《新編一輪北師大版理數(shù)學(xué)教案:第5章 第4節(jié) 數(shù)列求和 Word版含解析》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《新編一輪北師大版理數(shù)學(xué)教案:第5章 第4節(jié) 數(shù)列求和 Word版含解析(8頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第四節(jié) 數(shù)列求和
[考綱傳真] 1.掌握等差、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式.2.掌握特殊的非等差、等比數(shù)列的幾種常見的求和方法.
1.公式法
(1)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式:
Sn==na1+d;
(2)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式:
Sn=
2.分組轉(zhuǎn)化法
把數(shù)列的每一項(xiàng)分成兩項(xiàng)或幾項(xiàng),使其轉(zhuǎn)化為幾個(gè)等差、等比數(shù)列,再求解.
3.裂項(xiàng)相消法
(1)把數(shù)列的通項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差,在求和時(shí)中間的一些項(xiàng)可以相互抵消,從而求得其和.
(2)裂項(xiàng)時(shí)常用的三種變形:
①=-;
②=;
③=-.
4.錯(cuò)位相減法
如果一個(gè)數(shù)列的各項(xiàng)是由一個(gè)等差數(shù)列和一個(gè)等比數(shù)列的對應(yīng)項(xiàng)之積構(gòu)成的,
2、這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和可用錯(cuò)位相減法求解.
5.倒序相加法
如果一個(gè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)中與首末兩端等“距離”的兩項(xiàng)的和相等或等于同一個(gè)常數(shù),那么求這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和即可用倒序相加法求解.
6.并項(xiàng)求和法
一個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和中,可兩兩結(jié)合求解,則稱之為并項(xiàng)求和.形如an=(-1)nf(n)類型,可采用兩項(xiàng)合并求解.
例如,Sn=1002-992+982-972+…+22-12
=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)如果數(shù)列{an}為等比數(shù)列,且公比不等于1,則其前n項(xiàng)和Sn
3、=.( )
(2)當(dāng)n≥2時(shí),=.( )
(3)求Sn=a+2a2+3a3+…+nan之和時(shí)只要把上式等號兩邊同時(shí)乘以a即可根據(jù)錯(cuò)位相減法求得.( )
(4)如果數(shù)列{an}是周期為k(k為大于1的正整數(shù))的周期數(shù)列,那么Skm=mSk.( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√
2.(教材改編)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若an=,則S5等于( )
A.1 B.
C. D.
B [∵an==-,
∴S5=a1+a2+…+a5=1-+-+…-=.]
3.(20xx·廣東中山華僑中學(xué)3月模擬)已知等比數(shù)列{an}中,a2·a8=4a5,等差數(shù)列{bn
4、}中,b4+b6=a5,則數(shù)列{bn}的前9項(xiàng)和S9等于( )
A.9 B.18
C.36 D.72
B [∵a2·a8=4a5,即a=4a5,∴a5=4,
∴a5=b4+b6=2b5=4,∴b5=2,
∴S9=9b5=18,故選B.]
4.若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+2n-1,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=__________.
【導(dǎo)學(xué)號:57962259】
2n+1-2+n2 [Sn=+=2n+1-2+n2.]
5.3·2-1+4·2-2+5·2-3+…+(n+2)·2-n=__________.
4- [設(shè)S=3×+4×+5×+…+(n+2)×,
則S=
5、3×+4×+5×+…+(n+2)×.
兩式相減得S=3×+-.
∴S=3+-
=3+-=4-.]
分組轉(zhuǎn)化求和
(20xx·北京高考)已知{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,且b2=3,b3=9,a1=b1,a14=b4.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)cn=an+bn,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和.
[解] (1)設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q,則q===3,
所以b1==1,b4=b3q=27,所以bn=3n-1(n=1,2,3,…). 2分
設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d.
因?yàn)閍1=b1=1,a14=b4=27,所以1+13d=27,即d=2.
所
6、以an=2n-1(n=1,2,3,…). 5分
(2)由(1)知an=2n-1,bn=3n-1.
因此cn=an+bn=2n-1+3n-1. 7分
從而數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和
Sn=1+3+…+(2n-1)+1+3+…+3n-1
=+=n2+. 12分
[規(guī)律方法] 分組轉(zhuǎn)化法求和的常見類型
(1)若an =bn±cn,且{bn},{cn}為等差或等比數(shù)列,則可采用分組求和法求{an}的前n項(xiàng)和.
(2)通項(xiàng)公式為an=的數(shù)列,其中數(shù)列{bn},{cn}是等比數(shù)列或等差數(shù)列,可采用分組求和法求和.
易錯(cuò)警示:注意在含有字母的數(shù)列中對字母的分類討論.
[變式訓(xùn)練1] (20x
7、x·浙江高考)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知S2=4,an+1=2Sn+1,n∈N*.
(1)求通項(xiàng)公式an;
(2)求數(shù)列{|an-n-2|}的前n項(xiàng)和.
[解] (1)由題意得則 2分
又當(dāng)n≥2時(shí),由an+1-an=(2Sn+1)-(2Sn-1+1)=2an,得an+1=3an,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3n-1,n∈N*. 5分
(2)設(shè)bn=|3n-1-n-2|,n∈N*,則b1=2,b2=1.
當(dāng)n≥3時(shí),由于3n-1>n+2,故bn=3n-1-n-2,n≥3. 8分
設(shè)數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,則T1=2,T2=3,
當(dāng)n≥3時(shí),Tn=3+
8、-=,
所以Tn= 12分
裂項(xiàng)相消法求和
(20xx·全國卷Ⅰ)Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知an>0,a+2an=4Sn+3.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
[解] (1)由a+2an=4Sn+3,①
可知a+2an+1=4Sn+1+3.②
②-①,得a-a+2(an+1-an)=4an+1,
即2(an+1+an)=a-a=(an+1+an)(an+1-an). 3分
由an>0,得an+1-an=2.
又a+2a1=4a1+3,解得a1=-1(舍去)或a1=3.
所以{an}是首項(xiàng)為3,公差為2的等差數(shù)列
9、,通項(xiàng)公式為an=2n+1. 5分
(2)由an=2n+1可知
bn===. 8分
設(shè)數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,則
Tn=b1+b2+…+bn=
=. 12分
[規(guī)律方法] 1.裂項(xiàng)相消法求和就是將數(shù)列中的每一項(xiàng)裂成兩項(xiàng)或多項(xiàng),使這些裂開的項(xiàng)出現(xiàn)有規(guī)律的相互抵捎,要注意消去了哪些項(xiàng),保留了哪些項(xiàng),從而達(dá)到求和的目的.
2.消項(xiàng)規(guī)律:消項(xiàng)后前邊剩幾項(xiàng),后邊就剩幾項(xiàng),前邊剩第幾項(xiàng),后邊就剩倒數(shù)第幾項(xiàng).
[變式訓(xùn)練2] (20xx·石家莊一模)已知等差數(shù)列{an}中,2a2+a3+a5=20,且前10項(xiàng)和S10=100.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn=,求
10、數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.
【導(dǎo)學(xué)號:57962260】
[解] (1)由已知得
解得 3分
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=1+2(n-1)=2n-1. 5分
(2)bn==, 8分
所以Tn=
==. 12分
錯(cuò)位相減法求和
(20xx·山東高考)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n2+8n,{bn}是等差數(shù)列,且an=bn+bn+1.
(1)求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)令cn=,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
[解] (1)由題意知當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=6n+5.
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=11,符合上式.
所以an=6n+5. 2分
11、
設(shè)數(shù)列{bn}的公差為d.
由即
解得所以bn=3n+1. 5分
(2)由(1)知cn==3(n+1)·2n+1. 7分
又Tn=c1+c2+…+cn,
得Tn=3×[2×22+3×23+…+(n+1)×2n+1],
2Tn=3×[2×23+3×24+…+(n+1)×2n+2], 9分
兩式作差,得-Tn=3×[2×22+23+24+…+2n+1-(n+1)×2n+2]
=3×
=-3n·2n+2,
所以Tn=3n·2n+2. 12分
[規(guī)律方法] 1.如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{an·bn}的前n項(xiàng)和時(shí),可采用錯(cuò)位相減法求和,一般是和式兩
12、邊同乘以等比數(shù)列{bn}的公比,若{bn}的公比為參數(shù),應(yīng)分公比等于1和不等于1兩種情況討論.
2.在書寫“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時(shí)應(yīng)特別注意將兩式“錯(cuò)項(xiàng)對齊”,即公比q的同次冪項(xiàng)相減,轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和.
[變式訓(xùn)練3] (20xx·廣東肇慶第三次模擬)已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足S3=6,S5=15.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
[解] (1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,首項(xiàng)為a1.
∵S3=6,S5=15,
∴即
解得 3分
∴{an}的通項(xiàng)公式為an =a1+(n-1)d=1+(n-1)×1=n. 5分
13、
(2)由(1)得bn==, 6分
∴Tn=+++…++, ①
①式兩邊同乘, 得Tn=+++…++, ②
①-②得Tn=+++…+-
=-=1--, 10分
∴Tn=2--. 12分
[思想與方法]
解決非等差、等比數(shù)列的求和,主要有兩種思路:
(1)轉(zhuǎn)化的思想,即將一般數(shù)列設(shè)法轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列,這一思想方法往往通過通項(xiàng)分解或錯(cuò)位相減來完成.
(2)不能轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列的數(shù)列,往往通過裂項(xiàng)相消法、倒序相加法等來求和.
[易錯(cuò)與防范]
1.直接應(yīng)用公式求和時(shí),要注意公式的應(yīng)用范圍,如當(dāng)?shù)缺葦?shù)列公比為參數(shù)(字母)時(shí),應(yīng)對其公比是否為1進(jìn)行討論.
2.利用裂項(xiàng)相消法求和的注意事項(xiàng):
(1)抵消后并不一定只剩下第一項(xiàng)和最后一項(xiàng),也有可能前面剩兩項(xiàng),后面也剩兩項(xiàng).
(2)將通項(xiàng)裂項(xiàng)后,有時(shí)需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項(xiàng)之差與系數(shù)之積與原通項(xiàng)相等.如:若{an}是等差數(shù)列,
則=,=.