解：由log3 x-log 2 3log 3 x log 3 2数列求和的基本方法和技巧一、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、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小 n⑻ a n) n(n 1),1、等差数列求和公式：S n - — na i d2 22、等比数列求和公式：S nna1a1(1 q n)1 qn 13S n k 丁5 1)k 12n31 2 5S n k ［匚1)］k 1 2(q 1)a1 a.q1 q(q 1)4、S nnk2k 11—n(n 1)(2 n 1)6［例1］已知log3 x- , 2 ，求x xlog 2 3 x n的前n项和.2解：由题可知,2n 2n｝的通项是等差数列｛2n ｝的通项与等比数列｛ + ｝的通项之积2n由等比数列求和公式得23S n X Xxnx(利用常用公式)“n 、1(1x(1 x ) 21)2n l 1 — 12(2n 1)x n 1 (2n 1)x n (1 x)(1 x)2［例4］求数列2)^2^63,, 2n,前n 项的和.2 2 2 2［例 2］设 S n = 1+2+3+ …+n , n € N *,求 f(n)S n(n 32)S n 1的最大值.解：由等差数列求和公式得S n1 2n(n 1)，S n1-(n 1)( n 2) 2(利用常用公式)S n"f(门)(n 32)S n 1n n 2 34n 641 ""—64 n 34 -n5050•••当 n 8 ，即 n = 8 时，f (n)V8max50二、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：S n 1 3x 5x 2 7x 3(2n 1)x n 1 .................................... ①解：由题可知，｛(2n 1)x n1｝的通项是等差数列设 xS n 1x 3x 2 5x 3 7x 4 (2n ①一②得(1 x)S n 1 2x 2x 2 2x 3再利用等比数列的求和公式得：(1 x)S n｛2n — 1｝的通项与等比数列｛ x n 1｝的通项之积1)x n ....................................... ②(设制错位) 2x 42x n 1 (2n 1)x n (错位相减)n 11 x 1 2x (2n 1)x n1 xS n数列相加，就可以得到 n 个（a , a n ）.①+②得2S (sin 21cos 21 ) (sin 2 2 cos 2 2 )S = 44.5证明：设S nC 03C 1 5C 2(2n 1)c n ............................................. …•… •①把①式右边倒转过来得S n(2n 1)C：(2n 1)c n 13c nC 0C n（反序）又由 mC nC ：m 可得S n(2n 1)C 0(2n 1)c n 3C ；1C n............. C n..……②①+②得2S n (2n2)(C 0 c nn 1C nC n n ) 2(n1) 2n（反序相加）S n(n 1) 2n2求 sin 1 sin 22 sin 23sin 288・2 “sin 89 的值解：设S sin21sin 22 ・2 sin > 3sin 2 88sin 2 89 •… ....①将①式右边反序得S sin 289・2sin 88sin 23sin 22.2 .sin 1 •… ....•② （反序）［例5］求证：C 03C：5C ；(2n 1)C ：(n 1)2n又因为 sinx cos(90x), sin 2x cos 2 x 1设S n1 S n24尹4①一②得（1 1)S n2S n2尹1尹 n 2 2* i2n列 ........2n刘………2 2 T3 2 2 2n 尹2n（设制错位）（错位相减）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(反序相加)2 2(sin 89 cos 89 ) = 89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 1 4, —2 a (2 a 1 ［例7］求数列的前n 项和：1 1,— a1 解：设 S n (1 1) ( 4) a将其每一项拆开再重新组合得1S n (1 一a 1 ~~2a当a = 1时, S n7,7) 1F) (1 a(3n 1)n _ 2 - (丄 n 1 a (3n 1)n23n 2) 3n 2)(分组) (分组求和)11丄当a 1 时，S n」(3n 1)n1丄a ［例8］求数列｛n(n+1)(2n+1)｝的前n项和. (3n 1)n2解：设a k k(k 1)(2k 1) 2k33k2nS n k(k 1)(2kk 1 1)n(2k313k2k)将其每一项拆开再重新组合得n3 S n= 2 kk 1 k2（分组）=2(1323n3) 3( 1222n2) (1 2 n)n2(n 11)22 n(n 1)(2 n 1) n(n21) （分组求和）n(n 1)2(n 2)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) a n f(n 1) f(n) (2)sin1cos n cos(n 1)tan(n 1) tan n(3) an1n(n 1)(4)an(2n)2(2n 1)(2 n 1)1 112(2n 112n 1)(5) an n(n 1)(n 2) 2 n(n 1) (na nn 2 1n(n 1) 2n2(n 1) nn(n 1)12n1n 2n 11(n 1)2n，则S" 1(n 1)2"(7)(8) a n (An B)(A n C) C B(An B An C)a n 一----- I n 1 mn 、n 11 1[例9]求数列 -------1 - 的前n 项和..2 .2.3. n 、n 1 [例 10] [例 11] 解: :设a n则S n..n（裂项）（裂项求和）=(2 ,1) 在数列｛a n ｝中, 解:a n(,3、、2）1 .. . n)，又b n-—，求数列｛b n ｝的前n 项的和.1 2n 1 n2 n n 1 2 2数列{b n }的前n 项和1 1 -)(22 a nb nS n8[(1 =8(11 3)8nn 1 1 (3 1 4)1 11 cos0 cos1cos1 cos2cos88 c os891 11 cos0 cos1cos1 cos2cos88 c os89si n1tan(n 1) tan n)sn cos(n 1)1 1 1cos0 cos1 cos1 cos2 cos88 cos89 1 {(ta n 1 tan 0 ) (tan 2tan1 ) (tan 3n求证:设S••• Stan 2 ) [tan 89 tan 88 ]}sin 111)=cos1 sin 211(tan 89 sin 1tan 0 )=—sin 1cot1 =害 sin 21原等式成立（裂项）（裂项求和）（裂项） （裂项求和）答案：六、分段求和法（合并法求和）针对一些特殊的数列，将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质，因此，在求数列的和时，可将这些项放在一起先求和，然后再求S n.［例12］求cos1 ° + cos2° + cos3° + •…+ cos178° + cos179° 的值.解：设S n= cos1 ° + cos2° + cos3° + ••• + cos178° + cos179°cosn cos(180 n ) 找特殊性质项）二S n= (cos1° + COS179 ) + ( cos2° ++ ( cos89°=0 + cos91 °) + cos90 °cos1 78°) + (cos3° + cos177 °) + •…(合并求和)［例13］数列{a n}: a i 1,a2 3,a3 2,a n 2 a n 1 a n ，求S2002.解:设S2002= a1 a2 a3 a20021, a2 3, a3 2, a n 2 a n 1 a n 可得a7 a41,1, a5a8 3, a9a6k 1 1, a6ka6k 1 a6kS2002 = a13,3,a6ka6 2,2, a10 1, a11 3, a12 2,a6k 33 a6ka2 a32, a6k 4a6k 5a20021, a6k 5 3, a6k 6a6k 6 找特殊性质项）合并求和）[例 i5]求i ii iii iii i 之和.n 个i解：由于iiik 个 i](io k 9i)（找通项及特征）i ii iiiiii in 个i=〔(IO 1i)9Z (io 2i) 9 ](io 3 i) 9!(io n i) 9（分组求和）1 1 2=9(io ioio 3iio n)9(i ii)由等比数列的性质 m n p qa m a n a p a q和对数的运算性质 log a M log a N log a M N 得=io七、利用数列的通项求和先根据数列的结构及特征进行分析，找出数列的通项及其特征，然后再利用数列的通项揭示的规律来 求数列的前n 项和，是一个重要的方法.(a i993 a i994a i998 )a i999a 2oooa 2ooi a 2oo2=a i999a 2oooa 2ooia 2oo2=a 6k 1a 6k 2a 6k 3a 6k 4=5=(a i a 2 a 3@6k 1a 6k 2a 6) (a 7a 8a i2)a 6k 6 )［例14］在各项均为正数的等比数列中，若a 5a 6 9,求 log 3a i log 3 a 2 log 3 a io 的值.解：设 S n log 3 a 1 log 3 a 2log 3 a io （找特殊性质项）S n (log 3 a i log 3 a io ) (log 3 a 2 log 3 a g ) (log 3 a 5 log 3 a 6)（合并求和）=(log 3a i a io ) (log 3 a 2 a g ) (log 3 a 5 a 6)=log 3 9log 3 9log 3 91 10(10n 1) n9 10 1 9 =丄(10n1 10 9n)81［例16］已知数列｛a n｝: a n 8(n 1)(n,求3) n(n11)(a n a n 1)的值•解：T (n 1)(a n a n 1) 8(n 1)[- 11] （找通项及特征）(n 1)(n 3) (n 2)( n 4)=8 [1 1] （设制分组）(n 2)(n 4) (n 3)(n 4)1 1 1 1=4 (- ) 8( ）（裂项）n2n4 n3n4(n 1)(a n a n 1) 4 ( 1 1 1 1 )8 ( ) （分组、裂项求和）n 1 n 2 n 4 n 1 n 3 n 41 1 1=4 (- -)8-3 4 413—3提高练习：1.已知数列a n中，S n是其前n项和，并且S n 1 4务2（n 1,2丄）◎ 1 , ⑴设数列b n a n 1 2a n（n 1,2,），求证：数列b n是等比数列；a⑵设数列C n n,（n 1,2, ），求证：数列C n是等差数列；22 、2.设二次方程a n x - a n+1X+1=0(n € N)有两根a 和B，且满足 6 a -2 a3 +6 3 =3 .⑴试用3n表示a n 1；2⑵求证；数列他-亍｝是等比数列F7⑶当的二-时、求数列％｝的通项公式.11U3．数列a n 中，a1 8,a4 2 且满足a n 2 2a n 1 a n n N ⑴求数列a n 的通项公式；⑵设S n |a1 | |a2 | |a n |，求S n ；12。
