幾種常見數列求和方式及其相應練習題

2022-10-14 05:03:05 字數 4498 閱讀 4012

1. (北京卷)設,則等於( d )

a. b. c. d.

2. 等差數列中,a1=1,a3+a5=14,其前n項和sn=100,則n=( b )

a.9 b.10 c.11 d.12

3. (福建)數列的前項和為,若,則等於( b )

a.1 b. c. d.

4. (全國ii)設sn是等差數列{an}的前n項和,若=,則=

abcd.

解析:由等差數列的求和公式可得且

所以,故選a

5. (天津卷)已知數列、都是公差為1的等差數列,其首項分別為、,且,.設(),則數列的前10項和等於(  )

a.55     b.70     c.85     d.100

解:數列、都是公差為1的等差數列,其首項分別為、,且,.設(),則數列的前10項和等於=,,∴

=,選c.

6. (江蘇卷)對正整數n,設曲線在x=2處的切線與y軸交點的縱座標為,則數列的前n項和的公式是

解:,曲線y=xn(1-x)在x=2處的切線的斜率為k=n2n-1-(n+1)2n

切點為(2,-2n),所以切線方程為y+2n=k(x-2),令x=0得 an=(n+1)2n,令bn=.數列的前n項和為2+22+23+…+2n=2n+1-2

數列求和常用方法

一、直接求和法(或公式法)

將數列轉化為等差或等比數列,直接運用等差或等比數列的前n項和公式求得.

①等差數列求和公式:

②等比數列求和公式:(切記:公比含字母時一定要討論)

例1:設是公比大於1的等比數列,為數列的前項和.已知,且構成等差數列.

(1)求數列的等差數列.

(2)令求數列的前項和.

解:(1)由已知得解得.

設數列的公比為,由,可得.

又,可知,即,

解得.由題意得.

.故數列的通項為.

(2)由於由(1)得

, 又是等差數列.

故.針對訓練1:

設sn=1+2+3+…+n,n∈n*,求的最大值.

解:由等差數列求和公式得, (利用常用公式)

∴ 當,即n=8時,

二、錯位相減法

設數列的等比數列,數列是等差數列,則數列的前項和求解,均可用錯位相減法。

若,其中是等差數列,是公比為等比數列,令

則兩式相減並整理即得

例2在數列中,,其中.

(ⅰ)求數列的通項公式;

(ⅱ)求數列的前項和;

(ⅰ)解:由,,

可得,所以為等差數列,其公差為1,首項為0,故,所以數列的通項公式為.

(ⅱ)解:設,   ①

②當時,①式減去②式,得,.

這時數列的前項和.

當時,.這時數列的前項和.

例3:設是等差數列,是各項都為正數的等比數列,且,,

(ⅰ)求,的通項公式;

(ⅱ)求數列的前n項和.

解:(ⅰ)設的公差為,的公比為,則依題意有且

解得,. 所以, .

(ⅱ).,①

,②②-①得

小結:錯位相減法的求解步驟:①在等式兩邊同時乘以等比數列的公比;②將兩個等式相減;③利用等比數列的前n項和的公式求和.

針對訓練2:

設數列滿足,.

(ⅰ)求數列的通項; (ⅱ)設,求數列的前項和.

解 (i)

驗證時也滿足上式,

(ii), ①

②2. 求和

解:由題可知,{}的通項是等差數列的通項與等比數列{}的通項之積

設設制錯位)

①-②得(錯位相減)

再利用等比數列的求和公式得:

3.求數列前n項的和.

解:由題可知,{}的通項是等差數列的通項與等比數列{}的通項之積

設設制錯位)

①-②得 (錯位相減)

三、裂項求和法

這是分解與組合思想在數列求和中的具體應用. 裂項法的實質是將數列中的每項(通項)分解,然後重新組合,使之能消去一些項,最終達到求和的目的. 通項分解(裂項)如: (1)

(2)(3)(4(56)

(7)(1),特別地當時,

(2),特別地當時

例1: 求數列的前n項和.

解:設裂項)

則裂項求和)

例2:已知二次函式的影象經過座標原點,其導函式為,數列的前n項和為,點均在函式的影象上。

(ⅰ)求數列的通項公式;

(ⅱ)設,是數列的前n項和,求使得對所有都成立的最小正整數m;

解:(ⅰ)設這二次函式f(x)=ax2+bx (a≠0) ,則 f`(x)=2ax+b,由於f`(x)=6x-2,得

a=3 , b=-2, 所以 f(x)=3x2-2x.

又因為點均在函式的影象上,所以=3n2-2n.

當n≥2時,an=sn-sn-1=(3n2-2n)-=6n-5.

當n=1時,a1=s1=3×12-2=6×1-5,所以,an=6n-5 ()

(ⅱ)由(ⅰ)得知==,

故tn===(1-).

因此,要使(1-)<()成立的m,必須且僅須滿足≤,即m≥10,所以滿足要求的最小正整數m為10.

評析:一般地,若數列為等差數列,且公差不為0,首項也不為0,則求和:首先考慮則=。下列求和: 也可用裂項求和法。

針對訓練3:

1.在數列中,,又,求數列的前n項的和.

解:   ∵

裂項) ∴ 數列的前n項和

裂項求和)

四、分組求和法

所謂分組法求和就是:對一類既不是等差數列,也不是等比數列的數列,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。

例1:數列的前n項和,數列滿.

(ⅰ)證明數列為等比數列;(ⅱ)求數列的前n項和tn。

解析:(ⅰ)由,

兩式相減得: ,

同定義知是首項為1,公比為2的等比數列.

(ⅱ)等式左、右兩邊分別相加得:

=例2: 求數列,的前項和.

分析:此數列的通項公式是,而數列是乙個等差數列,數列是乙個等比數列,故採用分組求和法求解.

解:. 針對訓練4:

求和:解: 小結:這是求和的常用方法,按照一定規律將數列分成等差(比)數列或常見的數列,使問題得到順利求解.

五、併項求和法:

針對一些特殊的數列,將其某些項合併在一起就具有某種特殊的性質,因此,在求數列的前n項和時,可將這些項放在一起先求和.

例1、已知數列的前n項和,求.

解: 小結:併項求和法的關鍵是尋找哪些項合併在一起就具有某種特殊的性質,一旦找到問題就可以順利的解決.

例2:在各項均為正數的等比數列中,若的值.

解:設由等比數列的性質找特殊性質項)

和對數的運算性質得

(合併求和)

===10

例3:求數列的前n項和:,…

解:設將其每一項拆開再重新組合得

分組)當a=1時分組求和)

當時,=

針對訓練5:

1: 求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.

解:設sn= cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°

找特殊性質項)

∴sn= (cos1°+ cos179°)+( cos2°+ cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···

+(cos89°+ cos91°)+ cos90合併求和)

0 2:求()

解:⑴ 當為偶數時,

;⑵ 當為奇數時,

綜上所述,.

6、倒序相加法:

類似於等差數列的前n項和的公式的推導方法。如果乙個數列,與首末兩項等距的兩項之和等於首末兩項之和,可採用正序寫和與倒序寫和的兩個和式相加,就得到乙個常數列的和。這一種求和的方法稱為倒序相加法.

例1:已知函式

(1)證明:;

(2)求的值.

解:(1)先利用指數的相關性質對函式化簡,後證明左邊=右邊

(2)利用第(1)小題已經證明的結論可知,

兩式相加得:

所以.小結:解題時,認真分析對某些前後具有對稱性的數列,可以運用倒序相加法求和.

例2:(07豫理22.)設函式的圖象上有兩點p1(x1, y1)、p2(x2, y2),若,且點p的橫座標為.

(i)求證:p點的縱座標為定值,並求出這個定值;

(ii)若

(iii)略

(i)∵,且點p的橫座標為.

∴p是的中點,且

由(i)知,

,(1)+(2)得:

針對訓練6:

1: 求的和.

分析:由於數列的第項與倒數第項的和為常數1,故採用倒序相加法求和.

解:設則.

兩式相加,得 .

2:求證:

證明: 設

把①式右邊倒轉過來得

反序) 又由可得

①+②得(反序相加)

小結:對某些具有對稱性的數列,可運用此法.

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