數列求和
數列求和是數列的重要內容之一,也是高考數學的重點考查物件。數列求和的基本思路是,抓通項,找規律,套方法。下面介紹數列求和的幾種常用方法:
一、公式法
二、分組求和法
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
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.
四、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
五、倒序相加法
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,可採用把正著寫和與倒著寫和的兩個和式相加,就得到乙個常數列的和.
六、併項求和
針對一些特殊的數列,將某些項合併在一起就具有某種特殊的性質,因此,在求數列的和時,可將這些項放在一起先求和,然後再求sn.
例1: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.
(1)求證:p點的縱座標為定值,並求出這個定值;
(2)若
解:(1)∵,且點p的橫座標為.
∴p是的中點,且
由(1)知,
,(1)+(2)得
例2:在數列中,,其中.
(1)求數列的通項公式;
(2)求數列的前項和;
(1)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.
(2)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:在直角座標平面上有一點列對一切正整數n,點位於函式的影象上,且的橫座標構成以為首項,-1為公差的等差數列
(1) 求點的座標
(2) 設拋物線列中的每一條對稱軸都垂直與x軸,第n條拋物線的頂點為,且過點,記與拋物線相切於的直線的斜率為,求:
例5:定義數列如下:
證明:(1)當,有成立。
(2)。
解:(1)由得:
以上各式兩邊分別相乘得:
又 (2)要證不等式,
可先設法求和:,再進行適當的放縮。
又原不等式得證。
練習:1. 求的值
1.解:設 (1)
(2)又因為=89
∴ s=44.5
2. 設sn=1+2+3+…+n,n∈n*,求的最大值.
解:由等差數列求和公式得,
∴ 當,即n=8時,
3.求數5,55,555,…,55…5 的前n項和sn
解: 因為55…5=
所以 sn=5+55+555+…+55…5
== =4.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).
,①,②
②-①得,
5.數列中,a1=8,a4=2且滿足an+2=2an+1-an,(n∈n*).
(1)求數列的通項公式;
(2)設sn=|a1|+|a2|+…+|an|,求sn;
(3)設bn= (n∈n*),tn=b1+b2+……+bn(n∈n*),是否存在最大的整數m,使得對任意n∈n*均有tn>成立?若存在,求出m的值;若不存在,說明理由.
解:(1)由an+2=2an+1-anan+2-an+1=an+1-an可知成等差數列,
d==-2,∴an=10-2n.
(2)由an=10-2n≥0可得n≤5,當n≤5時,sn=-n2+9n,當n>5時,sn=n2-9n+40,故sn=
(3)bn=
;要使tn>總成立,需<t1=成立,即m<8且m∈z,故適合條件的m的最大值為7.
6. 已知數列:的值.
∴7.已知數列的前項和滿足:,
(1)寫出數列的前三項,,;
(2)求數列的通項公式;
(3)證明:對任意的整數,有
解:⑴由遞推公式易求:a1=1,a2=0,a3=2;
⑵由已知得:(n>1)
化簡得:
,故數列{}是以為首項, 公比為的等比數列.
故 ∴
∴數列{}的通項公式為:.
⑶觀察要證的不等式,左邊很複雜,先要設法對左邊的項進行適當的放縮,使之能夠求和。而左邊=,如果我們把上式中的分母中的去掉,就可利用等比數列的前n項公式求和,由於-1與1交錯出現,容易想到將式中兩項兩項地合併起來一起進行放縮,嘗試知:,
,因此,可將保留,再將後面的項兩兩組合後放縮,即可求和。這裡需要對進行分類討論,(1)當為偶數時,
(2)當是奇數時,為偶數,
所以對任意整數,有。
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