人教版高中数学【必修五】[知识点整理及重点题型梳理]_数列的求和问题_基础
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精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 人教版高中数学必修五
知识点梳理 重点题型(常考知识点)巩固练习【巩固练习】
数列的求和问题 1.熟练掌握等差数列和等比数列的求和公式; 2.掌握数列的通项an与前n项和Sn之间的关系式; 3.熟练掌握求数列的前n项和的几种常用方法;注意观察数列的特点和规律,在分析通项的基础上分解为基本数列求和或转化为基本数列求和.
【要点梳理】 要点一、数列的前n项和Sn的相关公式
任意数列的第n项na与前n项和nS之间的关系式:
11(1)(2)nnnSnaSSn
等差数列的前n项和nS公式: 211()(1)22n
n
naannSnadAnBn
(AB、为常数)
当d≠0时,Sn是关于n的二次式且常数项为0; 当d=0时(a1≠0),Sn=na1是关于n的正比例式.
等比数列的前n项和nS公式:
当1q时,1naa,1231nnSaaaana,
当1q时,qqaSnn1)1(1或qqaaSnn11 要点诠释:等比数列的求和中若q的范围不确定,要特别注意1q的情况. 要点二、求数列的前n项和的几种常用方法 公式法: 如果一个数列是等差或者等比数列,求其前n项和可直接利用等差数列或等比数列的前n项和公式求和;
倒序相加法: 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 等差数列前n项和的推导方法,即将nS倒写 后再与nS相加,从而达到(化多为少)求和的目的,常用于组合数列求和. 裂项相消法: 把数列的通项拆成两项之差,然后把数列的每一项都按照这种方法拆成两项的差,以达到在求和的时候隔项正负相抵消的目的,使前n项的和变成只剩下若干少数项的和的方法.
例如对通项公式为1(1)nann的数列求和. 常见的拆项公式: ①)11(1)(1knnkknn;
②若{}na为等差数列,且公差d不为0,首项也不为0,则111111()nnnnaadaa; ③若{}na的通项的分子为非零常数,分母为非常数列的等差数列的两项积的形式时,则)11(1))((1CAnBAnBCCAnBAnan.
④nnnn111;)(11nknknkn. 分解求和与并项求和法: 把数列的每一项拆分成两项或者多项,或者把数列的项重新组合,或者把整个数列分成两部分等等,使其转化成等差数列或者等比数列等可求和的数列分别进行求和.例如对通项公式为an=2n+3n的数列求和. 错位相减法:
如果一个数列na的通项是由一个非常数列的等差数列nb与等比数列nc的对应
项乘积组成的,求和的时候可以采用错位相减法.即错位相减法适用于通项为nnn
cba
(其中nb是公差d≠0的等差数列,nc是公比q≠1的等比数列)(也称为“差比数列”)的数列求前n项和nS.例如对通项公式为(21)2nnan的数列求和. 一般步骤: nnnnncbcbcbcbS112211,则
1211nnnnnqSbcbcbc 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 所以有13211)()1(nnnncbdccccbSq 要点诠释: ①错位相减法是基于方程思想和数列规律的一种方法.一般都是把前n项和的两边都乘以等比数列的公比q后,再错位相减求出其前n项和; ②在使用错位相减法求和时一定要注意讨论等比数列中其公比q是否有可能等于1,若q=1,错位相减法会不成立. 要点三、掌握一些常见数列的前n项和公式
1. 2)1(321nnn;
2. 2135(21)nn 3. 6)12)(1(3212222nnnn; 要点诠释:前两个公式结论最好能熟记,这样解题时会更加方便. 【典型例题】 类型一:公式法:直接利用或者转化后利用等差或等比数列求和公式
例1.设数列na的通项为*27(),nannN则1215||||+||aaa……= 【思路点拨】对含绝对值的式子,首先去绝对值号,再考虑分组为等差或等比之和。 【答案】
【解析】由0,na得7,2n取4,n则
1215||||+||aaa……
1234515=()(+)(135)(135+23aaaaaa…………) 1=9+1+232()12=153.
【总结升华】要求几个含有绝对值的式子的和,关键是要去掉绝对值符号,去绝对值符号的方法一般是用分类讨论的思想方法,所以此题的关键是要看na的符号. 举一反三: 【变式】已知na是首项为1的等比数列,nS是na的前n项和,且369,SS则
数列1na的前5项和为 【答案】3116 【解析】由题意知,显然1q 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 ∵123123456,9()aaaaaaaaa ∴123456,8()aaaaaa 31231238()()aaaaaaq
∴12,2nnqa ∴01412511111131++22216aaa………… 类型二:错位相减法 例2.设0a,求数列:a,22a,33a,…, nna,…的前n项和nS. 【思路点拨】 原数列不是等差等比数列,但字母部分:a,2a,3a,…,na,…是等比数列,系数部分1,2,3,…,n,…是等差数列,对数列中任一项若除以a,则与前项同类项,系数大1,
若乘以a,它与它的后项是关于a的同类项,且系数小1,联系等比数列求和方法,错项相减法(注意当等比数列公比不为1的时候) 【解析】
当1a时,(1)123...2nnnSn
当1a时,2323...nnSaaana …… ① 则234123...nnaSaaana …… ②
由①-②可得:23111(1)(1)1nnnnnnaaaSaaaaananaa, ∴anaaaaSnnn1)1(121. 【总结升华】 1.一般地,如果等差数列}a{n与等比数列}b{n的对应项相乘形成的数列}ba{nn(也称
为“差比数列”)都用错位相减的办法来求前n项之和nS. 2. 错位相减法是基于方程思想和数列规律的一种方法,一般都选择乘以q; 3. 在使用错位相减法求和时一定要注意讨论等比数列中其公比q是否有可能等于1,若q=1,错项相减法会不成立. 举一反三: 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 【数列的求和问题381055 典型例题3】 【变式1】求和2311234...nnSxxxnx(xR). 【答案】 (1)当0x时,1nS
(2)当1x时,2
)1(321nnnSn
(3)当0x且1x时,
21)1()1(1xxnnxSnnn.
【变式2】求数列1234,,,,,,248162nn的前n项和nS. 【答案】 1234248162nnnS
11123424816322nnnS
∴11111111(1)122482222nnnnnnnS 11222nnnnS 类型三:裂项相消法 例3.求数列)1(1431321211nn,,,,的前n项的和nS. 【思路点拨】 观察数列特征:)1(1nnan中每项都是个分数,相邻两项之间有公因式,考查每项可作哪些变化,变化之后再来看有无规律;或看邻项之间运算关系。∵111)1(1nnnnan,即每一项都可变为两个数的差,即
211211,4131431,3121321,…,且每项拆裂出作差的两数,被减数恰是前项裂出的减数,它的减数呢又是它后项裂出的被减数,正好可以消去. 【解析】
∵111)1(1nnnnan, 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 ∴1111122334(1)nSnn 1111111(1)()()()223341nn
111111112233411111nnnnn
【总结升华】 1. 本题所用的方法叫做裂项相消法,就是将数列的每一项“一拆为二”,即每一项拆成两项之差,以达到隔项相消之目的.一般地,对于裂项后有明显相消项的一类数列,在求和时常用此法,分式的求和多利用此法.可用待定系数法对通项公式进行拆项,相消时应注意消去项的规律,即消去哪些项,保留哪些项. 2. 在学习中也应积累一些常见的拆项公式,如:
①)11(1)(1knnkknn;
②若{}na为等差数列,公差为d,则111111()nnnnaadaa; ③nnnn111,)(11nknknkn. 举一反三: 【变式1】求数列112,123,132,…,11nn,…的前n项和nS.
【答案】∵11nnannn1 ∴11231321211nnS
n
nn1322312 11n 【变式2】求和:)(21132112111Nnn (*nN)