数列专项之求和-4
(一)等差等比数列前n 项求和
1、等差数列求和公式: d n n na a a n S n n 2
)1(2)(11-+=+=2、等比数列求和公式:⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==)1(11)1()1(111q q q a a q
q a q na S n n n (二)非等差等比数列前n 项求和⑴错位相减法
②数列为等差数列,数列为等比数列,则数列的求和就要采用此法.{}n a {
}n b {}n n a b ⋅②将数列的每一项分别乘以的公比,然后在错位相减,进而可得到数列{}n n a b ⋅{
}n b 的前项和.
{}n n a b ⋅n 此法是在推导等比数列的前项和公式时所用的方法.
n 例23. 求和:132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S )
0(≠x 例24.求数列前n 项的和.⋅⋅⋅⋅⋅⋅,2
2,,26,24,2232n n ⑵裂项相消法
一般地,当数列的通项 时,往往可将12()()
n c a an b an b =++12(,,,a b b c 为常数)变成两项的差,采用裂项相消法求和.
n a 可用待定系数法进行裂项:
设,通分整理后与原式相比较,根据对应项系数相等得
12n a an b an b λ
λ=-++,从而可得21
c b b λ=-122112
11=(()()()c c an b an b b b an b an b -++-++常见的拆项公式有:① ② 111(1)1n n n n =-++;1111((21)(21)22121
n n n n =--+-+
③
④1a b
=-11;m m m n n n C C C -+=-⑤ ⑥!(1)!!.n n n n ⋅=+-)2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=+-n n n n n n n ……
例25. 求数列的前n 项和.
⋅⋅⋅++⋅⋅⋅++,11
,,321
,211
n n 例26. 在数列{a n }中,,又,求数列{b n }的前11211++⋅⋅⋅++++=
n n n n a n 1
2+⋅=n n n a a b n 项的和.
⑶分组法求和有一类数列,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、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.一般分两步:①找通向项公式②由通项公式确定如何分组.
例27. 求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n 项和.
例28. 求数列的前n 项和:231,,71,41,1112-+⋅⋅⋅+++-n a
a a n ⑷倒序相加法
如果一个数列,与首末两项等距的两项之和等于首末两项之和,则可用把正着写与
{}n a 倒着写的两个和式相加,就得到了一个常数列的和,这种求和方法称为倒序相加法。
特征:121...
n n a a a a -+=+=例29.求证:n
n n n n n n C n C C C 2)1()12(53210+=++⋅⋅⋅+++例30. 求的值
89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++⑸记住常见数列的前项和:
n ①(1)123...;2
n n n +++++=②2135...(21);
n n ++++-=③22221123...(1)(21).6n n n n ++++=
++④23333)]1(2
1
[321+=++++n n n
答案详解
例23. 解:由题可知,{}的通项是等差数列{2n -1}的通项与等比
1)12(--n x n 数列{} 的通项之积。
1-n x ………………………. ①
132)12(7531--+⋅⋅⋅++++=n n x n x x x S 设………………………. ②(设制错n n x n x x x x xS )12(7531432-+⋅⋅⋅++++=位)
①-②得 (错位相n n n x n x x x x x S x )12(222221)1(1432--+⋅⋅⋅+++++=--减)再利用等比数列的求和公式得:n
n n x n x
x x S x )12(1121)1(1
----⋅+=-- ∴ 2
1)1()1()12()12(x x x n x n S n n n -+++--=+例24. 解:由题可知,{}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{}的n n 22n 21通项之积。
设…………………………………①n n n S 2
226242232+⋅⋅⋅+++=………………………………② (设制错14322
226242221++⋅⋅⋅+++=n n n S 位)①-②得 (错位相14322
22222222222211(+-+⋅⋅⋅++++=-n n n n S 减)
112
2212+---=n n n ∴ 12
24-+-=n n n S 例25. 解:设 (裂项) n n n n a n -+=++=11
1
则 (裂项求和)
11
321211+++⋅⋅⋅++++=n n S n
=)
1()23()12(n n -++⋅⋅⋅+-+-
=1
1-+n 例26. 解: ∵ 2
11211n n n n n a n =++⋅⋅⋅++++=
∴ (裂项))111(82
122+-=+⋅=n n n n b n
∴ 数列{b n }的前n 项和
(裂项求和) 1
11(4131()3121()211[(8+-+⋅⋅⋅+-+-+-=n n S n = = )111(8+-n 18+n n 例27. 解:设k
k k k k k a k ++=++=2332)12)(1( ∴ =∑=++=n k n k k k S 1)12)(1()
32(231k k k n
k ++∑=将其每一项拆开再重新组合得
S n = (分组)
k k k n
k n k n k ∑∑∑===++1
213132=
)21()21(3)21(2222333n n n +⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++ = (分组求和)2
)1(2)12)(1(2)1(22++++++n n n n n n n =2
)2()1(2++n n n 例28. 解:设)231()71()41()11(12-++⋅⋅⋅++++++=-n a a a S n n 将其每一项拆开再重新组合得
(分组) )23741()1111(12-+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=-n a
a a S n n 当a =1时,= (分组求和)2)13(n n n S n -+=2)13(n n + 当时,=1≠a 2)13(1111n n a
a S n n -+--=2)13(11n n a a a n -+---
例29. 证明: ………………………①n n
n n n n C n C C C S )12(53210++⋅⋅⋅+++= 把①式右边倒转过来得
(反序) 0113)12()12(n
n n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=- 又由可得m n n
m n C C -= …………… ②n n
n n n n n C C C n C n S ++⋅⋅⋅+-++=-1103)12()12(①+②得 (反序相
n n n n n n n n n C C C C n S 2)1(2))(22(2110⋅+=++⋅⋅⋅+++=-加)
∴ n
n n S 2)1(⋅+=例30. 解:设…………. ①
89sin 88sin 3sin 2sin 1sin 22222++⋅⋅⋅+++=S 将①式右边反序得
…………..② 1sin 2sin 3sin 88sin 89sin 22222+++⋅⋅⋅++=S (反序)
又因为 1
cos sin ),90cos(sin 22=+-=x x x x ①+②得 (反序相加)
=89
)89cos 89(sin )2cos 2(sin )1cos 1(sin 2222222 ++⋅⋅⋅++++=S ∴ S =44.5。