谈数列求和的基本方法
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目婚● 解题技巧与方法 谈 求耱 蒸 ◎赵婉莹 (北华大学数学与统计学院,吉林 吉林132013) 数列是高中代数的重要内容,又是学习高等数学的基 础.在高考中占有重要的地位.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. 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. 例1 设等比数列{o }的前T/,项和为s ,已知n:=6, 6nl+口 :30,求 和S . 解 设{。 }的公比为g, 由题设得{ : ,解得{ ’或譬 当Ⅱ1=3,q=2时,0 =3×2 一 , S : 当8l S = ! 二!: 一 1一q 一 二 :3(Zn一1);1 2 一 … 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数列{。 ·6 }的前n项和,其 中{o },{6 }分别是等差数列和等比数列. 例2 设数列{Ⅱ }满足。 =2, + 一口 =3·2 . (1)求数列{。 }的通项公式; (2)令b =n。 ,求数列{6 }的前n项和Js . 解 (1)由已知,当n≥1时,n =[(口 一n )+ (Ⅱ 一0 一1)+…+(02一。1)]+Ⅱl=3(2 一 +2 “一 +…+ 21+2:2z( )~. 又。 =2,.‘.数列{。 }的通项公式为n =2 ~. (2)由b =n。 =n·2 一 得 S =l·2+2·2 +3·2 +…+n·2 -。,(i) .-.2 .S :1.2 +2.2 +3.2 +…+n·2 十1.⑦ 由①一②得 (1—2 )S =2+2 +2 +…+2 _。一n·2 +。, 即S :÷[(3n一1)2 +2]. 三、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(反序),再把它与原数列相加,就可 以得到n个(0.+0 ). 侈0 3 求证:C:+3c +5C:+…+(2n+1)c::(n+ 1)2 . 证明 设S :co+3c +5c:+…+(2n+1)c:.① 把①式右边倒转过来得 S =(2n+1)C:十(2n一1)c: +…+3c +C:(反序). 又由c:=C:一可得 S =(2n+1)c:+(2n一1)c +…+3c:一 +c:.② ①+②得2S =(2n+2)(c:+C +…+c:~+ C:)=2(n+1)·2 (反序相加), .‘.S =(n+1)·2 . 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, ● 颡· 鞋
然后分别求和,再将其合并目Ⅱ口】. 例4 求数列 1,3÷,5÷,7 ,…的前n项和 . 解S =(1+3+5+…+2n一1)+f÷+古 +¨.+ 1:n2+1一一1. 2 Z , 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. 例5求数列1,南, , ,…, r (n N )的前n项和· 分析 因为 而 I — J’ 所以,原式:2( 一÷+÷一÷+÷一÷+…+ 1 1 、 2n n n+1 J — +1 六、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 . 例6 数歹4{r上 }:口1=1,02:3,r上3:2,0 +2=口 +l— o ,求S2002. 解 设S2002=Ⅱ1+r上2+n3+…+a2002. 由。l=1,r上2=3,口3=2,n 十2=口 +l— 可得04= 一1, 5=一3,。6=一2,r上7=1, 8=3,09=2,r上l0:一1, 。】l= 一3,Ⅱl2 =一2,…,Ⅱ6 +l =1,06 +2 =3,。6 +3 =2, 。6 +4 一1,。6 +5 一3,。6 +6 一2. ‘.‘06 +1+Ⅱ6^+2+06 +3+06 +4+r上6 +5+n6 +6=0(找特殊 性质项),.。.S2002:0l+02+ +…+。2oo2(合并求和)= (0l+Ⅱ2+03+… 6)+(。7+r上8+…+r上12)+…+(n乩+】+ o6^+2+…+06 +6)+…+(6/,1qq3+0l994+…+019qB)+r上lq99+ 02000+ ̄2001+O,20(i2=a1999+ ̄2000+0,2001+ ̄2002=06 +1+ 。6 +2+。6 +3+rz6 +4 :5. 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,是一种重要的方法. 侈0 7 求1+11+t11+…+.111··2,1之和. 解 ‘·‘ * 寺 寺( 0 一 )(找通项 及特征) .·.1川+l11 ‘ = 1(1。 一1) 1(1o2— 1)+1(1O3—1)+…+吉(1 一1)(分组求和)=古(10 + 1。 +103一‘+1。 )一古(L± ):吉。 一号= 1.(1o 一10_9n). 挚学习与研究2018.17 , 警
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