内容正文:
微专题(一) 数列求和
命题点(一) 分组转化法求和
目
录
命题点(二) 错位相减法求和
命题点(三) 裂项相消法求和
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命题点(一) 分组转化法求和
某些数列的求和是将数列转化为若干个可求和的新数列的和或差,从而求得原数列的和.注意在含有字母的数列中对字母的讨论.
[例1] (2023·全国乙卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知a2=11,S10=40.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和Tn.
利用分组转化法求和的3个关键点
方法技巧
会列方程 会利用方程思想求出等差数列与等比数列中的基本量
会用公式 会利用等差(比)数列的通项公式,求出所求数列的通项公式
会分组
求和 观察数列的通项公式的特征,若数列是由若干个简单数列(如等差数列、等比数列、常数列等)组成,则求前n项和时可用分组求和法,把数列分成几个可以直接求和的数列
1.等差数列{an}满足a5=5,a1+a7=8,正项等比数列{bn}满足b2=a2,b4是a1和a64的等比中项.
(1)求{an}和{bn}的通项公式;
(2)记cn=an+bn,求数列{cn}的前n项和Sn.
针对训练
命题点(二) 错位相减法求和
若数列{an}和{bn}分别是等差数列和等比数列,则求其积数列{an·bn}的前n项和,可以运用错位相减法.
[解] (1)当n=1时,2S1=a1,即2a1=a1,所以a1=0.
当n≥2时,由2Sn=nan,得2Sn-1=(n-1)an-1,
两式相减得2an=nan-(n-1)an-1,
即(n-1)an-1=(n-2)an,
当n=2时,可得a1=0,
所以an=n-1(n≥3).
当n=1,n=2时,均满足上式,所以an=n-1.
方法技巧
运用错位相减法求和的关键
判断模型 判断数列{an},{bn}是不是一个为等差数列,一个为等比数列
错开位置 为两式相减不会看错列做准备
相减 相减时一定要注意最后一项的符号
针对训练
解:(1)由Sn+1=2Sn+1,得Sn=2Sn-1+1(n≥2,n∈N*),∴Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1,
∴an+1=2an(n≥2,n∈N*).
又a1=1,Sn+1=2Sn+1,
∴a2+a1=2a1+1,整理得a2=2a1.
∴数列{an}是首项为1,公比为2的等比数列,
∴数列{an}的通项公式为an=2n-1.
命题点(三) 裂项相消法求和
(1)对于无法用公式法、分组法、错位相减法求和的数列,可以考虑根据通项的特点,将其裂项,使得和式中许多项能相互抵消.
(2)常见的裂项技巧:
[关键点拨]
[解] (1)因为an=2n,所以a1=2,a2=4,
当n≥2时,由题设可得
2nb1+2n-1b2+…+22bn-1=2n-n-1, ②
方法技巧
裂项相消之后,余项的基本特征
前几后几 前面的余式和后面的余式的个数相同
前第几,后倒数第几 余下的式子是对称的
突破口 裂项是关键!注意检验裂项过程中的等号;可以把裂好的项通分,检验等号是否成立
针对训练
因为an+an-1>0,所以an-an-1=2,
所以数列{an}是首项为1,公差为2的等差数列,则an=1+2(n-1)=2n-1.
[解] (1)设{an}的公差为d,则
解得a1=13,d=-2.所以{an}的通项公式为an=13+(n-1)·(-2)=15-2n.
(2)由(1)得|an|=
当n≤7时,Tn=13n+×(-2)=14n-n2,
当n≥8时,Tn=T7+1+3+5+…+(2n-15)=T7+1+3+5+…+[2(n-7)-1]=14×7-72+=98-14n+n2.
综上,Tn=
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q(q>0),
由题意可得
解得a1=d=1,所以an=a1+(n-1)d=n;
又bn>0且b2=a2=2,b4==8,所以q==2,所以bn=b2qn-2=2n-1.
(2)因为cn=an+bn=n+2n-1,
所以Sn=(1+20)+(2+21)+(3+22)+…+(n+2n-1)=(1+2+3+…+n)+(20+21+22+…+2n-1)=+=+2n-1.
2.已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.
解: (1)当n=1时,a1=S1=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=n.a1=1也满足an=n,故数列{an}的通项公式为an=n.
(2)由(1)知an=n,故bn=2n+(-1)nn.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(21+22+…+22n)+(-1+2-3+