数列部分常用方法总结
20##/11/22
l 数列通项的求法
一、公式法
1 运用等差(等比)数列的通项公式.
2 已知数列前项和,则(注意:不能忘记讨论)
例1已知数列{an}的前n和满足求此数列的通项公式。
解得,当
所以
二、(可以求和)累加法
例2在数列中,已知=1,当时,有,求数列的通项公式。
解析:
上述个等式相加可得:
练习:1、已知数列,=2,=+3+2,求。
2、 已知数列满足求通项公式
3、若数列的递推公式为,则求这个数列的通项公式
4. 已知数列满足 且 ,则求这个数列的通项公式
三.(可以求积)累积法
例3在数列中,已知有,()求数列的通项公式。
解析:原式可化为
又也满足上式;
练习:1、已知数列满足,,求。
2、已知,,求数列通项公式.
3、已知数列满足,求通项公式
四. 待定常数法
可将其转化为,其中,则数列为公比等于A的等比数列,然后求即可。
例4在数列中, ,当时,有,求数列的通项公式。
解析:设,则
,于是
是以为首项,以3为公比的等比数列。
练习:1、在数列中, ,,求数列的通项公式。
2、已知,,求。
3、已知数列满足,求通项
4.已知数列满足,求数列的通项公式。
五.()倒数法
例5已知,,求。
解析:两边取倒数得:,设则;
令;展开后得,;;
是以为首项,为公比的等比数列。
;即,得;
练习:1、设数列满足求
2、在数列中,,求数列的通项公式.
3、在数列中,,求数列的通项公式.
l 证明是等差(等比)数列的方法
一、利用等差(等比)数列的定义
在数列中,若(为常数)或(为常数),则数列为等差(等比)数列.这是证明数列为等差(等比)数更最主要的方法.如:
例1(2005北京卷)设数列的首项,且,
记.
(Ⅰ)求;(Ⅱ)判断数列是否为等比数列,并证明你的结论.
解:(Ⅰ);
(Ⅱ),所以,
所以,
猜想:是公比为的等比数列.
证明如下:因为
所以是首项为,公比为的等比数列.
评析:此题并不知道数列的通项,先写出几项然后猜测出结论,再用定义证明,这是常规做法。
例2(2005山东卷)已知数列的首项,前项和为,且(Ⅰ)证明数列是等比数列;(Ⅱ)略.
解:由已知可得时两式相减得:,即,从而,
当时,,所以,
又,所以,从而.
故总有,又,从而.
所以数列是等比数列.
评析:这是常见题型,由依照含的式子再类似写出含的式子,得到的形式,再利用构造的方法得到所要证明的结论.本题若是先求出通项的表达式,则较繁.
注意事项:用定义法时常采用的两个式子和有差别,前者必须加上“”,否则时无意义,等比中一样有:时,有(常数);②时,有(常数).
二.运用等差或等比中项性质
是等差数列,是等比数列,这是证明数列为等差(等比)数列的另一种主要方法.
例3(2005江苏卷)设数列的前项为,已知,且其中为常数.
(1)求与的值;(2)证明数列为等差数列;(3)略.
解:(1)由,得.
把分别代入 ,得
解得,,.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,即
, ①
又. ②
②-①得,,
即. ③
又. ④
④-③得,,∴,
∴,又,
因此,数列是首项为1,公差为5的等差数列.
评析:此题对考生要求较高,通过挖掘的意义导出递推关系式,灵活巧妙地构造得到中项性质,这种处理大大简化了计算.
例4(高考题改编)正数数列和满足:对任意自然数成等差数列,成等比数列.证明:数列为等差数列.
证明:依题意,,且,
.
.
由此可得.即.
数列为等差数列.
评析:本题依据条件得到与的递推关系,通过消元代换构造了关于的等差数列,使问题得以解决.
l 前n项和的求法
一、利用常用求和公式求和
利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法.
1、 等差数列求和公式:
2、等比数列求和公式:
3、 4、
5、
6、 例1 已知,求的前n项和.
解:由
由等比数列求和公式得 (利用常用公式)
===1-
例2设Sn=1+2+3+…+n,n∈N*,求的最大值.
解:由等差数列求和公式得 , (利用常用公式)
∴ =
==
∴ 当 ,即n=8时,
题1.等比数列的前n项和Sn=2n-1,则=
题2.若12+22+…+(n-1)2=an3+bn2+cn,则a= ,b= ,c=
.
解: 原式= 答案:
二、错位相减法求和
这种方法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{an· bn}的前n项和,其中{ an }、{ bn }分别是等差数列和等比数列.
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:
∴
例4求数列前n项的和.
解:由题可知,{}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{}的通项之积
设…………………………………①
………………………………② (设制错位)
①-②得 (错位相减)
∴
三、反序相加法求和
这是推导等差数列的前n项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n个.
例5求证:
证明: 设………………………….. ①
把①式右边倒转过来得
(反序)
又由可得
…………..…….. ②
①+②得 (反序相加)
∴
例6求的值
解:设…………. ①
将①式右边反序得
…………..② (反序)
又因为
①+②得 (反序相加)
=89
∴ S=44.5
题1 已知函数
(1)证明:;
(2)求的值.
解:(1)先利用指数的相关性质对函数化简,后证明左边=右边
(2)利用第(1)小题已经证明的结论可知,
两式相加得:
所以.
四、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8求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n项和.
解:设
∴ =
将其每一项拆开再重新组合得
Sn= (分组)
=
= (分组求和)
=
五、裂项法求和
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. 通项分解(裂项)如:
(1) (2)
(3) (4)
(5)
(6)
(7)
(8)
例9求数列的前n项和.
解:设 (裂项)
(裂项求和)
=
=
例10在数列{an}中,,又,求数列{bn}的前n项的和.
解: ∵
∴ (裂项)
∴ 数列{bn}的前n项和
(裂项求和)
= =
例11 求证:
解:设
(裂项)
(裂项求和)
=
===
∴ 原等式成立
练习题1.
答案:.
练习题2。=
答案:
六、分段求和法(合并法求和)
针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求Sn.
例12求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值.
解:设Sn= cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°
∵ (找特殊性质项)
∴Sn= (cos1°+ cos179°)+( cos2°+ cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···
+(cos89°+ cos91°)+ cos90° (合并求和)
= 0
例13数列{an}:,求S2002.
解:设S2002=
由可得
……
∵ (找特殊性质项)
∴ S2002= (合并求和)
=
=
=
=5
例14在各项均为正数的等比数列中,若的值.
解:设
由等比数列的性质 (找特殊性质项)
和对数的运算性质 得
(合并求和)
=
=
=10
练习、求和:
练习题1 设,则=___
答案:2.
练习题2 .若Sn=1-2+3-4+…+(-1)n-1·n,则S17+S33+S50等于 ( )
A.1 B.-1 C.0 D .2
解:对前n项和要分奇偶分别解决,即: Sn= 答案:A
练习题 3 1002-992+982-972+…+22-12的值是
A.5000 B.5050 C.10100 D.20200
解:并项求和,每两项合并,原式=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5050.答案:B
七、利用数列的通项求和
先根据数列的结构及特征进行分析,找出数列的通项及其特征,然后再利用数列的通项揭示的规律来求数列的前n项和,是一个重要的方法.
例15 求之和.
解:由于 (找通项及特征)
∴
= (分组求和)
=
=
=
例16已知数列{an}:的值.
解:∵ (找通项及特征)
= (设制分组)
= (裂项)
∴ (分组、裂项求和)
=
=