王小麗 王鑫
摘 要:數(shù)列是高中代數(shù)的重要內(nèi)容。在高考和各種數(shù)學(xué)競賽中都占有重要的地位。數(shù)列求和是數(shù)列的重要內(nèi)容之一,等差數(shù)列和等比數(shù)列有固定的求和公式,其余大部分?jǐn)?shù)列的求和都需要一定的技巧。
關(guān)鍵詞:學(xué)生;知識;數(shù)學(xué)思想
數(shù)列在高中數(shù)學(xué)中具有舉足輕重的作用,在高考中不僅會通過小題考查該知識點,大題也常常會出現(xiàn),數(shù)列的解法雖然復(fù)雜但并不難,往往都有相似的題型可以參考,掌握數(shù)列的題型是我們能夠正確解題的基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上舉一反三才能融會貫通,遇到題目不慌不忙找出正確的解題思路。下面,我們從高考數(shù)學(xué)以及數(shù)學(xué)競賽試題出發(fā),來談?wù)剶?shù)列求和的基本方法和技巧。
一、利用等差、等比數(shù)列求和公式
這是數(shù)列求和的基礎(chǔ)所在,數(shù)列求和的主要公式可以分為三大類:等差數(shù)列求和公式、等比數(shù)列求和公式、常用的數(shù)列求和公式,為更復(fù)雜的題目打好基礎(chǔ):
例1:已知log3x= ,求x+x2+…+xn+…的前n項和。
首先通過log3x= 解得x= 。
由等比數(shù)列求和公式x+x2+…+xn+…
Sn=x+x2+…+xn+…= =1-
二、錯位相減法求和
錯位相減主要是用于等差數(shù)列等比數(shù)列相乘的一個情況an?鄢bn,其中an為等差數(shù)列,bn為等比數(shù)列,可以利用等比數(shù)列的性質(zhì)對數(shù)列進行變化,構(gòu)造相同項。
例2:求和:Sn=x+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1……1
解:由題目可知,(2n-1)xn-1是2n-1等差數(shù)列和xn-1 等比數(shù)列的通項之積。
設(shè)xSn=1x+3x2+5x3+7x4+…+(2n-1)xn……2用1-2可以得到
(1-x)Sn=1+2x+2x2+2x3+…+2xn-1-(2n-1)xn (錯位相減)
最后利用等比公式求和:(1-x)Sn=1+2x?鄢 -(2n-1)xn
所以得到Sn=
三、反序相加法求和
這個方法主要是將一個數(shù)列倒過來排序,將這個倒過來的數(shù)列與原數(shù)列相加,就可以得到一個n倍的(a1+an)。
例3:求證c0n+3c1n+5c2n+…+(2n+1)cnn=(n+1)2n
證明:設(shè)Sn=cn0+3cn1+5cn2+…+(2n+1)cnn……1,利用cmn= cnn-m將1式右邊調(diào)轉(zhuǎn)過來得Sn=(2n+1)c0n+(2n-1)c1n+…+3cnn-1+cnn ……2,將式1與式2相加得到2Sn=(2n+1)(c0n+c1n+…cn-1n+cnn)=2(n+1)?鄢2n,所以Sn=(n+1)2n
四、分組相加法求和
分組求和法是應(yīng)用于既不是等差也不是等比的數(shù)列,但是通過適當(dāng)?shù)牟鸱挚梢詫⒃摂?shù)列分為等差和等比數(shù)列,再利用公式分別對這些變量求和,最后加總到一起。
例4:求數(shù)列的前n項和:1+1, +4, +7,… +3n-2,…
解:設(shè)Sn=(1+1)+( +4)+( +7)+…+( +3n-2)將每一項拆開重新組合可以得到Sn=(1+ + +…+ )+(1+4+7+…+3n-2) 當(dāng)a=1時,Sn=n+ = ,當(dāng)a≠1時,Sn= + = + 。
五、裂項相消法求和
裂項相消是將每一項分解再重新組合,再分解的過程中可以消去部分項,再將最后的部分加總。
例5:求數(shù)列an中,an= + +…+ ,又bn= ,求數(shù)列bn的前n項和。
解:an= + +…+ = ,得到bn= = =8( - )數(shù)列bn的前n項和Sn=8[(1- )+( - )+( - )+…+( - )]=8(1- )=
六、分段求和法(合并法求和)
分段求和是因為數(shù)列中部分項合并在一起可能會有特殊的性質(zhì)。
例6:數(shù)列an:a1=1,a2=3,a3=2,an+2=an+1-an,求S2002。
解:設(shè)S2002=a1+a2+a3+…+a2002由a1=1,a2=3,a3=2,an+2=an-1-an,可得a4=-1,a5=-3,a6=-2…
七、利用數(shù)列通項法求和
根據(jù)數(shù)列的結(jié)構(gòu)找出數(shù)列的特征,再根據(jù)這些特征利用公式求解。
例7:求1+11+111+…+111…1之和
解:可以將111…1=
原式1+11+111+…111…1
以上就是數(shù)列求和的全部方法,數(shù)列求和的技巧看起來可能略多,不好理解,甚至解題之后會出現(xiàn)對應(yīng)不起來的現(xiàn)象。但只要多做,做完題目后多多思考,多與案例相聯(lián)系,就一定能夠熟練掌握,在考場上做到不慌不忙,運籌帷幄。
參考文獻:
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?誗編輯 李建軍