第课时数列求和
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数列求和的基本方法和技巧(一)研究数列求和,首先要注意:数列的特征,认清是否是我们熟悉的数列:等差数列和等比数列一.公式法: 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 qq a q na S n nn3、 )1(211+==∑=n n k S nk n 4、)12)(1(6112++==∑=n n n k S nk n5、 213)]1(21[+==∑=n n k S nk n [例1] 已知3log 1log 23-=x ,求⋅⋅⋅++⋅⋅⋅+++nx x x x 32的前n 项和. 解:由212log log 3log 1log 3323=⇒-=⇒-=x x x由等比数列求和公式得 n n x x x x S +⋅⋅⋅+++=32 (利用常用公式)=xx x n --1)1(=211)211(21--n =1-n 21[例2] 设S n =1+2+3+…+n ,n ∈N *,求1)32()(++=n nS n S n f 的最大值.解:由等差数列求和公式得 )1(21+=n n S n , )2)(1(21++=n n S n (利用常用公式)∴ 1)32()(++=n nS n S n f =64342++n n n=nn 64341++=50)8(12+-nn 501≤∴ 当 88-n ,即n =8时,501)(max =n f二、错位相减法求和这种方法是在推导等比数列的前n 项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{a n · b n }的前n 项和,其中{ a n }、{ b n }分别是等差数列和等比数列.[例3] 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S ………………………①解:由题可知,{1)12(--n x n }的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比数列{1-n x }的通项之积设nn x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=………………………. ②(设制错位)①-②得 n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=--(错位相减)再利用等比数列的求和公式得:n n n x n xx x S x )12(1121)1(1----⋅+=-- ∴ 21)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+[例4] 求数列⋅⋅⋅⋅⋅⋅,22,,26,24,2232n n前n 项的和. 解:由题可知,{n n 22}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n 21}的通项之积设n n nS 2226242232+⋅⋅⋅+++=…………………………………①14322226242221++⋅⋅⋅+++=n n n S ………………………………② (设制错位)①-②得1432222222222222)211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n nS(错位相减)1122212+---=n n n∴ 1224-+-=n n n S练习:求:S n =1+5x+9x 2+······+(4n-3)x n-1解:S n =1+5x+9x 2+······+(4n-3)x n-1 ① ①两边同乘以x ,得 x S n =x+5 x 2+9x 3+······+(4n-3)x n ② ①-②得,(1-x )S n =1+4(x+ x 2+x 3+······+n x )-(4n-3)x n当x=1时,S n =1+5+9+······+(4n-3)=2n 2-n当x ≠1时,S n = 1 1-x [ 4x(1-x n ) 1-x +1-(4n-3)x n ]三、反序相加法求和这是推导等差数列的前n 项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n 个)(1n a a +.[例5] 求证:n n n n n n n C n C C C 2)1()12(53210+=++⋅⋅⋅+++证明: 设nnn n n n C n C C C S )12(53210++⋅⋅⋅+++=………………………….. ① 把①式右边倒转过来得113)12()12(nn n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-(反序)又由mn nm n C C -=可得 n nn n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(…………..…….. ② ①+②得n nn n n n n n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=-(反序相加)∴ n n n S 2)1(⋅+=[例6] 求89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值解:设89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. ①将①式右边反序得1s i n 2s i n 3s i n 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S …………..②(反序)又因为 1cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x①+②得(反序相加))89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S =89∴ S =44.5 练习:已知lg(xy)=a ,求S ,其中S=nn n n y y x y x x lg )lg()lg(lg 221+∙∙∙+++--解: 将和式S 中各项反序排列,得n n n n x y x y x y s lg )lg()lg(lg 221+∙∙∙+++=--将此和式与原和式两边对应相加,得 2S=n xy )lg(+n xy )lg(+ · · · +n xy )lg( (n+1)项 =n(n+1)lg(xy)∵ lg(xy)=a ∴ S=21n(n+1)a。
(1 )求a 2,a 3, a 4地值; (2)求数列{a .}地通项a .;第3课时 数列求和3.已知S 是数列{a n }地前n 项和,且 a i =1,na n 中=2S n (n 忘 N ).考点目标:掌握求数列前n 项和地常用方法 (错位相减) 例1 已知数列{a n }地前n 项和为S n ,且S n=2a n —2 ;数列{b n }满足b 1=1, b n4 =b n +2. n W N * . (I)求数列{a n }, {0}地通项公式; (n)记 G = a n b n , n 亡N * .求数列{q }地前n 项和人. 练习1 .已知正项数列{a n } 地前n 项和为S n ,a 1T ,当nX2且nE 时,点 (S nj S n ) 1 1 * y = 2x + — 、 b n = log — a n (n 壬 N ). 在直线 2上,数列{b n }满足 2{西 (2)设数列a n 地前n 项和为T n .求T n. (1)求数列{a n }地通项公式a(列项相消) 例2已知等差数列{a n }地公差为2,前n 项和为S n ,且0,翁0成等比数列. (1)求数列{a n }地通项公式; —彳 4 n ⑵令b n = ( — 1)n ,求数列{b n }地前n 项和T n . a n a n + 1 练习2 等差数列{a n }地前n 项和为S n .已知a 1= 10, a ?为整数,且S 4. (1)求{a n }地通项公式; 1 ⑵设b n = ------ ,求数列{b n }地前n 项和T n . a n a n +1 课外练习 1.已知递增数列{a n }满足a 1 + a 2 + 83+…+ a n = + n).版权文档,请勿用做商业用途 (1)求a 1及数列{a n }地通项公式; (a n +1,n 为奇数,⑵设C n = 5 斗/由彩. 求数列{ C n }地前2n 项和T 2n .版权文档,请勿用做商业用 I a n -1 • 2a n — 1 + 1,n 为偶数, 途 2.已知数列{a n }地各项均为正数,前 n项和为S n ,且& = 一 (n 忘N ), (I)求证数列t a j 是等差数列;1⑴设b nW b1计…f 求T n.2(3)设数列{b n }满足b n = --------------- ,求数列{b n }地前n 项和T1(n +2)a n解: (I). S n =2n+-2>2 时,S n 」=2n-2得,a n =2n( n >2 ).二数列{a n }是以2为首项,公比为2地等比数列, 二数列{a n }地通项公式为a n=2・2n」=2n•又由题意知,4=1, b n* =bn +2,即 bnH1-b n=2 二数列{b n }是首项为1,公差为2地等差数列,二数列{b n }地通项公式为b n =1 + (n- 1)X2 =2n-1 • (□)由(I)知,C n =(2n —1)2n••• T n =1 天2 +3咒 2^^ 23H + (2n -3) / + (2n -1) 2n1 咒 22+3x 2]卜I +(2n-5) 2^^ +(2n-3)2n +(2n- 1)2n * ④由—④得订n =2+2^22 +2x 23 +1+2・2n 4+2 2n-(2n- 1)”2n +-T n =2(1+22+2卄 I +2n"*2n)-(2 n-1)”尹2 — 2n2丄•2=52•- h n =2 2n+—4-2n 2n+ +2n+ 即一T n =(3-2n) ^2n^-4••• T n =(2 n-3)2n ++4二数列{c n }地前n 项和T n =(2n-3)2"十+4...当心时,总=侖=2,且心•第3课时数列求和答案练习1【解析】(1)当科>2且《£何*时,点甦)在直线y = 2x+-上_ . 2^^, =45, +KHeA ・) ②与加= 25>2«eN*) 2分 a_由 2^2 =+1得2(% + 幻)=钳 +1» 又卫]=—二应2 =1,/-数列4}是限专为首项,2为公比的等比数列■二住耗=円⑵•"严log ]碍=蘇[2"=2— - 乞171 0 -1 -T = — +— + — …n1 12 2_2 -0=n ”2用做商业用途当n 为偶数时,Tn= £+3〉(11+1)+…+ 魚+盘〕—加+孟】=1—2^=盘.版权文档,请勿用做商业用途当n 为奇数时,3-n 丄 2 -n 2^^ 2^^-13-nF 2n」由③-④得:1 2 22-2 -n _2 -n-尹例2解:(1)因为S , = a 1,2 X 1S2 = 2a 1 + —2~ X 2 = 2a 1 + 2,4 X 3 S 4= 4a 1 + —2 — X 2= 4a 1 +12, 由题意得(2a 1 + 2)2所以a n = 2n — 1.⑵由题意可知,./ 4\0-1 4n=a 1(4a 1 +12),解得 a 1= 1,4n a n a n +1=(-1)"1 ( 2n - 1)4n (2n + 1) =(-1)"^^-1 +肃丿版权文档,请勿95〕+…-(2^+ 册)+ g n 士+*!〕=1+ 花=賠.版权文档,请勿用做商业用途1 f 1 1 、 1(2)bn= (13 - 3n )( 10-3n ) = 3 110 - 3n - 13-3n / 于是 Tn= b1+ b2+ …+ bn= 3(7-(4- 7》…+ (^—n -石—n 卜3肚n -w 〕= 10( 10—3n ).版权文档,请勿用做商业用途课外练习1.解:(1)当n = 1时,a 1= 2(a 2 + 1),解得a 1 = 1.版权文档,请勿用做商业用途1 2当n >2时,a 1+a 2+a 3+…+ a n -1 = [(a n -1 + n — 1),版权文档,请勿用做商业用途1 2a 1 + a 2+a 3+…+ an = 2(a n + n ).所以a n = 1(a 2 — a 2-1 + 1),版权文档,请勿用做商业用途 即(an— 1)2— a2-1 = 0,所以 a n — a n -1= 1 或 a n + a n -1= 1(nA2). 又因为数列{an }为递增数列,所以a n - an -1 = 1, 所以数列{ a n }是首项为1,公差为1地等差数列, 所以a n = n.[a n + 1,门为奇数,(2)由C n = 5 版权文档,请勿用做商业用途 (2)由 C l a n -1 • 2a n -1 + 1, n 为偶数,j n + 1,n 为奇数,得C n= 1 n t,心丄匚 版权文档,请勿用做商业用途 nl (n - 1) 2n -1+ 1,n 为偶数,则 T 2n = (2 + 4 + …+ 2n) + [1 X 21+ 3X 23+…+ (2n — 1)X 22n -1] + n= n(n+ 1) + [1 x 21+ 3X 23+…+ (2n — 1) X 22nT] + n.版权文档,请勿用做商业用途记 S n = 1 X 21+ 3 X 23+…+ (2n — 1) X 22n -1,① 贝U 4S n = 1X 23+ 3X 25+…+ (2n — 1) X 22n +1.② 由①一②,得-3S n = 2 + 24+ 26+…+ 22n- (2n — 1)22n +1, =22+ 24+ 26+…+ 22n- (2n — 1)22n +1-2, 所以一3S n =4( 1-萃)-(2n — 1)22n + 1-2,1 - 44 ( 1 4门) (2n 1) 22n +1 2所以S n = (-一)+ 一_1 --------------- + 2,版权文档,请勿用做商业用途9 3 3卄- (6n -5) 22n +110 「_ (6n - 5) 22n +12 10 「 即 S n= ---------- ------- + "9, 故 T 2n= -------- 9 + n 2+2n +-9.版权文档,请勿用做商 9 9 9『2n + 2._ —,n 为奇数,n -1所以 T n =|2n + 1(或T n =2n + 1+(-1) I 上L ,n 为偶数.' i-2n + 1练习218.解:(1)由a 1= 10,a 2为整数知,等差数列 又 S n < S 4,故 a 4> 0,a 5< 0,2n + 1)反权文档,请勿用做商业用途{a n }地公差d 为整数.于是 10+ 3d > 0, 10 + 4d < 0,10 5解得一d W — 2,因此d =— 3.版权文档,请勿用做商业用途故数列{a n }地通项公式为a n = 113 — 3n.故 T 2n = T n = 1 +业用途a (a +1)2.试题解析:(I)S n = —(n壬N*)S n丄二邑冬旦(n>2)2 2①-②得:a n =n n njL n」(门> 2 )整理得:(a* + N n」)临一玄心)=⑶+玄心)打数列^a n }地各项均为正数,二a n +a n」H0,a n —a n」=1(n >2)n =1时,a^V.数列t a n }是首项为1公差为1地等差数列22、 n . n2(n )由第一冋得 S n = ------- /. b n = 2n 2+n 2=2<1 1 n 2+nn (n+1) 5 n +1 丿V 3~4J 也…中(1 ―三)n n+1、-n+1 丿 n + 13.试题解析:(1 )由 a i=1, na n 十=2S n ( N”)得 a 2 = 23-^ = 2 , (1 分)a s =S 2 p +a 2 =3,(2 分) 由 3a 4 =2S 3 =2(a 1 +a 2 +a 3)得 a 4 =4(3 分) (2)当 n >1 时,由 nan+ =2S n ①,得(n -1)a^2S n^ ②(4 分)①-②得 na n+ -(n-1)a n= 2(S n -S nj ),化简得 na n 十=(n+1)a n . (5 分).a n 十 n +1 a n(nA 1).(6 分)a 2 2a nn(7 分)a n4以上(n -1)个式子相乘得a n =2x …= n ( n >1)2 n —1(8 分) 又印=1 ,••• a n = n (n N*)(9 分)(3厂 bn=(n+2)a n(n+2)n n n+2(11 分)...T J —1+1—1+1—1 州汁丄 一1+二 n1 32 43 5 n-2 n nT n 中1 n n+2(12 分)T+D_丄-?2n+3 (14 分)2 n+1 n+2 2 (n+1)( n+2)of this article, and shall bear legal liability such ascop yright. 版权文档,请勿用做商业用途版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理 版权为个人所有This article in eludes some parts,in clud ing text,p ictures,and desig n. Cop yright is personal own ersh ip.用户可将本文地内容或服务用于个人学习、 研究或欣赏,以及其 他非商业性或非盈利性用途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律 地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外,将本文任何内容或服务用于其他用途时,须征得本人及相关权利人地书面 许可,并支付报酬.版权文档,请勿用做商业用途Users may use the contents or services of this articlefor personal study, research or app reciati on, and other non-commercial or non-pr ofit purpo ses, but at the same time, they shall abide by the pro visi ons of cop yright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. 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