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在解答数列问题时,可以使用公式求和法、合并求和法、分组求合法、错位相减法、裂项相消法等,下面通过例题做些归纳总结。
一、公式法直接求和
例1在一个等差数列中,它的前n项和等于m,前m项和等于n(其中m≠n),求这个数列的前m+n项和。
分析:根据等差数列前n项和公式解决问题,最好先求出数列首项a1与公差d,然后运用Sn=na1+nn-12d求和。
解答:设这个数列的首项为a,公差为d,根据题中条件得:
na+nn-12d=m。①
ma+mm-12d=m。②
m×①-n×②得d=-2m+nmn,
a=m2+mn+n2-m-nmn。则Sm+n=-(m+n)。
二、错位相减法
例2求和:1·2n+2·2n-1+3·2n-2+…+n·2+n+1·1。
分析:数列2n,2n-1,2n-2,…,与1,2,3,…,n,n+1分别是等比数列q=12与等差数列(d=1),因此可以考虑用“错项相减法”进行求和。
解答:令Sn=1·2n+2·2n-1+3·2n-2+…+n·2+n+1·1,则Sn=1·2n-1+2·2n-2+…+n-1·2+n·1+n+1·12,解得12sn=2n+2n-1+2n-2+…+2+1-12n+1=20+21+…+2n-1+2n-12n+1
=2n+1-n2-32。
因此Sn=2n+2-n-3。
三、裂项相消法
例3求Sn=5+55+555+…+555…5n。
分析:此数列an=555…5n=59999…9n=5910n-1,因此可以通过拆项。
解答:因为an=555…5n=59999…9n=5910n-1,所以Sn=5910-1+59102-1+…+5910n-1=5010n-181-59n。
四、分组、合并求和法
有一些题目,既不是等比数列也不是等差数列,这时就需要同学们运用分组求和法,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。合并求和法例题也是类似的,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数列,这种方法可以降低难度。
例4求Sn=-1+3-5+7-…+(-1)n(2n-1)。
解答:按n为奇偶数进行分组,连续两项为一组。当n为奇数时,有Sn=(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+(-2n+1)=2×n-12+(-2n+1)=-n;当n为偶数时,有Sn=(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+[(-2n+3)+(2n+1)]=2×n2=n。
以上所總结的就是高中数列的几种解题技巧,从上面所述内容可以看出,高中数列的试题因为具有一定的特殊性,和很多其他数学知识的关系都十分密切,这就奠定了数列在高中数学中的地位。同学们求解数列问题时,应该注重掌握关于数列的基本知识和概念,并掌握多种解题技巧。
作者单位:河北正定中学高三年级三部一班
一、公式法直接求和
例1在一个等差数列中,它的前n项和等于m,前m项和等于n(其中m≠n),求这个数列的前m+n项和。
分析:根据等差数列前n项和公式解决问题,最好先求出数列首项a1与公差d,然后运用Sn=na1+nn-12d求和。
解答:设这个数列的首项为a,公差为d,根据题中条件得:
na+nn-12d=m。①
ma+mm-12d=m。②
m×①-n×②得d=-2m+nmn,
a=m2+mn+n2-m-nmn。则Sm+n=-(m+n)。
二、错位相减法
例2求和:1·2n+2·2n-1+3·2n-2+…+n·2+n+1·1。
分析:数列2n,2n-1,2n-2,…,与1,2,3,…,n,n+1分别是等比数列q=12与等差数列(d=1),因此可以考虑用“错项相减法”进行求和。
解答:令Sn=1·2n+2·2n-1+3·2n-2+…+n·2+n+1·1,则Sn=1·2n-1+2·2n-2+…+n-1·2+n·1+n+1·12,解得12sn=2n+2n-1+2n-2+…+2+1-12n+1=20+21+…+2n-1+2n-12n+1
=2n+1-n2-32。
因此Sn=2n+2-n-3。
三、裂项相消法
例3求Sn=5+55+555+…+555…5n。
分析:此数列an=555…5n=59999…9n=5910n-1,因此可以通过拆项。
解答:因为an=555…5n=59999…9n=5910n-1,所以Sn=5910-1+59102-1+…+5910n-1=5010n-181-59n。
四、分组、合并求和法
有一些题目,既不是等比数列也不是等差数列,这时就需要同学们运用分组求和法,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。合并求和法例题也是类似的,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数列,这种方法可以降低难度。
例4求Sn=-1+3-5+7-…+(-1)n(2n-1)。
解答:按n为奇偶数进行分组,连续两项为一组。当n为奇数时,有Sn=(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+(-2n+1)=2×n-12+(-2n+1)=-n;当n为偶数时,有Sn=(-1+3)+(-5+7)+(-9+11)+…+[(-2n+3)+(2n+1)]=2×n2=n。
以上所總结的就是高中数列的几种解题技巧,从上面所述内容可以看出,高中数列的试题因为具有一定的特殊性,和很多其他数学知识的关系都十分密切,这就奠定了数列在高中数学中的地位。同学们求解数列问题时,应该注重掌握关于数列的基本知识和概念,并掌握多种解题技巧。
作者单位:河北正定中学高三年级三部一班