任英敏
(滄州市第二中學(xué))
數(shù)列是高中代數(shù)的重要內(nèi)容,又是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),在高考中占有重要的地位.數(shù)列求和是數(shù)列的重要內(nèi)容,除了等差數(shù)列和等比數(shù)列有求和公式外,有些求和問題由于形式復(fù)雜,使學(xué)生感到束手無策,因此數(shù)列求和方法值得我們探討,大部分?jǐn)?shù)列的求和都具有一定的規(guī)律——求和先看通項.
等差數(shù)列求和的公式:
例1.(1)求數(shù)列3,6,9,12…的前n項和
(2)求數(shù)列1,2,4,8…的前n項和:2n-1
注:①等差數(shù)列求和注意三點:首項,公差,項數(shù)
②等比數(shù)列求和注意三點:首項,公比,項數(shù)
③等差等比求和公式中項數(shù)易錯
有一類數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,但這類數(shù)列適當(dāng)拆開,可分為幾個等差、等比或常數(shù)列的和或差,用分組求和.
例2.(1)數(shù)列{an}的通項公式an=2n+2n-1,求前n項和.
【分析】數(shù)列的通項公式為an=2n+2n-1,而數(shù)列{2n}和{2n-1}分別是等比數(shù)列、等差數(shù)列,用分組結(jié)合法:
解:Sn=(21+1)+(22+3)+…+(2n+2n-1)
=(21+22+…+2n)+(1+3+…+2n-1)
=2n+1-2+n2
列項求和的特點是將原數(shù)列每一項拆為兩項之后,其中中間的大部分項都互相抵消了,只剩下有限的幾項.
練習(xí):在數(shù)列{an}中,求數(shù)列{bn}的前n項的和.
注:裂項后返回去驗證配湊k.
求和時一般在已知和式的兩邊都乘以組成這個數(shù)列的等比數(shù)列的公比q;然后再將得到的新和式和原和式相減,轉(zhuǎn)化為同倍數(shù)的等比數(shù)列求和,這種方法就是錯位相減法,錯位相減是推導(dǎo)等比數(shù)列求和的方法。
例4.求Sn=1+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1(x≠1)
【分析】{(2n-1)xn-1}的通項是等差數(shù)列{2n-1}的通項與等比數(shù)列{xn-1}的通項之積,用錯位相減法.
解:Sn=1+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1(x≠1)………①
xSn=1x+3x2+5x3+7x4+…+(2n-1)xn………(設(shè)制錯位)②
①-②得(1-x)Sn=1+2x+2x2+2x3+2x4+…+2xn-1-(2n-1)xn
∵x≠1
∴(1-x)Sn=
注:①要考慮當(dāng)公比x為值1 時為特殊情況
②錯位相減時要注意末項
練習(xí):設(shè)a≠0 求數(shù)列a,2a2,3a3…nan…的前n項和
倒序相加是推導(dǎo)等差數(shù)列的前n項和公式時所用的方法,就是將一個數(shù)列倒過來排列(反序),再把它與原數(shù)列相加.
把①式右邊倒轉(zhuǎn)過來得:
需要提醒的是,通過此方法可發(fā)散出倒序相乘.
數(shù)列求和問題雖然很難,但總可以通過找出共同特點和規(guī)律或進行恒等變換得到解決的途徑. 以上幾種方法是求數(shù)列較適用的方法,是從根本上認(rèn)識數(shù)列求和.類型較全,公式簡單易懂,對學(xué)好數(shù)列求和有很大的幫助.