数列前n项和的常见解法
高考数学专题—数列求前n项和的5种常用方法总结
高考数学专题——数列(求S n )求s n 的四种方法总结常考题型:共5种大题型(包含倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、分组转化法、并项求和法。
1、倒序相加法:实质为等差数列求和。
例1、【2019·全国2·文T18】已知{a n }是各项均为正数的等比数列,a 1=2,a 3=2a 2+16. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n .求数列{b n }的前n 项和.【解析】(1)设{a n }的公比为q,由题设得2q 2=4q+16,即q 2-2q-8=0,解得q=-2(舍去)或q=4. 因此{a n }的通项公式为a n =2×4n-1=22n-1.(2)由(1)得b n =(2n-1)log 22=2n-1,因此数列{b n }的前n 项和为1+3+…+2n-1=n 2. 2、错位相减法:实质为等差×等比求和。
错位相减法的万能公式及推导过程:公式:数列c n =(an +b )q n−1,(an +b )为等差数列,q n−1为等比数列。
前n 项和S n =(An +B )q n +C A =a q −1,B =b −Aq −1,C =−B S n =(a +b )+(2a +b )q +(3a +b )q 2+⋯[(n −1)a +b ]q n−2+(an +b )q n−1 ① qS n =(a +b )q +(2a +b )q 2+(3a +b )q 3+⋯[(n −1)a +b ]q n−1+(an +b )q n ② ②-①得:(q −1)s n =−(a +b )−a (q +q 2+⋯q n−1)+(an +b )q n=−(a +b )−a ⋅q(1−q n−1)1−q+(an +b )q n=(an +b −aq−1)q n −(b −aq−1)S n =(aq −1⋅n +b −a q −1q −1)⋅q n −b −aq −1q −1例2、【2020年高考全国Ⅰ卷理数】设{}n a 是公比不为1的等比数列,1a 为2a ,3a 的等差中项. (1)求{}n a 的公比;(2)若11a =,求数列{}n na 的前n 项和.【解析】(1)设{}n a 的公比为q ,由题设得1232,a a a =+ 即21112a a q a q =+.所以220,q q +-= 解得1q =(舍去),2q =-. 故{}n a 的公比为2-.(2)设n S 为{}n na 的前n 项和.由(1)及题设可得,1(2)n n a -=-.所以112(2)(2)n n S n -=+⨯-++⨯-,21222(2)(1)(2)(2)n n n S n n --=-+⨯-++-⨯-+⨯-.可得2131(2)(2)(2)(2)n n n S n -=+-+-++--⨯-1(2)=(2).3n n n ---⨯-所以1(31)(2)99nn n S +-=-. 例3、【2020年高考全国III 卷理数】设数列{a n }满足a 1=3,134n n a a n +=-. (1)计算a 2,a 3,猜想{a n }的通项公式并加以证明; (2)求数列{2n a n }的前n 项和S n .【解析】(1)235,7,a a == 猜想21,n a n =+ 由已知可得 1(23)3[(21)]n n a n a n +-+=-+, 1(21)3[(21)]n n a n a n --+=--,……2153(3)a a -=-.因为13a =,所以2 1.n a n =+(2)由(1)得2(21)2n n n a n =+,所以23325272(21)2n n S n =⨯+⨯+⨯+++⨯. ①从而23412325272(21)2n n S n +=⨯+⨯+⨯+++⨯.②-①② 得23132222222(21)2n n n S n +-=⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯,所以1(21)2 2.n n S n +=-+例4、【2020届辽宁省大连市高三双基测试数学】已知数列{}n a 满足:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公比为2的等比数列,2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是公差为1的等差数列.(I )求12,a a 的值;(Ⅱ)试求数列{}n a 的前n 项和n S .【解析】(Ⅰ)方法一:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公比为2的等比数列 21221a a ∴=⨯ 214a a ∴=又2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公差为1的等差数列 2121122a a ∴-=,解得1228a a =⎧⎨=⎩方法二:n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公比为2的等比数列,1112,n n a n a n+∴=1(1)2n n n a a n ++∴=.①又2n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭构成公差为1的等差数列, 11122n nn na a ++∴-=② 由①②解得:2nn a n =⋅1228a a =⎧⎨=⎩ (Ⅱ)1122,1n n n a a n -=⋅= 2n n a n ∴=⋅123n n S a a a a =+++⋅⋅⋅+1231222322n n =⋅+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅ 234121222322n n S n +∴=⋅+⋅+⋅+⋅⋅⋅+⋅两式作差可得:23122222n n n S n +-=+++⋅⋅⋅+-⋅()1212212n n n n S +-=-⋅--1(1)22n n n S +=⋅---, 1(1)22n n S n +∴=-⋅+.例5、【2020届江西省吉安市高三上学期期末数学】数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足11a =,121n n a S +-=.(I )求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若3log n n b a =,数列2221n n b b +⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭的前n 项和为n T ,求证:12nT <.【解析】(I )当1n =时,由11a =,2121a a -=得23a =;当2n ≥时,121n n a S --=,两式相减得()1120n n n n a a S S +----=, 即13n n a a +=(2)n ≥,又2133a a ==, 故13n n a a +=恒成立,则数列{}n a 是公比为3的等比数列,可得13-=n n a . (Ⅱ)由(I )得313log log 31n n n b a n -===-,则22211111(21)(21)22121n n b b n n n n +⎛⎫==- ⎪⋅-⋅+-+⎝⎭,则111111123352121n T n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦111221n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭. 1021n >+ 11112212n ⎛⎫∴-< ⎪+⎝⎭ 故12n T <例6、【2017·天津·理T18】已知{a n }为等差数列,前n 项和为S n (n ∈N *),{b n }是首项为2的等比数列,且公比大于0,b 2+b 3=12,b 3=a 4-2a 1,S 11=11b 4. (1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)求数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和(n ∈N *).【解析】(1)设等差数列{a n }的公差为d,等比数列{b n }的公比为q.由已知b 2+b 3=12,得b 1(q+q 2)=12,而b 1=2,所以q 2+q-6=0.又因为q>0,解得q=2. 所以,b n =2n.由b 3=a 4-2a 1,可得3d-a 1=8.①由S 11=11b 4,可得a 1+5d=16,②联立①②,解得a 1=1,d=3,由此可得a n =3n-2.所以,数列{a n }的通项公式为a n =3n-2,数列{b n }的通项公式为b n =2n.(2)设数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和为T n ,由a 2n =6n-2,b 2n-1=2×4n-1,有a 2n b 2n-1=(3n-1)×4n, 故T n =2×4+5×42+8×43+…+(3n-1)×4n,4T n =2×42+5×43+8×44+…+(3n-4)×4n+(3n-1)×4n+1,上述两式相减,得-3T n =2×4+3×42+3×43+…+3×4n-(3n-1)×4n+1=12×(1-4n )1-4-4-(3n-1)×4n+1=-(3n-2)×4n+1-8.得T n =3n -23×4n+1+83. 所以,数列{a 2n b 2n-1}的前n 项和为3n -23×4n+1+83. 例7、【2020·石家庄模拟】设数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =3a n -1. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =na n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)由2S n =3a n -1,① 得2S n -1=3a n -1-1(n ≥2),② ①-②,得2a n =3a n -3a n -1, 所以a n a n -1=3(n ≥2),又2S 1=3a 1-1,2S 2=3a 2-1, 所以a 1=1,a 2=3,a 2a 1=3, 所以{a n }是首项为1,公比为3的等比数列, 所以a n =3n -1.(2)由(1)得,b n =n3n -1,所以T n =130+231+332+…+n3n -1,③13T n =131+232+…+n -13n -1+n 3n ,④ ③-④得,23T n =130+131+132+…+13n -1-n 3n =1-13n1-13-n 3n =32-2n +32×3n ,所以T n =94-6n +94×3n . 3、裂项相消法:实质为a n =b n (n+a )形式的求和。
数列求前N项和方法总结(方法大全
数列求前N项和方法总结(方法大全数列是一组按照一定规律排列的数。
在数列中,常常需要求出数列的前N项和,以便进一步分析和运用。
下面将对常见的数列的前N项和求解方法进行总结。
1.等差数列:等差数列是相邻两项之差相等的数列。
记数列首项为a,公差为d,第n项为an。
a.求前N项和公式:Sn = (a + an) * n / 2b.证明:首先将等差数列分为两部分:第一部分是首项a和末项an,共有n 项,它们的和为 (a + an) * n / 2;第二部分是每一项与对应的倒数项的和,它们的和恰好也是 (a + an) * n / 2、将两部分的和相加即得 Sn = (a + an) * n / 22.等比数列:等比数列是相邻两项之比相等的数列。
记数列首项为a,公比为r,第n项为an。
a.公比不为1的情况:求前N项和公式:Sn=a*(1-r^n)/(1-r)b.公比为1的情况:求前N项和公式:Sn=a*nc.证明:利用等比数列的性质,将等比数列的前N项和与它的下一项相乘,两者相减可得到Sn=a*(1-r^n)/(1-r)。
3.平方数列:平方数列是由平方数组成的数列,例如1,4,9,16,25,...。
a.求前N项和公式:Sn=n*(n+1)*(2n+1)/6b.证明:利用平方数的性质,可以得到平方数列的前N项和的通项公式为Sn=n*(n+1)*(2n+1)/64.立方数列:立方数列是由立方数组成的数列,例如1,8,27,64,125,...。
a.求前N项和公式:Sn=(n*(n+1)/2)^2b.证明:利用立方数的性质,可以得到立方数列的前N项和的通项公式为Sn=(n*(n+1)/2)^25.斐波那契数列:斐波那契数列是指从0和1开始,后一项等于前两项之和的数列,例如0,1,1,2,3,5,...。
a.求前N项和公式:Sn=F(n+2)-1其中F(n)是斐波那契数列的第n项。
b.证明:通过归纳法可以证明斐波那契数列的前N项和等于第N+2项减去1除了上述常见的数列,还有很多其他的数列以及求前N项和的方法。
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)
求数列前N 项和的七种方法1. 公式法等差数列前n 项和:特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式: 1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n3、213)]1(21[+==∑=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.[例2] 设S n =1+2+3+…+n,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.2. 错位相减法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[例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n 前n 项的和.练习: 求:S n=1+5x+9x 2+······+(4n -3)xn-13. 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5] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n aa a n ,…[例6] 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 k n k ++∑=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练习:求数列∙∙∙+∙∙∙),21(,,813,412,211n n 的前n 项和。
求数列前N项和的七种方法含例题和答案
求数列前N 项和的七种方法点拨:1.公式法等差数列前n 项和:n(a 1+a n ) y 亠 n(n +1) _, Si — — na q 十 d2 ' 2特别的,当前n 项的个数为奇数时,S 2k 岀=(2k +1)_a k 41,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1 时,q H 1, s n = a1 " q),特别要注意对公比的讨论。
其他公式:用常用公式)1 1迂R _ 1丄 1一丄—2n21、S nn=Z k kd :3、S n [例1]弓(卄)2、 n =送k 3 k=12 计+1)] 2 1S n=!: k =-n(n+1)(2n+1)6—1 2 3 已知 log 3 X = - 7,求 X + X + X +…+log 23 x n +…的前n 项和.解:由log 3—1 =log 3 X = —log s 2 = log 2 3 1 x =— 2 由等比数列求和公式得S n = X + X 2 +(利_ x(1 -x n) —1-x[例 2]设 S n = 1+2+3+ …+n , n € N *,求 f (n)= S n(n + 32)S n屮 的最大值.解: 由等差数列求和公式得 1 1S n = — n(n +1) , S n* = -(n +1)(n + 2)2 2 (利用常用公式)f(n)= S n(n + 32)盼 2n 2 + 3 4n+64□ +34+^ (屛--)2+5O 50 •••当亦=2,即 n = 8 时,f(n)max\l n 50 2.错位相减法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:S n =1+3x+ 5x 2+7x 3 + ”””+(2n - 1)x n " 解:由题可知,{ (2 n- 1)x n 』}的通项是等差数列{2n — 1}的通项与等比数列{x n」}的 通项之积设 xS n =1x+3x 2+5x 3+7x 4 + …+(2门_〔以 ①一②得(1-x)S n =1+2X +2X 2+2x 3+2x 4 + …+2x n 」一(2 门_ 1)x n(错位相减)nJ1 — x n再利用等比数列的求和公式得: (1 -x )S n =1+2x ・ -(2 n -1)x n1-x G (2n - 1)x n +—(2n + 1)x n +(1 +x)Sn =(1-x)2[例4]求数列贪…前n项的和.解:由题可知,{2n2n }的通项是等差数列{2n }的通项与等比数列{右}的通项之积 设S =2+土 十-6+ …+空以6--2小32n(错位相减)练习:求:S n =1+5x+9x 2+ ....... +(4n-3)x n "1解:Si=1+5x+9)(+ ........ +(4n-3)x n-1①两边同乘以X ,得23X S n =x+5 X +9x + ...... +(4 n-3)x①-②得,(1-x ) S=1+4(X+ X 2+X 3+当 x=1 时,S=1+5+9+ ......... + (4n-3)3.反序相加法求和再把它与原数列相加,就可以得到n 个(印+ a n )•[例 5]求sin 21 +sin 22 + sin 23 + …+sin 288 +sin 289 的值20 20 2 0 2 0 2解:设 S =sin 1 +sin 2 +sin 3 + …+sin 88 +sin 89将①式右边反序得S =si n 289 +si n 2 88 +…+sin3 +sin2 +si n 1(反序)2 2又因为 sinx=cos(90 -x),sin x + cosx=1 ①(反序相加)2S=(sin 21 +cos 21)+(sin 2 2 + cos 22 ) + …+ (sin 289 +cos 289 ) = 89S= 44.5担=;2(设制错位)十243 十2642n+(^1)Sn2+&p.,2_2n 22=2S n =41-产 n +2-尹2n 2n + =2n-n nx ) - (4n-3) x当X 工1时,S= I4x(1-x n)1-x(4n-3)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),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, 可分为几个组求和)将其每一项拆开再重新组合得(分组)=2(13 +23+…+n 3) +3(12 +22+ …+门2)+(1 + 2+…+n)2 2n 2(n +1)2 十 n(n +1)(2n +1)十 n(n + 1)(分组求和)n(n +1)2( n +2)等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可[例6]求数列的前n 项和:1+1, 1+4, [ +7,…,n-2 ,-a a a 解: 1 1 1设 S n = (1 +1) +(- +4) +(p +7) + …”+(—+3n -2)a a a将其每一项拆开再重新组合得S n = (1 + 1a+…+1n」)+(1 +4 + 7+…+3n -2) a(分组)当a= 1时, S n=n+(3n—1)n(3n+ 1)n(分当a H 1时,-7 十(3n —1)n2a -a 1』+ (3n -1)n a —1[例7]求数列{n (n+1)(2n+1)}的前n 项和.解:设 a k =k(k +1)(2k +1) =2k 3+ 3k 2+kS n =2 k(k+1)(2k+1)=k 吕nZ (2k 3+3k 2+k)kTS nn2Z k3k 3 n+32:[例10]在数列{a n }中,a n =n +1 n +1 乙+…,又b n =—2一,求数列{b n }的前an r a n +n +11 1 1 1练习:求数列12,24,38^**(^2^)^*啲前n 项和。
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)
求数列前N 项和的七种方法1. 公式法等差数列前n 项和:11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+ ,即前n 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。
等比数列前n 项和:q=1时,1n S na = ()1111nn a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
[例1] 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和.解:由212loglog3log1log3323=⇒-=⇒-=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)=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 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(211++=+n n S n∴ 1)32()(++=n nS n S n f =64342++n n n =nn 64341++=50)8(12+-n n 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f2. 错位相减法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 xx x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=-- 再利用等比数列的求和公式得:nn n x n xxx S x )12(1121)1(1----⋅+=--∴ 21)1()1()12()12(x x x n xn S nn n -+++--=+[例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232nn 前n 项的和.解:由题可知,{nn 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n21}的通项之积设nn n S 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n n S ………………………………②①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n nn n S (错位相减)1122212+---=n n n ∴ 1224-+-=n n n S3. 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)(1n a a +.[例5] 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1s i n 2s i n 3s i n 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 =44.54. 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6] 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n aa an ,… 解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n aaaS n n将其每一项拆开再重新组合得)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n aaaS 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 nn -+--==2)13(11nn a a a n-+---[例7] 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 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 =2)2()1(2++n n n练习:求数列∙∙∙+∙∙∙),21(,,813,412,211nn 的前n 项和。
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)求数列前N 项和的七种方法点拨:核心提示:求数列的前n 项和要借助于通项公式,即先有通项公式,再在分析数列通项公式的基础上,或分解为基本数列求和,或转化为基本数列求和。
当遇到具体问题时,要注意观察数列的特点和规律,找到适合的方法解题。
1. 公式法等差数列前n 项和: 11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+ 特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式: 1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n kS nk n3、213)]1(21[+==∑=n n kS nk n[例1] 已知3log 1log 23-=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(211++=+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nn 8=,即n =8时,501)(max =n f当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n )1-x +1-(4n-3)x n]2. 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=+-=x x x x①+②得(反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.53. 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6] 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 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 Sn-+==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7] 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练习:求数列•••+•••),21(,,813,412,211nn 的前n 项和。
求数列前n项和8种的方法(史上最全)
求数列前n 项和8种的方法一.公式法(定义法): 1.等差数列求和公式:11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+特别地,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 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)1q =时,1n S na =; (2)()1111nn a q q S q-≠=-,,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:(1)1nk k ==∑12123(1)n n n ++++=+;(2)21nk k ==∑222216123(1)(21)n n n n ++++=++;(3)31nk k ==∑33332(1)2123[]n n n +++++=;(4)1(21)n k k =-=∑2n 1)-(2n ...531=++++.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=xx x n--1)1(=211)211(21--n =1-n 21例2 设123n s n =++++,*n N ∈,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:易知 )1(21+=n n S n , )2)(1(211++=+n n S n∴ 1)32()(++=n nS n S n f =64342++n n n=n n 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f .二.倒序相加法:如果一个数列{a n },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n 项和即可用倒序相加法。
求数列前N项和的方法
求数列前N 项和的方法1. 公式法等差数列前n 项和:11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+ 特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+g,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式:1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n3、213)]1(21[+==∑=n n kS 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(211++=+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 f2. 错位相减法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: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 练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n-3)x n-1 解:S n =1+5x+9x 2+······+(4n-3)x n-1 ① ①两边同乘以x ,得 x S n =x+5 x 2+9x 3+······+(4n-3)x n ② ①-②得,(1-x )S n =1+4(x+ x 2+x 3+······+n x )-(4n-3)x n当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n )1-x +1-(4n-3)x n ]3. 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)(1n a a +.[例5] 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 =44.54. 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6] 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7] 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练习:求数列•••+•••),21(,,813,412,211n n 的前n 项和。
求数列前n项和的七种方法
求数列前N 项和的七种方法1. 公式法等差数列前n 项和:特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+g ,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式:1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n3、213)]1(21[+==∑=n n k S n k 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)=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 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(211++=+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 f2. 错位相减法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 n22}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)∴ 1224-+-=n n n S 练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1解:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1 ①①两边同乘以x ,得x S n =x+5 x 2+9x 3+······+(4n -3)x n ② ①-②得,(1-x )S n =1+4(x+ x 2+x 3+······+ n x )-(4n-3)x n当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n 当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n) 1-x +1-(4n-3)x n ]3. 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)(1n a a +. [例5] 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 ο ①+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6] 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7] 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( ∴ ∑=++=nk n k k k S 1)12)(1(=)32(231k k k nk ++∑=将其每一项拆开再重新组合得3211123nnnn k k k S k k k====++∑∑∑(分组)=)21()21(3)21(2222333n n n +⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++22(1)(1)(21)(1)222n n n n n n n ++++=++ (分组求和)=2)2()1(2++n n n练习:求数列•••+•••),21(,,813,412,211nn 的前n 项和。
求前n项和的几种方法
求前n 项和的几种方法求数列前N 项和的方法1. 公式法(1)等差数列前n 项和:特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 项和为中间项乘以项数。
这个公(2q=11q S ≠,(31、=S n 3、=S n [例1][例2]设2. 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[例4]求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n 前n 项的和. 练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n -3)x n-1答案:当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n =11-x [4x(1-x n )1-x +1-(4n-3)x n ]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[例5]求4. [例6]5. (1(3(5))2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-=n n n n n n n a n (6)n n n 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.[例10]在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n n n n a n ,又12+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和.[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 1 -+-+-+-∴6. [[例7. [例练习:求5,55,555,…,的前n 项和。
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)求数列前N 项和的七种方法点拨:核心提示:求数列的前n 项和要借助于通项公式,即先有通项公式,再在分析数列通项公式的基础上,或分解为基本数列求和,或转化为基本数列求和。
当遇到具体问题时,要注意观察数列的特点和规律,找到适合的方法解题。
1. 公式法等差数列前n 项和: 11()(1)22n n n a a n n S na d ++==+ 特别的,当前n 项的个数为奇数时,211(21)k k S k a ++=+,即前n 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。
等比数列前n 项和: q=1时,1n S na =()1111n n a q q S q-≠=-,,特别要注意对公比的讨论。
其他公式: 1、)1(211+==∑=n n k S nk n 2、)12)(1(6112++==∑=n n n kS nk n3、213)]1(21[+==∑=n n kS nk n[例1] 已知3log 1log 23-=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(211++=+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nn 8=,即n =8时,501)(max =n f当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n )1-x +1-(4n-3)x n]2. 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=+-=x x x x①+②得(反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.53. 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6] 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 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 Sn-+==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7] 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练习:求数列•••+•••),21(,,813,412,211nn 的前n 项和。
(完整版)数列前n项和的求法
数列前n项和的求法一.用倒序相加法求数列的前n项和如果一个数列{a n},与首末项等距的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法。
我们在学知识时,不但要知其果,更要索其因,知识的得出过程是知识的源头,也是研究同一类知识的工具,例如:等差数列前n项和公式的推导,用的就是“倒序相加法”。
例题1:设等差数列{a n},公差为d,求证:{a n}的前n项和S n=n(a1+a n)/2解:S n=a1+a2+a3+...+a n ①倒序得:S n=a n+a n-1+a n-2+…+a1②①+②得:2S n=(a1+a n)+(a2+a n-1)+(a3+a n-2)+…+(a n+a1)又∵a1+a n=a2+a n-1=a3+a n-2=…=a n+a1∴2S n=n(a2+a n) S n=n(a1+a n)/2点拨:由推导过程可看出,倒序相加法得以应用的原因是借助a1+a n=a2+a n-1=a3+a n-2=…=a n+a1即与首末项等距的两项之和等于首末两项之和的这一等差数列的重要性质来实现的。
二.用公式法求数列的前n项和对等差数列、等比数列,求前n项和S n可直接用等差、等比数列的前n项和公式进行求解。
运用公式求解的注意事项:首先要注意公式的应用范围,确定公式适用于这个数列之后,再计算。
例题2:求数列的前n项和S n解:点拨:这道题只要经过简单整理,就可以很明显的看出:这个数列可以分解成两个数列,一个等差数列,一个等比数列,再分别运用公式求和,最后把两个数列的和再求和。
三.用裂项相消法求数列的前n项和裂项相消法是将数列的一项拆成两项或多项,使得前后项相抵消,留下有限项,从而求出数列的前n项和。
例题3:求数列(n∈N*)的和解:点拨:此题先通过求数列的通项找到可以裂项的规律,再把数列的每一项拆开之后,中间部分的项相互抵消,再把剩下的项整理成最后的结果即可。
求数列前N项和的七种方法(含例题和答案)
= (10n+1-9n-10)
以上一个7种方法虽然各有其特点,但总的原则是要善于改变原数列的形式结构,使其能进行消项处理或能使用等差数列或等比数列的求和公式以及其它已知的基本求和公式来解决,只要很好地把握这一规律,就能使数列求和化难为易,迎刃而解。
求数列前N项和的七种方法
点拨:
核心提示:求数列的前n项和要借助于通项公式,即先有通项公式,再在分析数列通项公式的基础上,或分解为基本数列求和,或转化为基本数列求和。当遇到具体问题时,要注意观察数列的特点和规律,找到适合的方法解题。
1.公式法
等差数列前n项和:
特别的,当前n项的个数为奇数时, ,即前n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。
当x≠1时,Sn=1 1-x[4x(1-xn) 1-x+1-(4n-3)xn]
3.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 .
[例5]求 的值
解:设 ………….①
将①式右边反序得
…………..②(反序)
又因为
①+②得(反序相加)
解:由于 (找通项及特征)
∴
= (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)
=
=
练习5 9(10n-1)
∴Sn=5 9(10-1)+5 9(102-1) +5 9(103-1) +…+5 9(10n-1)
求数列前n项和的几种方法
n≤6 . n≥7
如果一个数列是由各自具有不同特点的两段构成,则可考虑利用分段求和 法求和.
七、奇偶分析法求和 【例 8】 已知{an}是由非负整数组成的数列,满足 a1=0,a2=3,an+1· an=(an-1+2)(an -2+2), n=3,4,5… . (1)求 a3; (2)若 an=an-2+2,n=3,4,5,…,求{an}的通项公式及其前 n 项和 Sn.
综上可知,T = n -11n+60 4
n 2
n11-n 4
n≤6 . n≥7
1 n 6-n 法二:bn=3+log4( )n=3- = . 2 2 2 当 n≤6 时,bn≥0,|bn|=bn, n11-n ∴Tn=b1+b2+…+bn= . 4 当 n≥7 时,bn<0,|bn|=-bn, ∴Tn=b1+b2+…+b6-b7-b8-…-bn =2(b1+b2+…+b6)-(b1+b2+…+bn) n2-11n+60 =2T6-Sn′= ,(其中 Sn′表示{bn}的前 n 项和) 4 n11-n 4 综上可知:T = n -11n+60 4
(2)当 n=2k(k∈N*)时, - S2k=1-3+5-7+9-11+…+(-1)2k 1(4k-1) =(1-3)+(5-7)+(9-11)+…+[(4k-3)-(4k-1)] =-2k; 当 n=2k-1(k∈N*)时, S2k-1=(1-3)+(5-7)+(9-11)+…+[(4k-7)-(4k-5)]+(4k-3) =(-2)+(-2)+…+(-2 - 个+4k-3
1 n 6-n (2)法一:bn=3+log4( )n=3- = . 2 2 2 当 n≤6 时,bn≥0,Tn=b1+b2+…+bn= n11-n ; 4
求数列前n项和的七种方法
求数列前n项和的七种方法
求数列前n项和的七种方法如下:
1. 公式法:对于等差数列和等比数列,可以直接使用公式计算前n项和。
2. 倒序相加法:将数列倒序排列,然后与原数列相加,得到一个常数列,其和即为数列前n项和。
3. 错位相减法:对于一个等差数列和一个等比数列,将等差数列的每一项乘以等比数列的公比,得到一个新的等比数列,再使用错位相减法求和。
4. 裂项相消法:将数列中的每一项都拆分成两个部分,使得在求和时相邻的两项可以相互抵消。
5. 分组求和法:将数列分成若干组,每组内部求和,再将各组的和相加。
6. 累乘法:对于一个等差数列,将相邻两项相乘,得到一个新的等差数列,再使用累乘法求和。
7. 数学归纳法:对于一些特殊的数列,可以使用数学归纳法证明其前n项和的公式。
以上是求数列前n项和的七种方法,可以根据具体情况选择合适的方法进行计算。
求数列前n项和的几种常用方法
求数列前n 项和的几种常用方法江苏省 马吉超一、 公式法如果数列是等差或等比数列,可直接利用前n 项求和公式,这是最基本的方法。
但应注意等比数列前N 项求和公式qq a n s n -=⎪⎭⎫⎝⎛-111中1≠q 的条件。
例1 求x x s nn x +++= 2解:①当1=x 时,n s n =+++=111 。
②当1≠x 时,()xx x s nn --=11。
二、分组转化法如果所给数列的每一项是由等差、等比或特殊数列对应项的和或差构成,可以把原数列的求和分组转化为等差、等比或特殊数列的求和。
例2 求 ()()()()2834221n n n s ++++++++= 解:()()222322321n n n s +++++++++= 例3 求()()()n sn+++++++++++= 321321211解: ()22213212nn n n n +=+=++++ ∴()()n n s n +++++++++=32121212222321 三、倒序相加法如果求和数列的首末两项的和及与首末两项等距离的两项的和相等,可用此法。
(等差数列求和公式可用此法推导)例4 求所有大于2且小于10的分母为5的既约分数的和。
解:549548547513512511++++++=s ⑴ 又 511512513547548549++++++= s ⑵⑴+⑵得 故 192=s例5 求()c c c c c nn n n n n nn n s 1321210++++++=- 解:()c c c c c nn n n n n n n n s 132121++++++=- ⑴()c c c c n n n n nn n n s 01121+++++=- ⑵又 c c mn n m n -= ⑴+⑵得故 ()212-+=n n s 四、错位相减法形如{}b a n n ⋅的数列,其中{}a n 是等差数列,{}b n 是等比数列,则可在求和等式两边同乘{}b n 的公比,然后两等式错位相减。
高中数学:求数列前n项和的七种方法和技巧
高中数学:求数列前n项和的七种方法和技巧我们不要关心求数列n项和的问题会不会在高考题或有关考试题中出现,当然出现的机会确是很高的。
关键的是通过学习和探讨求数列前n项和的方法去领悟学习和思考的方法。
几种求和的方法把数学变形和分析、归纳总结、化繁为简、化难为易等思想融合在一起,使思维得到一次系统的训练和提高。
头脑的开化和思维的提升才是学习的主要目的。
求数列前n项的和,通常有下列七种方法和技巧。
一、利用等差数列和等比数列的求和公式例1、求数列例2、求数列5, 55,555,5555,…,,……的前项和。
解:∵∴二、用倒序相加法推导等差数列的前n项和公式的方法是倒序相加法。
这个方法可以类推到一般,只要前n项具有与两端等距离项的和相等的数列这种特征都可用这种方法求和。
例3、已知是等差数列,求和。
解:∵①即②由①+②,得:∵∴由等差数列的性质,易得:故于是三、利用错位相减法错位相减法是一种常用的数列求和方法,主要应用于等比数列与等差数列相乘的形式。
形如,其中为等差数列,为等比数列,公比为q;列出,再把所有式子同时乘以等比数列的公比,即;然后错一位,两式相减即可。
例4、求数列的前n求和(x≠0,x≠1)。
解:设①则②由①-②,得:于是四、用化差相减法适用于分式形式的通项公式,基本原理是把一项拆成两个或多个的差的形式,即,然后累加时中间的许多项可以抵消。
裂项凑错位相加特征,注意前后式子相等,如果不相等就要乘以一个系数。
常用公式:,,,(a≠0),例5、求数列的前n求和。
解:例6、求数列。
解:∵∴基本原理点拨:代数式变形凑相消特征:,由此可联想求更高次方幂的n项和。
如:至此,一般规律就出现了,通过变形整理便可求出的n 项的和,以此类推,求n次方幂的问题就能彻底解决。
从而五、利用组合数求和公式法利用这个组合数公式,求某些特殊数列的前n和颇为方便。
因为,则。
例7、求数列解:∵,∴例8、求数列。
解:∵。
∴,六、用数学归纳法例9、求数列的前n项和。
数列求n项和的方法
数列求n项和的方法数列是数学中的一个重要概念,它是由一系列按照一定规律排列的数所组成的序列。
在数列中,常常需要求出前n项的和,也就是数列的部分和。
下面将介绍几种常见的求解数列部分和的方法。
一、等差数列的部分和等差数列是指数列中每一项与它的前一项之差都相等的数列。
例如:1,3,5,7,9……就是一个公差为2的等差数列。
对于一个公差为d的等差数列,前n项和Sn可以通过以下公式求得:Sn = n * (a1 + an) / 2其中n表示数列的项数,a1表示数列的首项,an表示数列的第n 项。
这个公式的推导过程可以使用数学归纳法证明。
例如:求1, 3, 5, 7, 9……的前10项和。
首先,确定该数列的公差为2,首项为1,第10项为19。
将这些数据代入公式中,得到:S10 = 10 * (1 + 19) / 2 = 100因此,该等差数列的前10项和为100。
二、等比数列的部分和等比数列是指数列中每一项与它的前一项之比都相等的数列。
例如:1,2,4,8,16……就是一个公比为2的等比数列。
对于一个公比为q的等比数列,前n项和Sn可以通过以下公式求得:Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q)其中n表示数列的项数,a1表示数列的首项,q表示数列的公比。
这个公式的推导过程可以使用等比数列的通项公式证明。
例如:求1, 2, 4, 8, 16……的前5项和。
首先,确定该数列的公比为2,首项为1。
将这些数据代入公式中,得到:S5 = 1 * (1 - 2^5) / (1 - 2) = 31因此,该等比数列的前5项和为31。
三、调和数列的部分和调和数列是指数列中每一项的倒数之和都为一个定值的数列。
例如:1,1/2,1/3,1/4,1/5……就是一个调和数列。
对于一个调和数列,前n项和Sn可以通过以下公式求得:Sn = 1 + 1/2 + 1/3 + …… + 1/n其中n表示数列的项数。
这个公式的推导过程可以使用数学归纳法证明。
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a3 −a2 = 2 ⋅ 2
…… an − an −1 = 2(n − 1) a ∴两边相加得: n − a1 = 2[1+ 2 + 3+L+ (n −1)]
2 2
a2 − a1 = 2 ⋅1
a5 − a4 = 2 ⋅ 4
故 an = n − n + 1 = n + − n + 1 取n=1,2,3,…,n,相加得: 1 2 2 2 2 2 Sn = (1 + 2 +3 +L+ n ) −(1+ 2+3+L+ n) + n = n(n + 2) 3
1 1 2 2 2 2 2n − 1 (1)-(2),得 2 S n = 2 + 4 + 8 + 16 + L + 2 n − 2 n +1 1 1 1 2n − 1 2n + 3 S n = 2 + + + L + n−2 − n = 3 − n 2 4 2 2 2
1 3 5 7 2n − 1 = + + + +L + (1) n 2 4 8 16 2 1 1 3 5 2n − 3 2n − 1 Sn = + + +L+ + n +1 (2) n 2 4 8 16 2 2
Sn =(a1 +an+1)⋅2 =(2+2n)⋅2 =(n+1)⋅2
四、错位相消法 课本推导等比数列前n项和公式的 方法。利用S n − qS n 可求两类数列的和,其通项分 别是: 系数是等差数列 分子是等差数列 (Ⅰ)字母是等比数列 (Ⅱ) 分母是等比数列
例6、求数列 解:S n
②:
1 1 1 1 an = = ( − ) (2n −1)(2n + 1) 2 2n −1 2n + 1
1 ③ : an = = n +1 − n n +1 + n an = n ⋅ n! = (n + 1)!−n! ④:
1 1 1 1 an = = [ − ] ⑤: n(n + 1)(n + 2) 2 n(n + 1) (n + 1)(n + 2) 1 ⑥: a n = n(n + 1) = 3 [n(n + 1)(n + 2) − (n − 1)n(n + 1)]
1 1 a 解:其“通项”n = 4n 2 + 4n − 3 = (2n − 1)(2n + 3) 1 1 1 = ( − ) 4 2n − 1 2n + 3
1 1 1 1 1 1 1 1 − ) ∴ Sn = [(1− ) + ( − ) + ( − ) +L+ ( 4 5 3 7 5 9 2n − 3 2n +1
a3 −a2 = 2⋅ 2 2⋅
…… an − an −1 = 2(n − 1) a ∴两边相加得: n − a1 = 2[1+ 2 + 3+L+ (n −1)]
a5 − a4 = 2 ⋅ 4
例 8 , 求 数 列 {an } : 1 , 3 , 7 , 13 , 21 , 31,……的 a n 和 s n
a 例1已知数列 {an}中, n = t + n − 3 且 n ( t ≠ 0 , ∈ N ,且t为常数),求 Sn
n
分析:观察数列的通项公式,数列 {an } 可以 n {t “分解”为一个公比为t的等比数列 } 和一 {n 个公差为1的等差数列 − 3} ,因此,只要分 别求出这两个数列的前n项之和,再把它们相 S 加就可得 n 。注意等比数列前n项和公式对 公比q的要求,可得如下解法:
∑
k =
k =1
2
∑
n
k
2
k =1
1 = n ( n + 1 )( 2 n + 1 ) 6
∑
n
k
3
k =1
1 2 2 = n ( n + 1) 4
例2、求数列1,1+2,1+2+3,1+2+3+4 , ·‥ ,1+2+3+·‥+n,·‥的前n项和Sn。 1 2 1 解:该数列通项 an =1+ 2 + 3+L+ n = n + n 2 2 1 1 2 c 令 b n = n , n = n ,则 a n = bn + c n 2 2 {bn }的前n项和 S N ′ = 1 (12 + 2 2 + L + n 2 ) 数列{b
n[ −2 + (n − 3)] n(n − 3) 解:当t=1时, S n = n + = 2 2
当 t ≠ 1时, S n
t (1 − t ) n(n − 5) = + 1− t 2
n
总结:拆项转化常用于通项 an 是多项式 的情况。这时,可把通项 拆成两个 (或多个)基本数列的通项,再求和。 有时也应用自然数的方幂和公式求 S n , n 常用的有: n ( n + 1)
数列前n项和的常见解法
求数列前n项和是数列的重要内容, 也是一个难点。求等差(等比)数列的 前n项和,主要是应用公式。对于一些既 不是等差也不是等比的数列,就不能直 接套用公式,而应根据它们的特点,对 其进行变形、转化,利用化归的思想, 来寻找解题途径。 一、拆项转化法 n a 例1已知数列 {an} 中, n = t + n − 3 且 n ( t ≠ 0 , ∈ N ,且t为常数),求 Sn
= − 3 − 7 − 11 − L (− 4 n + 1 ) = − n ( 2 n + 1)
评注:用并项法把相邻的一正一负两项并作 一项,从而使通项降次,得以转化为等差数 列求解。
六、逐差求和法(又叫加减法,迭加法)
当所给数列每依次相邻两项之间的差组成 等差或等比数列时,就可用迭加法进行消元 例 8 , 求 数 列 {an } : 1 , 3 , 7 , 13 , 21 , 31,……的 a n 和 s n a 解: 2 − a1 = 2 ⋅1
二、裂项相消法 常用的消项变换有: ⑦: a n = n ( n + 1)( n + 2 )
例3、求 Sn =1⋅ 2⋅3+2⋅ 3⋅ 4+L+n⋅ (n +1)(n +2) 解:由上面⑦ 知: 1 Sn = {( ⋅2⋅3⋅4−0⋅1⋅2⋅3) +(2⋅3⋅4⋅5−1⋅2⋅3⋅4) +L 1 4
2
1 1 数列{cn} 的前n项和 Sn = (1 + 2 + L+ n) = n(n + 1) 2 4 ″
1 = n ( n + 1)( 2 n + 1) 12
∴
Sn = Sn + Sn
′
″
1 = n ( n + 1 )( n + 2 ) 6
二、裂项相消法
常用的消项变换有:
1 1 1 ①: a n = n ( n + 1) = n − n + 1
0 n 1 n n n+1 1 n 2 n−1 n n 2 n 3 n−2 n n−1
Sn = C a + C a + C a +L+ C a
n ,又 n n+1 0 n 1
0 1 n 两式相加得: n = (a1 +an+1)(Cn +Cn +L+Cn ) = (a1 +an+1)⋅ 2n 2S ∴ n−1 n−1 n
1 = [n(n + 1)(n + 2)(n + 3) − (n − 1)n(n + 1)(n + 2)] 4
+[n(n +1)(n + 2)(n + 3) − (n −1)n(n +1)(n + 2)]} 1 = n(n + 1)(n + 2)(n + 3) 4
例4、求
1 1 1 1 Sn = + + +L+ 2 5 21 45 4n + 4n − 3
( )
n(4n + 5) 1 1 1 1 )= = (1+ − − 4 3 2n +1 2n + 3 3(2n +1)(2n + 3)
1 1 + ( − )] 2n − 1 2n + 3
三、 倒序相加法 课本等差数列前n项和 公式 S n就是用倒序相加法推导的。
例5、已知数列{an } 是首项为1,公差为2的等差 1 数列,求 S n = Cn0 a1 + Cn a2 + Cn2 a3 + LCnn an+1 k n−k 分析:注意到 C n = C n 且当m+n=p+q时, 有: m + an = a p + aq(等差数列的性质) a 解: Sn = C a + C a + C a +L+ C a
1 3 2n − 1 , ,L , ,L n 2 4 2
的前n项和
五、 并项法 n +1 2 n, 例7,已知数列 的通项 a n = ( − 1) 求数列前2n项和 S 2 n 2 2 2 2 2 2 S 解:2n =1 − 2 + 3 − 4 +L+ (2n −1) − (2n) 2 2 令 bn = a2n−1 + a2n = (2n −1) − (2n) = −4n +1 ∴{b n }是首项为-3,公差为-4的等差数列 ∴ S 2 n = b1 + b 2 + L + b n