数列的通项与求和公式
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数列:通项公式的求法一 、公式法(定义法):适用于等差或等比数列等差数列的通项公式: 1(1)n a a n d =+-;等比数列的通项公式: 11n n a a q -= 等差数列的定义: 1n n a a d --=;变式:112n n n a a a +-=+,1n n a a d -=+; 等比数列的定义:1n n a q a -=;变式:211n n n a a a +-=,1n n a qa -=; 二 、利用n S 求n a (知n S 求n a )⎩⎨⎧-=-11n n n S S S a )2()1(≥=n n ; 利用n S 求n a 一般为三步:(1)当n=1时利用S 1=a 1求出a 1 (2)当2n ≥时,利用1n n n S S a --=求出n a ; (3)检验a 1的值合不合由第二步求出的n a 的表达式; 例一:数列{a n }中,S n 是其前n 项和,若S n =2a n -1, ((1)求1a 的值(2)求数列的通项公式a n解:(1)当n=1时,有S 1=2a 1-1即a 1=2a 1-1求得a 1=1;(2)当2n ≥时,S n =2a n -1① S n-1=2a n-1-1②; ①—②有a n =2a n —2a n-1 得1122n n n n a a a a --=⇒=,所以{a n }为一以2为公比1为首项的等比数列,所以11122n n n a --=⨯= (3)经检验,11a =也合12n n a -=,所以数列{a n }的通项公式为12n n a -=。
练习1、数列{a n }的各项为正数, 11a =且有2211230n n n n a a a a ++--=,则{a n }的通项公式是__________.2、已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =3n +n ,则数列的通项公式a n =________.3、各项都为正数的数列{a n }中,有11a =且331log 3log n n a a --=,则通项公式a n =________.4、数列{a n }中,11a =,且当1n >时有13n n a a -=,求数列的通项公式a n ________.5、数列{a n }中,11a =且点1(,)n n a a +在直线2y x =-上,通{a n }的通项公式为________.6、数列{a n }中,S n 是其前n 项和,若2S n =3a n —3,(1)求1a 的值(2)求数列的通项公式a n三、形如sra pa a n n n +=--11型(取倒数法)例3. 已知数列{}n a 中,21=a ,)2(1211≥+=--n a a a n n n ,求通项公式n a解:取倒数:⇔+=-2111n n a a 2111=--n n a a 1113(1)222n n n a a ∴=+-⋅=- 2.43n a n ∴=- 练习1。
数列专题1:根据递推关系求数列的通项公式根据递推关系求数列的通项公式主要有如下几种类型一、nS是数列{}n a的前n项的和11(1)(2)nn nS naS S n-=⎧=⎨-≥⎩【方法】:“1n nS S--”代入消元消n a。
【注意】漏检验n的值(如1n=的情况【例1】.(1)已知正数数列{}na的前n项的和为nS,且对任意的正整数n满足1na=+,求数列{}na的通项公式。
(2)数列{}na中,11a=对所有的正整数n都有2123na a a a n⋅⋅⋅⋅=,求数列{}n a的通项公式【作业一】1-1.数列{}na满足21*123333()3nnna a a a n N-++++=∈,求数列{}na的通项公式.(二).累加、累乘型如1()n na a f n--=,1()nnaf na-=1()n n a a f n --= ,用累加法求通项公式(推导等差数列通项公式的方法)【方法】1()n n a a f n --=, 12(1)n n a a f n ---=-, ……,21(2)a a f -=2n ≥,从而1()(1)(2)n a a f n f n f -=+-++,检验1n=的情况()f n =,用累乘法求通项公式(推导等比数列通项公式的方法) 【方法】2n ≥,12121()(1)(2)n n n n a a a f n f n f a a a ---⋅⋅⋅=⋅-⋅⋅即1()(1)(2)na f n f n f a =⋅-⋅⋅,检验1n =的情况【小结】一般情况下,“累加法”(“累乘法”)里只有1n -个等式相加(相乘).【例2】. (1) 已知211=a ,)2(1121≥-+=-n n a a n n,求n a .(2)已知数列{}n a 满足12n n n aa n +=+,且321=a ,求n a .【例3】.(2009高考文数)在数列{}n a 中,11111,(1)2n n n n a a a n ++==++.设n na b n =,求数列{}n b 的通项公式(三).待定系数法1n n a ca p +=+ (,1,1c,p c p ≠≠为非零常数)【方法】构造1()n n a x c a x ++=+,即1(1)n n a ca c x +=+-,故(1)c x p -=, 即{}1n p a c +-为等比数列【例4】. 11a =,123n n a a +=+,求数列{}n a 的通项公式。
数列的通项和求和公式推导数学中的数列是由一系列按照规律排列的数所组成的序列。
对于给定的数列,我们通常希望能够找到一个通项公式来表示数列的第n项,同时也希望能够求解数列的前n项和。
在本文中,我们将讨论如何推导数列的通项公式和求和公式。
一、等差等差数列是最常见的数列之一,它的特点是每一项与前一项之间的差值都相等。
假设等差数列的首项为a1,公差为d,第n项为an。
1. 推导通项公式我们可以观察到,等差数列每一项与首项之间存在一个公差的倍数关系,即:an = a1 + (n-1)d这个等式可以通过数学归纳法推导得出。
假设等式对于n=k成立,即:ak = a1 + (k-1)d那么对于n=k+1,我们有:ak+1 = a1 + kd通过对上述两个等式进行代换,得到:ak+1 = (a1 + (k-1)d) + d = a1 + kd由此可见,当等式对于n=k成立时,等式对于n=k+1也成立。
因此,等差数列的通项公式为:an = a1 + (n-1)d2. 推导求和公式为了推导等差数列的求和公式,我们可以考虑将数列按照首项与末项、次首项与次末项等进行配对求和。
我们可以观察到这些配对的和都相等,都等于等差数列的中间项和。
设等差数列的首项为a1,末项为an,共有n项。
那么有:a1 + an = a1 + (a1 + (n-1)d) = 2a1 + (n-1)da2 + an-1 = (a1 + d) + (a1 + (n-2)d) = 2a1 + (n-1)d...ak + an-k+1 = (a1 + (k-1)d) + (a1 + (n-k)d) = 2a1 + (n-1)d将上述k个等式相加,得到:2(a1 + a2 + ... + an-k+1) + (n-k)(d + d + ... + d) = k(2a1 + (n-1)d)化简后可得:2S + (n-k)kd = k(2a1 + (n-1)d)其中,S表示等差数列的前n项和。
等差数列的通项公式与求和公式等差数列(Arithmetic Progression,简称AP)是一个常见的数学概念,它指的是一个数列中的每个相邻的元素之间都有相同的差值。
通项公式是求解等差数列中任意一项的公式,而求和公式则是用于计算等差数列中前n项和的公式。
在本文中,我们将详细介绍等差数列的通项公式与求和公式,并提供一些相关的例子和推导过程。
一、等差数列的通项公式等差数列的通项公式可以表示为:An = A1 + (n-1)d其中,An表示等差数列中的第n个数,A1是等差数列的首项,d 是等差数列中的公差,n表示数列中的项数。
利用这个通项公式,我们可以轻松地求解等差数列中任意一项的数值。
下面是一个例子:例子1:求解公差为3,首项为2的等差数列中的第7项。
根据通项公式,我们可以得到An = A1 + (n-1)d。
代入已知的值,即可求解:A7 = 2 + (7-1)3 = 2 + 18 = 20因此,公差为3,首项为2的等差数列中的第7项为20。
二、等差数列的求和公式等差数列的求和公式可以表示为:Sn = (n/2)(A1 + An)其中,Sn表示等差数列前n项和,A1是等差数列的首项,An是等差数列的第n项,n表示数列中的项数。
利用这个求和公式,我们可以迅速地计算等差数列前n项的和。
下面是一个例子:例子2:计算公差为4,首项为3的等差数列的前10项和。
根据求和公式,我们可以得到Sn = (n/2)(A1 + An)。
代入已知的值,即可计算:S10 = (10/2)(3 + A10)为了求解A10,我们需要使用通项公式:A10 = A1 + (10-1)d。
代入公差d=4,首项A1=3,得到:A10 = 3 + (10-1)4 = 3 + 36 = 39将A10的值代入求和公式,即可计算出前10项的和:S10 = (10/2)(3 + 39) = 5(42) = 210因此,公差为4,首项为3的等差数列的前10项和为210。
数列通项公式及数列求和的常用方法邓 飞一.通项公式求法1. 迭乘法:1()n n a a f n += 型例1 已知数列{}n a 满足112(1)53n n n a n a a +=+= ,,求数列{}n a 的通项公式。
解:因为112(1)53n n n a n a a +=+= ,,所以0n a ≠,则12(1)5n n na n a +=+,故132112211221(1)1(1)(2)2112[2(11)5][2(21)5][2(21)5][2(11)5]32[(1)32]53325!n n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n --------+-+++-=⋅⋅⋅⋅⋅=-+-+⋅⋅+⨯+⨯⨯=-⋅⋅⨯⨯⨯=⨯⨯⨯ 所以数列{}n a 的通项公式为(1)12325!.n n n n a n --=⨯⨯⨯2. 迭加法:1()n n a a f n +=+ 型例2 在数列{n a }中,31=a ,)1(11++=+n n a a n n ,求通项公式n a .解:原递推式可化为:1111+-+=+n n a a n n , 则,211112-+=a a 312123-+=a a ,413134-+=a a ,……,n n a a n n 1111--+=-逐项相加得:n a a n 111-+=.故na n 14-=. 3. 待定系数法:1n n a pa q +=+ 型――转化为1()n n a x p a x ++=+ 型。
(等比型)例3 已知数列{}n a 满足11236n n a a a +=+=,,求数列{}n a 的通项公式。
解:设12()n n a x a x ++=+ 比较系数得3,x = 所以 132(3)n n a a ++=+ 又13639a +=+=,则数列{3}n a +是以9为首项,2为公比的等比数列, 则1392n n a -+= ,故1923n n a -=- 。
等差数列的通项公式与求和公式等差数列是指数列中相邻两项之差都相等的数列。
它在数学和实际问题中具有重要的应用。
本文将详细介绍等差数列的通项公式与求和公式,帮助读者更好地理解和应用等差数列。
一、等差数列的通项公式等差数列的通项公式是指可以通过已知的数列项数、首项和公差,来确定数列中任意一项的公式。
通项公式对于解决等差数列相关问题非常有用。
假设等差数列的首项为a₁,公差为d,第n项为aₙ。
通项公式可以表示为:aₙ = a₁ + (n-1)d其中,aₙ表示第n项的值,a₁表示首项的值,d表示公差。
通过这个公式,我们可以快速计算出等差数列中的任意一项的值,而无需逐项计算。
举例来说,假设等差数列的首项为3,公差为4,我们要求该数列的第10项的值。
根据通项公式,我们有:a₁ = 3d = 4n = 10代入通项公式得到:a₁₀ = 3 + (10-1)×4 = 3 + 9×4 = 3 + 36 = 39因此,该数列的第10项的值为39。
二、等差数列的求和公式除了求解等差数列中任意一项的值外,我们还常常需要计算等差数列前n项的和。
这时候就需要用到等差数列的求和公式。
假设等差数列的首项为a₁,公差为d,前n项的和为Sₙ。
求和公式可以表示为:Sₙ = n/2 × (a₁ + aₙ)其中,Sₙ表示前n项的和,n表示项数,a₁表示首项,aₙ表示第n 项。
通过这个公式,我们可以快速计算出等差数列前n项的和,并且无需逐项相加。
举例来说,假设等差数列的首项为2,公差为3,我们要求该数列的前6项的和。
根据求和公式,我们有:a₁ = 2d = 3n = 6代入求和公式得到:S₆ = 6/2 × (2 + a₆)根据通项公式,a₆ = 2 + (6-1)×3 = 2 + 5×3 = 2 + 15 = 17代入求和公式得到:S₆ = 6/2 × (2 + 17) = 3 × 19 = 57因此,该数列的前6项的和为57。
等差数列的通项公式和求和公式等差数列是数学中常见的数列形式,其中每个数与其前一个数之间的差值保持相等。
在等差数列中,我们常常需要计算出特定位置的项以及求和的结果。
为了准确计算,我们需要熟悉等差数列的通项公式和求和公式。
一、等差数列的通项公式等差数列的通项公式可以用来计算数列中任意位置的项,通过已知前几项或其他相关信息可以确定。
通项公式的一般形式如下:an = a1 + (n - 1)d其中,an 表示等差数列中第 n 个数的值;a1 表示等差数列中第一个数的值;n 表示要求的数列位置;d 表示等差数列的公差(即相邻两项之间的差值)。
通过这个通项公式,我们可以轻松计算出等差数列中任意一项的值。
例如,假设已知一个等差数列的首项 a1 为 2,公差 d 为 3,我们可以通过通项公式计算出数列中第 5 个数的值:a5 = 2 + (5 - 1)3 = 2 + 12 = 14这样,我们就可以根据已知条件和通项公式得到数列中任意位置的项的值。
二、等差数列的求和公式在一些情况下,我们不仅仅希望计算出数列中某个位置的项的值,还希望知道数列中一定范围内(从第一个数到第 n 个数)的所有数的和,这时就需要用到求和公式。
求和公式的一般形式如下:Sn = (n/2)(a1 + an)其中,Sn 表示等差数列的前 n 项和;a1 表示等差数列的首项;an 表示等差数列中的第 n 个数。
通过这个求和公式,我们可以得到等差数列的前 n 项和的结果。
例如,如果我们想计算一个等差数列的前 4 项和,已知首项为 1,公差为2,我们可以使用求和公式:S4 = (4/2)(1 + a4)要计算出 a4 ,我们可以使用通项公式:a4 = a1 + (4 - 1)d = 1 + 3 × 2 = 7将这两个结果代入求和公式中,我们可以得到前 4 项和的值:S4 = (4/2)(1 + 7) = 2 × 8 = 16由此可见,求和公式可以很方便地计算等差数列的前 n 项和。
求数列通项公式、数列求和问题的常用方法一、求数列通项公式的三种常用方法2;3.n n S a ⎧⎪⎨⎪⎩1、利用与的关系;、累加(乘)法、构造法(或配凑法、待定系数法)1、利用n n S a 与的关系求通项公式:1-11-1=1;=-.-n n n n n S a S S S S S ⎧⎨≥⎩ , 当n 时利用 ,当n 2时注意:当也适合时,则无需分段(合二为一)。
例1、设数列}{n a 的前n 项和为S n =2n 2,}{n b 为等比数列,11a b =且2211().b a a b -= (Ⅰ)求数列}{n a 和}{n b 的通项公式;解:(1),24)1(22,2221-=--=-=≥-n n n S S a n n n n 时当当;2,111===S a n 时也满足上式。
故{a n }的通项公式为42,n a n =-设{b n }的公比为q , 111, 4, .4b qd b d q ==∴=则 故1111122,44n n n n b b q ---==⨯= 12{}.4n n n b b -=即的通项公式为例2、数列}{n a 的前n 项和为S n ,且111,3, 1,2,3,n n a S a n +=== ,求: (1)2a 的值。
(2)数列}{n a 的通项公式; 解:(1)由得,,3,2,1,31,111 ===+n S a a n n .313131112===a S a 111234222211()(2),3344,(2), (33)114,()(2).3331,1,,{}14(), 2.33n n n n n n n n n n n n a a S S a n a a n a a a a q a a n n a a n +-+---=-=≥=≥===≥=⎧⎪=⎨≥⎪⎩(2)由得即,,,是以为首项,为公比的等比数列又所以所以数列的通项公式为例3、(09广东四校文期末)已知函数 f (x ) = a x 2 + bx -23 的图象关于直线x =-32对称, 且过定点(1,0);对于正数列{a n },若其前n 项和S n 满足S n = f (a n ) (n ∈ N *)(Ⅰ)求a , b 的值;(Ⅱ)求数列{a n } 的通项公式;(Ⅰ)∵函数 f (x ) 的图象关于关于直线x =-32对称,∴a ≠0,-b 2a =-32, ∴ b =3a ①∵其图象过点(1,0),则a +b -23=0 ②由①②得a = 16 , b = 12. 4分(Ⅱ)由(Ⅰ)得2112()623f x x x =+- ,∴()n n S f a ==2112623n n a a +- 当n ≥2时,1n S -=211112623n n a a --+- .两式相减得 2211111()622n n n n n a a a a a --=-+-∴221111()()062n n n n a a a a ----+= ,∴11()(3)0n n n n a a a a --+--= 0,n a >∴ 13n n a a --=,∴{}n a 是公差为3的等差数列,且22111111112340623a s a a a a ==+-∴--=∴a 1 = 4 (a 1 =-1舍去)∴a n =3n+1 9分2、累加(乘)法:11-111 12-1. 2 3+2. 3 2-1.14 .(n+1)n n n n n n n n n a a n a a n a a a a n ++++=+=+=+=+例如:、 、、、 n 1112. 2 .+1n n n n a a na a n ++==例如:、 、 3、配凑法或待定系数法或构造法:111 12 1. 2 2 1. 3 3 2.n n n n n n a a a a a a +++=+=+=+例如:、 、、11+111111+12+1 1.+1=2--------2.221,=2{}=1=21=.2n n n n n n n nn n n n n n a a a a a a a b b a b b b a a q b ++++=+=+∴=+++==+ 解:方法一配凑法(或拆配法) 即 令则有, 故是以为首项,以为公比的。
数列的前n项和与通项公式数列是数学中的重要概念之一,它是由一系列按照某种规律排列的数所组成的序列。
而数列的前n项和以及通项公式则是数列研究中的关键概念,对于数学的发展和应用都具有重要意义。
一、数列的前n项和数列的前n项和是指数列中前n项数的和。
对于某些特定的数列,我们可以通过一定的方法来求解其前n项和。
例如,对于等差数列,其前n项和可以通过求和公式来计算。
假设等差数列的首项为a,公差为d,则前n项和Sn可以表示为Sn= (n/2)(2a + (n-1)d)。
同样地,对于等比数列,其前n项和也可以通过求和公式来计算。
假设等比数列的首项为a,公比为r,则前n项和Sn可以表示为Sn = a(1 - r^n)/(1 - r)。
二、数列的通项公式数列的通项公式是指数列中的每一项的一般表示形式。
通过通项公式,我们可以根据数列的位置来计算其对应的数值。
通项公式的推导需要根据数列本身的特点和规律进行分析和推理。
以等差数列为例,其通项公式可以表示为an = a + (n-1)d,其中a为首项,d为公差,n为项数。
通过这个公式,我们可以根据数列的位置来计算出对应的数值。
例如,对于等差数列1, 3, 5, 7, 9,其首项a为1,公差d为2,那么第n项可以表示为an = 1 + (n-1)2。
同样地,对于等比数列,其通项公式可以表示为an = ar^(n-1),其中a为首项,r为公比,n为项数。
通过这个公式,我们可以根据数列的位置来计算出对应的数值。
例如,对于等比数列2, 4, 8, 16, 32,其首项a为2,公比r为2,那么第n项可以表示为an = 2 * 2^(n-1)。
三、数列的应用数列的前n项和和通项公式在数学的各个领域都有广泛的应用。
在数学分析中,数列的前n项和可以用于求解极限问题。
通过计算数列的前n项和,我们可以逼近数列的极限值,从而求解一些复杂的极限问题。
在数学建模中,数列的前n项和可以用于描述和分析一些实际问题。
数列求和通项分式法 错位相减法 反序相加法分组法 分组法 合并法数列是高中代数的重要内容,又是学习高等数学的基础. 在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位. 数列求和是数列的重要内容之一,除了等差数列和等比数列有求和公式外,大部分数列的求和都需要一定的技巧. 下面,就几个历届高考数学来谈谈数列求和的基本方法和技巧. 一、利用常用求和公式求和利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法.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 qa a qq a q na S n n n 自然数方幂和公式: 3、 )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] 求和1+x 2+x 4+x 6+…x 2n+4(x≠0) 解: ∵x≠0∴该数列是首项为1,公比为x 2的等比数列而且有n+3项当x 2=1 即x =±1时 和为n+3评注:(1)利用等比数列求和公式.当公比是用字母表示时,应对其是否为1进行讨论,如本题若为“等比”的形式而并未指明其为等比数列,还应对x 是否为0进行讨论.(2)要弄清数列共有多少项,末项不一定是第n 项.对应高考考题:设数列1,(1+2),…,(1+2+1222-⋯+n ),……的前顶和为ns,则ns的值。
二、错位相减法求和错位相减法求和在高考中占有相当重要的位置,近几年来的高考题其中的数列方面都出了这方面的内容。
需要我们的学生认真掌握好这种方法。
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. 求和时一般在已知和式的两边都乘以组成这个数列的等比数列的公比q ;然后再将得到的新和式和原和式相减,转化为同倍数的等比数列求和,这种方法就是错位相减法。
2n12,依此类推有b n 1 b n 2、b n 2 b n 3b 2 1b 1-、数列通项公式的求法(1) 已知数列的前n 项和S n ,求通项a n ; (2) 数学归纳法:先猜后证;(3) 叠加法(迭加法):a n (a n a ni ) (a n 1 a n 2) L (a ? ai) ai ;【叠加法主要应用于数列{a n }满足a n 1 a n f (n),其中f (n)是等差数列或等比数列的条件下,可 把这个式子变成a n 1 a nf(n),代入各项,得到一系列式子,把所有的式子加到一起,经过整理,可求出a n ,从而求出S n 】(4)构造法(待定系数法):形如a n ka n 1 b 、a * ka * 1 b n ( k, b 为常数)的递推数列;【用构造法求数列的通项或前 n 项和:所谓构造法就是先根据数列的结构及特征进行分析,找出数列 的通项的特征,构造出我们熟知的基本数列的通项的特征形式,从而求出数列的通项或前 n 项和.】(5)涉及递推公式的问题,常借助于“迭代法”解决 .【根据递推公式求通项公式的常见类型】①c 1=a,a n +1 a n f(n)型,其中f(n)是 可以和 数列,a f(n 1)f(n 2 ……f(2) f(1) a类型 1: a n 1 a n f (n)类型 2: a n 1 pa n f(n)那么问题就可以转化为类型一进行求解了 例题: 已知 a 1 2 , a n 1 4a n 2n 1,求 a n叠乘法(迭乘法):a na n a n 1 an 2a 3 a 2 an 1 a n 2 an 3a : a 1用累加法求通项公式,即思路 (叠加法)a n a n 1 f(n 1),依次类推有:a n 1 a n 2f (n 2)、0.2 q 3 f(n 3)、…、a 2 a 1 f(1), 将各式叠加并整理得n 1a n a 1f(n)'即 a . i 1n 1a 1f(n)i 1例题 1 :已知a 1 1,a n a n 1 n ,求a n解:T a n a n 1a n an 1n ,依次类推有:12 3n 2、…a 2 a 1•••将各式叠加并整理得 a na 1nn ,a ni 2n(n 1) 2思路(转化法)a n pq 1 f (n1),递推式两边同时除以a n npb n ,解:T a n 1 4a n 2• an 4an1 2n ,则2i•- a n 4nb类型 3: a n 1 f (n)a nf (n 2) f(n 1) a当p 1时,数列{a n }是等差数列;当 p 0,q0时,数列{a n }是等比数列;当p 0且p 1,q 0时,可以将递推关系转化为 a n1pq Q ,则数列 a n —⑴ 是以p 1 p 1p 1a 1 —匚为首项,p 为公比的等比数列.p 1•••各式叠加得 b n bl,即 b n bia n f(n) ② 6=4 4+1a n f(n 1) f(n 2) 型 苴 …f(2)f(1Rf (n )是可 求积数 求通项思路(叠乘法):旦a nf (n 1),依次类推有: 邑f(n an 22)、3nan 3f(n3)、…、a2a 1f(1),将各式叠乘并整理得 a n f(1)f(2) f(3)…f(n2) f(n 1),a n f(1)f(2) f(3)…例题:已知 a 1 1, n 1,求 an .解:T a nn 1 1a na n ,依次类推有:a n 1 a n 2 a 3 a n 1a na na 2a2a 1•将各式叠乘并整理得a na n2 1 43 n(n2 1)③ a 1=a, a n+1pa n q 型(其中 p q 是常数) ,可以采用待定系数法、换元法求通项公式,p(a n冷,设6 a n 壮则b n 1 pb n .利用②的方法求出b n 进而求出a n3思路 (构造法):设a n 1 p a n,即p 1 q 得—,数列a n 是以a 1为p 1首项、 p 为公比的等比数列,则 a nqp 1qn 1 a 1p p 1即 qn 1q,即 a na 1pp 11 p例题: 已知数列 a n 满足a n 2a n 13且a 1 1,求数列 a n 的通项公式解:设a n 1 2 a n ,即 3• ai即化为③.•••数列a n 3是以3i3 4为首项、 2为公比的等比数列④ ai=a,a n+i3 4 2n 12n 1,即 a n 2pa n q n 型,其中p q 是常数且q 0,q 1 导丄设* b n ,则b n 1qb n类型5: 思路(构造法):Oi pan rqa n 1n 1qrq1 ,从而解得例题:已知 a 1a n a n-为首项,q2n ,求解:•••设即2nan 1班2n是以1 6为首项,⑤ a n+1pa n -型, qp为公比的等比数列q1 2n 2n 1,解得1a —为公比的等比数列,即n22n其中p 、q 是常数且a n o ,可以采用等式两边取倒数2n a n1 思路(转化法):对递推式两边取倒数得—an 1 pa n dc a n an 1c an三,令bn丄,这样,a n问题就可以进行求解了例题:已知a1 4 , a n 12 a n 2a n解:•••对递推式左右两边取倒数得a n 1 2a n2a n an 1 a n1•••令b n 则b n 1a n 1bn1.设b n 1 ,即是以彳为首项、1-为公比的等比数列,则2b n 2 点’即bn2n 27~2* 1 ~ ,2* 1ana a n b类型7: a n 1----------- (c 0、ad bc 0)c a n d思路(特征根法):递推式对应的特征方程为心即cx2 (d a)xcx d b 0 .当特征方程有两个相等实根X1x2时,数列一a n11为等差数列,我们可设a da n2c1a d 2c a n1a d2c(为待定系数,可利用印、a2求得);当特征方程有两个不等实根花、X2时,数列X1a n a nX2是以引a1鱼为首项的等比数列,我们可设色x2 a nX1X2a1%a1x2n 1(为待定系数,可利用已知其值的项间接求得);当特征方程的根为虚根时数列a n 通项的讨论方法与上同理,此处暂不作讨论.例题:已知a112 a n 4an13 ( nan 122),求a n解:•••当n 2时,递推式对应的特征方程为2x 3 0,解得x11、x2 3数列旦」是以- 1为首项的等比数列a“ 3 a X2 2a X21 n 4.⑵等比数列求和公式: & a 1 (1 q n )(q 1):r (q 1)另外,还有必要熟练掌握一些常见的数列的前n 项和公式.正整数和公式有:n(n 1);nk 2k 1n (n 1)(2 n 1);6n k 3[0(1)]2k 12例1、 已知数列 f n 的前n 项和为S n ,且S nn 2 2n.若 a 1 a n,求数的前n 项和T列a n分析:根据数列的项和前 通项公式后,确定数列的特点,根据公式解决 解:T 当 n 2 时,f n S n S n 1 2n 1.当 n 1 时,f1 3, a n 1 2a n 1 nn 项和的关系入手求出 n ,再根据a n 1f a n ( nN )求出数列a n 的S 1 3,适合上式,即 a n 11 2(a n 1)f n 2n 1 n N , a 1•••数列a n 1是首项为4、公比为2的等比数列.•- a n 1a 1 1 2n 1 2n 1, a n 2n 1 1 nN ; T n【能力提升】公式法主要适用于等差、等比数列或可转化为等差、等比数列的数列的求和,一些综合 性的数列求和的解答题最后往往就归结为一个等差数列或等比数列的求和问题 变式训练1:已知log 3 xlog 2 3•求 x x 2 x 3x n 的前n 项和.二、数列求和的几种常见方法数列问题中蕴涵着丰富的数学思想方法,是高考用来考查考生对数学思想方法理解程度的良好素 材,是历年高考的一大热点,在高考命题中,多以与不等式的证明或求解相结合的形式出现,一般数 列的求和,主要是将其转化为等差数列或等比数列的求和问题,因此,我们有必要对数列求和的各种 方法进行系统探讨•1、公式求和法通过分析判断并证明一个数列是等差数列或等比数列后,可直接利用等差、等比数列的求和公式 求和,或者利用前n 个正整数和的计算公式等直接求和 •运用公式求解的注意事项: 首先要注意公式的 应用范围,确定公式适用于这个数列之后,再计算 •特别地,注意数列是等比数列时需要讨论q 1和 q1的情况•⑴等差数列求和公式:S nn(a 1 a n )n(n 1)d2 2•••设生J a n3n1,由 a i3,即a n a n3n 1,从而a n3n1 3n 11a n1 2 3n ,n 13n ^l'n 21x1 2例2、已知函数F x3x 2 2x丄.求F2 2009F —2009F 20082009分析:由所求的和式的特点, 用倒序相加法求和• 易想到探究:和为1的两个自变量函数值的和是否为常数.从而确定可否【解析】••• F x3x 2 2x31 x 2 21 x 13.•••设 S F —200920092008.①S 20092008 2009F 20072009F — 20092S1 2009 2008 20092 2009 2007 2009F 200820092008 【能力提升】倒序相加法来源于课本, 求和方法.当求一个数列的有限项和时, 3012例3 :已知f (x)解:•••由 f(x)•••原式 f(1)f(2)变式训练1:求si n 216024,所以S是等差数列前项和公司推导时所运用的方法,它是一种重要的 若是“与首末两端等距离” 的两项和都相等,即可用此法 ,则 f (1)1 x 2sin 2 2f(2) f(3)f(3) fsin 2 32x1 x 21 1 x 211sin 2 88 sin 289的值*S变式训练2:设s n 1 2… n(n N ),求f(n)-的最大值.(n 32) S n 12、倒序相加法2 3a n a n 1与倒着写的两个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法 .我们在学知识时,不但要知其果,更要索其因,知识的得出过程是知识的源头,也是研究同一类知识的工具,例如:等差数列前n 项和公式的推导,用的就是“倒序相加法”S nda 2 S na na n 1a n 1 a nn 1n则a ? a 〔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,可采用把正着写 a n 1 2S na 1 a na 1 a n a 22 3a n a n 1a k a k da kn1 n1 1 1 1 1 k 1 3k 3k 1k 1d a ka k 1da 1例5 、 数列a n满 足23n22 2 2T n3 3 3 3a 〔a 2 a 2a 3 &a 4 a n a n 1丄丄 1” , • 1• •1 a 2a 2a 3a na n 11, a 25 5 2a 1,a n 2 a n 1 — a n 3 3 31丄 1d a 1a n 1分析:根据给出的递推式求出数列a n ,再根据的特点拆项解决变式训练2 :如已知函数f(x)对任意x € R 都有f(x) f(1 x) 1SSn2f (0)f(-) n23f(—) f ㈠+… n n-f(n 2) f(n 1)n n f(1), (n N *),求S n1 1f(1) f(2)f(2008) f(2)f(3)3、裂项相消法裂项相消法是将数列的各项拆成两项或多项,使得前后项相抵消,留下有限项,从而求出数列的 前n 项和• 一般地,我们把数列的通项分成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求1 ak a kf (x)x 2 1 x 2f (i 2008得其和•适用于类似a n a n 1(其中a n 是各项不为0的等差数列,c 为常数)的数列,以及部分无理数列和含阶乘的数列等•用裂项法求需要掌握些常见的裂项方法(2n 1)(2 n 1) 2 2n 1 2n 1k)例 4:a n 是公差为 d 的等差数列,的等比数列,故a n 1 a n【能力提升】用裂项相消法求和的关键是先将形式复杂的式子转化为两个式子的差的形式因此需要掌 握一些常见的裂项技巧.变式训练 1: 在数列 {a n }中,a n1 2—,又 b n,求数列b n 的前n 项n 1 n 1n 1a nan 1的和•变式训练 :2 :求和: s 111L11 21 2 3 1 2 3 L n变式训练 3: 求和:11 11.2 1. 3 、2 4 3..n 1,n •4、错位相减法错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等比数列与等差数列相乘的形式•即若在(差比数列){a n b n }中,{a n }成等差数列, 减整理后即可以求出前 n 项和•解:•••由已知条件,得a n 2 a n 12 a n 1 a n3a n 122a n 是以a 2 a i为首项,一为公比33aana n aa 3{b n }成等比数列,在和式的两边同乘以公比,再与原式错位相 例题:S n 12x 3x 2 4x 3 n ..... nxx- S n x 2x 2 3x 3 4x 4…… ①一② 1 x S n 1 2 x x ............当x 1 时,S n1x n nxnx 1x1 x1n 1 x n 1①nnx②n 1 x n nx 当x 1时,S n 1 2 3n n 1n2【能力提升】错位相减法适用于数列a nb n ,其中a n 是等差数列, b n 是等比数列•若等比数列b n中公比q 未知,则需要对公比 q 分q 1和q1两种情况进行分类讨论例6、已知数列a n 是首项为a-i-,公比为q 丄的等比数列,设b n 4 42 3log 1 a n n4N ,数列C n 满足C n a n b n .求数列C n 的前n 项和S n .比数列对应项的乘积构成的数列,因而可考虑用错位相减法来解决5、(分组)拆项求和法(裂项重组法)所谓裂项重组法就是针对一些特殊的数列,既不是等差数列,也不是等比数列的数列,我们可以 通过拆分、合并、分组,将所求和转化为等差、等比数列求和例7、已知数列a n 的通项公式为a n 2n 3n 1,求数列a n 的前n 项和. 2n 与一个等差数列 3n 1组成的,所以可将其转化为一个等比数列与一个等差数列进行分组求和 【解析】S n a 1 a 2a n 21 2 22 5构成等差数列或等比数列,那么我们就可以用此方法求和例8、数列a n 的前n 项和是S n n N ,若数列a .的各项按如下规则排列:分析:根据等比数列的性质可以知道数列 b n 为等差数列,这样数列 C n 就是一个等差数列与一个等解:•••由题意知,a n3log ! a n 2,故 b n 3n2n N41 …G 3n 2- nN 42311 1 二 S n 14 7 L 3n 4441 C 1 1 1 S n 1 - 4 -7 -L 4 444233111•••两式相减,得3S n 1 3 1- 4 4 4451 n1 1 n 443n 2, n一n 111 3n 53n 244nn 1n 111113n 23n 24424S n2 3n 22 3变式训练1、求Sn 1 2x 3x 4xn 1nx变式训练2、若数列{a n }的通项a n (2n 1) 3n ,求此数列的前n 项和S n .变式训练3、2 4求数列亍豕623,2n ,歹前n 项的和.分析:该数列的通项是由一个等比数列 2n 3n 1=2122=22n2 53n 1 . 21 2nn 2 3n 1=1 22-n 2.2【能力提升】在求和时, 定要认真观察数列的通项公式,如果它能拆分成几项的和,而这些项分别若存在自然数k k N ,使S k 10, S k 1 10,则a k分析:数列的构成规律是分母为 2的一项,分母为 3的两项,分母为 4的三项,•…,故这个数列的和 可以并项求解.11 123 3 1 2 31 2 3 4解:S 1 S 3 —,S 63, S103 -52 23 22 451 2 3 4 5 15十 1 2 3 45 621S 15 5,而3,这样S 2110,而627215 1 2 3 4 5 15 15 15 55 + 5S2010,故 a k,故填272 7 2 277【能力提升】当一个数列连续的几项之间具有明显的规律性,特别是一些正负相间或者是周期性的数列等,可以考虑用并项求和的方法 变式训练3:求数列{n(n 1)(2n1)}的前n 项和.一般的数列求和,应从通项入手,若无通项,先求通项,然后通过对通项变形,转化为与特殊数 列有关或具备某种方法适用特点的形式, 从而选择合适的方法求和•高考数学试题中所涉及的数列求和 问题往往具有一定的技巧性,需要考生具有很强的分析问题、解决问题的能力才能解决,但是基本的 求和方法就是上面介绍的这些 •希望广大考生熟练掌握,灵活适用 • 三、数列的综合应用⑴求解等差、等比数列的综合问题的基本途径是:应用等差数列和等比数列的基本量(首项、公差、 或公比、通项、前n 项和)表示数列中的项,适时地应用它们的基本性质求解 .此外,应该熟悉等差数列与等比数列的递推公式•⑵数列与函数、数列与不等式的综合问题主要是:由函数的解析式得到的数列递推公式,转化为等差 数列或等比数列进行求解.⑶数列的应用问题:一般地,涉及递增率通常用到等比数列;涉及依次增加或减少要用到等差数列; 复利和分期付款问题,用等比数列解决1 12 1 23 1 2 34 1—J — J — J — J — J — J — J — J — J — J —23344455556变式训练1:求和:2536+4 7+ ........ +n(n+3)变式训练2:求数列1,1+2,1+2+2 2 2 n 1,•- ,1+2+2 + …+2的前n 项和。
数列的通项与求和公式
数列是数学中常见的概念,它是由一系列按照一定规律排列的数所组成的。
在数学中,我们经常需要研究数列的通项与求和公式,以便更好地理解数列的性质和应用。
本文将详细介绍数列的通项与求和公式,并通过实例来说明其应用。
一、数列的通项公式
数列的通项公式是指能够表示数列第n项的公式。
通过通项公式,我们可以直接计算出数列的任意一项,而不需要逐个计算。
下面以等差数列和等比数列为例,介绍数列的通项公式。
1. 等差数列的通项公式
等差数列是指数列中相邻两项之差都相等的数列。
设等差数列的首项为a1,公差为d,则等差数列的通项公式为an = a1 + (n-1)d。
其中,an表示等差数列的第n 项。
例如,对于等差数列1,4,7,10,13,...,首项a1为1,公差d为3。
根据等差数列的通项公式,我们可以计算出该数列的第n项为an = 1 + (n-1)3。
2. 等比数列的通项公式
等比数列是指数列中相邻两项之比都相等的数列。
设等比数列的首项为a1,公比为q,则等比数列的通项公式为an = a1 * q^(n-1)。
其中,an表示等比数列的第n 项。
例如,对于等比数列2,4,8,16,32,...,首项a1为2,公比q为2。
根据等比数列的通项公式,我们可以计算出该数列的第n项为an = 2 * 2^(n-1)。
二、数列的求和公式
数列的求和公式是指能够计算数列前n项和的公式。
通过求和公式,我们可以快速计算数列的和,而不需要逐个累加。
下面以等差数列和等比数列为例,介绍数列的求和公式。
1. 等差数列的求和公式
对于等差数列,其前n项和的求和公式为Sn = (n/2)(a1 + an)。
其中,Sn表示等差数列的前n项和。
例如,对于等差数列1,4,7,10,13,...,我们可以使用求和公式计算前n 项和Sn = (n/2)(a1 + an)。
2. 等比数列的求和公式
对于等比数列,其前n项和的求和公式为Sn = a1 * (1 - q^n) / (1 - q)。
其中,Sn 表示等比数列的前n项和。
例如,对于等比数列2,4,8,16,32,...,我们可以使用求和公式计算前n 项和Sn = 2 * (1 - 2^n) / (1 - 2)。
三、数列的应用举例
数列的通项与求和公式在数学中有广泛的应用。
下面以实际问题为例,说明数列的应用。
例1:小明每天存钱,第一天存1元,从第二天起,每天比前一天多存2元,问小明存到第n天一共存了多少钱?
解析:根据题意可知,这是一个等差数列,首项a1为1,公差d为2。
我们可以使用等差数列的求和公式计算前n项和Sn = (n/2)(a1 + an)。
代入a1和an的值,得到Sn = (n/2)(1 + 1 + (n-1)2) = n^2。
所以,小明存到第n天一共存了n^2元。
例2:小红每天吃苹果,第一天吃1个,从第二天起,每天吃的苹果比前一天多1个,问小红吃到第n天一共吃了多少个苹果?
解析:根据题意可知,这是一个等差数列,首项a1为1,公差d为1。
我们可以使用等差数列的求和公式计算前n项和Sn = (n/2)(a1 + an)。
代入a1和an的值,得到Sn = (n/2)(1 + 1 + (n-1)1) = (n/2)(n+1)。
所以,小红吃到第n天一共吃了(n/2)(n+1)个苹果。
通过以上实例,我们可以看到数列的通项与求和公式在解决实际问题时的便利性和实用性。
掌握数列的通项与求和公式,对于中学生来说,不仅可以提高解题效率,还能够培养他们的逻辑思维和数学推理能力。
总结:
数列的通项与求和公式是数学中重要的概念,它们能够帮助我们更好地理解数列的性质和应用。
通过本文的介绍,我们了解了等差数列和等比数列的通项公式和求和公式,并通过实例说明了数列的应用。
希望读者能够通过学习和掌握数列的通项与求和公式,更好地应用于解决实际问题。