求数列通项公式及数列求和的几种方法
中国魅力城市-水资源调查
数列知识点及方法归纳
1. 等差数列的定义与性质
定义:
an1
a
n
d
(
d
为常数),
a
n
a
1
n1
d
等差中项:
x,A,y
成等差数列
2Axy
前n
项和
S
n
a
1
a
n
n
na
2
1
n
n1<
br>
d
2
性质:
a
n
是等差数列
(1)若
mnpq
,则
a
m
a
n
a
p<
br>a
q
;
(2)数列
a
2n1
,
a
2n
,
a
2n
1
仍为等差数列,公差为
n
2
d
;
S
n
,S
2n
S
n
,S
3n
S
2n……
仍为等差数列,
(3)若三个成等差数列,可设为
ad,a,ad
a
m
S
2m1
(4)若
a
n,b
n
是等差数列,且前
n
项和分别为
S
n
,
T
n
,则
b
m
T
2m1
(5)
a
n
为等差数列
S
n
anbn
(a,b
为常数,是关于
n
的常数项为0的二次函数)
2
Sn
的最值可求二次函数
S
n
an
2
bn
的
最值;或者求出
a
n
中的正、负分界项,
a0
即:当
a
1
0,d0
,解不等式组
n
可得
S
n
达到最大值时的
n
值.
a
n1
0
a0
当
a
1
0,d0
,由
n
可得
S
n
达到最小值时的
n值.
a
n1
0
(6)项数为偶数
2n
的等差数列
a
n
,
有
S
2nn(a
1
a
2n
)n(a
2
a
2n
1
)n(a
n
a
n1
)(a
n
,an1
为中间两项)
S
偶
S
奇
nd,
S
奇
a
n
.
S
偶
a<
br>n1
(7)项数为奇数
2n1
的等差数列
a
n
,
有
S
2n1
(2n1)a
n
(a
n
为中间项)
,
S
奇
S
偶
a
n
,
S
奇
S
偶
<
br>n
.
n1
2. 等比数列的定义与性质
定义:
a
n1
n1
q
(
q
为常数,
q0
),a
n
a
1
q
.
a
n
等比
中项:
x、G、y
成等比数列
G
2
xy
,或
G
xy
.
na
1
(q1)
前<
br>n
项和:
S
n
a
1
1q
n
(要注意!)
(q1)
1q
性质:
a
n
是等比数列
·a
n
a
p
·a
q
(1)若
mn
pq
,则
a
m
(2)
S
n
,S
2nS
n
,S
3n
S
2n
……
仍为等比数列,
公比为
q
.
注意:由
S
n
求
a
n
时应注意什么?
n
n1
时,
a
1
S
1
;
n
2
时,
a
n
S
n
S
n1
.
3.求数列通项公式的常用方法
(1)求差(商)法
例:数列
a
n
,
a
1
[练习]数列
a
n
满足
S
n
S
n1
a
n1
,a
1
4
,求
a
n
5
3
1
2
11
a……a
n
2n5
,求
a
n
2
2n
22
(2)叠乘法
①数列
a
n
中,
a
1
3,
a
n1
n
,求
a
n
a
n
n1
(3)等差型递推公式
由
a
n
a
n1
f(n),a
1
a
0
,求
an
,用迭加法
a
3
a
2
f(3)
n2
时,
两边相加得
a
n
a
1
f(2)f(3)……f(n)
…………
a
n
a
n1
f(n)
a
2a
1
f(2)
∴
a
n
a
0
f
(2)f(3)……f(n)
,a
n
3
[练习]数列
a
n
中,
a
1
1
(4)等比型递推公式
a
n
ca
n1
d
(
c、d
n1
a
n1
n2
<
br>,求
a
n
(
a
n
1
n
31
2
为常数,
c0,c1,d0
)
可转化为等比数列,设
a
n
xc
a
n1<
br>x
a
n
ca
n1
c
1
x
d
d
d
a
令<
br>(c1)xd
,∴
x
,∴
n
,c
为
公比的等比数列
是首项为
a
1
c1
c1
c1
∴
a
n
dd
<
br>n1
d
n1
d
a<
br>1
·caa
,∴
n
1
cc1
c1
c1
c1
例:数列
{a
n
}
满足
a
11
,
a
n1
2a
n
1
,求数列
{a
n
}
的通项公式
(5)倒数法
①
a
1
1,a
n1
②在数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
a
n1
2a
n
,求
a
n
a
n
2
a
n
,求数列
{a
n
}
的通项公式.
1na
n
<
br>公式法、利用
a
n
S
1
(n1)S
n
S
n1
(n2)
、累加法、累乘法.构造等差或等比
a
n1
pa
n
q
或
a
n1
pa
n
f(n)
、待定系数法、对数变换法、迭代法、数学归纳法、换元法
4. 求数列前n项和的常用方法
(1) 裂项法
把数列各项拆成两项或多项之和,使之出现成对互为相反数的项.
如:
a
n
是公差为
d
的等差数列,求
解:由
n
1
k1
a
k
a
k1
n
111
11
d
0
a
k
·a
k1
a
k
a
k
d
d
a
k
a
k1
n
111
11
1
11
11
1
……
∴
aadaadaaaaaa
k1
kk1k1
k1
3
n1
<
br>k
n
12
2
1
11
d< br>
a
1
a
n1
例:已知
a
n< br>
1
1
a
n1
n
,求数列
a
n
的通项公式及前n项和
s
n
(2)错位相减法
若
a
n
a
n
为等差数列,
b
n
为等比数列,求数列
a
n
b
n
(差比数列)前
n
项和,可由
S
n
qS
n
,求
S
n
,其中
q
为
b
n
的公比.
例:
S
n
12x3x
2
4x
3
……nx
n1
求
s
n
(3)倒序相加法
把数列的各项顺序倒写,再与原来顺序的数列相加.
S
n
a
1
a
2
……a
n1
a
n
相加
2S
n
a
1
a
n
a
2
a
n1
…
a
1
a
n
…
S
n
a
n
a
n1
……a
2
a
1
例:设等差数列
,公差为,求证:的前项和=
x
2
[练习]已知
f(x)
,则
1x
2 p>
1
f(1)f(2)f
f(3)
2
1
f
f(4
)
3
2
1
f
4
1
x
2
x
2
1
x
1
由
f(x)f
1
2
222
x
1x
1
1x1x
1
x
∴原式
f(1)<
br>
f(2)
1
f
f(3)
2
1
f
f(4)
3
1
1
1f
1113
2
4
2
a.用倒序相加法求数列的前n项和
如果一个数列{a
n
},与首末项等距的两项之和等于首末两项之和,可采用把正着写
与倒着写的两
个和式相加,就得到一个常数列的和,这一求和方法称为倒序相加法。我们在学知识时,不
但要知
其果,更要索其因,知识的得出过程是知识的源头,也是研究同一类知识的工具,例如:等差数列
前n项和公式的推导,用的就是“倒序相加法”。
b.用公式法求数列的前n项和
对等差数列、等比数列,求前n项和S
n
可直接用等差、等比数列的前n项和公式进行求解。运
用公式求解的注意事项:首先要注意公式的应用范围,确定公式适用于这个数列之后,再计算。
c.用裂项相消法求数列的前n项和
裂项相消法是将数列的一项拆成两项或多项,使得前后项
相抵消,留下有限项,从而求出数列的
前n项和。
d.用错位相减法求数列的前n项和 错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等比数列与等差数列相乘的形式。即若在数列
{a<
br>n
·b
n
}中,{a
n
}成等差数列,{b
n
}成等比数列,在和式的两边同乘以公比,再与原式错位相减整理后
即可以求出前n项和。
e.用迭加法求数列的前n项和
迭加法主要应用于数列{a
n
}满足an+1
=a
n
+f(n),其中f(n)是等差数列或等比数列的条件下,可把这
个式子变成a
n+1
-a
n
=f(n),代入各项,得到一系列式子
,把所有的式子加到一起,经过整理,可求出
a
n
,从而求出S
n
。
f.用分组求和法求数列的前n项和
所谓分组求和法就
是对一类既不是等差数列,也不是等比数列的数列,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。
g.用构造法求数列的前n项和
所谓构造法就是先
根据数列的结构及特征进行分析,找出数列的通项的特征,构造出我们熟知的基
本数列的通项的特征形式
,从而求出数列的前n项和。
练习
1.数列
{a
n
}
满足
a
1
1
,
a
n1
2a
n
1
,求数列
{a
n
}
的通项公式.
2.数列
{a
n
}
中,
a
1
2
,
a
n1
3.数列
{a
n
}
中,
a
1
2
,
a
n1
a
n
(1
4.数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
a
n1
a
n
5.数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
na
n1
2a
n
32
n
,求数列
{a}
的通项公式.
n
1
)
,求数列
{a
n
}
的通项公式.
n
2
1
,求数列
{a
n
}
的通项公式.
n
2
n
(n1)a
n
1
,求数列
{a}
的通项公式.
n
1n1
6.在数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,
a
n1
(1)
a
n
n
n2
a
(1)设
b
n
n
,求数列
{b
n
}
的通项公式;
(2)求数列
{a
n
}
的前
n
项和
S
n<
br>.
n