数列求和方法总结

(整期优先)网络出版时间:2011-01-11
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数列求和方法总结

王建文

王建文(安丘市青云学府,山东潍坊262100)

求数列的前n项和是高中数学的教学重点之一,但有些数列既非等差数列,又非等比数列,那么这些数列该怎样求和呢?下面举例说明这类数列求和的常用方法及解题策略。

一、公式法

如果是等差、等比数列可直接利用其求和公式求和,而有些特殊的常见数列则应记住其求和结果,以便于应用。

二、分组求和法

有些数列,通过合理分组,从而改变原数列的形式,转换成新数列,再利用公式法求和。

三、聚合法

有些数列表示形式复杂,每一项是若干个数的和,这时可先对其第n项求和,然后将和化简,改变原数列形式,从新组合后再求和,此法称为聚合法。

例1.列2,2+4,2+4+6,2+4+6+8,…,2+4+6+…+2n,…的前n项和。

解:由an=2+4+6+…+2n=n(n+1)=n2+n知

Sn=(12+1)+(22+2)+(32+3)+…+(n2+n)

=(12+22+32+…n2)+(1+2+3+…n)

=1/6n(n+1)(2n+1)+1/2n(n+1)

=1/3n(n+1)(n+2)

四、裂项法

此方法是先把数列的第n项aa分裂为几项的代数和,从而改变了数列的形式,以便可以分组求和或能进行消项处理,进而达到求和的目的。

例2.求数列1,1/1+2,11+3,…,1/1+2+3+…+n,…的前n项和。

解:∵an=1/1+2+3+…+n=2/n(n+1)=2n-2/n+1

∴sn=2[(1-1/2)+(12-1/3)+…+(1n-1/n+1)]=2(1-1/n+1)=2n/n+1

五、归纳法

用此方法求数列的和,一般分两步:

第一步先用不完全归纳法推测出sn的表达式;

第二步再对sn的表达式用数学归纳法证明。

例3.求数列1/1×2,1/2×3,1/3×4,…,1/n(n+1),…的前n项和。

解:∵s1=a1=1/2,s2=s1+a2=2/3,s3=s2+a3=3/4,s4=s3+a4=4/5,…,于是由不完全归纳法可猜想sn=n/n+1,再由数学归纳法证明上式正确,证明略。

六、倒序相加法

课本等差数列求和公式的推导就采用了此法,它是首先将原和式倒着顺序写一次,再与原来的和式对应相加,从而求得数列的和。

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七、错位相减法

对于{anbn}型的数列,其中{an}是等差数列,{bn}是等比数列,可以先将和式两边同乘以等比数列的公比后,再与原来的和式相减,所得的差,除首末两项外,其余的可构成一个等比数列,从而利用等比数列的求和公式求出原数列的前n项和。

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以上各种方法应灵活运用,有时有些数列求和问题甚至可能用到几种求和方法。