第2讲 数列求和问题
「考情研析」 1.从具体内容上,高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求一般数列的和,体现转化与化归的思想. 2.从高考特点上,难度稍大,一般以解答题为主,分值约为7~8分.
核心知识回顾
常见的求和方法
(1)公式法:适合求等差数列或等比数列的前n项和.对等比数列利用公式法求和时,一01公比q是否取1. 定注意□02等差数列(2)错位相减法:主要用于求数列{an·bn}的前n项和,其中{an},{bn}分别是□和等比数列.
(3)裂项相消法:把数列和式中的各项分别裂项后,消去一部分从而计算和的方法,适用031的数列的前n项和. 于求通项为□
anan+1
04适当拆开,(4)分组求和法:一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列□05□重新组合,就会变成几个可以求和的部分,分别求和,然后再合并.
06(-1)nan的形式,通常分□07奇、偶,观(5)并项求和法:当一个数列为摆动数列,形如□察相邻两项是否构成新数列.
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考向1 分组转化法求和
例1 (2019·天津南开区高三下学期一模)已知数列{an}是等差数列,Sn为其前n项和,且a5=3a2,S7=14a2+7.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{an+bn}是首项为1,公比为2的等比数列,求数列{(-1)bn(an+bn)}的前n项和Tn.
解 (1)设等差数列{an}的公差是d.
由a5=3a2得a1+4d=3(a1+d),化简得d=2a1,① 由S7=14a2+7得d=a1+1,② 由①②解得a1=1,d=2.
所以数列{an }的通项公式为an=2n-1.
(2)由数列{an+bn }是首项为1,公比为2的等比数列,得an+bn=22
n-1
n-1n,即2n-1+bn=
.所以bn=2
n-1
-2n+1.
所以(-1)bn(an+bn)=(-1)·2(-4)
n-1
nnn-1
·(2
n-1
-2n+1)=(-1)4
nn-1
+(-2)
n-1
(2n-1)=-
+(2n-1)·(-2)
0
n-1
.
n-1
∴Pn=(-4)+(-4)+…+(-4)
1
1--4=
1--4
n1--4=
5
n,
Qn=1·(-2)0+3·(-2)1+5·(-2)2+…+(2n-3)·(-2)n-2+(2n-1)·(-2)n-1,③
-2Qn=1·(-2)+3·(-2)+5·(-2)+…+(2n-3)·(-2)④
③-④得
3Qn=1·(-2)+2·(-2)+2·(-2)+…+2·(-2)-4·[1--21--2
n-1
0
1
2
1
2
3
n-1
+(2n-1)·(-2),
nn-1
-(2n-1)·(-2)=1+
n]16n-1nn-(2n-1)·(-2)=--·(-2).
33
16n-1n∴Qn=--·(-2).
9914
∴Tn=-Pn+Qn=-+
45
-45
n6n-1·-2-
9
n.
若一个数列是由两个或多个等差、等比数列的和差形式组成,或这个数列可以分解成两个或多个等差、等比数列的和差形式,则可以根据数列的结构对原数列求和式的各部分重新组合,进而使用等差、等比数列的求和公式进行求和.解题的关键是观察结构、巧分组.
等差数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}是等比数列,满足a1=3,b1=1,b2+S2=10,
a5-2b2=a3.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式; 2??,n为奇数,
(2)令cn=?Sn??bn,n为偶数,
解 (1)设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,则由a1=3,b1=1及
??b2+S2=10,
?
?a5-2b2=a3,?
设数列{cn}的前n项和为Tn,求T2n.
??q+6+d=10,
得?
?3+4d-2q=3+2d,???d=2,解得?
?q=2,?
所以an=3+2(n-1)=2n+1,bn=2
n-1
.
(2)由a1=3,an=2n+1,得Sn=n(n+2). 2??,n为奇数,
nn+2则cn=???2n-1,n为偶数,11??-,n为奇数,
即cn=?nn+2
??2n-1,n为偶数,
T2n=(c1+c3+…+c2n-1)+(c2+c4+…+c2n)