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明确数列通项的特征,寻找求数列和的思路

2022-04-09殷晨曦

语数外学习·高中版上旬 2022年2期
关键词:裂项分式化简

殷晨曦

数列求和问题是高考中的重要考查内容,侧重于考查等差、等比数列的通项公式、前 n 项和公式.此类问题的难度适中,对同学们的运算能力以及逻辑思维能力有较高的要求.本文主要谈一谈如何根据数列通项的特征,求解数列求问题.

一、采用公式法求和

我们知道,等差数列的前n项和公式为Sn = n(a1+an)=na1+ n(n -1)d ;等比数列的前 n 项的和公式为采用公式法求数列的和,需先判定数列的类型,如等差数列、等比数列,然后求得数列的首项、公差、公比等基本量,就可以根据等差、等比数列的前 n 项和公式求和.

例1.将一个边长为1的正方形各边的中点相连得到第2个正方形,依次类推,得到第 n 个正方形.設这n正方形的面积构成数列{Sn},求 Si .

解:

解答本题,需先弄懂题意,明确n 个正方形的边长之间的关系,求得 Sn的表达式,根据等比数列的定义判定{Sn}为等比数列,再根据等比数列的前 n 项和公式求得问题的答案.

二、通过裂项相消求和

运用裂项相消法求和,需先明确数列通项的特点:一般为分式,且可裂为两项之差的形式,然后将各项相加,绝对值相同而符号相反的项便会相互抵消,化简所得的结果即可求得数列的和.

例2.已知数列{an}的通项公式为 an = è(æ) ø(ö)n -2,若数列{bn}的通项公式为 bn =  ,求数列{b2n -1b2n +1}的前 n 项和.

解:

通过化简得到b2n -1b2n +1的表达式后,便可发现该式为分式且可裂为两项之差的形式 è(æ)- ø(ö),于是采用裂项相消的方法来求和.

三、通过分组转化求和

有些数列由多个等差、等比、常数列的和构成,此时可运用分组转化法来求数列的和.在发现数列的规律,明确数列通项的特点后,可将数列中的各项进行合理的拆分,再将其重新组合成几个等差、等比、常数列,分组对每组数列求和,最后综合所得的结果即可.

例3.已知数列{an}的通项公式为 an=3n -1 +(-1)n2n, 求该数列的前 n 项和.

解:由题意得

①当n 为偶数时,

②当 n 为奇数时,

在用分组转化法求和时,要仔细观察数列中的各项,合理进行拆分,将问题转化为简单的等差、等比、常数列的求和问题,分组进行求和,便能快速求得原数列的前 n 项和.

综上所述,求数列和的方法虽然各有特色,但只要了解数列通项的特征,明确数列各项之间的规律,对其进行合理的变形、转化,灵活运用等差、等比数列的前 n 项和公式,就能使数列求和问题迎刃而解.

(作者单位:江苏省大丰高级中学)

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