所以Sn=2+2×2+3×2+…+n×2,
所以2Sn=2+2×2+3×2+…+(n-1)×2+n×2两式相减得-Sn=2+2+…+2-n·2所以Sn=(n-1)2
考点3 裂项相消法求和
裂项相消法是指把数列和式中的各项分别裂开后,某些项可以相互抵消从而求和的方法,主要适用于?
??anan+1?
n+1
2
2
3
4
23nnn+1
,
nn+1
=(1-n)2
n+1
-2,
+2.
1??1?
?或??(其中{an}为等差数列)等形式的数列求和.
?anan+2?
[例3] [2019·湖南省湘东六校联考]已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=Sn-1+1(n≥2,n∈N),且a1=1.
(1)求数列{an}的通项公式an; (2)记bn=
12
,Tn为{bn}的前n项和,求使Tn≥成立的n的最小值.
an·an+1n*
*
【解析】 (1)由已知有Sn-Sn-1=1(n≥2,n∈N),∴数列{Sn}为等差数列,又S1=
a1=1,∴Sn=n,即Sn=n2.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n-(n-1)=2n-1. 又a1=1也满足上式,∴an=2n-1.
1?11?1
-(2)由(1)知,bn==??,
?2n-1??2n+1?2?2n-12n+1?
11?1?1?1?111n-1-∴Tn=?1-+-+…+==. ???3352n-12n+1?2?2n+1?2n+12?222
由Tn≥得n≥4n+2,即(n-2)≥6,∴n≥5,
2
2
n∴n的最小值为5.
利用裂项相消法求和的注意事项
(1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项; (2)将通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂开的两项之差和系数之积与原通项相等.如:若{an}是等差数列,则
1?1?1?111?1
=?-,=?-??. anan+1d?anan+1?anan+22d?anan+2?1
- 5 -
『对接训练』
21*
3.[2019·安徽池州期末]已知数列{an}的前n项和为Sn,an=Sn+(n∈N).
33(1)求数列{an}的通项公式; (2)设bn=1
log3an+1+log3an+2
,求数列{bn}的前n项和Tn.
2131
解析:(1)由an=Sn+,可得Sn=an-,
332231
当n≥2时,Sn-1=an-1-,则
22
1??31?333?3
an=Sn-Sn-1=?an-?-?an-1-?=an-an-1,整理得an=3an-1(n≥2),而a1=S1=a1
2??22?222?21
-,即a1=1, 2
所以数列{an}是首项为1,公比为3的等比数列,则an=1×3公式为an=3
n-1
n-1
=3
n-1
.故数列{an}的通项
.
log3an+1+log3an+2
1
(2)由(1)得bn==
1
1
= n-1n-1
log33+1+log33+2n+n+1
=n+1-n,
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+(n+1-n)=
n+1-1.
考点4 分组转化求和
分组求和法
一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分即能分别求和,然后再合并.
[例4] [2019·天津南开附中期中]已知数列{an}是等比数列,满足a1=3,a4=24,数列{bn}是等差数列,满足b2=4,b4=a3.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式. (2)设cn=an-bn,求数列{cn}的前n项和. 【解析】 (1)设等比数列{an}的公比为q,
a4243
由题意,得q===8,解得q=2,
a13
- 6 -
∴{an}的通项公式为an=a1q∴a3=12.
n-1
=3×2
n-1
,
设等差数列{bn}的公差为d, ∵b2=4,b4=a3=12,b4=b2+2d, ∴12=4+2d,解得d=4.
∴bn=b2+(n-2)d=4+(n-2)×4=4n-4. 故{bn}的通项公式为bn=4n-4. (2)由(1)知an=3×2∴cn=an-bn=3×2
n-1
,bn=4n-4,
n-1
-(4n-4).
0
1
从而数列{cn}的前n项和Sn=3×2+3×2+…+3×2
nn-1
-[0+4+8+…+(4n-4)]=
1-2n?4n-4?nn23×-=3×2-3-n(2n-2)=3×2-2n+2n-3.
1-22
1.若一个数列由若干个等差数列或等比数列组成,则求和时可用分组转化法分别求和再相加减.
形如an=(-1)f(n)类型,可采用相邻两项并项(分组)后,再分组求和. 2.分组求和中的分组策略 (1)根据等差、等比数列分组; (2)根据正号、负号分组.
n『对接训练』
4.[2016·高考全国卷Ⅱ]Sn为等差数列{an}的前n项和,且a1=1,S7=28.记bn=[lgan],其中[x]表示不超过x的最大整数,如[0.9]=0,[lg 99]=1.
(1)求b1,b11,b101;
(2)求数列{bn}的前1 000项和. 解析:(1)设{an}的公差为d, 据已知有7+21d=28,解得d=1. 所以{an}的通项公式为an=n.
b1=[lg 1]=0,b11=[lg 11]=1,b101=[lg 101]=2.
- 7 -
??1,10≤n<100,
(2)因为b=?2,100≤n<1 000,
??3,n=1 000,
n0,1≤n<10,
所以数列{bn}的前1 000项和为1×90+2×900+3×1=1 893.
课时作业10 递推数列及数列求和的综合问题
1.[2019·湖北华中师大一附中期中]已知数列{an}满足a1=2,n(an+1-n-1)=(n+1)(an+n)(n∈N).
(1)求证:数列??是等差数列,并求其通项公式;
?n??an?
*
(2)设bn=2an-15,求数列{bn}的前n项和Sn.
解析:(1)证明:∵n(an+1-n-1)=(n+1)(an+n)(n∈N), ∴nan+1-(n+1)an=2n(n+1),∴
?an??n?
*
an+1an-=2, n+1n∴数列??是等差数列,其公差为2,首项为2, ∴=2+2(n-1)=2n.
(2)由(1)知an=2n,∴bn=2an-15=2n-15, 则数列{bn}的前n项和Sn=
2
annn?-13+2n-15?
2
=n-14n.
2
2
2.[2019·重庆市七校联合考试]已知等差数列{an}的公差为d,且关于x的不等式a1x-dx-3<0的解集为(-1,3).
(1)求数列{an}的通项公式; (2)若bn=2
an+1
2
+an,求数列{bn}的前n项和Sn.
2
解析:(1)由题意知,方程a1x-dx-3=0的两个根分别为-1和3.
- 8 -
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