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数列求和方法及巩固

数列求和的方法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:()()11122n 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 qq ⎧=⎪=-⎨-=≠⎪--⎩常见的数列的前n 项和:123+++……+n=(1)2n n +, 1+3+5+……+(2n-1)=2n2222123+++……+n =(1)(21)6n n n ++,3333123+++……+n =2(1)2n n +⎡⎤⎢⎥⎣⎦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1、 已知函数()xf x =(1)证明:()()11f x f x +-=;(2)求128910101010f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值. 解:(1)先利用指数的相关性质对函数化简,后证明左边=右边 (2)利用第(1)小题已经证明的结论可知,1928551101010101010f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+==+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭128910101010S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭令 982110101010S f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭则 两式相加得:192991010S f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以92S =.小结:解题时,认真分析对某些前后具有对称性的数列,可以运用倒序相加法求和.针对训练3、求值:222222222222123101102938101S =++++++++ 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.若n n n a b c =•,其中{}n b 是等差数列,{}n c 是公比为q 等比数列,令 112211n n n n n S b c b c b c b c --=++++则n qS = 122311n n n n b c b c b c b c -+++++两式相减并整理即得例2、(2008年全国Ⅰ第19题第(2)小题,满分6分) 已知 12n n a n -=•,求数列{a n }的前n 项和S n . 解:01211222(1)22n n nS n n --=+++-+ ①12121222(1)22n n n S n n -=+++-+ ②②—①得01121222221n n n n n S n n -=---=-+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. 针对训练4、求和:()23230,1n nS x x x nx x x =++++≠≠4、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 =-++(21k=,特别地当1k ==例3、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 ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-+- ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1111nn 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. 针对训练5,,1n n ++的前n 项和n S .5、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4、求和:()()()()123235435635235n n S n ----=-⨯+-⨯+-⨯++-⨯解:()()()()123235435635235n n S n ----=-⨯+-⨯+-⨯++-⨯ ()()123246235555n n ----=++++-++++()2111553113114515nn n n n n ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎡⎤⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=+-⨯=+--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦-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.针对训练6、求和:()()()()23123n n S a a a a n =-+-+-++-基本练习1.等比数列{}n a 的前n项和S n=2n-1,则2232221na a a a ++++ =________________. 2.设1357(1)(21)n n S n =-+-+-+--,则n S =_______________________.3.1111447(32)(31)n n +++=⨯⨯-⨯+ .4.1111...243546(1)(3)n n ++++•••++=__________ 5. 数列2211,(12),(122),,(1222),n -+++++++的通项公式n a = ,前n 项和n S =6;,212,,25,23,2132 n n -的前n 项和为_________ 提高练习1.数列{a n }满足:a 1=1,且对任意的m ,n ∈N *都有:a m +n =a m +a n +mn ,则=++++20083211111a a a a ( ) A .20094016B .20092008C .10042007D .200820072.数列{a n }、{b n }都是公差为1的等差数列,若其首项满足a 1+b 1=5,a 1>b 1,且a 1,b 1∈N *,则数列{n b a }前10项的和等于 ( )A .100B .85C .70D .55 3.设m =1×2+2×3+3×4+…+(n -1)·n ,则m 等于 ( )A.3)1(2-n nB.21n (n +4)C.21n (n +5)D.21n (n +7)4.若S n =1-2+3-4+…+(-1)n -1·n ,则S 17+S 33+S50等于 ( ) A.1 B.-1 C.0 D.25.设{a n }为等比数列,{b n }为等差数列,且b 1=0,c n =a n +b n ,若数列{c n }是1,1,2,…,则{c n }的前10项和为 ( ) A.978 B.557 C.467 D.9796.1002-992+982-972+…+22-12的值是 ( ) A.5000 B.5050 C.10100 D.202007.一个有2001项且各项非零的等差数列,其奇数项的和与偶数项的和之比为 . 8.若12+22+…+(n -1)2=an 3+bn 2+cn ,则a = ,b = ,c = .9.已知等差数列{a n }的首项a 1=1,公差d >0,且其第二项、第五项、第十四项分别是等比数列{b n }的第二、三、四项. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)设数列{c n }对任意自然数n 均有1332211+=++++n nn a b c b c b c b c 成立. 求c 1+c 2+c 3+…+c 2003的值.10.已知数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n =2an +(-1)n ,n ≥1.(1)求证数列{a n +32(-1)n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式;(3)证明:对任意的整数m >4,有.8711154<+++m a a a基础练习答案1、413n -2、(1)nn -⋅ 3、31n n + 4、1111122323n n ⎛⎫+-- ⎪++⎝⎭5、121;22n n n +--- 62332n nn S +=-。

提高练习答案1.解:∵a m +n =a m +a n +mn ,∴a n +1=a n +a 1+n =a n +1+n ,∴利用叠加法得到:2)1(+=n n a n ,∴)111(2)1(21+-=+=n n n n a n , ∴)200911(2)20091200813121211(211112008321-=-++-+-=++++ a a a a 20094016=. 答案:A.2.解:∵a n =a 1+n -1,b n =b 1+n -1 ∴n b a =a 1+b n -1=a 1+(b 1+n ―1)―1=a 1+b 1+n -2=5+n -2=n +3则数列{n b a }也是等差数列,并且前10项和等于:85102134=⨯+ 答案:B.3.解:因为 a n =n 2-n .,则依据分组集合即得. 答案;A.4.解:对前n 项和要分奇偶分别解决,即: S n =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+)(2)(21为偶为奇n n n n答案:A5.解 由题意可得a 1=1,设公比为q ,公差为d ,则⎩⎨⎧=+=+2212d q d q∴q 2-2q =0,∵q ≠0,∴q =2,∴a n =2n -1,b n =(n -1)(-1)=1-n,∴c n =2n -1+1-n,∴S n =978. 答案:A6.解:并项求和,每两项合并,原式=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5050. 答案:B7. 解: 设此数列{a n },其中间项为a 1001,则S 奇=a 1+a 3+a 5+…+a 2001=1001·a 1001,S 偶=a 2+a 4+a 6+…+a 2000=1000a 1001. 答案:100010018.解: 原式=.6326)12()1(23nn n n n n +-=-•-答案:61;21;31-9.解:(1)由题意得(a 1+d )(a 1+13d )=(a 1+4d )2(d >0)解得d =2,∴a n =2n -1,可得b n =3n -1 (2)当n =1时,c 1=3;当n ≥2时,由n n nna abc -=+1,得c n =2·3n -1, 故⎩⎨⎧≥⋅==-).2(32),1(31n n c n n故c 1+c 2+c 3+…+c 2003=3+2×3+2×32+…+2×32002=32003. 10.(1)证明 由已知得a n =S n -S n -1=2a n +(-1)n -2a n -1-(-1)n -1(n ≥2),化简得 a n =2a n -1+2(-1)n -1(n ≥2),上式可化为 a n +32(-1)n =2[a n -1+32(-1)n -1](n ≥2),∵a 1=1,∴a 1+32(-1)1=31. 故数列{a n +32(-1)n }是以31为首项,公比为2的等比数列.(2)解 由(1)可知a n +32(-1)n =321-n .∴a n =31×2n -1-32(-1)n =32[2n -2-(-1)n ],故数列{a n }的通项公式为 a n =32[2n -2-(-1)n ].(3)证明 由已知得ma a a 11154+++ =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++++++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++++---m m m m )1(21631331151913123)1(21121121232232=)20110151311(21)21111151311(21 +++++<+++++=.871201051201041513)21(511513)21525234(21211)211(513421555=<=<⨯-=⨯-+=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--+---m m m 故)4(8711154><+++m a a a m。

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