内容正文:
微专题(一) 数列求和
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] 已知数列{an}满足4an=3Sn+1,其中Sn为{an}的前n项和,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设{bn-an}是等差数列,且b1=2,b2=6,求{bn}的前n项和Tn.
[解] (1)∵4an=3Sn+1,
∴当n≥2时,4an-1=3Sn-1+1,
两式相减可得4an-4an-1=3an,即an=4an-1,
当n=1时,4a1=3a1+1,解得a1=1.
∴数列{an}是以首项为1,公比为4的等比数列,∴an=4n-1.
(2)设等差数列{bn-an}的公差为d,
∴b1-a1=2-1=1,b2-a2=6-4=2,
∴d=2-1=1,
∴bn-an=1+(n-1)×1=n,
∴bn=n+4n-1.
∴{bn}的前n项和Tn=+=+(4n-1).
方法技巧
利用分组转化法求和的3个关键点
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
针对训练
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.
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=
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+4-…+2n).记A=21+22+…+22n,B=-1+2-3+4-…+2n,则A==22n+1-2,B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n]=n.故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=22n+1+n-2.
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.
[例2] 设数列{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;
(2)数列{bn}满足bn=an(n∈N*),求数列{bn}的前n项和Tn.
[关键点拨]
切入点
(1)根据an与Sn得关系,计算即可得出答案.
(2)求出数列{bn}的通项公式,再利用错位相减法求和
障碍点
求Tn时错位相减法后得到等比数列,注意准确确定其项数
[解] (1)当n≥2时,由2an+1=Sn+2,
得2an=Sn-1+2,
两式相减得2an+1-2an=an,
所以=,
因为a1=1,a2==,
所以=,
所以数列{an}是以1为首项,为公比的等比数列,通项公式an=n-1.
(2)bn=an·=(n-2)·n-1,
则Tn=-1×0+0×+1×2+…+(n-2)·n-1,
Tn=-1×+0×2+1×3+…+(n-3)·n-1+(n-2)·n,
两式相减得-Tn=-1++2+…+n-1-(n-2)·n=-2+-(n-2)n,
所以Tn=2(n-4)n+8.
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
3.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=2Sn+1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
解:(1)由Sn+1=2Sn+1,
得Sn=2Sn-1+1(n≥2,n∈N*),
∴Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1,
∴an+1=2