高考数学复习(30) 数列求和
(完整版)数列求和常见的7种方法
∴
= (分组求和)
=
=
=
[例16]已知数列{an}: 的值.
解:∵ (找通项及特征)
= (设制分组)
= (裂项)
∴ (分组、裂项求和)
=
=
提高练习:
1.已知数列 中, 是其前 项和,并且 ,
⑴设数列 ,求证:数列 是等比数列;
⑵设数列 ,求证:数列 是等差数列;
2.设二次方程 x - +1x+1=0(n∈N)有两根α和β,且满足6α-2αβ+6β=3.
∴ 原等式成立
答案:
六、分段求和法(合并法求和)
针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求Sn.
[例12]求cos1°+cos2°+cos3°+···+cos178°+cos179°的值.
解:设Sn=cos1°+cos2°+cos3°+···+cos178°+cos179°
∴ =
= =
∴当 ,即n=8时,
二、错位相减法求和
这种方法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{an·bn}的前n项和,其中{an}、{bn}分别是等差数列和等比数列.
[例3]求和: ………………………①
解:由题可知,{ }的通项是等差数列{2n-1}的通项与等比数列{ }的通项之积
…………..②(反序)
又因为
①+②得(反序相加)
=89
∴S=44.5
题1已知函数
(1)证明: ;
(2)求 的值.
高考数学数列求和
[小题体验] 1 n 1.(教材习题改编)已知数列{an}的前 n 项和为 Sn= (2 3 -1),则 an=________.
1 解析:当 n=1 时,a1= ,当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1 3 n-1 2 1 n 1 n-1 = (2 -1)- (2 -1)= ,当 n=1 时,也符合上 3 3 3 2n-1 式.故 an= . 3 - 2n 1 答案: 3
[即时应用] (2015· 南通调研)等差数列{an}中,a2+a3+a4=15,a5=9. (1)求数列{an}的通项公式;
an+1 an+1 的前 n 项和 Sn. (2)设 bn=3 ,求数列 · b n 2 2
解:(1)设数列{an}的公差为 d,首项为 a1,
[由题悟法] 分组转化法求和的常见类型
[ 提醒]
某些数列的求和是将数列转化为若干个可
求和的新数列的和或差,从而求得原数列的和,注意在 含有字母的数列中对字母的讨论.
[即时应用] 已知等比数列{an}中,首项 a1=3,公比 q> 1,且 3(an+ 2 + an)-10an+1=0(n∈N*). (1)求数列{an}的通项公式;
3 解析:当 n= 2 时,S2= a1+ a2= a2,则 a2= 2a1=4,当 2 n+ 1 n an n n≥ 3 时,an=Sn- Sn- 1= a - a ,即 = , 2 n 2 n- 1 an-1 n- 1 an an-1 a 因 此 , 当 n≥ 3 时 , 有 an = · · …· 3 · a2 = a2 an-1 an-2 n n- 1 3 · · … ·× 4= 2n, 当 n= 1 或 2 时也符合上式. 从 2 n- 1 n- 2 而 an= 2n(n∈ N*). a1+an 2 (1)等差数列 {an}的前 n 项和 Sn= = na1 n n-1 d + . 2
专题30 数列求和5题型分类-备战2025年高考数学一轮专题复习全套考点突破和专题检测(原卷版)
专题30数列求和5题型分类数列求和的几种常用方法1.公式法直接利用等差数列、等比数列的前n项和公式求和.(1)等差数列的前n项和公式:S n=n(a1+a n)2=na1+n(n-1)2d.(2)等比数列的前n项和公式:S n1,=a1(1-q n)1-q,q≠1.2.分组求和法与并项求和法(1)分组求和法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.(2)并项求和法一个数列的前n项和中,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n=(-1)n f(n)类型,可采用两项合并求解.3.错位相减法如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n 项和即可用此法来求,如等比数列的前n 项和公式就是用此法推导的.4.裂项相消法把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.常见的裂项技巧(1)1n (n +1)=1n -1n +1.(2)1n (n +2)=(3)1(2n -1)(2n +1)=(4)1n +n +1=n +1-n .(5)1n (n +1)(n +2)=121n (n +1)-1(n +1)(n +2).常用结论常用求和公式(1)1+2+3+4+…+n =n (n +1)2.(2)1+3+5+7+…+(2n -1)=n 2.(3)12+22+32+…+n 2=n (n +1)(2n +1).(4)13+23+33+…+n 3=n (n +1)22.(一)分组求和(1)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,且{a n },{b n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和.(2)若数列{c n }的通项公式为c n =a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,其中数列{a n },{b n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求{c n }的前n 项和.(二)错位相减法求和(1)如果数列{a n}是等差数列,{b n}是等比数列,求数列{a n·b n}的前n项和时,常采用错位相减法.(2)错位相减法求和时,应注意:①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“S n-qS n”的表达式.②应用等比数列求和公式时必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式S n=na1.b(三)裂项相消法的原则及规律(1)裂项原则一般是前面裂几项,后面就裂几项,直到发现被消去项的规律为止.(2)消项规律消项后前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项.2(四)倒序相加法将一个数列倒过来排列,当它与原数列相加时,若有规律可循,并且容易求和,则这样的数列求和时可用倒序相加法(等差数列前n项和公式的推导即用此方法).一、单选题1.(2024高二上·陕西西安·阶段练习)数列9,99,999,…的前n 项和为A .109(10n -1)+n B .10n -1C .109(10n -1)D .109(10n -1)-n 2.(2024高二下·湖北·阶段练习)高斯(Gauss )被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称.小学进行123100++++L 的求和运算时,他这样算的:1100101+=,299101+=,…,5051101+=,共有50组,所以501015050⨯=,这就是著名的高斯算法,课本上推导等差数列前n 项和的方法正是借助了高斯算法.已知正数数列{}n a 是公比不等于1的等比数列,且120231a a =,试根据以上提示探求:若24()1f x x =+,则()()()122023f a f a f a +++= ()A .2023B .4046C .2022D .40443.(2024高三下·江西·开学考试)已知数列21443n n ⎧⎫⎨⎬+-⎩⎭的前n 项和为n T ,若对任意的*n ∈N ,不等式263n T a a <-恒成立,则实数a 的取值范围是()A .2,[1,)3⎛⎤-∞-+∞ ⎥⎝⎦ B .2(,1],3⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭ C .2,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .2,(1,)3x ⎛⎫--+∞ ⎪⎝⎭ 4.(2024·浙江)已知数列{}n a满足)111,N n a a n *+==∈.记数列{}n a 的前n 项和为n S ,则()A .100332S <<B .10034S <<C .100942S <<D .100952S <<二、填空题5.(2024高二下·江苏南京·期中)已知数列{}i a 的项数为()N n n *∈,且1C (1,2,)i i n i n a a i n -++== ,则{}i a 的前n 项和n S 为.6.(2024高二上·湖北黄冈·期末)1202年意大利数学家列昂那多-斐波那契以兔子繁殖为例,引人“兔子数列”,又称斐波那契数列,即11235813213455 ,,,,,,,,,,该数列中的数字被人们称为神奇数,在现代物理,化学等领域都有着广泛的应用.若此数列各项被3除后的余数构成一新数列{}n a ,则数列{}n a 的前2022项的和为.7.(2024高二上·上海黄浦·期中)数列()()()22311,(12),122,1222,,122,n -+++++++++ 的前n 项和为.8.(2024高三下·全国·开学考试)现取长度为2的线段MN 的中点1M ,以1MM 为直径作半圆,该半圆的面积为1S (图1),再取线段1M N 的中点2M ,以12M M 为直径作半圆.所得半圆的面积之和为2S (图2),再取线段2M N 的中点3M ,以23M M 为直径作半圆,所得半圆的面积之和为3S ,以此类推,则1ni i iS ==∑.9.(2024高三·全国·对口高考)已知函数4()42x x f x =+,则()(1)f x f x +-=;数列{}n a 满足2016n n a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则这个数列的前2015项的和等于.10.(2024·江苏·模拟预测)若数列{}n a 满足C (1,2,3,,1)ii n i n a a i n -+==- ,12n a =,则{}n a 的前n 项和为.11.(2024高三·全国·专题练习)已知{}n a 为无穷等比数列,13a =,n a 的各项和为9,2n n b a =,则数列{}n b 的各项和为.12.(2024·全国)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为20dm 12dm ⨯的长方形纸,对折1次共可以得到10dm 12dm ⨯,20dm 6dm ⨯两种规格的图形,它们的面积之和21240dm S =,对折2次共可以得到5dm 12dm ⨯,10dm 6dm ⨯,20dm 3dm ⨯三种规格的图形,它们的面积之和22180dm S =,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为;如果对折n 次,那么1nkk S==∑2dm .13.(2024·湖北·模拟预测)“数学王子”高斯是近代数学奠基者之一,他的数学研究几乎遍及所有领域,并且高斯研究出很多数学理论,比如高斯函数、倒序相加法、最小二乘法、每一个n 阶代数方程必有n 个复数解等.若函数()22log 1x f x x =-,设()112311,,2n n a a f f f f n n n n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==++++∈≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭N ,则1210a a a +++=.14.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1211121n n S S S n ++⋅⋅⋅+=+,设函数()1cos π2f x x =+,则32021122022202220222022a a a a f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.15.(2024高三上·河北·阶段练习)德国大数学家高斯年少成名,被誉为数学届的王子,19岁的高斯得到了一个数学史上非常重要的结论,就是《正十七边形尺规作图之理论与方法》.在其年幼时,对123100+++⋯⋯+的求和运算中,提出了倒序相加法的原理,该原理基于所给数据前后对应项的和呈现一定的规律生成,因此,此方法也称之为高斯算法,现有函数()xf x ={}n a 满足()121(0)(1)N n n a f f f f f n n n n *-⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,若12n n n b a +=,则{}n b 的前n 项和n S =.16.(2024高三上·福建泉州·期中)已知12cos 2cos x x f x x +⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则202112022i i f =⎛⎫=⎪⎝⎭∑.17.(2024高三·全国·对口高考)数列()55,55,555,5555,,101,9n- 的前n 项和n S =.18.(2024高二上·湖北黄冈·期末)已知{}n a 的前n 项和为n S ,()()1221n n n n aa n +++-=,50600S =,则12a a +=.三、解答题19.(2024高一下·山西·阶段练习)已知数列{}221:1,12,122,,1222,-+++++++ n n a ,求数列{}n a 的前n 项和n S .20.(2024高三上·河北·期末)已知数列{}n a 满足312232222n na a a a n ++++= .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log n n b a =,求数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭的前n 项和.21.(2024高三上·河北邯郸·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足11340,4n n a S a +--==.(1)证明:数列{}n a 是等比数列;(2)求数列{}n na 的前n 项和n T .22.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知公差为正数的等差数列{}n a 的前n 项和为2,3n S a =,且136,,23a a a +成等比数列.(1)求n a 和n S .(2)设n b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .23.(2024高三上·海南·期末)已知数列{}n a 满足14a =,*122(N )n n a a n +=+∈.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若1n n n b a a +=+,求数列{}n b 的前n 项和n S .24.(2024高一下·广东梅州·期末)已知等差数列{}n a 的前四项和为10,且237,,a a a 成等比数列(1)求通项公式na (2)设2n an b =,求数列n b 的前n 项和nS 25.(2024高三上·辽宁大连·期末)已知数列{}n a 满足:()*111,1,2,n n n a n a a n a n +-⎧==∈⎨⎩N 为奇数为偶数.设21n n b a -=.(1)证明:数列{}2n b -为等比数列,并求出{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n a 的前2n 项和2n S .26.(2024高三上·重庆·阶段练习)已知数列{}n a 中,2122a a ==,且22,4,n n na n a a n ++⎧=⎨⎩为奇数为偶数.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求{}n a 的前10项和10S .27.(2024·云南红河·一模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其中公比451211,8a a q a a +≠-=+,且378S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2log ,1, n n na nb n a ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列}n b 的前2n 项和2n T .28.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项积为,0,2nn n n n T T a a T ≠=-.(1)求证:数列{}n T 是等差数列,并求数列{}n a 的通项公式;(2)令()()()11111n n n n b a a -+=-+-,求数列{}n b 的前n 项和n S .29.(2024高三上·云南·阶段练习)已知数列{}n a 满足:312232222n n a a a a n +++⋅⋅⋅+=(*n ∈N ),数列{}n b 满足5012n n b a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求1299b b b ++⋅⋅⋅+.30.(2024高二下·江西萍乡·期末)已知函数()142xa f x =++关于点11,22⎛⎫⎪⎝⎭对称,其中a 为实数.(1)求实数a 的值;(2)若数列{}n a 的通项满足2023n n a f ⎛⎫=⎪⎝⎭,其前n 项和为n S ,求2022S .31.(2024高三上·天津河北·期末)已知{}n a 是等差数列,其公差d 不等于0,其前n 项和为{},n n S b 是等比数列,且11223131,,2a b a b S a b ===-=.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}n n a b 的前n 项和n T ;(3)记1222n n n n a c a a ++=,求{}n c 的前n 项和n P .32.(2024高三·全国·专题练习)记n S 为数列{}n a 的前n 项和,()1121n n a S n a ==+,,.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列12n n a -⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .33.(2024高三上·全国·期末)数列{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,公比11223303,1,4,12q a b a b a b <<====.(1)求{}{}n n a b 、的通项公式;(2)求数列{}nna b 的前n 项和.34.(2024·吉林白山·一模)已知等比数列{}n a 满足12a =,且2420a a +=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足n n b n a =⋅,{}n b 其前n 项和记为n S ,求n S .35.(2024·全国·模拟预测)已知{}2n n a 是等差数列,n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等比数列.(1)求证:12a a =;(2)记{}n a 的前n 项和为n S ,对任意*n ∈N ,16n S ≤≤,求1a 的取值范围.36.(2024高二上·湖南张家界·阶段练习)已知等差数列{}n a 满足24a =,4527a a -=,公比不为1-的等比数列{}n b 满足34b =,()45128b b b b +=+.(1)求{}n a 与{}n b 通项公式;(2)设()*13N n n n c n a a +=∈⋅,求{}n c 的前n 项和n S .37.(2024·全国·模拟预测)已知正项等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且425S S =,222n n a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设11n n n n a b S S ++=,求数列{}n b 的前n 项和n T .38.(2024·新疆·一模)非零数列{}n a 满足()()()()*112212n n n n n n n a a a a a a a n +++++--=-∈N ,且121,2a a ==.(1)设1nn n na b a a +=-,证明:数列{}n b 是等差数列;(2)设11n n n c a a +=,求{}n c 的前n 项和n T .39.(2024高三上·辽宁沈阳·期中)已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足112n n n S a a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,(1)求nS (2)求12233411111n n S S S S S S S S ++++⋯+++++40.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且21n n S a =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足2log ,,n n na nb a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .41.(2024高三上·山西忻州·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,123a =-,1322n n S S +=-(*n ∈N ).(1)求{}n a 的通项公式;(2)设数列{}n b ,{}n c 满足()32log n n b a =-,n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和n T .42.(2024·四川攀枝花·二模)已知数列{}n a 满足()*1144,313n n na a a n a +=-=∈-N .(1)证明:11n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等比数列;(2)求数列1n n a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .43.(2024高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且2321n n S a n =-+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若2n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和n T .44.(2024高三上·云南曲靖·阶段练习)已知数列{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,n S 是{}n a 的前n 项和,n *∈N .(1)若11a =,且22n n a a =,求数列{}n a 的通项公式;(2)若13a d =,数列{}n b a 的首项为1a ,满足13n n b b a a +=,记数列{}n b 的前n 项和为n T ,求5T .45.(2024高三上·广东东莞·期末)数列{}n a 的前n 项积为n T ,且满足()()1122n T n n =++.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记()1ln nn n b a =-,求数列{}n b 的前2n 项和2n S .46.(2024·全国·模拟预测)已知数列{}n a 满足11334n n a a a +==-,,记)23n n b a =-+.(1)求数列{}n b 的通项公式;(2)已知()1111n n n n n b c b b +++=-⋅,记数列{}n c 的前n 项和为n S .求证:221n S ≥.47.(2024高二下·福建厦门·阶段练习)数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 的前n 项积为n T ,且()()**21,!n n n S a n T n n =-∈=∈N N .(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)若,,n n na n cb n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,求{}n c 的前n 项和n P .48.(2024高三上·云南德宏·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足2n n S a n =-.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设()()211n n b n a =++,求数列{}n b 的前n 项和n T .49.(2024高三上·河北廊坊·期末)已知数列{}n a 是递增的等比数列,142332,12a a a a =+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()()1111n n n n a b a a ++=++,求数列{}n b的前n 项和n S .50.(2024·四川绵阳·二模)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且5645,60S S ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .51.(2024高三·全国·专题练习)仓库有一种堆垛方式,如图所示,最高一层2盒,第二层6盒,第三层12盒,第四层20盒,第五层30盒,L,请你寻找至少两个堆放的规律.52.(2024·广东广州·三模)已知正项数列{}n a 和{},n n b S 为数列{}n a 的前n 项和,且满足242n n n S a a =+,()*22log n n a b n N =∈(1)分别求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)将数列{}n a 中与数列{}n b 相同的项剔除后,按从条到大的顺序构成数列{}n c ,记数列{}n c 的前n 项和为n T ,求100T .53.(2024·湖南岳阳·三模)已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,其公比1q ≠-,4578127a a a a +=+,且4393S a =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)已知13log ,,n n n a n b a n ⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前n 项和n T .54.(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知等差数列{}n a 与等比数列{}n b 的前n 项和分别为:,n n S T ,且满足:()21413,2n n n S a S n +==+,22214n n n T S n n -=---(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若,2n nn c n S =⎨⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项的和2n U .55.(2024高三下·湖南常德·阶段练习)已知数列{}n a ,{}n b ,n S 为数列{}n a 的前n 项和,210,4n a a b =>,若12a =,()2211202n n n n a a a a n ----=≥,且()211n n nb n b n n +-+=+,*N n ∈.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)若数列{}n c 的通项公式为,2,4n n n n n a b n c a b n ⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数,令n T 为{}n c 的前n 项的和,求2n T .56.(2024高三上·江苏南京·阶段练习)已知等比数列{}n a 的公比1q >,前n 项和为n S ,满足:234613,3S a a ==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设1,,n n n a n b b n n -⎧=⎨+⎩为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T .57.(2024·广东汕头·一模)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,()*322n n a S n n N =+∈.(1)证明:数列{}1n a +为等比数列,并求数列{}n a 的前n 项和为n S ;(2)设()31log 1n n b a +=+,证明:222121111n b b b ++⋅⋅⋅+<.58.(2024·浙江宁波·模拟预测)设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足()()222*330,n n S n n S n n n N -+--+=∈.(1)求1a 的值:(2)求数列{}n a 的通项公式:(3)证明:对一切正整数n244⎫+≤-⎪⎭.59.(2024高三上·天津和平·阶段练习)已知{}n a 为等差数列,前n 项和为(){},*∈n n S n N b 是首项为2的等比数列,且公比大于0,2334111412,2,11b b b a a S b +==-=.(1){}n a 和{}n b 的通项公式;(2)求数列{}2n n a b ⋅的前8项和8T ;(3)证明:()212591nii i b b =<-∑.60.(2024·河北沧州·模拟预测)已知数列{}n a 为等差数列,n S 为其前n 项和,若34102252,33+==a a S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()22π1cos3n n n b a =+,求数列{}n b 的前18项和18T .61.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知数列{}n a 满足211222,1,3nn n n a a a a a +++-===.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求111222(1)n n n n n a a +++⎧⎫⎛⎫+-⎪⎪-⋅⎨⎬ ⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭的前n 项和n T .62.(2024·安徽合肥·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知21342n n n n S S S a +++=-,11a =,23a =.(1)证明:数列{}12n n a a +-是等差数列;(2)记22(1)n n n a b n n++=+,n T 为数列{}n b 的前n 项和,求n T .63.(2024·浙江·模拟预测)已知数列{}n a 满足2*11,N ,5n n a a n a +=∈=.(1)求数列{}n a 的通项;(2)设22,1n n n n a b S a =-为数列{}n b 的前n 项和,求证12n S <.64.(2024·江西南昌·三模)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,满足()111n n n S S n n a ++=+,且112a =.(1)求n S ;(2)若()221n n b n a =+,求数列{}n b 的前n 项和n T .65.(2024·山东烟台·三模)已知数列{}()11,1,11n n n a a na n a +=-+=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足()1πsin cos π2n n n b a a +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求数列{}n b 的前2n 项和2nT66.(2024·福建漳州·模拟预测)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11a =,21nnS n a =+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记数列12log n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T ,求集合{}*10,N k k T k ≤∈中元素的个数.67.(2024·福建厦门·模拟预测)已知数列{}n a 满足111,12nn n a a a a +==+.(1)证明1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,并{}n a 的通项公式;(2)设214n n n c n a a +=,求数列{}n c 的前n 项和n T .68.(2024高三上·河北邢台·阶段练习)已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且231n n S a =-.(1)求{}n a 的通项公式;(2)若()()1311n n n n b a a +=++,求数列{}n b 的前n 项和n T .69.(2024高三上·江西赣州·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且540S =,9126S =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T ,并证明:16n T <.70.(2024·广东汕头·三模)已知各项均为正数的数列{an }中,a 1=1且满足221122n n n n a a a a ++-=+,数列{bn }的前n 项和为Sn ,满足2Sn +1=3bn .(1)求数列{an },{bn }的通项公式;(2)设n n n c a b =+,求数列{}n c 的前n 项和Sn ;(3)若在bk 与bk +1之间依次插入数列{an }中的k 项构成新数列{}n c ':b 1,a 1,b 2,a 2,a 3,b 3,a 4,a 5,a 6,b 4,……,求数列{cn }中前50项的和T 50.71.(2024·福建福州·模拟预测)已知数列{}n a 的首项145a =,1431n n n a a a +=+,*n ∈N .(1)设1nn na b a =-,求数列{}n b 的通项公式;(2)在k b 与1k b +(其中*k ∈N )之间插入2k 个3,使它们和原数列的项构成一个新的数列{}n c .记n S 为数列{}n c 的前n 项和,求36S .72.(2024高三上·江苏镇江·阶段练习)已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 为等比数列,满足12542,30,2a b S b ===+是3b 与5b 的等差中项.(1)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(2)设()(1)nn n n c a b =-+,求数列{}n c 的前20项和20T .73.(2024·广东广州·模拟预测)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知11a =,且数列23n n S a ⎧⎫-⎨⎩⎭是公比为13的等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若()1213n n b n -=+,求其前n 项和nT 74.(2024高三上·湖南长沙·阶段练习)已知数列{}n x 的首项为1,且1121212222n n n n n nx x nx x x -+--++++= .(1)求数列{}n x 的通项公式;(2)若()()1121,2n n n n b n x x S +=+-为{}n b 前n 项的和,求n S .75.(2024·湖北武汉·模拟预测)已知n S 是数列{}n a 的前n 项和,2n n S na =,23a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若16n n b a =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .76.(2024高三上·重庆沙坪坝·阶段练习)已知数列{}n a 为等差数列,数列{}n b 为等比数列,且*∈N n b ,若1212312342,15a b a a a b b b b ==++=+++=.(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)设由{}n a ,{}n b 的公共项构成的新数列记为{}n c ,求数列{}n c 的前5项之和5S .77.(2024高三·全国·专题练习)求和()()()22122323322332322n n n n n S --=+++⋅++⋅⋅⋅++⋅+⋅+⋅⋅⋅+.78.(2024·天津津南·模拟预测)已知{}n a 是单调递增的等差数列,其前n 项和为n S .{}n b 是公比为q 的等比数列.1142423,,a b a b S q S ====⋅.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设()1,,7n n n n n nn a b n c a b n a S -⎧⎪=⎨⎪+⎩为奇数为偶数,求数列{}n c 的前n 项和n T .79.(2024·天津)已知{}n a 为等差数列,{}n b 为等比数列,()()115435431,5,4a b a a a b b b ===-=-.(Ⅰ)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(Ⅱ)记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()2*21n n n S S S n ++<∈N ;(Ⅲ)对任意的正整数n ,设()21132,,,.n nn n n n n a b n a a c a n b +-+⎧-⎪⎪=⎨⎪⎪⎩为奇数为偶数求数列{}n c 的前2n 项和.80.(2024·天津·一模)已知数列{}n a 是等差数列,其前n 项和为n A ,715a =,763A =;数列{}n b 的前n 项和为n B ,()*233n n B b n =-∈N .(1)求数列{}n a ,{}n b 的通项公式;(2)求数列1n A ⎧⎫⎨⎩⎭的前n 项和n S ;(3)求证:12nkk ka B =<∑.。
数列求和常见的7种方法
精心整理数列求和的基本方法和技巧一、总论:数列求和7种方法: 利用等差、等比数列求和公式错位相减法求和 反序相加法求和法, 1、2⎩3、)1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n[例1] 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和. 解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x由等比数列求和公式得n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32(利用常用公式)=x x x n--1)1(=211211(21--n =1-n 21 [例2] 设S n =1+2+3+…+n,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.(利列.[例{1-n x }的通项之积设nn x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ②(设制错位)①-②得 n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=-- (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n x x x S x )12(1121)1(1----⋅+=-- ∴ 21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+ [例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232nn前n 项的和. 解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项②122+-n n[例nn n n n(反序)又由m n n m n C C -=可得nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..…….. ② ①+②得 n nn n n nn n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=- (反序相加)∴ n n n S 2)1(⋅+=[例6] 求 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ①将①式右边反序得1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..②得题1已知函数 (1)证明:;(2)求的值(2所以.练习、求值:四、分组法求和有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.[例7] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n aa a n ,… 解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n aa a S n n将其每一项拆开再重新组合得)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n aa a S n n(分组))13(nn -2)13(nn + [例k nk ∑=12)1(22+n (分组求和)=2)2()1(2++n n n五、裂项法求和这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项)如:(1))()1(n f n f a n -+= (2)n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+ (3)111)1(1+-=+=n n n n a n (4))121121(211)12)(12()2(2+--+=+-=n n n n n a n (5)])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n[例[例10] 在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n nn n a n ,又12+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和.解: ∵ 211211nn n n n a n =++⋅⋅⋅++++=∴)111(82122+-=+⋅=n n n n b n(裂项)∴ 数列{b n }的前n 项和)]111()4131()3121(211[(8+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n nS n (裂项求和)=)111(8+-n = 18+n n[例n tan (裂]}答案:针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求S n .[例12] 求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.解:设S n = cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179° ∵)180cos(cos n n --=(找特殊性质项)∴S n = (cos1°+ cos179°)+( cos2°+ cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···+(cos89°+cos91°)+cos90°(合并求和)= 0[例2002a +(1+a [例14] 在各项均为正数的等比数列中,若103231365log log log ,9a a a a a +⋅⋅⋅++=求的值.解:设1032313log log log a a a S n +⋅⋅⋅++= 由等比数列的性质q p n m a a a a q p n m =⇒+=+(找特殊性质项)和对数的运算性质 N M N M a a a ⋅=+log log log 得)log (log )log (log )log (log 6353932310313a a a a a a S n ++⋅⋅⋅++++= (合并求和)=)(log )(log )(log 6539231013a a a a a a ⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅ =9log 9log 9log 333+⋅⋅⋅++[例(找 (分=)91010(8111n n --+ [例16] 已知数列{a n }:∑∞=+-+++=11))(1(,)3)(1(8n n n n a a n n n a 求的值. 解:∵ )4)(2(1)3)(1(1)[1(8))(1(1++-+++=-++n n n n n a a n n n (找通项及特征)=])4)(3(1)4)(2(1[8+++++⋅n n n n(设制分组)=)4131(8)4121(4+-+++-+⋅n n n n (裂项)∴ ∑∑∑∞∞∞+-+-=-+111(8)11(4))(1(n n a a n (分组、裂项 1.是等比数列;2..3⑵设。
高三数学数列求和试题答案及解析
高三数学数列求和试题答案及解析1.设数列的前项积为,且(n∈N*).(1)求,并证明:;(2)设,求数列的前项和.【答案】(1),祥见解析;(2).【解析】(1)n取1,2,3求出,再利用与的关系将已知等式用表示即可证明;(2)由(1)问的结论利用等差数列的通项公式先求出的通项,再由通项利用裂项相消法求.试题解析:(1)由题意可得:,所以 5分(2)数列为等差数列,,, 10分【考点】1.数列的通项公式;2.数列的前n项和.2.已知函数且an =f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100等于()A.0 B.100 C.-100 D.10200【答案】B【解析】由题意,a1+a2+a3+…+a100=12-22-22+32+32-42-42+52+…+992-1002-1002+1012=-(1+2)+(3+2)+…-(99+100)+(101+100)=-(1+2+…+99+100)+(2+3+…+100+101)=-1+101=100,选B.3.已知等差数列的前项和为,且、成等比数列.(1)求、的值;(2)若数列满足,求数列的前项和.【答案】(1),;(2).【解析】(1)解法1是先令求出的表达式,然后令,得到计算出在的表达式,利用为等差数列得到满足通式,从而求出的值,然后利用条件、成等比数列列方程求出的值,从而求出、的值;解法2是在数列是等差数列的前提下,设其公差为,利用公式以及对应系数相等的特点得到、和、之间的等量关系,然后利用条件、成等比数列列方程求出的值,从而求出、的值;(2)解法1是在(1)的前提下求出数列的通项公式,然后利用错位相减法求数列的和;解法2是利用导数以及函数和的导数运算法则,将数列的前项和视为函数列的前项和在处的导数值,从而求出. 试题解析:(1)解法1:当时,, 当时,.是等差数列, ,得. 又,,,、、成等比数列, ,即,解得.解法2:设等差数列的公差为,则., ,,.,,.、、成等比数列,,即,解得.;(2)解法1:由(1)得.,.,①,② ①②得..解法2:由(1)得.,.,① 由,两边对取导数得,.令,得..【考点】1.定义法求通项;2.错位相减法求和;3.逐项求导4. 数列{a n }满足a n +1+(-1)n a n =2n -1,则{a n }的前60项和为( ). A .3 690 B .3 660 C .1 845 D .1 830【答案】D【解析】∵a n +1+(-1)n a n =2n -1, 当n =2k 时,a 2k +1+a 2k =4k -1, 当n =2k -1时,a 2k -a 2k -1=4k -3,从而a2k+1+a2k-1=2,a2k+3+a2k+1=2,因此a2k+3=a2k-1,∴a1=a5=a9=…=a61,于是S60=a1+a2+a3+…+a60=(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a60+a61)=3+7+11+…+(2×60-1)==1 830.5.如图,是一问题的程序框图,则输出的结果是 .【答案】【解析】根据流程图可知它的作用是求的值,由等差数列的前项和公式可知,.【考点】1.程序框图及其应用;2.等差数列的前项和6.阅读如图程序框图,若输入的,则输出的结果是()A.B.C.D.【答案】A【解析】,,不成立,执行第一次循环,,;不成立,执行第二次循环,,;不成立,执行第三次循环,,;;不成立,执行第一百次循环,,;成立,输出,故选A.【考点】1.数列求和;2.算法与程序框图7.数列中,已知且,则前项和为,则的值为__________.【答案】【解析】因为,所以公差,由得,所以.【考点】1、等差数列的定义;2、等差数列的前项和公式.8.已知数列满足,.(1)求数列的通项公式;(2)令,数列{bn }的前n项和为Tn,试比较Tn与的大小,并予以证明.【答案】(1);(2)详见解析.【解析】(1)由于数列的递推式的结构为,在求数列的通项的时候可以利用累加法来求数列的通项公式;(2)先求出数列的通项公式,根据其通项结构选择错位相减法求出数列的前项和,在比较与的大小时,一般利用作差法,通过差的正负确定与的大小,在确定差的正负时,可以利用数学归纳法结合二项式定理进行放缩来达到证明不等式的目的.试题解析:(1)当时,.又也适合上式,所以.(2)由(1)得,所以.因为①,所以②.由①-②得,,所以.因为,所以确定与的大小关系等价于比较与的大小.当时,;当时,;当时,;当时,;……,可猜想当时,.证明如下:当时,.综上所述,当或时,;当时,.【考点】累加法、错位相减法、二项式定理9.已知数列的通项公式为,那么满足的整数()A.有3个B.有2个C.有1个D.不存在【答案】B【解析】时,,所以,此时从到共项,从到共项,或,有2个值【考点】数列求和点评:本题中数列求和要依据通项公式特点分两种情况,分别讨论所求各项所属的范围及应代入的公式,第二种情况找到各项中正负项分界的位置是难点10.已知数列满足,则的前n项和_____【答案】【解析】根据题意,由于故可知的前n项和,故答案为【考点】数列的递推关系点评:主要是考查了数列的递推关系的运用,来求解数列的通项公式以及数列的和的运用,属于中档题。
数列求和方法大全
数列求和的基本方法和技巧一、教学目标:1.熟练掌握等差数列与等比数列的求和公式;2.能运用倒序相加、错位相减、拆项相消等重要的数学方法进行求和运算; 3.熟记一些常用的数列的和的公式. 二、教学重点:特殊数列求和的方法.数列是高中代数的重要内容,又是学习高等数学的基础. 在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位. 数列求和是数列的重要内容之一,除了等差数列和等比数列有求和公式外,大部分数列的求和都需要一定的技巧. 下面,就几个历届高考数学和数学竞赛试题来谈谈数列求和的基本方法和技巧.(1)利用常用求和公式求和利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法. 1、 等差数列求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q q a a qq a q na S n nn3、 )1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n5、 213)]1(21[+==∑=n n k S nk n 例1已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++nx x x x 32的前n 项和. 解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x由等比数列求和公式得 nn x x x x S +⋅⋅⋅+++=32 (利用常用公式)=x x x n--1)1(=211)211(21--n =1-n 21 例2设S n =1+2+3+…+n ,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , )2)(1(21++=n n S n (利用常用公式) ∴ 1)32()(++=n n S n S n f =64342++n n n=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f(2)错位相减法求和这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{a n · b n }的前n 项和,其中{ a n }、{ b n }分别是等差数列和等比数列.[例3] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①解:由题可知,{1)12(--n xn }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x}的通项之积设nn x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ② (设制错位) ①-②得 nn n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=-- (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n x x x S x )12(1121)1(1----⋅+=-- ∴ 21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+ 例4求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n前n 项的和. 解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ………………………………② (设制错位) ①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS (错位相减)1122212+---=n n n∴ 1224-+-=n n n S(3)倒序相加法求和这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +.[例5] 求证:n n n n n n n C n C C C 2)1()12(53210+=++⋅⋅⋅+++证明: 设nn n n n n C n C C C S )12(53210++⋅⋅⋅+++=………………………….. ①把①式右边倒转过来得113)12()12(n n n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=- (反序)又由mn n m n C C -=可得nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..…….. ②①+②得 nn n n n n n n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=- (反序相加) ∴ nn n S 2)1(⋅+=例6求οοοοο89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设οοοοο89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ①将①式右边反序得οοοοο1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..② (反序) 又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x ο①+②得 (反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222οοοοοο++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.5 (4)分组法求和有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可. 例7求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n a a a n ,… 解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n aa a S n n将其每一项拆开再重新组合得)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n aa a S n n (分组) 当a =1时,2)13(n n n S n -+==2)13(nn + (分组求和)当1≠a 时,2)13(1111n n aa S n n -+--==2)13(11n n a a a n-+---例8求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n 项和.解:设k k k k k k a k ++=++=2332)12)(1(∴ ∑=++=n k n k k k S 1)12)(1(=)32(231k k knk ++∑=将其每一项拆开再重新组合得S n =k k k nk n k nk ∑∑∑===++1213132(分组)=)21()21(3)21(2222333n n n +⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++=2)1(2)12)(1(2)1(22++++++n n n n n n n (分组求和) =2)2()1(2++n n n(5)裂项法求和这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项)如:(1))()1(n f n f a n -+= (2)οοοοοn n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+ (3)111)1(1+-=+=n n n n a n (4))121121(211)12)(12()2(2+--+=+-=n n n n n a n (5)])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n(6) nnn n n n n n S n n n n n n n n n a 2)1(11,2)1(12121)1()1(221)1(21+-=+-⋅=⋅+-+=⋅++=-则 例9求数列⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11,,321,211n n 的前n 项和.解:设n n n n a n -+=++=111(裂项)则 11321211+++⋅⋅⋅++++=n n S n (裂项求和)=)1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+- =11-+n例10在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n nn n a n ,又12+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和. 解: ∵ 211211nn n n n a n =++⋅⋅⋅++++=∴ )111(82122+-=+⋅=n n n n b n (裂项)∴ 数列{b n }的前n 项和)]111()4131()3121()211[(8+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n n S n (裂项求和) =)111(8+-n =18+n n(6)合并法求和针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求S n .例11求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.解:设S n = cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°∵ )180cos(cos οοοn n --= (找特殊性质项)∴S n = (cos1°+ cos179°)+( cos2°+ cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···+(cos89°+ cos91°)+ cos90° (合并求和)= 0例12在各项均为正数的等比数列中,若103231365log log log ,9a a a a a +⋅⋅⋅++=求的值.解:设1032313log log log a a a S n +⋅⋅⋅++=由等比数列的性质 q p n m a a a a q p n m =⇒+=+ (找特殊性质项) 和对数的运算性质 N M N M a a a ⋅=+log log log 得)log (log )log (log )log (log 6353932310313a a a a a a S n ++⋅⋅⋅++++= (合并求和)=)(log )(log )(log 6539231013a a a a a a ⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅ =9log 9log 9log 333+⋅⋅⋅++ =10(7)利用数列的通项求和先根据数列的结构及特征进行分析,找出数列的通项及其特征,然后再利用数列的通项揭示的规律来求数列的前n 项和,是一个重要的方法. 例13求32111111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++之和. 解:由于)110(91999991111111-=⋅⋅⋅⨯=⋅⋅⋅k k k 43421321个个 (找通项及特征) ∴ 32111111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++ =)110(91)110(91)110(91)110(91321-+⋅⋅⋅+-+-+-n (分组求和) =)1111(91)10101010(9113214434421个n n +⋅⋅⋅+++-+⋅⋅⋅+++ =9110)110(1091nn ---⋅=)91010(8111n n --+ 例14 已知数列{a n }:∑∞=+-+++=11))(1(,)3)(1(8n n n n a a n n n a 求的值. 解:∵ ])4)(2(1)3)(1(1)[1(8))(1(1++-+++=-++n n n n n a a n n n (找通项及特征)=])4)(3(1)4)(2(1[8+++++⋅n n n n (设制分组)=)4131(8)4121(4+-+++-+⋅n n n n (裂项)∴ ∑∑∑∞=∞=∞=++-+++-+=-+1111)4131(8)4121(4))(1(n n n n n n n n n a a n (分组、裂项求和) =418)4131(4⋅++⋅ =313课后习题: 一、选择题1.已知{}n a 为等差数列,其公差为-2,且7a 是3a 与9a 的等比中项,n S 为{}n a 的前n 项和,*n N ∈,则10S 的值为( )A .-110B .-90C .90D .1102.数列{}n a 的首项为3,{}n b 为等差数列且()*1n n n b a a n N+=-∈。
高考数学《数列求和及综合应用》复习
C. 2019
2020
√D. 2020 2021
由
a1
1 2
,an1
1 2 an
,得 a2
1 2 a1
2 3
,a3
3 4
,归纳可得
an
n
n
1
.当
n
1
时,a1
1 2
满足
an
n.
n 1
假设当 n k 时满足,即 ak
k
k 1
,当
n
k
1 时,
ak 1
1 2 ak
1 2 k
k 1 ,满足该式,故
an
SS1n,
n
1 Sn1, n
2, n N
只有 a1 S1 ,满足 n 2 的情形,通项公式才可以统一写成 an Sn . Sn1
1.已知数列an
满足
a1
1 2
,
an1
2
1 an
n N*
,则 a1
a2 22
a3 32
a2020 的值是(
20202
)
A. 2018
2019
B. 1009
3.以等差(比)数列为命题背景,考查等差(比)的前n项和公式、 分组求和 4.以递推数列、等差(比)数列为命题背景, 考查错位相减、裂项相消、倒序相加等求和方法
考点解读
5.等差(比)数列的求和、分组求和、错位相减求和及裂项相消求和 6.常与不等式、函数、解析几何相结合考查数列求和函数、 不等式的性质等
2.已知等比数列an 的前 n 项和为 Sn ,且 Sn 2n1 2 ,
则数列
log
2
an
1 log2
an1
高考数学压轴题数列求和十种方法总结
高考数学压轴题数列求和十种方法总结数列是高考数学的重要内容,其中数列的求和尤为重要,除了等差数列等比数列有各自的求和公式,其余数列的求和讲究一定的技巧。
题型一、公式求和1、 等差数列求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q q a a qq a q na S n nn3、 )1(211+==∑=n n k S nk n 4、 )12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n 5、 213)]1(21[+==∑=n n k S n k n例1、已知{}na 是一个首项为a ,公比为(01)q q <≤的等比数列,求2222*123()n n S a a a a n N =++++∈解:由已知得1n n a aq-=,222(1)2212222n n n n a a q q a a q+-+-∴== ∴{}2n a 是首项为2a ,公比为2q 的等比数列。
当1q =时,222212.n n S a a a na =+++=当1q ≠时,2222122[1()](1)11n n n a q a q S q q--==--例2、 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++nx x x x 32的前n 项和。
解:由321log log 3x -=得33log log 2x =-,∴ 12x =, 由等比数列求和公式得 n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32=x x x n--1)1(=211)211(21--n =112n -例3、 设*123,()n S n n N =+++⋅⋅⋅+∈,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , 11(1)(2)2n S n n +=++ ∴ 1)32()(++=n n S n S n f =64342++n n n=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当=,即8n =时,m x 1()50a f n =二、倒序相加法求和倒序相加法是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +例1、求89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ① 将①式右边反序得1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …… ② 又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x,①+②得2222222(sin 1cos 1)(sin 2cos 2)(sin 89cos 89)89S =++++⋅⋅⋅++=∴ 44.5S =例2、已知函数()()R x x f x ∈+=241,点()111,y x P ,()222,y x P 是函数()x f 图象上的两个点,且线段21P P 的中点P 的横坐标为21. (Ⅰ)求证:点P 的纵坐标是定值; (Ⅱ)若数列{}n a 的通项公式为n n a f m ⎛⎫= ⎪⎝⎭(),1,2,,m N n m ∈=⋅⋅⋅求数列{}n a 的前m 项的和m S 。
高考数学数列求和的8种常用方法(最全)
求数列前n 项和的8种常用方法一.公式法(定义法):i.等差数列求和公式:特别地,当前〃项的个数为奇数时,S2灯|=(2&+1).%1,即前〃项和为中间项乘以项数。
这个公 式在很多时候可以简化运算;2.等比数列求和公式:(1) q = 1, S n =叫:。
1(1-矿)(2)S n =—~,特别要注意对公比的讨论:3. 可转化为等差、等比数列的数列;4. 常用公式:(2)1» = l + 2 + 3+L +〃=_〃(〃+1):22 = ]2 + 22 + 32 +L + / =项〃 +1 )(2〃 +1 )=项〃 + '(〃 +1 ):4-1 63 2(3)£(2Sl)=l + 3+5+L +(2〃-1)=片.▲■I例 1 已知 log3X= T ,求x+x 2+x 3 + ...+x n 的前〃项和.log? 3解:由 log3 x = —zl_ => log 3 x = -log 3 2 n x = 5= x + x 2 + x 3 +L +y*n J = 1(1-1)A2(4)log 2 3由等比数列求和公式得x(l —x 1-X1&例 2 设S “=l + 2+3+ • +〃,解:易知 S =]_〃(〃+1), "2S..2",求_/•(〃)=— 的最大值.(〃 + 32)S tS . =!(〃+1)(〃+2)jt+i 2n .・'(〃)-(〃 + 32)s* — / + 34〃+ 64= ]_________1_______ 1〃 +34+丝 一(V ;-_L)2+50 - 50n JnQ1・•・当而-如即〃 =8时,f(n) =_.V82 50二.倒序相加法:如果一个数列{%},与首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一常数,那么求这个数列的前〃项和即可用倒序相加法。
如:等差数列的前〃项和即是用此法推导的,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到〃个(0+4).例3求sii?1°+sin22°+sin23° +-+sin288°+sin289°的值解:设S=sin2l°+sin22°+sin23°+•••+sin288°+sin289°........①将①式右边反序得S=sin289°+sin288°+…+sin23°+sin22°+sin21°........②(反序)又因为sinx=cos(90°-x),sin2x+cos2x=1①得(反序相加)2S=(sin21°+cos2l°)+(sin22°+cos22。
数列求和的常用方法
数列求和的常用方法数列求和是数列的重要内容之一,也是高考数学的重点考查对象。
数列求和的基本思路是,抓通项,找规律,套方法。
下面介绍数列求和的几种常用方法:一、直接(或转化)由等差、等比数列的求和公式求和 利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法.1、 等差数列求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q q a a q q a q na S n n n3、 )1(211+==∑=n n k S n k n4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S n k n 5、 213)]1(21[+==∑=n n k S n k n 例1 设{}n a 是公比大于1的等比数列,n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知37S =,且123334a a a ++,,构成等差数列.(1)求数列{}n a 的等差数列.(2)令31ln 12n n b a n +== ,,,,求数列{}n b 的前n 项和T . 解:(1)由已知得1231327:(3)(4)3.2a a a a a a ++=⎧⎪⎨+++=⎪⎩,解得22a =. 设数列{}n a 的公比为q ,由22a =,可得1322a a q q==,. 又37S =,可知2227q q++=,即22520q q -+=, 解得12122q q ==,.由题意得12q q >∴=,. 11a ∴=.故数列{}n a 的通项为12n n a -=.(2)由于31ln 12n n b a n +== ,,,,由(1)得3312n n a +=3ln 23ln 2n n b n ∴==, 又13ln 2n n n b b +-={}n b ∴是等差数列. 12n n T b b b ∴=+++1()2(3ln 23ln 2)23(1)ln 2.2n n b b n n n +=+=+= 故3(1)ln 22n n n T +=.练习:设S n =1+2+3+…+n,n ∈N *,求1)32()(++=n n S n S n f 的最大值. 解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , )2)(1(21++=n n S n (利用常用公式) ∴ 1)32()(++=n n S n S n f =64342++n n n =n n 64341++=50)8(12+-n n 501≤ ∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f 二、错位相减法例3 设{}n a 是等差数列,{}n b 是各项都为正数的等比数列,且111a b ==,3521a b +=,5313a b +=(Ⅰ)求{}n a ,{}n b 的通项公式; (Ⅱ)求数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n S .解:(Ⅰ)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,则依题意有0q >且4212211413d q d q ⎧++=⎪⎨++=⎪⎩,,解得2d =,2q =.所以1(1)21n a n d n =+-=-,112n n n b q --==. (Ⅱ)1212n n n a n b --=. 122135232112222n n n n n S ----=+++++ ,① 3252321223222n n n n n S ----=+++++ ,② ②-①得22122221222222n n n n S ---=+++++- , 221111212212222n n n ---⎛⎫=+⨯++++- ⎪⎝⎭ 1111212221212n n n ----=+⨯-- 12362n n -+=-.三、逆序相加法把数列正着写和倒着写再相加(即等差数列求和公式的推导过程的推广)例4 设函数222)(+=x x x f 的图象上有两点P 1(x 1, y 1)、P 2(x 2, y 2),若)(2121OP OP OP +=,且点P 的横坐标为21. (I )求证:P 点的纵坐标为定值,并求出这个定值;(II )若;求,),()3()2()1(*n n S N n nn f n f n f n f S ∈+⋯+++= (III )略(I )∵)(2121OP OP OP +=,且点P 的横坐标为21. ∴P 是12P P 的中点,且121x x +=()()()()()122112122212112222224214212222222222222p x x x x x x x x x x x x x y y y ++++=+=++++=+=++∴= 由(I )知,121x x +=()()()121,122f f f x x +==-且 ()()12111212n n n n f f f f n n n n n n f f f f n n n n S S -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭又,(1)+(2)得:()()()11221211211113223222n n n n n f f f f f f f f n n n n n n f n n S S ⎡-⎤⎡-⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎣⎦=++++=+-+-∴=四、裂项求和法这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项)如:(1)111)1(1+-=+=n n n n a n (2))121121(211)12)(12()2(2+--+=+-=n n n n n a n (3)])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n 等。
高考数学-数列求和的方法总结(有答案)
两式相加得: 2S 9 f
1 10
9 9 f 9 ,所以 S . 2 10
2
例 5.求和: S n 2 3 5 解: S n 2 3 5
1
4 3 5 6 3 5
n(n 1) 2 ,1+3+5+„„+(2n-1)= n , 2
2
n(n 1)(2n 1) n(n 1) 3 3 3 3 1 2 3 ……+n = , 1 2 3 ……+n = 等。 6 2
2 2 2 2
2.错位相减法: 若数列各项是由一个等差数列和一个等比数列对应项相乘得到, 即数列是一个 “差比数列” , 则采用错位相减法。错位相减法的求解步骤:①在等式两边同时乘以“差比”数列中等比数列 的公比 q ;②将两个等式相减;③利用等比数列的前 n 项和的公式求和。 3.裂项相消法: 把数列的通项拆成两项之差,即数列的每一项都可按此法拆成两项之差,在求和时一些正 负项相互抵消,于是前 n 项的和变成首尾若干少数项之和,这一求和方法称为裂项相消法。该
c an an 1 方法适用于类似 的数列,其中 an 是各项不为零的等差数列,c 为常数。用裂项相消
法求和,需要掌握一些常见的裂项方法:
1 1 1 1 11 1 n n 1 n n 1 nn k k n n k ① ,特别地当 k 1 时, ;
﹣ )+ ( ﹣ ﹣ )
) . ﹣ ) + ﹣ +…+ ﹣ ) )+ ( ﹣ )
)]= .
=
.
故答案为:
高考数列求和知识点总结
高考数列求和知识点总结数列求和是高中数学中的一个重要知识点,也是高考数学中经常考察的内容之一。
掌握了数列求和的方法和技巧,可以帮助我们更好地解决问题,提高解题效率。
下面将对数列求和的相关知识进行总结和归纳。
一、等差数列的求和等差数列是高中数学中最基本的数列之一,求和公式为Sn = n* (a1 + an) / 2,其中Sn表示前n项和,a1表示首项,an表示第n 项。
例题1:已知某等差数列的首项为2,公差为3,求前10项的和。
解题思路:首先根据等差数列的公式an = a1 + (n - 1) * d,计算出第10项的值为2 + (10 - 1) * 3 = 29。
然后利用等差数列的求和公式Sn = n * (a1 + an) / 2,代入n=10,a1=2,an=29,计算出前10项的和为10 * (2 + 29) / 2 = 155。
二、等比数列的求和等比数列是高中数学中另一个重要的数列,求和公式为Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q),其中Sn表示前n项和,a1表示首项,q表示公比。
例题2:已知某等比数列的首项为1,公比为2,求前5项的和。
解题思路:首先根据等比数列的公式an = a1 * q^(n - 1),计算出第5项的值为1 * 2^(5 - 1) = 16。
然后利用等比数列的求和公式Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q),代入n=5,a1=1,q=2,计算出前5项的和为1 * (1 - 2^5) / (1 - 2) = 31。
三、一般数列的求和对于一般的数列,如果找不到明显的规律或者确定不了数列的类型,可以采用递推法求和。
例题3:已知数列{an}满足a1 = 1,an = an-1 + 2,求前5项的和。
解题思路:根据数列的递推关系an = an-1 + 2,可以得出第2项a2 = a1 + 2 = 1 + 2 = 3,第3项a3 = a2 + 2 = 3 + 2 = 5,以此类推,可以求得前5项依次为1,3,5,7,9。
数列求和常见的7种方法
数列求和常见的7种方法数列求和的基本方法和技巧一、总论:数列求和7种方法: 利用等差、等比数列求和公式错位相减法求和 反序相加法求和 分组相加法求和 裂项消去法求和分段求和法(合并法求和) 利用数列通项法求和二、等差数列求和的方法是逆序相加法,等比数列的求和方法是错位相减法,三、逆序相加法、错位相减法是数列求和的二个基本方法。
数列是高中代数的重要内容,又是学习高等数学的基础. 在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位. 数列求和是数列的重要内容之一,除了等差数列和等比数列有求和公式外,大部分数列的求和都需要一定的技巧. 下面,就几个历届高考数学和数学竞赛试题来谈谈数列求和的基本方法和技巧.一、利用常用求和公式求和利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法.1、 等差数列求和公式:d n n na a a n S n n2)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q qa a qq a q na S n nn3、 )1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n5、213)]1(21[+==∑=n n k S nk n [例1] 已知3log 1log23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x xx 32的前n 项和.解:由212log log 3log 1log3323=⇒-=⇒-=x x x由等比数列求和公式得 nn x x x x S +⋅⋅⋅+++=32(利用常用公式)=xx x n--1)1(=211)211(21--n =1-n21[例2] 设S n =1+2+3+…+n ,n ∈N *,求1)32()(++=n nSn Sn f 的最大值.解:由等差数列求和公式得)1(21+=n n S n ,)2)(1(21++=n n S n (利用常用公式)∴1)32()(++=n nS n S n f =64342++n nn=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当88-n ,即n =8时,501)(max =n f二、错位相减法求和这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{a n · b n }的前n 项和,其中{ a n }、{ b n }分别是等差数列和等比数列. [例3] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①解:由题可知,{1)12(--n x n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x }的通项之积设nn x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ②(设制错位)①-②得nn n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=--(错位相减)再利用等比数列的求和公式得:nn n x n xx x S x )12(1121)1(1----⋅+=--∴21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+[例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232nn前n 项的和. 解:由题可知,{nn22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n21}的通项之积设n n n S 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n nS ………………………………② (设制错位)①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS(错位相减)1122212+---=n n n∴1224-+-=n n n S三、反序相加法求和这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1na a +.[例5] 求证:nn nnnnn C n C C C 2)1()12(53210+=++⋅⋅⋅+++证明: 设nnn n n n C n C C C S )12(53210++⋅⋅⋅+++=………………………….. ①把①式右边倒转过来得113)12()12(nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-(反序)又由m n nmnC C -=可得nnn n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..…….. ②①+②得nnn n n n n n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=-(反序相加)∴nn n S 2)1(⋅+=[例6] 求89sin 88sin 3sin 2sin1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ① 将①式右边反序得1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..② (反序)又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x①+②得 (反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.5 题1 已知函数 (1)证明:;(2)求的值.解:(1)先利用指数的相关性质对函数化简,后证明左边=右边(2)利用第(1)小题已经证明的结论可知,两式相加得:所以.练习、求值:四、分组法求和有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.[例7] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n aaa n ,…解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n aa a Sn n将其每一项拆开再重新组合得)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n aa a S n n(分组)当a =1时,2)13(nn n S n -+==2)13(nn +(分组求和)当1≠a 时,2)13(1111n n aa S n n -+--==2)13(11nn a a a n -+---[例8] 求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n 项和.解:设kk k k k k a k++=++=2332)12)(1(∴∑=++=nk n k k k S 1)12)(1(=)32(231k k knk ++∑=将其每一项拆开再重新组合得S n=kk k nk nk nk ∑∑∑===++1213132(分组)=)21()21(3)21(2222333n n n +⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++=2)1(2)12)(1(2)1(22++++++n n n n n n n(分组求和)=2)2()1(2++n n n五、裂项法求和这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项)如:(1))()1(n f n f a n-+= (2)n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+ (3)111)1(1+-=+=n n n n a n (4))121121(211)12)(12()2(2+--+=+-=n n n n n a n(5)])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n(6)nnn n n n n n S n n n n n n n n n a 2)1(11,2)1(12121)1()1(221)1(21+-=+-⋅=⋅+-+=⋅++=-则(7))11(1))((1CAn B An B C C An B An a n+-+-=++=(8)11na n nn n ==+++[例9] 求数列⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11,,321,211n n 的前n 项和.解:设nn n n a n -+=++=111(裂项)则11321211+++⋅⋅⋅++++=n n S n(裂项求和)=)1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+- =11-+n[例10] 在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n n n n an,又12+⋅=n n na a b,求数列{b n }的前n 项的和.解: ∵211211n n n n n a n =++⋅⋅⋅++++=∴ )111(82122+-=+⋅=n n n n b n(裂项)∴ 数列{b n }的前n 项和)]111()4131()3121()211[(8+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n n S n(裂项求和)=)111(8+-n = 18+n n[例11] 求证:1sin 1cos 89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 12=+⋅⋅⋅++解:设89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S∵n n n n tan )1tan()1cos(cos 1sin -+=+(裂项)∴89cos 88cos 12cos 1cos 11cos 0cos 1+⋅⋅⋅++=S(裂项求和)=]}88tan 89[tan )2tan 3(tan )1tan 2(tan )0tan 1{(tan 1sin 1-+-+-+-=)0tan 89(tan 1sin 1-=1cot 1sin 1⋅=1sin 1cos 2∴ 原等式成立 答案:六、分段求和法(合并法求和)针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求S n .[例12] 求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.解:设S n = cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°∵)180cos(cos n n --=(找特殊性质项)∴S n = (cos1°+ cos179°)+( cos2°+cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···+(cos89°+ cos91°)+ cos90°(合并求和)= 0 [例13] 数列{a n }:nn n a a a a a a-====++12321,2,3,1,求S 2002.解:设S 2002=2002321a a a a+⋅⋅⋅+++ 由nn n a a a a a a-====++12321,2,3,1可得,2,3,1654-=-=-=a a a,2,3,1,2,3,1121110987-=-=-====a a a a a a……2,3,1,2,3,1665646362616-=-=-====++++++k k k k k k a a a a a a∵ 0665646362616=+++++++++++k k k k k k a a a a a a (找特殊性质项)∴S 2002=2002321a a a a +⋅⋅⋅+++(合并求和)=)()()(66261612876321++++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+++k k k a a a a a a a a a a2002200120001999199819941993)(a a a a a a a +++++⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅+=2002200120001999a a a a+++ =46362616+++++++k k k k a a a a=5[例14] 在各项均为正数的等比数列中,若103231365log log log ,9a a a a a +⋅⋅⋅++=求的值.解:设1032313log log log a a a Sn+⋅⋅⋅++=由等比数列的性质qp n m a a a a q p n m =⇒+=+(找特殊性质项)和对数的运算性质NM N M a a a ⋅=+log log log 得)log (log )log (log )log (log 6353932310313a a a a a a S n ++⋅⋅⋅++++=(合并求和)=)(log )(log )(log 6539231013a a a a a a ⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅=9log 9log 9log 333+⋅⋅⋅++=10七、利用数列的通项求和先根据数列的结构及特征进行分析,找出数列的通项及其特征,然后再利用数列的通项揭示的规律来求数列的前n 项和,是一个重要的方法.[例15] 求11111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++之和. 解:由于)110(91999991111111-=⋅⋅⋅⨯=⋅⋅⋅kk k 个个(找通项及特征)∴11111111111个n ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++=)110(91)110(91)110(91)110(91321-+⋅⋅⋅+-+-+-n(分组求和)=)1111(91)10101010(911321个n n +⋅⋅⋅+++-+⋅⋅⋅+++=9110)110(1091n n ---⋅ =)91010(8111n n --+[例16] 已知数列{a n }:∑∞=+-+++=11))(1(,)3)(1(8n n n n a a n n n a 求的值.解:∵])4)(2(1)3)(1(1)[1(8))(1(1++-+++=-++n n n n n a a n n n(找通项及特征)=])4)(3(1)4)(2(1[8+++++⋅n n n n (设制分组)=)4131(8)4121(4+-+++-+⋅n n n n (裂项)∴∑∑∑∞=∞=∞=++-+++-+=-+1111)4131(8)4121(4))(1(n n n n n n n n n a a n (分组、裂项求和)=418)4131(4⋅++⋅ =313提高练习:1.已知数列{}n a 中,nS 是其前n项和,并且1142(1,2,),1n n S a n a +=+==,⑴设数列),2,1(21 =-=+n a a b n n n,求证:数列{}nb 是等比数列;⑵设数列),2,1(,2 ==n a cnn n,求证:数列{}nc 是等差数列;2.设二次方程na x 2-na +1x +1=0(n ∈N)有两根α和β,且满足6α-2αβ+6β=3. (1)试用na 表示a 1n +;3.数列{}na 中,2,841==a a 且满足nn n a a a-=++122*N n ∈⑴求数列{}na 的通项公式; ⑵设||||||21n n a a a S +++= ,求nS ;。
高考数学一轮复习 30数列求和精品课件 新人教版
把不能直接求和的数列分解成几个可项变为两数之差,以便大部分项能“正”、“负”相消,只剩下有限的 几项.裂项时可直接从通项入手,并且要判断清楚消项后余下哪些项,常用的裂项公 式为:
(1) 1 1 1 n(n 1) n n 1
(2)
(n
1 1)(n
1)
[解析]由定义知a1+a2=a2+a3=…=a2k-1+a2k=a2k+a2k+11=2, 所以a1=a3=…=a2k+1=2, a2=a4=…=a2k18=3.
当n为偶数时, a n 中有
n 2
个2,
n 2
个3, Sn
n 2
2
n 2
3
5n 2
;
当
n为
奇
数
时,
a
n
中
有
n
2
1
个
2,
n
2
1
个
3,
类型三 裂项相消法求和 解题准备:1.裂项相消法是分解与组合思想在数列求和中的具体应用,其实质 是将数列中的某些项分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的.
2.数列中的每一项均能分裂成一正一负两项,这是裂项相消法使用的前提,一
般地,形如
(其中{an}是等差数列)的1数列可尝试采用此法.常用的裂项技巧有: a n1a n
(3)12+22+32+…+n2=
n(n1)(2n1) . 6
一个数列如果距首末两项等距离的两项和相等,那么求这个数列的前n项和 可用倒序相加法.如等差数列前n项和公式的推导.
如果当数列的每一项可分解为两个因式的乘积,各项的第一个因子成公差为 d的等差数列,第二个因子成公比为q的等比数列,可将此数列前n项的和乘以公比q, 然后错项相减从而求出Sn.
高考专题复习数学数列求和 PPT课件 图文
设 n N * , xn 是曲线 y x2n2 1 在点 (1,2)
处的切线与 x 轴交点的横坐标.
(1)求数列 {xn} 的通项公式;
(2)记Tn x12x32
x2 2n1
,证明
Tn
1 4n
.
在数 1 和 100 之间插入 n 个实数,使得这 n 2 个数 构成递增的等比数列,将这 n 2 个数的乘积记作Tn , 再令 an lg Tn, n≥1.
(2)求数列an 的通项公式;
(3)是否存在实数 a ,使不等式
(1 1 )(1 1 ) (1 1 ) 2a2 3
a1
a2
an 2a 2n 1
对一切正整数 n 都成立?若存在,
求出 a 的取值范围;若不存在,请说明理由.
设数列an 的前 n 项和为 Sn ,满足
2Sn an1 2n1 1 , n N* ,
则数列
1
的前10
项和为_________
an
设数列an,其前 n 项和 Sn 3n2 ,
bn为单调递增的等比数列, b1b2b3 512 , a1 b1 a3 b3
(1)求数列an, bn的通项公式;
(2)若 cn
bn
bn
2 bn
1 n
bn
bn1
1(n
N* )
.
(1)求 an 与 bn ;(2)记数列{anbn} 的前 n 项和为Tn ,求Tn .
已知数列an ,bn , an 3n 1,bn 2n
记 Tn anb1 an1b2 a1bn , n N * ,求:Tn
数列求和的8种方法
精心整理数列求和的基本方法和技巧(配以相应的练习)一、总论:数列求和7种方法: 利用等差、等比数列求和公式错位相减法求和 反序相加法求和1、23、)1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n[例1]已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和. 解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x 由等比数列求和公式得n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32(利用常用公式)=x x x n--1)1(=211)211(21--n =1-n 21 [例2]设S n =1+2+3+…+n ,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:由等差数列求和公式得)1(21+=n n S n ,)2)(1(21++=n n S n (利用常用公式) ∴)32()(+=n S n S n f =64342++n n n等比数列-1,则=.=答案:[解:由题可知,{1)12(--n x n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x }的通项之积设n n x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=……………………….②(设制错位) ①-②得n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=--(错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n xx x S x )12(1121)1(1----⋅+=--∴21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+[例4]求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232nn前n 项的和. 解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积设nn nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………① 已知答案:2的前答案:[例把①式右边倒转过来得113)12()12(n n n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-(反序)又由m n n m n C C -=可得nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..……..②①+②得n nn n n nn n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=-(反序相加)∴n n n S 2)1(⋅+=[例6]求 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S ………….①将①式右边反序得1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..②(反序)又因为1cos sin ),90cos(sin 22 题1已知函数(1)证明:(2)求的值(2所以.练习、求值:练习。
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高考数学复习(30) 数列求和1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 5=25,则S 7=________. 解析:设S n =An 2+Bn ,由题知,⎩⎪⎨⎪⎧S 3=9A +3B =9,S 5=25A +5B =25,解得A =1,B =0,所以S 7=49. 答案:49 2.数列{1+2n -1}的前n 项和为________.解析:由题意得a n =1+2n -1,所以S n =n +1-2n1-2=n +2n-1.答案:n +2n-13.数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n(2n -1),则该数列的前100项之和为________. 解析:根据题意有S 100=-1+3-5+7-9+11-…-197+199=2×50=100. 答案:1004.已知正项数列{a n }满足a 2n +1-6a 2n =a n +1a n .若a 1=2,则数列{a n }的前n 项和S n =________. 解析:因为a 2n +1-6a 2n =a n +1a n , 所以(a n +1-3a n )(a n +1+2a n )=0, 因为a n >0,所以a n +1=3a n ,又a 1=2,所以{a n }是首项为2,公比为3的等比数列, 所以S n =-3n1-3=3n-1.答案:3n-15.(2018·广西高三适应性测试)已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +1-1的前n 项和T n =________.解析:因为a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,n 2--2,n≥2=⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,2n -1,n≥2,所以a n =2n -1. 所以1a n +1-1=1+2-1=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 所以T n =14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1=n4n +4. 答案:n 4n +46.若数列{a n }满足a n -(-1)na n -1=n(n≥2),S n 是{a n }的前n 项和,则S 40=________. 解析:当n =2k 时,即a 2k -a 2k -1=2k ,① 当n =2k -1时,即a 2k -1+a 2k -2=2k -1,② 当n =2k +1时,即a 2k +1+a 2k =2k +1,③ ①+②得a 2k +a 2k -2=4k -1, ③-①得a 2k +1+a 2k -1=1,S 40=(a 1+a 3+a 5+…+a 39)+(a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 40)=1×10+(7+15+23+…+79)=10++2=440.答案:440二保高考,全练题型做到高考达标1.已知{a n }是首项为1的等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,且9S 3=S 6,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前5项和为________.解析:设{a n }的公比为q ,显然q≠1,由题意得-q 31-q=1-q 61-q ,所以1+q 3=9,得q =2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公比为12的等比数列,前5项和为1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1251-12=3116.答案:31162.已知数列{a n }中,a n =-4n +5,等比数列{b n }的公比q 满足q =a n -a n -1(n≥2)且b 1=a 2,则|b 1|+|b 2|+|b 3|+…+|b n |=________.解析:由已知得b 1=a 2=-3,q =-4, 所以b n =(-3)×(-4)n -1,所以|b n |=3×4n -1,即{|b n |}是以3为首项,4为公比的等比数列. 所以|b 1|+|b 2|+…+|b n |=-4n1-4=4n-1.答案:4n-13.已知数列5,6,1,-5,…,该数列的特点是从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和,则这个数列的前16项之和S 16=________.解析:根据题意这个数列的前7项分别为5,6,1,-5,-6,-1,5,6,发现从第7项起,数列重复出现,所以此数列为周期数列,且周期为6,前6项和为5+6+1+(-5)+(-6)+(-1)=0.又因为16=2×6+4,所以这个数列的前16项之和S 16=2×0+7=7. 答案:74.对于数列{a n },定义数列{a n +1-a n }为数列{a n }的“差数列”,若a 1=2,数列{a n }的“差数列”的通项为2n,则数列{a n }的前n 项和S n =________.解析:因为a n +1-a n =2n,所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n -1+2n -2+…+22+2+2=2-2n1-2+2=2n -2+2=2n ,所以S n =2-2n +11-2=2n +1-2.答案:2n +1-25.在数列{a n }中,若a 1=2,且对任意正整数m ,k ,总有a m +k =a m +a k ,则{a n }的前n 项和S n =________. 解析:依题意得a n +1=a n +a 1,即有a n +1-a n =a 1=2,所以数列{a n }是以2为首项、2为公差的等差数列,a n =2+2(n -1)=2n ,S n =+2=n(n +1).答案:n(n +1)6.在等差数列{a n }中,首项a 1=3,公差d =2,若某学生对其中连续10项进行求和,在漏掉一项的前提下,求得余下9项的和为185,则此连续10项的和为________.解析:由已知条件可得数列{a n }的通项公式a n =2n +1,设连续10项为a i +1,a i +2,a i +3,…,a i +10,i ∈N ,设漏掉的一项为a i +k,1≤k≤10,由i +1+a i +102-a i +k =185,得(2i +3+2i +21)×5-2i -2k-1=185,即18i -2k =66,即9i -k =33,所以34≤9i=k +33≤43,3<349≤i≤439<5,所以i =4,此时,由36=33+k 得k =3,所以a i +k =a 7=15,故此连续10项的和为200.答案:2007.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问第二天走了________里.解析:由题意知,每天所走路程形成以a 1为首项,公比为12的等比数列,则a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,则a 2=96,即第二天走了96里.答案:968.已知数列{a n }中,a 1=2,a 2n =a n +1,a 2n +1=n -a n ,则{a n }的前100项和为________.解析:由a 1=2,a 2n =a n +1,a 2n +1=n -a n ,得a 2n +a 2n +1=n +1,所以a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 98+a 99)=2+2+3+…+50=1 276,因为a 100=1+a 50=1+(1+a 25)=2+(12-a 12)=14-(1+a 6)=13-(1+a 3)=12-(1-a 1)=13,所以a 1+a 2+…+a 100=1 276+13=1 289.答案:1 2899.(2018·苏北四市期末)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=a ,(a n +1)(a n +1+1)=6(S n +n),n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若对于∀n ∈N *,都有S n ≤n(3n+1)成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)当n =1时,(a 1+1)(a 2+1)=6(S 1+1),故a 2=5. 当n≥2时,(a n -1+1)(a n +1)=6(S n -1+n -1),所以(a n +1)(a n +1+1)-(a n -1+1)(a n +1)=6(S n +n)-6(S n -1+n -1), 即(a n +1)(a n +1-a n -1)=6(a n +1). 又a n >0,所以a n +1-a n -1=6,所以a 2k -1=a +6(k -1)=6k +a -6,a 2k =5+6(k -1)=6k -1,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧3n +a -3,n 为奇数,3n -1,n 为偶数.(2)当n 为奇数时,S n =12(3n +a -2)(n +1)-n ,由S n ≤n(3n+1),得a≤3n 2+3n +2n +1恒成立,令f(n)=3n 2+3n +2n +1,则f(n +1)-f(n)=3n 2+9n +4++>0,所以a≤f(1)=4.当n 为偶数时,S n =12n(3n +a +1)-n ,由S n ≤n(3n+1)得,a≤3(n+1)恒成立, 所以a≤9.又a 1=a>0,所以实数a 的取值范围是(0,4].10.(2018·宿迁中学调研)已知各项均为正数的数列{a n }的首项a 1=1,S n 是数列{a n }的前n 项和,且满足a n S n +1-a n +1S n +a n -a n +1=λa n a n +1(λ≠0,n ∈N *).(1)若a 1,a 2,a 3成等比数列,求实数λ的值; (2)若λ=12,求S n .解:(1)令n =1,得a 2=21+λ. 令n =2,得a 2S 3-a 3S 2+a 2-a 3=λa 2a 3, 所以a 3=2λ+4λ+λ+.由a 22=a 1a 3,得⎝⎛⎭⎪⎫21+λ2=2λ+4λ+λ+,因为λ≠0,所以λ=1.(2)当λ=12时,a n S n +1-a n +1S n +a n -a n +1=12a n a n +1,所以S n +1a n +1-S n a n +1a n +1-1a n =12,即S n +1+1a n +1-S n +1a n =12,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +1a n 是以2为首项,12为公差的等差数列, 所以S n +1a n =2+(n -1)·12,即S n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+32a n ,①当n≥2时,S n -1+1=⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+1a n -1,② ①-②得,a n =n +32a n -n +22a n -1,即(n +1)a n =(n +2)a n -1,所以a n n +2=a n -1n +1(n≥2),所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n +2是常数列,且为13,所以a n =13(n +2). 代入①得S n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2+32a n -1=n 2+5n 6. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·启东检测)《九章算术》中的“两鼠穿墙题”是我国数学的古典名题:“今有垣厚若干尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠也日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢,各穿几何?”题意是“有两只老鼠从墙的两边打洞穿墙,大老鼠第一天进一尺,以后每天加倍;小老鼠第一天也进一尺,以后每天减半.”如果墙足够厚,S n 为前n 天两只老鼠打洞长度之和,则S n =________尺.解析:依题意大老鼠每天打洞的距离构成以1为首项,2为公比的等比数列,所以前n 天大老鼠打洞的距离共为-2n1-2=2n-1.同理可得前n 天小老鼠打洞的距离共为1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1-12=2-12n -1,所以S n=2n -1+2-12n -1=2n-12n -1+1.答案:2n-12n -1+12.(2018·苏州高三暑假测试)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n -S n =n 2-16n +15(n ∈N *),若对任意n ∈N *,总有S n ≤S k ,则k 的值为________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则a n -S n =a 1+(n -1)d -⎣⎢⎡⎦⎥⎤na 1+-2d =-d 2n 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫32d -a 1n +a 1-d =n 2-16n +15,所以⎩⎪⎨⎪⎧-d2=1,32d -a 1=-16,a 1-d =15,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=13,d =-2,所以S n =13n +-2×(-2)=-n 2+14n =-(n -7)2+49,所以(S n )max =S 7,所以S n ≤S 7对任意n ∈N *恒成立,所以k 的值为7.答案:73.已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2. (1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1,1),P 2(x 2,2),…,P n +1(x n +1,n +1)得到折线P 1P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .解:(1)设数列{x n }的公比为q ,由已知得q>0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 1q =3,x 1q 2-x 1q =2.所以3q 2-5q -2=0.因为q>0,所以q =2,x 1=1, 因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,…,Q n +1. 由(1)得x n +1-x n =2n-2n -1=2n -1,记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n , 由题意得b n =+n +2×2n -1=(2n +1)×2n -2,所以T n =b 1+b 2+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2.①又2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1.② ①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+-2n -11-2-(2n +1)×2n -1.所以T n =-n +12.。