數列求和方法

2022-03-05 14:33:20 字數 2409 閱讀 9123

1. 公式法:

等差數列求和公式:sn=n(a1+an)/2=na1+n(n-1)d/2

等比數列求和公式:sn=na1(q=1)

sn=a1(1-qn)/(1-q)=(a1-an×q)/(1-q) (q≠1)

2.錯位相減法

適用題型:適用於通項公式為等差的一次函式乘以等比的數列形式

、分別是等差數列和等比數列. sn=a1b1+a2b2+a3b3+...+anbn

例如:an=a1+(n-1)d

bn=a1·q(n-1)

cn=anbn

tn=a1b1+a2b2+a3b3+a4b4....+anbn

qtn=a1b2+a2b3+a3b4+...+a(n-1)bn+anb(n+1)

tn-qtn= a1b1+b2(a2-a1)+b3(a3-a2)+...bn[an-a(n-1)]-anb(n+1)

tn(1-q)=a1b1-anb(n+1)+d(b2+b3+b4+...bn)

=a1b1-an·b1·qn+d·b2[1-q(n-1)]/(1-q)

tn=上述式子/(1-q)

3.倒序相加法

這是推導等差數列的前n項和公式時所用的方法,就是將乙個數列倒過來排列(反序),再把它與原數列相加,就可以得到n個(a1+an)

sn =a1+ a2+ a3+...... +an

sn =an+ a(n-1)+a(n-3)...... +a1

上下相加得到2sn 即 sn= (a1+an)n/2

4.分組法

有一類數列,既不是等差數列,也不是等比數列,若將這類數列適當拆開,可分為幾個等差、等比或常見的數列,然後分別求和,再將其合併即可.

例如:an=2n+n-1

5.裂項法

適用於分式形式的通項公式,把一項拆成兩個或多個的差的形式,即an=f(n+1)-f(n),然後累加時抵消中間的許多項。

常用公式:

(1)1/n(n+1)=1/n-1/(n+1)

(2)1/(2n-1)(2n+1)=1/2[1/(2n-1)-1/(2n+1)]

(3)1/n(n+1)(n+2)=1/2[1/n(n+1)-1/(n+1)(n+2)]

(4)1/(√a+√b)=[1/(a-b)](√a-√b)

(5) n·n!=(n+1)!-n!

[例] 求數列an=1/n(n+1) 的前n項和.

解:an=1/n(n+1)=1/n-1/(n+1) (裂項)

則sn=1-1/2+1/2-1/3+1/4…+1/n-1/(n+1)(裂項求和)

= 1-1/(n+1)

= n/(n+1)

小結:此類變形的特點是將原數列每一項拆為兩項之後,其中中間的大部分項都互相抵消了。只剩下有限的幾項。

注意: 餘下的項具有如下的特點

1餘下的項前後的位置前後是對稱的。

2餘下的項前後的正負性是相反的。

6.數學歸納法

一般地,證明乙個與正整數n有關的命題,有如下步驟:

(1)證明當n取第乙個值時命題成立;

(2)假設當n=k(k≥n的第乙個值,k為自然數)時命題成立,證明當n=k+1時命題也成立。

例:求證:

1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + n(n+1)(n+2)(n+3) = [n(n+1)(n+2)(n+3)(n+4)]/5

證明:當n=1時,有:

1×2×3×4 + 2×3×4×5 = 2×3×4×5×(1/5 +1) = 2×3×4×5×6/5

假設命題在n=k時成立,於是:

1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + k(k+1)(k+2)(k+3) = [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5

則當n=k+1時有:

1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= 1×2×3×4 + 2×3×4*5 + 3×4×5×6 + …… + k(k+1)(k+2)(k+3) + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5 + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)

= (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)*(k/5 +1)

= [(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)(k+5)]/5

即n=k+1時原等式仍然成立,歸納得證

7.通項化歸

先將通項公式進行化簡,再進行求和。

如:求數列1,1+2,1+2+3,1+2+3+4,……的前n項和。此時先將an求出,再利用分組等方法求和。

8.併項求和:

例:1-2+3-4+5-6+……+(2n-1)-2n

方法一:(併項)

求出奇數項和偶數項的和,再相減。

方法二:

(1-2)+(3-4)+(5-6)+……+[(2n-1)-2n]

數列求和方法

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