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几种求数列前n项和的方法

几种求数列前n 项和的常用方法
1、公式法:
如果一个数列是等差、等比数列或者是可以转化为等差、等比数列的数列,我们可以运用等差、等比数列的前n 项和的公式来求.
①等差数列求和公式:()()11122
n n n a a n n S na d +-==+ ②等比数列求和公式:()()()11111111n n n na q S a q a a q q q
q ⎧=⎪=-⎨-=≠⎪--⎩ 常见的数列的前n 项和:, 1+3+5+……+(2n-1)=
,等.
2、倒序相加法:
类似于等差数列的前n 项和的公式的推导方法。

如果一个数列{}n a ,与首末两项等距的两项之和等于首末两项之和,可采用正序写和与倒序写和的两个和式相加,就得到一个常数列的和。

这一种求和的方法称为倒序相加法.
例、求 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++的值.
解:设 89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S …………. …. …. …. ①
将①式右边反序得: 1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S ……②
又因为sin cos(90)x x =-,22sin cos 1x x +=,①+②得 :
2222222(sin 1cos 1)(sin 2cos 2)(sin 89cos 89)S =++++⋅⋅⋅++=89
∴ S =
小结:倒序相加法,适用于倒序相加后产生相同的结果,方便求和.
3、错位相减法:
类似于等比数列的前n 项和的公式的推导方法。

若数列各项是由一个等差数列和一个等比数列对应项相乘得到,即数列是一个“差·比”数列,则采用错位相减法.
例、求和:()2112301n n S x x nx x x -=+++
+≠≠,(课本61页习题组4) 解:设S n =1+2x+3x 2+…+(n-1)x n-2+nx n -1, ①
则:x S n = x +2 x 2+…+(n-1) x n-1 + n x n

①-②得:(1- x )S n =1+x+x 2+…+x n-2+x n -1-n x n ③
∴当x =1时, ()(1)12312
n n n S n n +=+++⋯+-+= ∴当x ≠1时, 2121(1)
1...11111(1)1n n n n n n n x x x x nx nx x nx x S x x x x x
-⨯-++++---==-=------ 小结:错位相减法的求解步骤:①在等式两边同时乘以等比数列{}n c 的公比q ;②将两个等式相减;③利用等比数列的前n 项和的公式求和.
4、分组求和法:
有一类数列,它既不是等差数列,也不是等比数列.若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比数列或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.
例、求和:()()()()123235435635235n n S n ----=-⨯+-⨯+-⨯+
+-⨯ 解:()()()()123235435635235n n S n ----=-⨯+-⨯+-⨯++-⨯
()()123246235555n n ----=++++-++++ ()2111553113114515n n n n n n ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎡⎤⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=+-⨯=+--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥
⎣⎦- (课本61页习题组4) 例、求和:()()()()23123n n S a a a a n =-+-+-+
+-(课本61页习题组4) 解:2(1)1(1)(2)...()12...(1)2n n n a a a a n n -=+-++-=-----=-
当时,- 221(1)(2)...()(...)(12...)n a a a a n a a a n ≠+-++-=+++-+++当时,-
(1)(1)12
n a a n n a -+=-- 小结:这是求和的常用方法,按照一定规律将数列分成等差(比)数列或常见的数列,使问题得到顺利求解.
5、裂项相消法:
把数列的通项拆成两项之差,即数列的每一项都可按此法拆成两项之差,在求和时一些正负项相互抵消,于是前n 项的和变成首尾若干少数项之和,这一求和方法称为裂项相消法。

适用于类似1n n c a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭
(其中{}n a 是各项不为零的等差数列,c 为常数)的数列、部分无理数
列等。

用裂项相消法求和,需要掌握一些常见的裂项方法:
(1)()1111n n k k n n k ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭
,特别地当1k =时,()11111n n n n =-++
(21
k =,特别地当1k == 例、数列{}n a 的通项公式为1(1)n a n n =
+,求它的前n 项和n S 解:1231n n n S a a a a a -=+++
++ ()()1111112233411n n n n =+++++⨯⨯⨯-+ =11111111112233411n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-
+-+-++-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 1111n n n =-
=++ 1
,,
1n n ++的前n 项和n S . 解:设n n n n a n -+=++=11
1,则 11
321211
+++⋅⋅⋅++++=n n S n
=)1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+-=11-+n
小结:裂项相消法求和的关键是数列的通项可以分解成两项的差,且这两项是同一数列的相邻两项,即这两项的结构应一致,并且消项时前后所剩的项数相同.。

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