利用图形求等比数列之和
等比数列求和公式推导过程数形结合
等比数列求和公式推导过程数形结合全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:等比数列是数学中非常常见的一种数列,它的每一项与前一项的比值都相等。
对于等比数列求和公式的推导过程,其实可以通过数学推理和数形结合来完成。
在这篇文章中,我们将通过详细的步骤来演示等比数列求和公式的推导过程,并从数学和几何的角度来理解这一公式。
让我们来回顾一下等比数列的定义。
设等比数列的首项为a,公比为r,则该数列的第n项可以表示为an=a*r^(n-1)。
等比数列的求和问题是一个非常重要的数学问题,可以用来解决许多实际问题。
现在,我们来推导等比数列求和公式。
我们假设等比数列的首项为a,公比为r,前n项和为S_n。
我们知道数列的第n项为a*r^(n-1),将前n项相加可以得到S_n = a + a*r + a*r^2 + ... + a*r^(n-1)。
接下来,我们将S_n乘以公比r,得到我们将这两个式子相减,得到化简得到S_n(1-r) = a(1 - r^n)。
我们将上式两边同时除以(1-r),得到等比数列前n项和的公式为通过上面的推导过程,我们得到了等比数列求和公式的表达式,这个公式对于等比数列的求和问题非常有用。
在实际应用中,我们也可以通过几何的方法来理解等比数列求和公式。
考虑一个长度为a的正方形,现在我们将正方形分成r等分,并对每一个小正方形依次进行放缩,则形成了一个等比数列。
这个等比数列的首项就是正方形的面积a,公比就是r。
接下来,我们将这个等比数列的前n项依次放到一起,得到的就是等比数列的前n项和S_n。
通过在几何图形上的放缩、旋转等操作,我们可以直观地感受到等比数列的和公式和几何图形之间的关系。
第二篇示例:等比数列是数学中一种常见的数列,它的每一项与前一项之比均为一个常数,这个常数被称为等比数列的公比。
等比数列在数学中有着重要的应用,可以通过等比数列来描述很多自然现象和科学问题,比如光学中的光线反射和折射、生物中的生长规律等等。
六年级数学上册七八单元学案人教版
六年级数学上册七八单元学案(最新人教版)扇形统计图班级姓名【学习目标】1.通过实际问题认识扇形统计图的含义和特点,会用扇形统计图表示数据,能从扇形统计图中获取正确的信息,并能作出合理的解释和推断。
2.在具体情景中,通过收集数据,整理数据,分析数据,作出决策,发展学生的数感和统计观念。
【学习过程】一、问题导入出示场景:六(1)班同学正在体育活动,他们做什么?你知道他们班最喜欢的运动是什么吗?怎样才能知道呢?仔细观察这个表,从这个表中你能知道哪些信息呢?说一说二、自主探究1.根据统计表计算出最喜欢的各种体育项目的人数占全班总人数的百分比(可用计算器计算)。
乒乓球:足球:跳绳:踢毽:其他:2. 思考:从统计表中,还有哪些信息不容易表示出来?如果要更清楚地了解各部分数量同总数之间的关系,可以用扇形统计图表示。
组织学生把计算的结果填到图中。
想一想,你们能说说从扇形统计图中可以了解到什么信息,它与条形统计图相比有什么不同?5.根据统计图上表示的情况,你对6(1)班同学有哪些建议?6.我的发现:(扇形统计图的特点和作用。
)三、课堂达标下面是鸡蛋各部分质量统计图。
从图中我们可以看出:一个鸡蛋中蛋壳的质量约占(),蛋黄的质量约占()。
如果一个鸡蛋重80克,那么这个鸡蛋中的蛋白重()克。
2.右图是聪聪家十月份生活支出情况统计图。
(1)这是( )统计图,从图中你知道了什么?(2)如果聪聪家这个月的支出是1600元,请你分别计算出各项支出的钱数。
(3)你还能提出什么数学问题?五、学习评价2 选择合适的统计图班级姓名【学习目标】1.分析各种统计图的特点及优势,会根据数据的实际情况选择合适的统计图进行统计。
2.在具体情景中,通过收集数据,整理数据,分析数据,作出决策,发展学生的数感和统计观念。
【学习过程】一、复习导入。
师:我们学过哪些统计图?它们各有什么特点?名称优点条形统计图能清楚地看出数量的多少折线统计图不仅可以反映数量的多少,还能看出数量增减变化趋势扇形统计图能清楚地反映出各部分与整体的关系二、自主探究1.观察下列三幅统计表,说一说从图中你得到了哪些数学信息?2. 思考:如果用统计图来表示这些信息,根据我们的发现选择哪种统计图更合适呢?说说你的理由。
人教A版(2019)选择性必修第二册 4-3-1等比数列的概念 课件(53张)
2
3
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5
a (1 + r ), a(1 + r ) , a(1 + r ) , a(1 + r ) , a(1 + r ) .
⑥
导入新课
思考:类比等差数列你能通过运算发现以下数列的取值规律吗?
9, 92 , 93 , … ,910;
100, 1002, 1003,…,10010;
q
但前一种设法的公比为 q2,只适合数列的各项同正或同负.
a
a
(3)五个数成等比数列,一般可设为 2 ,q ,a,aq,aq2.
q
变式练习
变式3 有四个实数,前三个数依次成等比数列,它们的积是-8;
后三个数依次成等差数列,它们的积为-80,求出这四个数.
b
解:由题意设这四个数分别为q ,b,bq,a,
an=1,∴32×2
n-1 =1,即 26-n=20,解得 n=6.
深入探究
等比数列的通项公式的推广
复习:等差数列{an}的 a a ( n 1)d 或a a ( n m )d .
n
1
n
m
通项公式:
例2 已知等比数列{an}的公比为q,试用{an}的第m项am表示an.
q ③
a1
a3
an an 1
a4 a 3 a 2
或an
a1
an 1 an 2
a3 a2 a1
a……
n 1
q n 2
an 2
q q
q q q a1 =a1q n1
an
q n 1
n-1个
an 1
等比数列前n项求和的探索之旅
等比数列前n 项求和的探索之旅——则体现数形结合思想的教学案例本案例借助一道2014年青岛数学中考题,探索在初中阶段如何对等比数列前n 项进行求和.案例采用探究式教学法,从特殊到一般,运用数形结合的思想方法,展开对某一类等比数列前n 项求和方法的探究,以激发学生再创造的学习热情.问题 计算231111n m m m m++++…(其中m ,n 都是正整数,且2m ≥,1n ≥). 一、创设情境,发现规律探究1 计算2311112222n ++++…. 引导学生思考: 2311112222n ++++…如何与图形的面积产生联系?学生之间先相互交流讨论,教师适时提示:这一式子如何与正方形的面积产生联系?教师进行初步演示:如图1,首先在黑板上画一个正方形,对正方形进行多次分割.第1次分割,把正方形的面积二等分,其中阴影部分的面积为12; 第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,阴影部分的面积之和为21122+; 第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,…; …引导学生思考:第n 次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后二等分,所有阴影部分的面积之和是多少?学生经过知识迁移,马上能得出第n 次分割,所有阴影部分的面积之和为2311112222n ++++…,最后空白部分的面积是12n . 因此,根据第n 次分割图,很快就能得出阴影部分面积:2311111122222n n ++++=-…. 二、知识迁移,举一反三在教师的带领下解决了第一个问题后,接下来由学生自主探究,发现一般规律.探究2 计算2311113333n ++++….引导学生思考:2311113333n ++++…如何与图形的面积产生联系? 根据第一次探究获得的经验,学生进行知识迁移,很快就把正方形的面积进行三等分,如图2所示.第1次分割,把正方形的面积三等分,其中阴影部分的面积为23; 第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,阴影部分的面积之和为22233+; 第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,…; …第n 次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后三等分,所有阴影部分的面积之和为2322223333n ++++…,最后空白部分的面积是13n . 根据第n 次分割图可得等式: 2322221133333n n ++++=-….问题到这马上要解决了,但是有的学生这时也会卡住做不下去了,教师引导学生思考:如何转化成我们要解决的问题呢? 两边同除以2,得231111113333223n n++++=-⨯…. 学生在自主探究得出答案后,充满成就感,从而对接下来的探究更有兴趣,更具挑战欲.探究3 计算2311114444n ++++…. 教师要求学生仿照前两个探究的方法,只需画出第n 次的分割图,在图3上标注阴影部分面积,并写出探究过程.第1次分割,把正方形的面积四等分,其中阴影部分的面积为34; 第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续四等分,阴影部分的面积之和为23344+; 第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续四等分,…; ……第n 次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后四等分,所有阴影部分的面积之和为2333334444n ++++…,最后空白部分的面积是14n . 根据第n 次分割图可得等式: 2333331144444n n ++++=-….两边同除以3,得231111114444434n n++++=-⨯….学生在经历前几次探究后,跃跃欲试.通过探究2中方法的迁移,学生顺着思路很快得出结论,对利用数形结合思想解决问题有了更深刻的感受,为接下来从特殊到一般的转化做了很好的铺垫.三、解决问题。
妙解教材(人教版)六年级上册教案第八单元 数学广角
第八单元 数学广角——数与形, 数与形的内容包括等差数列1、3、5…之和与正方形的关系,求等比数列12、14、18…之和。
数形结合是一种非常重要的数学思想,把数和形结合起来解决问题,可以使复杂的问题变得简单,使抽象的问题变得直观。
“形”的问题中包含着“数”的规律,“数”的问题也可以用“形”来帮助解决。
教师教学时,通过学生的自主探究、合作交流,既要让学生充分利用图形的直观、形象特点,用图形来表示数的规律性,感受化数为形的简捷性;同时,又要让学生寻找图形中所包含的数的规律,用数(或代数式)来表示图形,建立模式,感受用数或者代数式表示的概括性。
总之,要让学生在解决问题的过程中体会到数与形的完美结合,并逐步培养学生的抽象概括能力。
)第1课时 连续奇数数列之和与正方形的关系)(这是边文,请据需要手工删加)教材第107页的内容。
1.体会数与形的联系,进一步积累数形结合数学活动经验,培养学生数形结合的数学思想意识。
2.体会数形结合的数学思想方法价值,激发学生用数形结合思想方法解决问题的兴趣,感受数学的魅力。
重点:积累数形结合数学活动经验,体会数学思想方法的价值,激发兴趣。
难点:探索规律并验证规律。
课件、不同颜色的小正方形、吸铁板、作业纸。
师:最近老师掌握了一项非常神奇的本领。
什么本领呢?我发现只要从1开始的连续奇数相加,比如1+3,1+3+5,…像这样的算式,我都算得特别快。
你们信吗?师:不信也没关系,我们现场来比一比。
(师生比赛,看谁算得快。
)师:你们想不想也像老师一样算得快呢?师:老师给你们一点点提示,我是借助图形发现这个方法的,今天这节课我们就来研究——数与形。
师:我先根据算式中的加数拿出若干个图形。
比如1+3,我就先拿一个小正方形,再拿三个小正方形(贴在黑板上),我发现这些数量的小正方形刚好可以拼成一个大正方形,那我就把它们拼成一个大的正方形。
师:接着,我观察图形和算式之间的关系,就发现了可以快速算得结果的方法,你们想不想自己试试看?师:先来两个加数的,再来三个加数的。
等比数列的概念和通项公式教案
等比数列的概念和通项公式教案第一章:等比数列的概念1.1 引入:通过复习数列的基本概念,引导学生理解数列的定义和性质。
1.2 等比数列的定义:引导学生通过观察和分析一些具体的数列,总结等比数列的定义和特点。
1.3 等比数列的性质:引导学生探究等比数列的性质,如相邻两项的比值是常数,每一项可以表示为前一项与公比的乘积等。
1.4 等比数列的举例:给出一些等比数列的例子,让学生通过计算和分析加深对等比数列的理解。
第二章:等比数列的通项公式2.1 等比数列的通项公式的引入:通过一些具体的等比数列,引导学生观察和分析其通项公式。
2.2 等比数列的通项公式的推导:引导学生利用等比数列的性质和数学归纳法推导出通项公式。
2.3 等比数列的通项公式的应用:给出一些应用等比数列通项公式的例子,让学生通过计算和分析加深对通项公式的理解。
第三章:等比数列的前n项和3.1 等比数列的前n项和的定义:引导学生理解等比数列前n项和的含义和意义。
3.2 等比数列的前n项和的公式:引导学生利用等比数列的性质和数学归纳法推导出前n项和的公式。
3.3 等比数列的前n项和的应用:给出一些应用等比数列前n项和的例子,让学生通过计算和分析加深对前n项和的理解。
第四章:等比数列的性质和运算4.1 等比数列的性质:引导学生探究等比数列的性质,如公比的取值范围,等比数列的单调性等。
4.2 等比数列的运算:引导学生掌握等比数列的运算规则,如加减乘除等。
4.3 等比数列的性质和运算的应用:给出一些应用等比数列的性质和运算的例子,让学生通过计算和分析加深对等比数列的理解。
第五章:等比数列的综合应用5.1 等比数列的实际应用:引导学生将等比数列的概念和公式应用到实际问题中,如经济增长模型,放射性衰变等。
5.2 等比数列的解题策略:引导学生掌握解决等比数列问题的方法和技巧,如利用通项公式和前n项和公式等。
5.3 等比数列的综合练习:给出一些综合性的练习题,让学生通过计算和分析加深对等比数列的综合应用的理解。
等比数列求和公式推导过程是什么
等比数列求和公式推导过程是什么等比数列是数学中常见的一种序列,它的特点是每个数都是前一个数乘以一个固定的比例因子得到的。
在解决等比数列问题时,我们通常需要求和公式来计算数列的部分和或总和。
本文将详细介绍等比数列求和公式的推导过程。
一、等比数列的定义和性质等比数列由首项a和公比r确定,公比r是指从一个数到下一个数的比例因子。
根据定义,等比数列的通项公式可以表示为:an = a *r^(n-1),其中an表示第n项的值。
根据等比数列的性质,我们可以得出以下重要结论:1. 若r>1,则数列递增;2. 若0<r<1,则数列递减;3. 若r=1,则数列为常数数列;4. 若r=-1,则数列为交错数列。
二、等比数列部分和的计算在推导等比数列求和公式之前,我们先来了解一下等比数列部分和(前n项和)的计算方法。
记数列前n项的部分和为Sn,我们有以下两种计算方法:1. 直接计算法直接计算法是根据等比数列的通项公式an = a * r^(n-1),将等比数列的前n项相加得到部分和。
具体计算步骤如下:S_n = a(1 - r^n) / (1 - r)2. 利用递推关系计算法根据等比数列的递推关系an = a * r^(n-1),可以得到如下递推关系式:a_n = a_{n-1} * r利用该递推关系,我们可以通过递归的方式计算数列的部分和。
具体计算步骤如下:S_1 = aS_n = a_n + S_{n-1}三、等比数列总和的推导现在,我们来推导等比数列总和的计算公式Sn。
我们将使用两种不同的方法进行推导:代数证明法和几何证明法。
1. 代数证明法采用代数证明法时,我们将等比数列的部分和公式S_n = a(1 - r^n) / (1 - r)代入等式左边,看是否能得到 Sn = a(1 - r^n) / (1 - r)的形式。
具体推导过程如下:记等差数列的前n项和为Sn,根据部分和公式有:S_n = a(1 - r^n) / (1 - r)将等式两边乘以(1 - r),得到:(1 - r) * S_n = a(1 - r^n)将等式两边同时减去Sn,得到:(1 - r) * S_n - S_n = a(1 - r^n) - aS_n * (1 - r - 1) = (1 - r^n - 1) * aS_n * r = r^n * a - aS_n * r = a(r^n - 1)因此,我们得到等比数列的总和公式:Sn = a(r^n - 1) / (r - 1)2. 几何证明法采用几何证明法时,我们将等比数列的总和Sn表示为一个几何图形的面积,并通过几何关系进行推导。
人教版六年级数学上册第八单元--利用图形求等比数列之和
2
2.小林、小强、小芳、小兵和小刚5人进行象棋比赛,每2人之间都要下一盘。小林已经下了4盘,小强下了3盘,小芳下了2盘,小兵下了1盘。请问:小刚一共下了几盘?分别和谁下的?
用连线的方法试试。
三、练习巩固
四、课堂总结
请你来说说这节课有什么收获?
利用图形求等比数列之和
第八单元:数学广角──数与形
一、直接导入,揭示课题
与
数
形
二、探索发现,学习新知
二、探索发现,学习新知
二、探索发现,学习新知
二、探索发现,学习新知
?
二、探索发现,学习新知
可以画个图来帮助思考。用一个圆或一条线段来表示“1”。
2
1
4
1
16
1
8
1
…
32
1
874ຫໍສະໝຸດ 31615
32
31
64
63
128
127
……
二、探索发现,学习新知
二、探索发现,学习新知
1.你能用所学知识解决下列问题吗?
1
我是这样想的:
……
所以原式的结果是1。
三、练习巩固
答:小刚一共下了2盘,分别和小林、小强下的。
小刚
小林
小强
小芳
小兵
2
4
3
高考数学复习考点题型专题讲解9 数列求和的常用方法
高考数学复习考点题型专题讲解专题9 数列求和的常用方法高考定位 近几年高考,数列求和常出现在解答题第(2)问,主要考查通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求数列的和,难度中档.1.(2021·新高考Ⅰ卷)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20 dm×12 dm 的长方形纸,对折1次共可以得到10 dm×12 dm,20 dm×6 dm 两种规格的图形,它们的面积之和S 1=240 dm 2,对折2次共可以得到5 dm×12 dm ,10 dm×6 dm,20 dm×3 dm 三种规格的图形,它们的面积之和S 2=180 dm 2,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∑nk =1S k =________ dm 2. 答案 5 240⎝⎛⎭⎪⎫3-n +32n解析 依题意得,S 1=120×2=240(dm 2);S 2=60×3=180(dm 2);当n =3时,共可以得到5 dm×6 dm,52 dm×12 dm,10 dm×3 dm,20 dm×32 dm 四种规格的图形,且5×6=30,52×12=30,10×3=30,20×32=30,所以S 3=30×4=120(dm 2);当n =4时,共可以得到5 dm×3 dm,52 dm×6 dm,54 dm×12 dm,10 dm×32 cm ,20 dm×34dm 五种规格的图形,所以对折4次共可以得到不同规格图形的种数为5,且5×3=15,52×6=15,54×12=15,10×32=15,20×34=15,所以S 4=15×5=75(dm 2); ……所以可归纳S k =2402k ·(k +1)=240(k +1)2k(dm 2). 所以∑nk =1S k =240⎝⎛⎭⎪⎫1+322+423+…+n 2n -1+n +12n ,① 所以12×∑n k =1S k =240×⎝ ⎛⎭⎪⎫222+323+424+…+n 2n +n +12n +1,② 由①-②得,12·∑n k =1S k =240⎝ ⎛⎭⎪⎫1+122+123+124+…+12n -n +12n +1 =240⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1+122-12n×121-12-n +12n +1=240⎝ ⎛⎭⎪⎫32-n +32n +1,所以∑nk =1S k =240⎝⎛⎭⎪⎫3-n +32n dm 2. 2.(2021·新高考Ⅰ卷)已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=⎩⎨⎧a n +1,n 为奇数,a n +2,n 为偶数.(1)记b n =a 2n ,写出b 1,b 2,并求数列{b n }的通项公式; (2)求{a n }的前20项和.解 (1)因为b n =a 2n ,且a 1=1,a n +1=⎩⎨⎧a n +1,n 为奇数,a n +2,n 为偶数,所以b 1=a 2=a 1+1=2,b 2=a 4=a 3+1=a 2+2+1=5. 因为b n =a 2n ,所以b n +1=a 2n +2=a 2n +1+1=a 2n +1+1=a 2n +2+1=a 2n +3, 所以b n +1-b n =a 2n +3-a 2n =3,所以数列{b n }是以2为首项,3为公差的等差数列, 所以b n =2+3(n -1)=3n -1,n ∈N *. (2)因为a n +1=⎩⎨⎧a n +1,n 为奇数,a n +2,n 为偶数,所以k ∈N *时,a 2k =a 2k -1+1=a 2k -1+1, 即a 2k =a 2k -1+1,①a 2k +1=a 2k +2,② a 2k +2=a 2k +1+1=a 2k +1+1, 即a 2k +2=a 2k +1+1,③所以①+②得a 2k +1=a 2k -1+3,即a 2k +1-a 2k -1=3,所以数列{a n }的奇数项是以1为首项,3为公差的等差数列; ②+③得a 2k +2=a 2k +3,即a 2k +2-a 2k =3,又a 2=2,所以数列{a n }的偶数项是以2为首项,3为公差的等差数列.所以数列{a n }的前20项和S 20=(a 1+a 3+a 5+…+a 19)+(a 2+a 4+a 6+…+a 20)=10+10×92×3+20+10×92×3=300. 3.(2022·新高考Ⅰ卷)记S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=1,⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n a n 是公差为13的等差数列.(1)求{a n }的通项公式; (2)证明:1a 1+1a 2+…+1a n<2.(1)解 法一 因为a 1=1,所以S 1a 1=1,又⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n a n 是公差为13的等差数列,所以S n a n =1+(n -1)×13=n +23.因为当n ≥2时,a n =S n -S n -1, 所以S n S n -S n -1=n +23(n ≥2),所以S n -S n -1S n =3n +2(n ≥2),整理得S n S n -1=n +2n -1(n ≥2), 所以S 2S 1·S 3S 2·…·S n -1S n -2·S n S n -1=41×52×…·n +1n -2·n +2n -1=n (n +1)(n +2)6(n ≥2),所以S n =n (n +1)(n +2)6(n ≥2),又S 1=1也满足上式, 所以S n =n (n +1)(n +2)6(n ∈N *),则S n -1=(n -1)n (n +1)6(n ≥2),所以a n =n (n +1)(n +2)6-(n -1)n (n +1)6=n (n +1)2(n ≥2),又a 1=1也满足上式, 所以a n =n (n +1)2(n ∈N *).法二 因为a 1=1,所以S 1a 1=1,又⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n a n 是公差为13的等差数列,所以S n a n =1+(n -1)×13=n +23,所以S n =n +23a n .因为当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n +23a n -n +13a n -1,所以n +13a n -1=n -13a n (n ≥2),所以a n a n -1=n +1n -1(n ≥2),所以a 2a 1·a 3a 2·…·a n -1a n -2·a n a n -1=31×42×53×…·n n -2·n +1n -1=n (n +1)2(n ≥2), 所以a n =n (n +1)2(n ≥2),又a 1=1也满足上式, 所以a n =n (n +1)2(n ∈N *).(2)证明 因为a n =n (n +1)2,所以1a n =2n (n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1, 所以1a 1+1a 2+…+1a n =2[⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎪⎫1n -1-1n +⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1]=2⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1<2.热点一 分组求和与并项求和1.若数列{c n }的通项公式为c n =a n ±b n ,或c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,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.若数列的通项公式中有(-1)n 等特征,根据正负号分组求和.例1(2022·济宁一模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 5=9,S 7=49. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =⎩⎨⎧a n ,n ≤10,2b n -10,n >10,求数列{b n }的前100项和.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d , 则⎩⎨⎧a 1+4d =9,7a 1+21d =49,解得⎩⎨⎧a 1=1,d =2, 所以a n =1+2(n -1)=2n -1(n ∈N *). (2)因为b n =⎩⎨⎧a n ,n ≤10,2b n -10,n >10,所以数列{b n }的前100项和为(b 1+b 2+…+b 10)+(b 11+b 12+…+b 20)+(b 21+b 22+…+b 30)+…+(b 91+b 92+…+b 100)=(a 1+a 2+…+a 10)+2(a 1+a 2+…+a 10)+22(a 1+a 2+…+a 10)+…+29(a 1+a 2+…+a 10)=(1+2+22+…+29)(a 1+a 2+…+a 10)=1-2101-2×10×(1+19)2 =102 300.规律方法 分组求和的基本思路是把各项中结构相同的部分归为同一组,然后再求和. 训练1 已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+n 2,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n +(-1)n a n ,求数列{b n }的前2n 项和. 解 (1)当n =1时,a 1=S 1=1; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2+n 2-(n -1)2+(n -1)2=n .a 1也满足a n =n ,故数列{a n }的通项公式为a n =n (n ∈N *). (2)由(1)知a n =n ,故b n =2n +(-1)n n . 记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ,则T 2n =(21+22+…+22n )+(-1+2-3+4-…+2n ). 记A =21+22+…+22n ,B =-1+2-3+4-…+2n , 则A =2(1-22n )1-2=22n +1-2,B =(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n -1)+2n ]=n . 故数列{b n }的前2n 项和T 2n =A +B =22n +1+n -2(n ∈N *). 热点二 裂项相消法求和裂项常见形式:(1)分母两项的差等于常数 1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1; 1n (n +k )=1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +k . (2)分母两项的差与分子存在一定关系 2n (2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1;n +1n 2(n +2)2=14⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n 2-1(n +2)2. (3)分母含无理式1n +n +1=n +1-n .例2 已知数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)2n +1+2. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1log 2a n log 2a n +2的前n 项和T n .解 (1)由题意可知a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(n -1)2n +1+2,① 当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=(n -2)2n +2,② ①-②得na n =(n -1)2n +1-(n -2)2n , 即a n =2n ,当n =1时,a 1=2满足上式, 所以a n =2n (n ∈N *).(2)因为log 2a n =log 2 2n =n ,所以1log 2a n ·log 2a n +2=1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2.所以T n=12⎝⎛1-13+12-14+13-15+…+⎭⎪⎫1n-1-1n+1+1n-1n+2=12⎝⎛⎭⎪⎫1+12-1n+1-1n+2=34-2n+32(n+1)(n+2).规律方法裂项相消法就是把数列的每一项分解,使得相加后项与项之间能够相互抵消,但在抵消的过程中,有的是依次项抵消,有的是间隔项抵消.训练2(2022·武汉模拟)已知正项等差数列{a n}满足:a3n=3a n(n∈N*),且2a1,a3+1,a8成等比数列.(1)求{a n}的通项公式;(2)设c n=2a n+1(1+2a n)(1+2a n+1),求数列{c n}的前n项和R n.解(1)设等差数列{a n}的公差为d,由a3n=3a n得a1+(3n-1)d=3[a1+(n-1)d].则a1=d,所以a n=a1+(n-1)d=nd.又2a1,a3+1,a8成等比数列,所以(a3+1)2=2a1·a8,即(3d+1)2=2d·8d.所以7d2-6d-1=0,解得d=1或d=-17,因为{a n}为正项数列,所以d>0,所以d=1,所以a n =n (n ∈N *).(2)由(1)可得c n =2a n +1(1+2a n )(1+2a n +1)=2n +1(1+2n )(1+2n +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫11+2n -11+2n +1, 所以R n =2⎣⎢⎡⎝ ⎛⎭⎪⎫11+21-11+22+⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫11+22-11+23+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫11+2n -11+2n +1 =2⎝ ⎛⎭⎪⎫13-11+2n +1. 热点三 错位相减法求和如果数列{a n }是等差数列,{b n }是等比数列,那么求数列{a n ·b n }的前n 项和S n 时,可采用错位相减法.用其法求和时,应注意:(1)等比数列的公比为负数的情形;(2)在写“S n ”和“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便准确写出“S n -qS n ”的表达式.例3(2022·广州调研)从①S n ,2S n +1,3S n +2成等差数列,且S 2=49;②a 2n +1=13a n (2a n -5a n+1),且a n >0;③2S n +a n -t =0(t 为常数)这三个条件中任选一个补充在横线处,并给出解答.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=13,________,其中n ∈N *.(1)求{a n }的通项公式;(2)记b n =log 13a n +1,求数列{a n ·b n }的前n 项和T n .注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 解 (1)若选条件①.因为S n ,2S n +1,3S n +2成等差数列,所以4S n +1=S n +3S n +2, 即S n +1-S n =3(S n +2-S n +1), 所以a n +1=3a n +2, 又S 2=49,a 1=13,所以a 2=S 2-a 1=19,即a 2=13a 1,所以a n +1=13a n ,即a n +1a n =13,又a 1=13,所以数列{a n }是首项为13,公比为13的等比数列,所以a n =13n (n ∈N *).若选条件②.由a 2n +1=13a n (2a n -5a n +1), 得3a 2n +1=a n (2a n -5a n +1),即3a 2n +1+5a n +1a n -2a 2n =0,所以(a n +1+2a n )(3a n +1-a n )=0, 因为a n >0,所以3a n +1-a n =0,即a n +1a n =13,又a 1=13, 所以数列{a n }是首项为13,公比为13的等比数列,所以a n =13n (n ∈N *).若选条件③.因为2S n +a n -t =0,所以n ≥2时,2S n -1+a n -1-t =0, 两式相减并整理, 得a n =13a n -1(n ≥2),即a n a n -1=13(n ≥2),又a 1=13, 所以数列{a n }是首项为13,公比为13的等比数列,所以a n =13n (n ∈N *).(2)由(1)知,a n +1=13n +1, 所以b n =log 13a n +1=log 1313n +1=n +1,所以a n ·b n =(n +1)×13n =n +13n ,所以T n =23+332+433+…+n +13n ,所以13T n =232+333+434+…+n +13n +1,两式相减,得23T n =23+⎝ ⎛⎭⎪⎫132+133+…+13n -n +13n +1=23+132⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -11-13-n +13n +1=23+13×12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1-n +13n +1=56-12×13n -n +13n +1, 所以T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫56-12×13n -n +13n +1×32=54-2n +54×3n .易错提醒 一要先“错项”再“相减”;二要注意最后一项的符号.训练3(2022·潍坊模拟)已知等比数列{a n}的前n项和为S n,且a1=2,S3=a3+6.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=log2a n,求数列{a n b n}的前n项和T n.解(1)设数列{a n}的公比为q,由a1=2,S3=a3+6,得a1(1+q+q2)=6+a1q2,解得q=2,所以a n=2n(n∈N*).(2)由(1)可得b n=log2a n=n,所以a n b n=n·2n,Tn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n,2T n=1×22+2×23+…+(n-1)2n+n·2n+1,所以-T n=2+22+…+2n-n·2n+1=2(1-2n)1-2-n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1,所以T n=(n-1)2n+1+2.一、基本技能练1.已知数列{a n}满足a n+1-a n=2(n∈N*),a1=-5,则|a1|+|a2|+…+|a6|=( )A.9B.15C.18D.30答案 C解析∵a n+1-a n=2,a1=-5,∴数列{a n}是公差为2的等差数列,∴a n=-5+2(n-1)=2n-7,数列{a n}的前n项和S n=n(-5+2n-7)2=n2-6n(n∈N*).令a n=2n-7≥0,解得n≥7 2,∴n≤3时,|a n|=-a n;n≥4时,|an|=a n.则|a1|+|a2|+…+|a6|=-a1-a2-a3+a4+a5+a6=S6-2S3=62-6×6-2×(32-6×3)=18.2.(2022·深圳模拟)在数列{a n}中,a1=3,a m+n=a m+a n(m,n∈N*),若a1+a2+a3+…+ak=135,则k等于( )A.10B.9C.8D.7答案 B解析令m=1,由a m+n=a m+a n可得a n+1=a1+a n,所以a n+1-a n=3,所以{a n}是首项为a1=3,公差为3的等差数列,an=3+3(n-1)=3n,所以a1+a2+a3+…+a k=k(a1+a k)2=k(3+3k)2=135,整理可得k2+k-90=0,解得k=9或k=-10(舍去).3.数列{a n }满足a n +1+(-1)na 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 因为a n +1+(-1)n a n =2n -1,故有a 2-a 1=1,a 3+a 2=3,a 4-a 3=5,a 5+a 4=7,a 6-a 5=9,a 7+a 6=11,…,a 50-a 49=97.从而可得a 3+a 1=2,a 4+a 2=8,a 5+a 7=2,a 8+a 6=24,a 9+a 11=2,a 12+a 10=40,a 13+a 15=2,a 16+a 14=56,…从第一项开始,依次取2个相邻奇数项的和都等于2,从第二项开始,依次取2个相邻偶数项的和构成以8为首项,以16为公差的等差数列. 所以{a n }的前60项和为15×2+⎝ ⎛⎭⎪⎫15×8+15×142×16=1 830. 4.在等差数列{a n }中,a 3+a 5=a 4+7,a 10=19,则数列{a n cos n π}(n ∈N *)的前2 023项和为( ) A.1 011 B.1 010 C.-2 023 D.-2 022 答案 C解析 由题意得a 3+a 5=2a 4=a 4+7,解得a 4=7, 所以公差d =a 10-a 410-4=19-76=2,则a 1=a 4-3d =7-3×2=1, 所以a n =2n -1,设b n=a n cos nπ,则b1+b2=a1cos π+a2cos 2π=-a1+a2=2,b3+b4=a3cos 3π+a4cos 4π=-a3+a4=2,……,∴数列{a n cos nπ}(n∈N*)的前2 023项和S2 023=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2 021+b2 022)+b2 023=2×1 011-4 045=-2 023.5.已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=1f(n+1)+f(n)(n∈N*),记数列{a n}的前n项和为S n,则S2 023等于( ) A. 2 023+1 B. 2 024-1C. 2 023-1D. 2 024+1答案 B解析函数f(x)=x a的图象过点(4,2),则4a=2,解得a=12,则f(x)=x,a n =1f(n+1)+f(n)=1n+1+n=n+1-n,则S2 023=(2-1)+(3-2)+…+( 2 023- 2 022)+( 2 024- 2 023)=2 024-1.6.(多选)已知等差数列{a n}的前n项和为S n,公差d=1.若a1+3a5=S7,则下列结论一定正确的是( )A.a5=1B.S n最小时n=3C.S1=S6D.S n存在最大值答案AC解析 由已知得a 1+3(a 1+4×1)=7a 1+7×62×1,解得a 1=-3.对于选项A ,a 5=-3+4×1=1,故A 正确. 对于选项B ,a n =-3+n -1=n -4,因为a 1=-3<0,a 2=-2<0,a 3=-1<0,a 4=0,a 5=1>0, 所以S n 的最小值为S 3或S 4,故B 错误. 对于选项C ,S 6-S 1=a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=5a 4, 又因为a 4=0,所以S 6-S 1=0,即S 1=S 6,故C 正确. 对于选项D ,因为S n =-3n +n (n -1)2=n 2-7n2,所以S n 无最大值,故D 错误.7.(2022·无锡模拟)12+12+4+12+4+6+12+4+6+8+…+12+4+6+…+2 022=________. 答案1 0111 012解析 根据等差数列的前n 项和公式, 可得2+4+6+…+2n =n (2+2n )2=n (n +1),因为1n (n +1)=1n -1n +1,所以12+12+4+12+4+6+12+4+6+8+…+12+4+6+…+2 022=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫11 011-11 012=1-11 012=1 0111 012.8.(2022·嘉兴测试)数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n,则a 1a 24+a 2a 342+…+a 9a 1049的值为________. 答案710解析 对于a 1+2a 2+3a 3+…+na n =2n ,当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=2n -1, 两式相减得na n =2n -1,则a n =2n -1n,n ≥2,又a 1=21=2不符合上式,则a n=⎩⎨⎧2,n =1,2n -1n ,n ≥2,当k ≥2时,a k a k +14k=2k -1·2k (k +1)k ·22k =12·1k (k +1)=12·⎝⎛⎭⎪⎫1k -1k +1, ∴a 1a 24+a 2a 342+…+a 9a 1049=14a 1a 2+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫19-110 =14×2×22-12+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12-110=710. 9.设各项均为正数的等差数列{a n }首项为1,前n 项的和为S n ,且S n =(a n +1)24(n ∈N *),设b n =2n ·a n ,则数列{b n }的前n 项和T n =________. 答案 (2n -3)2n +1+6(n ∈N *) 解析 由题意4S n =(a n +1)2,① 4S n +1=(a n +1+1)2,②两式相减得4a n +1=(a n +1+1)2-(a n +1)2, 即(a n +1-a n -2)(a n +1+a n )=0,∵a n>0,∴a n+1+a n≠0,a n+1-a n=2,∴{a n}是公差为2的等差数列,∵a1=1,∴a n=a1+(n-1)d=2n-1,b n=2n a n=(2n-1)2n.由错位相减法可求得T n=(2n-3)2n+1+6(n∈N*).10.斐波那契数列因意大利数学家斐波那契以兔子繁殖为例引入,故又称为“兔子数列”,即1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,….在实际生活中,很多花朵(如梅花、飞燕草、万寿菊等)的瓣数恰是斐波那契数列中的数,斐波那契数列在现代物理及化学等领域也有着广泛的应用.斐波那契数列{a n}满足:a1=a2=1,a n+2=a n+a n(n∈N*),则1+a3+a5+a7+a9+…+a2 023是斐波那契数列{a n}中的第________项. +1答案 2 024解析依题意,得1+a3+a5+a7+a9+…+a2 023=a2+a3+a5+a7+a9+…+a2 023=a4+a5+a7+a9+…+a2 023=a6+a7+a9+…+a2 023=…=a2 022+a2 023=a2 024.11.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S4=S5=-20.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)已知数列{b n}是以4为首项,4为公比的等比数列,若数列{a n}与{b n}的公共项为a m,记m由小到大构成数列{c n},求{c n}的前n项和T n.解(1)设等差数列{a n}的公差为d,由S4=S5=-20,得4a1+6d=5a1+10d=-20,解得a1=-8,d=2,则a n =-8+2(n -1)=2n -10(n ∈N *).(2)数列{b n }是以4为首项,4为公比的等比数列, ∴b n =4·4n -1=4n (n ∈N *). 又依题意2m -10=4n , ∴m =10+4n2=5+22n -1,则T n =5n +2(1-4n )1-4=5n +22n +1-23.12.已知各项均为正数的等差数列{a n }满足a 1=1,a 2n +1=a 2n +2(a n +1+a n ).(1)求{a n }的通项公式;(2)记b n =1a n +a n +1,求数列{b n }的前n 项和S n .解 (1)各项均为正数的等差数列{a n }满足a 1=1,a 2n +1=a 2n +2(a n +1+a n ),整理得(a n +1+a n )(a n +1-a n ) =2(a n +1+a n ), 由于a n +1+a n ≠0, 所以a n +1-a n =2,故数列{a n }是以1为首项,2为公差的等差数列. 所以a n =2n -1. (2)由(1)可得b n =1a n +a n +1=12n -1+2n +1=2n +1-2n -12,所以S n =12×(3-1+5-3+…+2n +1-2n -1)=12(2n +1-1).二、创新拓展练13.(多选)(2022·扬州调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,则下列说法正确的是( )A.若S n =n 2-1,则{a n }是等差数列 B.若S n =2n -1,则{a n }是等比数列 C.若{a n }是等差数列,则S 99=99a 50D.若{a n }是等比数列,且a 1>0,q >0,则S 2n -1·S 2n +1>S 22n 答案 BC解析 对于A ,若S n =n 2-1,则有a 1=S 1=0,a 2=S 2-S 1=22-12=3,a 3=S 3-S 2=32-22=5,2a 2≠a 1+a 3,此时数列{a n }不是等差数列,故A 错误;对于B ,若S n =2n -1,则当n =1时,有a 1=S 1=1,当n ≥2时,有a n =S n -S n -1=2n -2n-1=2n -1,故a n =2n -1,a n +1a n=2,此时数列{a n }是等比数列,故B 正确; 对于C ,由等差数列的性质可得S 99=99(a 1+a 99)2=99a 50,故C 正确;对于D ,因为当a 1>0,q =1时,有a n =a 1,S 2n -1·S 2n +1=(2n -1)(2n +1)a 21=(4n 2-1)a 21,S 22n =(2na 1)2=4n 2a 21,此时S 2n -1·S 2n +1<S 22n ,故D 错误.综上,故选BC.14.已知数列{a n }满足a 1+2a 2+4a 3+…+2n -1a n =n2,将数列{a n }按如下方式排列成新数列:a 1,a 2,a 2,a 2,a 3,a 3,a 3,a 3,a 3,…,,…,则新数列的前70项和为________. 答案4716解析 由a 1+2a 2+4a 3+…+2n -1a n =n2,①得a 1+2a 2+4a 3+…+2n -2a n -1=n -12(n ≥2),②①-②得2n -1a n =12,即a n =12n (n ≥2),又a 1=12,即a n =12n ,由1+3+5+…+(2n -1)=n 2=64, 得n =8.令S =12+322+523+ (1528)则12S =122+323+…+1328+1529, 两式相减得12S =12+2×122+2×123+…+2×128-1529=12+12⎝⎛⎭⎪⎫1-1271-12-1529,∴S =749256,所以新数列的前70项和为749256+629=4716. 15.函数y =[x ]称为高斯函数,[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.已知数列{a n }满足a 3=3,且a n =n (a n +1-a n ),若b n =[lg a n ],则数列{b n }的前2 023项和为________. 答案 4 962解析 因为a n =n (a n +1-a n ), 所以(1+n )a n =na n +1, 即a n +1n +1=a nn, 所以⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n n 为常数数列,所以ann=a33=1,所以a n=n,记{b n}的前n项和为T n,当1≤n≤9时,0≤lg a n<1,b n=0;当10≤n≤99时,1≤lg a n<2,b n=1;当100≤n≤999时,2≤lg a n<3,b n=2;当1 000≤n≤2 023时,3≤lg a n<4,b n=3;所以T2 023=[lg a1]+[lg a2]+…+[lg a2 023]=9×0+90×1+900×2+1 024×3=4 962.16.对于任意一个有穷数列,可以通过在该数列的每相邻两项之间插入这两项的和,构造一个新的数列.现对数列1,5进行构造,第1次得到数列1,6,5,第2次得到数列1,7,6,11,5,依次类推,第n次得到数列1,x1,x2,x3,…,5.记第n次得到的数列的各项之和为S n,则{S n}的通项公式S n=________.答案3+3n+1解析由题意可知,第n次得到数列1,x1,x2,x3, (5)第1次得到数列1,6,5,第2次得到数列1,7,6,11,5,第3次得到数列1,8,7,13,6,17,11,16,5,第4次得到数列1,9,8,15,7,20,13,19,6,23,17,28,11,27,16,21,5. ……第n次得到数列1,x1,x2,x3, (5)所以S1=6+6=6+2×31,S 2=6+6+18=6+2×31+2×32,S 3=6+6+18+54=6+2×31+2×32+2×33,S 4=6+6+18+54+162=6+2×31+2×32+2×33+2×34, ……,即S n =6+2(31+32+…+3n ) =6+2×3(1-3n )1-3=3+3n +1.17.(2022·泰州模拟)在①S n =2a n +1-3,a 2=94,②2S n +1-3S n =3,a 2=94,③点(a n ,S n )(n ∈N *)在直线3x -y -3=0上这三个条件中任选一个,补充到下面的问题中,并解答. 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,________. (1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =na n,求{b n }的前n 项和T n . 解 (1)方案一 选条件①. ∵S n =2a n +1-3,∴当n ≥2时,S n -1=2a n -3, 两式相减,整理得a n +1=32a n (n ≥2).∵a 2=94,∴a 1=S 1=2a 2-3=32,a 2=32a 1,∴a n +1a n =32(n ∈N *),∴数列{a n }是以32为首项,32为公比的等比数列,∴a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫32n(n ∈N *). 方案二 选条件②. ∵2S n +1-3S n =3,∴当n ≥2时,2S n -3S n -1=3, 两式相减,整理得a n +1=32a n (n ≥2).∵2(a 1+a 2)-3a 1=3,a 2=94,∴a 1=32,a 2=32a 1,∴a n +1a n =32(n ∈N *), ∴数列{a n }是以32为首项,32为公比的等比数列,∴a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫32n(n ∈N *). 方案三 选条件③.∵点(a n ,S n )(n ∈N *)在直线3x -y -3=0上, ∴S n =3a n -3,∴S n +1=3a n +1-3, 两式相减,整理得a n +1=32a n ,当n =1时,a 1=3a 1-3,得a 1=32,∴数列{a n }是以32为首项,32为公比的等比数列,∴a n =32×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫32n(n ∈N *). (2)由(1)可得b n =n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n,则T n =1·⎝ ⎛⎭⎪⎫231+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫232+…+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n,∴23T n =1·⎝ ⎛⎭⎪⎫232+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫233+…+n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1,两式相减得13T n =23+⎝ ⎛⎭⎪⎫232+⎝ ⎛⎭⎪⎫233+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1=23×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫23n1-23-n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n +1=2-2n +63×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n,∴T n =6-(2n +6)×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n.。
等比数列性质及应用
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定义与通项公式
定义
等比数列是指从第二项起,每一项与 它的前一项的比值等于同一个常数的 一种数列。
通项公式
等比数列的通项公式为an=a1×q^(n1),其中a1为首项,q为公比,n为项 数。
等比中项及性质
等比中项
在等比数列中,任意两项am和an (m≠n)的等比中项为±√(am×an)。
求解方法
根据问题的具体情况,选择合适的等比数列 公式进行求解。例如,对于连续投资问题, 可以利用等比数列求和公式计算总收益;对 于病毒传播问题,可以利用等比数列的通项 公式计算每轮传播后的病毒数量。
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等比数列在平面几何中应用举例
矩形面积问题
若一个矩形被分割成若干个相似的小矩形,则这些小矩形的面积 构成等比数列。
平行线分线段成比例
若一组平行线截两条直线所得的对应线段成比例,则这些线段长度 构成等比数列。
三角形中的线段问题
在等腰三角形或直角三角形中,某些特定线段(如中线、高)的长 度之比可能构成等比数列。
PART 02
等比数列基本性质
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相邻两项之积相等
定义
在等比数列中,任意相邻两项的 乘积是一个常数,该常数被称为 等比数列的公比。
表达式
若等比数列的首项为a,公比为r, 则对于任意正整数n,有a_n = a * r^(n-1),且a_n * a_(n+1) = a^2 * r^n。
等比数列在立体几何中应用举例
长方体体积问题
若一个长方体被分割成若干个相似的小长方体,则这些小长方体 的体积构成等比数列。
高中数学无穷递降等比数列求和公式
高中数学无穷递降等比数列求和公式无穷递减等比数列a,aq,aq^2……aq^n其中,n趋近于正无穷,q<1注意:(1)我们把|q|<1无穷等比数列称为无穷递缩等比数列,它的前n项和的极限才存有,当|q|≥1无穷等比数列它的前n项和的极限是不存有的。
(2)S是表示无穷等比数列的所有项的和,这种无限个项的和与有限个项的和从意义上来说是不一样的,S是前n项和Sn当n→∞的极限,即S=S=a/(1-q)等比数列求和公式算法想了解无穷递减等比数列求和的算法,需要先介绍一下等比数列求和公式设一个等比数列的首项是a1,公比是q,数列前n项和是Sn,当公比不为1时Sn=a1+a1q+a1q^2+...+a1q^(n-1)将这个式子两边同时乘以公比q,得qSn=a1q+a1q^2+...+a1q^(n-1)+a1q^n两式相减,得(1-q)Sn=a1-a1q^n所以,当公比不为1时,等比数列的求和公式为Sn=[a1(1-q^n)]/(1-q)对于一个无穷递减数列,数列的公比小于1,当上式得n趋向于正无穷大时,分子括号中的值趋近于1,取极限即得无穷递减数列求和公式S=a/(1-q)高中数学选择题解题方法一、直接法直接从题设的条件出发,使用相关的概念、性质、定理、法则和公式等知识,通过严密的推理和计算来得出题目的结论。
二、特例法包括选择符合题意的特殊数值、特殊位置、特殊函数、特殊数列、特殊图形等,代入或者比照选项来确定答案。
这种方法叫做特值代验法,是一种使用频率极大的方法。
三、数形结合画出图形或者图象能够使问题提供的信息更直观地表现,降低思维难度,是解决数学问题的有力策略。
四、估值判断有些问题,属于比较大小或者确定位置的问题,对数值实行估算,或者对位置实行估计,就能够避免因为精确计算和严格推演而浪费时间。
五、排除法(代入检验法)充分使用选择题中的单选的特征,即有且只有一个准确选项这个信息,通过度析、推理、计算、判断,逐一排除,最终达到目的的一种解法。
高中数学等比数列通项求和公式
高中数学等比数列通项求和公式高中数学等比数列通项求和公式大全学好数学的关键是公式的掌握,数学在多个不同领域的应用一般被称为应用数学,有时亦会激起新的数学发现,并促成全新数学学科的发展。
下面是小编为大家整理的高中数学等比数列通项求和公式,希望能帮助到大家!等比数列通项求和公式an=a1__q’(n-1)(其中首项是a1,公比是q)an=Sn-S(n-1)(n≥2)前n项和当q≠1时,等比数列的前n项和的公式为Sn=a1(1-q’n)/(1-q)=(a1-a1__q’n)/(1-q)(q≠1)当q=1时,等比数列的前n项和的公式为Sn=na1高考数学应试技巧1、拓实基础,强化通性通法高考对基础知识的考查既全面又突出重点。
抓基础就是要重视对教材的复习,尤其是要重视概念、公式、法则、定理的形成过程,运用时注意条件和结论的限制范围,理解教材中例题的典型作用,对教材中的练习题,不但要会做,还要深刻理解在解决问题时题目所体现的数学思维方法。
2、认真阅读考试说明,减少无用功在平时练习或进行模拟考试时,高中英语,要注意培养考试心境,养成良好的习惯。
首先认真对考试说明进行领会,并要按要求去做,对照说明后的题例,体会说明对知识点是如何考查的,了解说明对每个知识的要求,千万不要对知识的要求进行拔高训练。
3、抓住重点内容,注重能力培养高中数学主体内容是支撑整个高中数学最重要的部分,也是进入大学必须掌握的内容,这些内容都是每年必考且重点考的。
象关于函数(含三角函数)、平面向量、直线和圆锥曲线、线面关系、数列、概率、导数等,把它们作为复习中的重中之重来处理,要一个一个专题去落实,要通过对这些专题的复习向其他知识点辐射。
4、关心教育动态,注意题型变化由于新增内容是当前社会生活和生产中应用比较广泛的内容,而与大学接轨内容则是进入大学后必须具备的知识,因此它们都是高考必考的内容,因此一定要把诸如概率与统计、导数及其应用、推理与证明、算法初步与框图的基本要求有目的的进行复习与训练。
常用已知条件的数学计算题公式法
常用已知条件的数学计算题公式法一、概述在数学学习中,我们经常会遇到一些已知条件的数学计算题,例如已知三角形的两边长和夹角,求第三边长;已知一个等差数列的首项和公差,求前n项和等等。
对于这些题目,我们可以运用一些常用的数学公式来求解,本文将针对常见的已知条件的数学计算题,介绍一些常用的公式和解题方法。
二、三角形已知条件求解对于已知三角形的两边长和夹角,我们可以根据三角形的三边关系来求解第三边长。
假设已知两边长分别为a、b,夹角为C,我们可以利用余弦定理来求解第三边长c:c² = a² + b² - 2abcosC这个公式就是我们常用的三角形两边夹角求解公式,通过将已知条件带入公式,我们就可以轻松求解出第三边长。
三、等差数列已知条件求解另一个常见的已知条件的数学计算题是等差数列的求解。
假设我们已知等差数列的首项为a1,公差为d,我们需要求解前n项和Sn。
在这种情况下,我们可以利用等差数列的求和公式来解决问题:Sn = (a1 + an) * n / 2an = a1 + (n -1)d通过这两个公式,我们可以快速求解出等差数列的前n项和以及第n项的值。
四、其他常用公式除了上述提到的三角形两边夹角求解公式和等差数列求和公式外,还有一些其他常用的数学计算题的公式。
已知三角形的三边长a、b、c,可以利用海伦公式来求解三角形的面积S:S = √[p(p-a)(p-b)(p-c)],其中p为半周长(p=(a+b+c)/2)对于已知条件的数学计算题,我们还可以利用一些常见的代数公式和几何公式来求解问题。
例如配方法、配方、因式分解等等。
五、个人观点在解决已知条件的数学计算题时,掌握常用的数学公式非常重要。
这些公式可以帮助我们快速准确地求解问题,提高解题的效率。
熟练掌握这些公式也可以提高我们的数学运算能力,为更复杂的数学问题打下基础。
总结通过本文的介绍,我们了解了常用已知条件的数学计算题的公式法解题方法。
数列求和的8种方法
数列求和的8种方法数列求和是数学中一个很重要的概念,常常在数学课上出现,也被广泛应用于其他学科中。
本文将为您介绍数列求和的8种常用方法。
一、公式法公式法是数列求和中最常用的一种方法。
当数列具有规律性时,可以通过观察数列的特点和规律,得出数列求和的公式。
例如,等差数列的求和公式为Sn = (a1 + an) × n / 2,其中a1为首项,an为尾项,n为项数。
二、差累加法差累加法是一种通过累加差值来求和的方法。
将一个数列中的每一项与其前一项的差相加,即可得到数列的和。
例如,斐波那契数列的差累加法求和公式为Sn=Fn+2-1三、奇偶分拆法奇偶分拆法是一种将数列分为奇数项和偶数项两个数列的方法。
通过将原数列中的项按照奇偶分类,并分别求和,然后将奇数部分和偶数部分的和相加,即可得到原数列的和。
这种方法特别适用于等差数列或等比数列求和。
四、数形结合法数形结合法是通过图形化数列来求和的方法。
将数列用图形的形式展现出来,然后通过计算图形的面积、周长或者中点之间的连线长度等等,来求得数列的和。
这种方法特别适用于几何数列或者满足其中一种几何规律的数列。
五、递推关系法递推关系法是通过递推关系来求和的方法。
数列中的每一项可以通过前面一项或者多项之间的关系得到,因此可以通过递推关系来直接求得数列的和。
例如,斐波那契数列的递推关系是Fn=Fn-1+Fn-2,可以利用这个关系式求得数列的和。
六、数列分解法数列分解法是通过将数列分解成其他数列的和来求和的方法。
通过将数列拆分成两个或多个数列,然后分别求得每个数列的和,并将它们相加,即可得到原数列的和。
这种方法适用于数列可以被分解成多个简单数列的情况。
七、夹逼定理法夹逼定理法是一种通过构造相等的两个或多个数列来求和的方法。
通过找到与原数列相等的其他数列,然后求得这些数列的和,并将它们相加,就可以求得原数列的和。
这种方法特别适用于数列无法通过常规的方法求和的情况。
八、换元法换元法是一种通过将数列中的索引进行变换,来求得数列的和的方法。
高中等差等比数列的通项求和公式
高中等差等比数列的通项求和公式高中等差等比数列的通项求和公式_高频考点学好数学的关键是公式的掌握,数学起源于人类早期的生产活动,古巴比伦人从远古时代开始已经积累了一定的数学知识,并能应用实际问题。
下面是小编为大家整理的高中等差等笔数列的通项求和公式,希望能帮助到大家!等差数列的通项求和公式an=a1+(n-1)d或an=am+(n-m)d前n项和公式为:Sn=na1+[n(n-1)/2] d或sn=(a1+an)n/2若m+n=2p则:am+an=2ap以上n均为正整数等比数列的通项求和公式(1) 等比数列:a (n+1)/an=q (n∈N)。
(2) 通项公式:an=a1×q^(n-1); 推广式:an=am×q^(n-m);(3) 求和公式:Sn=n×a1 (q=1) Sn=a1(1-q^n)/(1-q) =(a1-an×q)/(1-q) (q≠1) (q为公比,n为项数)(4)性质:①若 m、n、p、q∈N,且m+n=p+q,则am×an=ap×aq;②在等比数列中,依次每 k项之和仍成等比数列.③若m、n、q∈N,且m+n=2q,则am×an=aq^2(5)G是a、b的等比中项G^2=ab(G ≠ 0).(6)在等比数列中,首项a1与公比q都不为零. 注意:上述公式中an表示等比数列的第n项。
等比数列求和公式推导: Sn=a1+a2+a3+...+an(公比为q)q__Sn=a1__q+a2__q+a3__q+...+an__q =a2+a3+a4+...+a(n+1) Sn-q__Sn=a1-a(n+1) (1-q)Sn=a1-a1__q^n Sn=(a1-a1__q^n)/(1-q) Sn=(a1-an__q)/(1-q) Sn=a1(1-q^n)/(1-q) Sn=k__(1-q^n)~y=k__(1-a^x)。
等比数列前n项和教学教案
等比数列前n项和教学教案一、教学目标1. 理解等比数列的概念,掌握等比数列的前n项和的定义及公式。
2. 能够运用等比数列前n项和公式解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力,提高学生运用数学知识解决问题的能力。
二、教学内容1. 等比数列的概念:等比数列是一种特殊的数列,每一项与它前一项的比是常数。
2. 等比数列的前n项和公式:等比数列的前n项和为$S_n = \frac{a_1(1-q^n)}{1-q}$,其中$a_1$是首项,$q$是公比。
3. 等比数列前n项和的性质及应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:等比数列的概念,等比数列前n项和公式的推导及应用。
2. 教学难点:等比数列前n项和公式的理解和运用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生通过思考和讨论,自主探索等比数列前n项和的概念和公式。
2. 利用多媒体课件,生动形象地展示等比数列前n项和的过程,帮助学生直观理解。
3. 结合典型例题,引导学生运用等比数列前n项和公式解决实际问题。
五、教学安排1. 第1课时:介绍等比数列的概念,引导学生自主探索等比数列前n项和的概念。
2. 第2课时:讲解等比数列前n项和公式,引导学生理解和运用公式。
3. 第3课时:通过典型例题,培养学生的解题能力,提高学生运用数学知识解决问题的能力。
4. 第4课时:课堂小结,巩固等比数列前n项和的知识点。
5. 第5课时:布置作业,加深学生对等比数列前n项和的理解和运用。
六、教学策略1. 案例分析:通过分析具体的等比数列案例,让学生理解等比数列前n项和的实际意义。
2. 数形结合:利用图表和图形展示等比数列前n项和的变化规律,帮助学生直观理解。
3. 小组合作:组织学生进行小组讨论和合作交流,共同探索等比数列前n项和的性质和应用。
七、教学过程1. 导入新课:通过回顾等差数列的前n项和知识,引导学生自然过渡到等比数列前n项和的学习。
2. 自主探究:让学生自主探索等比数列前n项和的定义和公式,引导学生通过思考和讨论得出结论。
等比数列的前n项和公式经典教案
等比数列的前n项和公式经典教案一、教学目标1. 让学生理解等比数列的概念,掌握等比数列的基本性质。
2. 引导学生通过观察、归纳、推理等方法,探索并证明等比数列的前n项和公式。
3. 培养学生运用等比数列的前n项和公式解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 等比数列的概念及基本性质。
2. 等比数列的前n项和公式的探索与证明。
3. 等比数列的前n项和公式的应用。
三、教学重点与难点1. 等比数列的概念及基本性质的理解与运用。
2. 等比数列的前n项和公式的探索与证明。
3. 等比数列的前n项和公式的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生通过观察、归纳、推理等方法探索等比数列的前n项和公式。
2. 运用实例讲解法,让学生在实际问题中体会等比数列的前n项和公式的应用。
3. 利用数形结合法,帮助学生直观地理解等比数列的性质和前n项和公式。
五、教学过程1. 引入:通过讲解现实生活中的等比增长现象,如银行利息、人口增长等,引出等比数列的概念。
2. 讲解等比数列的定义及基本性质,引导学生归纳等比数列的通项公式。
3. 引导学生分组讨论,探索等比数列的前n项和公式,总结并展示各组的探索成果。
4. 讲解等比数列的前n项和公式,并通过实例进行验证。
5. 运用等比数列的前n项和公式解决实际问题,如计算利息、求解等比数列的和等。
6. 总结本节课的主要内容和知识点,布置课后练习题。
注意:这只是一个教案框架,具体的教学内容和过程需要根据实际情况进行调整和补充。
在实际教学过程中,要关注学生的学习反馈,及时调整教学方法和节奏,以确保教学效果。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对等比数列概念和性质的理解程度,以及他们是否能够运用前n项和公式解决实际问题。
2. 课后作业:布置相关的习题,要求学生独立完成,以此来检验他们对于等比数列前n项和公式的掌握情况。
3. 小组讨论:观察学生在小组讨论中的表现,了解他们是否能够有效地参与讨论,并与同伴共同解决问题。
几何中的数列问题
几何中的数列问题几何学一直是数学中的重要分支,随着时代的变迁,它在不断地演化和发展。
几何学的数列问题在数学教育中也是一个重要的课程内容。
在本文中,我们将会探讨一些几何中的数列问题,并给出一些解法。
一、等比数列等比数列是指每两个相邻的数之间的比都相同的数列。
我们可以用几何中的图形来辅助理解等比数列。
例如,我们可以将每个数看作是一个圆,其中第一个数为半径为1的圆,第二个数为第一个圆的半径再乘以一个比率后的圆,以此类推。
此时,等比数列就可以形象地表示为一列圆。
对于等比数列,我们有以下公式:前n项和:$S_n= \frac{a_1(1-q^n)}{1-q}$通项公式:$a_n= a_1q^{n-1}$其中,$a_1$为首项,$q$为公比,$n$为项数。
我们可以用上述公式求等比数列的前n项和与通项公式。
举个例子,假设我们有一个等比数列,首项为1,公比为2,求前6项和以及第8项的值。
根据公式,我们有:$S_6= \frac{1(1-2^6)}{1-2}= -1+2+4+8+16+32= 63$$a_8= 1\times 2^7= 128$二、调和数列调和数列是指每个数的倒数等于每个数的序号加1的比例的数列。
调和数列的一大特点是其前n项和有一个无穷增加的趋势。
对于调和数列,我们有以下公式:前n项和:$S_n=1+ \frac{1}{2}+ \frac{1}{3}+...+ \frac{1}{n}=ln(n)+ \gamma+ O(\frac{1}{n})$其中,$\gamma$是欧拉-马斯刻罗尼常数,其值约为0.5772。
举例来说,假设我们有一个调和数列,求前10项和。
根据公式,我们有:$S_{10}= 1+ \frac{1}{2}+ \frac{1}{3}+...+ \frac{1}{10}= ln(10)+ \gamma \approx 2.93$三、等差数列等差数列是指每两个相邻的数之间的差都相同的数列。
数学史视角下等比数列前n项和公式的推导
数学史视角下等比数列前n项和公式的推导一、引言在数学史上,等比数列是一个重要的概念,其前n项和公式的推导也是数学发展历程中的重要一环。
通过对数学史的回顾,我们可以更好地理解等比数列前n项和公式的推导过程,并且能够更深入地理解数学知识的来源和本质。
本文将从简到繁地分析等比数列前n项和公式的推导过程,帮助读者更好地理解这一数学概念。
二、等比数列的基本概念在开始推导等比数列前n项和公式之前,我们首先需要了解等比数列的基本概念。
等比数列是指一个数列中,从第二项起,每一项与它之前的一项的比值都相同。
这个比值称为等比数列的公比,通常用字母q表示。
等比数列可以用如下的形式来表示:a,aq,aq^2,aq^3,...其中,a为首项,q为公比。
三、等比数列前n项和的推导1. 等比数列前n项和的一般公式我们来推导等比数列前n项和的一般公式。
设等比数列的首项为a,公比为q,则等比数列的第n项可以表示为an = a * q^(n-1)。
根据等比数列的性质,等比数列前n项和Sn可以表示为:Sn = a + aq + aq^2 + ... + aq^(n-1)我们将Sn乘以公比q,得到:q * Sn = aq + aq^2 + aq^3 + ... + aq^n然后用Sn减去q * Sn,得到:Sn - q * Sn = a - aq^n可以化简得到:Sn = a * (1 - q^n) / (1 - q)这就是等比数列前n项和的一般公式。
2. 等比数列前n项和的历史发展在数学史上,等比数列前n项和的推导过程始终是一个让人着迷的问题。
早在古希腊时期,数学家就开始研究等比数列及其性质。
毕达哥拉斯学派的数学家们在研究等比数列前n项和时,曾提出了许多有趣的推导方法。
他们运用了几何图形和比例关系来推导等比数列前n项和的公式,为后人打下了坚实的数学基础。
3. 我对等比数列前n项和公式的个人观点和理解等比数列前n项和公式的推导过程充满了历史的魅力和数学的智慧。
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利用图形求等比数列之和
浙江省诸暨市暨阳街道暨阳小学
卢慧飞
一、直接导入,揭示课题
数 与 形
二、探索发现,学习新知
1 1 = 2 4 1 1 1 + = 2 4 8 1 1 1 1 + + = 2 4 8 16
二、探索发现,学习新知
1 1 1 =1 2 4 4 1 1 1 1 + =1 2 4 8 8 1 1 1 1 1 + + =1 2 4 8 16 16
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1023 + + + + + + = 1 = 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 1024 1024
1 1 1 1 1 1 1 1 16383 1 + + + + + =1 2 4 8 16 32 64 8192 16384 16384 16384
二、探索发现,学习新知
1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 8 16 32 64 8192 16384 131072 1 2097152
1
?
二、探索发现,学习新知
可以画个图来帮助思 考。用一个圆或一条 线段来表示“1”。
二、探索发现,学习新知
1 1 1 1 1 1 2 4 8 16 32 64
1 1 3 2 4 4 3 1 7 4 8 8 7 1 15 8 16 16 15 1 31 16 32 32 31 1 63 32 64 64
1
1 „ 32 1 63 127 31 64 15 16 128 32 1 16 8 7 81 4
1 1 1 1 1 1 + + = 1 32 2 4 8 16 32
1 1 1 1 1 1 1 + + + = 1 2 4 8 16 32 64 64
二、探索发现,学习新知
1 255 1 1 1 1 1 1 1 1 = + + + + = 1 231 42
„„
二、探索发现,学习新知
三、练习巩固
1.你能用所学知识解决下列问题吗?
2 2 2 2 1 3 9 27 81
我是这样想的:
2 2 8 3 9 9
8 2 26 9 27 27
26 2 80 …… 所以原式的结果是1。 27 81 81
三、练习巩固
2.小林、小强、小芳、小兵和小刚5人进行象棋 比赛,每2人之间都要下一盘。小林已经下了4盘, 小强下了3盘,小芳下了2盘,小兵下了1盘。请问: 小刚一共下了几盘?分别和谁下的?
用连线的方法 试试。 2 小兵 1 小强
小刚 4 小林
答:小刚一共下了2盘,分别和小林、小强 下的。
3
小芳
2
四、课堂总结
请你来说说这节课有什么收获?