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数列的通项与数列求和方法的探讨
考纲分析与备考策略:
1、考纲分析:
(1)了解数列通项公式的意义,了解递推公式是给出数列的一种方法,并能
根据递推公式写出数列的前几项,理解an与sn的转化关系。
(2)对于非等差、等比数列,能够通过变形配凑,构造新的等差、等比数列
模型,再运用等差、等比数列的公式、性质解决问题。
(3)能够运用数学归纳法证明数列中的相关问题。
(4)掌握常见的数列求和类型,能够进行数列求和运算。
2、备考策略
(1)熟练掌握等差、等比数列的有关概念、公式与性质,这是解决数列通项
与求和问题的基础。
(2)对于常见的数列的求通项、求和的类型题要善于分类归纳整理,掌握各
种类型的通解通法。
(3)对于递推数列问题,要善于从特例入手,有特殊分析归纳一般,即先猜
再证,其中数学归纳法作为一种工具不会单独命题,只会作为一种证明的手段,在应用时要注意第二步的证明技巧,做到有的放矢,思路鲜明。考点剖析与整合提升:
一、求数列的通项公式方法的归纳:
求数列通项公式常用观察法、公式法、等差或等比通项公式法、递增关系变形法(累加、累乘)等。
1、2、公式法:ans1(n1)snsn1(n2),注意n1n2两种情况能合并,则合并,不能合并,则分段表示。常见递推数列通项公式的求法:
(1)、an1anf(n)型(用累加法)
即:anan1f(n1),an1an2f(n2),…,a2a1f(1),将上述n1个式子相加,可得:ana1f(1)f(2)f(3)Lf(n1)
(2)、anf(n1)an1型(用累乘法)
即an-1f(n2)an2,an-2f(n3)an3,……..a2f(1)a1 将上述n1个式子相乘,可得:anf(1)f(2)f(3)Lf(n1)a1。(3)anpan1q型(p,q)方法一:待定系数法
anpan1qanmp(an1m),通过待定系数法求出m的值,构造成以
a1m为首项,以p为公比的等比数列。
方法二:迭代法
anpan1q=p(an2q)qpan2pqqp(pan3q)pqq
=p3an3p2qpqq
=pn1a1pn2qpn3qpqq,而qpqp2qpn2q是一个等比数列,求出其和,即可求出通项。(4)anpan1f(n)型 方法一:待定系数法
anmf(n)pan1mf(n1)
通过待定系数法确定m的值,转化成以
a1mf(1)为首项,以p为公比的等比数列。
方法二:等式两边同时除以pn有
pananm
1an
1anp
n
an1p
n1
f(n)p
n,转化为an1anf(n)型。
(5)an1
型
anmpan
1an1
1p
1an
mp
两边取倒数有
转化为anpan1q型。
二、数列求和的方法
(1)公式法: 等差数列:
sn
n(a1an)
na1
n(n1)
2d
;等比数列:
na(q1)
sna1(1qn)aaq; 1n
1(q1)
1q1q
n
k
k1
n(n1)(2n1);
(2)错位相减法:
这是推导等比数列前n项和公式时所使用的方法,这种方法主要用于求数列
anbn分别是等差数列和等比数列。bn的前n项和,其中an、(3)倒序相加法
将一个数列倒过来排序,当它与原数列相加时,若有公因式可提,并且剩余项的和易于求得,则这样的数列可用倒序相加法求和。(4)分组求和法
数列既不是等差数列又不是等比数列时,但它可以通过适当拆分,分为几个等差、等比数列或常见的数列,即能分别求和,然后再合并。(5)裂项法
这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用,其实质是将数列中的某些项分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的。常见的裂项法有:
CnCn
m
nm
1n(n1)
1n
1n
11a
b
1ab
(a
b)
;nn!(n1)!n!
三、考题精析
2n
1例1:设数列an满足a12,an1an3
2(1)求数列an的通项公式;
(2)令bnnan,求数列的前n项和Sn
解:(Ⅰ)由已知,当n≥1时,an1[(an1an)(anan1)(a2a1)]a1
3(2
2n1
2
2n
32)2
2
2(n1)1。
而 a12,所以数列{an}的通项公式为an22n1。(Ⅱ)由bnnann22n1知
Sn122232n2
2n1
①
从而
22Sn123225327n22n1② ①-②得
(122)Sn2232522n1n22n1。即Sn
[(3n1)2
2n1
2]
例2:已知等差数列an满足:a37,a5a726,an的前n项和为Sn.(Ⅰ)求an及Sn;(Ⅱ)令bn=
1an1
(nN*),求数列bn的前n项和Tn.
【解析】(Ⅰ)设等差数列an的公差为d,因为a37,a5a726,所以有 a12d7,解得a13,d2,
2a10d261
2n1)=2n+1;Sn=3n+所以an3(n(n-1)2
2=n2+2n。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知an2n+1,所以bn=
1an
111111
(-),== =2
1(2n+1)14n(n+1)4nn+11
41n+1
所以Tn=
(1-
+
++
1n
1n+1)=(1-)=
n4(n+1),即数列bn的前n项和Tn=
n4(n+1)。
例3:
已知数列{an}满足a1=0,a2=2,且对任意m、n∈N*都有 a2m-1+a2n-1=2am+n-1+2(m-n)
(Ⅰ)求a3,a5;
*
(Ⅱ)设bn=a2n+1-a2n-1(n∈N),证明:{bn}是等差数列;
(Ⅲ)设cn=(an+1-an)qn-1(q≠0,n∈N*),求数列{cn}的前n项和Sn.解:(1)由题意,零m=2,n-1,可得a3=2a2-a1+2=6
再令m=3,n=1,可得a5=2a3-a1+8=20………………………………2分(2)当n∈N 时,由已知(以n+2代替m)可得
a2n+3+a2n-1=2a2n+1+8
于是[a2(n+1)+1-a2(n+1)-1]-(a2n+1-a2n-1)=8
即bn+1-bn=8
所以{bn}是公差为8的等差数列………………………………………………5分(3)由(1)(2)解答可知{bn}是首项为b1=a3-a1=6,公差为8的等差数列 则bn=8n-2,即a2n+=1-a2n-1=8n-2 另由已知(令m=1)可得
an=
a2n1a1
*
-(n-1)2.-2n+1
那么an+1-an=
a2n1a2n1
28n22
=-2n+1
=2n 于是cn=2nqn-1.当q=1时,Sn=2+4+6+……+2n=n(n+1)
当q≠1时,Sn=2·q0+4·q1+6·q2+……+2n·qn-1.两边同乘以q,可得
qSn=2·q1+4·q2+6·q3+……+2n·qn.上述两式相减得
(1-q)Sn=2(1+q+q2+……+qn-1)-2nqn
=2·
1q
n
1q
-2nq
n
=2·
1(n1)qnq
1q
n
nn1
所以Sn=2·
nq
n1
(n1)q1(q1)
n(n1)(q1)
综上所述,Sn=nqn1(n1)qn1…………………………12分
(q1)22(q1)