题型总结之数列求和
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解:(1)当 为偶数时,
(2)当 为奇数时, 为偶数
综上所述,
当数列 的通项公式可以写成 时,其中 为等差数列, 为等比数列,可仿照等比数列求和公式的由来,利用错位相减法求数列 的前 项和(通常我们此时的数列 成为差比数列)。
例4、已知 , ,求数列 的前 项和 .
分析:易知数列 表示以2为首项,3为公差的等差数列,数列 表示以 为首项, 为公比的等比数列,所以数列 为差比数列,前 项和 可用错位相减法进行求解。
5、数列 的通项公式可以写成 时,其中 为等差数列, 为等比数列,也可以利用错位相减法求和。因为 ,数列 也是等比数列。
6、此种题型最考验学生的基本功,属于平时考试和高考中的热门题型。做题时不可急躁,应当循序渐进,切不可急功近利,否则容易走火入魔,切记!切记!切记!
5、裂项相消法
一般情况下,若 ,其中数列 为等差数列,则可以将 改写为:
= =
=
同理,当 时, 。
注明:
1、当数列 、 均是等差数列时,数列 也是等差数列,此时直接用公式法即可;
2、当数列 、 均是等比数列时,数列 不一定是等比数列,此时采用分组求和法;
3、当数列 、 一个是等差数列,另一个等比数列时,也可分组求和;
4、当数列 、 是其它数列,但是可以用其它方法求和时,也可分组求和。
, 其中 为等差数列的公差。
例5、已知 , ,求数列 的前 项和
解:由题意可知
其前 项和
注明:
1、裂项相消法是把数列的各项分别裂开后,前后抵消,从而达到求和的目的;
2、裂项时要保证裂开前后是等价的,有时需要调整前面的系数;
3、裂项时,一般是前面裂几项,后面裂几项,直到发现被消去项的规律为止;
4、消项时,前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项,即剩余的项前后具有对称性;
(ⅱ) ,倒序写之: ,两式相加得:
易知,数列 是以2为首项,1为公差的等差数列。
强化练习:已知数列 是以1为首项,2为公差的等差数列,求
提示:利用
解:由题意可知 ,根据组合数性质 , ,倒序写之 ,两式相加
7、并项求和法
例7:已知 ,数列 的前 项和 。
分析: 中,数列 是等比数列, 为等差数列,属于前面的差比数列,其前 项和 可用错位相减法或者裂项相消法进行求解,但是这两种方法均显繁琐。考虑到 同时也是周期数列,我们也可以对 进行分类讨论,并项求和。
例2、已知 , , ,求数列 的前 项和。
解析:由题意可知, = ,
设
注明:
1、题中未给出符号时,解题过程中要提前设出;
2、刚开始时,如果计算不够熟练,可以分部分计算,分步得分。
3、等差数列的绝对值求和法
当数列 是等差数列时,求数列 的前 项和。
例3、已知数列 的通项公式为 , ,求数列 的前 项和 .
解析:由题意可知
两式相减得:
注明:
1、错位相减法的基本原理来源于等比数列的前 项和公式的推导,其一般解题模板为:
①
① 得: ②
①-②得:
然后化简即可。
2、基本步骤可概括为:乘公比、错位、相减、化简;
3、错位相减计算量较大,化简不易,务必细心;
4、最后的化简中,最好把底数相同的指数式进行合并,并通过首项检验结果的正确性。这种首项检验的方法也可运用到其它数列求和结果的检验,但不是充分条件。
题型总结之数列求和
数列求和历年来是高考中的必考内容。此类题型模式特点容易总结,解题模板也容易复制,属于中档难度。需要学生在做题时快速找到相应的突破口,要求学生有扎实的基本功,而且经过训练后很容易形成考试分数。下面我们详细讲解:
1、公式法
1、等差数列的前 项和公式:
,
其中
2、等差数列的前 项和公式:
,其中
当 时,都有 ,即数列的通项公式 是关于点 的对称函数。利用函数的对称性就可以采用倒序相加的方法进行求和。
例6、对任意 函数 都有 。
(1)求 的值;
(2)若数列 满足 ,
(ⅰ)求 ;(ⅱ)判断数列 是否为等差数列,并说明理由。
解:(1)有题意可知,当 时, ,所以 。
(3)(ⅰ) ,倒序写之: ,两式相加得:
其结果与错位相减法相同。
注明:
差比数列的通项公式最终都可以化成 的形式,其前 项和的求解既可以用错位相减法,也可以用裂项相消法。用裂项相消法的基本解法是待定系数法,解题思路如下:
设:Fra Baidu bibliotek
整理得:
比较系数得:
解得:
于是利用裂项相消可得差比数列 的前 项和公式为:
6、倒序相加法
倒序相加法是从等差数列求和的方法中抽象概括出来的。这类题有一个明显的特征:首项与末项相加为定值、第2项与倒数第2项相加为同一定值…。一般以如下方式出现:
5、常见的几种裂项题型:
①
②
③ 为等差数列
④
⑤
6、用裂项相消法求差比数列的和
例4:已知 , ,求数列 的前 项和 。
分析:易知数列 表示以2为首项,3为公差的等差数列,数列 表示以 为首项, 为公比的等比数列,所以数列 为差比数列,前 项和 可用错位相减法进行求解。
解法二:令
整理得:
比较系数得: 解得:
例1、求
分析:首先数列 ,不一定是等比数列,如果是等比数列,也需要对公比 其进行讨论,其次这个数列的项数为 项,而不是 项。
解:(1)当 时, ;
(2)当 时, ;
(3)当 时, 。
2、分组求和法
当数列 的通项公式可以写成 时,其中数列 、 是等差数列或等比数列时,可用分组求和法,即:设数列 的前 项和 ,数列 的前 项和 ,则数列 的前 项和 =
注明:
1、等差数列、等比数列的通项公式容易判断,而相应的前 项和求解时利用公式直接求和即可。但是在运用公式时特别要注意公式的应用条件,尤其是等比数列的公比 是否为1?当公比以公比以字母或参数形式出现时,别忘记要对字母或参数进行分类讨论,以确保正确选用公式。
2、等差数列和等比数列的前 项和公式都有相应的函数解析式,其性质和函数息息相关,注意函数性质的应用。
3、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后,在第 项大于0,而从第 项小于或等于0,于是有: ;
4、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后,在第 项小于0,而从第 项大于或等于0,于是有: ;
5、当数列 不是等差数列时,若对各项加绝对值在求和,可参照上面的方式进行讨论。
4、错位相减法
解析:由题意可知数列 的首项 ,公差 的等差数列,其前 项和 ,而
所以,当 时,
当 时,
综上所述:
注明:
当求数列各项绝对值之和时,需要弄清各项的正负后去掉绝对值,因此需要对 和 进行讨论:
1、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后各项仍然还是非负数,此时 ;
2、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后各项变为非正数,此时 ;
(2)当 为奇数时, 为偶数
综上所述,
当数列 的通项公式可以写成 时,其中 为等差数列, 为等比数列,可仿照等比数列求和公式的由来,利用错位相减法求数列 的前 项和(通常我们此时的数列 成为差比数列)。
例4、已知 , ,求数列 的前 项和 .
分析:易知数列 表示以2为首项,3为公差的等差数列,数列 表示以 为首项, 为公比的等比数列,所以数列 为差比数列,前 项和 可用错位相减法进行求解。
5、数列 的通项公式可以写成 时,其中 为等差数列, 为等比数列,也可以利用错位相减法求和。因为 ,数列 也是等比数列。
6、此种题型最考验学生的基本功,属于平时考试和高考中的热门题型。做题时不可急躁,应当循序渐进,切不可急功近利,否则容易走火入魔,切记!切记!切记!
5、裂项相消法
一般情况下,若 ,其中数列 为等差数列,则可以将 改写为:
= =
=
同理,当 时, 。
注明:
1、当数列 、 均是等差数列时,数列 也是等差数列,此时直接用公式法即可;
2、当数列 、 均是等比数列时,数列 不一定是等比数列,此时采用分组求和法;
3、当数列 、 一个是等差数列,另一个等比数列时,也可分组求和;
4、当数列 、 是其它数列,但是可以用其它方法求和时,也可分组求和。
, 其中 为等差数列的公差。
例5、已知 , ,求数列 的前 项和
解:由题意可知
其前 项和
注明:
1、裂项相消法是把数列的各项分别裂开后,前后抵消,从而达到求和的目的;
2、裂项时要保证裂开前后是等价的,有时需要调整前面的系数;
3、裂项时,一般是前面裂几项,后面裂几项,直到发现被消去项的规律为止;
4、消项时,前面剩几项,后面就剩几项,前面剩第几项,后面就剩倒数第几项,即剩余的项前后具有对称性;
(ⅱ) ,倒序写之: ,两式相加得:
易知,数列 是以2为首项,1为公差的等差数列。
强化练习:已知数列 是以1为首项,2为公差的等差数列,求
提示:利用
解:由题意可知 ,根据组合数性质 , ,倒序写之 ,两式相加
7、并项求和法
例7:已知 ,数列 的前 项和 。
分析: 中,数列 是等比数列, 为等差数列,属于前面的差比数列,其前 项和 可用错位相减法或者裂项相消法进行求解,但是这两种方法均显繁琐。考虑到 同时也是周期数列,我们也可以对 进行分类讨论,并项求和。
例2、已知 , , ,求数列 的前 项和。
解析:由题意可知, = ,
设
注明:
1、题中未给出符号时,解题过程中要提前设出;
2、刚开始时,如果计算不够熟练,可以分部分计算,分步得分。
3、等差数列的绝对值求和法
当数列 是等差数列时,求数列 的前 项和。
例3、已知数列 的通项公式为 , ,求数列 的前 项和 .
解析:由题意可知
两式相减得:
注明:
1、错位相减法的基本原理来源于等比数列的前 项和公式的推导,其一般解题模板为:
①
① 得: ②
①-②得:
然后化简即可。
2、基本步骤可概括为:乘公比、错位、相减、化简;
3、错位相减计算量较大,化简不易,务必细心;
4、最后的化简中,最好把底数相同的指数式进行合并,并通过首项检验结果的正确性。这种首项检验的方法也可运用到其它数列求和结果的检验,但不是充分条件。
题型总结之数列求和
数列求和历年来是高考中的必考内容。此类题型模式特点容易总结,解题模板也容易复制,属于中档难度。需要学生在做题时快速找到相应的突破口,要求学生有扎实的基本功,而且经过训练后很容易形成考试分数。下面我们详细讲解:
1、公式法
1、等差数列的前 项和公式:
,
其中
2、等差数列的前 项和公式:
,其中
当 时,都有 ,即数列的通项公式 是关于点 的对称函数。利用函数的对称性就可以采用倒序相加的方法进行求和。
例6、对任意 函数 都有 。
(1)求 的值;
(2)若数列 满足 ,
(ⅰ)求 ;(ⅱ)判断数列 是否为等差数列,并说明理由。
解:(1)有题意可知,当 时, ,所以 。
(3)(ⅰ) ,倒序写之: ,两式相加得:
其结果与错位相减法相同。
注明:
差比数列的通项公式最终都可以化成 的形式,其前 项和的求解既可以用错位相减法,也可以用裂项相消法。用裂项相消法的基本解法是待定系数法,解题思路如下:
设:Fra Baidu bibliotek
整理得:
比较系数得:
解得:
于是利用裂项相消可得差比数列 的前 项和公式为:
6、倒序相加法
倒序相加法是从等差数列求和的方法中抽象概括出来的。这类题有一个明显的特征:首项与末项相加为定值、第2项与倒数第2项相加为同一定值…。一般以如下方式出现:
5、常见的几种裂项题型:
①
②
③ 为等差数列
④
⑤
6、用裂项相消法求差比数列的和
例4:已知 , ,求数列 的前 项和 。
分析:易知数列 表示以2为首项,3为公差的等差数列,数列 表示以 为首项, 为公比的等比数列,所以数列 为差比数列,前 项和 可用错位相减法进行求解。
解法二:令
整理得:
比较系数得: 解得:
例1、求
分析:首先数列 ,不一定是等比数列,如果是等比数列,也需要对公比 其进行讨论,其次这个数列的项数为 项,而不是 项。
解:(1)当 时, ;
(2)当 时, ;
(3)当 时, 。
2、分组求和法
当数列 的通项公式可以写成 时,其中数列 、 是等差数列或等比数列时,可用分组求和法,即:设数列 的前 项和 ,数列 的前 项和 ,则数列 的前 项和 =
注明:
1、等差数列、等比数列的通项公式容易判断,而相应的前 项和求解时利用公式直接求和即可。但是在运用公式时特别要注意公式的应用条件,尤其是等比数列的公比 是否为1?当公比以公比以字母或参数形式出现时,别忘记要对字母或参数进行分类讨论,以确保正确选用公式。
2、等差数列和等比数列的前 项和公式都有相应的函数解析式,其性质和函数息息相关,注意函数性质的应用。
3、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后,在第 项大于0,而从第 项小于或等于0,于是有: ;
4、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后,在第 项小于0,而从第 项大于或等于0,于是有: ;
5、当数列 不是等差数列时,若对各项加绝对值在求和,可参照上面的方式进行讨论。
4、错位相减法
解析:由题意可知数列 的首项 ,公差 的等差数列,其前 项和 ,而
所以,当 时,
当 时,
综上所述:
注明:
当求数列各项绝对值之和时,需要弄清各项的正负后去掉绝对值,因此需要对 和 进行讨论:
1、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后各项仍然还是非负数,此时 ;
2、当等差数列 的首项 ,公差 时,各项加绝对值后各项变为非正数,此时 ;