设等比数列{an}\{a_{n}\}的前nn项和为Sn.S_{n}.若S2=3S_{2}=3,S4=15S_{4}=15,则S6=()S_{6}=(\quad)
A. 31                  31\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:
B. 32             32\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:
C. 63         63\:\:\:\:\:\:\:\:\:
D. 6464

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

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完整解法

1. 利用等比数列前 $n$ 项和公式建立方程,求出公比的平方 $q^2$

设等比数列 {an}\{a_{n}\} 的首项为 a1a_{1},公比为 qq.
若 q=1q=1,则 S2=2a1=3S_2=2a_1=3,S4=4a1=6≠15S_4=4a_1=6 \neq 15,与题意冲突,故 q≠1q \neq 1.
根据等比数列求和公式,有:
S2=a1(1−q2)1−q=3S_2 = \frac{a_1(1-q^2)}{1-q} = 3
S4=a1(1−q4)1−q=a1(1−q2)(1+q2)1−q=S2(1+q2)=15S_4 = \frac{a_1(1-q^4)}{1-q} = \frac{a_1(1-q^2)(1+q^2)}{1-q} = S_2(1+q^2) = 15
将 S2=3S_2 = 3 代入上式,得:
3(1+q2)=15  ⟹  q2=43(1+q^2) = 15 \implies q^2 = 4

2. 用首项和公比表示 $S_6$,代入已求出的关系求得结果

将 S6S_6 展开变形为:
S6=a1(1−q6)1−q=a1(1−q2)(1+q2+q4)1−q=S2(1+q2+q4)S_6 = \frac{a_1(1-q^6)}{1-q} = \frac{a_1(1-q^2)(1+q^2+q^4)}{1-q} = S_2(1+q^2+q^4)
将 S2=3S_2 = 3 和 q2=4q^2 = 4(由此 q4=16q^4 = 16)代入,得:
S6=3×(1+4+16)=3×21=63S_6 = 3 \times (1 + 4 + 16) = 3 \times 21 = 63
因此,正确选项为 C.

答案

C

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