第一部分 数列的基础知识
等差数列
一 定义式: an?an?1?d 二 通项公式:an???am?(n?m)d
?a?(n?1)d?1一个数列是等差数列的等价条件:an?an?b(a,b为常数),即an是关于n的一次函数,因为n?Z,所以an关于n的图像是一次函数图像的分点表示形式。 三 前n项和公式:
Sn?n(a1?an)n(n?1)?na中间项 ?na1?d
222一个数列是等差数列的另一个充要条件:Sn?an?bn(a,b为常数,a≠0),即Sn是关于n的二次函数,因为n?Z,所以Sn关于n的图像是二次函数图像的分点表示形式。 四 性质结论
1.3或4个数成等差数列求数值时应按对称性原则设置, 如:3个数a-d,a,a+d; 4个数a-3d,a-d,a+d,a+3d 2.a与b的等差中项A?a?b;
2在等差数列?an?中,若m?n?p?q,则
am?an?ap?aq;若m?n?2p,则am?an?2ap;
3.若等差数列的项数为2nn?N?,则S偶?S奇?nd,
??S奇S偶?an; an?1若等差数列的项数为2n?1n?N?,则S2n?1?2n?1an,且S奇?S偶?an,
????S奇S偶?n n?14.凡按一定规律和次序选出的一组一组的和仍然成等差数列。设A?a1?a2???an,,
B?an?1?an?2???a2n,
C?a2n?1?a2n?2???a3n,则有2B?A?C;
5.a1?0,Sm?Sn,则前Sm?n(m+n为偶数)或Sm?n?1(m+n为奇数)最大
22
等比数列
an?q(n?2,an?0,q?0)?{an}成等比数列。 一 定义:an?1
1
二 通项公式:an?a1qn?1,an?amqn?m
数列{an}是等比数列的一个等价条件是:
Sn?a(bn?1),(a?0,b?0,1)当q?0且q?0时,an关于n的图像是指数函数图像的分
点表示形式。
(q?1)?na1?n三 前n项和:Sn??a1(1?q)a1?an?1q;(注意对公比的讨论)
?(q?1)?1?q1?q?四 性质结论:
1.a与b的等比中项G?G?ab?G??ab(a,b同号); 2.在等比数列?an?中,若m?n?p?q,则am?an?ap?aq;
若m?n?2p,则am?an?ap;
3.设A?a1?a2???an,,B?an?1?an?2???a2n,
22C?a2n?1?a2n?2???a3n, 则有B2?A?C
求通项公式an的基本方法
一. 构造等差数列:递推式不能构造等比时,构造等差数列。
第一类:凡是出现分式递推式都可以构造等差数列来求通项公式,
an?1?1?an?1,
2an?1?1111两边取倒数??2??{}是公差为2的等差数列an?1?1an?1an?1例如:
?11??2(n?1),从而求出an。 an?1a1?1第二类:
(n2?1)an?n2an?1?n(n?1)?
n?1n?n?1?an?是公差为1的等差数列 an?an?1?1??nn?1?n?n?11?12n?an?a1?an?
n1n?1二。递推:即按照后项和前项的对应规律,再往前项推写对应式。
例如an?nan?1?an?nn??1a?n?2?????an?na!1
1】 【注: n!?n(n?1)(n?2)?求通项公式an的题,不能够利用构造等比或者构造等差求an的时候,一般通过递推来求an。
2
求前n项和Sn
一 裂项相消法: 1111??????11111?22?33?4(nn?1)1,2,3,4,?的前n和是:39278111111111(?)?(?)?(?)???(?)、
1111122334nn?1(+12+3+4+?)+(+++??)11n392781???1n?1n?1二 错位相减法:凡等差数列和等比数列对应项的乘积构成的数列求和时用此方法, 求:
Sn=x?3x2?5x3???(2n-5)xn-2?(2n-3)xn-1?(2n-1)xn (x?1)Sn=x?3x2?5x3???(2n-5)xn-2?(2n-3)xn-1?(2n-1)xn (x?1)① xSn=x2?3x3?5x4??(2n-5)xn-1?(2n-3)xn?(2n-1)xn+1 (x?1)② ①减②得:
(1?x)Sn=x??2x2?2x3???2xn-1?2xn???2n?1?xn+1?x?2x2?1?xn-1?1?x??2n?1?xn+1
从而求出Sn。
错位相减法的步骤:
(1)将要求和的杂数列前后各写出三项,列出①式 (2)将①式左右两边都乘以公比q,得到②式 (3)用①?②,错位相减 (4)化简计算
三 倒序相加法:前两种方法不行时考虑倒序相加法
例:等差数列求和:
Sn=a1?a2?a3???an?2?an?1?anSn=an?an?1?an?2???a3?a2?a1两式相加可得:
2Sn=?a1?an???a2?an?1???a3?an?2?????a3?an?2???a2?an?1???a1?an??n?a1?an??Sn
3
第二部分 数列通项公式的求和方法
一、公式法
例1 已知数列{an}满足an?1?2an?3?2,a1?2,求数列{an}的通项公式。
nan?1an3an?1an3an,则,故数列????{}是n?1nn?1nn2222222an3a23以1为首项,以为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得,?1?(n?1)??1n12222231n所以数列{an}的通项公式为an?(n?)2。
22解:an?1?2an?3?2两边除以2n?1,得
n二、累加法
例2 已知数列{an}满足an?1?an?2n?1,a1?1,求数列{an}的通项公式。 解:由an?1?an?2n?1得an?1?an?2n?1则
an?(an?an?1)?(an?1?an?2)???(a3?a2)?(a2?a1)?a1?[2(n?1)?1]?[2(n?2)?1]???(2?2?1)?(2?1?1)?1?2[(n?1)?(n?2)???2?1]?(n?1)?1(n?1)n?2?(n?1)?12?(n?1)(n?1)?1?n2所以数列{an}的通项公式为an?n。
2
,a1?3,求数列{an}的通项公式。 例3 已知数列{an}满足an?1?an?2?3?1解
:
由
nan?1?an?2?3n?1得
an?1?an?2?3n?1则
4
an?(an?an?1)?(an?1?an?2)???(a3?a2)?(a2?a1)?a1?(2?3n?1?1)?(2?3n?2?1)???(2?32?1)?(2?31?1)?3?2(3n?1?3n?2???32?31)?(n?1)?33(1?3n?1)?2?(n?1)?31?3?3n?3?n?1?3?3n?n?1所以an?3?n?1.
n
,a1?3,求数列{an}的通项公式。 例4 已知数列{an}满足an?1?3an?2?3?1解:an?1?3an?2?3?1两边除以3则
nnn?1,得
an?1an21?n??n?1, n?13333an?1an21?n??n?1,故 n?13333ananan?1an?1an?2an?2an?3a2a1a1?(?)?(?)?(?)???(?)?3n3nan?1an?13n?23n?23n?332313212121213?(?n)?(?n?1)?(?n?2)???(?2)?3333333332(n?1)11111??(n?n?n?1?n?2???2)?1333333
1(1?3n?1)nan2(n?1)32n11因此n, ???1???n331?3322?3则an?211?n?3n??3n?. 322三、累乘法
例5 已知数列{an}满足an?1?2(n?1)5?an,a1?3,求数列{an}的通项公式。
n解:因为an?1?2(n?1)5?an,a1?3,所以an?0,则
nan?1?2(n?1)5n,故an 5