内容正文:
专项2 数列求和
考向突破·抓重点
考向一 分组求和
例1 已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=2,a2=4,且Sn+2-2Sn+1+Sn=2.
(1)证明:数列{an}是等差数列,并求{an}的通项公式;
(2)若等比数列{bn}满足b1=1,b2+b3=0,求数列{an·bn}的前2n项和T2n.
解 (1)由Sn+2-2Sn+1+Sn=2得Sn+2-Sn+1-(Sn+1-Sn)=2,所以an+2-an+1=2,又a2-a1=4-2=2,所以数列{an}是以2为首项,2为公差的等差数列,所以an=2n.
(2)设等比数列{bn}的公比为q,q≠0,则b2+b3=q+q2=0,所以q=-1,所以bn=(-1)n-1,所以an·bn=2n·(-1)n-1,所以T2n=2-4+6-8+…+2(2n-1)·(-1)2n-2+2(2n)·(-1)2n-1=(2-4)+(6-8)+…+[2(2n-1)·(-1)2n-2+2(2n)·(-1)2n-1]=-2+(-2)+…+(-2)=-2n.
分组求和的基本思想是把各项中结构相同的部分归为同一组,转化为若干个可求和的数列的和或差,然后再求和.
考向二 裂项相消求和
例2 已知等比数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1+2Sn-1=3Sn(n≥2).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
解 (1)当n≥2时,Sn+1+2Sn-1=3Sn⇒Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1,即an+1=2an.又因为{an}是等比数列,所以q=2.由题意,a1=1,所以数列{an}的通项公式为an=2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知,Sn==2n-1,所以bn==-.所以Tn=b1+b2+…+bn=1-+-+…+-=1-.
裂项常见形式
(1)分母两项的差等于常数
=;=.
(2)分母两项的差与分子存在一定关系
=-;=.
(3)分母含无理式
=-.
考向三 错位相减求和
例3 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=1,nan+1=2Sn+n(n∈N*).
(1)求证:数列为常数列;
(2)设Tn=+++…+,求Tn.
解 (1)证明:由nan+1=2Sn+n,当n=1时,a2=2S1+1=2a1+1=3;当n≥2时,(n-1)an=2Sn-1+n-1,两式相减得nan+1-(n-1)an=2an+1,即nan+1=(n+1)an+1,所以n(an+1+1)=(n+1)(an+1),所以=.当n=1时,=2=,上式也成立,所以数列为常数列.
(2)由(1)得==2,所以an=2n-1.所以Tn=+++…+=+++…+,则Tn=+++…+,两式相减得Tn=+++…+-=+2×-=+2×-,所以Tn=--.
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
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