摘 要:数列是高中代数的重要内容。在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位。数列求和是数列的重要内容之一,等差数列和等比数列有固定的求和公式,其余大部分数列的求和都需要一定的技巧。
关键词:学生;知识;数学思想
数列在高中数学中具有举足轻重的作用,在高考中不仅会通过小题考查该知识点,大题也常常会出现,数列的解法虽然复杂但并不难,往往都有相似的题型可以参考,掌握数列的题型是我们能够正确解题的基础,在此基础上举一反三才能融会贯通,遇到题目不慌不忙找出正确的解题思路。下面,我们从高考数学以及数学竞赛试题出发,来谈谈数列求和的基本方法和技巧。
一、利用等差、等比数列求和公式
这是数列求和的基础所在,数列求和的主要公式可以分为三大类:等差数列求和公式、等比数列求和公式、常用的数列求和公式,为更复杂的题目打好基础:
例1:已知log3x= ,求x+x2+…+xn+…的前n项和。
首先通过log3x= 解得x= 。
由等比数列求和公式x+x2+…+xn+…
Sn=x+x2+…+xn+…= =1-
二、错位相减法求和
错位相减主要是用于等差数列等比数列相乘的一个情况an?鄢bn,其中an为等差数列,bn为等比数列,可以利用等比数列的性质对数列进行变化,构造相同项。
例2:求和:Sn=x+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1……1
解:由题目可知,(2n-1)xn-1是2n-1等差数列和xn-1 等比数列的通项之积。
设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 (错位相减)
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
这个方法主要是将一个数列倒过来排序,将这个倒过来的数列与原数列相加,就可以得到一个n倍的(a1+an)。
例3:求证c0n+3c1n+5c2n+…+(2n+1)cnn=(n+1)2n
证明:设Sn=cn0+3cn1+5cn2+…+(2n+1)cnn……1,利用cmn= cnn-m将1式右边调转过来得Sn=(2n+1)c0n+(2n-1)c1n+…+3cnn-1+cnn ……2,将式1与式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、分组相加法求和
分组求和法是应用于既不是等差也不是等比的数列,但是通过适当的拆分可以将该数列分为等差和等比数列,再利用公式分别对这些变量求和,最后加总到一起。
例4:求盗械那n项和:1+1, +4, +7,… +3n-2,…
解:设Sn=(1+1)+( +4)+( +7)+…+( +3n-2)将每一项拆开重新组合可以得到Sn=(1+ + +…+ )+(1+4+7+…+3n-2) 当a=1时,Sn=n+ = ,当a≠1时,Sn= + = + 。
五、裂项相消法求和
裂项相消是将每一项分解再重新组合,再分解的过程中可以消去部分项,再将最后的部分加总。
例5:求数列an中,an= + +…+ ,又bn= ,求数列bn的前n项和。
解:an= + +…+ = ,得到bn= = =8( - )数列bn的前n项和Sn=8[(1- )+( - )+( - )+…+( - )]=8(1- )=
六、分段求和法(合并法求和)
分段求和是因为数列中部分项合并在一起可能会有特殊的性质。
例6:数列an:a1=1,a2=3,a3=2,an+2=an+1-an,求S2002。
解:设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、利用数列通项法求和
根据数列的结构找出数列的特征,再根据这些特征利用公式求解。
例7:求1+11+111+…+111…1之和
解:可以将111…1=
原式1+11+111+…111…1
以上就是数列求和的全部方法,数列求和的技巧看起来可能略多,不好理解,甚至解题之后会出现对应不起来的现象。但只要多做,做完题目后多多思考,多与案例相联系,就一定能够熟练掌握,在考场上做到不慌不忙,运筹帷幄。
参考文献:
[1]丁建.数列求和的几种重要方法[J].数理化解题研究(高中版),2011(8):15-16.
[2]何莹.数列求和的常用方法[J].数理化学习(高中版),2011(Z1):35-39.
转载请注明出处学文网 » 高中数学中数列求和问题的探究