解:令bn?1?24an,则an?故an?1?12(bn?1) 24121(bn?1?1),代入an?1?(1?4an?1?24an)得 241612112(bn?1?1)?[1?4(bn?1)?bn] 24162422即4bn?1?(bn?3)
因为bn?1?24an?0,故bn?1?1?24an?1?0 则2bn?1?bn?3,即bn?1?九、不动点法
例13 已知数列{an}满足an?1?131bn?,可化为bn?1?3?(bn?3), 22221an?24,a1?4,求数列{an}的通项公式。
4an?1解:令x?21x?2421x?242,得4x?20x?24?0,则x1?2,x2?3是函数f(x)?的两个
4x?14x?1不动点。因为
21an?24?2an?1?24an?121an?24?2(4an?1)13an?2613an?2???? 21a?24an?1?39an?3n?321an?24?3(4an?1)9an?274an?1十、倒数法
a1?1,an?1?2an,求an an?24. 求数列前n项和的常用方法
一、公式法
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:Sn?n(a1?an)n(n?1)?na1?d 22(q?1)?na1?n2、等比数列求和公式:Sn??a1(1?q)a1?anq
?(q?1)?1?q?1?q
n113、 Sn??k?n(n?1) 4、Sn??k2?n(n?1)(2n?1)
26k?1k?1n5、 Sn?13k?[n(n?1)]2 ?2k?123nn[例1]求x?x?x?????x????的前n项和. [例2] 设Sn=1+2+3+…+n,n∈N*,求f(n)?Sn的最大值.
(n?32)Sn?1二、错位相减法(等差乘等比)
[例3] 求和:Sn?1?3x?5x2?7x3?????(2n?1)xn?1
[例4] 求数列
2462n,2,3,???,n,???前n项的和. 22222n1解:由题可知,{n}的通项是等差数列{2n}的通项与等比数列{n}的通项之积
222462n设Sn??2?3?????n…………………………………①
222212462nSn?2?3?4?????n?1………………………………② (设制错位) 222221222222n①-②得(1?)Sn??2?3?4?????n?n?1 (错位相减)
222222212n ?2?n?1?n?1
22n?2 ∴ Sn?4?n?1
2三、倒序相加法
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(a1?an).
012n[例5] 求证:Cn?3Cn?5Cn?????(2n?1)Cn?(n?1)2n
012n证明: 设Sn?Cn………………………….. ① ?3Cn?5Cn?????(2n?1)Cn 把①式右边倒转过来得
nn?110 (反序) Sn?(2n?1)Cn?(2n?1)Cn?????3Cn?Cnmn?m 又由Cn可得 ?Cn
01n?1n Sn?(2n?1)Cn…………..…….. ② ?(2n?1)Cn?????3Cn?Cn01n?1n ①+②得 2Sn?(2n?2)(Cn ?Cn?????Cn?Cn)?2(n?1)?2n (反序相加) ∴ Sn?(n?1)?2n
[例6] 求sin1?sin2?sin3?????sin88?sin89的值
解:设S?sin1?sin2?sin3?????sin88?sin89…………. ①
将①式右边反序得
S?sin89?sin88?????sin3?sin2?sin1…………..② (反序) 又因为 sinx?cos(90?x),sinx?cosx?1
①+②得 (反序相加)
?222?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2?2S?(sin21??cos21?)?(sin22??cos22?)?????(sin289??cos289?)=89
∴ S=44.5
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7] 求数列的前n项和:1?1,111?4,2?7,???,n?1?3n?2,… aaa
[例8] 求数列{n(n+1)(2n+1)}的前n项和.
解:设ak?k(k?1)(2k?1)?2k3?3k2?k ∴ Sn??k(k?1)(2k?1)=?(2kk?1k?1nn3?3k2?k)
将其每一项拆开再重新组合得
Sn=2?k?1n k?3?k??k (分组)
32k?1k?1nn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:
sin1???(1)an?f(n?1)?f(n) (2) ?tan(n?1)?tann??cosncos(n?1)
111(2n)2111(3)an? (4)an????1?(?)
n(n?1)nn?1(2n?1)(2n?1)22n?12n?1(5)an?1111?[?]
n(n?1)(n?2)2n(n?1)(n?1)(n?2)(6) an?n?212(n?1)?n1111 ?n??n??,则S?1?nn(n?1)2n(n?1)2n?2n?1(n?1)2n(n?1)2n11?2,12?3,???,1n?n?1,???的前n项和.
[例9] 求数列
[例10] 在数列{an}中,an?的和.
12n2??????,又bn?,求数列{bn}的前n项n?1n?1n?1an?an?1111cos1???????? [例11] 求证: ??????2?cos0cos1cos1cos2cos88cos89sin1解:设S?111?????? ??????cos0cos1cos1cos2cos88cos89sin1???∵ (裂项) ?tan(n?1)?tann??cosncos(n?1) ∴S? =
111?????? (裂项求和)
cos0?cos1?cos1?cos2?cos88?cos89?1????????{(tan1?tan0)?(tan2?tan1)?(tan3?tan2)?[tan89?tan88]} ?sin111cos1????(tan89?tan0)=?cot1=2? =??sin1sin1sin1 ∴ 原等式成立 六、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°
∵ cosn??cos(180?n) (找特殊性质项) ∴Sn= (cos1°+ cos179°)+( cos2°+ cos178°)+ (cos3°+ cos177°)+···
???