高中数列求和公式
高中数学数列的求和公式及相关题目解析
高中数学数列的求和公式及相关题目解析在高中数学中,数列是一个非常重要的概念,它是数学中的一种序列,由一系列按照一定规律排列的数所组成。
数列的求和是数学中常见的问题之一,本文将介绍数列的求和公式及相关题目解析,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和掌握这一知识点。
一、等差数列的求和公式及相关题目解析1. 等差数列的求和公式等差数列是指数列中相邻两项之差都相等的数列。
对于等差数列,我们可以使用求和公式来快速计算其前n项的和。
设等差数列的首项为a1,公差为d,前n项和为Sn,则等差数列的求和公式为:Sn = (n/2)[2a1 + (n-1)d]其中,n为项数,a1为首项,d为公差。
2. 题目解析例题1:已知等差数列的首项为3,公差为4,求前10项的和。
解析:根据等差数列的求和公式,代入a1=3,d=4,n=10,可以得到:S10 = (10/2)[2*3 + (10-1)*4] = 5[6 + 9*4] = 5[6 + 36] = 5*42 = 210因此,前10项的和为210。
例题2:已知等差数列的首项为-2,公差为5,前n项和为100,求n的值。
解析:根据等差数列的求和公式,代入a1=-2,d=5,Sn=100,可以得到:100 = (n/2)[2*(-2) + (n-1)*5] = (n/2)[-4 + 5n - 5] = (n/2)(5n - 9)化简得到5n^2 - 9n - 200 = 0,解这个二次方程可以得到n≈13.2或n≈-3.8。
由于n必须是正整数,所以n≈13.2不符合题意。
因此,n≈-3.8也不符合题意。
综上所述,n的值为13。
二、等比数列的求和公式及相关题目解析1. 等比数列的求和公式等比数列是指数列中相邻两项之比都相等的数列。
对于等比数列,我们可以使用求和公式来快速计算其前n项的和。
设等比数列的首项为a1,公比为r,前n项和为Sn,则等比数列的求和公式为:Sn = a1(1 - r^n)/(1 - r)其中,n为项数,a1为首项,r为公比。
高中等比数列公式大全
高中等比数列公式大全高中数列公式如下:一、等比数列:a(n+1)/an=q(n∈N)。
二、通项公式:an=a1×q^(n-1);推广式:an=am×q^(n-m)。
三、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)。
四、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^2五、“G是a、b的等比中项”“G^2=ab(G≠0)”。
六、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。
等差数列的定义以及证明方法:一、定义1、如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或某一项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列,但可以说从第2项或某项开始是等差数列.2、求公差d时,因为d是这个数列的后一项与前一项的差,故有还有3、公差d∈R,当d=0时,数列为常数列(也是等差数列);当d>0时,数列为增数列;当d<0时,数列为递减数列;4、是证明或判断一个数列是否为等差数列的依据;5、证明一个数列是等差数列,只需证明an+1-an是一个与n无关的常数即可。
二、等差数列求解与证明的基本方法:1、学会运用函数与方程思想解题。
2、抓住首项与公差是解决等差数列问题的关键。
3、等差数列的通项公式、前n项和公式涉及五个量:a1,d,n,an,Sn,知道其中任意三个就可以列方程组求出另外两个(俗称“知三求二’)。
高中数列求和公式总结大全
高中数列求和公式总结大全
1. 等差数列求和公式:Sn = n/2 [2a + (n-1)d]其中,Sn表示前n 项和,a表示首项,d表示公差。
2. 等比数列求和公式:Sn = a(1-
q^n)/(1-q)其中,Sn表示前n项和,a表示首项,q表示公比。
3. 等差
数列前n项和公式:Sn = n/2 [a1 + an]其中,a1表示首项,an表示第
n项。
4. 等比数列前n项和公式:Sn = a(1-q^n)/(1-q)其中,a表示首项,q表示公比。
5. 等差数列通项公式:an = a1 + (n-1)d其中,an表示第n项,a1表示首项,d表示公差。
6. 等比数列通项公式:an = a1 * q^(n-1)其中,an表示第n项,a1表示首项,q表示公比。
7. 等差数列
求第n项公式:an = a1 + (n-1)d其中,an表示第n项,a1表示首项,d表示公差。
8. 等比数列求第n项公式:an = a1 * q^(n-1)其中,an表示第n项,a1表示首项,q表示公比。
9. 等差数列求公差公式:d = (an - a1)/(n-1)其中,d表示公差,an表示第n项,a1表示首项。
10. 等比数列求公比公式:q = (an/a1)^(1/(n-1))其中,q表示公比,an表示第n项,a1表示首项。
以上是高中数列求和公式的总结大全。
高中数列求和方法大全
数列的求和1.直接法:即直接用等差、等比数列的求和公式求和。
(1)等差数列的求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=(2)等比数列的求和公式⎪⎩⎪⎨⎧≠--==)1(1)1()1(11q qq a q na S nn (切记:公比含字母时一定要讨论)3.错位相减法:比如{}{}.,,2211的和求等比等差n n n n b a b a b a b a +++Λ 4.裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差、正负相消剩下首尾若干项。
常见拆项公式:111)1(1+-=+n n n n ;1111()(2)22n n n n =-++ )121121(21)12)(12(1+--=+-n n n n !)!1(!n n n n -+=⋅5.分组求和法:把数列的每一项分成若干项,使其转化为等差或等比数列,再求和。
6.合并求和法:如求22222212979899100-++-+-Λ的和。
7.倒序相加法:8.其它求和法:如归纳猜想法,奇偶法等 (二)主要方法:1.求数列的和注意方法的选取:关键是看数列的通项公式; 2.求和过程中注意分类讨论思想的运用; 3.转化思想的运用; (三)例题分析:例1.求和:①321ΛΛ个n n S 111111111++++=②22222)1()1()1(n n n xx x x x x S ++++++=Λ ③求数列1,3+4,5+6+7,7+8+9+10,…前n 项和n S 思路分析:通过分组,直接用公式求和。
解:①)110(9110101011112-=++++==kkk k a Λ321Λ个])101010[(91)]110()110()110[(9122n S n n n -+++=-++-+-=ΛΛ8110910]9)110(10[911--=--=+n n n n②)21()21()21(224422+++++++++=nnn x x x x x x S Λ n xx x x x x n n 2)111()(242242++++++++=ΛΛ(1)当1±≠x 时,n x x x x n x x x x x x S n n n n n n 2)1()1)(1(21)1(1)1(22222222222+-+-=+--+--=+--- (2)当n S x n 4,1=±=时 ③kk k k k k k k k k a k 23252)]23()12[()]1()12[()12(2)12(2-=-+-=-+-+++++-=Λ2)1(236)12)(1(25)21(23)21(2522221+-++⋅=+++-+++=+++=n n n n n n n a a a S n n ΛΛΛ)25)(1(61-+=n n n 总结:运用等比数列前n 项和公式时,要注意公比11≠=q q 或讨论。
高中数列求和方法大全
1.直接法:即直接用等差、等比数列的求和公式求和。
(1)等差数列的求和公式:d n n na a a n S n n 2)1(2)(11-+=+=(2)等比数列的求和公式⎪⎩⎪⎨⎧≠--==)1(1)1()1(11q qq a q na S nn (切记:公比含字母时一定要讨论)3.错位相减法:比如{}{}.,,2211的和求等比等差n n n n b a b a b a b a +++ 4.裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差、正负相消剩下首尾若干项。
常见拆项公式:111)1(1+-=+n n n n ;1111()(2)22n n n n =-++ )121121(21)12)(12(1+--=+-n n n n !)!1(!n n n n -+=⋅5.分组求和法:把数列的每一项分成若干项,使其转化为等差或等比数列,再求和。
6.合并求和法:如求22222212979899100-++-+- 的和。
7.倒序相加法:8.其它求和法:如归纳猜想法,奇偶法等 (二)主要方法:1.求数列的和注意方法的选取:关键是看数列的通项公式; 2.求和过程中注意分类讨论思想的运用; 3.转化思想的运用; (三)例题分析:例1.求和:①个n n S 111111111++++= ②22222)1()1()1(n n n xx x x x x S ++++++= ③求数列1,3+4,5+6+7,7+8+9+10,…前n 项和n S 思路分析:通过分组,直接用公式求和。
解:①)110(9110101011112-=++++==kkk k a个])101010[(91)]110()110()110[(9122n S n n n -+++=-++-+-= 8110910]9)110(10[911--=--=+n n n n ②)21()21()21(224422+++++++++=nnn x x x x x x Sn x x x x x x nn 2)111()(242242++++++++= (1)当1±≠x 时,n x x x x n x x x x x x S n n n n n n 2)1()1)(1(21)1(1)1(22222222222+-+-=+--+--=+--- (2)当n S x n 4,1=±=时 ③kk k k k k k k k k a k 23252)]23()12[()]1()12[()12(2)12(2-=-+-=-+-+++++-=2)1(236)12)(1(25)21(23)21(2522221+-++⋅=+++-+++=+++=n n n n n n n a a a S n n)25)(1(61-+=n n n 总结:运用等比数列前n 项和公式时,要注意公比11≠=q q 或讨论。
高中数学-数列求和及数列通项公式的基本方法和技巧1
数列求和的基本方法和技巧关键词:数列求和 通项分式法 错位相减法 反序相加法 分组法 分组法合并法一、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 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 n n [例] 求和1+x 2+x 4+x 6+…x 2n+4(x≠0)解: ∵x≠0∴该数列是首项为1,公比为x 2的等比数列而且有n+3项当x 2=1 即x =±1时 和为n+3评注: (1)利用等比数列求和公式.当公比是用字母表示时,应对其是否为1进行讨论,如本题若为“等比”的形式而并未指明其为等比数列,还应对x 是否为0进行讨论.(2)要弄清数列共有多少项,末项不一定是第n 项.对应高考考题:设数列1,(1+2),…,(1+2+1222-⋯+n ),……的前顶和为n s ,则n s 的值。
错位相减法求和在高考中占有相当重要的位置,近几年来的高考题其中的数列方面都出了这方面的内容。
需要我们的学生认真掌握好这种方法。
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. 求和时一般在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比q ;然后再将得到的新和式和原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和,这种方法就是错位相减法。
[例] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S (1≠x )………………………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 -+++--=+ 注意、1 要考虑 当公比x 为值1时为特殊情况2 错位相减时要注意末项此类题的特点是所求数列是由一个等差数列与一个等比数列对应项相乘。
数列的求和公式和递推公式
数列的求和公式和递推公式一、数列的求和公式1.等差数列求和公式:设等差数列的首项为a1,末项为an,公差为d,项数为n,则等差数列的求和公式为:S = n/2 * (a1 + an) = n/2 * (2a1 + (n -1)d)。
2.等比数列求和公式:设等比数列的首项为a1,公比为q(q≠1),项数为n,则等比数列的求和公式为:S = a1 * (1 - q^n) / (1 - q),当q=1时,S = n * a1。
3.斐波那契数列求和公式:设斐波那契数列的前n项和为S,则有S =F(n+2) - 1,其中F(n)为斐波那契数列的第n项。
4.平方数列求和公式:设平方数列的前n项和为S,则有S = n(n +1)(2n + 1) / 6。
5.立方数列求和公式:设立方数列的前n项和为S,则有S = n^2(n + 1)/ 2。
二、数列的递推公式1.等差数列递推公式:设等差数列的第n项为an,首项为a1,公差为d,则等差数列的递推公式为:an = a1 + (n - 1)d。
2.等比数列递推公式:设等比数列的第n项为an,首项为a1,公比为q(q≠1),则等比数列的递推公式为:an = a1 * q^(n-1)。
3.斐波那契数列递推公式:设斐波那契数列的第n项为F(n),则有F(n)= F(n-1) + F(n-2),其中F(1)=1,F(2)=1。
4.线性递推公式:设数列的第n项为an,首项为a1,公差为d,则线性递推公式为:an = an-1 + d。
5.多项式递推公式:设数列的第n项为an,首项为a1,多项式系数为c1, c2, …, cm,则多项式递推公式为:an = c1 * an-1 + c2 * an-2 + … + c m * an-m。
通过以上知识点的学习,学生可以掌握数列的求和公式和递推公式的基本概念和方法,为高中数学学习打下基础。
习题及方法:1.等差数列求和习题:已知等差数列的首项为3,末项为20,公差为2,求该数列的前10项和。
数列求和的基本方法
数列求和的基本方法数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础,在高考中占有重要的地位。
近年来高考中的数列题难度有降低的趋势,主要以考查等差数列和等比数列为主,解答题则主要考查求数列通项与求和为主,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,具体谈谈数列求和的基本方法和技巧.一、公式法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 nn[例1] 已知5log 1log 25-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++nx x x x 32的前n 项和. 分析,先由已知等式求出x 的值,再利用等比数列的求和公式进行求和。
解:由212log log 5log 1log 5525=⇒-=⇒-=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) 法一 ∴ 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法二∴ 1)32()(++=n n S n S n f =64342++n n n=nn 64341++501346421=+⨯≤nn 当且仅当n n 64=,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:1322)12(2725231-∙-+⋅⋅⋅+⨯+⨯+⨯+=n n n S ………………………①解:由题可知,{12)12(-∙-n n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{12-n }的通项之积①式两边都乘以2得2nn n S 2)12(.........................252321.....32∙-++⨯+⨯+⨯=……. ② (错位) ①-②得 nn n n S 2)12()2222(21)21(132∙--+⋅⋅⋅++++=-- (相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n n S 2)12(21)21(22111∙----⋅+=-- ∴ nn n S 2)32(3∙-+=[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+⋅⋅⋅+++=………………………………........…①143222262422.......21++⋅⋅⋅+++=n n nS ………………………………② (错位) ①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS (相减)1122212+---=n n n∴ 1224-+-=n n n S三、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)111)1(1+-=+=n n n n a n (2))121121(21)12)(12(1+--=+-=n n n n a n (3)))(11(1)(1k n n k k n n a n +-=+=(4)n n n n a n -+=++=111(5)若{n a }为等差数列,且公差为d, 0≠n a ,则)11(1111nn n n n a a d a a b -=∙=--[例5] 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=)1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+- (裂项求和) =11-+n [例6] 在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n nn n a n ,又11+⋅=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(42121+-=+⋅=n n n n b n (裂项)∴ 数列{b n }的前n 项和)]111()4131()3121()211[(4+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n n S n (裂项求和) =)111(4+-n = 14+n n 四、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(倒序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +.[例7] 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 (倒序)又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x①+②得)89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89 (相加)∴ S =44.5五、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8] 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 nn -+--==2)13(11n n a a a n -+--- 以上五种数列求和的基本方法,在高考中时有出现,特别是公式法,错位相减法,裂项相消法,分组求和法更是考查的重点。
高中等比数列求和公式
高中等比数列求和公式
高中等比数列求和公式是Sn=a1 (1-q^n)/ (1-q)。
q≠1时,Sn=a1(1-q^n)/(1-q)=(a1-anq)/(1-q),q=1时Sn=na1(a1为首项,an为第n项,d 为公差,q为等比)。
等比数列求和公式是求等比数列之和的公式。
如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,这个数列就叫做等比数列。
1、等比数列求和公式
q≠1时Sn=a1(1-q^n)/(1-q)=(a1-anq)/(1-q)
q=1时Sn=na1
(a1为首项,an为第n项,d为公差,q为等比)
这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0),等比数列a1≠0。
注:q=1时,{an}为常数列。
利用等比数列求和公式可以快速的计算出该数列的和。
2、等比数列求和公式推导:
Sn=a1+a2+a3+...+an(公比为q)
qSn=a1q+a2q+a3q+...+anq=a2+a3+a4+...+an+a(n+1)
Sn-qSn=(1-q)Sn=a1-a(n+1)
a(n+1)=a1qn
Sn=a1(1-qn)/(1-q)(q≠1)。
数列公式求和范文
数列公式求和范文如何求解数列公式的求和问题是高中数学中常见的问题之一、在这里,我将介绍一些常见的数列公式求和方法,并针对不同类型的数列,分别进行详细的讲解。
首先,我们先来回顾一下数列的概念。
数列是将按照一定规则排列的数按顺序排列形成的一个序列。
数列中的每一项都有一个对应的序号,通常用字母n表示。
数列中的每个数我们一般称为数列的项。
一、等差数列求和公式等差数列是最常见的数列形式之一、等差数列中的每一项与他的前一项之差都是一个常数d,这个常数叫做等差数列的公差。
在等差数列中,我们可以通过以下公式来求和:Sn = (a1 + an) * n / 2其中,Sn表示前n项的和,a1表示数列的第一项,an表示数列的第n项,n表示求和项数。
例如,我们要求等差数列1,3,5,7,9,11的前10项和,我们可以按照以下步骤来计算:首先,确定数列的公差,公差为3-1=2,所以d=2然后,确定数列的首项,即a1=1接下来,确定要求和的项数n=10。
最后,代入公式计算得到Sn=(1+11)*10/2=60。
所以,数列的前10项和为60。
二、等比数列求和公式等比数列是另一种常见的数列形式。
等比数列中的每一项与它的前一项之比都是一个常数q,这个常数叫做等比数列的公比。
在等比数列中,我们可以通过以下公式来求和:Sn=(a1*(1-q^n))/(1-q)其中,Sn表示前n项的和,a1表示数列的第一项,q表示等比数列的公比,n表示求和项数。
例如,我们要求等比数列2,6,18,54的前5项和,我们可以按照以下步骤来计算:首先,确定数列的公比,公比为6/2=18/6=3,所以q=3然后,确定数列的首项,即a1=2接下来,确定要求和的项数n=5最后,代入公式计算得到Sn=(2*(1-3^5))/(1-3)=-242、所以,数列的前5项和为-242三、特殊数列求和公式除了等差数列和等比数列,还存在一些特殊的数列形式,例如等差数列的和等于等差数列的项数的平方,即Sn=n^2、这种特殊数列的求和公式往往可以通过观察数列的规律得到。
高中数学-数列求和及数列通项公式
数列求和通项分式法 错位相减法 反序相加法分组法 分组法 合并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 n 2)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 n n 自然数方幂和公式: 3、 )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] 求和1+x 2+x 4+x 6+…x 2n+4(x≠0) 解: ∵x≠0∴该数列是首项为1,公比为x 2的等比数列而且有n+3项当x 2=1 即x =±1时 和为n+3评注:(1)利用等比数列求和公式.当公比是用字母表示时,应对其是否为1进行讨论,如本题若为“等比”的形式而并未指明其为等比数列,还应对x 是否为0进行讨论.(2)要弄清数列共有多少项,末项不一定是第n 项.对应高考考题:设数列1,(1+2),…,(1+2+1222-⋯+n ),……的前顶和为ns,则ns的值。
二、错位相减法求和错位相减法求和在高考中占有相当重要的位置,近几年来的高考题其中的数列方面都出了这方面的内容。
需要我们的学生认真掌握好这种方法。
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. 求和时一般在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比q ;然后再将得到的新和式和原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和,这种方法就是错位相减法。
数列求和的8种常用方法(最全)
数列求和的8种常用方法(最全)一、前言在高中数学以及各类应用数学问题中,数列求和问题是非常常见的。
解决数列求和问题不仅需要对常用数列的规律进行深刻的理解,还需要掌握多种数列求和的方法。
本文将介绍数列求和的八种常用方法,并且会结合具体的数列实例来进行讲解。
尽力做到对每一种方法的介绍都能够做到极致详细,希望对读者有所帮助。
二、数列求和的8种常用方法1. 等差数列求和公式对于一个首项为$a_1$,公差为$d$,共有$n$ 项的等差数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d)$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$1,3,5,7,9$ 的和。
分析:此数列的首项为1,公差为2,总共有5项。
解答:$$S_5 = \frac{5}{2}(2\times 1 + (5-1)\times 2)=25$$因此,数列$1,3,5,7,9$ 的和为25。
2. 等比数列求和公式对于一个首项为$a_1$,公比为$q$,共有$n$ 项的等比数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{a_1(1-q^n)}{1-q}$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$2,4,8,16,32$ 的和。
分析:此数列的首项为2,公比为2,总共有5项。
解答:$$S_5=\frac{2\times (1-2^5)}{1-2}=-62$$因此,数列$2,4,8,16,32$ 的和为-62。
3. 几何级数通项公式求和对于一般形式为$a_1r^{n-1}$ 的数列,其求和公式为:$$S_n = \frac{a_1(1-r^n)}{1-r}$$其中,$S_n$ 代表前$n$ 项的和。
举例:求和数列$1,-\frac{1}{2},\frac{1}{4},-\frac{1}{8},\frac{1}{16}$ 的和。
分析:此数列的首项是1,公比是$-\frac{1}{2}$,总共有5项。
高中数列求和公式精编
高中数列求和公式精编 Document number:WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986数列求和的基本方法和技巧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 nn 3、)1(211+==∑=n n k S nk n 自然数列4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n 自然数平方组成的数列[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 nx x x x S +⋅⋅⋅+++=32 (利用常用公式)=xx 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 nS 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.错位相减法:如果数列的通项是由一个等差数列的通项与一个等比数列的通项相乘构成,那么常选用错位相减法(这也是等比数列前n 和公式的推导方法).[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 nx n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ② (设制错位)①-②得 n n nx 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{n21}的通项之积设nn nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………① 14322226242221++⋅⋅⋅+++=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:*提示:不要觉得重复和无聊,乘公比错位相减的关键就是熟练!通项为{a n · b n },1、an 是自然数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列2、an 是正偶数数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列3、an 是正奇数数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列4、an 是正偶数数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列5、an 是正奇数数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列6、an是自然数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列三、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 aaan ,… 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 aa a S n n (分组) 当a =1时,2)13(n n n S n -+==2)13(n n +(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6] 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四、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)111)1(1+-=+=n n n n a n ====》升级分母是n(n+2)呢---重点掌握这个型裂项相消法:如果数列的通项可“分裂成两项差”的形式,且相邻项分裂后相关联,那么常选用裂项相消法求和.常用裂项形式有:①111(1)1n n n n =-++; ②1111()()n n k k n n k=-++;③2211111()1211k k k k <=---+,211111111(1)(1)1k k k k k k k k k -=<<=-++--;④1111[](1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n =-+++++ ;⑤11(1)!!(1)!n n n n =-++;⑥=<<=[例7] 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8] 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。
数列求和7种方法(方法全,例子多)
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 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 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题1.等比数列的前n项和S n=2n-1,则=题2.若12+22+…+(n -1)2=an 3+bn 2+cn ,则a = ,b = ,c = .解: 原式=答案: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 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练习题1 已知 ,求数列{a n }的前n 项和S n .答案:练习题2 的前n 项和为____答案: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)(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 =44.5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 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 nn -+--==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)n a ==[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[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 ∴ 原等式成立练习题1.答案:.练习题2。
高中数学知识点总结(第六章 数列 第四节 数列求和)
第四节 数列求和一、基础知识1.公式法(1)等差数列{a n }的前n 项和S n =na 1+a n 2=na 1+nn -1d2. 推导方法:倒序相加法.(2)等比数列{a n }的前n 项和S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 11-q n 1-q ,q ≠1.推导方法:乘公比,错位相减法. (3)一些常见的数列的前n 项和: ①1+2+3+…+n =nn +12; ②2+4+6+…+2n =n (n +1); ③1+3+5+…+2n -1=n 2. 2.几种数列求和的常用方法(1)分组转化求和法:一个数列的通项公式是由若干个等差或等比或可求和的数列组成的,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.(2)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,从而求得前n 项和.(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,那么求这个数列的前n 项和即可用错位相减法求解.(4)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个常数,那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法求解.考点一 分组转化法求和[典例] 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+n2-n -12+n -12=n .又a 1=1也满足a n =n ,故数列{a n }的通项公式为a 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 =21-22n 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. [解题技法]1.分组转化求和的通法数列求和应从通项入手,若无通项,则先求通项,然后通过对通项变形,转化为等差数列或等比数列或可求数列的前n 项和的数列求和.2.分组转化法求和的常见类型[题组训练]1.已知数列{a n }的通项公式是a n =2n -⎝⎛⎭⎫12n,则其前20项和为( ) A .379+1220B .399+1220C .419+1220D .439+1220解析:选C 令数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 20=a 1+a 2+a 3+…+a 20=2(1+2+3+…+20)-⎝⎛⎭⎫12+122+123+…+1220=420-⎝⎛⎭⎫1-1220=419+1220. 2.(2019·资阳诊断)已知数列{a n }中,a 1=a 2=1,a n +2=⎩⎪⎨⎪⎧a n +2,n 是奇数,2a n,n 是偶数,则数列{a n }的前20项和为( )A .1 121B .1 122C .1 123D .1 124解析:选C 由题意可知,数列{a 2n }是首项为1,公比为2的等比数列,数列{a 2n -1}是首项为1,公差为2的等差数列,故数列{a n }的前20项和为1×1-2101-2+10×1+10×92×2=1 123.选C.考点二 裂项相消法求和考法(一) 形如a n =1nn +k型 [典例] (2019·南宁摸底联考)已知等差数列{a n }满足a 3=7,a 5+a 7=26. (1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)设c n =1a n a n +1,n ∈N *,求数列{c n }的前n 项和T n .[解] (1)设等差数列的公差为d ,则由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =7,2a 1+10d =26,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =2.所以a n =3+2(n -1)=2n +1. (2)因为c n =1a n a n +1=12n +12n +3,所以c n =12⎝⎛⎭⎫12n +1-12n +3,所以T n =12⎝⎛⎭⎫13-15+15-17+…+12n +1-12n +3=12⎝⎛⎭⎫13-12n +3=n6n +9. 考法(二) 形如a n =1n +k +n型[典例] 已知函数f (x )=x α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S 2 019=( )A. 2 018-1B. 2 019-1C. 2 020-1D. 2 020+1[解析] 由f (4)=2可得4α=2,解得α=12,则f (x )=x 12.∴a n =1f n +1+f n =1n +1+n=n +1-n ,S 2 019=a 1+a 2+a 3+…+a 2 019=(2- 1 )+(3- 2 )+(4- 3 )+…+( 2 019-2 018)+( 2 020- 2 019)= 2 020-1. [答案] C[解题技法]1.用裂项法求和的裂项原则及消项规律 2.常见的拆项公式(1)1n n +1=1n -1n +1;(2)12n -12n +1=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1; (3)1n +n +1=n +1-n ;(4)2n2n-12n +1-1=12n-1-12n +1-1. [题组训练]1.在等差数列{a n }中,a 3+a 5+a 7=6,a 11=8,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n +3·a n +4的前n 项和为( )A.n +1n +2B.n n +2C.n n +1D.2n n +1解析:选C 因为a 3+a 5+a 7=6, 所以3a 5=6,a 5=2,又a 11=8, 所以等差数列{a n }的公差d =a 11-a 511-5=1, 所以a n =a 5+(n -5)d =n -3, 所以1a n +3·a n +4=1n n +1=1n -1n +1, 因此数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1an +3·a n +4的前n 项和为1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1,故选C.2.各项均为正数的等比数列{a n }中,a 1=8,且2a 1,a 3,3a 2成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{b n }满足b n =1n log 2a n,求{b n }的前n 项和S n . 解:(1)设等比数列{a n }的公比为q (q >0). ∵2a 1,a 3,3a 2成等差数列,∴2a 3=2a 1+3a 2,即2a 1q 2=2a 1+3a 1q , ∴2q 2-3q -2=0,解得q =2或q =-12(舍去),∴a n =8×2n -1=2n +2. (2)由(1)可得b n =1n log 22n +2=1n n +2=12⎝⎛⎭⎫1n -1n +2, ∴S n =b 1+b 2+b 3+…+b n=12⎝⎛⎭⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2=12⎝⎛⎭⎫1+12-1n +1-1n +2 =34-12⎝⎛⎭⎫1n +1+1n +2 =34-2n +32n +1n +2. 考点三 错位相减法[典例] (2017·山东高考)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,且a 1+a 2=6,a 1a 2=a 3. (1)求数列{a n }的通项公式;(2){b n }为各项非零的等差数列,其前n 项和为S n .已知S 2n +1=b n b n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 的前n项和T n .[解] (1)设{a n }的公比为q ,由题意知:a 1(1+q )=6,a 21q =a 1q 2.又a n >0,解得a 1=2,q =2, 所以a n =2n . (2)由题意知, S 2n +1=2n +1b 1+b 2n +12=(2n +1)b n +1,又S 2n +1=b n b n +1,b n +1≠0, 所以b n =2n +1.令c n =b na n ,则c n =2n +12n ,因此T n =c 1+c 2+…+c n =32+522+723+…+2n -12n -1+2n +12n ,又12T n =322+523+724+…+2n -12n +2n +12n +1, 两式相减得12T n =32+⎝⎛⎭⎫12+122+…+12n -1-2n +12n +1=32+1-⎝⎛⎭⎫12n -1-2n +12n +1=52-2n +52n +1, 所以T n =5-2n +52n .[变透练清]1.变结论若本例中a n ,b n 不变,求数列{a n b n }的前n 项和T n .解:由本例解析知a n =2n ,b n =2n +1, 故T n =3×21+5×22+7×23+…+(2n +1)×2n ,2T n =3×22+5×23+7×24+…+(2n +1)×2n +1,上述两式相减,得,-T n =3×2+2×22+2×23+…+2×2n -(2n +1)2n +1 =6+81-2n-11-2-(2n +1)2n +1=(1-2n )2n +1-2 得T n =(2n -1)×2n +1+2.2.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 n }的前n 项和(n ∈N *).解:(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. 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{a n }的通项公式为a n =3n -2,{b n }的通项公式为b n =2n . (2)设数列{a 2n b n }的前n 项和为T n ,由a 2n =6n -2,有 T n =4×2+10×22+16×23+…+(6n -2)×2n ,2T n =4×22+10×23+16×24+…+(6n -8)×2n +(6n -2)×2n +1, 上述两式相减,得-T n =4×2+6×22+6×23+…+6×2n -(6n -2)×2n +1 =12×1-2n 1-2-4-(6n -2)×2n +1=-(3n -4)2n +2-16, 得T n =(3n -4)2n +2+16.所以数列{a 2n b n }的前n 项和为(3n -4)2n +2+16.[易误提醒](1)两式相减时最后一项因为没有对应项而忘记变号.(2)对相减后的和式的结构认识模糊,错把中间的n -1项和当作n 项和.(3)在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比q =1和q ≠1两种情况求解.[课时跟踪检测]A 级1.数列{a n }的通项公式为a n =1n +n -1,若该数列的前k 项之和等于9,则k =( )A .80B .81C .79D .82解析:选B a n =1n +n -1=n -n -1,故S n =n ,令S k =k =9,解得k =81,故选B.2.若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n (3n -2),则a 1+a 2+…+a 10=( ) A .15 B .12 C .-12D .-15解析:选A a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+a 7+a 8+a 9+a 10=-1+4-7+10-13+16-19+22-25+28=5×3=15,故选A.3.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( )A.158或5B.3116或5C.3116D.158解析:选C 设{a n }的公比为q ,显然q ≠1,由题意得91-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=3116.4.在等差数列{a n }中,a 4=5,a 7=11.设b n =(-1)n ·a n ,则数列{b n }的前100项之和S 100=( )A .-200B .-100C .200D .100解析:选D 设数列{a n }的公差为d ,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+3d =5,a 1+6d =11⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =2⇒a n =2n-3⇒b n =(-1)n (2n -3)⇒S 100=(-a 1+a 2)+(-a 3+a 4)+…+(-a 99+a 100)=50×2=100,故选D.5.已知T n 为数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2n +12n 的前n 项和,若m >T 10+1 013恒成立,则整数m 的最小值为( )A .1 026B .1 025C .1 024D .1 023解析:选C ∵2n +12n =1+⎝⎛⎭⎫12n, ∴T n =n +1-12n ,∴T 10+1 013=11-1210+1 013=1 024-1210,又m >T 10+1 013, ∴整数m 的最小值为1 024.6.已知数列:112,214,318,…,⎝⎛⎭⎫n +12n ,…,则其前n 项和关于n 的表达式为________. 解析:设所求的前n 项和为S n ,则 S n =(1+2+3+…+n )+⎝⎛⎭⎫12+14+…+12n =nn +12+12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12=n n +12-12n +1. 答案:nn +12-12n +1 7.(2017·全国卷Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,S 4=10,则∑k =1n1S k =________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =3,4a 1+6d =10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =1,所以S n =n n +12,1S n =2nn +1=2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,因此∑k =1n1S k =2⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=2nn +1.答案:2nn +18.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n (n ∈N *),则S 2 018=________.解析:∵数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n ,① ∴n =1时,a 2=2,n ≥2时,a n ·a n -1=2n -1,②由①÷②得a n +1a n -1=2,∴数列{a n }的奇数项、偶数项分别成等比数列, ∴S 2 018=1-21 0091-2+21-21 0091-2=3·21 009-3.答案:3·21 009-39.(2019·成都第一次诊断性检测)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=3,S 4=16,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =1a n a n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)设数列{a n }的公差为d , ∵a 2=3,S 4=16, ∴a 1+d =3,4a 1+6d =16, 解得a 1=1,d =2. ∴a n =2n -1. (2)由题意知,b n =12n -12n +1=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1, ∴T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1 =12⎝⎛⎭⎫1-12n +1 =n2n +1. 10.(2018·南昌摸底调研)已知数列{a n }的前n 项和S n =2n +1-2,记b n =a n S n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)∵S n =2n +1-2,∴当n =1时,a 1=S 1=21+1-2=2; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +1-2n =2n . 又a 1=2=21,∴a n =2n .(2)由(1)知,b n =a n S n =2·4n -2n +1,∴T n =b 1+b 2+b 3+...+b n =2(41+42+43+...+4n )-(22+23+ (2)+1)=2×41-4n 1-4-41-2n 1-2=23·4n +1-2n +2+43.B 级1.(2019·潍坊统一考试)若数列{a n }的前n 项和S n 满足S n =2a n -λ(λ>0,n ∈N *). (1)证明数列{a n }为等比数列,并求a n ;(2)若λ=4,b n =⎩⎪⎨⎪⎧a n ,n 为奇数,log 2a n ,n 为偶数(n ∈N *),求数列{b n }的前2n 项和T 2n .解:(1)∵S n =2a n -λ,当n =1时,得a 1=λ, 当n ≥2时,S n -1=2a n -1-λ, ∴S n -S n -1=2a n -2a n -1, 即a n =2a n -2a n -1,∴a n =2a n -1,∴数列{a n }是以λ为首项,2为公比的等比数列, ∴a n =λ·2n -1.(2)∵λ=4,∴a n =4·2n -1=2n +1,∴b n =⎩⎪⎨⎪⎧2n +1,n 为奇数,n +1,n 为偶数,∴T 2n =22+3+24+5+26+7+…+22n +2n +1 =(22+24+…+22n )+(3+5+…+2n +1) =4-4n ·41-4+n 3+2n +12=4n +1-43+n (n +2),∴T 2n =4n +13+n 2+2n -43.2.已知首项为2的数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +1=3S n -2S n -1(n ≥2,n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =n +1a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)因为S n +1=3S n -2S n -1(n ≥2), 所以S n +1-S n =2S n -2S n -1(n ≥2),即a n +1=2a n (n ≥2),所以a n +1=2n +1,则a n =2n ,当n =1时,也满足,故数列{a n }的通项公式为a n =2n .(2)因为b n =n +12n =(n +1)⎝⎛⎭⎫12n, 所以T n =2×12+3×⎝⎛⎭⎫122+4×⎝⎛⎭⎫123+…+(n +1)×⎝⎛⎭⎫12n ,① 12T n =2×⎝⎛⎭⎫122+3×⎝⎛⎭⎫123+4×⎝⎛⎭⎫124+…+n ×⎝⎛⎭⎫12n +(n +1)×⎝⎛⎭⎫12n +1,② ①-②得12T n =2×12+⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫123+…+⎝⎛⎭⎫12n -(n +1)⎝⎛⎭⎫12n +111=12+⎝⎛⎭⎫121+⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫123+…+⎝⎛⎭⎫12n -(n +1)⎝⎛⎭⎫12n +1 =12+12⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫12n 1-12-(n +1)⎝⎛⎭⎫12n +1 =12+1-⎝⎛⎭⎫12n -(n +1)⎝⎛⎭⎫12n +1 =32-n +32n +1. 故数列{b n }的前n 项和为T n =3-n +32n .。
高中数学_数列求和及数列通项公式的基本方法和技巧
大沥高级中学论文数列求和的基本方法和技巧关键词:数列求和 通项分式法 错位相减法 反序相加法 分组法 分组法合并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: S nn( a 1 a n )na 1n(n 1) d22na 1q n )(q1)2、 等比数列求和公式: S n a 1 (1a 1 a n q (q 1)1 q1 q自然数方幂和公式:n1n( n 1)nk 21n(n 1)(2n 1)3、 S nk4、 S nk 12k16nk 3 [ 1n( n 1)]25、 S nk12[ 例 ] 求和 1+x 2 +x 4+x 6+,x 2n+4(x ≠0)解:∵x ≠0∴该数列是首项为 1,公比为 x 2 的等比数列而且有 n+3 项 当 x 2=1 即 x =±1时 和为 n+3评注:(1) 利用等比数列求和公式.当公比是用字母表示时,应对其是否为 1 进行讨论,如本题若为“等比”的形式而并未指明其为等比数列,还应对 x 是否为 0 进行讨论.(2)要弄清数列共有多少项,末项不一定是第n 项.2n 1 对应高考考题:设数列1,( 1+2 ),, ,( 1+2+22),,, 的前顶和为s n ,则 s n 的值。
大沥高级中学论文二、错位相减法求和错位相减法求和在高考中占有相当重要的位置,近几年来的高考题其中的数列方面都出了这方面的内容。
需要我们的学生认真掌握好这种方法。
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. 求和时一般在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比q ;然后再将得到的新和式和原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和,这种方法就是错位相减法。
数学求和的公式
数学求和的公式
求和公式是S=(1+n)*n/2,求S实质上是求{an}的通项公式,应注意对其含义的理解。
常见的方法有公式法、错位相减法、倒序相加法、分组法、裂项法、数学归纳法、通项化归、并项求和。
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有一定的技巧。
扩展资料
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。
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数列求和的基本方法和技巧
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 n 3、 )1(21
1
+==∑=n n k S n k n 自然数列
4、 )12)(1(611
2++==∑=n n n k S n k n 自然数平方组成的数列 [例1] 已知3log 1log 23-=
x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++n x x x x 32的前n 项和. 解:由2
12log 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(=2
11)211(21--n =1-n 21 [例2] 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 =64
342++n n n =n n 64
341
++=50)8
(12+-n n 50
1≤ ∴ 当 8
8-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.错位相减法:如果数列的通项是由一个等差数列的通项与一个等比数列的通项相乘构成,那么常选用错位相减法(这也是等比数列前n 和公式的推导方法).
[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 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⋅⋅⋅⋅⋅⋅,2
2,,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 2
1}的通项之积 设n n n S 2
226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………① 14322
226242221++⋅⋅⋅+++=n n n S ………………………………② (设制错位) ①-②得14322
22222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n n S (错位相减) 112
2212+---=n n n ∴ 12
24-+-=n n n S 练习:*提示:不要觉得重复和无聊,乘公比错位相减的关键就是熟练!
通项为{a n · b n },
1、an 是自然数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列
2、an 是正偶数数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列
3、an 是正奇数数列,bn 是首项为1,q 为2的等比数列
4、an 是正偶数数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列
5、an 是正奇数数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列
6、an 是自然数列,bn 是首项为3,q 为3的等比数列
三、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 a
a a n ,… 解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n a
a a S n n 将其每一项拆开再重新组合得
)23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n a
a a S n n (分组)
当a =1时,2)13(n n n S n -+
==2
)13(n n + (分组求和) 当1≠a 时,2)13(1111n n a a S n n -+--==2)13(11n n a a a n -+--- [例6] 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 k
n k ++∑=
将其每一项拆开再重新组合得
S n =k k k n k n k n k ∑∑∑===++12131
32 (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 四、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)1
11)1(1+-=+=n n n n a n ====》升级分母是n(n+2)呢?---重点掌握这个型 裂项相消法:如果数列的通项可“分裂成两项差”的形式,且相邻项分裂后相关联,那么常选用裂项相消法求和.常用裂项形式有: ①111(1)1n n n n =-++; ②1111()()n n k k n n k
=-++; ③2211111()1211
k k k k <=---+,211111111(1)(1)1k k k k k k k k k -=<<=-++--; ④1111[](1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n =-+++++ ;⑤11(1)!!(1)!
n n n n =-++;
⑥=<<= [例7] 求数列⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11
,,321
,211
n n 的前n 项和.
解:设n n n n a n -+=++=11
1
(裂项) 则 11
321
211+++⋅⋅⋅++++=n n S n (裂项求和)
=)1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+- =11-+n
[例8] 在数列{a n }中,11211++⋅⋅⋅++++=n n n n a n ,又1
2+⋅=n n n a a b ,求数列{b n }的前n 项的和. 解: ∵ 211211n
n n
n n a n =++⋅⋅⋅++++=
∴ )11
1(82
122+-=+⋅=n n n n b n
(裂项) ∴ 数列{b n }的前n 项和
)]11
1
()41
31()3121()211[(8+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n n S n
(裂项求和) =)111(8+-n = 18+n n。