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第十一讲 数列的前项和
数列求和的基本思路是,抓通项,找规律,套方法。下面介绍数列求和的几种常用方法:
一、题型分析
1、公式法:——直接(或转化)由等差、等比数列的求和公式求和。
(1)等差数列求和公式:
(2)等比数列求和公式:
例1.求和
变式1:设Sn=1+2+3+…+n,n∈N*,求的最大值.
2、倒序相加法:把数列正着写和倒着写再相加(即等差数列求和公式的推导过程的推广)
例2.设函数.
(I)求证:若,则为定值
(II)若
变式2、 求的值
3、错位相减法:——设数列的等比数列,数列是等差数列,则数列的前项和求解,均可用错位相减法。
例3.求和:(且).
变式3、求和.
4、裂项求和法:这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)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. 常见裂项如: (1) (2)
(3),(4)等。
例4 .在数列{an}中,,又,求证:
变式4、(1)求数列的前n项和.
(2)求之和
5、分组求和法:所谓分组法求和就是:对一类既不是等差数列,也不是等比数列的数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并。
例5. (1)
(2)数列{an}:,求S2002.
变式5、(1)求之和
(2)求
二、课后练习
1.数列{an}满足an=1-an-1(n∈N,n>1),且a2=2,Sn是{an}的前n项和,则S2 011=( )
A.1 002 B.1 003 C.1 004 D.1 005
2.数列1,2,3,4,…的前n项和为 ( )
A.(n2+n+2)- B.n(n+1)+1- C.(n2-n+2)- D.n(n+1)+2
3.数列{an}的通项公式an=,若前n项的和为10,则项数为 ( )
A.11 B.99 C.120 D.121
4.数列1,,,…,的前n项和Sn等于 ( )
A. B. C. D.
5.已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n+1(3n-2),则前100项之和S100等于________.
6.数列5,55,555,…的前n项和为________.
7.已知f(x)=,求f +f +…+f =________.
8.已知等差数列{an},a2=9,a5=21.
(1)求{an}的通项公式;(2)令,求数列{bn}的前n项和Sn.
9.已知数列{an}满足a1+a2+…+an=n3.
(1)求数列{an}的通项公式;(2)求++…+的值.
10.等差数列{an}前n项和为Sn,已知对任意的n∈N*,点(n,Sn)在二次函数f(x)=x2+c的图象上.
(1)求c,an; (2)若kn=,求数列{kn}前n项和Tn.
三、课后练习详细解答
1.数列{an}满足an=1-an-1(n∈N,n>1),且a2=2,Sn是{an}的前n项和,则S2 011=( )
A.1 002 B.1 003 C.1 004 D.1 005
解析:由an=1-an-1得an-1+an=1,a1=1-a2=-1,
S2 011=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a2 008+a2 009)+(2 010+2 011)=-1+1 005=1 004.
答案:C
2.数列1,2,3,4,…的前n项和为 ( )
A.(n2+n+2)- B.n(n+1)+1-
C.(n2-n+2)- D.n(n+1)+2
解析:∵an=n+,
∴Sn=1+2+…+n
=(1+2+3+…+n)+,
∴Sn=+
=n(n+1)+1-=(n2+n+2)-.
答案:A
3.数列{an}的通项公式an=,若前n项的和为10,则项数为 ( )
A.11 B.99 C.120 D.121
解析:∵an==-,
∴Sn=-1=10,∴n=120.
答案:C
4.数列1,,,…,的前n项和Sn等于 ( )
A. B. C. D.
解析:an==2,所以
Sn=2
=2=.
答案:B
5.已知数列{an}的通项公式为an=(-1)n+1(3n-2),则前100项之和S100等于________.
解析:并项求和
a1+a2=a3+a4=a5+a6=…=a99+a100=-3
∴S100=-3×50=-150.
答案:-150
6.数列5,55,555,…的前n项和为________.
解析:an==(10n-1),
∴Sn=(10+102+…+10n-n)=
=(10n+1-10)-n=(10n-1)-n.
答案:(10n-1)-n
7.已知f(x)=,求f +f +…+f =________.
解析:因为f(x)+f(1-x)=+=+=+=1.
所以f +f =f +f =…=f +f =1.
∴f +f +…+f =5.
答案:5
8.已知等差数列{an},a2=9,a5=21.
(1)求{an}的通项公式;(2)令bn=2an,求数列{bn}的前n项和Sn.
解:(1)设数列{an}的公差为d,依题意得方程组
.解得a1=5,d=4,
所以{an}的通项公式为an=4n+1.
(2)由an=4n+1,得bn=24n+1,
所以{bn}是首项为b1=25,公比q=24的等比数列.
于是得{bn}的前n项和Sn==.
9.已知数列{an}满足a1+a2+…+an=n3.
(1)求数列{an}的通项公式;(2)求++…+的值.
解:(1)当n≥2时,由a1+a2+…+an-1+an=n3,
a1+a2+…+an-1=(n-1)3,
两式相减,得an=3n2-3n+1,n=2,3,4,…
当n=1时,有a1=13=1,满足上述公式.
故数列{an}的通项公式为an=3n2-3n+1.
(2)∵==,n=2,3,4…
∴++…+
=++…+
==.
10.等差数列{an}前n项和为Sn,已知对任意的n∈N*,点(n,Sn)在二次函数f(x)=x2+c的图象上.
(1)求c,an; (2)若kn=,求数列{kn}前n项和Tn.
解:(1)点(n,Sn)在二次函数f(x)=x2+c的图象上,
∴Sn=n2+c,
a1=S1=1+c,a2=S2-S1=(4+c)-(1+c)=3.a3=S3-S2=5,又∵{an}为等差数列,
∴6+c=6,
∴c=0,d=3-1=2,∴an=1+2(n-1)=2n-1.
(2)kn=,
Tn=+++…++①
Tn=+++…++②
①-②得:Tn=+2-
=+2×-=-
∴Tn=3-.
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