32+a42)(a22+a32+a42+a52)≥(a1a2+a2a3+a3a4+a4a5)2
当且仅当a2/a1=a3/a2=a4/a3=a5/a4时等号成立.
故欲使(a12+a22+a32+a42)(a22+a32+a42+a52)=(a1a2+a2a3+a3a4+a4a5)2,必须且只需a2/a1=a3/a2=a4/a3=a5/a4
即a1,a2,a3,a4,a5成等比数列。
拓展与延伸:
1. (例1的一般形式)若数列{an}(n≥3,an≠0)满足条件:
(a12+a22+a32+...+an-12)(a22+a32+a42+...+an2)=(a1a2+a2a3+a3a4+...+an-1an)2
则数列{an}是等比数列.
(进一步了解本题:http://www.math15.com/bbs/thread-4627-1-1.html)

