内容正文:
第三讲 数列求和及其综合应用
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高考考向 高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求数列的和,在考查数列运算的同时,将数列与不等式、函数交汇渗透,难度中等偏上.数列求和及数列的综合问题是高考考查的重点.
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分组求和法
[典例] (2022·石家庄模拟)已知等差数列{an}的首项a1=2,前n项和为Sn,等比数列{bn}的首项b1=1,且a2=b3,S3=6b2,n∈N*.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
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(2)数列{cn}满足cn=bn+(-1)nan,记数列{cn}的前n项和为Tn,求Tn.
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1.分组转化求和:在处理一般数列求和时,一定要注意运用转化思想.把一般的数列求和转化为等差数列或等比数列进行求和.在利用分组求和法求和时,常常需要对项数n进行讨论.最后再验证是否可以合并为一个表达式.
2.分组求和的策略:(1)根据等差、等比数列分组;(2)根据正号、负号分组.
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1.已知在等比数列{an}中,a1=2,且a1,a2,a3-2成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
解:(1)设等比数列{an}的公比为q,由a1,a2,a3-2成等差数列,得2a2=a1+a3-2,
即4q=2+2q2-2,解得q=2(q=0舍去),
则an=a1qn-1=2n.
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(2)设bn=an+an+1,求数列{bn}的前20项和T20.
解:(2)T20=b1+b2+…+b20=(a1+a2)+(a2+a3)+…+(a20+a21)
=2(a1+a2+…+a20+a21)-a1-a21
=2S21-a1-a21
=2×2×21-2-22=60.
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裂项相消法
[典例1] 设数列{an}满足a1+3a2+…+(2n-1)an=2n.
(1)求{an}的通项公式;
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1.裂项相消法就是把数列的每一项分解,使得相加后项与项之间能够相互抵消,但在抵消的过程中,有的是依次项抵消,有的是间隔项抵消.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.
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因为数列{an}的各项均正,所以an+an-1>0,
所以当n≥2时,an-an-1=1,
故数列{an}是公差为1的等差数列,
在①式中令n=1,得a1=1,
故数列{an}的通项公式为an=n.
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错位相减法
[典例] (2020·全国Ⅰ卷)设{an}是公比不为1的等比数列,a1为a2,a3的等差中项.
(1)求{an}的公比;
[解] (1)设{an}的公比为q,由题设得2a1=a2+a3,
即2a1=a1q+a1q2.
所以q2+q-2=0,解得q=1(舍去)或q=-2.
故{an}的公比为-2.
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(2)若a1=1,求数列{nan}的前n项和.
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1.错位相减法:(1)适用题型:等差数列{an}乘等比数列{bn}对