等比數列的前n項和公式的幾種推導方法

2022-04-29 21:42:09 字數 1369 閱讀 8325

山東張吉林(山東省萊州五中郵編261423)

等比數列的前n項和公式是學習等比數列知識中的重點內容之一,其公式:

當時, ① 或 ②

當q=1時,

本身不僅蘊涵著分類討論的數學思想,而且用以推導等比數列前n項和公式的方法---錯位相減法,更是在歷年高考題目中頻繁出現。本文變換視野、轉換思維,從不同的角度加以推導,以加深對公式的理解與應用,希望能起到拋磚引玉的效果。

一般地,設等比數列它的前n項和是

公式的推導方法一:

當時,由

得∴當時, ① 或 ②

當q=1時,

當已知, q, n 時常用公式①;當已知, q,時,常用公式②.

拓展延伸:若是等差數列,是等比數列,對形如的數列,可以用錯位相減法求和。

例題數列的前項和,則的表示式為(  ).

ab.cd.解析:由,①

可得,②

②-①,得,故選(d).

點評:這個脫胎於課本中等比數列前項公式推導方法的求和法,是高考中命題率很高的地方,應予以高度的重視。

公式的推導方法二:

當時,由等比數列的定義得,

根據等比的性質,有

即 ∴當時, 或

當q=1時,

該推導方法圍繞基本概念,從等比數列的定義出發,運用等比的性質,匯出了公式,給我們以耳目一新的另類感覺。

導後反思:定義是基礎,深刻理解定義,靈活地運用好定義,往往能得到一些很有價值的結論和規律。例如等比數列的乙個常用性質:

已知數列是等比數列(),是其前n項的和,則,…,仍成等比數列。其推導過程可有以下兩種常見的證明過程:

證明一:(1)當q=1時,結論顯然成立;

(2)當q≠1時,

∴=∴成等比數列.

[這一過程也可如下證明]:

證明二:-=-

===同理,-==

∴成等比數列。

對比以上兩種證明過程,我們不難看出,利用好定義在解決某些問題的過程中可以收到很簡捷的效果。

公式的推導方法三:

= ==

∴當時, 或

當q=1時,

「方程」在代數課程裡占有重要的地位,是應用十分廣泛的一種數學思想,在數列一章的公式考察中常利用方程思想構造方程(或方程組),在已知量和未知量之間搭起橋梁,來求解基本量,使問題得到解決。這種推導方法正是運用了該思想,使我們的思維不拘泥於書本。

. 以上三種推導方法,從不同的思維角度切入等比數列前n項和的表示式,著眼點不同,側重點各異,從而在推導方法的運用上也各有千秋,推導方法一注重補因子後錯位相減;推導方法二則側重於前n項的和式與定義式的聯絡;而推導方法三則是構造了間的遞推關係式,充分利用了和首項及公比之間的關係來得前n項的和公式。希望同學們在學習中認真領悟,仔細體味,以求使思維得到更為靈活廣闊的鍛鍊。

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