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数列求和
Ⅰ、『回忆』求和公式求和
1、等差数列求和公式:
2、等比数列求和公式:
Ⅱ、非等差、等比数列求和
(1)倒序相加法:将一个数列倒过来排列(反序),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的方法求和。
【例1】已知函数,是函数f(x)的图像上的两点,且线段,
(1)求证:点P的纵坐标是定值。
(2)若数列的通项公式是n=1,2,…,m),求数列的前m项的和。
【思路分析】(1)由中点坐标公式得:,再可证。
(2)利用倒序相加的方法求和。
解:(1),下面
把代入上式得:
,为定值。
(2)由(1)可知:对任意的非零自然数m,n,
由于:,故采用倒序相加的方法求和。 ①
①+②得:
即:
(2)错位相减法:这是推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要求数列(其中数列是等差数列,数列是等比数列)的前n项的和。
【例2】求和:
【思路分析】在上述求和的式子中,可知:数列的通项公式是显然,数列{Cn}是由等比数列和等差数列{n}组成的,故采用错位相减法。
解:(i)当a=1时。
(ii)当…………(1),在(1)的两边同乘以得:
(2)
(1)-(2)得:
【例3】求和:………………………①
解:由题可知,{}的通项是等差数列{2n-1}的通项与等比数列{}的通项之积:设…②(设制错位)
①-②得 (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:。∴
(3)裂项法:求数列的前n项和时,若能将拆分为:的形式
则,常见的裂项公式有:
(i)数列是公差为d的等差数列,
则
如
(ii)
【例4】(1)已知不等的正数成等比数列,且
求证:
(2)在平面直角坐标系中,有一点列
对于每一个任意的自然数n,点列都在曲线上,且点,若
。
【思路分析】(1)由已知数列成等比数列,则,故等式的左边数列中的通项,可用裂项法求左边的和即可得证
(2)由已知求出,然后利用裂项法求之。
解:(1)由是等比数列,故
=右边,即结论成立。
(2),又
化简得:
。
(4)并项法:已知数列的相邻两项的和是相等的,可以采用并项法。
【例5】求和:
【思路分析】观察数列中的项:故可用并项法求和。但要讨论数列中的项数n,项数n有奇数和偶数两种情形。
解:(i)当n=2k(k是正整数)时。
=n
(ii)当项数n=2k-1(k是正整数)时
故
(5)公式法(利用公式直接求和),如:
,
【例6】(1)已知数列
(2)求和:
【思路分析】(1)关键是表示出,然后利用公式求和。
(2)从和式中观察通项,然后转化为自然数的立方和、平方和等求和公式计算。
解:(1),
(2)
=
。
(6)分组法求和:有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,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,再将其合并即可.
[例7] 求数列的前n项和:,…
解:设
将其每一项拆开再重新组合得(分组)当a=1时,=(分组求和)当时,=
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