(完整版)数列求和方法归纳
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数列求和
一、直接求和法(或公式法)
掌握一些常见的数列的前n 项和:123+++……+n=
(1)
2
n n +,1+3+5+……+(2n-1)=2n 2
2
2
2
123+++……+n =(1)(21)
6
n n n ++,3333123+++……+n =
2
(1)2n n +⎡⎤
⎢⎥⎣⎦
等. 例1 求2222222212345699100-+-+-+--+.
解:原式22222222(21)(43)(65)(10099)3711199=-+-+-++-=+++
+.
由等差数列求和公式,得原式50(3199)
50502
⨯+=
=.
变式练习:已知3
log 1
log 23-=
x ,求............32+++++n x x x x 的前n 项和. 解:1-n
21
二、倒序相加法
此方法源于等差数列前n 项和公式的推导,目的在于利用与首末两项等距离的两项相加有公因式可提取,以便化简后求和.
例2 求222
2
2
2222222123101102938101++++++++的和. 解:设222
2
2
222
2222123101102938101
S =++++++++ 则222
2
22222222109811012938
101
S =+++
+++++. 两式相加,得 2111105S S =+++=∴=,.
三、裂项相消法
常见的拆项公式有:
1
()n n k =+111()k n n k -+ ,
=1k
, 1(21)(21)n n =-+111()22121
n n --+,等.
例3 已知2221
12(1)(21)6
n n n n ++
+=++,
求 222222222
35721()11212312n n n
*
+++++∈++++++N 的和. 解:222
21216
112(1)(1)(21)6
n n n a n n n n n n ++===++++++,
11
161223(1)111116122311611ln .1
n S n n n n n n ⎡⎤∴=++
+⎢⎥⨯⨯+⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+-++
-
⎪ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎛
⎫=- ⎪+⎝⎭=+
小结:如果数列{}n a 的通项公式很容易表示成另一个数列{}n b 的相邻两项的差,即
1n n n a b b +=-,则有11n n S b b +=-.这种方法就称为裂项相消求和法.
变式练习:求数列
311⨯,421⨯,5
31
⨯,…,)2(1+n n ,…的前n 项和S.
解:∵
)2(1+n n =2
1
1(21+-n n )
S n =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⋅⋅⋅+-+-)211()4121()311(21n n =)2111211(21+-+--n n =4
21
22143+-
+-n n 四、错位相减法
源于等比数列前n 项和公式的推导,对于形如{}n n a b 的数列,其中{}n a 为等差数列,{}
n b 为等比数列,均可用此法. 例4 求2335(21)n x x x n x +++
+-的和.
解:当1x ≠时,211
2
2(1)(21)1(1)1n n n x x x n x S x x x
-+--=+----; 当1x =时,2n S n =. 小结:错位相减法的步骤是:①在等式两边同时乘以等比数列{}n b 的公比;②将两个等式相减;③利用等比数列的前n 项和公式求和.
)1(2
)
1(=+a n n
变式练习:求数列a,2a 2,3a 3,4a 4,…,na n , …(a 为常数)的前n 项和。
解:(1)若a=0, 则S n =0 (2)若a=1,则S n =1+2+3+…+n=(1)
2
n n + (3)若a ≠0且a ≠1
则S n =a+2a 2+3a 3+4a 4+…+ na n , ∴aS n = a 2+2 a 3+3 a 4+…+na n+1
∴(1-a) S n =a+ a 2+ a 3+…+a n - na n+1=
∴S n = 当a=0时,此式也成立。
∴S n =
五、分组求和法
若数列的通项是若干项的代数和,可将其分成几部分来求.
例5 求数列11111
246248162
n n ++,,,,,的前n 项和n S .
23411
111111
(2462)(1)222
222n n n S n n n ++⎛⎫=+++
+++++
+
=++- ⎪⎝⎭. 变式练习:求数列11111,2,3
,4,3
9
2781
的前n 项和
解:211
223n
n n ++-⋅ 数列求和基础训练
1.等比数列{}n a 的前n项和S n=2n
-1,则2232221n
a a a a ++++ =41
3
n -
2.设1357(1)(21)n n S n =-+-+-+--,则n S = (1)n n -⋅.
3.
111
1447
(32)(31)n n +++
=
⨯⨯-⨯+31
n n +. 4.
1111
...243546(1)(3)
n n ++++•••++= 1111122323n n ⎛⎫+-- ⎪++⎝⎭
5. 数列2211,(12),(122),,(1222),
n -++++++
+的通项公式n a =12-n ,前n 项和n S =
221--+n n
11
1++---n n na a a
a )1(1)1(1
2
1≠----++a a na a a a n n )
1(1)1(1
21≠----++a a
na a a a n n