内容正文:
第3讲 数列的求和
考情分析
备考关键
考点 分组求和与并项、裂项相消法、错位相减法求和.
考法 近几年高考,数列求和常出现在解答题的第二问,主要考查通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求数列的和,难度中档.
一是要明确数列求和方法选择的依据,所以准确求解通项公式是解决求和问题的基础;二是要辨清数列通项公式的结构特征,准确利用想用的求和方法;三是求和之后可以利用数列前几项代入验证,检验结果是否准确.
做真题 明方向
1.[2024·全国甲卷]记为等差数列的前项和.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选B.方法一:设等差数列 的公差为,
由,
得,
则
.
方法二:因为 为等差数列,
所以,得,
则,故选B.
2.[2024· 新课标Ⅱ卷]记为等差数列的前项和.若,,则__.
【答案】95
【解析】方法一:设 的公差为,由,,解得,,则.
方法二:设 的公差为,由,,得,,故,,则.
3.[2023· 新课标Ⅱ卷]已知为等差数列,记,分别为数列,的前项和,,.
(1) 求的通项公式;
(2) 证明:当时,.
【答案】
(1) 解:设等差数列 的公差为.
因为
所以,,.
因为,,
所以
整理,得 解得
所以 的通项公式为.
(2) 证明:由(1)知,
所以
所以.
当 为奇数时,.
当 时,,
所以.
当 为偶数时,.
当 时,,
所以.
综上所述,当 时,.
研考点 破重难
考点一 分组求和与并项求和
[例1] 已知正项数列满足,.
(1) 求的通项公式;
(2) 若数列满足,求的前项和.
【答案】
(1) 【解】由,
得当 时,
,
因为,故.
当 时,符合,所以.
(2) 因为
,
所以.
(1)分组转化法求和
数列求和应从通项公式入手,若无通项公式,则先求通项公式,然后通过对通项公式变形,转化为等差(等比)数列或可求前项和的数列.
(2)分组转化法求和的常见类型
[对点训练]1.已知数列是以2为首项,1为公差的等差数列,是以1为首项,2为公比的等比数列,则( )
A. 1 033 B. 2 057 C. 1 034 D. 2 058
【答案】A
【解析】选A.由题得,,.所以,所以.
2.[2024·南京六校联考]在数列中,已知,,则的前11项的和为( )
A. 2 045 B. 2 046 C. 4 093 D. 4 094
【答案】C
【解析】选C.由,得,又,解得,
所以 的前11项的和为.
考点二 裂项相消法求和
[例2] 已知等比数列的前项和为,且满足,.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 设,求数列的前项和.
【答案】
(1) 【解】设等比数列 的公比为,
由题意可知,,①
,②
显然,,
则 得,,
解得,将 代入①式得,,
所以.
(2) 由(1)可知,,
所以,
所以
,
所以
.
裂项相消法求数列前 项和的基本步骤
注意 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.
[对点训练].已知等差数列的公差为2,前项和为,且,,成等比数列.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 令,求数列的前项和.
【答案】
(1) 解:因为,,.
由题意得,
解得,所以.
(2)
.
当 为偶数时,.
当 为奇数时,+…-.
所以
或.
考点三 错位相减法求和
[例3] [2024·安徽一模]己知数列满足,且.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 证明:.
【答案】
(1) 【解】,
故 为常数列,
其中,故,
故,即.
(2) 证明:设,的前 项和为,
则,,①
,②
得,
,
故,
即.
运用错位相减法求和的关键
注意①等比数列的公比为负数的情形;②在写出“”和“”的表达式时将两式“错项对齐”,以便准确写出“”的表达式.
[对点训练].已知公差不为0的等差数列的前项和为,是与的等比中项,.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 求数列的前项和.
【答案】
(1) 解:设等差数列 的公差为.
则
即
解得
所以.
(2) 由(1)得,①
则,②
得,所以.
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