数列的基本知识串讲(7)

2019-09-01 10:04

解:因为a9(9?1)1到a9中共有2?45个数所以,a46?47???55?10(46?55)10?

?5052典例精析

一、 错位相减法求和 例1:求和:Sn?1a?23na2?a3???an 解:错误!未找到引用源。

a?1时,S?n?n(n?1)n?1?2?3?2 错误!未找到引用源。a?1时,因为a?0 S23nn?1a?a2?a3???an 错误!未找到引用源。

1aS12n?1nn?a2?a3???an?an?1 错误!未找到引用源。

由错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。得:

(1?11a)S11nn?a?a2???an?an?11(1?1?aan)1?1?nan?1a所以Sa(an?1)?n(a?1)n?an(a?1)2

综上所述,?n(n?1(a?1)S?)?2n???a(an?1)?n(a?1)??an(a?1)2a?1)点拨:错误!未找到引用源。若数列

?an?是等差数列,

?bn?是等比数列,则求数列?an?bn?的前n项

和时,可采用错位相减法;

错误!未找到引用源。当等比数列公比为字母

时,应对字母是否为1进行讨论;

错误!未找到引用源。当将Sn与qSn相减合

并同类项时,注意错位及未合并项的正负号。

二、 裂项相消法求和 例

2

?an?满足

a1=8,

a4?2,且an?2?2an?1?an?0 (n?N?)

错误!未找到引用源。求数列

?an?的通项公式;

b1n?n(14?a(n?N?)

n)Tn?b1?b2???bn(n?N?)若对任意非零

自然数n,Tn?m32恒成立,求最大的整数m的值。 解:错误!未找到引用源。由

an?2?2an?1?an?0知

an?2?an?1?an?1?an,

从而可知数列

?an?为等差数列,

设其公比为d,则d?a4?a14?1??2

所以,an=8+(n-1)×(-2)=―10-2n 错

bn?1n(14?a)?1n2n(n?2)?1114(n?n?2)所以Tn?b1?b2???bn

?1?4??(11?13)?(12?14)???(1n?1n?2)????14(1?12?11n?1?n?2)?38?11m4(n?1)?4(n?2)?32 对一切n?N?恒成立。

31

881。当n为偶数时,??m?12??对一切n?N恒成立。n?1n?2Sn?a1?a2?a3?a4???an?1?an88?(12?22)?(32?42)???(n?1)2?n2对n?N?,(12??)min?n?1n?2故???(1?2)?(3?4)???(n?1?n)???12?88161?1?1?2?3所以m?163m的最大整数值为5。

点拨:错误!未找到引用源。若数列

?an?的通项能转

化为f(n?1)?f(n)的形式,常采用裂项相消法求和。

错误!未找到引用源。使用裂项消法求和时,要注意正负项相消时,消去了哪些项,保留了哪些项。 三、 奇偶分析法求和 例3:设二次函数

f(x)?x2?x,当x??n,n?1?(n?N?)时,f(x)的函数值的所有整数值的个数记为g(n)。错误!未找到引用源。求g(n)的表达式;错

找到引用源。设

32ann?2n?3g(n)(n?N?),

Sn?a1?a2?a3?a4???(?1)n?1an,求Sn 解

f(x)?x2?x,当x??n,n?1?(n?N?)时,

函数

f(x)?x2?x是增函数,则f(x)的值域为

?n2?n,n2?3n?2?(n?N?),所以g(n)?(n2?3n?2)?(n2?n)?1

?2n?3(n?N?) 错

a2n3?3n2n2(2n?3)2n?g(n)?2n?3?n

??n(n?1) 2 2。当n为奇数时,Sn?(a1?a2)?(a3?a4)???(an?2?an?1)?an??(n?1)n2n(n?12?n?)2综上所述:S(?1)n?1n(n?1)n?2点拨:先从偶数入手,求得Sn,而当n为奇数时,则

n-1为偶数,利用Sn?Sn?1?an求解。

数学门诊

已知

Sn为数列?an?的前n项和,且

S2n?2an?n?3n?2,n?N?

错误!未找到引用源。求证:数列?an?2n?为等比

数列;

错误!未找到引用源。设bn?an?cosn?,求数列

?bn?的前n项和Pn。

解:错误!未找到引用源。令n=1,则

32

S1?2a1?1?3?2?a1?a1?4又Sn?2an?n2?3n?2?Sn?1?2an?1?(n?1)2?3(n?1)?2两式相减得:

Sn?1?Sn?2an?1?2an?2n?2

即an?1?2an?1?2an?2n?2所以an?1?2an?2n?2an?1?2(n?1)?2(an?2n),又a1?2?1?2?0所以an?1?2(n?1)a?2n?2n 所以数列?an?2n?是以2为首项,2为公比的等

比数列。

错误!未找到引用源。错解:由错误!未找到引用源。知,an?2n?2n

所以an?2n?2n,所以bnn?(2?2n)cosn??Pn?b1?b2???bn?(21?2?1)?(22?2?2)???(2n?2n)?(21?22???2n)?2(1?2???n)?2(1?2n)1?2?n(n?1)?2n?1?2?n(n?1)

由于在解题过程中出现cosn??1或cosn???1的情况,导致此种错误原因,是忽略了对n的奇偶情况的讨论。

正解:由错误!未找到引用源。知,an?2n?2n

所以ann?2?2n,所以bn?(2n?2n)cosn?当n为偶数时,Pn?b1?b2???bn??(?21?2?1)?(22??2?2)?(23?2?3)???2n?1?2?(n?1)?(2n?2?n)?(?21?22?23???2n?1?2n)?2??1??2?3????(n?1)?n???21?(?2)n1?2?n

?23(2n?1)?n当n为奇数时,Pn?Pn?1?bn

?23(2n?1?1)?(n?1)?(2n?2n)?13?2n?2?n?1?2n?2n??23 3?2n?2?(n?1)??233(2n?1)?(n?1)综上:?P??2?(2n?1)?n(n为偶数)?3

n????23(2n?1)?(n?1)(n为奇数)总结提高

1.常用基本求和法均对应数列通项的特殊结构特征,

分析数列通项公式的特征联想相应的求和方法既是根本,也是关键。 2. 数列求和实质就是求数列

?Sn?的通项公式,它几

乎含盖了数列中所有的思想策略、方法和技巧,对学生的知识和思维有很高的要求,应充分重视并系统训练。 课堂演练 1.数列2,212,314,418,?,n?12n?1,?的前n项和为( )

33

A.(n?1)n2?2?12nB.n(n?1)2?1?12nC.n2?n?42?12n?1D.n2?n?4122?2n?1.2×3+3×4+4×5+?+(n+1)(n+2)等于

( C )

A.n2?6n?1B.n(n2?6n?11) C.n(n2?6n?11)D.n3 33.C012??(2n?1)Cnn?3Cn?5Cn?n=(n?1)?2n

4. 数列

?an?满足:a1=1,an?2n(n?1),其前n项和为Sn,则S?2nnn?1 5. 数列

?an?满

a1=1,

a2?4,an?an??2?2,错误!未找到引用源。

求通项公式

?an?

错误!未找到引用源。求数列

?an?前n项和Sn

解:错误!未找到引用源。因为

an?an??2?2?an?an?2?2

由此可知,?an?的ji奇数项和偶数项分别构成等差数列

若n为偶数,则ann?a2?(2?1)?2?n?2若n为奇数,则an?1n?a1?(?2?1)?2?n

综上,an?n?1?(?1)n? 错误!未找到引用源。当n为偶数时,

Sn?(1?0)?(2?2)?(3?0)?(4?2)???(n?2)

?1?2?3???n?2?n2?n(n?1)n2?32?n?n2当n为奇数时

S?S(n?1)2?3(n?1)nn?1?an?2?n?n2?3n?22?n2?3n(故S??n??2n为偶数) ?n2?3n?2??2(n为奇数)n2?3n??1?(?1)n?1??2?n2?3n?(?1)n?126. 在等差数列

?an?中,a1=1,前n项和Sn满足

S2n4S?n?2,n?1,2,? nn?1 错误!未找到引用源。求数列?an?的通项公式

错误!未找到引用源。记bn?aanpn(p?0),

求数列

?bn?的前n项和Tn。

解:错误!未找到引用源。设数列

?an?的公差为d,

S2n4S?n?2,n?1,2,? nn?134

得a1?a2a?3,所以a2?21即d?a2?a1?1又4n?2S2n?1?nSn(an?nd?a1)2n

?2(an?a1)n2?2(an?n?1)an?1所以an=n

错误!未找到引用源。由bn?anpan(p?0),有

bnn?np

所以Tn?p?2p2?3p3???npn 错误!未

找到引用源。 当p?1时,Tn(n?1)n?2 当p?1时,pTn?p2?2p3???(n?1)pn?npn?1错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。得

(1?p)T2nn?p?p???p?npn?1p(1?pn?)p?npn?11?p(1?pn)npn?1所以Tn?(1?p)2?1?p

?n(n?1)(p?1)即:T??p(1?p2n??n)npn?1???(1?p)2?1?p(p?1)课外练习 1. 数列

?an?的前

n项和为

Sn,若

a1n?n(n?1),则S5等于( B )

A.1B.516C.6D.130解:因为a111n?n(n?1)?n?n?1所以S(1111?2)?(2?13)???(115?5?6)?562.化简:

Sn?n?(n?1)?2?(n?2)?22???2n?1的结

果是( D )

A.2n?1?n?2B.2n?1?n?2C.2n?n?2D.2n?1?n?2解:令?1时,S

1?1,n?2时,S2?4,?答案D合适。2. 已知等差数列?an?的前n项和是Sn,

S5?2,S10?6,则a16?a17?a18?a19?a20?(A)A.8B.12C.16D.24解:因为?an?成等差数S5,S10?S5,S15?S10,S20?S15,?成等S20差?S15是数该列第四项,所a16?a17?a18?a19?a20?S20?S15?S5?3??(S10?S5)?S5??3S10?5S5?18?10?8选A4.f(x)的定义域为R,且f(x)是以2为周期的周期函数,数列

?an?是首项为a(a?N?),公差为

1的等差数列,那么f(a1)?f(a2)???f(a10)的值为( C )

A.-1 B.1 C.0 D.10a

解:因为函数f(x)的定义域为R,且f(x)是以2为周期的周期函数, 所以

f(0)?0,且f(x?2)?f(x)

35

数列,以


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