内容正文:
第4节 数列求和
[课程标准要求]
1.掌握等差、等比数列的前n项和公式.
2.掌握特殊的非等差、等比数列的几种常见的求和方法.
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数列求和的基本方法
(1)公式法
①等差数列的前n项和公式
②等比数列的前n项和公式
Sn= .
(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 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 ,在求和时中间的一些项可以相互抵消(注意消项规律),从而求得前n项和.
③错位相减法:如果一个数列的各项是由一个 和一个 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{an}与首末两端等“距离”的两项的和相等或等于
,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法求解.
⑤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an=(-1)nf(n)类型,可采用两项合并求解.
等比
差
等差数列
等比数列
同一个常数
D
B
3.求和:12-22+32-42+…+992-1002= .
答案:-5 050
4.求和:Tn=1×1+2×2+3×22+…+n·2n-1= .
答案:1+(n-1)·2n
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分组求和法
[例1] 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且关于x的不等式a1x2-S2x+2<0的解集为(1,2).
(1)求数列{an}的通项公式;
[例1] 已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且关于x的不等式a1x2-S2x+2<0的解集为(1,2).
分组求和法的常见类型
(1)若an=bn±cn,且{bn},{cn}为等差或等比数列,可采用分组法求{an}的前n项和.
[针对训练] (2023·广西柳州模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*).
(1)证明{an+1}是等比数列,并求{an}的通项公式;
(1)证明:因为an+1=2an+1,
所以an+1+1=2(an+1),
又a1+1=2≠0,
所以{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列.
所以an+1=2n,即an=2n-1.
[针对训练] (2023·广西柳州模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*).
(2)求数列{an+n+1}的前n项和Sn.
裂项相消法
[例2] 已知数列{an}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(1)求数列{an}的通项公式;
[例2] 已知数列{an}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.
(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.
错位相减法
[例3] (2022·河北石家庄高三二模)等比数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=1,
2an+1=Sn+2(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
[例3] (2022·河北石家庄高三二模)等比数列{an}的前n项和为Sn.已知a1=1,
2an+1=Sn+2(n∈N*).
(1)一般地,如果数列{an}是等差数列,{bn}是等比数列,求数列{an·bn}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等比数列{bn}的公比,然后作差求解.
(2)在写出“Sn”与“qSn”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“Sn-qSn”的表达式.
[针对训练] 已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,而b1=2,所以q2+q-6=0.
又因为q>0,解得q=2.所以bn=2n.
由b3=a4-2a1,可得3d-a1=8,①
由S11=11b4,可得a1+5d=16,②
联立①②,解得a1=1,d=3,由此可得an=3n-2.
所以数列{an}的通项公式为an=3n-2,
数列{bn}的通项公式为bn=2n.
[针对训练] 已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N*),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(2)求数列{a2nb2n-1}的前n项和(n∈N*).
倒序相加法
将一个数列倒过来排