杜金梅
求數(shù)列和問題的難度較大,命題的形式較多,同學們需熟練掌握一些常見題型的特點和解題的方法,才能在解題時根據(jù)已知信息,快速找到最佳的解題思路.下面主要介紹求數(shù)列和的幾種常用方法.
一、利用Sn 和an 之間的關(guān)系
若題目中同時涉及了 Sn 和 an ,則可根據(jù) Sn 和 an 之間的關(guān)系:an = ì í ? S1,n = 1, Sn - Sn - 1,n ≥ 2, 將數(shù)列前 n 項的和式與數(shù)列前 n - 1 項的和式相減,即可得到 an = Sn - Sn - 1 .在解題時,需要注意當 n = 1 時,a1 = S1 這一特殊情況.
題目的已知關(guān)系式 S5= a 5(2)中同時涉及了 Sn 和 an ,于是利用Sn 與an 之間的關(guān)系,將S5與S4作差,即可消去 S5,建立關(guān)于 a1、d 的方程組,便可根據(jù)等差數(shù)列的通項公式求得問題的答案.
二、分組求和法
分組求和法主要應(yīng)用于求形如cn = an ± bn ±cn的數(shù)列的前 n 項和.可將數(shù)列拆分為幾個簡單的數(shù)列,分組進行求和,最后將所得的和相加或相減即可.
例2.已知數(shù)列{an }滿足 a1=1, an +1=(n +1)an + n(n +1), n ∈ N*,且 bn = cos .設(shè) Sn 為數(shù)列{bn }的前n 項和,則S2020的值為(? ) .
解答本題,需先根據(jù)已知關(guān)系式求得{an }、{bn }的通項公式.然后觀察{bn }的通項公式可發(fā)現(xiàn)b3k -2+ b3k -1+ b3k= ,于是將數(shù)列中的項以三項一組,分成673組,分組進行求和,即可采用分組求和法求得數(shù)列的和.
三、裂項相消法
若數(shù)列的各項可拆分為兩項的差的形式,且前后兩項的差可相互抵消,則可采用裂項相消法,將復(fù)雜的數(shù)列問題轉(zhuǎn)化為簡單的運算問題,通過簡單的運算,就能輕松求得數(shù)列的前 n 項和.
解答本題,需先仔細研究已知的遞推關(guān)系式,將其通過變形,裂為兩項之差的形式 1 an = 1 an - 1 - 1 an + 1 - 1 ;然后采用裂項相消法,通過加減消去中間的部分項,化簡剩余的項即可.由于 1 an = 1 an - 1 - 1 an + 1 - 1 涉及了數(shù)列的前后三項,因此需將 n 分為 n=1,2,3 以及 n≥4 幾種情況進行討論.
四、錯位相減法
錯位相減法主要應(yīng)用于求形如cn = an ·bn 的數(shù)列的前n項和,其中{an}為等差數(shù)列、{bn}為等比數(shù)列.若數(shù)列的前n項和為 Sn ,則需將 Sn - qSn(其中q為等比數(shù)列的公比),得出 (1 - q)Sn ,通過化簡即可求得 Sn .
數(shù)列 {n·an} 的通項公式為n (-2) n - 1 ,該式為等差數(shù)列{n} 的通項公式和等比數(shù)列{(-2) } n - 1 的通項公式的乘積,可采用錯位相減法進行求和.運用錯位相減法求和容易出現(xiàn)計算錯誤,同學們要特別注意.
求數(shù)列和的方法很多,同學們在平時的學習中要注意積累解題的經(jīng)驗,學會對一些常見的典型題目進行歸類、分析,熟練掌握各類數(shù)列求和問題的特點、結(jié)構(gòu)形式,選擇與之相應(yīng)的方法進行求和.