资源简介 数列的求和一、学习目标1.掌握等差数列、等比数列的前n项和公式.2.掌握一般数列求和的几种常见的方法.二、教学过程(一)知识回顾1.公式法(1)等差数列{an}的前n项和公式Sn=______=________(其中a1为首项,d为公差).(2)等比数列{an}的前n项和公式:当q=1时,Sn=________;当q≠1时,Sn=________=________(其中a1为首项,q为公比).2.几种数列求和的常用方法(1)分组求和法:一个数列的通项公式是由____________的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.(2)裂项相消法:把数列的通项拆成________,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.常用的裂项公式有:=_____ _;=________ ____;=________ ____(3)错位相减法:如果一个数列的各项是由____________________构成的,那么这个数列的前n项和即可用错位相减法求和.(4)倒序相加法:如果一个数列,到首末两端等“距离”的两项的和相等或等于________,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法求和.自主练习1.[教材改编] 数列1,3,5,…,的前n项和Sn=________.2.[教材改编] 数列1,,,…,的前n项和为________.3.[教材改编] 已知数列{an}中,an=设数列{an}的前n项和为Sn,则S9=________.4.[教材改编] 数列,,,…,,…的前n项的和为________.5.数列求和的两个易错点:公比为参数;项数的奇偶数.(1)设数列{an}的通项公式是an=xn,则数列{an}的前n项和Sn=________.(2)设数列{an}的通项公式是an=(-1)n,则数列{an}的前n项和Sn=________.6.非等差、等比数列的求和的常用方法:倒序相加法;并项求和法.(1)计算:sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289°=________.(2)已知函数f(n)=n2cos nπ,且an=f(n)+f(n+1),则a1+a2+a3+…+a100=________.(二)例题辨析探究点一 分组转化法求和例1 已知数列{an}是等差数列,且a2=9,a4=17.(1)求数列{an}的通项公式;(2)求数列{an+3n}的前n项和Sn.例2 已知数列{an}的首项a1=5,前n项和为Sn,满足Sn-n2=n(an-1).(1)证明数列{an}为等差数列,并求数列{an}的通项公式;(2)设数列{bn}满足bn=(-1)n·n(an+2n-4)+2n,求数列{bn}的前n项和Tn.变式题1 已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.变式题2.为等差数列的前项和,且记,其中表示不超过的最大整数,如.(Ⅰ)求;(Ⅱ)求数列的前1 000项和.变式题3.已知是公差为3的等差数列,数列满足.(1)求的通项公式;(2)求的前n项和.探究点二 错位相减法求和例3已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根.(1)求{an}的通项公式;(2)求数列的前n项和.变式题4已知数列{an}和{bn}满足,a1=2,b1=1,an+1=2an(n∈N*),b1+b2+b3+…+bn=bn+1-1(n∈N*).(1)求an与bn;(2)记数列{anbn}的前n项和为Tn,求Tn.变式题5 设是公比不为1的等比数列,为,的等差中项.(1)求的公比;(2)若,求数列的前项和.变式题6已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1+a2+a3=14,a2·a4=64.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=(2n-1)an,求数列{bn}的前n项和Tn.探究点三 裂项相消法求和例4设数列{an}的前n项和为Sn,点(n∈N*)均在函数y=3x-2的图像上.(1)求证:数列{an}为等差数列;(2)设Tn是数列的前n项和,求Tn.例5已知数列{an}为等比数列,a1=1;数列{bn}满足b2=3,a1b1+a2b2+a3b3+…+anbn=3+(2n-3)·2n.(1)求an; (2)求的前n项和Tn.例6已知数列{an}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设Sn为数列{an}的前n项和,bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.变式题7. Sn为数列{an}的前n项和.已知an>0,an2+2an=4Sn+3.(1)求{an}的通项公式;(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和.变式题8 已知等差数列{an}满足a3=7,a5+a7=26,数列{an}的前n项和为Sn.(1)求an和Sn;(2)求数列的前n项和Tn.四、课后作业1.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,满足S4=2a4-1,S3=2a3-1.1.求{an}的通项公式;2.记bn=log2(an·an+1),数列{bn}的前n项和为Tn,求证:++…+<2.2已知{an}是各项均为正数的等比数列,{bn}是等差数列,且a1=b1=1,b2+b3=2a3,a5-3b2=7.(1)求{an}和{bn}的通项公式;(2)设cn=anbn,n∈N*,求数列{cn}的前n项和.3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn.若a1=b1=3,a4=b2,S4-T2=12.(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;(2)求数列{an+bn}的前n项和.4.已知等比数列{an}的前n项和Sn满足4S5=3S4+S6,且a3=9.(1)求数列{an}的通项公式an;(2)设bn=(2n-1)·an,求数列{bn}的前n项和Tn.5.已知在数列{an}中,a1=1,a2=2,an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*).设bn=an+1-an.(1)证明:数列{bn}是等比数列;(2)设cn=,求数列{cn}的前n项和Sn.6已知公差d不为0的等差数列{an}的前3项和为15,且a1a10=a3a4.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=,数列{bn}的前n项和为Sn,若Sn7.已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.(1)求{an}的通项公式;(2)记bm为{an}在区间(0,m](m∈N*)中的项的个数,求数列{bm}的前100项和S100. 数列的求和一、学习目标1.掌握等差数列、等比数列的前n项和公式.2.掌握一般数列求和的几种常见的方法.二、教学过程(一)知识回顾1.公式法(1)等差数列{an}的前n项和公式Sn=______=________(其中a1为首项,d为公差).(2)等比数列{an}的前n项和公式:当q=1时,Sn=________;当q≠1时,Sn=________=________(其中a1为首项,q为公比).2.几种数列求和的常用方法(1)分组求和法:一个数列的通项公式是由____________的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.(2)裂项相消法:把数列的通项拆成________,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.常用的裂项公式有:=_____ _;=________ ____;=______ ______.(3)错位相减法:如果一个数列的各项是由____________________构成的,那么这个数列的前n项和即可用错位相减法求和.(4)倒序相加法:如果一个数列,到首末两端等“距离”的两项的和相等或等于________,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法求和.自主练习1.[教材改编] 数列1,3,5,…,的前n项和Sn=________.2.[教材改编] 数列1,,,…,的前n项和为________.3.[教材改编] 已知数列{an}中,an=设数列{an}的前n项和为Sn,则S9=________.4.[教材改编] 数列,,,…,,…的前n项的和为________.5.数列求和的两个易错点:公比为参数;项数的奇偶数.(1)设数列{an}的通项公式是an=xn,则数列{an}的前n项和Sn=________.(2)设数列{an}的通项公式是an=(-1)n,则数列{an}的前n项和Sn=________.6.非等差、等比数列的求和的常用方法:倒序相加法;并项求和法.(1)计算:sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289°=________.(2)已知函数f(n)=n2cos nπ,且an=f(n),则a1+a2+a3+…+a100=________.解析1.(1) na1+d (2)na1 2.(1)若干个等差或等比或可求和 (2)两项之差 - - (3)一个等差数列和一个等比数列的对应项之积 (4)同一个常数自主练习1.n2+1- [解析] Sn=1+3+5+…+=(1+3+5+…+2n-1)+(+++…+)=+=n2+1-.2. [解析] 因为==2(-),所以数列的前n项和为2×(1-+-+-+…+-)=2×=.3.377 [解析] S9=(a1+a3+a5+a7+a9)+(a2+a4+a6+a8)=+=377.4.4- [解析] 设该数列的前n项和为Sn,由题可知,Sn=+++…+,① Sn=+++…+,②①-②,得Sn=++++…+-=2--,∴Sn=4-.5.(1)Sn= (2)Sn=[解析] (1)当x=1时,Sn=n;当x≠1时,Sn=.(2)若n为偶数,则Sn=0;若n为奇数,则Sn=-1.6.(1)44.5 (2)-100 [解析] (1)设S=sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289°①,则S=sin289°+sin288°+sin287°+…+sin22°+sin21°,即S=cos21°+cos22°+cos23°+…+cos288°+cos289°②,①+②,得2S=89,所以S=44.5.(2)f(n)=n2cos nπ=所以f(n)=(-1)n·n2,由an=f(n)+f(n+1)=(-1)n·n2+(-1)n+1·(n+1)2=(-1)n[n2-(n+1)2]=(-1)n+1·(2n+1),得a1+a2+a3+…+a100=3+(-5)+7+(-9)+…+199+(-201)=50×(-2)=-100.(二)例题辨析探究点一 分组转化法求和例1 已知数列{an}是等差数列,且a2=9,a4=17.(1)求数列{an}的通项公式;(2)求数列{an+3n}的前n项和Sn.解:(1)设数列{an}的公差为d,则2d=a4-a2=8,∴d=4,∴an=a2+(n-2)d=9+4(n-2)=4n+1.(2)Sn=(a1+a2+…+an)+(3+32+…+3n)=+=2n2+3n+-.例2 已知数列{an}的首项a1=5,前n项和为Sn,满足Sn-n2=n(an-1).(1)证明数列{an}为等差数列,并求数列{an}的通项公式;(2)设数列{bn}满足bn=(-1)n·n(an+2n-4)+2n,求数列{bn}的前n项和Tn.解 (1)因为Sn-n2=n(an-1),即Sn=nan+n2-n,①当n≥2时,Sn-1=(n-1)an-1+(n-1)2-(n-1),②①-②,得(n-1)an-(n-1)an-1+2(n-1)=0.因为n≥2,所以an-an-1=-2,所以数列{an}是以a1=5为首项,d=-2为公差的等差数列,所以an=a1+(n-1)d=-2n+7.(2)由(1)得bn=(-1)nn(an+2n-4)+2n=(-1)n3n+2n,所以Tn=b1+b2+…+bn=(-3×1+2×1)+(3×2+2×2)+(-3×3+2×3)+(3×4+2×4)+…+(-1)n3n+2n=-3[1-2+3-4+5-6+…+(-1)n+1n]+2(1+2+3+4+…+n),于是当n为奇数时,Tn=-3×+n(n+1)=;当n为偶数时,Tn=+n(n+1)=.所以数列{bn}的前n项和Tn=变式题1 已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.解:(1)当n=1时,a1=S1=1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=n.当n=1时,a1=1也满足上式.故数列{an}的通项公式为an=n.(2)由(1)知,bn=2n+(-1)nn.记数列{bn}的前2n项和为T2n,则T2n=(21+22+…+22n)+(-1+2-3+4-…+2n).记A=21+22+…+22n,B=-1+2-3+4-…+2n,则A==22n+1-2,B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n]=n.故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=22n+1+n-2.变式题2.为等差数列的前项和,且记,其中表示不超过的最大整数,如.(Ⅰ)求;(Ⅱ)求数列的前1 000项和.变式题3.已知是公差为3的等差数列,数列满.(1)求的通项公式;(2)求的前n项和.探究点二 错位相减法求和例3 已知{an}是递增的等差数列,a2,a4是方程x2-5x+6=0的根.(1)求{an}的通项公式;(2)求数列的前n项和.解:(1)方程x2-5x+6=0的两根为2,3.由题意得a2=2,a4=3.设数列{an}的公差为d,则a4-a2=2d,故d=,从而得a1=.所以{an}的通项公式为an=n+1.(2)设的前n项和为Sn,由(1)知=,则Sn=++…++,Sn=++…++,两式相减,得Sn=+-=+(1-)-,所以Sn=2-.变式题 4.已知数列{an}和{bn}满足,a1=2,b1=1,an+1=2an(n∈N*),b1+b2+b3+…+bn=bn+1-1(n∈N*).(1)求an与bn;(2)记数列{anbn}的前n项和为Tn,求Tn.解:(1)由a1=2,an+1=2an,得an=2n(n∈N*).由题意知,当n=1时,b1=b2-1,故b2=2.当n≥2时,bn=bn+1-bn,整理得=,所以bn=n(n∈N*).(2)由(1)知anbn=n·2n,因此Tn=2+2·22+3·23+…+n·2n,2Tn=22+2·23+3·24+…+n·2n+1,所以Tn-2Tn=2+22+23+…+2n-n·2n+1,故Tn=(n-1)2n+1+2(n∈N*).变式题 5.设是公比不为1的等比数列,为,的等差中项.(1)求的公比;(2)若,求数列的前项和.【详解】(1)设公比为,为的等差中项,,;(2)设的前项和为,,,①,②①②得,,.变式题 6. 已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1+a2+a3=14,a2·a4=64.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=(2n-1)an,求数列{bn}的前n项和Tn.解:(1)设等比数列{an}的公比为q,且q>0,∵a2·a4=64,∴a3=8,∴a1q2=8.又a1+a2+a3=14,∴3q2-4q-4=0(q>0),可得q=2,∴a1=2,∴an=2n.(2)由(1)知bn=(2n-1)an=(2n-1)·2n,故Tn=b1+b2+…+bn=1×21+3×22+…+(2n-3)·2n-1+(2n-1)·2n,∴2Tn=1×22+3×23+…+(2n-3)·2n+(2n-1)·2n+1,两式相减得-Tn=21+2×(22+23+…+2n)-(2n-1)·2n+1=-(2n-3)2n+1-6,∴Tn=(2n-3)·2n+1+6.探究点三 裂项相消法求和例4设数列{an}的前n项和为Sn,点(n∈N*)均在函数y=3x-2的图像上.(1)求证:数列{an}为等差数列;(2)设Tn是数列的前n项和,求Tn.解:(1)证明:依题意得=3n-2,即Sn=3n2-2n,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5.当n=1时,a1=S1=1符合上式,所以an=6n-5(n∈N*).又∵an-an-1=6n-5-[6(n-1)-5]=6(n≥2),∴{an}是一个以1为首项,6为公差的等差数列.(2)由(1)知,==,故Tn=++…+-==.例5 已知数列{an}为等比数列,a1=1;数列{bn}满足b2=3,a1b1+a2b2+a3b3+…+anbn=3+(2n-3)·2n.(1)求an; (2)求的前n项和Tn.解 (1)令n=1,得a1b1=3+(2-3)×2=1,所以b1=1,令n=2,得a1b1+a2b2=7,所以a2b2=6,又b2=3,所以a2=2,设数列{an}的公比为q,则q==2,所以an=2n-1.(2)当n≥2时,a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1=3+(2n-5)2n-1,①又a1b1+a2b2+a3b3+…+anbn=3+(2n-3)2n,②②-①得anbn=3+(2n-3)2n-[3+(2n-5)2n-1]=(2n-1)2n-1,所以bn=2n-1,由(1)知b1=1,满足bn=2n-1,故bn=2n-1,==,所以Tn=++…+===.例6已知数列{an}是递增的等比数列,且a1+a4=9,a2a3=8.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设Sn为数列{an}的前n项和,bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.解:(1)由题设知a1a4=a2a3=8,又a1+a4=9,可解得或(舍去).由a4=a1q3得公比q=2,故an=a1qn-1=2n-1.(2)Sn==2n-1,又bn===-,所以Tn=b1+b2+…+bn=++…+=-=1-.变式题7 Sn为数列{an}的前n项和.已知an>0,an2+2an=4Sn+3.(1)求{an}的通项公式;(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和.解答 (1)由an2+2an=4Sn+3,可知an+12+2an+1=4Sn+1+3,可得an+12-an2+2(an+1-an)=4an+1,(2分)即2(an+1+an)=an+12-an2=(an+1+an)(an+1-an).又an>0,所以an+1-an=2.(4分)又由a12+2a1=4a1+3,解得a1=-1(舍去)或a1=3,所以{an}是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为an=2n+1.(6分)(2)由an=2n+1可知bn===.(8分)设数列{bn}的前n项和为Tn,则Tn=b1+b2+…+bn= [++…+]=变式题8 已知等差数列{an}满足a3=7,a5+a7=26,数列{an}的前n项和为Sn.(1)求an和Sn;(2)求数列的前n项和Tn.解:(1)设等差数列{an}的公差为d.由a3=7,a5+a7=26,得即解得所以数列{an}的通项公式为an=3+(n-1)×2=2n+1,数列{an}的前n项和为Sn=3n+×2=n2+2n.(2)因为Sn=n2+2n,所以===,Tn=×+×+…+×==-(+)..四、课后作业1.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,满足S4=2a4-1,S3=2a3-1.1.求{an}的通项公式;2.记bn=log2(an·an+1),数列{bn}的前n项和为Tn,求证:++…+<2.(2)解:①设{an}的公比为q,由S4-S3=a4得,2a4-2a3=a4,所以=2,所以q=2.又因为S3=2a3-1,所以a1+2a1+4a1=8a1-1,解得a1=1,所以an=2n-1.②证明:由①知bn=log2(an+1·an)=log2(2n·2n-1)=2n-1,所以Tn=n=n2,所以++…+=++…+<1+++…+=1+1-+-+…+-=2-<2.已知{an}是各项均为正数的等比数列,{bn}是等差数列,且a1=b1=1,b2+b3=2a3,a5-3b2=7.(1)求{an}和{bn}的通项公式;(2)设cn=anbn,n∈N*,求数列{cn}的前n项和.解:(1)设数列{an}的公比为q,数列{bn}的公差为d,由题意知q>0.由已知得消去d,整理得q4-2q2-8=0.又因为q>0,解得q=2,所以d=2.所以数列{an}的通项公式为an=2n-1,n∈N*;数列{bn}的通项公式为bn=2n-1,n∈N*.(2)由(1)知cn=(2n-1)·2n-1,设{cn}的前n项和为Sn,则Sn=1×20+3×21+5×22+…+(2n-3)×2n-2+(2n-1)×2n-1,2Sn=1×21+3×22+5×23+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n.上述两式相减,得-Sn=1+22+23+…+2n-(2n-1)×2n=2n+1-3-(2n-1)×2n=-(2n-3)×2n-3,所以Sn=(2n-3)·2n+3,n∈N*.3.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,等比数列{bn}的前n项和为Tn.若a1=b1=3,a4=b2,S4-T2=12.(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;(2)求数列{an+bn}的前n项和.解 (1)由a1=b1,a4=b2,则S4-T2=(a1+a2+a3+a4)-(b1+b2)=a2+a3=12,设等差数列{an}的公差为d,则a2+a3=2a1+3d=6+3d=12,所以d=2.所以an=3+2(n-1)=2n+1,设等比数列{bn}的公比为q,由题意知b2=a4=9,即b2=b1q=3q=9,所以q=3.所以bn=3n.(2)an+bn=(2n+1)+3n,所以{an+bn}的前n项和为(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)=(3+5+…+2n+1)+(3+32+…+3n)=+=n(n+2)+.4.已知等比数列{an}的前n项和Sn满足4S5=3S4+S6,且a3=9.(1)求数列{an}的通项公式an;(2)设bn=(2n-1)·an,求数列{bn}的前n项和Tn.解 (1)设数列{an}的公比为q,由4S5=3S4+S6,得S6-S5=3S5-3S4,即a6=3a5,∴q=3,∴an=9·3n-3=3n-1.(2)bn=(2n-1)·an=(2n-1)·3n-1,∴Tn=1·30+3·31+5·32+…+(2n-1)·3n-1,∴3Tn=1·31+3·32+…+(2n-3)·3n-1+(2n-1)·3n,∴-2Tn=1+2·31+2·32+…+2·3n-1-(2n-1)·3n=-2+(2-2n)·3n,∴Tn=1-=(n-1)·3n+1.5.已知在数列{an}中,a1=1,a2=2,an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*).设bn=an+1-an.(1)证明:数列{bn}是等比数列;(2)设cn=,求数列{cn}的前n项和Sn.(1)证明 因为an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*),bn=an+1-an,所以====2,又b1=a2-a1=2-1=1,所以数列{bn}是以1为首项,2为公比的等比数列.(2)解 由(1)知bn=1×2n-1=2n-1,因为cn=,所以cn==,所以Sn=c1+c2+…+cn===.6已知公差d不为0的等差数列{an}的前3项和为15,且a1a10=a3a4.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设bn=,数列{bn}的前n项和为Sn,若Sn解:(1)由a1a10=a3a4得a1(a1+9d)=(a1+2d)(a1+3d),即+9a1d=+5a1d+6d2,故2a1=3d. 又a1+a2+a3=15,即a1+d=5,所以a1=3,d=2,故数列{an}的通项公式为an=2n+1.(2)依题意得bn===-.则Sn=×+×+×+…+=,若7.已知公比大于1的等比数列{an}满足a2+a4=20,a3=8.(1)求{an}的通项公式;(2)记bm为{an}在区间(0,m](m∈N*)中的项的个数,求数列{bm}的前100项和S100.解 (1)由于数列{an}是公比大于1的等比数列,设首项为a1,公比为q,依题意有[2分]解得(舍)或[4分]所以{an}的通项公式为an=2n,n∈N*.[6分](2)由于21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,27=128,[7分]所以b1对应的区间为(0,1],则b1=0;b2,b3对应的区间分别为(0,2],(0,3],则b2=b3=1,即有2个1;b4,b5,b6,b7对应的区间分别为(0,4],(0,5],(0,6],(0,7],则b4=b5=b6=b7=2,即有22个2;[8分]b8,b9,…,b15对应的区间分别为(0,8],(0,9],…,(0,15],则b8=b9=…=b15=3,即有23个3;b16,b17,…,b31对应的区间分别为(0,16],(0,17],…,(0,31],则b16=b17=…=b31=4,即有24个4;[9分]b32,b33,…,b63对应的区间分别为(0,32],(0,33],…,(0,63],则b32=b33=…=b63=5,即有25个5;b64,b65,…,b100对应的区间分别为(0,64],(0,65],…,(0,100],则b64=b65=…=b100=6,即有37个6.[10分]所以S100=1×2+2×22+3×23+4×24+5×25+6×37=480.[12分] 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2023数列求和(学生版).docx 2023数列求和(教师版).docx