高考数学一轮复习专题：数列求和(教案及同步练习)

第四节 数列求和1．公式法(1)等差数列{a n }的前n 项和S n ＝n a 1＋a n2＝na 1＋n n －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 n1－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 ＝n n ＋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，分别求和而后相加减．(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．常用的裂项公式有：①1nn ＋1＝1n －1n ＋1；②12n －12n ＋1＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1； ③1n ＋n ＋1＝n ＋1－n .(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．[小题体验]1．等比数列1,2,4,8，…中从第5项到第10项的和为________． 解析：由a 1＝1，a 2＝2，得q ＝2， ∴S 10＝1×1－2101－2＝1 023，S 4＝1×1－241－2＝15，∴S 10－S 4＝1 008. 答案：1 0082．数列112，314，518，7116，…，(2n －1)＋12n ，…的前n 项和S n 的值等于________．答案：n 2＋1－12n3．已知数列{}a n 的通项公式a n ＝1n ＋n ＋1，则该数列的前________项之和等于9.解析：由题意知，a n ＝1n ＋n ＋1＝n ＋1－n ，所以S n ＝(2－1)＋(3－2)＋…＋(n ＋1－n )＝n ＋1－1＝9，解得n ＝99.答案：991．直接应用公式求和时，要注意公式的应用范围，如当等比数列公比为参数(字母)时，应对其公比是否为1进行讨论．2．在应用错位相减法时，注意观察未合并项的正负号；结论中形如a n，an ＋1的式子应进行合并．3．在应用裂项相消法时，要注意消项的规律具有对称性，即前剩多少项则后剩多少项．[小题纠偏]1．设f (n )＝2＋24＋27＋210＋…＋23n ＋10(n ∈N *)，则f (3)＝________.答案：27(87－1)2．已知数列{a n }的前n 项和为S n 且a n ＝n ·2n，则S n ＝________. 答案：(n －1)2n ＋1＋23．求和：11×2＋12×3＋…＋1n －1n＝________.解析：原式＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＝1－1n .答案：1－1n考点一 公式法求和 基础送分型考点——自主练透[题组练透]1．(2019·南师大附中月考)《张丘建算经》是我国古代内容极为丰富的数学名著，书中有如下问题：“今有女不善织，日减功迟，初日织五尺，末日织一尺，今共织九十尺，问织几日？”已知“日减功迟”的具体含义是每天比前一天少织同样多的布，则此问题的答案是________日．解析：易知每日织布数量构成一个等差数列，设此数列为{}a n ，则a 1＝5，a n ＝1，S n ＝90，所以n 5＋12＝90，解得n ＝30.答案：302．(2018·无锡期末)设公比不为1的等比数列{a n }满足a 1a 2a 3＝－18，且a 2，a 4，a 3成等差数列，则数列{a n }的前4项和为________．解析：设数列{a n }的公比为q (q ≠1)．由等比数列的性质可得a 1a 2a 3＝a 32＝－18，所以a 2＝－12.因为a 2，a 4，a 3成等差数列，所以2a 4＝a 2＋a 3，即2a 2q 2＝a 2＋a 2q ，化简得2q 2－q －1＝0，即(q －1)(2q ＋1)＝0，解得q ＝－12或q ＝1(舍去)．又因为a 1＝a 2q＝1，所以S 4＝a 11－q 41－q＝1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－1241－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝58.答案：583．已知等差数列{a n }满足a 3＝2，前3项和S 3＝92.(1)求{a n }的通项公式；(2)设等比数列{b n }满足b 1＝a 1，b 4＝a 15，求{b n }的前n 项和T n . 解：(1)设{a n }的公差为d ，则由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋2d ＝2，3a 1＋3×22d ＝92， 化简得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1＋2d ＝2，a 1＋d ＝32，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝12，故{a n }的通项公式a n ＝1＋n －12，即a n ＝n ＋12.(2)由(1)得b 1＝1，b 4＝a 15＝15＋12＝8.设{b n }的公比为q ，则q 3＝b 4b 1＝8，从而q ＝2，故{b n }的前n 项和T n ＝b 11－q n 1－q ＝1×1－2n1－2＝2n－1.[谨记通法]几类可以使用公式法求和的数列(1)等差数列、等比数列以及由等差数列、等比数列通过加、减构成的数列，它们可以使用等差数列、等比数列的求和公式求解．(2)奇数项和偶数项分别构成等差数列或等比数列的，可以分项数为奇数和偶数时，分别使用等差数列或等比数列的求和公式．考点二 分组转化法求和重点保分型考点——师生共研[典例引领](2018·天一中学检测)已知数列{a n }的首项a 1＝3，通项a n ＝2n p ＋nq (n ∈N *，p ，q 为常数)，且a 1，a 4，a 5成等差数列．求：(1)p ，q 的值；(2)数列{a n }前n 项和S n .解：(1)由a 1＝3，得2p ＋q ＝3，①又由a 4＝24p ＋4q ，a 5＝25p ＋5q ，且a 1＋a 5＝2a 4， 得3＋25p ＋5q ＝25p ＋8q ，② 由①②解得p ＝1，q ＝1. (2)由(1)，知a n ＝2n＋n .所以S n ＝(2＋22＋ (2))＋(1＋2＋…＋n )＝21－2n1－2＋n 1＋n2＝2n ＋1－2＋n 2＋n2.[由题悟法]分组转化法求和的常见类型[提醒] 某些数列的求和是将数列转化为若干个可求和的新数列的和或差，从而求得原数列的和，注意在含有字母的数列中对字母的讨论．[即时应用]1．求数列1＋1，1a ＋4，1a 2＋7，1a 3＋10，…，1an －1＋(3n －2)的前n 项和．解：设数列的通项为a n ，前n 项和为S n ，则a n ＝1an －1＋(3n －2)，∴S n ＝⎝⎛⎭⎪⎫1＋1a ＋1a 2＋…＋1a n －1＋[1＋4＋7＋…＋(3n －2)]．当a ＝1时，S n ＝n ＋n 1＋3n －22＝3n 2＋n2；当a ≠1时，S n ＝1－1a n1－1a＋n 1＋3n －22＝a n －1a n －an －1＋n 3n －12.2．(2018·南京四校联考)在等差数列{a n }中，a 2＋a 7＝－23，a 3＋a 8＝－29.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设数列{a n ＋b n }是首项为1，公比为q 的等比数列，求{b n }的前n 项和S n .解：(1)设等差数列{a n }的公差是d . 因为a 3＋a 8－(a 2＋a 7)＝2d ＝－6， 所以d ＝－3，所以a 2＋a 7＝2a 1＋7d ＝－23，解得a 1＝－1， 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝－3n ＋2.(2)因为数列{a n ＋b n }是首项为1，公比为q 的等比数列， 所以a n ＋b n ＝qn －1，即－3n ＋2＋b n ＝qn －1，所以b n ＝3n －2＋q n －1.所以S n ＝[1＋4＋7＋…＋(3n －2)]＋(1＋q ＋q 2＋…＋qn －1)＝n 3n －12＋(1＋q ＋q 2＋…＋qn －1)，故当q ＝1时，S n ＝n 3n －12＋n ＝3n 2＋n 2；当q ≠1时，S n ＝n 3n －12＋1－q n1－q.考点三 错位相减法求和重点保分型考点——师生共研[典例引领](2018·徐州调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，满足S n ＝2a n－1，n ∈N *.数列{b n }满足nb n ＋1－(n ＋1)b n ＝n (n ＋1)，n ∈N *，且b 1＝1.(1)求数列{a n }和{b n }的通项公式；(2)若c n ＝a n ·b n ，数列{c n }的前n 项和为T n ，对任意的n ∈N *，都有T n ≤nS n －a ，求实数a 的取值范围．解：(1)当n ＝1时，S 1＝2a 1－1＝a 1，所以a 1＝1. 当n ≥2时，S n ＝2a n －1，S n －1＝2a n －1－1， 两式相减得a n ＝2a n －1，所以数列{a n }是首项a 1＝1，公比q ＝2的等比数列， 故数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －1.由nb n ＋1－(n ＋1)b n ＝n (n ＋1)两边同除以n (n ＋1)，得b n ＋1n ＋1－b n n＝1， 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 是首项b 1＝1，公差d ＝1的等差数列，所以b nn＝n ，故数列{b n }的通项公式为b n ＝n 2. (2)由(1)得c n ＝a n ·b n ＝n ·2n －1，于是T n ＝1×20＋2×2＋3×22＋…＋n ×2n －1， 所以2T n ＝1×2＋2×22＋3×23＋…＋n ×2n，两式相减得－T n ＝1＋2＋22＋…＋2n －1－n ×2n ＝1－2n1－2－n ×2n，所以T n ＝(n －1)·2n＋1， 由(1)得S n ＝2a n －1＝2n－1， 因为对∀n ∈N *，都有T n ≤nS n －a ， 即(n －1)·2n＋1≤n (2n－1)－a 恒成立， 所以a ≤2n－n －1恒成立， 记c n ＝2n －n －1，所以a ≤(c n )min ， 因为c n ＋1－c n ＝[2n ＋1－(n ＋1)－1]－(2n －n －1)＝2n－1＞0，从而数列{c n }为递增数列，所以当n ＝1时，c n 取最小值c 1＝0，于是a ≤0，所以实数a 的取值范围为(－∞，0]．[由题悟法]用错位相减法求和的3个注意事项(1)要善于识别题目类型，特别是等比数列公比为负数的情形； (2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n －qS n ”的表达式；(3)在应用错位相减法求和时，若等比数列的公比为参数，应分公比等于1和不等于1两种情况求解．[即时应用](2019·海门中学月考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，S n ＝n 2＋n .(1)求{a n }的通项公式a n ；(2)若a k ＋1，a 2k ，a 2k ＋3(k ∈N *)恰好依次为等比数列{b n }的第一、第二、第三项，求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n b n 的前n 项和T n .解：(1)当n ＝1时，a 1＝S 1＝12＋1＝2.当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝(n 2＋n )－[(n －1)2＋(n －1)]＝2n . 当n ＝1时，符合上式， ∴a n ＝2n (n ∈N *)．(2)由题意知a k ＋1，a 2k ，a 2k ＋3成等比数列，∴a 22k ＝a k ＋1·a 2k ＋3， 即(2·2k )2＝2(k ＋1)·2(2k ＋3)，解得k ＝3. ∴b 1＝a 4＝8，b 2＝a 6＝12，公比q ＝128＝32，∴b n ＝8·⎝ ⎛⎭⎪⎫32n －1，∴n b n ＝18n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n －1， ∴T n ＝18×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫230＋2×⎝ ⎛⎭⎪⎫231＋…＋n ×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n －1. ①∴23T n ＝18×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫231＋2×⎝ ⎛⎭⎪⎫232＋…＋n －1×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n －1＋n ×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n . ②①－②，得13T n ＝18×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫230＋⎝ ⎛⎭⎪⎫231＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫23n －1－18×n ×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n ＝38－3＋n 8⎝ ⎛⎭⎪⎫23n ， 则T n ＝98－9＋3n 8⎝ ⎛⎭⎪⎫23n. 考点四 裂项相消法求和 题点多变型考点——多角探明[锁定考向]裂项相消法求和是历年高考的重点，命题角度凸显灵活多变，在解题中要善于利用裂项相消的基本思想，变换数列a n 的通项公式，达到求解目的．常见的命题角度有：(1)形如a n ＝1nn ＋k型；(2)形如a n ＝1n ＋k ＋n型；(3)形如a n ＝n ＋1n 2n ＋22型．[题点全练]角度一：形如a n ＝1nn ＋k型1．(2019·启东一中检测)在数列{}a n 中，a 1＝1，当n ≥2时，其前n项和S n 满足S 2n ＝a n ⎝⎛⎭⎪⎫S n －12.(1)求S n 的表达式；(2)设b n ＝S n2n ＋1，求{}b n 的前n 项和T n .解：(1)∵S 2n ＝a n ⎝⎛⎭⎪⎫S n －12，a n ＝S n －S n －1(n ≥2)，∴S 2n ＝(S n －S n －1)⎝⎛⎭⎪⎫S n －12，即2S n －1S n ＝S n －1－S n . 由题意得S n －1·S n ≠0， ∴1S n －1S n －1＝2，∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为1S 1＝1a 1＝1，公差为2的等差数列，∴1S n＝1＋2(n －1)＝2n －1，∴S n ＝12n －1.(2)∵b n ＝S n 2n ＋1＝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.角度二：形如a n ＝1n ＋k ＋n 型2．已知函数f (x )＝xα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 2 018＝________.解析：由f (4)＝2可得4α＝2，解得α＝12，则f (x )＝x 12.所以a n ＝1f n ＋1＋f n ＝1n ＋1＋n＝n ＋1－n ，S 2 018＝a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 2 018＝(2－1)＋(3－2)＋(4－3)＋…＋( 2 018－ 2 017)＋( 2 019－ 2 018)＝ 2 019－1.答案： 2 019－1 角度三：形如a n ＝n ＋1n 2n ＋22型3．正项数列{a n }的前n 项和S n 满足：S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n )＝0.(1)求数列{a n }的通项公式a n ； (2)令b n ＝n ＋1n ＋22a 2n，数列{b n }的前n 项和为T n .证明：对于任意的n ∈N *，都有T n ＜564.解：(1)由S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n )＝0， 得[S n －(n 2＋n )](S n ＋1)＝0.由于{a n }是正项数列，所以S n ＞0，S n ＝n 2＋n . 于是a 1＝S 1＝2，当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋n －(n －1)2－(n －1)＝2n . 综上，数列{a n }的通项公式为a n ＝2n . (2)证明：由于a n ＝2n ，故b n ＝n ＋1n ＋22a 2n ＝n ＋14n 2n ＋22＝116⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n 2－1n ＋22. T n＝116⎣⎢⎡1－132＋122－142＋132－152＋…＋1n －12－1n ＋12＋⎦⎥⎤1n 2－1n ＋22＝116⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋122－1n ＋12－1n ＋22＜116⎝⎛⎭⎪⎫1＋122＝564.[通法在握]利用裂项相消法求和的注意事项(1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项，也有可能前面剩两项，后面也剩两项；(2)将通项裂项后，有时需要调整前面的系数，使裂开的两项之差和系数之积与原通项相等．如：若{a n }是等差数列，则1a n a n ＋1＝1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n －1a n ＋1，1a n a n ＋2＝12d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n －1a n ＋2. [演练冲关](2018·镇江调研)已知等差数列{a n }中，2a 2＋a 3＋a 5＝20，且前10项和S 10＝100.(1)求数列{a n }的通项公式； (2)若b n ＝1a n a n ＋1，求数列{b n }的前n 项和．解：(1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧2a 2＋a 3＋a 5＝4a 1＋8d ＝20，10a 1＋10×92d ＝10a 1＋45d ＝100，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝2.所以{a n }的通项公式为a n ＝1＋2(n －1)＝2n －1. (2)b n ＝12n －12n ＋1＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1， 所以数列{b n }的前n 项和T n ＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13－15＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＋1＝n 2n ＋1.一抓基础，多练小题做到眼疾手快1．(2019·镇江调研)已知{}a n 是等差数列，S n 为其前n 项和，若a 3＋a 7＝8，则S 9＝_______.解析：在等差数列{}a n 中，由a 3＋a 7＝8， 得a 1＋a 9＝8， 所以S 9＝a 1＋a 9×92＝8×92＝36.答案：36 2．数列{1＋2n －1}的前n 项和为________．解析：由题意得a n ＝1＋2n －1，所以S n ＝n ＋1－2n1－2＝n ＋2n－1.答案：n ＋2n－13．数列{a n }的通项公式是a n ＝(－1)n(2n －1)，则该数列的前100项之和为________．解析：根据题意有S 100＝－1＋3－5＋7－9＋11－…－197＋199＝2×50＝100.答案：1004．(2018·泰州期末)已知数列{}a n 的通项公式为a n ＝n ·2n －1，前n 项和为S n ，则S n ＝________.解析：∵a n ＝n ·2n －1，∴S n ＝1×1＋2×2＋3×22＋…＋n ×2n －1， 2S n ＝1×2＋2×22＋3×23＋…＋n ×2n，两式相减可得－S n ＝1＋2＋22＋…＋2n －1－n ·2n ＝1－2n1－2－n ·2n ，化简可得S n ＝(n －1)2n＋1. 答案：(n －1)2n＋15．已知等比数列{}a n 的公比q ＞1，且a 5－a 1＝30，a 4－a 2＝12，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a na n －1a n ＋1－1的前n 项和为________．解析：因为a 5－a 1＝30，a 4－a 2＝12， 所以a 1(q 4－1)＝30，a 1(q 3－q )＝12， 两式相除，化简得2q 2－5q ＋2＝0， 解得q ＝12或2，因为q ＞1， 所以q ＝2，a 1＝2.所以a n ＝2·2n －1＝2n.所以a na n －1a n ＋1－1＝2n2n－12n ＋1－1＝12n －1－12n ＋1－1， 所以T n ＝1－13＋13－17＋…＋12n －1－12n ＋1－1＝1－12n ＋1－1.答案：1－12n ＋1－16．若数列{a n }满足a n －(－1)na n －1＝n (n ≥2)，S n 是{a n }的前n 项和，则S 40＝________.解析：当n ＝2k 时，即a 2k －a 2k －1＝2k ，① 当n ＝2k －1时，即a 2k －1＋a 2k －2＝2k －1，② 当n ＝2k ＋1时，即a 2k ＋1＋a 2k ＝2k ＋1，③ ①＋②得a 2k ＋a 2k －2＝4k －1， ③－①得a 2k ＋1＋a 2k －1＝1，S 40＝(a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 39)＋(a 2＋a 4＋a 6＋a 8＋…＋a 40)＝1×10＋(7＋15＋23＋…＋79)＝10＋107＋792＝440.答案：440二保高考，全练题型做到高考达标1．在数列{a n }中，若a 1＝2，且对任意正整数m ，k ，总有a m ＋k＝a m ＋a k ，则{a n }的前n 项和S n ＝________.解析：依题意得a n ＋1＝a n ＋a 1，即有a n ＋1－a n ＝a 1＝2，所以数列{a n }是以2为首项、2为公差的等差数列，a n ＝2＋2(n －1)＝2n ，S n ＝n 2＋2n2＝n 2＋n .答案：n 2＋n2．已知数列{a n }中，a n ＝－4n ＋5，等比数列{b n }的公比q 满足q ＝a n －a n －1(n ≥2)且b 1＝a 2，则|b 1|＋|b 2|＋|b 3|＋…＋|b n |＝________.解析：由已知得b 1＝a 2＝－3，q ＝－4， 所以b n ＝(－3)×(－4)n －1，所以|b n |＝3×4n －1，即{|b n |}是以3为首项，4为公比的等比数列． 所以|b 1|＋|b 2|＋…＋|b n |＝31－4n1－4＝4n－1.答案：4n－13．已知数列5,6,1，－5，…，该数列的特点是从第二项起，每一项都等于它的前后两项之和，则这个数列的前16项之和S 16＝________.解析：根据题意这个数列的前7项分别为5,6,1，－5，－6，－1,5,6，发现从第7项起，数列重复出现，所以此数列为周期数列，且周期为6，前6项和为5＋6＋1＋(－5)＋(－6)＋(－1)＝0.又因为16＝2×6＋4，所以这个数列的前16项之和S 16＝2×0＋7＝7.答案：74．对于数列{a n }，定义数列{a n ＋1－a n }为数列{a n }的“差数列”，若a 1＝2，数列{a n }的“差数列”的通项为2n，则数列{a n }的前n 项和S n ＝________.解析：因为a n ＋1－a n ＝2n，所以a n ＝(a n －a n －1)＋(a n －1－a n －2)＋…＋(a 2－a 1)＋a 1＝2n －1＋2n －2＋…＋22＋2＋2＝2－2n1－2＋2＝2n－2＋2＝2n ，所以S n ＝2－2n ＋11－2＝2n ＋1－2.答案：2n ＋1－25．(2019·宿迁调研)已知数列{}a n 中，a 1＝1，a 2＝3，若a n ＋2＋2a n ＋1＋a n ＝0对任意n ∈N *都成立，则数列{}a n 的前n 项和S n ＝________.解析：∵a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2＋2a n ＋1＋a n ＝0， ∴a n ＋2＋a n ＋1＝－(a n ＋1＋a n )，a 2＋a 1＝4.则数列{}a n ＋1＋a n 是首项为4，公比为－1的等比数列， ∴a n ＋1＋a n ＝4×(－1)n －1.当n ＝2k －1时，a 2k ＋a 2k －1＝4×(－1)2k －2＝4.∴S n ＝(a 1＋a 2)＋(a 3＋a 4)＋…＋(a 2k －1＋a 2k )＝4k ＝2n . 当n ＝2k 时，a 2k ＋1＋a 2k ＝－4.S n ＝a 1＋(a 2＋a 3)＋…＋(a 2k －2＋a 2k －1)＝1－4×(k －1)＝5－4k ＝5－4×n ＋12＝3－2n .∴S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧3－2n ，n 为奇数，2n ，n 为偶数.答案：⎩⎪⎨⎪⎧3－2n ，n 为奇数，2n ，n 为偶数6．在等差数列{a n }中，首项a 1＝3，公差d ＝2，若某学生对其中连续10项进行求和，在漏掉一项的前提下，求得余下9项的和为185，则此连续10项的和为________．解析：由已知条件可得数列{a n }的通项公式a n ＝2n ＋1，设连续10项为a i ＋1，a i ＋2，a i ＋3，…，a i ＋10，i ∈N ，设漏掉的一项为a i ＋k,1≤k ≤10，由a i ＋1＋a i ＋10×102－a i ＋k ＝185，得(2i ＋3＋2i ＋21)×5－2i －2k －1＝185，即18i －2k ＝66，即9i －k ＝33，所以34≤9i ＝k ＋33≤43,3＜349≤i ≤439＜5，所以i ＝4，此时，由36＝33＋k 得k ＝3，所以a i ＋k ＝a 7＝15，故此连续10项的和为200.答案：2007．(2019·邵阳模拟)《九章算术》是我国古代的数学名著，书中《均属章》有如下问题：“今有五人分五钱，令上二人所得与下三人等．问各得几何．”其意思为“已知A ，B ，C ，D ，E 五人分5钱，A ，B 两人所得与C ，D ，E 三人所得相同，且A ，B ，C ，D ，E 每人所得依次成等差数列．问五人各得多少钱？”(“钱”是古代的一种重量单位)．在这个问题中，E 分得________钱．解析：由题意，设A 所得为a －4d ，B 所得为a －3d ，C 所得为a －2d ，D 所得为a －d ，E 所得为a ，则⎩⎪⎨⎪⎧5a －10d ＝5，2a －7d ＝3a －3d ，解得a ＝23，故E 分得23钱．答案：238．已知数列{a n }中，a 1＝2，a 2n ＝a n ＋1，a 2n ＋1＝n －a n ，则{a n }的前100项和为________．解析：由a 1＝2，a 2n ＝a n ＋1，a 2n ＋1＝n －a n ，得a 2n ＋a 2n ＋1＝n ＋1，所以a 1＋(a 2＋a 3)＋(a 4＋a 5)＋…＋(a 98＋a 99)＝2＋2＋3＋…＋50＝1 276，因为a 100＝1＋a 50＝1＋(1＋a 25)＝2＋(12－a 12)＝14－(1＋a 6)＝13－(1＋a 3)＝12－(1－a 1)＝13，所以a 1＋a 2＋…＋a 100＝1 276＋13＝1 289.答案：1 2899．(2018·苏北四市期末)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝a ，(a n ＋1)(a n ＋1＋1)＝6(S n ＋n )，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)若对于∀n ∈N *，都有S n ≤n (3n ＋1)成立，求实数a 的取值范围．解：(1)当n ＝1时，(a 1＋1)(a 2＋1)＝6(S 1＋1)，故a 2＝5. 当n ≥2时，(a n －1＋1)(a n ＋1)＝6(S n －1＋n －1)，所以(a n ＋1)(a n ＋1＋1)－(a n －1＋1)(a n ＋1)＝6(S n ＋n )－6(S n －1＋n －1)，即(a n ＋1)(a n ＋1－a n －1)＝6(a n ＋1)．又a n ＞0，所以a n ＋1－a n －1＝6，所以a 2k －1＝a ＋6(k －1)＝6k ＋a －6，a 2k ＝5＋6(k －1)＝6k －1，故a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧3n ＋a －3，n 为奇数，3n －1，n 为偶数.(2)当n 为奇数时，S n ＝12(3n ＋a －2)(n ＋1)－n ，由S n ≤n (3n ＋1)，得a ≤3n 2＋3n ＋2n ＋1恒成立，令f (n )＝3n 2＋3n ＋2n ＋1，则f (n ＋1)－f (n )＝3n 2＋9n ＋4n ＋2n ＋1＞0，所以a ≤f (1)＝4.当n 为偶数时，S n ＝12n (3n ＋a ＋1)－n ，由S n ≤n (3n ＋1)得，a ≤3(n ＋1)恒成立， 所以a ≤9.又a 1＝a ＞0，所以实数a 的取值范围是(0,4]．10．(2019·宿迁中学调研)已知各项均为正数的数列{a n }的首项a 1＝1，S n 是数列{a n }的前n 项和，且满足a n S n ＋1－a n ＋1S n ＋a n －a n＋1＝λa n a n ＋1(λ≠0，n ∈N *)．(1)若a 1，a 2，a 3成等比数列，求实数λ的值； (2)若λ＝12，求S n .解：(1)令n ＝1，得a 2＝21＋λ.令n ＝2，得a 2S 3－a 3S 2＋a 2－a 3＝λa 2a 3， 所以a 3＝2λ＋4λ＋12λ＋1.由a22＝a 1a 3，得⎝⎛⎭⎪⎫21＋λ2＝2λ＋4λ＋12λ＋1，因为λ≠0，所以λ＝1.(2)当λ＝12时，a n S n ＋1－a n ＋1S n ＋a n －a n ＋1＝12a n a n ＋1，所以S n ＋1a n ＋1－S n a n ＋1a n ＋1－1a n ＝12，即S n ＋1＋1a n ＋1－S n ＋1a n ＝12，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n ＋1a n 是以2为首项，12为公差的等差数列，所以S n ＋1a n ＝2＋(n －1)·12，即S n ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2＋32a n ，①当n ≥2时，S n －1＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2＋1a n －1，②①－②得，a n ＝n ＋32a n －n ＋22a n －1，即(n ＋1)a n ＝(n ＋2)a n －1，所以a nn ＋2＝a n －1n ＋1(n ≥2)，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n ＋2是常数列，且为13，所以a n ＝13(n ＋2).代入①得S n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2＋32a n －1＝n 2＋5n 6.三上台阶，自主选做志在冲刺名校1．(2018·启东检测)《九章算术》中的“两鼠穿墙题”是我国数学的古典名题：“今有垣厚若干尺，两鼠对穿，大鼠日一尺，小鼠也日一尺，大鼠日自倍，小鼠日自半，问何日相逢，各穿几何？”题意是“有两只老鼠从墙的两边打洞穿墙，大老鼠第一天进一尺，以后每天加倍；小老鼠第一天也进一尺，以后每天减半．”如果墙足够厚，S n 为前n 天两只老鼠打洞长度之和，则S n ＝________尺．解析：依题意大老鼠每天打洞的距离构成以1为首项，2为公比的等比数列，所以前n 天大老鼠打洞的距离共为1×1－2n1－2＝2n－1.同理可得前n 天小老鼠打洞的距离共为1×⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 1－12＝2－12n －1，所以S n ＝2n－1＋2－12n －1＝2n－12n －1＋1.答案：2n－12n －1＋12．(2018·苏州高三暑假测试)等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a n －S n ＝n 2－16n ＋15(n ∈N *)，若对任意n ∈N *，总有S n ≤S k ，则k 的值为________．解析：设等差数列{a n }的公差为d ，则a n －S n ＝a 1＋(n －1)d －⎣⎢⎡⎦⎥⎤na 1＋n n －12d ＝－d 2n 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫32d －a 1n ＋a 1－d ＝n 2－16n ＋15，所以⎩⎪⎨⎪⎧－d2＝1，32d －a 1＝－16，a 1－d ＝15，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝13，d ＝－2，所以S n ＝13n ＋n n －12×(－2)＝－n 2＋14n ＝－(n －7)2＋49，所以(S n )max ＝S 7，所以S n ≤S 7对任意n ∈N *恒成立，所以k 的值为7.答案：73．(2019·南京一模)平面内的“向量列”{a n }，如果对于任意的正整数n ，均有a n ＋1－a n ＝d ，则称此“向量列”为“等差向量列”，d 称为“公差向量”；平面内的“向量列”{b n }，如果对于任意的正整数n ，均有b n ＋1＝q ·b n (q ≠0)，则称此“向量列”为“等比向量列”，常数q 称为“公比”．(1)如果“向量列”{a n }是“等差向量列”，用a 1和“公差向量”d 表示a 1＋a 2＋…＋a n ；(2)已知{a n }是“等差向量列”，“公差向量”d ＝(3,0)，a 1＝(1,1)，a n ＝(x n ，y n )，{b n }是“等比向量列”，“公比”q ＝2，b 1＝(1,3)，b n ＝(m n ，k n )，求a 1·b 1＋a 2·b 2＋…＋a n ·b n .解：(1)∵“向量列”{a n }是“等差向量列”， ∴a 1＋a 2…＋a n ＝n a 1＋(1＋2＋…＋n －1)d＝n a 1＋n n －12d.(2)∵a 1＝(1,1)，d ＝(3,0)，∴a n ＝(3n －2,1)． ∵b 1＝(1,3)，q ＝2，∴b n ＝(2n －1,3·2n －1)．∴a n ·b n ＝(3n －2,1)·(2n －1,3·2n －1)＝(3n －2)·2n －1＋3·2n －1＝(3n ＋1)·2n －1，设S n ＝a 1·b 1＋a 2·b 2＋…＋a n ·b n ， 则S n ＝＝4·20＋7·21＋…＋(3n ＋1)·2n －1，2S n ＝4·2＋7·22＋…＋(3n ＋1)·2n， 两式相减可得，－S n ＝4＋3(2＋22＋…＋2n －1)－(3n ＋1)·2n＝4＋3·21－2n －11－2－(3n ＋1)·2n ＝(2－3n )·2n－2，∴a 1·b 1＋a 2·b 2＋…＋a n ·b n ＝(3n －2)·2n＋2.。

第4节 数列求和考试要求 1.熟练掌握等差、等比数列的前n 项和公式；2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常见方法.知 识 梳 理1.特殊数列的求和公式(1)等差数列的前n 项和公式：S n ＝n （a 1＋a n ）2＝na 1＋n （n －1）2d .(2)等比数列的前n 项和公式：S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧na 1，q ＝1，a 1－a n q 1－q ＝a 1（1－q n ）1－q ，q ≠1.2.数列求和的几种常用方法 (1)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项，使其转化为几个等差、等比数列，再求解.(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，从而求得其和. (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，这个数列的前n 项和可用错位相减法求解. (4)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中与首末两端等“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.[常用结论与微点提醒] 1.1＋2＋3＋4＋…＋n ＝n （n ＋1）2.2.12＋22＋…＋n 2＝n （n ＋1）（2n ＋1）6.3.裂项求和常用的三种变形 (1)1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1.(2)1（2n －1）（2n ＋1）＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1. (3)1n ＋n ＋1＝n ＋1－n .诊 断 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)若数列{a n }为等比数列，且公比不等于1，则其前n 项和S n ＝a 1－a n ＋11－q.( )(2)当n ≥2时，1n 2－1＝12(1n －1－1n ＋1).( )(3)求S n ＝a ＋2a 2＋3a 3＋…＋na n时只要把上式等号两边同时乘以a 即可根据错位相减法求得.( )(4)若数列a 1，a 2－a 1，…，a n －a n －1是首项为1，公比为3的等比数列，则数列{a n }的通项公式是a n ＝3n－12.( )解析 (3)要分a ＝0或a ＝1或a ≠0且a ≠1讨论求解. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√2.(老教材必修5P47B4改编)已知数列a n ＝1（2n －1）（2n ＋1），则数列{a n }的前2 021项和为________.解析 ∵a n ＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1，∴数列{a n }的前2 021项和为a 1＋a 2＋…＋a 2 021＝12(1－13＋13－15＋…＋14 041－14 043)＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－14 043＝2 0214 043. 答案 2 0214 0433.(老教材必修5P56例1改编)等比数列{a n }中，若a 1＝27，a 9＝1243，q >0，S n 是其前n 项和，则S 6＝________.解析 由a 1＝27，a 9＝1243知，1243＝27·q 8，又由q >0，解得q ＝13，所以S 6＝27⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1361－13＝3649.答案 36494.(2019·东北三省四校二模)已知数列{a n }满足a n ＋1－a n ＝2，a 1＝－5，则|a 1|＋|a 2|＋…＋|a 6|＝( )A.9B.15C.18D.30解析 由题意知{a n }是以2为公差的等差数列，又a 1＝－5，所以|a 1|＋|a 2|＋…＋|a 6|＝|－5|＋|－3|＋|－1|＋1＋3＋5＝5＋3＋1＋1＋3＋5＝18. 答案 C5.(2019·珠海期末质检)已知数列{a n }的通项公式为a n ＝2n＋n ，若数列{a n }的前n 项和为S n ，则S 8＝________.解析 由a n ＝2n ＋n ，可得S 8＝(2＋22＋23＋…＋28)＋(1＋2＋…＋8)＝2（1－28）1－2＋8×（1＋8）2＝546.答案 5466.(2020·河北“五个一”名校质检)若f (x )＋f (1－x )＝4，a n ＝f (0)＋f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋…＋f ⎝⎛⎭⎪⎫n －1n ＋f (1)(n ∈N *)，则数列{a n }的通项公式为________.解析 由f (x )＋f (1－x )＝4，可得f (0)＋f (1)＝4，…，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋f ⎝ ⎛⎭⎪⎫n －1n ＝4，所以2a n ＝[f (0)＋f (1)]＋⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋f ⎝⎛⎭⎪⎫n －1n ＋…＋[f (1)＋f (0)]＝4(n ＋1)，即a n ＝2(n ＋1). 答案 a n ＝2(n ＋1) 考点一 分组求和【例1】 (2019·汕头二模)记S n 为数列{a n }的前n 项和，若a 1＝19，S n ＝na n ＋1＋n (n ＋1).(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝|a n |，设数列{b n }的前n 项和为T n ，求T 20的值. 解 (1)因为S n ＝na n ＋1＋n (n ＋1)，① 所以S n －1＝(n －1)a n ＋n (n －1)(n ≥2)，② ①－②得a n ＝na n ＋1－(n －1)a n ＋2n (n ≥2)， 即a n ＋1－a n ＝－2(n ≥2)， 又S 1＝a 2＋2，即a 2－a 1＝－2，所以数列{a n }是以19为首项，－2为公差的等差数列， 所以a n ＝19＋(n －1)·(－2)＝21－2n .(2)由(1)知a n ＝21－2n ，所以b n ＝|a n |＝|21－2n |， 因为当n ≤10时，a n >0，当n >10时，a n <0，所以b n ＝⎩⎪⎨⎪⎧21－2n ，n ≤10，2n －21，n >10，所以T 20＝b 1＋b 2＋…＋b 20＝(19＋17＋...＋1)＋(1＋3＋...＋19) ＝2(19＋17＋ (1)＝2×（19＋1）×102＝200.规律方法 1.若数列{c n }的通项公式为c n ＝a n ±b n ，且{a n }，{b n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和. 2.若数列{c n }的通项公式为c n ＝⎩⎪⎨⎪⎧a n ，n 为奇数，b n ，n 为偶数，其中数列{a n }，{b n }是等比数列或等差数列，可采用分组求和法求{c n }的前n 项和. 【训练1】 (2020·郴州质检)已知在等比数列{a n }中，a 1＝1，且a 1，a 2，a 3－1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 ＝2n －1＋a n (n ∈N *)，数列{b n }的前n 项和为S n ，试比较S n 与n 2＋2n 的大小.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ， ∵a 1，a 2，a 3－1成等差数列，∴2a 2＝a 1＋(a 3－1)＝a 3，∴q ＝a 3a 2＝2，∴{a n }的通项公式为a n ＝a 1qn －1＝2n －1(n ∈N *).(2)由(1)知b n ＝2n －1＋a n ＝2n －1＋2n －1，∴S n ＝(1＋1)＋(3＋2)＋(5＋22)＋…＋(2n －1＋2n －1)＝[1＋3＋5＋…＋(2n －1)]＋(1＋2＋22＋…＋2n －1)＝1＋（2n －1）2·n ＋1－2n1－2＝n 2＋2n －1.∵S n －(n 2＋2n )＝－1<0，∴S n <n 2＋2n. 考点二 裂项求和 【例2】 (2020·黄山质检)已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n a n －1的前n 项和S n ＝n ，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)令b n ＝2n ＋1（a n －1）2（a n ＋1－1）2，数列{b n }的前n 项和为T n ，求证：对任意的n ∈N *，都有T n <1. (1)解 因为S n ＝n ，①所以当n ≥2时，S n －1＝n －1，② 由①－②得na n －1＝1，故a n ＝n ＋1(n ≥2)，又因为a 1＝2适合上式，所以a n ＝n ＋1(n ∈N *).(2)证明 由(1)知，b n ＝2n ＋1（a n －1）2（a n ＋1－1）2＝2n ＋1n 2（n ＋1）2＝1n 2－1（n ＋1）2， 所以T n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫112－122＋⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132＋…＋⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n2－1（n ＋1）2＝1－1（n ＋1）2.所以T n <1.规律方法 1.用裂项相消法求和时，要对通项进行变换，如：1n ＋n ＋k＝1k (n ＋k －n )，1n （n ＋k ）＝1k (1n －1n ＋k )，裂项后可以产生连续相互抵消的项.2.抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项，也有可能前面剩两项，后面也剩两项(对称剩项).【训练2】 (2019·山东师大附中模拟)等比数列{a n }的各项均为正数，且2a 1＋3a 2＝1，a 23＝9a 2a 6. (1)求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a n ，求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q . 由a 23＝9a 2a 6，得a 23＝9a 24，所以q 2＝19.由已知条件得q >0，所以q ＝13.由2a 1＋3a 2＝1，得2a 1＋3a 1q ＝1，解得a 1＝13.故数列{a n }的通项公式为a n ＝13n .(2)由(1)可得b n ＝log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a n ＝－(1＋2＋…＋n )＝－n （n ＋1）2，故1b n ＝－2n （n ＋1）＝－2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1， 所以1b 1＋1b 2＋…＋1b n ＝－2[⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1]＝－2nn ＋1. 故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 的前n 项和为－2nn ＋1.考点三 错位相减法求和【例3】 (2019·河南六校联考)已知数列{a n }中，a 1＝1，S n 是数列{a n }的前n 项和，且对任意的r ，t ∈N *，都有S r S t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r t 2.(1)判断{a n }是否为等差数列，并证明你的结论；(2)若数列{b n }满足a n b n＝2n －1(n ∈N *)，设T n 是数列{b n }的前n 项和，求证：T n <6.(1)解 {a n }是等差数列.证明如下：∵对任意的r ，t ∈N *，都有S r S t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r t 2，∴对任意的n ∈N *，有S n S 1＝n 2，即S n ＝n 2.从而当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2n －1.当n ＝1时，a 1＝1也满足此式.∵a n ＋1－a n ＝2(n ∈N *)， ∴{a n }是以1为首项，2为公差的等差数列.(2)证明 由a n b n ＝2n －1，得b n ＝2n －12n －1.∴T n ＝120＋321＋…＋2n －12n －1，①∴T n2＝121＋322＋…＋2n －32n －1＋2n －12n ，②①－②得，T n2＝1＋221＋…＋22n －1－2n －12n ＝1＋2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n －11－12－2n －12n ＝3－2n ＋32n ， ∴T n ＝6－2n ＋32n －1，又n ∈N *，∴T n ＝6－2n ＋32n －1<6.规律方法 1.一般地，如果数列{a n }是等差数列，{b n }是等比数列，求数列{a n ·b n }的前n 项和时，可采用错位相减法. 2.用错位相减法求和时，应注意：(1)要善于识别题目类型，特别是等比数列公比为负数的情形. (2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”，以便于下一步准确地写出“S n －qS n ”的表达式.【训练3】 (2020·湘赣十四校联考)已知函数f (x )＝2019sin ⎝⎛⎭⎪⎫πx －π3(x ∈R )的所有正数零点构成递增数列{a n }，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝2n⎝⎛⎭⎪⎫a n ＋23，求数列{b n }的前n 项和为S n .解(1)令f (x )＝2 019sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx －π3＝0，则πx －π3＝k π(k ∈Z )，解得x ＝13＋k (k ∈Z ).∵f (x )的所有正零点构成递增数列{a n }， ∴数列{a n }是首项为13，公差为1的等差数列，∴{a n }的通项公式为a n ＝13＋1×(n －1)＝n －23(n ∈N *).(2)由(1)可知a n ＝n －23(n ∈N *)，又∵b n ＝2n⎝ ⎛⎭⎪⎫a n ＋23，∴b n ＝2n ⎝⎛⎭⎪⎫n －23＋23＝n ·2n .∴S n ＝1×21＋2×22＋3×23＋…＋(n －1)×2n －1＋n ×2n.①两边同乘2，得2S n ＝1×22＋2×23＋3×24＋…＋(n －1)×2n＋n ×2n＋1.②②－①，得S n ＝－21－22－23－…－2n ＋n ×2n ＋1＝－2（1－2n）1－2＋n ×2n ＋1＝(n －1)×2n ＋1＋2.所以数列{b n }的前n 项和S n ＝(n －1)·2n ＋1＋2.A 级 基础巩固一、选择题1.等差数列{a n }的首项为1，公差不为0.若a 2，a 3，a 6成等比数列，则{a n }前6项的和为( ) A.－24B.－3C.3D.8解析 设{a n }的公差为d ，根据题意得a 23＝a 2·a 6， 即(a 1＋2d )2＝(a 1＋d )(a 1＋5d )，解得d ＝－2，所以数列{a n }的前6项和为S 6＝6a 1＋6×52d ＝1×6＋6×52×(－2)＝－24. 答案 A2.数列{a n }的通项公式为a n ＝(－1)n －1·(4n －3)，则它的前100项之和S 100等于( ) A.200B.－200C.400D.－400解析 S 100＝(4×1－3)－(4×2－3)＋(4×3－3)－…－(4×100－3)＝4×[(1－2)＋(3－4)＋…＋(99－100)]＝4×(－50)＝－200. 答案 B3.(2019·成都期末)在数列{a n }中，若a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2＝a n ＋1－a n (n ∈N *)，则该数列的前100项之和是( )A.18B.8C.5D.2解析 ∵a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2＝a n ＋1－a n (n ∈N *)，∴a 3＝3－1＝2，a 4＝2－3＝－1，a 5＝－1－2＝－3，a 6＝－3＋1＝－2，a 7＝－2＋3＝1，a 8＝1＋2＝3， a 9＝3－1＝2，……，∴{a n }是周期为6的周期数列， ∵100＝16×6＋4，∴S 100＝16×(1＋3＋2－1－3－2)＋(1＋3＋2－1)＝5. 答案 C4.(2020·河北“五个一”名校联盟诊断)已知等差数列{a n }中，a 3＋a 5＝a 4＋7，a 10＝19，则数列{a n cos n π}的前2 020项的和为( ) A.1 009B.1 010C.2 019D.2 020解析 设{a n }的公差为d ，则有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1＋6d ＝a 1＋3d ＋7，a 1＋9d ＝19，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝2，∴a n ＝2n －1，设b n ＝a n cos n π，则b 1＋b 2＝a 1cos π＋a 2cos 2π＝2，b 3＋b 4＝a 3cos 3π＋a 4cos 4π＝2，……，∴数列{a n cos n π}的前2 020项的和为(b 1＋b 2)＋(b 3＋b 4)＋…＋(b 2 019＋b 2 020)＝2×2 0202＝2 020.答案 D5.(2019·广州天河一模)数列{a n }满足a 1＝1，对任意n ∈N *，都有a n ＋1＝1＋a n ＋n ，则1a 1＋1a 2＋…＋1a 99＝( )A.9998B.2C.9950D.99100解析 对任意n ∈N *，都有a n ＋1＝1＋a n ＋n ，则a n ＋1－a n ＝n ＋1，则a n ＝(a n －a n －1)＋(a n －1－a n －2)＋…＋(a 2－a 1)＋a 1＝n ＋(n －1)＋…＋1＝n （n ＋1）2，则1a n ＝2n （n ＋1）＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1， 所以1a 1＋1a 2＋…＋1a 99＝2[⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫199－1100]＝2×⎝⎛⎭⎪⎫1－1100＝9950.答案 C 二、填空题6.数列{a n }的通项公式是a n ＝1n ＋n ＋1，前n 项和为9，则n 等于________.解析 因为a n ＝1n ＋n ＋1＝n ＋1－n ，所以S n ＝a 1＋a 2＋…＋a n ＝(n ＋1－n )＋(n －n －1)＋…＋(3－2)＋(2－1)＝n ＋1－1， 令n ＋1－1＝9，得n ＝99. 答案 997.(2020·武汉质检)设数列{(n 2＋n )a n }是等比数列，且a 1＝16，a 2＝154，则数列{3na n }的前15项和为________. 解析 等比数列{(n 2＋n )a n }的首项为2a 1＝13，第二项为6a 2＝19，故公比为13，所以(n 2＋n )a n ＝13·⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1＝13n ，所以a n ＝13n （n 2＋n ），则3na n ＝1n 2＋n ＝1n －1n ＋1，其前n 项和为1－1n ＋1，n ＝15时，为1－116＝1516. 答案 15168.(2020·福州调研)已知数列{na n }的前n 项和为S n ，且a n ＝2n，且使得S n －na n ＋1＋50<0的最小正整数n 的值为________. 解析 S n ＝1×21＋2×22＋…＋n ×2n， 则2S n ＝1×22＋2×23＋…＋n ×2n ＋1，两式相减得－S n ＝2＋22＋…＋2n －n ·2n ＋1＝2（1－2n）1－2－n ·2n ＋1，故S n ＝2＋(n －1)·2n ＋1.又a n ＝2n，∴S n －na n ＋1＋50＝2＋(n －1)·2n ＋1－n ·2n ＋1＋50＝52－2n ＋1，依题意52－2n ＋1<0，故最小正整数n 的值为5.答案 5 三、解答题9.已知数列{a n }的前n 项和S n ＝n 2＋n2，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n ＋(－1)na 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＋n 2－（n －1）2＋（n －1）2＝n .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)nn . 记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ，则T 2n ＝(21＋22＋ (22))＋(－1＋2－3＋4－…＋2n ). 记A ＝21＋22＋ (22)，B ＝－1＋2－3＋4－…＋2n ， 则A ＝2（1－22n）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 －2.10.(2019·安徽江南十校联考)已知数列{a n }与{b n }满足a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n ＝2b n ，且{a n }为正项等比数列，a 1＝2，b 3＝b 2＋4. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式；(2)若数列{c n }满足c n ＝a nb n b n ＋1，T n 为数列{c n }的前n 项和，求证：T n <1.(1)解 ∵a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n ＝2b n ，①∴当n ≥2时，a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n －1＝2b n －1.②①－②，得a n ＝2(b n －b n －1)(n ≥2)，∴a 3＝2(b 3－b 2)＝8. 设{a n }的公比为q ，则a 1q 2＝8. 又a 1＝2，a n >0，∴q ＝2， ∴{a n }的通项公式为a n ＝2×2n －1＝2n.∴2b n ＝21＋22＋23＋ (2)＝2（1－2n）1－2＝2n ＋1－2，∴{b n }的通项公式为b n ＝2n－1.(2)证明 由已知，得c n ＝a n b n b n ＋1＝2n（2n －1）（2n ＋1－1）＝12n －1－12n ＋1－1， ∴T n ＝c 1＋c 2＋c 3＋…＋c n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫121－1－122－1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1－123－1＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1－1＝1－12n ＋1－1<1. B 级 能力提升11.(2020·石家庄模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且S n ＋1＋S n ＝n 2－19n2(n ∈N *)，若a 10<a 11，则S n 取最小值时n 的值为( )A.10B.9C.11D.12解析 ∵S n ＋1＋S n ＝n 2－19n2(n ∈N *)，∴S n ＋S n －1＝（n －1）2－19（n －1）2(n ≥2且n ∈N *)，两式作差得a n ＋1＋a n ＝n －10(n ≥2且n ∈N *)，当n ＝10时，a 11＋a 10＝0，又a 10<a 11， ∴a 10<0<a 11，∴S 11>S 10且S 9>S 10， 又S 12－S 10＝a 12＋a 11＝11－10＝1>0，∴由选项可得：S n 取最小值时n 的值为10，故选A. 答案 A12.(2019·许昌、洛阳三模)已知数列{a n }，{b n }的前n 项和分别为S n ，T n ，且a n >0，6S n ＝a 2n ＋3a n ，b n ＝2an（2 an －1）（2a n+1－1），若k >T n恒成立，则k 的最小值为( ) A.17B.149C.49D.8441解析 当n ＝1时，6a 1＝a 21＋3a 1，解得a 1＝3.当n ≥2时，由6S n ＝a 2n ＋3a n ，得6S n －1＝a 2n －1＋3a n －1， 两式相减并化简得(a n ＋a n －1)(a n －a n －1－3)＝0，由于a n >0，所以a n －a n －1－3＝0，即a n －a n －1＝3(n ≥2)， 故{a n }是首项为3，公差为3的等差数列， 所以a n ＝3n .则b n ＝2an（2 a n －1）（2 an+1－1）＝17⎝ ⎛⎭⎪⎫18n －1－18n ＋1－1. 故T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝17[⎝⎛⎭⎪⎫18－1－182－1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫182－1－183－1＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫18n －18n ＋1－1] ＝17⎝ ⎛⎭⎪⎫17－18n ＋1－1＝149－17（8n ＋1－1）， 由于{T n }是单调递增数列，149－17（8n ＋1－1）<149， 所以k ≥149.故k 的最小值为149，故选B.答案 B13.(2020·长郡中学联考)数列b n ＝a n cosn π3的前n 项和为S n ，已知S 2 017＝5 710，S 2 018＝4 030，若数列{a n }为等差数列，则S 2 019＝________.解析 设数列{a n }是公差为d 的等差数列，a 1cos π3＋a 2cos 2π3＋a 3cos π＋a 4cos 4π3＋a 5cos 5π3＋a 6cos2π＝12(a 1－a 2)＋12(a 5－a 4)－a 3＋a 6＝－a 3＋a 6. 由S 2 017＝5 710，S 2 018＝4 030，可得5 710＝－(a 3＋a 9＋…＋a 2 013)＋(a 6＋a 12＋…＋a 2 010＋a 2 016)＋12a 2 017，4 030＝－(a 3＋a 9＋…＋a 2 013)＋(a 6＋a 12＋…＋a 2 010＋a 2 016)＋12a 2 017－12a 2 018， 两式相减可得a 2 018＝3 360，由5 710＝1 008d ＋12(3 360－d )，解得d ＝4，则a n ＝a 2 018＋(n －2 018)×4＝4n －4 712，可得S 2 019＝4 030－a 2 019＝4 030－(4×2 019－4 712)＝666. 答案 66614.(2019·东北三省四校联考)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝5，nS n ＋1－(n ＋1)S n ＝n 2＋n .(1)求证：数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 为等差数列；(2)令b n ＝2na n ，求数列{b n }的前n 项和T n .(1)证明 由nS n ＋1－(n ＋1)S n ＝n 2＋n 得S n ＋1n ＋1－S nn＝1，又S 11＝5，所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是首项为5，公差为1的等差数列.(2)解 由(1)可知S nn＝5＋(n －1)＝n ＋4，所以S n ＝n 2＋4n .当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋4n －(n －1)2－4(n －1)＝2n ＋3. 又a 1＝5也符合上式，所以a n ＝2n ＋3(n ∈N *)， 所以b n ＝(2n ＋3)2n，所以T n ＝5×2＋7×22＋9×23＋…＋(2n ＋3)2n，① 2T n ＝5×22＋7×23＋9×24＋…＋(2n ＋1)2n ＋(2n ＋3)2n ＋1，②所以②－①得T n ＝(2n ＋3)2n ＋1－10－(23＋24＋…＋2n ＋1)＝(2n ＋3)2n ＋1－10－23（1－2n －1）1－2＝(2n ＋3)2n ＋1－10－(2n ＋2－8)＝(2n ＋1)2n ＋1－2.C 级 创新猜想15.(新定义题)定义“规范01数列”{a n }如下：{a n }共有2m 项，其中m 项为0，m 项为1，且对任意k ≤2m ，a 1，a 2，…，a k 中0的个数不少于1的个数.若m ＝4，则不同的“规范01数列”共有( )A.18个B.16个C.14个D.12个解析法一列表法根据题意得，必有a1＝0，a8＝1，则将0，1进行具体的排法一一列表如下：由上述表格可知，不同的“规范01数列”共有14个.法二列举法根据题意可得，必有a1＝0，a8＝1，而其余的各项：a2，a3，…，a7中有三个0和三个1，并且满足对任意k≤8，a1，a2，…，a8中“0”的个数不少于“1”的个数.可以一一列举出不同“规范01数列”，除第一项和第八项外，中间六项的排列如下：000111，001011，001101，001110，010011，010101，010110，011001，011010，100011，100101，100110，101001，101010，共14个.答案C。

数列求和及其综合应用【考点1】裂项相消法求和1．裂项相消法求和：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，从而求得其和．2．裂项相消法求和主要应用在数列通项公式为分式结构时，其关键在于裂项后系数的确定． 3．裂项求和的几种常见类型： （1）()⎪⎭⎫⎝⎛+-=+k n n k k n n 1111；（2）1n ＋k ＋n ＝1k（n ＋k －n ）；（3）()()⎪⎭⎫⎝⎛+--=+-1211212112121n n n n ；（4）若{a n }是公差为d 的等差数列，则⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=++111111n n n n a a d a a ； （5）211111()1211k k k <=---+2k； （6）211111111(1)(1)1k k k k kk k k k -=<<=-++--； （7）1111(1)(2)2(1)(1)(2)n n n n n n n ⎡⎤=-⎢⎥+++++⎣⎦； （8）()212212(1)11n n n n n n n n n +-=<<=--+++-．例1（2014·全国卷）等差数列{a n }的前n 项和为S n ．已知a 1＝10，a 2为整数，且S n ≤S 4． （1）求{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 ．【点拨】（1）根据条件求得103≤d ≤－52，从而确定d ＝－3，故求得a n ＝13－3n ．（2）利用裂项相消法求和，注意剩余项的个数．【解析】（1）由a 1＝10，a 2为整数知，等差数列{a n }的公差d 为整数．又S n ≤S 4，故a 4≥0，a 5≤0，于是10＋3d ≥0，10＋4d ≤0，解得－103≤d ≤－52，因此d ＝－3．故数列{a n }的通项公式为a n ＝13－3n ．（2）b n ＝1（13－3n ）（10－3n ）＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －113－3n ．于是T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫17－110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫14－17＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －113－3n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －110＝n 10（10－3n ）． 【答案】（1）a n ＝13－3n ；（2）n10（10－3n ）．【小结】本题考查裂项相消法求和．练习1：等比数列{a n }的各项均为正数，且2a 1＋3a 2＝1，a 23＝9a 2a 6． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）设b n ＝log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a n ，求数列{1b n}的前n 项和．【解题过程】【解析】（1）设数列{a n }的公比为q ．由a 23＝9a 2a 6，得a 23＝9a 24，所以q 2＝19．由条件可知q >0，故q ＝13．由2a 1＋3a 2＝1得2a 1＋3a 1q ＝1，所以a 1＝13．故数列{a n }的通项公式为a n ＝13n ．（2）b n ＝log 3a 1＋log 3a 2＋…＋log 3a n ＝－（1＋2＋…＋n ）＝()21+-n n ．故1b n＝()12+-n n ＝－2（1n －1n ＋1），1b 1＋1b 2＋…＋1b n ＝－2[（1－12）＋（12－13）＋…＋（1n －1n ＋1）]＝－2nn ＋1．所以数列{1b n }的前n 项和为－2nn ＋1．例2（2014·广东卷）设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ，且n S 满足()223n n S n n S -+--()230n n +=，n N *∈．（1）求1a 的值；（2）求数列{}n a 的通项公式；（3）证明：对一切正整数n ，有()()()112211111113n n a a a a a a +++<+++．【点拨】（2）根据()()()221112n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=+--+-=⎣⎦求得n a ；（3）对()()()()1111111221212122121n n a a n n n n n n ⎛⎫=<=- ⎪++-+-+⎝⎭，然后求和求解．【解析】（1）令1n =得：()2111320S S ---⨯=，即21160S S +-=，()()11320S S ∴+-=，10S >，12S ∴=，即12a =；（2）由()()22233n n S n n S n n -+--+，得()()230n n S S n n ⎡⎤+-+=⎣⎦，()0n a n N *>∈，0n S ∴>，从而30n S +>，2n S n n ∴=+，所以当2n ≥时，()()()221112n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=+--+-=⎣⎦，又1221a ==⨯，()2n a n n N *∴=∈；（3）当1n =时，()11111112363a a ==<+⨯成立，当2n ≥时，()()()()1111111221212122121n n a a n n n n n n ⎛⎫=<=- ⎪++-+-+⎝⎭，则()()()()11223311111111n n a a a a a a a a ++++++++1111111111623525722121n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<+-+-++- ⎪ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭1111111623213633n n ⎛⎫=+-=-< ⎪++⎝⎭．【答案】（1）12a =；（2）2n a n =；（3）详见解析． 【小结】本题考查裂项求和及放缩法解不等式．练习2：等差数列{a n }中,2a 1+3a 2=11,2a 3=a 2+a 6-4,其前n 项和为S n ． （1）求数列{a n }的通项公式； （2）设数列{b n }满足111n n b S +=-其前n 项和为T n ,求证: 34n T <（n ∈N *）． 【解题过程】【解析】（1）2a 1+3a 2=2a 1+3（a 1+d ）=5a 1+3d=11,2a 3=a 2+a 6-4,即2（a 1+2d ）=a 1+d+a 1+5d-4,得d=2,a 1=1,a n =a 1+（n-1）d=1+（n-1）×2=2n-1． （2）证明: ()()2111111222n S na n n d n n n n =+-=⨯+-⨯=, ()221111111122211n n b S n n n n n +⎛⎫====- ⎪-+=⎝⎭+-．111111111112132435112n T n n n n ⎛⎫=-+-+-++-+- ⎪-++⎝⎭111113111212124212n n n n ⎛⎫⎛⎫=+--=-+ ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭．,n N *∈∴1110212n n ⎛⎫+> ⎪++⎝⎭∴34n T <． 【考点2】错位相减法1．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，那么这个数列的前n 项和即可用此法来求，如等比数列的前n 项和就是用此法推导的． 用错位相减法求和时，应注意（1）要善于识别题目类型，特别是等比数列公比为负数的情形；（2）在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”，以便下一步准确写出“S n －qS n ”的表达式．2．错位相减只是实现求和的途径，其本质是相减后利用等比数列求和公式求和．在构造方程时，S n 的左右两边同乘以等比数列的公比．3．错位相减法的难点在于运算，为力求运算准确，要注意两式相减时幂指数相同的项要对齐，同时注意剩余的项．例3（2014·江西高考）已知首项都是1的两个数列{a n }，{b n }（b n ≠0，n ∈N *）满足a n b n ＋1－a n ＋1b n ＋2b n ＋1b n ＝0．（1）令c n ＝a nb n，求数列{c n }的通项公式； （2）若b n ＝3n －1，求数列{a n }的前n 项和S n ．【点拨】（1）a n b n ＋1－a n ＋1b n ＋2b n ＋1b n ＝0，b n ≠0（n ∈N *）两边除以b n ＋1b n 证明数列{c n }是等差数列；（2）错位相减法求数列的和．【解析】（1）因为a n b n ＋1－a n ＋1b n ＋2b n ＋1b n ＝0，b n ≠0（n ∈N *），所以a n ＋1b n ＋1－a nb n＝2，即c n ＋1－c n ＝2．所以数列{c n }是以首项c 1＝1，公差d ＝2的等差数列，故c n ＝2n －1． （2）由b n ＝3n －1知a n ＝c n b n ＝（2n －1）3n －1，于是数列{a n }前n 项和S n ＝1·30＋3·31＋5·32＋…＋（2n －1）·3n －1，3S n ＝1·31＋3·32＋…＋（2n －3）·3n －1＋（2n －1）·3n，相减得－2S n ＝1＋2·（31＋32＋…＋3n －1）－（2n －1）·3n＝－2－（2n －2）3n，所以S n ＝（n－1）3n＋1．【答案】（1）c n ＝2n －1；（2）S n ＝（n －1）3n＋1．【小结】本题考查等差数列的通项公式及错位相减法求数列的和．练习1：（2014·全国新课标Ⅰ）已知{a n }是递增的等差数列，a 2，a 4是方程x 2－5x ＋6＝0的根．（1）求{a n }的通项公式； （2）求数列{a n2n }的前n 项和．【解题过程】【解析】（1）解方程x 2－5x ＋6＝0的两根为2,3，由题意得a 2＝2，a 4＝3．设数列{a n }的公差为d ，则a 4－a 2＝2d ，故d ＝12，从而a 1＝32．所以{a n }的通项公式为a n ＝12n ＋1．（2） 设{a n 2n }的前n 项和为S n ，由（1）知a n 2n ＝n ＋22n ＋1，则S n ＝322＋423＋…＋n ＋12n ＋n ＋22n ＋1，12S n＝323＋424＋…＋n ＋12n ＋1＋n ＋22n ＋2．两式相减得12S n ＝34＋（123＋…＋12n ＋1）－n ＋22n ＋2＝34＋14（1－12n －1）－n ＋22n ＋2．所以S n ＝2－n ＋42n ＋1．例4（数学文卷·2015届江西省师大附中高三上学期期中考试）设数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知1122(),2n n a S n N a ++=+∈=． （1）求数列{}n a 的通项公式；（2）在n a 与1n a +之间插入n 个数，使这2n +个数组成一个公差为n d 的等差数列． 求证：1211115()16n n N d d d ++++<∈． 【点拨】遇到数列的前n 项和与通项构成的递推公式，可先利用前n 项和与通项之间的关系转化为项的递推公式进行解答，遇到与n 项和有关的不等式，可考虑先求和再证明． 【解析】（1） 2S 2a n 1n +=+，2S 2a 1n n +=-（2n ≥）)S S (2a a 1n n n 1n -+-=-=na 2即3a a n1n =+（2n ≥）当1n =,得2a 2a 12+==6 1n 1n 1n 32q a a --⋅=⋅= 即123n n a -=⨯．（2）①1(1)n n n a a n d +=++，则1431n n d n -⨯=+，11143n n n d -+=⨯=+⋅⋅⋅++n 21d 1d 1d 1)31n 343332(411n 20-++⋅⋅⋅++设=n T 1n 2031n 343332-++⋅⋅⋅++① 则31=n T n22131n 343332++⋅⋅⋅++②①-②得：32=n T 2+n 1n 3231n 31313131+-+⋅⋅⋅++-=2+n1n 31n 311])31(1[31+----)31n 321(23415T n 1n n ++⋅-=-415<因此161541541d 1d 1d 1n 21=⋅<+⋅⋅⋅++ ． 【答案】（1）123n n a -=⨯，（2）略．【小结】本题考查数列的通项公式，数列求和，等差数列．练习2：已知数列{a n }的前n 项和S n ＝a n ＋n 2－1，数列{b n }满足3n·b n ＋1＝（n ＋1）a n ＋1－na n ，且b 1＝3． （1）求a n ，b n ；（2）设T n 为数列{b n }的前n 项和，求T n ，并求满足T n <7时n 的最大值． 【解题过程】【解析】（1）n≥2时，S n ＝a n ＋n 2－1，S n －1＝a n －1＋（n －1）2－1，两式相减，得a n ＝a n －a n－1＋2n －1，∴a n －1＝2n －1．∴a n ＝2n ＋1，∴3n·b n ＋1＝（n ＋1）（2n ＋3）－n （2n ＋1）＝4n＋3，∴b n ＋1＝4n ＋33n ，∴当n≥2时，b n ＝4n －13n －1，又b 1＝3适合上式，∴b n ＝4n －13n －1．（2）由（1）知，b n ＝4n －13n －1，∴T n ＝31＋73＋1132＋…＋4n －53n －2＋4n －13n －1，①13T n ＝33＋732＋1133＋…＋4n －53n －1＋4n －13n ，②；①－②，得23T n ＝3＋43＋432＋…＋43n －1－4n －13n ＝3＋4·13⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13n －11－13－4n －13n＝5－4n ＋53n ．∴T n ＝152－4n ＋52·3n －1．T n －T n ＋1＝4n ＋1＋52·3n －4n ＋52·3n －1＝－4n ＋33n<0．∴T n <T n ＋1，即{T n }为递增数列．又T 3＝599<7，T 4＝649>7，∴当T n <7时，n 的最大值为3．【考点3】分组求和1．分组转化求和法：若一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成，则求和时可用分组转化法，分别求和而后相加减．例5已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 3＝5，S 15＝225． （1）求数列{a n }的通项公式；（2）设b n ＝2a n ＋2n ，求数列{b n }的前n 项和T n ．【点拨】（1）利用等差数列的通项公式及前n 项和公式求解；（2）把数列{b n }的前n 项和分成一个等比数列求和及一个等差数列求和．【解析】（1）设等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d ，由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋2d ＝5，15a 1＋15×142d ＝225，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1，d ＝2，∴a n ＝2n －1．（2）∵b n ＝2a n ＋2n ＝12.4n ＋2n ，∴T n ＝b 1＋b 2＋...＋b n ＝12（4＋42＋ (4)）＋2（1＋2＋…＋n ）＝4n ＋1－46＋n 2＋n ＝23·4n ＋n 2＋n －23． 【答案】（1）a n ＝2n －1；（2）T n ＝23·4n ＋n 2＋n －23．【小结】本题考查分组求和．练习：数列112，314，518，7116，…的前n 项和S n 为 ．【解题过程】【解析】()1111135212482n n S n =++++-()135721n =+++++-+⎡⎤⎣⎦11111248162n ⎛⎫+++++ ⎪⎝⎭()2111121122112212n n n n n ⎛⎫- ⎪+-⎝⎭=+=+--． 【考点4】倒序相加法求和1．倒序相加法：如果一个数列{a n }，首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一常数，那么求这个数列的前n 项和即可用倒序相加法，如等差数列的前n 项和即是用此法推导的．例6设()442xxf x =+，利用倒序相加法，可求得12320142015201520152015f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值为 ．【点拨】利用等差数列求和方法求解．【解析】()442x x f x =+()()1144114242x xx x f x f x --∴+-=+=++故可得12320141007110072015201520152015f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++=⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭．【答案】1007【小结】本题考查倒序相加法求和．练习1：2222sin 1sin 2sin 3sin 89++++．【解题过程】【解析】设2222sin 1sin 2sin 3sin 89S =++++， 又∵2222sin 89sin 88sin 87sin 1S =++++， ∴ 289S =，892S =． 【考点5】数列分奇偶项讨论求和例7（2014·山东卷）已知等差数列{a n }的公差为2，前n 项和为S n ，且S 1，S 2，S 4成等比数列．（1）求数列{a n }的通项公式； （2）令b n ＝（－1）n －14na n a n ＋1，求数列{b n }的前n 项和T n ．【点拨】（1）利用等差数列的前n 项和及等比数列的等比中项求解；（2）分奇数项及偶数项讨论求和．【解析】（1）因为S 1＝a 1，S 2＝2a 1＋2×12×2＝2a 1＋2，S 4＝4a 1＋4×32×2＝4a 1＋12，由题意得（2a 1＋2）2＝a 1（4a 1＋12），解得a 1＝1，所以a n ＝2n －1． （2）由题意可知，b n ＝（－1）n －14na n a n ＋1＝（－1）n －14n （2n －1）（2n ＋1）＝（－1）n －1⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1．当n 为偶数时，T n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋13－⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋15＋…＋⎝⎛12n －3＋⎭⎪⎫12n －1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1＝1－12n ＋1＝2n 2n ＋1．当n 为奇数时，T n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋13－⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋15＋…－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －3＋12n －1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1＝1＋12n ＋1＝2n ＋22n ＋1．所以T n＝⎩⎪⎨⎪⎧2n ＋22n ＋1，n 为奇数，2n2n ＋1，n 为偶数.⎝ ⎛⎭⎪⎫或T n ＝2n ＋1＋（－1）n －12n ＋1【答案】（1）a n＝2n －1；（2）T n＝⎩⎪⎨⎪⎧2n ＋22n ＋1，n 为奇数，2n 2n ＋1，n 为偶数.【小结】本题考查分奇偶讨论求和及裂项求和．练习1：已知数列{}n a 的通项65()2()n n n n a n -⎧=⎨⎩为奇数为偶数，求其前n 项和n S ．【解答过程】【解析】奇数项组成以11a =为首项，公差为12的等差数列，偶数项组成以24a =为首项，公比为4的等比数列；当n 为奇数时，奇数项有12n +项，偶数项有12n -项，∴1121(165)4(14)(1)(32)4(21)221423n n n n n n n S --++--+--=+=+-，当n 为偶数时，奇数项和偶数项分别有2n项， ∴2(165)4(14)(32)4(21)221423n n n n n n n S +----=+=+-，所以，1(1)(32)4(21)()23(32)4(21)()23n n nn n n S n n n -⎧+--+⎪⎪=⎨--⎪+⎪⎩为奇数为偶数．【考点6】数列与函数结合例8已知首项为32的等比数列{a n }不是递减数列，其前n 项和为S n （n ∈N *），且S 3＋a 3，S 5＋a 5，S 4＋a 4成等差数列．（1）求数列{a n }的通项公式；（2）设T n ＝S n －1S n（n ∈N *），求数列{T n }的最大项的值与最小项的值．【点拨】（1）利用等差、等比数列的性质求解；（2）分奇偶讨论S n 的单调性从而求得数列{T n }的最大项的值与最小项的值．【解析】（1）设等比数列{a n }的公比为q ，因为S 3＋a 3，S 5＋a 5，S 4＋a 4成等差数列，所以S 5＋a 5－S 3－a 3＝S 4＋a 4－S 5－a 5，即4a 5＝a 3，于是q 2＝a 5a 3＝14．又{a n }不是递减数列且a 1＝32，所以q ＝－12，故等比数列{a n }的通项公式为a n ＝32×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12n －1＝（－1）n －1·32n ．（2）由（1）得S n ＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12n ＝⎩⎪⎨⎪⎧1＋12n ，n 为奇数，1－12n ，n 为偶数.当n 为奇数时，S n 随n 的增大而减小，所以1＜S n ≤S 1＝32，故0＜S n －1S n ≤S 1－1S 1＝32－23＝56；当n 为偶数时，S n 随n 的增大而增大，所以34＝S 2≤S n ＜1，故0＞S n －1S n ≥S 2－1S 2＝34－43＝－712． 所以数列{T n }最大项的值为56，最小项的值为－712． 【答案】（1）a n ＝（－1）n －1·32n ；（2）数列{T n }最大项的值为56，最小项的值为－712． 【小结】（1）当a n 或S n 中含有（－1）n时，n 的奇偶性影响结果，故应分类讨论．（2）把S n 看作自变量，则S n －1S n 是增函数（或减函数），故可根据S n 的范围，求S n －1S n的范围．练习1：（2013·宁波模拟）设公比大于零的等比数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝1，S 4＝5S 2，数列{b n }的前n 项和为T n ，满足b 1＝1，T n ＝n 2b n ，n ∈N *． （1）求数列{a n }、{b n }的通项公式；（2）设c n ＝（S n ＋1）（nb n －λ），若数列c n 是单调递减数列，求实数λ的取值范围． 【解题过程】【解答】（1）由S 4＝5S 2，a 1＝1得1－q 41－q ＝51－q 21－q，又q ＞0，所以q ＝2，a n ＝2n －1．由()2111n nn n T n b T n b --⎧=⎪⎨=-⎪⎩得b n b n －1＝n －1n ＋1（n ＞1），又b 1＝1．则b n b n －1·b n －1b n －2·b n －2b n －3·…·b 2b 1＝n －1n ＋1·n －2n ·n －3n －1·…·24·13＝()21n n +．所以n ＞1时，b n ＝()21n n +，当n ＝1时，b 1＝1也满足，故b n ＝()21n n +（n ∈N *）．（2）S n ＝2n－1，所以c n ＝2n⎝ ⎛⎭⎪⎫2n ＋1－λ，若数列{c n }是单调递减数列，则c n ＋1－c n＝2n⎝ ⎛⎭⎪⎫4n ＋2－2n ＋1－λ＜0对n ∈N *都成立，即4n ＋2－2n ＋1－λ＜0⇒λ＞⎝ ⎛⎭⎪⎫4n ＋2－2n ＋1max ，4n ＋2－2n ＋1＝()()212n n n ++＝2n ＋3＋2n，当n ＝1或2时，⎝ ⎛⎭⎪⎫4n ＋2－2n ＋1max ＝13，所以λ＞13．即系数λ的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫13，＋∞． 【习题反思】1．本题（1）中求数列{b n }的通项公式时利用累乘法，但需注意验证n ＝1时，b 1是否满足通项公式．2．数列与不等式的综合应用问题主要涉及两种题型：（1）比较大小，常采用作差比较法和放缩法；（2）证明不等式及不等式的应用，常采用比较法、分析综合法、基本不等式法、放缩法、最值法、反证法等．基础练习 （时间：45分钟）1．数列{a n }的通项公式a n ＝1n ＋ n ＋1，若{a n }的前n 项和为24，则n 为________．2．数列()()1111,25588113n-132n ⨯⨯⨯⨯+，，，，的前n 项和为________．3．(2013温州高三质检)若已知数列的前四项是2112+、2124+、2136+、2148+,则数列前n 项和为 ．4．（错位相减法求和）化简S n ＝n ＋（n －1）×2＋（n －2）×22＋…＋2×2n －2＋2n －1的结果是________． 5．数列23,2,3,,,n a a a na 其前n 项的和n S = ．6．数列5，55，555，5555，…，5(101)9n-，…；其前n 项的和n S = ． 7．S n 是等比数列{a n }的前n 项和，a 1＝120，9S 3＝S 6，设T n ＝a 1a 2a 3…a n ，则使T n 取最小值的n值为 ．8．设数列{}n a 的前n 项和为n S ，且11a =，2(1)n n S na n n =--． （Ⅰ）求2a ,3a ,4a ,并求出数列{}n a 的通项公式; （Ⅱ）设数列11{}n n a a +⋅的前n 项和为n T ，求证：41<n T ．9．（2015届辽宁省实验中学等五校协作体高三上学期期中联考）数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +a n =1,数列{b n }满足b 1=4,b n+1=3b n -2; （1）求数列{a n }和{b n }的通项公式；（2）设数列{c n }满足c n =a n log 3（b 2n-1-1）,其前n 项和为T n ，求T n ；10．（2014·湖南高考）已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n nn S n ，22． （Ⅰ）求数列{}n a 的通项公式；（Ⅱ）设()n nan a b n 12-+=，求数列{}n b 的前n 2项和．11．（2014·宁波二模）设等差数列{a n}的前n项和为S n,且a2=8,S4=40．数列{b n}的前n项和为T n,且T n-2b n+3=0,n∈N*．（1）求数列{a n},{b n}的通项公式;（2）设c n=求数列{c n}的前n项和P n．参考答案1．【解析】a n ＝1n ＋ n ＋1＝－（ n － n ＋1），前n 项和S n ＝－[（1－2）＋（2－3）＋…＋（n －n ＋1）]＝ n ＋1－1＝24，故n ＝624．2．【解析】1111111,=-+-++325583n-132n n n S S n ⎛⎫-⎪+⎝⎭设前项和为则1113232n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭64nn =+．3．【解析】因为通项21111222n a n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,所以此数列的前n 项和 11111111111---...--232435n-1n 1n n 2n S ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦()()1111323122124212n n n n n +⎛⎫=+--=- ⎪++++⎝⎭． 4．【解析】S n ＝n ＋（n －1）×2＋（n －2）×22＋…＋2×2n －2＋2n －1，2S n ＝2n ＋（n －1）×22＋（n －2）×23＋…＋2×2n －1＋2n ，两式作差S n ＝2n ＋2n －1＋2n －2＋…＋2－n ＝2n ＋1－2－n ．5．【解析】2323n n S a a a na =++++， 当1a =时，123n S =+++ (1)2n n n ++=， 当1a ≠时，2323n S a a a =+++…n na + ， 23423n aS a a a =+++…1n na ++， 两式相减得23(1)n a S a a a -=+++…11(1)1n n n n a a a nana a++-+-=--，∴212(1)(1)n n n na n a aS a ++-++=-． 6．【解析】555555555n n S =++++个5(999999999)9n =++++个235[(101)(101)(101)(101)]9n =-+-+-++- 235505[10101010](101)9819n n n n =++++-=--． 7．【解析】设等比数列的公比为q ，故由9S 3＝S 6，得9×a 11－q 31－q ＝a 11－q 61－q，解得q＝2，故T n T n －1＝a n ＝120×2n －1，易得当n ≤5时，T n T n －1<1，即T n <T n －1；当n ≥6时，T n >T n －1，据此数列单调性可得T 5为最小值．8．【解析】（Ⅰ）由)1(2--=n n na S n n 得n na a n S S a n n n n n 4)1(111--+=-=+++.41=-∴+n n a a 所以，数列}{n a 是以1为首项，4为公差的等差数列34-=∴n a n ，13,9,5432===a a a（Ⅱ）)14)(34(1139195151111113221+-++⨯+⨯+⨯=+++=+n n a a a a a a T n n n41)1411(41]141341131919151511[41<+-=+-+++-+-+-=n n n ． 9．【解析】 （1）①当n=1时，a 1+S 1=1 ∴a 1=12②当n 2时，a n =S n -S n-1=（1-a n ）-（1-a n-1）=a n-1-a n ∴a n =12a n-1∴数列{a n }是以a 1=12为首项，公比为12的等比数列；∴a n =12·（12）n-1=（12）n∵b n+1=3b n -2 ∴b n+1-1=3（b n -1）又∵b 1-1=3 ∴{b n -1}是以3为首项，3为公比的等比数列∴b n -1=3n∴b n =3n+1．（2）c n =（12）n ·log 332n-1=（2n-1）·（12）n T n =1×12+3×（12）2+5×（12）3+…+（2n-3）·（12）n-1+（2n-1）·（12）n 12T n =1×（12）2+3×（12）3+5×（12）4+…+（2n-3）·（12）n +（2n-1）·（12）n+1（1-12）T n =1×12+2[（12）2+（12）3+…+（12）n-1 +（12）n ]-（2n-1）·（12）n+1 =12+2×(12)2(1-(12)n-1)1-12-（2n-1）·（12）n+1=12+1-（12）n-1-（2n-1）·（12）n+1=32-4×（12）n+1-（2n-1）·（12）n+1 =32-（2n+3）（12）n+1∴T n =3-2n+32n ． 10．【解析】（Ⅰ）当1n =时，111a S ==，当2n 时，()()2211122n n n n n n n a S S n --+-+=-=-=，∴数列{}n a 的通项公式是n a n =．（Ⅱ）由（Ⅰ）知，()21nnn b n =+-，记数列{}n b 的前2n 项和为2n T ，则()()122222212342n n T n =++++-+-+-+()2212122212n n n n +-=+=+--．∴数列{}n b 的前2n 项和为2122n n ++-．11．【解析】（1）由题意,得∴a n =4n ．∵T n -2b n +3=0,①∴当n=1时,b 1=3,当n ≥2时,T n-1-2b n-1+3=0,②；①-②,得b n =2b n-1,（n ≥2）,数列{b n }为等比数列,∴b n =3·2n-1． （2）c n =当n 为偶数时,P n =（a 1+a 3+…+a n-1）+（b 2+b 4+…+b n ）=+=2n+1+n 2-2．当n 为奇数时,法一 n-1为偶数,P n =P n-1+c n =2（n-1）+1+（n-1）2-2+4n=2n+n 2+2n-1．法二 P n =（a 1+a 3+…+a n-2+a n ）+（b 2+b 4+…+b n-1）=+=2n+n 2+2n-1．∴P n =．。

城东蜊市阳光实验学校一．课题：数列求和二．教学目的：1．纯熟掌握等差数列与等比数列的求和公式；2．能运用倒序相加、错位相减、拆项相消等重要的数学方法进展求和运算；3．熟记一些常用的数列的和的公式．三．教学重点：特殊数列求和的方法．四．教学过程：〔一〕主要知识：1．等差数列与等比数列的求和公式的应用；2．倒序相加、错位相减，分组求和、拆项求和等求和方法；〔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．求以下数列的前n项和n S：〔1〕5，55，555，5555，…，5(101)9n-，…；〔2〕1111,,,,,132435(2)n n⨯⨯⨯+；〔3〕na =；〔4〕23,2,3,,,na a a na；〔5〕13,24,35,,(2),n n⨯⨯⨯+；〔6〕2222sin1sin2sin3sin89++++．解：〔1〕555555555nnS=++++个5(999999999)9n=++++个235505[10101010](101)9819n n n n =++++-=--． 〔2〕∵1111()(2)22n n n n =-++，∴11111111[(1)()()()]2324352nS n n =-+-+-++-+1111(1)2212n n =+--++． 〔3〕∵na===∴11nS n =++++1)(1n =-++++1=-． 〔4〕2323n n S a a a na =++++，当1a =时，123n S =+++ (1)2n n n ++=， 当1a≠时，2323n S a a a =+++…n na +，23423n aS a a a =+++…1n na ++，两式相减得23(1)na S a a a -=+++ (1)1(1)1n n n n a a a nana a++-+-=--，∴212(1)(1)n n n na n a a S a ++-++=-．〔5〕∵2(2)2n n n n +=+，∴原式222(123=+++…2)2(123n ++⨯+++…)n +(1)(27)6n n n ++=．〔6〕设2222sin 1sin 2sin 3sin 89S =++++， 又∵2222sin 89sin 88sin 87sin 1S =++++，∴289S=，892S =． 例2．数列{}n a 的通项65()2()n n n n a n -⎧=⎨⎩为奇数为偶数，求其前n 项和n S ．解：奇数项组成以11a =为首项，公差为12的等差数列，偶数项组成以24a =为首项，公比为4的等比数列；当n 为奇数时，奇数项有12n +项，偶数项有12n -项， ∴1121(165)4(14)(1)(32)4(21)221423n n n n n n n S --++--+--=+=+-， 当n 为偶数时，奇数项和偶数项分别有2n项，∴2(165)4(14)(32)4(21)221423n n n n n n n S +----=+=+-， 所以，1(1)(32)4(21)()23(32)4(21)()23n n nn n n S n n n -⎧+--+⎪⎪=⎨--⎪+⎪⎩为奇数为偶数．例3．〔高考A 方案智能训练14题〕数列{}n a 的前n 项和2()n nS p p R =+∈，数列{}n b 满足2log n n b a =，假设{}n a 是等比数列，〔1〕求p 的值及通项n a ；〔2〕求和222123()()()n T b b b =-+…12*(1)()()n n b n N -+-∈．〔解答见教师用书127页〕 〔四〕稳固练习：设数列11,(12),,(122),n -++++的前n 项和为n S ，那么n S 等于〔〕五．课后作业：高考A 方案考点22，智能训练2，4，5，12，15，16．。

专题6.4 数列求和【基础巩固】一、填空题1．数列112，314，518，7116，…，(2n －1)＋12n ，…的前n 项和S n ＝________.【答案】n 2＋1－12n【解析】该数列的通项公式为a n ＝(2n －1)＋12n ，则S n ＝[1＋3＋5＋…＋(2n －1)]＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋122＋…＋12n ＝n 2＋1－12n. 2．(·南通调研)若等差数列{a n }的前n 项和为S n ，a 4＝4，S 4＝10，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n ＋1的前2 017项和为________． 【答案】2 0172 0183．数列{a n }的通项公式为a n ＝(－1)n －1·(4n －3)，则它的前100项之和S 100＝________.【答案】－200【解析】S 100＝(4×1－3)－(4×2－3)＋(4×3－3)－…－(4×100－3)＝4×[(1－2)＋(3－4)＋…＋(99－100)]＝4×(－50)＝－200.4．(·江西高安中学等九校联考)已知数列5,6,1，－5，…，该数列的特点是从第二项起，每一项都等于它的前后两项之和，则这个数列的前16项之和S 16＝________. 【答案】7【解析】根据题意这个数列的前7项分别为5,6,1，－5，－6，－1,5,6，发现从第7项起，数字重复出现，所以此数列为周期数列，且周期为6，前6项和为5＋6＋1＋(－5)＋(－6)＋(－1)＝0.又因为16＝2×6＋4，所以这个数列的前16项之和S 16＝2×0＋7＝7.5．(·泰州模拟)数列{a n }满足a n ＋a n ＋1＝12(n ∈N *)，且a 1＝1，S n 是数列{a n }的前n 项和，则S 21＝________. 【答案】6【解析】由a n ＋a n ＋1＝12＝a n ＋1＋a n ＋2，∴a n ＋2＝a n ，则a 1＝a 3＝a 5＝…＝a 21，a 2＝a 4＝a 6＝…＝a 20， ∴S 21＝a 1＋(a 2＋a 3)＋(a 4＋a 5)＋…＋(a 20＋a 21) ＝1＋10×12＝6.6．(·南通、扬州、泰州三市调研)设数列{a n }满足a 1＝1，(1－a n ＋1)(1＋a n )＝1(n ∈N *)，则∑100k ＝1 (a k a k ＋1)的值为________． 【答案】1001017．在等差数列{a n }中，a 1>0，a 10·a 11<0，若此数列的前10项和S 10＝36，前18项和S 18＝12，则数列{|a n |}的前18项和T 18的值是________． 【答案】60【解析】由a 1>0，a 10·a 11<0可知d <0，a 10>0，a 11<0， ∴T 18＝a 1＋…＋a 10－a 11－…－a 18 ＝S 10－(S 18－S 10)＝60.8．(·镇江期末)已知数列{a n }中，a n ＝－4n ＋5，等比数列{b n }的公比q 满足q ＝a n －a n －1(n ≥2)且b 1＝a 2，则|b 1|＋|b 2|＋|b 3|＋…＋|b n |＝________. 【答案】4n－1【解析】由已知得b 1＝a 2＝－3，q ＝－4，∴b n ＝(－3)×(－4)n －1，∴|b n |＝3×4n －1，即{|b n |}是以3为首项，4为公比的等比数列，∴|b 1|＋|b 2|＋…＋|b n |＝31－4n1－4＝4n－1.二、解答题9．已知{a n }是等差数列，{b n }是等比数列，且b 2＝3，b 3＝9，a 1＝b 1，a 14＝b 4. (1)求{a n }的通项公式；(2)设c n ＝a n ＋b n ，求数列{c n }的前n 项和．10．(·苏北四市调研)已知各项均为正数的数列{a n }的首项a 1＝1，S n 是数列{a n }的前n 项和，且满足：a n S n ＋1－a n ＋1S n ＋a n －a n ＋1＝λa n a n ＋1(λ≠0，n ∈N *)． (1)若a 1，a 2，a 3成等比数列，求实数λ的值； (2)若λ＝12，求S n .解 (1)令n ＝1，a 1S 2－a 2S 1＋a 1－a 2＝λa 1a 2，解得a 2＝21＋λ. 令n ＝2，a 2S 3－a 3S 2＋a 2－a 3＝λa 2a 3，解得a 3＝2λ＋4λ＋12λ＋1.由a 22＝a 1a 3得⎝⎛⎭⎪⎫21＋λ2＝2λ＋4λ＋12λ＋1， 因为λ≠0，所以λ＝1.(2)当λ＝12时，a n S n ＋1－a n ＋1S n ＋a n －a n ＋1＝12a n a n ＋1，所以S n ＋1a n ＋1－S n a n ＋1a n ＋1－1a n ＝12，即S n ＋1＋1a n ＋1－S n ＋1a n ＝12， 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n ＋1a n 是以2为首项，12为公差的等差数列，所以S n ＋1a n ＝2＋(n －1)·12， 即S n ＋1＝n ＋32a n ，①当n ≥2时，S n －1＋1＝n ＋22a n －1，②由①－②得a n ＝n ＋32a n －n ＋22a n －1，即(n ＋1)a n ＝(n ＋2)a n－1，所以a n n ＋2＝a n －1n ＋1(n ≥2)，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n ＋2是首项为13的常数列，所以a n ＝13(n ＋2)． 代入①得S n ＝n ＋32a n －1＝n 2＋5n 6.【能力提升】11．(·长治联考)设等差数列{a n }的公差是d ，其前n 项和是S n ，若a 1＝d ＝1，则S n ＋8a n的最小值是________． 【答案】92【解析】a n ＝1＋(n －1)＝n ，S n ＝n 1＋n2，∴S n ＋8a n＝n 1＋n2＋8n＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋16n ＋1≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n ·16n ＋1＝92，当且仅当n ＝4时，取等号． ∴S n ＋8a n 的最小值是92. 12．(·盐城中学模拟)在数列{a n }中，a n ＋1＋(－1)na n ＝2n －1，则数列{a n }的前12项和为________． 【答案】7813．(·南京、盐城模拟)已知函数f (x )＝⎩⎨⎧1－x －12，0≤x <2，f x －2，x ≥2，若对于正数k n (n ∈N*)，直线y＝k n x与函数y＝f(x)的图象恰有(2n＋1)个不同交点，则数列{k2n}的前n项和为________．【答案】n4n＋4【解析】函数f(x)的图象是一系列半径为1的半圆，因为直线y＝k n x与f(x)的图象恰有(2n＋1)个不同交点，所以直线y＝k n x与第(n＋1)个半圆相切，则2n＋1k n1＋k2n＝1，化简得k2n＝14n n＋1＝14⎝⎛⎭⎪⎫1n－1n＋1，则k21＋k22＋…＋k2n＝14⎝⎛⎭⎪⎫1－12＋12－13＋…＋1n－1n＋1＝14⎝⎛⎭⎪⎫1－1n＋1＝n4n＋4.14．(·苏、锡、常、镇四市调研)正项数列a1，a2，…，a m(m≥4，m∈N*)，满足a1，a2，a3，…，a k－1，a k(k<m，k∈N*)是公差为d的等差数列，a1，a m，a m－1，…，a k＋1，a k是公比为2的等比数列．(1)若a1＝d＝2，k＝8，求数列a1，a2，…，a m的所有项的和S m；(2)若a1＝d＝2，m<2 016，求m的最大值；(3)是否存在正整数k，满足a1＋a2＋…＋a k－1＋a k＝3(a k＋1＋a k＋2＋…＋a m－1＋a m)？若存在，求出k的值；若不存在，请说明理由．又a1，a m，a m－1，…，a k＋1，a k是公比为2的等比数列，则a k＝a1·2m＋1－k，故a1＋(k－1)d＝a1·2m＋1－k，即(k－1)d＝a1(2m＋1－k－1)．又a 1＋a 2＋…＋a k －1＋a k ＝3(a k ＋1＋a k ＋2＋…＋a m －1＋a m )，a m ＝2a 1， 则ka 1＋12k (k －1)d ＝3×2a 1×1－2m －k1－2，即ka 1＋12ka 1(2m ＋1－k －1)＝3×2a 1(2m －k－1)，则12k ·2m ＋1－k ＋12k ＝6(2m －k －1)， 即k ·2m ＋1－k＋k ＝6×2m ＋1－k－12，显然k ≠6，则2m ＋1－k＝k ＋126－k ＝－1＋186－k，。

高考数学第一轮复习第三章 数列第五课时数列求和教案教学目的：掌握常见的数列求和方法，并能够应用这些方法解决一些简单的求和问题． 教学重点：常用的数列求和方法。

教学难点：数列求和方法的探寻。

考点分析及学法指导：数列求和主要分为等差、等比数列求和及一些特殊的非等差、等比数列求和．它往往是数列知识的综合体现，求和题在试题中更为常见，它常用来考查分析问题和解决问题的能力．要注意一些常用方法的使用。

教学过程：一、基础知识讲解：数列的求和有以下几种常用方法：1．公式法：除熟记等差(比)数列的前n 项和公式外，还需掌握一些常见的数列的前n 项的和：（1）)1(21321+=++++n n n Λ （2）2)12(7531n n =-+++++Λ （3）)12)(1(613212222++=++++n n n n Λ （4）⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=++++)1(213213333n n n Λ2．分组求和法有一类数列，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，即能分别求和，然后再合并．3．错位相减法：适用于{n a n b }的前n 项和，其中{}n a 是等差数列， {}n b 是等比数列； 4．裂项法：求{}n a 的前n 项和时，若能将n a 拆分为n a =n b －1+n b ，则111+=-=∑n nk kb b a5．倒序相加法 二、例题分析：（一）基础知识扫描1．已知等差数列 {}n a 满足1a +2a +3a +…+101a ＝0，则有( )A. 1a +101a ＞0B. 2a +100a ＜0C. 3a +99a =0D.5151=a2．数列1，211+，3211++，…，n +++Λ211的前n 项和为( ) A.122+n n B. 12+n n C.12++n n D. 1+n n 3．数列{}n a 的通项公式为n a 14-=n ，令na a ab nn +++=Λ21，则数列{}n b 的前n 项和为( )A.2n B ．)2(+n n C ．)1(+n n D ．)12(+n n 4．若数列{}n a 的通项公式为nn na 2=，则前n 项和为( ) A.n n S 211-= B.n n n n S 22121--=- C.⎪⎭⎫⎝⎛-=nn n S 211 D. nn n n S 22121+-=- 5．数列211，413，815，1617，…，前n 项和n S ＝ 。

第五节数列求和课程标准1.熟练掌握等差、等比数列的前n项和公式.2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常见方法.考情分析考点考法:高考命题常以等差、等比数列为载体,考查裂项相消、错位相减求和等数列求和方法,涉及奇偶项的求和问题是高考的热点,常以解答题的形式出现.核心素养:数学建模、数学运算、逻辑推理.【核心考点·分类突破】考点一分组、并项、倒序相加求和[例1](1)数列112,214,318,…的前n项和为S n=()A.2-1B.(r1)2+2nC.(r1)2-12+1D.2-1【解析】选C.数列112,214,318,...的前n项和为S n=(1+2+3+...+n)+(12+14+18+ (12)=(r1)2+12(1-12)1-12=(r1)2-12+1.(2)设f(x)=21+2,则f(12024)+f(12023)+…+f(1)+f(2)+…+f(2024)=________.【解析】因为f(x)=21+2,所以f(x)+f(1)=1.令S=f(12024)+f(12023)+…+f(1)+f(2)+…+f(2024),①则S=f(2024)+f(2023)+…+f(1)+f(12)+…+f(12024),②所以2S=4047,所以S=40472.答案:40472(3)(2023·深圳模拟)已知公差为2的等差数列的前n项和为S n,且满足S2=a3.①若a1,a3,a m成等比数列,求m的值;②设b n=a n-2,求数列的前n项和T n.【解析】①由题意知数列是公差为2的等差数列,设公差为d,则d=2,又因为S2=a3,所以a1+a2=a3,即2a1+d=a1+2d,得a1=d=2,所以a n=a1+(n-1)d=2n(n∈N*).又因为a1,a3,a m成等比数列,即32=a1a m,所以36=2×2m,得m=9.②因为b n=a n-2=2n-4n,所以T n=(2×1-41)+(2×2-42)+…+(2×n-4n)=2×(1+2+…+n)-(41+42+…+4n)=2×(r1)2-4×(1-4)1-4=n(n+1)-43×(4n-1)=n2+n+43-4r13.【解题技法】分组转化与并项求和法(1)数列的项可以拆分成两类特殊数列,分别对这两类数列求和,再合并后即为原来的数列的前n项和;(2)数列的项具有一定的周期性,相邻两项或多项的和是一个有规律的常数,可以将数列分成若干组求和.【对点训练】1.已知数列的通项公式为a n=n cos(n-1)π,S n为数列的前n项和,则S2023=()A.1009B.1010C.1011D.1012【解题提示】将a n=n cos(n-1)π化为a n=n×-1-1,利用并项法求和.【解析】选D.因为当n为奇数时cos(n-1)π=1,当n为偶数时cos(n-1)π=-1,所以cos(n-1)π=-1-1,所以a n=n cos(n-1)π=n×-1-1.S2023=(1-2)+(3-4)+…+(2021-2022)+2023=-1011+2023=1012.2.设f(x)=44+2,若S=f(12024)+f(22024)+…+f(20232024),则S=________.【解析】因为f(x)=44+2,所以f(1-x)=41-41-+2=22+4,所以f(x)+f(1-x)=44+2+22+4=1.S=f(12024)+f(22024)+…+f(20232024),①S=f(20232024)+f(20222024)+…+f(12024),②①+②,得2S=[f(12024)+f(20232024)]+[f(22024)+f(20222024)]+…+[f(20232024)+f(12024)]=2023,所以S=20232.答案:202323.已知是公差d≠0的等差数列,其中a2,a6,a22成等比数列,13是a4和a6的等差中项;数列是公比q为正数的等比数列,且b3=a2,b5=a6.(1)求数列和的通项公式;(2)令c n=a n+b n,求数列的前n项和T n.【解析】(1)因为a2,a6,a22成等比数列,所以62=a2a22,即(1+5)2=(a1+d)(a1+21d)①.因为13是a4和a6的等差中项,所以a4+a6=26,即(a1+3d)+(a1+5d)=26②,由①②可得:a1=1,d=3,所以a n=1+(n-1)×3=3n-2,从而b3=a2=4,b5=a6=16.因为数列是公比q为正数的等比数列,所以b5=b3q2,即16=4q2,所以q=2,从而b n=b3q n-3=2n-1.(2)由于b n=2n-1,所以b1=1.因为c n=a n+b n,所以T n=c1+c2+…+c n=(a1+b1)+(a2+b2)+…+(a n+b n)=(a1+a2+…+a n)+(b1+b2+…+b n)=+(-1)2×3+1-21-2=2n+32n2-12n-1.考点二裂项相消法求和[例2](1)已知函数f(x)=x a的图象过点(4,2),令a n=1(r1)+(),n∈N*.记数列{a n}的前n项和为S n,则S2025=________.【解析】由f(4)=2可得4a=2,解得a=12,则f(x)=12,所以a n=1(r1)+()==+1-,S2025=a1+a2+a3+…+a2025=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+(2025-2024)+(2026-2025)=2026-1.答案:2026-1(2)已知数列的各项均为正数,S n是其前n项的和.若S n>1,且6S n=2+3a n+ 2(n∈N*).①求数列的通项公式;②设b n=1r1,求数列的前n项和T n.【解析】①因为6S n=2+3a n+2,(i)n=1时,6S1=6a1=12+3a1+2,即12-3a1+2=0,解得a1=2或a1=1,因为S n>1,所以a1=2;(ii)n≥2时,由6S n=2+3a n+2,有6S n-1=-12+3a n-1+2,两式相减得6(S n-S n-1)=2--12+3a n-3a n-1,所以6a n=2--12+3a n-3a n-1,所以2--12-3a n-3a n-1=0,所以(a n+a n-1)(a n-a n-1)-3(a n+a n-1)=0,所以(a n+a n-1)(a n-a n-1-3)=0.因为数列的各项均为正数,所以a n+a n-1≠0,所以a n-a n-1-3=0,即a n-a n-1=3,综上所述,是首项a1=2,公差d=3的等差数列,所以a n=a1+(n-1)d=2+(n-1)×3=3n-1,所以数列的通项公式为a n=3n-1.②由①知a n=3n-1,所以a n+1=3(n+1)-1=3n+2,所以b n=1r1=1(3-1)(3r2)=13×(3r2)-(3-1)(3-1)(3r2)=13×(13-1-13r2),所以T n=13×(12-15)+13×(15-18)+13×(18-111)+…+13×(13-1-13r2)=13×(12-15+15-18+18-111+…+13-1-13r2)=13×(12-13r2)=13×3r2-22(3r2)=6r4,所以数列的前n项和T n=6r4.【解题技法】破解裂项相消求和的关键点(1)定通项:根据已知条件求出数列的通项公式.(2)巧裂项:根据通项公式的特征进行准确裂项,把数列的每一项,表示为两项之差的形式.(3)消项求和:通过累加抵消掉中间的项,达到消项的目的,准确求和.(4)常见的裂项结论:①设等差数列的各项不为零,公差为d(d≠0),则1r1=1(1-1r1);②142-1=12(12-1-12r1);③1(r1)(r2)=12(r1)(1-1r2)=12[1(r1)-1(r1)(r2)];④242-1=14(42-1)+1442-1=14+18(12-1-12r1);⑤a n=2(2+)(2r1+)=12+-12r1+;⑥a n=r12(r2)2=14[12-1(r2)2].提醒:要注意正负相消时,可以通过写出前几项观察消去规律的方法,确定消去了哪些项,保留了哪些项,不可漏写未被消去的项.【对点训练】1.{a n }是等比数列,a 2=12,a 5=116,b n =r1(+1)(r1+1),则数列{b n }的前n 项和为()A .2-12(2+1)B .2-12+1C .12+1D .2-12+2【解析】选A .a 5=a 2·q 3,所以q 3=18,所以q =12,a 1=1,所以a n =(12)n -1.b n =(12)[(12)-1+1][(12)+1]=1(12)+1-1(12)-1+1,所以b 1+b 2+b 3+…+b n =[1(12)1+1-1(12)0+1]+[1(12)2+1-1(12)1+1]+[1(12)3+1-1(12)2+1]+…+[1(12)+1-1(12)-1+1]=1(12)+1-12=2-12(2+1).2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2=8,S n =r12-n -1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)n 项和T n .【解析】(1)因为a 2=8,S n =r12-n -1,所以a 1=S 1=22-2=2.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=r12-n -1-(2-n ),即a n +1=3a n +2.又a 2=8=3a 1+2,所以a n +1=3a n +2,n ∈N *,所以a n +1+1=3(a n +1),所以数列{a n +1}是等比数列,且首项为a 1+1=3,公比为3,所以a n +1=3×3n -1=3n ,所以a n =3n -1.(2)因为2×3=2×3(3-1)(3r1-1)=13-1-13r1-1,r1n 项和T n =(13-1-132-1)+(132-1-133-1)+…+(13-1-13r1-1)=12-13r1-1.考点三错位相减法求和[例3]已知数列中,a 1=8,且满足a n +1=5a n -2·3n .(1)证明:数列-3为等比数列,并求数列的通项公式;(2)若b n =n (a n -3n ),求数列的前n 项和S n .【解析】(1)因为a n +1=5a n -2·3n ,所以a n +1-3n +1=5a n -5·3n =5(a n -3n ),所以数列-3是以a 1-31=5为首项,以5为公比的等比数列,所以a n -3n =5×5n -1=5n ,所以a n =3n +5n .(2)因为a n =3n +5n ,所以b n =n (a n -3n )=n ×5n ,所以S n =b 1+b 2+b 3+…+b n ,即S n =1×51+2×52+3×53+…+n ×5n ①,所以5S n =1×52+2×53+3×54+…+n ×5n +1②,由①-②得:-4S n =1×51+1×52+1×53+…+1×5n -n ×5n +1,-4S n =5(1-5)1-5-n ×5n +1,化简得:S n =5+(4-1)×5r116.【解题技法】错位相减法求和的解题策略(1)巧分拆,即将数列的通项公式分拆为等差数列与等比数列积的形式,并求出公差和公比.(2)构差式,即写出S n的表达式,再乘公比或除以公比,然后将两式相减.(3)后求和,根据差式的特征准确进行求和.提醒:错位相减法求和的注意点①在写出“S n”与“qS n”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便于下一步准确地写出“S n-qS n”的表达式.②应用等比数列求和公式必须注意公比q是否等于1,如果q=1,应用公式S n=na1.【对点训练】已知数列的前n项和为S n=3n2+8n-6,是等差数列,且a n=b n+b n+1(n≥2).(1)求数列和的通项公式;(2)令c n=b n·2n+2n+1,求数列的前n项和T n.【解析】(1)S n=3n2+8n-6,所以n≥2时,S n-1=3(n-1)2+8(n-1)-6,所以a n=S n-S n-1=6n+5.n=1时,a1=S1=5,不满足a n=6n+5,所以a n=5(=1)6+5(≥2);设的公差为d,a n=b n+b n+1(n≥2),所以a n-1=b n-1+b n(n≥3),所以a n-a n-1=b n+1-b n-1,所以2d=6,所以d=3.因为a2=b2+b3,所以17=2b2+3,所以b2=7⇒b1=4,所以b n=3n+1;(2)c n=3(n+1)2n,所以T n=3×2+3×22+…+(+1)2①,所以2T n=32×22+3×23+…+(+1)2r1②,①-②得,-T n=3[2×2+22+23+…+2n-(n+1)2n+1]+1)2r1=-3n·2n+1,所以T n=3n·2n+1,所以数列的前n项和T n=3n·2n+1.。

高考数列求和教案教案标题：高考数列求和教案教学目标：1. 理解数列的概念和性质；2. 掌握常见数列的通项公式和求和公式；3. 能够应用数列求和的知识解决高考数学题目。

教学重点：1. 数列的概念和性质；2. 常见数列的通项公式和求和公式；3. 数列求和在高考数学中的应用。

教学难点：1. 掌握数列求和的方法和技巧；2. 运用数列求和解决高考数学题目。

教学准备：1. 教师准备：投影仪、教学PPT、白板、黑板、教材、练习题等；2. 学生准备：教材、作业本、练习题等。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用教学PPT或白板，回顾数列的概念和常见数列的例子，引起学生对数列求和的兴趣；2. 提出高考数列求和的重要性和应用，激发学生学习的积极性。

二、知识讲解（15分钟）1. 介绍常见数列的通项公式和求和公式，如等差数列、等比数列等；2. 解释数列求和的基本思路和方法，引导学生理解数列求和的意义；3. 通过具体的例子，讲解数列求和的步骤和技巧。

三、示范演练（20分钟）1. 在黑板或教学PPT上呈现一些高考数列求和的题目，逐步引导学生解题思路；2. 选择一些典型的题目进行详细讲解，包括求等差数列和等比数列的前n项和、求等差数列和等比数列的无穷项和等；3. 鼓励学生积极参与，提出解题思路和方法。

四、合作探究（15分钟）1. 将学生分成小组，让他们合作解决一些数列求和的问题；2. 每个小组选择一个代表，向全班展示他们的解题思路和答案；3. 教师引导学生互相讨论，分享解题方法和答案，共同提高。

五、巩固练习（15分钟）1. 发放练习题给学生，让他们独立完成；2. 教师巡回指导，解答学生疑问，纠正错误；3. 收集学生的练习题，进行批改和评价。

六、拓展延伸（10分钟）1. 提出一些高考数列求和的拓展问题，鼓励学生进行思考和探究；2. 引导学生应用数列求和解决实际问题，培养他们的应用能力。

七、总结归纳（5分钟）1. 教师对本节课的重点知识进行总结归纳；2. 强调数列求和在高考数学中的重要性和应用；3. 鼓励学生进行自主学习和练习。

6.4 数列求和典例精析题型一 错位相减法求和【例1】求和：Sn ＝1a ＋2a2＋3a3＋…＋n an . 【解析】(1)a ＝1时，Sn ＝1＋2＋3＋…＋n ＝n(n ＋1)2. (2)a≠1时，因为a≠0，Sn ＝1a ＋2a2＋3a3＋…＋n an，① 1a Sn ＝1a2＋2a3＋…＋n －1an ＋n an ＋1.② 由①－②得(1－1a )Sn ＝1a ＋1a2＋…＋1an －n an ＋1＝1a (1－1an )1－1a－n an ＋1，所以Sn ＝a(an －1)－n(a －1)an(a －1)2. 综上所述，Sn ＝⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠----=+).1()1()1()1(),1(2)1(2a a a a n a a a n n n n【点拨】(1)若数列{an}是等差数列，{bn}是等比数列，则求数列{an ·bn}的前n 项和时，可采用错位相减法；(2)当等比数列公比为字母时，应对字母是否为1进行讨论；(3)当将Sn 与qSn 相减合并同类项时，注意错位及未合并项的正负号.【变式训练1】数列{2n －32n －3}的前n 项和为( ) A.4－2n －12n －1 B.4＋2n －72n －2 C.8－2n ＋12n －3 D.6－3n ＋22n －1【解析】取n ＝1，2n －32n －3＝－4.故选C. 题型二 分组并项求和法【例2】求和Sn ＝1＋(1＋12)＋(1＋12＋14)＋…＋(1＋12＋14＋…＋12n －1).【解析】和式中第k 项为ak ＝1＋12＋14＋…＋12k －1＝1－(12)k 1－12＝2(1－12k ). 所以Sn ＝2[(1－12)＋(1－122)＋…＋(1－12n)]＝])111([2 个n +⋯++－(12＋122＋…＋12n )] ＝2[n －12(1－12n )1－12]＝2[n －(1－12n )]＝2n －2＋12n －1. 【变式训练2】数列1, 1＋2, 1＋2＋22，1＋2＋22＋23，…，1＋2＋22＋…＋2n －1，…的前n 项和为( )A.2n －1B.n ·2n －nC.2n ＋1－nD.2n ＋1－n －2【解析】an ＝1＋2＋22＋…＋2n －1＝2n －1，Sn ＝(21－1)＋(22－1)＋…＋(2n －1)＝2n ＋1－n －2.故选D.题型三 裂项相消法求和【例3】数列{an}满足a1＝8，a4＝2，且an ＋2－2an ＋1＋an ＝0 (n ∈N*).(1)求数列{an}的通项公式；(2)设bn ＝1n(14－an)(n ∈N*)，Tn ＝b1＋b2＋…＋bn(n ∈N*)，若对任意非零自然数n ，Tn ＞m 32恒成立，求m 的最大整数值.【解析】(1)由an ＋2－2a n ＋1＋an ＝0，得an ＋2－an ＋1＝an ＋1－an ，从而可知数列{an}为等差数列，设其公差为d ，则d ＝a4－a14－1＝－2， 所以an ＝8＋(n －1)×(－2)＝10－2n.(2)bn ＝1n(14－an)＝12n(n ＋2)＝14(1n －1n ＋2)， 所以Tn ＝b1＋b2＋…＋bn ＝14[(11－13)＋(12－14)＋…＋(1n －1n ＋2)] ＝14(1＋12－1n ＋1－1n ＋2)＝38－14(n ＋1)－14(n ＋2)＞m 32， 上式对一切n ∈N*恒成立.所以m ＜12－8n ＋1－8n ＋2对一切n ∈N*恒成立. 对n ∈N*，(12－8n ＋1－8n ＋2)min ＝12－81＋1－81＋2＝163， 所以m ＜163，故m 的最大整数值为5. 【点拨】(1)若数列{an}的通项能转化为f(n ＋1)－f(n)的形式，常采用裂项相消法求和.(2)使用裂项相消法求和时，要注意正负项相消时，消去了哪些项，保留了哪些项.【变式训练3】已知数列{an}，{bn}的前n 项和为An ，Bn ，记cn ＝anBn ＋bnAn －anbn(n ∈N*)，则数列{cn}的前10项和为( ) A.A10＋B10 B.A10＋B102 C.A10B10 D.A10B10【解析】n ＝1，c1＝A1B1；n≥2，cn ＝AnBn －An －1Bn －1，即可推出{cn}的前10项和为A10B10，故选C.总结提高1.常用的基本求和法均对应数列通项的特殊结构特征，分析数列通项公式的特征联想相应的求和方法既是根本，也是关键.2.数列求和实质就是求数列{Sn}的通项公式，它几乎涵盖了数列中所有的思想策略、方法和技巧，对学生的知识和思维有很高的要求，应充分重视并系统训练.。

第4讲 数列求和一、知识梳理1．基本数列求和方法 (1)等差数列求和公式：S n ＝n （a 1＋a n ）2＝na 1＋n （n －1）2d ．(2)等比数列求和公式：S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧na 1，q ＝1，a 1－a n q 1－q ＝a 1（1－q n ）1－q ，q ≠1.2．数列求和的几种常用方法 (1)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项，使其转化为几个等差、等比数列，再求解．(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，从而求得其和．(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，这个数列的前n 项和可用错位相减法求解．(4)倒序相加法如果一个数列{a n }的前n 项中与首末两端等“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．常用结论1．一些常见数列的前n 项和公式(1)1＋2＋3＋4＋…＋n ＝n （n ＋1）2.(2)1＋3＋5＋7＋…＋(2n －1)＝n 2. (3)2＋4＋6＋8＋…＋2n ＝n 2＋n . 2．常用的裂项公式 (1)1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1.(2)1（2n －1）（2n ＋1）＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1. (3)1n ＋n ＋1＝n ＋1－n .二、习题改编1．(必修5P47B 组T4改编)在数列{a n }中，a n ＝1n （n ＋1），则数列{a n }的前n 项和S n ＝ ．解析：a n ＝1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1，S n ＝1－12＋12－13＋…＋1n －1n ＋1＝1－1n ＋1＝nn ＋1. 答案：nn ＋12．(必修5P61A 组T4改编)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 ＝n （n ＋1）2＋1－12n .答案：n （n ＋1）2＋1－12n一、思考辨析判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)当n ≥2时，1n 2－1＝1n －1－1n ＋1.( )(2)利用倒序相加法可求得sin 21°＋sin 22°＋sin 23°＋…＋sin 288°＋sin 289°＝44.5.( )(3)若S n ＝a ＋2a 2＋3a 3＋…＋na n，当a ≠0，且a ≠1时，求S n的值可用错位相减法求得．( )答案：(1)× (2)√ (3)√ 二、易错纠偏常见误区(1)并项求和时不能准确分组；(2)用错位相减法求和时易出现符号错误，不能准确“错项对齐”．1．数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S n ＝1－2＋3－4＋…＋(－1)n －1·n ，则S 17＝( )A ．9B ．8C ．17D ．16解析：选A.S 17＝1－2＋3－4＋5－6＋…＋15－16＋17＝1＋(－2＋3)＋(－4＋5)＋(－6＋7)＋…＋(－14＋15)＋(－16＋17)＝1＋1＋1＋…＋1＝9.2．已知数列{a n }的前n 项和为S n 且a n ＝n ·2n，则S n ＝ ．解析：S n ＝1×2＋2×22＋3×23＋…＋n ×2n，① 所以2S n ＝1×22＋2×23＋3×24＋…＋n ×2n ＋1，②①－②得－S n ＝2＋22＋23＋…＋2n －n ×2n ＋1＝2×（1－2n）1－2－n ×2n ＋1，所以S n ＝(n －1)2n ＋1＋2.答案：(n －1)2n ＋1＋2分组转化法求和(师生共研)已知数列{a n }的前n 项和S n ＝n 2＋n2，n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2an ＋(－1)na 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＋n 2－（n －1）2＋（n －1）2＝n .a 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)nn . 记数列{b n }的前2n 项和为T 2n ，则T 2n ＝(21＋22＋ (22))＋(－1＋2－3＋4－…＋2n )． 记A ＝21＋22＋ (22)，B ＝－1＋2－3＋4－…＋2n ， 则A ＝2（1－22n）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.分组转化法求和的常见类型(1)若a n ＝b n ±c n ，且{b n }，{c n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求{a n }的前n 项和．(2)通项公式为a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧b n ，n 为奇数，c n ，n 为偶数的数列，其中数列{b n }，{c n }是等比数列或等差数列，可采用分组转化法求和．1．(2020·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×（1－210）1－2＋10×1＋10×92×2＝1 123.选C.2．(2020·吉林长春质量监测(二))各项均为整数的等差数列{a n }，其前n 项和为S n ，a 1＝－1，a 2，a 3，S 4＋1成等比数列．(1)求{a n }的通项公式；(2)求数列{(－1)n·a n }的前2n 项和T 2n . 解：(1)设等差数列{a n }的公差为d ， 因为a 1＝－1，a 2，a 3，S 4＋1成等比数列， 所以a 23＝a 2·(S 4＋1)，即(－1＋2d )2＝(－1＋d )(－3＋6d )，解得d ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＝12舍去，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －3. (2)由(1)可知a n －a n －1＝2(n ≥2)，所以T 2n ＝(－a 1＋a 2)＋(－a 3＋a 4)＋…＋(－a 2n －1＋a 2n )＝2n . 错位相减法求和(师生共研)(2020·郑州市第二次质量预测)已知数列{a n }中，a 1＝1，a n ＞0，前n 项和为S n ，若a n ＝S n ＋S n －1(n ∈N *，且n ≥2)．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记c n ＝a n ·2a n ，求数列{c n }的前n 项和T n .【解】 (1)在数列{a n }中，a n ＝S n －S n －1(n ≥2) ①，因为a n ＝S n ＋S n －1 ②，且a n ＞0，所以①÷②得S n －S n －1＝1(n ≥2)，所以数列{S n }是以S 1＝a 1＝1为首项，公差为1的等差数列，所以S n ＝1＋(n －1)×1＝n ，所以S n ＝n 2. 当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2－(n －1)2＝2n －1， 当n ＝1时，a 1＝1，也满足上式， 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －1.(2)由(1)知，a n ＝2n －1，所以c n ＝(2n －1)×22n －1，则T n ＝1×2＋3×23＋5×25＋…＋(2n －1)×22n －1，4T n ＝1×23＋3×25＋5×27＋…＋(2n －3)×22n －1＋(2n －1)×22n ＋1，两式相减得，－3T n ＝2＋2(23＋25＋…＋22n －1)－(2n －1)22n ＋1，＝2＋2×8（1－22n －2）1－4－(2n －1)22n ＋1＝－103＋⎝ ⎛⎭⎪⎫53－2n 22n ＋1，所以T n ＝（6n －5）22n ＋1＋109.用错位相减法求和的策略和技巧(1)掌握解题“3步骤” (2)注意解题“3关键”①要善于识别题目类型，特别是等比数列公比为负数的情形． ②在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n －qS n ”的表达式．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．已知{a n }为正项等比数列，a 1＋a 2＝6，a 3＝8.(1)求数列{a n }的通项公式a n ；(2)若b n ＝log 2a n a n，且{b n }的前n 项和为T n ，求T n .解：(1)依题意，设等比数列{a n }的公比为q ，则有⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋a 1q ＝6，a 1q 2＝8，则3q 2－4q －4＝0，而q ＞0，所以q ＝2.于是a 1＝2，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2n.(2)由(1)得b n ＝log 2a n a n ＝n2n ，所以T n ＝12＋222＋323＋…＋n2n ，12T n ＝122＋223＋…＋n －12n ＋n2n ＋1， 两式相减得，12T n ＝12＋122＋123＋…＋12n －n 2n ＋1，所以T n ＝1＋12＋122＋…＋12n －1－n2n＝1－12n －1·121－12－n 2n＝2－n ＋22n.裂项相消法求和(典例迁移)(2020·武汉部分学校调研)已知等差数列{a n }的前三项的和为－9，前三项的积为－15.(1)求等差数列{a n }的通项公式；(2)若{a n }为递减数列，求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n ＋1的前n 项和S n .【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ，依题意知a 2＝－3，a 1＝－3－d ，a 3＝－3＋d ，所以(－3－d )×(－3)×(－3＋d )＝－15，d 2＝4，d ＝±2， 所以a n ＝－2n ＋1或a n ＝2n －7.(2)由题意得a n ＝－2n ＋1，所以1a n a n ＋1＝1（2n －1）（2n ＋1）＝12⎝⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1， 所以S n ＝12⎝⎛⎭⎪⎫1－13＋13－15＋…＋12n －1－12n ＋1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n ＋1＝n2n ＋1.【迁移探究】 (变设问)在本例条件下，若{a n }为递增数列，求数列{|a n |}的前n 项和S n .解：由本例(1)知a n ＝2n －7，所以|a n |＝⎩⎪⎨⎪⎧7－2n ，n ≤32n －7，n ≥4，①n ≤3时，S n ＝－(a 1＋a 2＋…＋a n )＝5＋（7－2n ）2n ＝6n －n 2；②n ≥4时，S n ＝－a 1－a 2－a 3＋a 4＋…＋a n ＝－2(a 1＋a 2＋a 3)＋(a 1＋a 2＋…＋a n )＝18－6n ＋n 2.综上，数列{|a n |}的前n 项和S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧－n 2＋6n ，n ≤3，n 2－6n ＋18，n ≥4.裂项相消法求和的实质和解题关键裂项相消法求和的实质是先将数列中的通项分解，然后重新组合，使之能消去一些项，最终达到求和的目的，其解题的关键就是准确裂项和消项．(1)裂项原则：一般是前边裂几项，后边就裂几项，直到发现被消去项的规律为止．(2)消项规律：消项后前边剩几项，后边就剩几项，前边剩第几项，后边就剩倒数第几项．[注意] 利用裂项相消法求和时，既要注意检验通项公式裂项前后是否等价，又要注意求和时，正负项相消消去了哪些项，保留了哪些项，切不可漏写未被消去的项．1．(2020·湖北八校联考)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 9＝12a 12＋6，a 2＝4，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112B.1011C.910D ．89解析：选B.设等差数列{a n }的公差为d ，由a 9＝12a 12＋6及等差数列的通项公式得a 1＋5d ＝12，又a 2＝4，所以a 1＝2，d ＝2，所以S n ＝n 2＋n ，所以1S n ＝1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1，所以1S 1＋1S 2＋…＋1S 10＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫110－111＝1－111＝1011. 2．(2020·郑州市第一次质量测试)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 2＋a 5＝25，S 5＝55.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设a n b n ＝13n －1，求数列{b n }的前n 项和T n .解：(1)设等差数列{a n }的公差为d ，由题意⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋a 5＝2a 1＋5d ＝25，S 5＝5a 3＝5a 1＋10d ＝55，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝5，d ＝3，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝3n ＋2.(2)由a n b n ＝13n －1，得b n ＝1a n （3n －1）＝1（3n －1）（3n ＋2）＝13⎝⎛⎭⎪⎫13n －1－13n ＋2， T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫12－15＋15－18＋…＋13n －1－13n ＋2 ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13n ＋2 ＝16－19n ＋6＝n 2（3n ＋2）. [基础题组练]1．1－4＋9－16＋…＋(－1)n ＋1n 2等于( )A.n （n ＋1）2B ．－n （n ＋1）2C ．(－1)n ＋1n （n ＋1）2D ．以上答案均不对解析：选C.当n 为偶数时，1－4＋9－16＋…＋(－1)n ＋1n 2＝－3－7－…－(2n －1)＝－n2（3＋2n －1）2＝－n （n ＋1）2；当n 为奇数时，1－4＋9－16＋…＋(－1)n ＋1n 2＝－3－7－…－[2(n －1)－1]＋n 2＝－n －12[3＋2（n －1）－1]2＋n 2＝n （n ＋1）2，综上可得，原式＝(－1)n ＋1n （n ＋1）2.2．在数列{a n }中，a n ＝2n－12n ，若{a n }的前n 项和S n ＝32164，则n ＝( )A ．3B ．4C ．5D ．6解析：选D.由a n ＝2n－12n ＝1－12n 得，S n ＝n －⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋122＋…＋12n ＝n －⎝⎛⎭⎪⎫1－12n ，则S n ＝32164＝n －⎝⎛⎭⎪⎫1－12n ，将各选项中的值代入验证得n ＝6.3．已知函数f (n )＝⎩⎪⎨⎪⎧n 2，当n 为奇数时，－n 2，当n 为偶数时，且a n ＝f (n )＋f (n＋1)，则a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 100等于( )A ．0B ．100C ．－100D ．10 200解析：选B.由题意，得a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 100＝12－22－22＋32＋32－42－42＋52＋…＋992－1002－1002＋1012＝－(1＋2)＋(3＋2)－(4＋3)＋…－(99＋100)＋(101＋100) ＝－(1＋2＋…＋99＋100)＋(2＋3＋…＋100＋101) ＝－50×101＋50×103＝100.4．(2020·江西省五校协作体试题)设S n 是数列{a n }的前n 项和，若a n ＋S n ＝2n，2b n ＝2a n ＋2－a n ＋1，则1b 1＋12b 2＋…＋1100b 100＝( )A.9798 B.9899 C.99100D ．100101解析：选D.因为a n ＋S n ＝2n①，所以a n ＋1＋S n ＋1＝2n ＋1②，②－①得2a n ＋1－a n ＝2n，所以2a n ＋2－a n ＋1＝2n ＋1，又2b n ＝2a n ＋2－a n ＋1＝2n ＋1，所以b n ＝n ＋1，1nb n ＝1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1，则1b 1＋12b 2＋…＋1100b 100＝1－12＋12－13＋…＋1100－1101＝1－1101＝100101，故选D.5．在数列{a n }中，若a n ＋1＋(－1)na n ＝2n －1，则数列{a n }的前12项和等于( )A ．76B ．78C ．80D ．82解析：选B.由已知a n ＋1＋(－1)na n ＝2n －1，得a n ＋2＋(－1)n ＋1·a n＋1＝2n ＋1，得a n ＋2＋a n ＝(－1)n(2n －1)＋(2n ＋1)，取n ＝1，5，9及n ＝2，6，10，结果相加可得S 12＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋…＋a 11＋a 12＝78.故选B.6．等比数列{a n }中，若a 1＝27，a 9＝1243，q >0，S n 是其前n 项和，则S 6＝ ．解析：由a 1＝27，a 9＝1243知，1243＝27·q 8，又由q >0，解得q＝13，所以S 6＝27⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫1361－13＝3649.答案：36497．(2020·九江联考)若{a n }，{b n }满足a n b n ＝1，a n ＝n 2＋3n ＋2，则{b n }的前18项和为 ．解析：因为a n b n ＝1，且a n ＝n 2＋3n ＋2，所以b n ＝1n 2＋3n ＋2＝1（n ＋2）（n ＋1）＝1n ＋1－1n ＋2，所以{b n }的前18项和为12－13＋13－14＋14－15＋…＋119－120＝12－120＝10－120＝920. 答案：9208．已知数列{a n }满足a n ＋1＝12＋a n －a 2n ，且a 1＝12，则该数列的前2 018项的和等于 ．解析：因为a 1＝12，又a n ＋1＝12＋a n －a 2n ，所以a 2＝1，从而a 3＝12，a 4＝1，即得a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧12，n ＝2k －1（k ∈N *），1，n ＝2k （k ∈N *），故数列的前2 018项的和等于S 2 018＝1 009×⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12＝3 0272.答案：3 02729．已知数列{a n }满足a 1＝12，且a n ＋1＝2a n2＋a n .(1)求证：数列{1a n}是等差数列；(2)若b n ＝a n ·a n ＋1，求数列{b n }的前n 项和S n . 解：(1)证明：因为a n ＋1＝2a n 2＋a n ，所以1a n ＋1＝2＋a n2a n ，所以1a n ＋1－1a n ＝12，所以数列{1a n }是首项为2，公差为12的等差数列．(2)由(1)知1a n ＝1a 1＋(n －1)×12＝n ＋32，所以a n ＝2n ＋3，所以b n ＝4（n ＋3）（n ＋4）＝4×(1n ＋3－1n ＋4)，S n ＝4×[(14－15)＋(15－16)＋…＋(1n ＋3－1n ＋4)]＝4×(14－1n ＋4)＝nn ＋4. 10．(2020·广州市综合检测(一))已知{a n }是等差数列，且lga 1＝0，lg a 4＝1.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)若a 1，a k ，a 6是等比数列{b n }的前3项，求k 的值及数列{a n＋b n }的前n 项和．解：(1)因为lg a 1＝0，lg a 4＝1， 所以a 1＝1，a 4＝10.设等差数列{a n }的公差为d ， 则d ＝a 4－a 14－1＝3.所以a n ＝a 1＋3(n －1)＝3n －2. (2)由(1)知a 1＝1，a 6＝16，因为a 1，a k ，a 6是等比数列{b n }的前3项． 所以a 2k ＝a 1a 6＝16. 又a n ＝3n －2＞0， 所以a k ＝4. 因为a k ＝3k －2，所以3k －2＝4，得k ＝2.所以等比数列{b n }的公式q ＝b 2b 1＝a 2a 1＝4.所以b n ＝4n －1.所以a n ＋b n ＝3n －2＋4n －1.所以数列{a n ＋b n }的前n 项和为S n ＝n （3n －1）2＋1－4n 1－4＝32n2－12n ＋13(4n－1)． [综合题组练]1．(2020·黑龙江牡丹江一中模拟)已知数列{a n }满足a 1＝2，4a 3＝a 6，⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列，则数列{(－1)na n }的前10项的和S 10是( )A ．220B ．110C ．99D ．55解析：选B.设等差数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 的公差为d ，则a 66＝a 1＋5d ，a 66＝a 33＋3d ，将已知值和等量关系代入，计算得d ＝2，所以a nn＝a 1＋(n －1)d＝2n ，a n ＝2n 2，所以S 10＝－a 1＋a 2－a 3＋a 4－…＋a 10＝2(1＋2＋…＋10)＝110，故选B.2．设数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝1，a n ＋a n ＋1＝12n (n ＝1，2，3，…)，则S 2n －1＝ ．解析：因为a 1＝1，a n ＋a n ＋1＝12n (n ＝1，2，3，…)，所以S 2n －1＝a 1＋(a 2＋a 3)＋…＋(a 2n －2＋a 2n －1)＝1＋122＋124＋…＋122n －2＝43⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫14n . 答案：43⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫14n 3．(2019·高考天津卷)设{a n }是等差数列，{b n }是等比数列，公比大于0.已知a 1＝b 1＝3，b 2＝a 3，b 3＝4a 2＋3.(1)求{a n }和{b n }的通项公式；(2)设数列{c n }满足c n ＝⎩⎪⎨⎪⎧1，n 为奇数，b n 2，n 为偶数.求a 1c 1＋a 2c 2＋…＋a 2n c 2n (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 .依题意，得⎩⎪⎨⎪⎧3q ＝3＋2d ，3q 2＝15＋4d ，解得⎩⎪⎨⎪⎧d ＝3，q ＝3，故a n ＝3＋3(n －1)＝3n ，b n＝3×3n －1＝3n.所以{a n }的通项公式为a n ＝3n ，{b n }的通项公式为b n ＝3n. (2)a 1c 1＋a 2c 2＋…＋a 2n c 2n＝(a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 2n －1)＋(a 2b 1＋a 4b 2＋a 6b 3＋…＋a 2n b n )＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤n ×3＋n （n －1）2×6＋(6×31＋12×32＋18×33＋…＋6n ×3n)＝3n 2＋6(1×31＋2×32＋…＋n ×3n)． 记T n ＝1×31＋2×32＋…＋n ×3n，① 则3T n ＝1×32＋2×33＋…＋n ×3n ＋1，②②－①得，2T n ＝－3－32－33－…－3n ＋n ×3n ＋1＝－3（1－3n）1－3＋n ×3n ＋1＝（2n －1）3n ＋1＋32.所以a 1c 1＋a 2c 2＋…＋a 2n c 2n ＝3n 2＋6T n ＝3n 2＋3×（2n －1）3n ＋1＋32＝（2n －1）3n ＋2＋6n 2＋92(n ∈N *)．4．(2020·安徽省考试试题)已知等差数列{a n }中，a 5－a 3＝4，前n 项和为S n ，且S 2，S 3－1，S 4成等比数列．(1)求数列{a n }的通项公式； (2)令b n ＝(－1)n4na n a n ＋1，求数列{b n }的前n 项和T n .解：(1)设{a n }的公差为d ，由a 5－a 3＝4，得2d ＝4，d ＝2. 所以S 2＝2a 1＋2，S 3－1＝3a 1＋5，S 4＝4a 1＋12，又S 2，S 3－1，S 4成等比数列，所以(3a 1＋5)2＝(2a 1＋2)·(4a 1＋12)，解得a 1＝1， 所以a n ＝2n －1. (2)b n ＝(－1)n4na n a n ＋1＝(－1)n⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1， 当n为偶数时，T n ＝－⎝⎛⎭⎪⎫1＋13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋15－⎝ ⎛⎭⎪⎫15＋17＋…－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －3＋12n －1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1，所以T n ＝－1＋12n ＋1＝－2n2n ＋1.当n为奇数时，T n ＝－⎝⎛⎭⎪⎫1＋13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋15－⎝ ⎛⎭⎪⎫15＋17＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －3＋12n －1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1， 所以T n ＝－1－12n ＋1＝－2n ＋22n ＋1.所以T n＝⎩⎪⎨⎪⎧－2n 2n ＋1，n 为偶数－2n ＋22n ＋1，n 为奇数.。

§6.5数列求和考试要求1.熟练掌握等差、等比数列的前n 项和公式.2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常用方法．知识梳理数列求和的几种常用方法1．公式法直接利用等差数列、等比数列的前n 项和公式求和．(1)等差数列的前n 项和公式：S n ＝n (a 1＋a n )2＝na 1＋n (n －1)2d .(2)等比数列的前n 项和公式：S n 1，＝a 1(1－q n)1－q，q ≠1.2．分组求和法与并项求和法(1)分组求和法若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成，则求和时可用分组求和法，分别求和后相加减．(2)并项求和法一个数列的前n 项和中，可两两结合求解，则称之为并项求和．形如a n ＝(－1)n f (n )类型，可采用两项合并求解．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，那么这个数列的前n 项和即可用此法来求，如等比数列的前n 项和公式就是用此法推导的．4．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，从而求得其和．常见的裂项技巧(1)1n (n ＋1)＝1n －1n ＋1.(2)1n (n ＋2)＝(3)1(2n －1)(2n ＋1)＝(4)1n ＋n ＋1＝n ＋1－n .(5)1n (n ＋1)(n ＋2)＝121n (n ＋1)－1(n ＋1)(n ＋2).常用结论常用求和公式(1)1＋2＋3＋4＋…＋n ＝n (n ＋1)2.(2)1＋3＋5＋7＋…＋(2n －1)＝n 2.(3)12＋22＋32＋…＋n 2＝n (n ＋1)(2n ＋1)6.(4)13＋23＋33＋…＋n 3＝n (n ＋1)22.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)如果数列{a n }为等比数列，且公比不等于1，则其前n 项和S n ＝a 1－a n ＋11－q.(√)(2)求S n ＝a ＋2a 2＋3a 3＋…＋na n 时，只要把上式等号两边同时乘a 即可根据错位相减法求得．(×)(3)已知等差数列{a n }的公差为d ，则有1an a n ＋1＝(×)(4)sin 21°＋sin 22°＋sin 23°＋…＋sin 288°＋sin 289°＝44.5.(√)教材改编题1．已知函数f (n )2(当n 为奇数时)，n 2(当n 为偶数时)，且a n ＝f (n )＋f (n ＋1)，则a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 100等于()A ．0B ．100C ．－100D ．10200答案B解析由题意，得a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 100＝12－22－22＋32＋32－42－42＋52＋…＋992－1002－1002＋1012＝－(1＋2)＋(3＋2)－(4＋3)＋…－(99＋100)＋(101＋100)＝－(1＋2＋…＋99＋100)＋(2＋3＋…＋100＋101)＝－50×101＋50×103＝100.2．数列{a n }的前n 项和为S n .若a n ＝1n (n ＋1)，则S 5等于()A ．1 B.56C.16D.130答案B解析因为a n ＝1n (n ＋1)＝1n －1n ＋1，所以S 5＝a 1＋a 2＋…＋a 5＝1－12＋12－13＋…－16＝56.3．S n ＝12＋12＋38＋…＋n2n 等于()A.2n －n －12n B.2n ＋1－n －22nC.2n －n ＋12n D.2n ＋1－n ＋22n答案B解析由S n ＝12＋222＋323＋…＋n2n ，①得12S n ＝122＋223＋…＋n －12n ＋n 2n ＋1，②①－②得，12S n ＝12＋122＋123＋…＋12n －n 2n ＋1＝1211－12－n 2n ＋1，∴Sn ＝2n ＋1－n －22n.题型一分组求和与并项求和例1(2023·菏泽模拟)已知数列{a n }中，a 1＝1，它的前n 项和S n 满足2S n ＋a n ＋1＝2n ＋1－1.(1)n(2)求S 1＋S 2＋S 3＋…＋S 2n .(1)证明由2S n ＋a n ＋1＝2n ＋1－1(n ≥1)，①得2S n －1＋a n ＝2n －1(n ≥2)，②由①－②得a n ＋a n ＋1＝2n (n ≥2)，得a n ＋1＝－a n ＋2n ⇒a n ＋1－2n ＋13＝－n n ≥2)，又当n ＝1时，由①得a 2＝1⇒a 2－223＝－1所以对任意的n ∈N +，都有a n ＋1－2n＋13＝－nn是以13为首项，－1为公比的等比数列．(2)解由(1)知a n －2n 3＝(－1)n －13⇒a n ＝2n ＋(－1)n －13，所以a n ＋1＝2n ＋1＋(－1)n 3，代入①得S n ＝2n ＋13－(－1)n 6－12，所以S 1＋S 2＋…＋S 2n ＝13(22＋23＋…＋22n ＋1)－16[(－1)＋(－1)2＋…＋(－1)2n ]－2n 2＝13×22－22n ＋21－2－0－n ＝22n ＋2－3n －43.延伸探究在本例(2)中，如何求S 1＋S 2＋S 3＋…＋S n ?解当n 为偶数时，S 1＋S 2＋S 3＋…＋S n＝13(22＋23＋…＋2n ＋1)－16[(－1)＋(－1)2＋…＋(－1)n －1＋(－1)n ]－n 2＝13×22－2n ＋1·21－2－n 2＝2n ＋2－43－n 2＝2n ＋3－3n －86.当n 为奇数时，S 1＋S 2＋S 3＋…＋S n＝(S 1＋S 2＋S 3＋…＋S n ＋S n ＋1)－S n ＋1＝2n ＋4－3(n ＋1)－86－2n ＋23－(－1)n ＋16－12＝2n ＋3－3n －76.综上，S 1＋S 2＋…＋S nn 为偶数，n 为奇数.思维升华(1)若数列{c n }的通项公式为c n ＝a n ±b n ，且{a n }，{b n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求数列{c n }的前n 项和．(2)若数列{c n }的通项公式为c nn ，n 为奇数，n ，n 为偶数，其中数列{a n }，{b n }是等比数列或等差数列，可采用分组求和法求{c n }的前n 项和．跟踪训练1记数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S n ＝2a n －2n ＋1.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记b n ＝(－1)n ·log 223(a n＋4)－43，求数列{b n }的前n 项和T n .解(1)当n ＝1时，由S n ＝2a n －2n ＋1，可得a 1＝S 1＝2a 1－2＋1，即有a 1＝1.当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2a n －2n ＋1－2a n －1＋2(n －1)－1，即a n ＝2a n －1＋2，可得a n ＋2＝2(a n －1＋2)，显然a n －1＋2≠0.所以数列{a n ＋2}是首项为3，公比为2的等比数列，则a n ＋2＝3·2n －1，即有a n ＝3·2n －1－2.(2)b n ＝(－1)n·log 223(3·2n －1＋2)－43＝(－1)n ·log 22n ＝(－1)n ·n .当n 为偶数时，T n ＝－1＋2－3＋4－…－(n －1)＋n＝(－1＋2)＋(－3＋4)＋…＋[－(n －1)＋n ]＝n 2.当n 为奇数时，T n ＝－1＋2－3＋4－…＋(n －1)－n ＝n －12－n ＝－n －12＝－n ＋12.综上，T n n 为偶数，－n ＋12，n 为奇数.题型二错位相减法求和例2(2021·浙江)已知数列{a n }的前n 项和为S n ，a 1＝－94，且4S n ＋1＝3S n －9(n ∈N +)．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设数列{b n }满足3b n ＋(n －4)a n ＝0(n ∈N +)，记{b n }的前n 项和为T n .若T n ≤λb n ，对任意n ∈N +恒成立，求实数λ的取值范围．解(1)因为4S n ＋1＝3S n －9，所以当n ≥2时，4S n ＝3S n －1－9，两式相减可得4a n ＋1＝3a n ，即a n ＋1a n ＝34.当n ＝1时，4S 2＝－94＋＝－274－9，解得a 2＝－2716，所以a 2a 1＝34.所以数列{a n }是首项为－94，公比为34的等比数列，所以a n ＝－94×－1＝－3n ＋14n .(2)因为3b n ＋(n －4)a n ＝0，所以b n ＝(n －4).所以T n ＝－3×34－2－1＋0＋…＋(n －4)，①且34T n ＝－3－2－1＋0＋…＋(n －5)＋(n －4)＋1，②①－②得14T n ＝－3×34＋＋…－(n －4)＋1＝－94＋9161－11－34－(n －4)＋1＝－n＋1，所以T n ＝－4n＋1.因为T n ≤λb n 对任意n ∈N +恒成立，所以－4n＋1≤λ(n －4)即－3n ≤λ(n －4)恒成立，当n <4时，λ≤－3n n －4＝－3－12n －4，此时λ≤1；当n ＝4时，－12≤0恒成立，当n >4时，λ≥－3n n －4＝－3－12n －4，此时λ≥－3.所以－3≤λ≤1.思维升华(1)如果数列{a n }是等差数列，{b n }是等比数列，求数列{a n ·b n }的前n 项和时，常采用错位相减法．(2)错位相减法求和时，应注意：①在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”，以便于下一步准确地写出“S n －qS n ”的表达式．②应用等比数列求和公式时必须注意公比q 是否等于1，如果q ＝1，应用公式S n ＝na 1.跟踪训练2(2023·重庆模拟)在①a 1＝1，na n ＋1＝(n ＋1)·a n ，②12a ＋22a ＋…＋2n a＝2n ＋1－2这两个条件中任选一个，补充在下面的问题中并作答．问题：在数列{a n }中，已知________．(1)求{a n }的通项公式；(2)若b n ＝213nn a a ，求数列{b n }的前n 项和S n .注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．解(1)选择①，因为na n ＋1＝(n ＋1)a n ，所以a n ＋1n ＋1＝a nn .又a 11＝1，所以an n ＝1，故a n ＝n .选择②，因为12a ＋22a ＋…＋2n a＝2n ＋1－2，所以当n ＝1时，12a＝22－2＝2，解得a 1＝1，当n ≥2时，2n a＝2n ＋1－2n ＝2n ，所以a n ＝n .又a 1＝1，所以a n ＝n .(2)由(1)可知b n ＝2n －13n ，则S n ＝131＋332＋…＋2n －13n ，①13S n ＝132＋333＋…＋2n －33n ＋2n －13n ＋1.②两式相减得23S n ＝13＋232＋233＋…＋23n －2n －13n ＋1＝13＋91－13－2n －13n ＋1＝23－2n ＋23n ＋1.故S n ＝1－n ＋13n .题型三裂项相消法求和例3(10分)(2022·新高考全国Ⅰ)记S n 为数列{a n }的前n 项和，已知a 1＝1是公差为13的等差数列．(1)求{a n }的通项公式；[](2)证明：1a 1＋1a 2＋…＋1a n <2.[关键点：把1a n拆成两项相减]思维升华裂项相消法的原则及规律(1)裂项原则一般是前面裂几项，后面就裂几项，直到发现被消去项的规律为止．(2)消项规律消项后前面剩几项，后面就剩几项，前面剩第几项，后面就剩倒数第几项．跟踪训练3(2022·湛江模拟)已知数列{a n}是等比数列，且8a3＝a6，a2＋a5＝36.(1)求数列{a n}的通项公式；(2)设b n＝a n(a n＋1)(a n＋1＋1)，求数列{b n}的前n项和T n，并证明：T n<13.解(1)由题意，设等比数列{a n}的公比为q，则q3＝a6a3＝8，即q＝2，∵a 2＋a 5＝36，∴a 1q ＋a 1q 4＝36，即2a 1＋16a 1＝36，解得a 1＝2，∴a n ＝2·2n －1＝2n ，n ∈N +.(2)由(1)可得，b n ＝a n(a n ＋1)(a n ＋1＋1)＝2n (2n ＋1)(2n ＋1＋1)＝12n ＋1－12n ＋1＋1故T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝121＋1－122＋1＋122＋1－123＋1＋…＋12n ＋1－12n ＋1＋1＝121＋1－12n ＋1＋1＝13－12n ＋1＋1<13，∴不等式T n <13对n ∈N +恒成立．课时精练1．(2022·杭州模拟)已知单调递增的等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 4＝20，a 2，a 4，a 8成等比数列．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)若b n ＝2a n ＋1－3n ＋2，求数列{b n }的前n 项和T n .解(1)设数列{a n }的公差为d (d >0)，4＝20，24＝a 2·a 8，a 1＋4×32d ＝20，1＋3d )2＝(a 1＋d )(a 1＋7d )，1＝2，＝21＝5，＝0(舍)，所以a n ＝2＋(n －1)·2＝2n .(2)由(1)得，a n ＝2n ，所以b n ＝4(n ＋1)－3n ＋2，所以T n ＝4×2－33＋4×3－34＋…＋4(n ＋1)－3n ＋2＝4[2＋3＋…＋(n ＋1)]－(33＋34＋…＋3n ＋2)＝4n ·2＋n ＋12－27(1－3n )1－3＝2n 2＋6n ＋272－3n ＋32.2．(2023·宁波模拟)已知数列{a n}满足a n＋1a n－2n2(a n＋1－a n)＋1＝0，且a1＝1.(1)求出a2，a3的值，猜想数列{a n}的通项公式；(2)设数列{a n}的前n项和为S n，且b n＝S na n·a n＋1，求数列{b n}的前n项和T n.解(1)由已知得，当n＝1时，a2a1－2(a2－a1)＋1＝0，又a1＝1，代入上式，解得a2＝3，同理可求得a3＝5.猜想a n＝2n－1.(2)由(1)可知a n＝2n－1，经检验符合题意，所以S n＝n2，则b n＝n2(2n－1)(2n＋1)＝141＋1(2n－1)(2n＋1)＝1 4＋所以T n ＝14＋14＋…＋14＋＝n4＋＝n2＋n4n＋2.3．(2023·吕梁模拟)已知正项数列{a n}的前n项和为S n，且满足4S n＝(a n＋1)2.(1)求证：数列{a n}是等差数列；(2)设b n＝2n，求数列{a n·b n}的前n项和T n.(1)证明在4S n＝(a n＋1)2中，令n＝1，可得a1＝1，因为4S n＝(a n＋1)2，①所以当n≥2时，4S n－1＝(a n－1＋1)2，②①－②得，4a n＝(a n＋1)2－(a n－1＋1)2，整理得(a n＋a n－1)(a n－a n－1－2)＝0，因为a n>0，所以a n－a n－1＝2(n≥2)，所以数列{a n}是以1为首项，2为公差的等差数列．(2)解由(1)得a n＝2n－1，所以a n·b n＝(2n－1)·2n，所以T n＝1×21＋3×22＋5×23＋…＋(2n－1)·2n，2T n＝1×22＋3×23＋…＋(2n－3)·2n＋(2n－1)·2n＋1，两式相减得，－T n＝2＋2×(22＋23＋…＋2n)－(2n－1)·2n＋1＝－6＋(3－2n)·2n＋1，所以T n＝6＋(2n－3)·2n＋1.4．(2022·淄博模拟)已知数列{a n}满足a1＝2，且a n＋1n＋1，n为奇数，a n，n为偶数(n∈N+)，设b n＝a 2n －1.(1)证明：数列{b n ＋2}为等比数列，并求出{b n }的通项公式；(2)求数列{a n }的前2n 项和．解(1)由题意知，b n ＋1＝a 2n ＋1＝2a 2n ＝2(a 2n －1＋1)＝2b n ＋2，所以b n ＋1＋2b n ＋2＝2，又b 1＋2＝a 1＋2＝4，所以{b n ＋2}是首项为4，公比为2的等比数列，则b n ＋2＝4·2n －1＝2n ＋1，所以b n ＝2n ＋1－2.(2)数列{a n }的前2n 项和为S 2n ＝a 1＋a 2＋a 3＋…＋a 2n ＝(a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 2n －1)＋(a 2＋a 4＋…＋a 2n )＝(a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 2n －1)＋(a 1＋a 3＋…＋a 2n －1＋n )＝2(a 1＋a 3＋a 5＋…＋a 2n －1)＋n＝2(b 1＋b 2＋…＋b n )＋n＝2×(22＋23＋…＋2n ＋1－2n )＋n ＝2×4(1－2n )1－2－3n ＝2n ＋3－3n －8.5．(2023·蚌埠模拟)给出以下条件：①a 2，a 3，a 4＋1成等比数列；②S 1＋1，S 2，S 3成等比数列；③S n ＝a n a n ＋14(n ∈N +)．从中任选一个，补充在下面的横线上，再解答．已知递增等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且a 1＝2，________.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)2为首项，2为公比的等比数列，求数列{b n }的前n 项的和T n .注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．解(1)设数列{a n }的公差为d ，则d >0，选择条件①：因为a 2，a 3，a 4＋1成等比数列，所以a 23＝a 2·(a 4＋1)，所以(2＋2d )2＝(2＋d )·(2＋3d ＋1)，化简得d 2－d －2＝0，解得d ＝2或d ＝－1(舍)，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2＋(n －1)×2＝2n .选择条件②：因为S 1＋1，S 2，S 3成等比数列，所以S 22＝(S 1＋1)·S 3，所以(2×2＋d )2＝(2＋1)·(3×2＋3d )，化简得d 2－d －2＝0，解得d ＝2或d ＝－1(舍)，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2＋(n －1)×2＝2n .选择条件③：因为S n ＝a n a n ＋14(n ∈N +)，所以当n ≥2时，S n －1＝a n －1a n 4，两式相减得，a n ＝14a n (a n ＋1－a n －1)，因为a n ≠0，所以a n ＋1－a n －1＝4，即2d ＝4，所以d ＝2，所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2＋(n －1)×2＝2n .(2)2为首项，2为公比的等比数列，所以b n a n＝2·2n －1＝2n ，所以b n ＝2n ·2n ，所以T n ＝2·21＋4·22＋6·23＋…＋2n ·2n ，2T n ＝2·22＋4·23＋6·24＋…＋(2n －2)·2n ＋2n ·2n ＋1，两式相减得，－T n ＝2·21＋2·22＋2·23＋2·24＋…＋2·2n －2n ·2n ＋1＝2×2(1－2n )1－2－2n ·2n ＋1＝(1－n )2n ＋2－4，所以T n ＝(n －1)2n ＋2＋4.6．(2023·哈尔滨模拟)设正项数列{a n }的前n 项和为S n ，已知2S n ＝a 2n ＋a n .(1)求数列{a n }的通项公式；(2)记b n ＝a 2n cos2a n π3，T n 是数列{b n }的前n 项和，求T 3n .解(1)由2S n ＝a 2n ＋a n ，当n ≥2时，2S n －1＝a 2n －1＋a n －1，两式相减得，2a n ＝a 2n －a 2n －1＋a n －a n －1，整理可得(a n ＋a n －1)(a n －a n －1－1)＝0，因为a n >0，所以a n －a n －1－1＝0，即a n －a n －1＝1(n ≥2)，在2S n ＝a 2n ＋a n 中，令n ＝1，则a 1＝1，所以数列{a n }是首项为1，公差为1的等差数列，故a n ＝n .(2)b n ＝a 2n cos 2a n π3＝n 2cos 2n π3，设c k ＝b 3k －2＋b 3k －1＋b 3k ＝(3k －2)2k π(3k －1)2k π(3k )2·cos 2k π＝－12(3k －2)2k －1)2＋(3k )2＝9k －52，所以T 3n ＝c 1＋c 2＋c 3＋…＋c n×2×3…n ＝9(1＋2＋3＋…＋n )－52n ＝9×n (1＋n )2－52n ＝9n 2＋4n 2.。

第24课时：第三章 数列——数列求和一．课题：数列求和二．教学目标：1．熟练掌握等差数列与等比数列的求和公式；2．能运用倒序相加、错位相减、拆项相消等重要的数学方法进行求和运算； 3．熟记一些常用的数列的和的公式． 三．教学重点：特殊数列求和的方法． 四．教学过程： （一）主要知识：1．等差数列与等比数列的求和公式的应用；2．倒序相加、错位相减，分组求和、拆项求和等求和方法； （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．求下列数列的前n 项和n S ：（1）5，55，555，5555，…，5(101)9n-，…； （2）1111,,,,,132435(2)n n ⨯⨯⨯+；（3）n a =； （4）23,2,3,,,n a a a na ；（5）13,24,35,,(2),n n ⨯⨯⨯+；（6）2222sin 1sin 2sin 3sin 89++++．解：（1）555555555n n S =++++个5(999999999)9n =++++个235[(101)(101)(101)(101)]9n =-+-+-++-235505[10101010](101)9819n n n n =++++-=--．（2）∵1111()(2)22n n n n =-++， ∴11111111[(1)()()()]2324352n S n n =-+-+-++-+1111(1)2212n n =+--++．（3）∵n a===∴1n S n =++1)(1n =++++1=． （4）2323n nS a a a na =++++，当1a =时，123n S =+++…(1)2n n n ++=，当1a ≠时，2323n S a a a =+++…n na + ， 23423n aS a a a =+++…1n na ++，两式相减得23(1)n a S a a a -=+++ (1)1(1)1n n n n a a a nana a ++-+-=--，∴212(1)(1)n n n na n a aS a ++-++=-．（5）∵2(2)2n n n n +=+， ∴ 原式222(123=+++ (2))2(123n ++⨯+++…)n +(1)(27)6n n n ++=．（6）设2222sin 1sin 2sin 3sin 89S =++++， 又∵2222sin 89sin 88sin 87sin 1S =++++，∴ 289S =，892S =．例2．已知数列{}n a 的通项65()2()n nn n a n -⎧=⎨⎩为奇数为偶数，求其前n 项和n S ． 解：奇数项组成以11a =为首项，公差为12的等差数列， 偶数项组成以24a =为首项，公比为4的等比数列；当n 为奇数时，奇数项有12n +项，偶数项有12n -项，∴1121(165)4(14)(1)(32)4(21)221423n n n n n n n S --++--+--=+=+-，当n 为偶数时，奇数项和偶数项分别有2n项，∴2(165)4(14)(32)4(21)221423n n n n n n n S +----=+=+-， 所以，1(1)(32)4(21)()23(32)4(21)()23n n nn n n S n n n -⎧+--+⎪⎪=⎨--⎪+⎪⎩为奇数为偶数．例3．（《高考A 计划》智能训练14题）数列{}n a 的前n 项和2()nn S p p R =+∈，数列{}n b 满足2log nn b a =，若{}n a 是等比数列，求p 的值及通项n a ；（2）求和222123()()()n T b b b =-+…12*(1)()()n n b n N -+-∈． （解答见教师用书127页）（四）巩固练习：设数列11,(12),,(122),n -++++的前n 项和为n S ，则n S 等于（ ）()A 2n ()B 2n n - ()C 12n n +- ()D 122n n +--五．课后作业：《高考A 计划》考点22，智能训练2，4，5，12，15，16。

专题31 数列求和1.熟练掌握等差、等比数列的前n 项和公式；2.掌握非等差数列、非等比数列求和的几种常见方法。

1．求数列的前n 项和的方法 (1)公式法①等差数列的前n 项和公式S n ＝n （a 1＋a n ） 2＝na 1＋n （n －1）2d ．②等比数列的前n 项和公式 (ⅰ)当q ＝1时，S n ＝na 1；(ⅱ)当q ≠1时，S n ＝a 1（1－q n ）1－q ＝a 1－a n q 1－q.(2)分组转化法把数列的每一项分成两项或几项，使其转化为几个等差、等比数列，再求解． (3)裂项相消法把数列的通项拆成两项之差求和，正负相消剩下首尾若干项． (4)倒序相加法把数列分别正着写和倒着写再相加，即等差数列求和公式的推导过程的推广． (5)错位相减法主要用于一个等差数列与一个等比数列对应项相乘所得的数列的求和，即等比数列求和公式的推导过程的推广． (6)并项求和法一个数列的前n 项和中，可两两结合求解，则称之为并项求和．形如a n ＝ (－1)nf (n )类型，可采用两项合并求解．例如，S n ＝1002－992＋982－972＋…＋22－12＝(100＋99)＋(98＋97)＋…＋(2＋1)＝5 050. 2．常见的裂项公式(1)1n （n ＋1）＝1n －1n ＋1.(2)1（2n －1）（2n ＋1）＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1.(3)1n ＋n ＋1＝n ＋1－n .高频考点一 分组转化法求和例1、(2016·某某卷)已知{a n }是等比数列，前n 项和为S n (n ∈N ＋)，且1a 1－1a 2＝2a 3，S 6＝63.(1)求{a n }的通项公式；(2)若对任意的n ∈N ＋，b n 是log 2a n 和log 2a n ＋1的等差中项，求数列{(－1)n b 2n }的前2n 项和.(2)由题意，得b n ＝12(log 2a n ＋log 2a n ＋1)＝12(log 22n －1＋log 22n)＝n －12，即{b n }是首项为12，公差为1的等差数列.设数列{(－1)n b 2n }的前n 项和为T n ，则T 2n ＝(－b 21＋b 22)＋(－b 23＋b 24)＋…＋(－b 22n －1＋b 22n )＝b 1＋b 2＋b 3＋b 4＋…＋b 2n －1＋b 2n ＝2n （b 1＋b 2n ）2＝2n 2.【方法规律】(1)若数列{}的通项公式为＝a n ±b n ，且{a n }，{b n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求数列{}的前n 项和.(2)若数列{}的通项公式为＝⎩⎪⎨⎪⎧a n ，n 为奇数，b n ，n 为偶数，其中数列{a n }，{b n }是等比数列或等差数列，可采用分组求和法求{a n }的前n 项和.【变式探究】 (1)数列112，314，518，7116，…，(2n －1)＋12n ，…的前n 项和S n 的值等于( )A.n 2＋1－12nB.2n 2－n ＋1－12nC.n 2＋1－12n －1D.n 2－n ＋1－12n(2)数列{a n }的通项公式a n ＝n cos n π2，其前n 项和为S n ，则S 2 016等于( ) A.1 008B.2 016C.504D.0解析 (1)该数列的通项公式为a n ＝(2n －1)＋12n ，则S n ＝[1＋3＋5＋…＋(2n －1)]＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋122＋ (12)＝n 2＋1－12n .(2)a 1＝cos π2＝0，a 2＝2 cos π＝－2，a 3＝0，a 4＝4，….所以数列{a n }的所有奇数项为0，前2 016项的所有偶数项(共1 008项)依次为－2，4，－6，8，…，－2 014，2 016.故S 2 016＝0＋(－2＋4)＋(－6＋8)＋…＋(－2 014＋2 016)＝1 008. 答案 (1)A (2)A高频考点二 错位相减法求和例2、(2016·某某卷)已知数列{a n }的前n 项和S n ＝3n 2＋8n ，{b n }是等差数列，且a n ＝b n ＋b n ＋1.(1)求数列{b n }的通项公式；(2)令＝（a n ＋1）n ＋1（b n ＋2）n .求数列{}的前n 项和T n .又T n ＝c 1＋c 2＋…＋.得T n ＝3×[2×22＋3×23＋…＋(n ＋1)×2n ＋1].2T n ＝3×[2×23＋3×24＋…＋(n ＋1)×2n ＋2].两式作差，得－T n ＝3×[2×22＋23＋24＋…＋2n ＋1－(n ＋1)×2n ＋2]＝3×⎣⎢⎡⎦⎥⎤4＋4（1－2n ）1－2－（n ＋1）×2n ＋2＝－3n ·2n ＋2. 所以T n ＝3n ·2n ＋2.【方法规律】(1)一般地，如果数列{a n }是等差数列，{b n }是等比数列，求数列{a n ·b n }的前n 项和时，可采用错位相减法求和，一般是和式两边同乘以等比数列{b n }的公比，然后作差求解； (2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n －qS n ”的表达式.【变式探究】 已知{a n }是递增的等差数列，a 2，a 4是方程x 2－5x ＋6＝0的根. (1)求{a n }的通项公式； (2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 的前n 项和.则S n ＝322＋423＋…＋n ＋12n ＋n ＋22n ＋1，12S n ＝323＋424＋…＋n ＋12n ＋1＋n ＋22n ＋2. 两式相减得12S n ＝34＋⎝ ⎛⎭⎪⎫123＋…＋12n ＋1－n ＋22n ＋2＝34＋14⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12n －1－n ＋22n ＋2. 所以S n ＝2－n ＋42n ＋1.高频考点三 裂项相消法求和例3、S n 为数列{a n }的前n 项和.已知a n >0，a 2n ＋2a n ＝4S n ＋3. (1)求{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.解 (1)由a 2n ＋2a n ＝4S n ＋3， 可知a 2n ＋1＋2a n ＋1＝4S n ＋1＋3. 可得a 2n ＋1－a 2n ＋2(a n ＋1－a n )＝4a n ＋1，即2(a n ＋1＋a n )＝a 2n ＋1－a 2n ＝(a n ＋1＋a n )(a n ＋1－a n ). 由于a n >0，可得a n ＋1－a n ＝2.又a 21＋2a 1＝4a 1＋3，解得a 1＝－1(舍去)或a 1＝3. 所以{a n }是首项为3，公差为2的等差数列，通项公式为a n ＝2n ＋1.(2)由a n ＝2n ＋1可知b n ＝1a n a n ＋1＝1（2n ＋1）（2n ＋3）＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1－12n ＋3.设数列{b n }的前n 项和为T n ，则T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13－15＋⎝ ⎛⎭⎪⎫15－17＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1－12n ＋3 ＝n3（2n ＋3）.【方法规律】(1)利用裂项相消法求和时，应注意抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项，也有可能前面剩两项，后面也剩两项.(2)将通项公式裂项后，有时候需要调整前面的系数，使裂开的两项之差和系数之积与原通项公式相等.【变式探究】 设S n 为等差数列{a n }的前n 项和，已知S 3＝a 7，a 8－2a 3＝3. (1)求a n ；(2)设b n ＝1S n，求数列{b n }的前n 项和为T n .∴b n ＝1n （n ＋2）＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2.∴T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n －1＋b n＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－14＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2 ＝12⎝⎛⎭⎪⎫1＋12－1n ＋1－1n ＋2＝34－12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋1＋1n ＋2.【举一反三】在数列{a n }中，a 1＝1，当n ≥2时，其前n 项和S n 满足S 2n ＝a n ⎝ ⎛⎭⎪⎫S n －12.(1)求S n 的表达式；(2)设b n ＝S n2n ＋1，求{b n }的前n 项和T n .∴1S n ＝1＋2(n －1)＝2n －1，∴S n ＝12n －1. (2)∵b n ＝S n 2n ＋1＝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 ＋1.1.【2016高考某某理数】（本小题满分12分）已知数列{}n a 的前n 项和S n =3n 2+8n ，{}n b 是等差数列，且1.n n n a b b +=+（Ⅰ）求数列{}n b 的通项公式；（Ⅱ）令1(1).(2)n n n nn a c b ++=+ 求数列{}n c 的前n 项和T n . 【答案】（Ⅰ）13+=n b n ；（Ⅱ）223+⋅=n n n T . 【解析】（Ⅰ）由题意知当2≥n 时，561+=-=-n S S a n n n ，当1=n 时，1111==S a ， 所以56+=n a n . 设数列{}n b 的公差为d ，由⎩⎨⎧+=+=322211b b a b b a ，即⎩⎨⎧+=+=d b d b 321721111，可解得3,41==d b ，所以13+=n b n .（Ⅱ）由（Ⅰ）知11(66)3(1)2(33)n n n nn c n n +++==+⋅+， 又n n c c c c T +⋅⋅⋅+++=321，得23413[223242(1)2]n n T n +=⨯⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅++⨯，345223[223242(1)2]n n T n +=⨯⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅++⨯，两式作差，得234123[22222(1)2]n n n T n ++-=⨯⨯+++⋅⋅⋅+-+⨯224(21)3[4(1)2]2132n n n n n ++-=⨯+-+⨯-=-⋅ 所以223+⋅=n n n T【2015某某高考，11】数列}{n a 满足11=a ，且11+=-+n a a n n （*N n ∈），则数列}1{na 的前10项和为 【答案】2011【2015高考某某，理18】（本小题满分13分）已知数列{}n a 满足212()*,1,2n n a qa q q n N a a +=≠∈==为实数，且1，，且233445,,a a a a a a 成等差数列.(I)求q 的值和{}n a 的通项公式； (II)设*2221log ,nn n a b n N a -=∈，求数列n b 的前n 项和. 【答案】(I) 1222,2,.n n n n a n -⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数,为偶数; (II)1242n n n S -+=-.当21(*)n k n N =-∈时，1122122n k n k a a ---===，当2(*)n k n N =∈时，2222nk n ka a ===，所以{}n a 的通项公式为1222,2,.n n nn a n -⎧⎪=⎨⎪⎩为奇数,为偶数【2015高考某某，理16】设数列{}n a 的前n 项和12n n S a a =-，且123,1,a a a +成等差数列. （1）求数列{}n a 的通项公式； （2）记数列1{}n a 的前n 项和n T ，求得1|1|1000n T -<成立的n 的最小值. 【答案】（1）2nn a =；（2）10.（2）由（1）得112n n a =. 所以2311[1()]1111122112222212n n n nT -=++++==--. 由1|1|1000n T -<，得11|11|21000n --<，即21000n>. 因为9102512100010242=<<=， 所以10n ≥. 于是，使1|1|1000n T -<成立的n 的最小值为10. 【2015高考新课标1，理17】n S 为数列{n a }的前n 项和.已知n a ＞0，2n n a a +=43n S +.（Ⅰ）求{n a }的通项公式； （Ⅱ）设11n n n b a a +=,求数列{n b }的前n 项和. 【答案】（Ⅰ）21n +（Ⅱ）11646n -+【解析】（Ⅰ）当1n =时，211112434+3a a S a +=+=，因为0n a >，所以1a =3，当2n ≥时，2211n n n n a a a a --+--=14343n n S S -+--=4na ，即111()()2()n n n n n n a a a a a a ---+-=+，因为0n a >，所以1n n a a --=2，所以数列{na }是首项为3，公差为2的等差数列，所以n a =21n +；（Ⅱ）由（Ⅰ）知，n b =1111()(21)(23)22123n n n n =-++++，所以数列{n b }前n 项和为12n b b b +++=1111111[()()()]235572123n n -+-++-++ =11646n -+. 1．（2014·某某卷）已知首项都是1的两个数列{a n }，{b n }(b n ≠0，n ∈N *)满足a nb n ＋1－a n ＋1b n ＋2b n ＋1b n ＝0.(1)令＝a nb n，求数列{}的通项公式； (2)若b n ＝3n －1，求数列{a n }的前n 项和S n .2．（2014·全国卷）等差数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1＝10，a 2为整数，且S n ≤S 4. (1)求{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 .【解析】(1)由a 1＝10，a 2为整数知，等差数列{a n }的公差d 为整数． 又S n ≤S 4，故a 4≥0，a 5≤0， 于是10＋3d ≥0，10＋4d ≤0， 解得－103≤d ≤－52，因此d ＝－3.故数列{a n }的通项公式为a n ＝13－3n .(2)b n ＝1（13－3n ）（10－3n ）＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －113－3n .于是T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫17－110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫14－17＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －113－3n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －110＝n 10（10－3n ）. 3．（2014·某某卷）已知等差数列{a n }的公差为2，前n 项和为S n ，且S 1，S 2，S 4成等比数列． (1)求数列{a n }的通项公式； (2)令b n ＝(－1)n －14na n a n ＋1，求数列{b n }的前n 项和T n .【解析】 (1)因为S 1＝a 1，S 2＝2a 1＋2×12×2＝2a 1＋2，S 4＝4a 1＋4×32×2＝4a 1＋12， 由题意得(2a 1＋2)2＝a 1(4a 1＋12)，解得a 1＝1， 所以a n ＝2n －1.当n 为奇数时，T n ＝⎝⎛⎭⎪⎫1＋13－⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋15＋…－⎝⎛⎭⎪⎫12n －3＋12n －1＋⎝⎛⎭⎪⎫12n －1＋12n ＋1＝1＋12n ＋1＝2n ＋22n ＋1. 所以T n＝⎩⎪⎨⎪⎧2n ＋22n ＋1，n 为奇数，2n2n ＋1，n 为偶数.⎝ ⎛⎭⎪⎫或T n＝2n ＋1＋（－1）n －12n ＋14．（2013·某某卷）正项数列{a n }的前n 项和S n 满足：S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n)＝0. (1)求数列{a n }的通项公式a n ；(2)令b n ＝n ＋1（n ＋2）2a 2n ，数列{b n }的前n 项和为T n ，证明：对于任意的n∈N *，都有T n <564. 【解析】(1)由S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n)＝0，得 [S n －(n 2＋n)](S n ＋1)＝0.由于{a n }是正项数列，所以S n >0，S n ＝n 2＋n.[于是a 1＝S 1＝2，n≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋n －(n －1)2－(n －1)＝2n.5．（2013·某某卷）设S n 为数列{a n }的前n 项和，S n ＝(－1)n a n －12n ，n∈N *，则(1)a 3＝________；(2)S 1＋S 2＋…＋S 100＝________．【解析】(1)－116 (2)13⎝ ⎛⎭⎪⎫12100－1 [解析] (1)因S n ＝(－1)na n －12n ，则S 3＝－a 3－18，S 4＝a 4－116，解得a 3＝－116.(2)当n 为偶数时，S n ＝a n －12n ，当n 为奇数时，S n ＝－a n －12n ，可得当n 为奇数时a n ＝－12n ＋1，又S 1＋S 2＋…＋S 100＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 1－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2－122＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 99－1299＋⎝ ⎛⎭⎪⎫a 100－12100 ＝－a 1＋a 2＋…－a 99＋a 100－⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋122＋…＋1299＋12100＝S 100－2(a 1＋a 3＋…＋a 99)－⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12100＝S 101－a 101－2⎝ ⎛⎭⎪⎫－122－124－…－12100－⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12100＝－12102－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12102＋2×122⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫122501－122－⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12100＝－13⎝ ⎛⎭⎪⎫1－12100＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫12100－1. 6．（2013·某某卷）设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 4＝4S 2，a 2n ＝2a n ＋1. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)设数列{b n }的前n 项和为T n ，且T n ＋a n ＋12n ＝λ(λ为常数)，令＝b 2n (n∈N *)，求数列{}的前n 项和R n .【解析】解：(1)设等差数列{a n }的首项为a 1，公差为d. 由S 4＝4S 2，a 2n ＝2a n ＋1得⎩⎪⎨⎪⎧4a 1＋6d ＝8a 1＋4d ，a 1＋（2n －1）d ＝2a 1＋2（n －1）d ＋1，＝14－⎝ ⎛⎭⎪⎫14n 1－14－(n －1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫14n＝13－1＋3n 3⎝ ⎛⎭⎪⎫14n ， 整理得R n ＝194－3n ＋14n －1.所以数列{}的前n 项和R n ＝194－3n ＋14n －1.1.等差数列{a n }的通项公式为a n ＝2n ＋1，其前n 项和为S n ，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项的和为( )A.120B.70C.75D.100解析 因为S n n ＝n ＋2，所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前10项和为10×3＋10×92＝75.答案 C2.数列{a n }的前n 项和为S n ，已知S n ＝1－2＋3－4＋…＋(－1)n －1·n ，则S 17＝( )A.9B.8C.17D.16解析 S 17＝1－2＋3－4＋5－6＋…＋15－16＋17＝1＋(－2＋3)＋(－4＋5)＋(－6＋7)＋…＋(－14＋15)＋(－16＋17)＝1＋1＋1＋…＋1＝9.答案 A3.数列{a n}的通项公式为a n＝(－1)n－1·(4n－3)，则它的前100项之和S100等于( )A.200B.－200C.400D.－400解析S100＝(4×1－3)－(4×2－3)＋(4×3－3)－…－(4×100－3)＝4×[(1－2)＋(3－4)＋…＋(99－100)]＝4×(－50)＝－200.答案 B4.已知数列5，6，1，－5，…，该数列的特点是从第二项起，每一项都等于它的前后两项之和，则这个数列的前16项之和S16等于( )A.5B.6C.7D.16答案 C5.已知数列{a n}满足a1＝1，a n＋1·a n＝2n(n∈N＋)，则S2 016＝( )A.22 016－1B.3·21 008－3C.3·21 008－1D.3·21 007－2解析a1＝1，a2＝2a1＝2，又a n＋2·a n＋1a n＋1·a n＝2n＋12n＝2.∴a n＋2a n＝2.∴a1，a3，a5，…成等比数列；a2，a4，a6，…成等比数列，∴S2 016＝a1＋a2＋a3＋a4＋a5＋a6＋…＋a2 015＋a2 016＝(a1＋a3＋a5＋…＋a2 015)＋(a2＋a4＋a6＋…＋a2 016)＝1－21 0081－2＋2（1－21 008）1－2＝3·21 008－3.故选B.答案 B6．在等差数列{a n}中，a1＞0，a10·a11＜0，若此数列的前10项和S10＝36，前18项和S18＝12，则数列{|a n|}的前18项和T18的值是________．答案60解析由a1＞0，a10·a11＜0可知d＜0，a10＞0，a11＜0，∴T18＝a1＋…＋a10－a11－…－a18＝S10－(S18－S10)＝60.7．整数数列{a n}满足a n＋2＝a n＋1－a n (n∈N*)，若此数列的前800项的和是2013，前813项的和是2000，则其前2015项的和为________．答案－13解析由a n＋2＝a n＋1－a n，得a n＋2＝a n－a n－1－a n＝－a n－1，易得该数列是周期为6的数列，且a n＋2＋a n －1＝0，S 800＝a 1＋a 2＝2013，S 813＝a 1＋a 2＋a 3＝2000，∴⎩⎪⎨⎪⎧a 3＝a 2－a 1＝－13，a 2＋a 1＝2013，∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝1013，a 2＝1000，∴⎩⎪⎨⎪⎧a 3＝－13，a 4＝－1013，依次可得a 5＝－1000，a 6＝13，由此可知a n ＋1＋a n ＋2＋a n ＋3＋a n ＋4＋a n ＋5＋a n ＋6＝0， ∴S 2015＝S 5＝－13.8．已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ，∀n ∈N *,2S n ＝a 2n ＋a n ，令b n ＝1a n a n ＋1＋a n ＋1a n，设{b n }的前n 项和为T n ，则在T 1，T 2，T 3，…，T 100中有理数的个数为________． 答案 9解析 ∵2S n ＝a 2n ＋a n ，① ∴2S n ＋1＝a 2n ＋1＋a n ＋1，②＝n ＋1n －n n ＋1[n n ＋1＋n ＋1n ][n ＋1n －n n ＋1]＝n ＋1n －n n ＋1n n ＋1＝1n －1n ＋1，∴T n ＝1－1n ＋1，∴T 1，T 2，T 3，…，T 100中有理数的个数为9.9．已知数列{a n }中，a 1＝3，a 2＝5，且{a n －1}是等比数列． (1)求数列{a n }的通项公式；(2)若b n ＝na n ，求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)∵{a n －1}是等比数列且a 1－1＝2，a 2－1＝4，a 2－1a 1－1＝2，∴a n －1＝2·2n －1＝2n ，∴a n ＝2n＋1.(2)b n ＝na n ＝n ·2n＋n ，故T n ＝b 1＋b 2＋b 3＋…＋b n ＝(2＋2×22＋3×23＋…＋n ·2n)＋(1＋2＋3＋…＋n )． 令T ＝2＋2×22＋3×23＋…＋n ·2n， 则2T ＝22＋2×23＋3×24＋…＋n ·2n ＋1.两式相减，得－T ＝2＋22＋23＋ (2)－n ·2n ＋1＝21－2n1－2－n ·2n ＋1，∴T ＝2(1－2n)＋n ·2n ＋1＝2＋(n －1)·2n ＋1.∵1＋2＋3＋…＋n ＝n n ＋12， ∴T n ＝(n －1)·2n ＋1＋n 2＋n ＋42.10．正项数列{a n }的前n 项和S n 满足：S 2n －(n 2＋n －1)S n －(n 2＋n )＝0. (1)求数列{a n }的通项公式a n ； (2)令b n ＝n ＋1n ＋22a 2n ，数列{b n }的前n 项和为T n ，证明：对于任意的n ∈N *，都有T n <564.＝116⎣⎢⎡⎦⎥⎤1n2－1n ＋22，T n ＝116⎣⎢⎡ ⎝⎛⎭⎪⎫1－132＋⎝⎛⎭⎪⎫122－142＋⎝⎛⎭⎪⎫132－152＋…⎦⎥⎤＋⎝⎛⎭⎪⎫1n －12－1n ＋12＋⎝⎛⎭⎪⎫1n 2－1n ＋22＝116⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋122－1n ＋12－1n ＋22<116⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋122 ＝564(n ∈N *)． 即对于任意的n ∈N *，都有T n <564.11.已知数列{a n }的前n 项和是S n ，且S n ＋12a n ＝1(n ∈N ＋).(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝log 13(1－S n ＋1)(n ∈N ＋)，令T n ＝1b 1b 2＋1b 2b 3＋…＋1b n b n ＋1，求T n .故a n ＝23·⎝ ⎛⎭⎪⎫13n －1＝2·⎝ ⎛⎭⎪⎫13n (n ∈N ＋).(2)因为1－S n ＝12a n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13n .所以b n ＝log 13(1－S n ＋1)＝log 13⎝ ⎛⎭⎪⎫13n ＋1＝n ＋1，因为1b n b n ＋1＝1（n ＋1）（n ＋2）＝1n ＋1－1n ＋2，所以T n ＝1b 1b 2＋1b 2b 3＋…＋1b n b n ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－13＋⎝ ⎛⎭⎪⎫13－14＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n ＋1－1n ＋2＝12－1n ＋2＝n 2（2n ＋2）.。

数列求和【教学目标】1.熟练掌握等差、等比数列的前n项和公式．2.掌握非等差、等比数列求和的几种常见方法．3.能在具体的问题情境中识别数列的等差关系或等比关系，并能用相关知识解决相应的问题.【重点难点】1.教学重点：识别数列的等差关系或等比关系，并能用相关知识解决相应的问题；2.教学难点：学会对知识进行整理达到系统化，提高分析问题和解决问题的能力；【教学策略与方法】自主学习、小组讨论法、师生互动法【教学过程】－1为公差的等差数列，得1S n＝－1－(n －1)＝－n ，所以S n ＝－1n . 答案 －1n2.(2013·全国Ⅱ，3)等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3＝a 2＋10a 1，a 5＝9，则a 1＝( ) A.13 B.－13 C.19 D.－19解析 设公比为q ，则由S 3＝a 2＋10a 1，得a 1＋a 2＋a 3－a 2＝10a 1，故a 3＝9a 1，所以q 2＝9.由a 5＝9，得a 1＝19. 答案 C 知识梳理：知识点 数列求和的常见方法1．公式法；直接利用等差数列、等比数列的前n 项和公式求和(1)等差数列的前n 项和公式：S n ＝n a 1＋a n2＝na 1＋n n －12d .(2)等比数列的前n 项和公式：S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧na 1，q ＝1，a 1－a n q 1－q＝a 11－q n1－q ，q ≠1.2．倒序相加法；如果一个数列{a n }的前n 项中首末两端等“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，如等差数列的前n 项和公式即是用此法推导的．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，这个数列的前n 项和可用错位相减法．4．裂项相消法；(1)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，从而求得其和． (2)裂项时常用的三种变形：①1n n ＋1＝1n －1n ＋1；②12n －12n ＋1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1；1＋2＋…＋n ＝n n ＋1212＋22＋…＋n 2＝n n ＋12n 613＋23＋…＋n 3＝⎣⎢⎡n n ＋12＝3×(1＋2＋3＋...＋n )＋21＋22＋ (2)－n ＝3×1＋n ×n 2＋21－2n1－2－n ＝3n 2＋n 2＋2n ＋1－2.【答案】 12(3n 2＋n )＋2n ＋1－22．(2015·福建高考)等差数列{a n }中，a 2＝4，a 4＋a 7＝15.(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设b n ＝2a n －2＋n ，求b 1＋b 2＋b 3＋…＋b 10的值． 【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d ，由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＋d ＝4，a 1＋3d ＋a 1＋6d ＝15，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，d ＝1.所以a n ＝a 1＋(n －1)d ＝n ＋2.(2)由(1)可得b n ＝2n＋n ，所以b 1＋b 2＋b 3＋…＋b 10 ＝(2＋1)＋(22＋2)＋(23＋3)＋…＋(210＋10)＝(2＋22＋23＋…＋210)＋(1＋2＋3＋…＋10)＝21－2101－2＋1＋10×102＝(211－2)＋55＝211＋53＝2 101.归纳：分组转化法求和的常见类型1．若a n ＝b n ±c n ，且{b n }，{c n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求{a n }的前n 项和． 2．通项公式为a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧b n ，n 为奇数，c n ，n 为偶数的数列，其中数列{b n }，{c n }是等比数列或等差数列，可采用分组求和法求和．提醒：某些数列的求和是将数列转化为若干个可求和的新数列的和或差，从而求得原数列的和，注意在含有字母的数列中对字母的讨论． 考点二: 裂项相消法求和(1)(2015·江苏高考)设数列{}a n 满足a 1＝1，且a n ＋1－a n ＝n ＋1(n ∈N *)，则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为______．(2)(2015·全国卷Ⅰ)S n 为数列{a n }的前n 项和．已知a n ＞0，a 2n ＋2a n ＝4S n ＋3.①求{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．【解析】 (1)由题意有a 2－a 1＝2，a 3－a 2＝3，…，a n －a n －1＝n (n ≥2)．以上各式相加，得a n －a 1＝2＋3＋…＋n ＝n －12＋n2＝n 2＋n －22.又∵a 1＝1，∴a n ＝n 2＋n2(n ≥2)．∵当n ＝1时也满足此式，∴a n＝n 2＋n2(n ∈N *)．∴1a n ＝2n 2＋n ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋1. ∴S 10＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫11－12＋12－13＋…＋110－111＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫1－111＝2011.【答案】 2011(2)①由a 2n ＋2a n ＝4S n ＋3，(*)可知a 2n ＋1＋2a n ＋1＝4S n ＋1＋3.(**)(**)－(*)，得a 2n ＋1－a 2n ＋2(a n ＋1－a n )＝4a n ＋1，即2(a n ＋1＋a n )＝a 2n ＋1－a 2n ＝(a n ＋1＋a n )(a n ＋1－a n )．由a n >0，得a n ＋1－a n ＝2.又a 21＋2a 1＝4a 1＋3，解得a 1＝－1(舍去)或a 1＝3. 所以{a n }是首项为3，公差为2的等差数列，通项公式为a n ＝2n ＋1.②由a n ＝2n ＋1可知b n ＝1a n a n ＋1＝12n ＋12n ＋3＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1－12n ＋3. 设数列{b n }的前n 项和为T n ，则 T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫13－15＋⎝ ⎛⎭⎪⎫15－17＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＋1－12n ＋3＝n 32n ＋3. 跟踪训练： 1．若已知数列的前四项是112＋2，122＋4，132＋6，142＋8，则数列的前n 项和为________． 【解析】 由前四项知数列{a n }的通项公式为a n ＝1n 2＋2n ，由1n 2＋2n ＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2知，S n ＝a 1＋a 2＋a 3＋…＋a n －1＋a n＝12⎣⎢⎡1－13＋12－14＋13－15＋…＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －2－1n⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1－1n ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋2＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋12－1n ＋1－1n ＋2＝34－2n ＋32n ＋1n ＋2.【答案】 34－2n ＋32n ＋1n ＋22．(2014·大纲全国卷)等差数列{a n }的前n 项和为S n ，已知a 1＝10，a 2为整数，且S n ≤S 4. (1)求{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)由a 1＝10，a 2为整数，知等差数列{a n }的公差d 为整数．又S n ≤S 4，故a 4≥0，a 5≤0，于是10＋3d ≥0,10＋4d ≤0.解得－103≤d ≤－52.因此d ＝－3.数列{a n }的通项公式为a n ＝13－3n . (2)b n＝113－3n10－3n＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －113－3n .于是T n ＝b 1＋b 2＋…＋b n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫17－110＋⎝ ⎛⎭⎪⎫14－17＋…＋110－3n －113－3n ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫110－3n －110＝n1010－3n.归纳：常见的裂项方法(其中n 为正整数)列裂项方法⎭⎬⎫k 非零常数)1nn ＋k ＝1k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －1n ＋k ⎭⎬⎫－1 14n 2－1＝12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n －1－12n ＋1⎩⎨⎧⎭⎬⎫1nn ＋1n ＋21n n ＋1n ＋2＝121nn ＋1－1n ＋1n ＋2(1)求数列{a n }的通项公式； (2)设b n ＝(4－a n )qn －1(q ≠0，n ∈N *)，求数列{b n }的前n 项和S n .【解】 (1)设等差数列{a n }的公差为d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧3a 1＋3d ＝6，8a 1＋28d ＝－4，解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1＝3，d ＝－1.故a n ＝3＋(n －1)·(－1)＝4－n . (2)由(1)得，b n ＝n ·q n －1，于是S n ＝1·q 0＋2·q 1＋3·q 2＋…＋n ·qn －1.若q ≠1，将上式两边同乘以q 有qS n ＝1·q 1＋2·q 2＋…＋(n －1)·q n －1＋n ·q n .两式相减得到(q －1)S n ＝nq n－1－q 1－q 2－…－qn －1＝nq n－q n －1q －1＝nq n ＋1－n ＋1q n ＋1q －1.于是，S n ＝nq n ＋1－n ＋1q n ＋1q －12.若q ＝1，则S n ＝1＋2＋3＋…＋n ＝n n ＋12.所以S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧n n ＋12，q ＝1，nq n ＋1－n ＋1q n ＋1q －12，q ≠1.归纳： 1．要善于识别题目类型，特别是等比数列公比为负数的情形．2．在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便下一步准确写出“S n －qS n ”的表达式．3．在应用错位相减法求和时，若等比数列的公比为参数，应分公比等于1和不等于1两种情况求解．规范解答：错位相减法求数列的和1.(12分)已知数列{a n }的前n 项和S n ＝－12n 2＋kn (其中k ∈N *)，且S n 的最大值为8. (1)确定常数k ，并求a n ；(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫9－2a n 2n 的前n 项和T n .【规范解答】 (1)当n ＝k ∈N *时，S n ＝－12n 2＋kn 取得最大值，即8＝S k ＝－12k 2＋k 2＝12k 2，故k 2＝16，k ＝4.当n ＝1时，a 1＝S 1＝－12＋4＝72，3分当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝92－n .6分当n ＝1时，上式也成立，综上，a n ＝92－n .(2)因为9－2a n 2n ＝n 2n －1，所以T n ＝1＋22＋322＋…＋n －12n －2＋n2n －1，①7分所以2T n ＝2＋2＋32＋…＋n －12n －3＋n 2n －2，② ②－①得：2T n －T n ＝2＋1＋12＋…＋12n －2－n 2n －1＝4－12n －2－n 2n －1＝4－n ＋22n －1.11分故T n ＝4－n ＋22n －1.12分【解题程序】 第一步：利用S n 的最大值为8，结合k ∈N *求出k 的值；第二步：利用a n ，S n 的关系求出a n ；第三步：化简数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫9－2a n 2n ；第四步：利用错位相减法求T n ； 第五步：化简整理得出答案．【智慧心语】 易错提示：1利用S n 求a n 时不要忽视n ＝1的情况.,2错位相减时不要漏项或算错项数.防范措施：1利用S n 求a n 时，a n ＝S n －S n －1成立的条件是n ≥2，解题时要明确. 2根据数列前n 项和的结构特征和最值确定k 和S n ，求出a n 后再根据⎩⎨⎧⎭⎬⎫9－2a n 2n 的结构特征确定利用错位相减法求T n .在审题时，要审题目中数式的结构特征判定解题方案.3T n的结果要尽量简单，可以通过n＝1，2时的特殊情况对结论进行验证.。

数列求和1．等差数列的前n 项和公式 S n ＝n (a 1＋a n )2＝na 1＋n (n －1)2d ；2．等比数列的前n 项和公式 S n ＝⎩⎪⎨⎪⎧na 1，q ＝1，a 1－a n q 1－q ＝a 1(1－q n )1－q ，q ≠1.3．一些常见数列的前n 项和公式 (1)1＋2＋3＋4＋…＋n ＝n (n ＋1)2；(2)1＋3＋5＋7＋…＋2n －1＝n 2； (3)2＋4＋6＋8＋…＋2n ＝n 2＋n .1．使用裂项相消法求和时，要注意正负项相消时，消去了哪些项，保留了哪些项，切不可漏写未被消去的项，未被消去的项有前后对称的特点．2．在应用错位相减法求和时，若等比数列的公比为参数，应分公比等于1和不等于1两种情况求解． [试一试](2014·盐城模底)已知数列{a n }满足a n ＝1n ＋n ＋1，则其前99项和S 99＝________.数列求和的常用方法1．倒序相加法：如果一个数列{a n }的前n 项中首末两端等“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，如等差数列的前n 项和即是用此法推导的． 2．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，那么这个数列的前n 项和即可用此法来求，如等比数列的前n 项和就是用此法推导的． 3．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，从而求得其和． 4．分组求和法：一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成，则求和时可用分组求和法，分别求和后再相加减． 5．并项求和法：一个数列的前n 项和，可两两结合求解，则称之为并项求和．形如a n ＝(－1)n f (n )类型，可采用两项合并求解． [练一练]1．若S n ＝1－2＋3－4＋5－6＋…＋(－1)n －1·n ，则S 50＝________.2．若数列{a n }的通项公式为a n ＝2n ＋2n －1，则数列{a n }的前n 项和为________．考点一分组转化法求和[典例]设数列{a n }满足a 1＝2，a 2＋a 4＝8，且对任意n ∈N *，函数f (x )＝(a n －a n ＋1＋a n ＋2)x ＋a n ＋1cos x －a n ＋2sin x 满足 f ′⎝⎛⎭⎫π2＝0. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)若b n ＝2⎝⎛⎭⎫a n ＋12a n，求数列{b n }的前n 项和S n .[类题通法]分组转化法求和的常见类型(1)若a n ＝b n ±c n ，且{b n }，{c n }为等差或等比数列，可采用分组求和法求{a n }的前n 项和；(2)通项公式为a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧b n ，n 为奇数，c n，n 为偶数，的数列，其中数列{b n }，{c n }是等比数列或等差数列，可采用分组求和法求和． [针对训练]已知数列{a n }的首项a 1＝3，通项a n ＝2n p ＋nq (n ∈N *，p ，q 为常数)，且a 1，a 4，a 5成等差数列．求： (1)p ，q 的值；(2)数列{a n }前n 项和S n 的公式．考点二错位相减法求和[典例] (2013·山东高考)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ，且S 4＝4S 2，a 2n ＝2a n ＋1. (1)求数列{a n }的通项公式；(2)若数列{b n }满足b 1a 1＋b 2a 2＋…＋b n a n ＝1－12n ，n ∈N *，求{b n }的前n 项和T n .考点三裂项相消法求和裂项相消法求和是历年高考的重点，命题角度凸显灵活多变，在解题中要善于利用裂项相消的基本思想，变换数列a n的通项公式，达到求解目的．归纳起来常见的命题角度有：(1)形如a n＝1n(n＋k)型；(2)形如a n＝1n＋k＋n型；(3)形如a n＝1(2n－1)(2n＋1)型；(4)形如a n＝n＋1n2(n＋2)2型．角度一形如a n＝1n(n＋k)型1．在等比数列{a n}中，a1>0，n∈N*，且a3－a2＝8，又a1、a5的等比中项为16.(1)求数列{a n}的通项公式；(2)设b n＝log4a n，数列{b n}的前n项和为S n，是否存在正整数k，使得1S1＋1S2＋1S3＋…＋1S n<k对任意n∈N*恒成立．若存在，求出正整数k的最小值；不存在，请说明理由．(1)求数列{a n }的通项公式a n ；(2)令b n ＝n ＋1(n ＋2)2a 2n ，数列{b n }的前n 项和为T n .[类题通法]利用裂项相消法求和应注意(1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项，也有可能前面剩两项，后面也剩两项；(2)将通项裂项后，有时需要调整前面的系数，使裂开的两项之差和系数之积与原通项相等．如：若{a n }是等差数列，则1a n a n ＋1＝1d ⎝⎛⎭⎫1a n －1a n ＋1，1a n a n ＋2＝12d ⎝⎛⎭⎫1a n －1a n ＋2.[课堂练通考点]1．数列112，314，518，7116，…，(2n －1)＋12n ，…的前n 项和S n 的值等于________．2．(2014·南通一模)在数列{a n }中，若对于n ∈N *，总有∑k ＝1na k ＝2n－1，则∑k ＝1na 2k ＝________.3．(2014·苏中三市、连云港、淮安调研(二))已知数列{a n}是首项为1，公差为d的等差数列，数列{b n}是首项为1，公比为q(q＞1)的等比数列．(1)若a5＝b5，q＝3，求数列{a n·b n}的前n项和；(2)若存在正整数k(k≥2)，使得a k＝b k，试比较a n与b n的大小，并说明理由．。

6.3 等比数列 6.4数列求和【学习目标】1、理解等比数列的概念，掌握等比数列的通项公式与前n 项和公式2、熟练掌握等差等比数列的前n 项和公式，能应用公式求数列的前n 项和3、掌握非等差等比数列求和的几种方法【重点难点】重点：等比数列的定义和性质，数列求和的方法难点：等比数列的定义和性质，数列求和的方法. 【导学流程】 一、基础感知 1、等比数列基本公式 （1）定义：1(N ,)n na q n q a *+=∈为非零常数 （2）通项公式：11n n a a q -=⨯（3）等比中项：2,,a A b A ab ⇔=成等比数列（4）前n 项和：111(1)(1)(1)11n n n na q S a a q a q q q q =⎧⎪=--⎨=≠⎪--⎩2、等比数列基本性质（1）n m n m a a q -=⨯（2）m n k l m n k l a a a a +=+⇔⋅=⋅（3）232,,n n n n n S S S S S --成等比数列（4）n n S A Aq =-3、数列求和：（公式法、分组求和、错位相减、裂项相消、并项求和、倒序相加）（1）、公式求和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 （2）、分组求和：适用于等差、等比数列以加减的形式构成的新数列的前n 项和（3）．错位相减：适用于等差、等比数列以乘、除的形式构成的新数列的前n 项和 若，其中是等差数列，是公比为等比数列， 令，则两式错位相减并整理即得 （4）．裂项相消法：适用于类似（其中是各项不为零的等差数列，为常数）的数列、部分无理数列等．用裂项相消法求和（1）（2）； （3） （4）（5）、并项求和当数列通项中出现n )1(-或1)1(+-n 时，常常需要对n 取值的奇偶性进行分类讨论。