数列第5节数列前项和
考向一公式法
1.等差数列求和公式:.
特别地,当项数为奇数时,,即前项和等于项数乘以中间项,
用此公式可以简化运算.
2.等比数列求和公式:
(1),;
(2),,特别要注意对公比的讨论.
3.常用公式
(1)平方和公式:;
(2)立方和公式:.
4.如果一个数列通过适当分组可写成的形式,而数列,可利用公式求和或可转化为能够求和的数列,进而分别求和,再将其合并从而得出原数列的和.
【例1】己知等差数列中,,公差;等比数列中,,是和的等差中项,是和的等差中项.
求数列,的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
考向二奇偶讨论、并项分类
题型一常规四大:类型:
1.常见模型
①通项含或或或型;
②型;
③型;
④.
2.解题策略:①并项求和:将与并项,把看作一个整体;
②分组求和.
3.注意事项:
①奇偶项正负相间型求和,可以两项结合构成“常数数列”.
②如果需要讨论奇偶,一般情况下,先求偶,再求奇.若通项公式确定,则求奇时候,直接代入偶数项公式,再加上最后的奇数项通项;若通项公式不确定,则按照求偶的方式求奇即可;
③并项后要注意新数列的项数.
【例1】已知,数列的前项和为,求数列的前项和.
【例2】已知数列满足,.
若为等差数列,求;
(2)若,求.
【例3】数列中,,为数列的前项和,求.
【例4】记为数列的前项和,若,,且,则的值为.
A.5050 B.2600 C.2550 D.2450
【例5】已知数列的前项和为,且
(1)求数列的通项公式;
(2),求数列的前项和;
【例6】已知为数列的前项和,且.
(1)求证:数列为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
题型二非常规找规律型
1.隔四项出规律的递推数列——形如型
定理:若数列满足,为其前项和,则数列是以为首项,为公差的等差数列.
证明:,
同理.
故数列是以为首项,为公差的等差数列,此类型题可以求出通项,但花的时间太多,显然每项为一个整体操作更简单.一些数列含有周期性,需要列举几项,先发现规律后再简化要简单得多.
【例1】已知数列满足,,则数列的前项的和为()
A.0 B.1010 C.2020 D.2024
2.二阶等差数列的求和公式
在数列中,从第二项起,每一项与它的前一项的差按照前后次序排成新的数列,
即成为一个等差数列,则称数列为二阶等差数列.
记,,其通项公式为;
二阶等差数列的前项和公式为.
【例2】(2020?新课标Ⅰ文)数列满足,前项和为,则.
考向三倒序相加法
1.等差数列的前项和公式即是用此法推导的,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到个.
2.如果一个数列,与首末两端等“距离”的两项的和相等,那么求其和可以用倒序相加法.
【例1】求的值.
【例2】已知函数.
(1)证明函数的图像关于点对称;
(2)若,求;
考向四分段求和法
求数列的前项和,关键在于分清哪些项为非负的,哪些项为负的,最终应化为去掉绝对值符号后的数列进行求和.
【例1】(2023?乙卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知a2=11,S10=40.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求数列{|an|}的前n项和Tn.
考向五裂项相消法
1.适用于分式型,是各项不为0的等差数列;部分无理数列.
可用待定系数法对通项公式拆项,把每一项都裂成正负两项,使其正负抵消,只剩下开头和结尾的有限几项,再求和.相消时应注意消去项的规律,即消去哪些项,保留哪些项.这是分解与组合思想(分是为了更好地合)在数列求和中的具体应用.裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的.
2.裂项原理:,其中.
3.裂项公式
(1)裂差型
①,;②;
③;④;
⑤,;
⑥;;
⑦,;⑧;
(3)裂和型
①,,
,,
②;
先分离,再裂项
①;②.
(4)阶乘及三角型
①;②;
③.
题型一裂差型
【例1】已知数列的前项和为,,,.
(1)求;
(2)求.
【例2】(2022?新高考Ⅰ)记为数列的前项和,已知,是公差为的等差数列.
(1)求的通项公式;
(2)证明:.
【例3】已知正项数列的前项和,满足:.
(1)求数列的通项公式;
(2)记,设数列的前项和为,求证.
【例4】已知数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,求数列的前项和.
题型二裂和型
【例5】设数列的前项和为,已知.
(1)求数列的通项公式;
(2)已知数列满足,求数列的前项和.
【例6】(2014?山东理)已知等差数列的公差为2,前项和为,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;(2)令,求数列的前项和.
题型三三角型
【例7