《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 數(shù)列 第四節(jié) 數(shù)列求和講義(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 數(shù)列 第四節(jié) 數(shù)列求和講義(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 數(shù)列 第四節(jié) 數(shù)列求和講義(含解析)
若數(shù)列的通項為分段函數(shù)或幾個特殊數(shù)列通項的和或差的組合等形式,則求和時可用分組轉(zhuǎn)化法,就是對原數(shù)列的通項進(jìn)行分解,分別對每個新的數(shù)列進(jìn)行求和后再相加減.
[典例] (2019·吉林調(diào)研)已知數(shù)列{an}是等比數(shù)列,a1=1,a4=8,{bn}是等差數(shù)列,b1=3,b4=12.
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項公式;
(2)設(shè)cn=an+bn,求數(shù)列{cn}的前n項和Sn.
[解] (1)設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,由a4=a1q3得8=1×q3,所以q=2,所以an=2n-1.
設(shè){bn}
2、的公差為d,由b4=b1+3d得12=3+3d,所以d=3,所以bn=3n.
(2)因為數(shù)列{an}的前n項和為==2n-1,數(shù)列{bn}的前n項和為b1n+d=3n+×3=n2+n,
所以Sn=2n-1+n2+n.
[方法技巧]
分組轉(zhuǎn)化法求和的常見類型
[提醒] 某些數(shù)列的求和是將數(shù)列轉(zhuǎn)化為若干個可求和的新數(shù)列的和或差,從而求得原數(shù)列的和,注意在含有字母的數(shù)列中對字母的討論.
[針對訓(xùn)練]
(2018·焦作四模)已知{an}為等差數(shù)列,且a2=3,{an}前4項的和為16,數(shù)列{bn}滿足b1=4,b4=88,且數(shù)列{bn-an}為等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}和
3、{bn-an}的通項公式;
(2)求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
解:(1)設(shè){an}的公差為d,因為a2=3,{an}前4項的和為16,
所以解得
所以an=1+(n-1)×2=2n-1.
設(shè){bn-an}的公比為q,
則b4-a4=(b1-a1)q3,
因為b1=4,b4=88,
所以q3===27,解得q=3,
所以bn-an=(4-1)×3n-1=3n.
(2)由(1)得bn=3n+2n-1,
所以Sn=(3+32+33+…+3n)+(1+3+5+…+2n-1)
=+=(3n-1)+n2
=+n2-.
題型二 錯位相減法求和
如果一個數(shù)列的各項是由一個等差
4、數(shù)列和一個等比數(shù)列的對應(yīng)項之積構(gòu)成的,那么這個數(shù)列的前n項和即可用錯位相減法來求,如等比數(shù)列的前n項和公式就是用此法推導(dǎo)的.
[典例] (2019·南昌模擬)已知數(shù)列{an}滿足+++…+=n2+n.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若bn=,求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
[解] (1)∵+++…+=n2+n,
∴當(dāng)n≥2時,+++…+=(n-1)2+n-1,
兩式相減得=2n(n≥2),∴an=n·2n+1(n≥2).
又∵當(dāng)n=1時,=1+1,
∴a1=4,滿足an=n·2n+1.∴an=n·2n+1.
(2)∵bn==n(-2)n,
∴Sn=1×(-2)1+
5、2×(-2)2+3×(-2)3+…+n×(-2)n.
-2Sn=1×(-2)2+2×(-2)3+3×(-2)4+…+(n-1)×(-2)n+n(-2)n+1,
∴兩式相減得3Sn=(-2)+(-2)2+(-2)3+(-2)4+…+(-2)n-n(-2)n+1=-n(-2)n+1=-n(-2)n+1=-,
∴Sn=-.
[方法技巧]
錯位相減法求和的策略
(1)如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{an·bn}的前n項和時,可采用錯位相減法,一般是和式兩邊同乘以等比數(shù)列{bn}的公比,然后作差求解.
(2)在寫“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時應(yīng)特別注意將兩式“錯項對
6、齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達(dá)式.
(3)在應(yīng)用錯位相減法求和時,若等比數(shù)列的公比為參數(shù),應(yīng)分公比等于1和不等于1兩種情況求解.
[針對訓(xùn)練]
1.?dāng)?shù)列,,,,…的前10項之和為________.
解析:因為S10=+++…+,①
所以S10=++…++. ②
①-②得S10=+-=+-
=--=,
所以S10==.
答案:
2.(2019·臨川一中質(zhì)檢)已知等差數(shù)列{an}滿足a3=5,其前6項和為36,等比數(shù)列{bn}的前n項和Sn=2-(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an},{bn}的通項公式;
(2)求數(shù)列{anbn}的前n項和Tn.
7、
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,由已知得解得
所以an=2n-1(n∈N*).
對于數(shù)列{bn},因為Sn=2-,所以當(dāng)n=1時,b1=S1=2-1=1,
當(dāng)n≥2時,bn=Sn-Sn-1=-=,
綜上所述,bn=(n∈N*).
(2)由(1)得anbn=,
所以Tn=1+++…++,①
Tn=+++…++, ②
①-②得,Tn=1+1+++…+-=3-,
所以Tn=6-=6-.
題型三 裂項相消法求和
如果一個數(shù)列的通項為分式或根式的形式,且能拆成結(jié)構(gòu)相同的兩式之差,那么通過累加將一些正、負(fù)項相互抵消,只剩下有限的幾項,從而求出該數(shù)列的前n項和.
[典
8、例] (2019·湖南十三校聯(lián)考)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2an-n.
(1)證明:數(shù)列{an+1}是等比數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)記bn=+,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
[解] (1)由a1=S1=2a1-1,得a1=1,
由n≥2時,an=Sn-Sn-1=(2an-n)-(2an-1-n+1),
即an=2an-1+1,
所以an+1=2(an-1+1)(n≥2),又a1+1=2,
所以數(shù)列{an+1}是以2為首項,2為公比的等比數(shù)列,
所以an+1=2n,an=2n-1.
(2)由(1)知,bn=+=
==-,
則Tn=++…+
9、-
=1-.
[方法技巧]
1.用裂項法求和的裂項原則及規(guī)律
(1)裂項原則:一般是前邊裂幾項,后邊就裂幾項直到發(fā)現(xiàn)被消去項的規(guī)律為止.
(2)消項規(guī)律:消項后前邊剩幾項,后邊就剩幾項,前邊剩第幾項,后邊就剩倒數(shù)第幾項.
2.幾種常見的裂項方式
數(shù)列(n為正整數(shù))
裂項方式
(k為非零常數(shù))
=
=
=-
(a>0,a≠1)
loga=loga(n+1)-logan
[針對訓(xùn)練]
1.(2019·成都檢測)在遞減的等差數(shù)列{an}中,a1a3=a-4.若a1=13,則數(shù)列的前n項和的最大值為( )
A. B.
C. D.
10、
解析:選D 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則d<0,因為a1a3=a-4,a1=13,所以13(13+2d)=(13+d)2-4,解得d=-2或d=2(舍去),所以an=a1+(n-1)d=13-2(n-1)=15-2n,則==-,所以數(shù)列的前n項和Sn=-+-+…+-=--,易知當(dāng)n=6時,Sn取得最大值,最大值為×=,故選D.
2.(2018·濰坊二模)已知等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=2,an>0(n∈N*),S6+a6是S4+a4,S5+a5的等差中項.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=loga2n-1,數(shù)列的前n項和為Tn,求Tn.
解:(1)因為S6+a6是S4+a4,S5+a5的等差中項,
所以2(S6+a6)=S4+a4+S5+a5,
所以2S6-S4-S5=a4+a5-2a6,
化簡得4a6=a4,
設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則q2==,
因為an>0,所以q=,
又a1=2,所以an=2·n-1=n-2.
(2)bn=loga2n-1=log2n-3=2n-3,
==-,
則Tn=-1-1+1-+…+-=-.