内容正文:
专题 数列求和
第二章 数 列
数列求和是数列问题中的基本题型,是数列部分的重点内容,在高考中也占据重要地位,它具有复杂多变、综合性强、解法灵活等特点.数列求和的方法主要有公式法、分组求和法、倒序相加法、错位相减法、裂项相消法、并项求和法等.
一、公式法求和
公式法求和中的常用公式有
(1)等差、等比数列的前n项和
(2)四类特殊数列的前n项和
②1+3+5+…+(2n-1)=n2.
二、分组求和法求和
典例突破
在等差数列{an}中,a2=4,a3+a4=17.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足b1=2,再从①bn+1=2bn;②2bn+1=bn;③bn+1=-bn这三个条件中任选一个作为已知,求数列{an+bn}的前n项和Tn.
反思感悟
某些数列,通过适当分组,可得出两个或几个等差数列或等比数列,进而利用等差数列或等比数列的求和公式分别求和,从而得出原数列的和.
方法总结适合拆项分组求和法的两种数列
(1)通项公式为an= (其中数列{bn},{cn}是等比数列或等差数列)的数列;
(2)通项公式为{an+bn}({an},{bn}是等差数列或等比数列)的数列.
三、倒序相加法求和
A.1 B.2
C.2 021 D.2 022
答案 C
反思感悟
(1)倒序相加法类比推导等差数列的前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(a1+an).
(2)如果一个数列{an},首末两端等“距离”的两项的和相等,那么求其和可以用倒序相加法.
四、裂项相消法求和
裂项相消求和法就是把数列的各项变为两项之差,使得相加求和时一些正负项相互抵消,前n项和变成首尾若干少数项之和,从而求出数列的前n项和.
典例突破
已知数列{an}满足a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)2n+1+2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(1)解 由题意,a1+2a2+3a3+…+nan=(n-1)2n+1+2,①
当n≥2时,a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=(n-2)2n+2.②
①-②得nan=(n-1)2n+1-(n-2)2n,解得an=2n(n≥2).
当n=1时,a1=2满足上式.
所以an=2n(n∈N*).
反思感悟
(1)对于裂项后明显有能够相消的项的一类数列,在求和时常用“裂项法”,分式的求和多利用此法,可用待定系数法对通项公式拆项,相消时应注意消去项的规律,即消去哪些项,保留哪些项.
(2)常见的拆项公式有
五、错位相减法求和
(2022湖北十堰三模)已知数列{an}满足a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an
=(n-1)3n+1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)在an和an+1之间插入n个数,使这n+2个数构成等差数列,记这个等差数
解(1)因为a1+3a2+5a3+…+(2n-1)an=(n-1)3n+1,①
当n=1时,a1=1,
当n≥2时,a1+3a2+5a3+…+(2n-3)an-1=(n-2)3n-1+1,②
①-②,得(2n-1)an=[(n-1)3n+1]-[(n-2)3n-1+1]=(2n-1)3n-1(n≥2).
所以an=3n-1(n≥2).
又因为当n=1时,上式也成立,所以{an}的通项公式为an=3n-1.
技巧点拨错位相减求和法的方法步骤
设{anbn}的前n项和为Sn,其中数列{an}为公差为d的等差数列,数列{bn}为公比为q(q≠1)的等比数列.则错位相减求和法的步骤如下.
∵Sn=a1b1+a2b2+a3b3+…+anbn,
∴qSn=a1b2+a2b3+…+an-1bn+anbn+1.
两式相减得(1-q)Sn=a1b1+d(b2+b3+…+bn)-anbn+1
反思感悟
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,在写出“Sn”与“qSn”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”以便于下一步准确写出“Sn-qSn”的表达式.
六、并项求和法求和
典例突破
(1)已知数列{an}的前n项和Sn=1-4+7-10+13-16+…+(-1)n-1·(3n-2),则S11=( )
A.46 B.-46 C.16 D.-16
(2)在数列{an}中,an+1=an+2(n+1),n∈N*,a1=2,则数列{(-1)n·an}的前50项和是 .
答案 (1)C (2)1 300
解析 (1)因为Sn=1-4+7-10+13-16+…+(-1)n-1·(3n-2),所以S11=1-4+7-10+13-16+19-22+25-28+31=(1-4)+(7