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解決非等差數列、等比數列的前n項和問題,主要有兩種思想:(1)轉化的思想,即將一般數列設法轉化為等差數列或等比數列。(2)不能轉化為等差數列或等比數列,往往通過裂項、并項、錯位相減、倒序相加等方法。由一個等差數列與一個等比數列對應相乘得到的數列,我們常用錯位相減法來進行求前n項和,但這一重要方法運算過程復雜且運算量大。就這一題型,下面介紹另外三種解法。
若數列{an}的通項公式為=bn-bn-1(q≠1),則數列{qnbn+An+B}是一個公比為q的等比數列。
例1求數列的前n項和。
解:此問題可以轉化為:已知b1=1,bn-,求bn。由得A=1,B=2。所以數列{3nbn+n+2}是一個首項為6,公比為3的等比數列。所以3nbn+n+2=6×3n-1。所以
若數列{an}的通項公式為(q≠1),則將an作如下裂項,其中
例2求數列的前n項和。
解:因為所以的前n項和
若數列{an}的通項公式為(q≠1),則其中
上述公式的推導:由裂項相消法知an=所以Sn其中
例3求數列的前n項和。
解:因為,所以a=所以A=1,A+B=2,所以
上述三種方法蘊含了豐富的數學思想與方法,并且相對于我們常用的錯位相減法來說運算量大大地減少了,為我們解決這類數列求和問題提供了更加簡便的有效途徑。