《2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第二章 數(shù)列 習(xí)題課 數(shù)列求和學(xué)案 新人教B版必修5》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第二章 數(shù)列 習(xí)題課 數(shù)列求和學(xué)案 新人教B版必修5(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
習(xí)題課 數(shù)列求和
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.能由簡單的遞推公式求出數(shù)列的通項公式.2.掌握數(shù)列求和的幾種基本方法.
[預(yù)習(xí)導(dǎo)引]
1.基本求和公式
(1)等差數(shù)列的前n項和公式:Sn==na1+d.
(2)等比數(shù)列前n項和公式:當(dāng)q=1時,Sn=na1;當(dāng)q≠1時,Sn==.
2.?dāng)?shù)列{an}的an與Sn的關(guān)系
數(shù)列{an}的前n項和Sn=a1+a2+a3+…+an,則an=
3.拆項成差求和經(jīng)常用到下列拆項公式
(1)=-.
(2)=(-).
(3)=-.
要點一 分組分解求和
例1 求和:Sn=(x+)2+(x2+)2+…+(xn+)2.
解 當(dāng)x≠±1時,
2、Sn=(x+)2+(x2+)2+…+(xn+)2
=(x2+2+)+(x4+2+)+…+(x2n+2+)
=(x2+x4+…+x2n)+2n+(++…+)
=++2n
=+2n;
當(dāng)x=±1時,Sn=4n.
綜上知,Sn=
規(guī)律方法 某些數(shù)列,通過適當(dāng)分組,可得出兩個或幾個等差數(shù)列或等比數(shù)列,進而利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的求和公式分別求和,從而得出原數(shù)列的和.
跟蹤演練1 求數(shù)列{an}:1,1+a,1+a+a2,…,1+a+a2+…+an-1,…的前n項和Sn(其中a≠0).
解 當(dāng)a=1時,則an=n,于是Sn=1+2+3+…+n=.
當(dāng)a≠1時,an==(1-an).
3、
∴Sn=[n-(a+a2+…+an)]=[n-]=-.
∴Sn=
要點二 錯位相減法求和
例2 已知等差數(shù)列{an}的前3項和為6,前8項和為-4.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=(4-an)qn-1(q≠0,n∈N+),求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
解 (1)設(shè){an}的公差為d,則由已知得即
解得a1=3,d=-1,故an=3-(n-1)=4-n.
(2)由(1)知,bn=n·qn-1,
于是Sn=1·q0+2·q1+3·q2+…+n·qn-1,
若q≠1,上式兩邊同乘以q.
qSn=1·q1+2·q2+…+(n-1)·qn-1+n·qn,
兩
4、式相減得:(1-q)Sn=1+q1+q2+…+qn-1-n·qn
=-n·qn.
∴Sn=-=.
若q=1,則Sn=1+2+3+…+n=,
∴Sn=
規(guī)律方法 用錯位相減法求和時,應(yīng)注意:
(1)要善于識別題目類型,特別是等比數(shù)列公比為負數(shù)的情形;
(2)在寫出“Sn”與“qSn”的表達式時應(yīng)特別注意將兩式“錯項對齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達式.若公比是個參數(shù)(字母),則應(yīng)先對參數(shù)加以討論,一般情況下分等于1和不等于1兩種情況分別求和.
跟蹤演練2 數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,an+1=2Sn(n∈N+).
(1)求數(shù)列{an}的通項an;
(
5、2)求數(shù)列{nan}的前n項和Tn.
解 (1)∵an+1=2Sn,∴Sn+1-Sn=an+1=2Sn,
∴Sn+1=3Sn.又∵S1=a1=1,
∴數(shù)列{Sn}是首項為1,公比為3的等比數(shù)列.∴Sn=3n-1(n∈N+).
當(dāng)n≥2時,an=2Sn-1=2·3n-2,且a1=1,
∴an=
(2)Tn=a1+2a2+3a3+…+nan,
當(dāng)n=1時,T1=1;
當(dāng)n≥2時,Tn=1+4·30+6·31+…+2n·3n-2, ①
∴3Tn=3+4·31+6·32+…+2n·3n-1, ②
①-②得-2Tn=2+2(31+32+…+3n-2)-2n·3n-1
=2+2·
6、-2n·3n-1=-1+(1-2n)·3n-1,
∴Tn=+(n-)3n-1(n≥2),
又∵T1=a1=1也滿足上式,
∴Tn=+(n-)3n-1(n∈N+).
要點三 裂項相消求和
例3 求和:+++…+,n≥2.
解 ∵==(-),
∴原式=[(1-)+(-)+(-)+…+(-)]
=(1+--)=-.
規(guī)律方法 如果數(shù)列的通項公式可轉(zhuǎn)化為f(n+1)-f(n)的形式,常采用裂項求和法.
跟蹤演練3 求和:1+++…+.
解 ∵an===2(-),
∴Sn=2(1-+-+…+-)=.
要點四 奇偶并項求和
例4 求和:Sn=-1+3-5+7-…+(-1)n(2
7、n-1).
解 當(dāng)n為奇數(shù)時,Sn=(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+[(-2n+5)+(2n-3)]+(-2n+1)
=2·+(-2n+1)=-n.
當(dāng)n為偶數(shù)時,Sn=(-1+3)+(-5+7)+…+[(-2n+3)+(2n-1)]=2·=n.
∴Sn=(-1)n·n(n∈N+).
跟蹤演練4 已知數(shù)列-1,4,-7,10,…,(-1)n·(3n-2),…,求其前n項和Sn.
解 n為偶數(shù)時,令n=2k(k∈N+),
Sn=S2k=-1+4-7+10+…+(-1)2k(6k-2)
=(-1+4)+(-7+10)+…+[(-6k+5)+(6k-2)]
=3k=
8、n;
當(dāng)n為奇數(shù)時,令n=2k+1(k∈N+).
Sn=S2k+1=S2k+a2k+1=3k-(6k+1)=.
∴Sn=
1.?dāng)?shù)列{an}的前n項和為Sn,若an=,則S5等于( )
A.1 B. C. D.
答案 B
解析 ∵an==-,
∴S5=(1-)+(-)+…+(-)=1-=.
2.?dāng)?shù)列1,2,3,4,…的前n項和為( )
A.(n2+n+2)- B.n(n+1)+1-
C.(n2-n+2)- D.n(n+1)+2(1-)
答案 A
解析 1+2+3+…+(n+)=(1+2+…+n)+(++…+)=+=(n2+n)+1-=(n
9、2+n+2)-.
3.?dāng)?shù)列{an}的通項公式an=,若前n項的和為10,則項數(shù)為( )
A.11 B.99 C.120 D.121
答案 C
解析 ∵an==-,∴Sn=-1=10,∴n=120.
4.若數(shù)列{an}的前n項和為Sn=an+,則數(shù)列{an}的通項公式是an=________.
答案 (-2)n-1
解析 當(dāng)n=1時,a1=S1=a1+,解得a1=1.
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(an+)-(an-1+)=an-an-1,整理可得an=-an-1,即=-2,故數(shù)列{an}是以1為首項,-2為公比的等比數(shù)列,
故an=(-2)n-1.
求數(shù)列前n項和,一般有下列幾種方法.
1.錯位相減:適用于一個等差數(shù)列和一個等比數(shù)列對應(yīng)項相乘構(gòu)成的數(shù)列求和.
2.分組求和:把一個數(shù)列分成幾個可以直接求和的數(shù)列.
3.拆項相消:有時把一個數(shù)列的通項公式分成兩項差的形式,相加過程消去中間項,只剩有限項再求和.
4.奇偶并項:當(dāng)數(shù)列通項中出現(xiàn)(-1)n或(-1)n+1時,常常需要對n取值的奇偶性進行分類討論.
5.倒序相加:例如,等差數(shù)列前n項和公式的推導(dǎo)方法.
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