内容正文:
数列求和
高中总复习·数学
年份 卷别 具体考查内容及命题位置
2023 新课标Ⅰ卷 等差数列的和T7,等差等比综合应用T20
Ⅱ卷 等比数列的和T8,T17
Ⅲ卷 圆锥曲线与基本不等式结合求最值T21
2024 Ⅰ卷 等差等比数列的综合应用T19
Ⅱ卷 等差数列的和T12
Ⅲ卷 等差等比数列的和T9
2025 全国Ⅰ卷 等比数列的和T13,错位相减求和法T16
全国Ⅱ卷
等差数列的和T7,等比数列的和T9
天津卷
等差数列T6
2023~2025 考情分析
课标要求
1. 熟练掌握等差数列、等比数列的前n项和公式,能够利用公式求数列的
前n项和.
2. 会求一些非等差、等比数列的前n项和.
数列的求和,其关键是先求出数列的通项公式,然后
根据通项公式的结构,选择适当的求和方法.数列求和的
思路:
教材回顾
1、首先判断数列是等差还是等比数列?
若是,则代公式,这就是公式法.
2、若不是,再考虑是否可以转化为等差
或等比数列求和.
分组求和与并项求和(师生共研过关)
已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,Sn+1=2Sn+1(n∈N*).
(1)求数列{an}的通项公式;
解: 因为Sn+1=2Sn+1,
所以Sn+1+1=2(Sn+1),
又S1+1=a1+1=2,所以数列{Sn+1}是首项为2,公比为2的等比数列,
所以Sn+1=2×2n-1=2n,即Sn=2n-1,
当n≥2时,Sn-1=2n-1-1,
所以an=Sn-Sn-1=2n-1-2n-1+1=2n-1,
当n=1时,a1=1满足上式,故an=2n-1,n∈N*.
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高中总复习·数学
(2)设bn=anan+1+log2(anan+1)(n∈N*),求数列{bn}的前n项和
Tn.
解: bn=anan+1+log2(anan+1)=2n-1·2n+log2(2n-1·2n)=22n-1
+2n-1,
所以数列{bn}的前n项和Tn=21+23+25+…+22n-1+1+3+5+…+2n
-1= + = (4n-1)+n2.
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高中总复习·数学
小结:
分组转化法求和的常见类型
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高中总复习·数学
(2025·山东名校联盟开学考)已知数列{an}满足a1=1,an+1=an+2n.
(1)求数列{an}的通项公式;
解: 因为an+1=an+2n,即an+1-an=2n,所以当n≥2时,an-an
-1=2(n-1),an-1-an-2=2(n-2),…,a2-a1=2,
累加得an-a1= =n2-n,又a1=1,所以an=n2-n+1
(n≥2),
经检验当n=1时,a1=1也符合上式,所以an=n2-n+1.
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高中总复习·数学
(2)bn=(-1)n(an+n-1),求数列{bn}的前2n项和S2n.
解: 因为bn=(-1)n(an+n-1),所以bn=(-1)n·(n2-n
+1+n-1)=(-1)nn2,
所以S2n=-12+22-32+42-…-(2n-1)2+(2n)2
=22-12+42-32+…+(2n)2-(2n-1)2
=(2+1)(2-1)+(4+3)(4-3)+…+[2n-(2n-1)](2n+
2n-1)
=1+2+3+4+…+2n-1+2n= =2n2+n.
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裂项相消法求和(师生共研过关)
已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且a1=1,nSn+1=(n+2)Sn.
(1)求数列{an}的通项公式;
解: 因为nSn+1=(n+2)Sn,且n∈N*,所以 = ,
可知数列{ }为常数列,且 = = ,
则 = ,则Sn= ,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1= - =n,
且a1=1也符合上式,所以an=n,n∈N*.
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(2)设bn= ,若数列{cn}满足cn= ,求{cn}的前n
项和.
解: 由(1)可得bn=2n,则cn= =
= - ,
设{cn}的前n项和为Tn,
则Tn=c1+c2+…+cn= - + - +…+ - =1
- ,
所以{cn}的前n项和为1- .
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高中总复习·数学
解题技法
裂项相消法求和的步骤
提醒 消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边剩第几项,后边就剩倒数第
几项.
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常见的裂项技巧
(1) = ( - );
(2) = ( - );
(3) = [ - ];
(4) = ( - );
(5) = ( - ).
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(2024·浙江金丽衢十二校联考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且
2Sn=2an+n2-1.
(1)求an;
解: 因为2Sn=2an+n2-1, ①
所以当n≥2时,2Sn-1=2an-1+(n-1)2-1, ②
①-②得2an=2an-2an-1+2n-1,整理得an-1=n- ,n≥2,
所以an=n+ ,n∈N*.
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(2)求数列{ }的前n项和Tn.
解: 由(1)知an=n+ ,
所以 = = - = - ,
所以Tn= + +…+ = - + - +…+ - =
- .
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错位相减法求和(师生共研过关)
(2024·全国甲卷理18题)记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=
3an+4.
(1)求{an}的通项公式;
解: 因为4Sn=3an+4, ①
所以当n≥2时,4Sn-1=3an-1+4, ②
则当n≥2时,①-②得4an=3an-3an-1,即an=-3an-1.
当n=1时,由4Sn=3an+4得4a1=3a1+4,所以a1=4≠0,
所以数列{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列,
所以an=4×(-3)n-1.
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(2)设bn=(-1)n-1nan,求数列{bn}的前n项和Tn.
解: 因为bn=(-1)n-1nan=(-1)n-1n×4×(-3)n-1=
4n·3n-1,
所以Tn=4×30+8×31+12×32+…+4n·3n-1,
所以3Tn=4×31+8×32+12×33+…+4n·3n,
两式相减得-2Tn=4+4(31+32+…+3n-1)-4n·3n=4+
4× -4n·3n=-2+(2-4n)·3n,
所以Tn=1+(2n-1)·3n.
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解题技法
错位相减法求和的步骤
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高中总复习·数学
提醒 (1)在写出Sn与qSn的表达式时,应特别注意将两式“错位对齐”,
以便下一步准确写出Sn-qSn;
(2)作差后,等式右边由第一项、中间n-1项的和式、最后一项三部分
组成;
(3)运算时,经常把b2+b3+…+bn这n-1项和看成n项和,把-anbn+1
写成+anbn+1导致错误.
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高中总复习·数学
(2025·邵阳第一次联考)设数列{an}满足a1+ +…+ =n2
(n∈N*).等比数列{bn}的首项b1=1,公比为2.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
解: ∵a1+ +…+ =n2,n≥1,∴a1+ +…+ =(n-
1)2,n≥2,
两式相减得 =n2-(n-1)2=2n-1,即an=n(2n-1),n≥2.
当n=1时,a1=1满足上式.∴an=n(2n-1)=2n2-n,n∈N*.
根据等比数列{bn}的首项b1=1,公比为2,可知bn=2n-1.
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高中总复习·数学
(2)求数列{ }的前n项和Tn.
解: 由(1)知, =(2n-1)·2n-1.
∴Tn=1×20+3×21+…+(2n-3)×2n-2+(2n-1)×2n-1,
2Tn=1×21+3×22+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n.
∴-Tn=1+2×21+…+2×2n-1-(2n-1)×2n
=1+2× -(2n-1)×2n
=1+4(2n-1-1)-(2n-1)×2n
=2×2n-(2n-1)×2n-3
=(3-2n)×2n-3,
∴Tn=(2n-3)2n+3.
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小结:数列求和的常用方法
(1)公式法:①等差数列{an}的前n项和Sn= =na1+
;
②等比数列{an}的前n项和Sn=
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(2)分组转化法:一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数
列或可求和的数列组成的,则求和时可用分组转化法,分别求和后再
相加减;
(3)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;
(4)裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项
可以相互抵消,从而求得前n项和;
(5)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数
列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;
(6)倒序相加法:如果一个数列{an}的前n项中首末两端等“距离”的两
项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相
加法.
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高中总复习·数学
作业:1. 数列{1+2n-1}的前n项和为( )
A. 1+2n B. 2+2n
C. n+2n-1 D. n+2+2n
解析: 由题意得an=1+2n-1,所以Sn=n+ =n+2n-1.
√
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2. 已知数列{an}的通项公式为an= ,前n项和为Sn,若Sn=9,
则项数n= .
解析:依题意,an= = - ,因此Sn= -1+ -
+ - +…+ - = -1,又Sn=9,所以
-1=9,解得n=99,所以项数n=99.
99
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3. 已知数列{an}的前n项和为Sn且an=n·2n,则Sn=
.
解析:因为an=n·2n,所以Sn=1·21+2·22+3·23+…+n·2n,①.2Sn=
1·22+2·23+…+(n-1)·2n+n·2n+1,②.①-②,得-Sn=2+22+23
+…+2n-n·2n+1= -n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)2n
+1-2.所以Sn=(n-1)2n+1+2.
谢谢!
(n-1)2n+1+
2
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$$