數(shù)列求和方法范文
時(shí)間:2023-03-25 04:51:21
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篇1
求數(shù)列的前n項(xiàng)和是高中數(shù)學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)之一,也是高考??疾斓闹R(shí)點(diǎn)之一,有些數(shù)列比較有特點(diǎn),我們可以總結(jié)一些方法來求和,也有些一些數(shù)列既非等差數(shù)列,又非等比數(shù)列,那么這些數(shù)列該怎樣求和呢?下面舉例說明一些特殊和不特殊的數(shù)列求和的常用方法。
一、公式法
如果是等差、等比數(shù)列可直接利用其求和公式求和,而有些特殊的常見數(shù)列則應(yīng)記住其求和結(jié)果,以便于應(yīng)用。如
本題中,如果不能確定x的值,那么用公式求和時(shí)還得注意對(duì)x進(jìn)行分類討論,即:x=1和x≠1兩類。
這道例題是可以直接應(yīng)用公式進(jìn)行求和的,所以這種求和方法稱之為“公式法”,在數(shù)列求和中能直接用公式求和的是最為簡(jiǎn)單的數(shù)列求和了。
二、分組求和法
有些數(shù)列,通過合理分組,從而改變?cè)瓟?shù)列的形式,轉(zhuǎn)換成新數(shù)列,再利用我們熟悉的等差、等比公式法求和。
分組求和要注意對(duì)數(shù)列的通項(xiàng)的研究,從通項(xiàng)入手發(fā)現(xiàn)數(shù)列求和時(shí)應(yīng)該怎樣分組才合適。
三、倒序相加法求和
這是推導(dǎo)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí)所用的方法,就是將一個(gè)數(shù)列倒過來排列(倒序),再把它與原數(shù)列相加,就可以得到n個(gè).
四、裂項(xiàng)相消法求和
這是分解與組合思想在數(shù)列求和中的具體應(yīng)用。裂項(xiàng)法的實(shí)質(zhì)是將數(shù)列中的每項(xiàng)(通項(xiàng))分解,然后重新組合,使之能消去一些項(xiàng),最終達(dá)到求和的目的。通項(xiàng)分解(裂項(xiàng))如:
這道例題是應(yīng)用裂項(xiàng)相消的方法求和的,在高考中尤其是文科對(duì)這種求和方法的掌握要求是比較高的,從例題不難看出一般能用到此種方法求和的題型應(yīng)該是分式型、入手時(shí)數(shù)列通項(xiàng)應(yīng)該可以裂開的這種,掌握題型可以在更短的時(shí)間內(nèi)選擇有效的求和方法來節(jié)約時(shí)間提高解題效率。
五、錯(cuò)位相減法
這種方法是在推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí)所用的方法,這種方法主要用于求數(shù)列{an?bn}的前n項(xiàng)和,其中{an}、{bn}}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列。
錯(cuò)位相減法是以上所有數(shù)列求和方法中最容易出錯(cuò)也最復(fù)雜的一個(gè),也是高考中對(duì)理科生??疾斓囊环N方法,應(yīng)用這種方法時(shí)要注意觀察題型是否是{an?bn}型,且其中{an }、{bn}分別是等差數(shù)列和等比數(shù)列時(shí)才可用此種方法,在應(yīng)用方法過程中還要注意當(dāng)兩式相減后最后一項(xiàng)的符號(hào)問題,這是最容易出錯(cuò)的地方。
六、歸納法
[例6]求數(shù)列1/1×2,1/2×3,1/3×4,…,1/n(n+1),…的前n項(xiàng)和。
解:
S1=a1=1/2,S2=S1+a2=2/3,S3=S2+a3=3/4,S4=S3+a4=4/5,…
篇2
1、1.公式法:使用已知求和公式求和的方法。2.列項(xiàng)相消法:把數(shù)列的通項(xiàng)拆分為兩項(xiàng)之差,使之在求和時(shí)產(chǎn)生前后相互抵消的項(xiàng)的求和方法。3.錯(cuò)位相減法:適用于{等差*等比}這類數(shù)列。4.分解法:分解為基本數(shù)列求和。5.分組法:分為若干組整體求和。6.倒序相加法:把求和式倒序后兩式相加。7.特殊數(shù)列求和。
2、項(xiàng)數(shù)=(末項(xiàng)-首項(xiàng))÷公差+1。
(來源:文章屋網(wǎng) )
篇3
關(guān)鍵詞:等比數(shù)列;求和;方法
數(shù)列求和作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn),是高考考核的重要部分之一,作為教師應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注學(xué)生,結(jié)合學(xué)生的個(gè)性特征,構(gòu)建和諧、平等的教學(xué)環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生分析、總結(jié)數(shù)列之間的關(guān)系,進(jìn)而讓學(xué)生自主探究、解證,凸現(xiàn)課堂教學(xué)中學(xué)生的主體性作用,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,探索多種等比數(shù)列求和的方法。
所謂等比數(shù)列指的是:如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比等于同一個(gè)常數(shù),這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列。其中,這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比,公比通常用字母q表示(q≠0)。注:q=1時(shí),an為常數(shù)列。在此,筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),談一下如何在等比數(shù)列求和教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)多中解題方法。
一、恒等變形法
所謂恒等變形法指的是:在保持原式結(jié)果恒等的情況下,優(yōu)化、改變?cè)}的表現(xiàn)形式。這樣一來,原式就具有明顯的共同點(diǎn),便于更好地解決問題。對(duì)于此方法的運(yùn)用,可以首先師生共同分析、總結(jié),改變?cè)?;之后引?dǎo)學(xué)生自主解題;最后,引導(dǎo)學(xué)生拓展思維,找出不同的變形式來解題,可以是自主地也可以是小組合作進(jìn)行,鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生思維能力的同時(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)知。如:
解題:a1+a1q+a1q2+……+a1qn-1。
1.師生共同分析、總結(jié)變形后的式子為:a1(1+q+q2+……+qn-1)之后,引導(dǎo)學(xué)生自主解決可以得出:a1(1+q+q2+……+qn-1).分解因式等于:1-qn=(1-q)(1+q+q2+……+qn-1).因此,a1(1+q+q2+……+qn-1)=a1(1-qn)/1-q,最后得出:sn=a1(1-qn)/1-q.
2.拓展學(xué)生思維空間,給予學(xué)生足夠的自,讓學(xué)生自主地或者小組合作找出其他的變形式,并解決問題,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。高中生已經(jīng)具備了一定的獨(dú)立思考能力,有了一定的思維結(jié)構(gòu),很快學(xué)生就得出了不同的變形式。即:
a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn-a1qn=a1+(a1q++a1q2+…+a1qn-1+a1qn)-a1qn=a1+q(a1+a1q+…a1q2+…+a1qn-1)-a1qn=a1+qsn-a1qn,因此,a1+qsn-a1qn=sn,所以同樣得出:sn=a1(1-qn)/1-q,還可有:a1+a1q+a1q2+……+a1qn-1=a1q+a1q2+……+a1qn-1+a1qn/q=sn-a1+a1qn/q,因此sn=sn-a1+a1qn/q最后也得出:sn=a1(1-qn)/1-q.這樣的方法還多種多樣,其關(guān)鍵在于教師的引導(dǎo),數(shù)學(xué)本身屬于實(shí)踐性、探究性較強(qiáng)的學(xué)科,作為數(shù)學(xué)教師,應(yīng)抓住一切機(jī)會(huì),給予學(xué)生自,培養(yǎng)學(xué)生積極探究的興趣和欲望,從而提高學(xué)生的綜合技能。
二、比例性推理法
所謂比例性推理法指的是:根據(jù)等比數(shù)列的本質(zhì)特征和性質(zhì)公式,實(shí)施推理,得出結(jié)論,能夠有效地鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。如:等比數(shù)列的概念指出:a2/a1=a3/a2=……=an/an-1=q;通過等比定理可以推出:a2+a3+…+an/a1+a2+…+an-1=q;因此得出:sn-a1/sn-an=q;其中an=a1qn-1,將其帶入化簡(jiǎn)式可以得出:sn(1-q)=a1(1-qn),最后得出:sn=a1(1-qn)/1-q.同樣可以引導(dǎo)學(xué)生通過分比定理來自主解決問題,即:通過分比定理推出:a2-a1/a1=a3-a2/a2=…=an-an-1/an-1=q-1/1;之后,運(yùn)用同樣的道理,運(yùn)用等比推理換化、得出化簡(jiǎn)式:-a1+an/sn-an=q-1,進(jìn)而將an=a1qn-1帶入,得出最后的結(jié)果。
三、總結(jié)推理法
所謂總結(jié)推理法指的是:對(duì)原式進(jìn)行分解,逐一驗(yàn)證得出結(jié)果,根據(jù)其分解式的結(jié)果進(jìn)行推理、總結(jié),得出最后結(jié)論。等比數(shù)列有一定的規(guī)律性,那么其分解因式的結(jié)果也肯定有一定的規(guī)律性,這樣,根據(jù)結(jié)果的規(guī)律性可以直接推導(dǎo)出最終結(jié)果。如:首先假設(shè)n=3,可以得出:s3=a1+a1q+a1q2=a1(1+q+q2)=a1(1-q3)/1-q;進(jìn)而,繼續(xù)假設(shè),當(dāng)n=4時(shí),原式為:s4=a1+a1q+a1q2+a1q3=a1(1+q+q2+q3)=a1(1-q4)/1-q;通過這兩組的確切數(shù)字分解可以直接得出:sn=a1(1-qn)/1-q.對(duì)此,教師還可以打破教材的束縛,拓展學(xué)生的思維,讓學(xué)生在不斷的探究過程中嘗到成功的喜悅,進(jìn)而增強(qiáng)自己學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心。解決等比數(shù)列的問題時(shí),只需引導(dǎo)學(xué)生尋找規(guī)律,進(jìn)行推理即可。因此,在教學(xué)中,教師要大膽鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,并對(duì)創(chuàng)新的同學(xué)進(jìn)行表揚(yáng),激勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新的意識(shí)。就上述等比數(shù)列的例題,教師可讓學(xué)生自主探究,當(dāng)n=k時(shí),結(jié)論是什么?當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論又是什么?詳細(xì)分析、總結(jié)推導(dǎo)過程,豐富學(xué)生的解題方式。
四、結(jié)語
總之,等比數(shù)列求和的方法是多種多樣的。作為教師,應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生自主的深入探究,同時(shí)還可以舉辦“創(chuàng)新評(píng)比大賽”等活動(dòng),激勵(lì)學(xué)生深入探究的積極性和欲望,鼓勵(lì)學(xué)生大膽拓展思維,升華學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí),全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
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篇4
[關(guān)鍵詞]數(shù)列求和;數(shù)列的分類;方法的選擇
中圖分類號(hào):G623.5
數(shù)列求和是數(shù)列的重要內(nèi)容之一,在新課標(biāo)高考和各種考查中都占有重要的地位。由于數(shù)列求和沒有通性通法,學(xué)生在解題時(shí),只能盲目地照搬教輔資料上的方法。針對(duì)這種情況,筆者有一點(diǎn)求解心得,即依據(jù)通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)將求和數(shù)列進(jìn)行分類,運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想,有針對(duì)性地將通項(xiàng)公式整理變形后,同等差、等比數(shù)列相聯(lián)系,從而求和。
1.求和數(shù)列的分類
1.1 等差、等比型數(shù)列:即數(shù)列通項(xiàng)公式最終可化簡(jiǎn)整理成一次函數(shù)模型或者指數(shù)型函數(shù)模型的數(shù)列。
如:an=kn+b和an=kqn型的數(shù)列。
1.2 組合數(shù)列:即由一個(gè)等差和一個(gè)等比數(shù)列構(gòu)造而成的數(shù)列。
設(shè){an}是等差數(shù)列、{bn}是等比數(shù)列
1.2.1 加減組合數(shù)列:即由一個(gè)等差和一個(gè)等比數(shù)列相加減組成的數(shù)列。
如:數(shù)列{cn}的通項(xiàng)公式為cn=an+bn
1.2.2 乘除組合數(shù)列:即由一個(gè)等差和一個(gè)等比數(shù)列相乘除組成的數(shù)列。
如:cn=an·bn和
相除時(shí),等差數(shù)列做分子,等比數(shù)列做分母,此時(shí)依然為等比數(shù)列。
1.3 分式型數(shù)列:即通項(xiàng)公式可整理成分式的數(shù)列。
如:
2.各類數(shù)列求和的解法分析
在新課標(biāo)中,常用的求和方法有:公式法、分組求和法、錯(cuò)位相減法、裂項(xiàng)法。
2.1 等差、等比型數(shù)列
此類數(shù)列最終可化簡(jiǎn)成等差、等比數(shù)列,故可采用公式法求和,即直接用求和公式求解。
例1、(2010陜西卷)已知{an}是公差不為零的等差數(shù)列,a1=1且a1,a3,a9成等比數(shù)列。
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn
解:(1)由已知得
解得d=1,d=0 (舍去)故{an}的通項(xiàng)an=1+(n-1)×1=n
(2)由(1)知
由等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式得
注意:求和時(shí),搞清楚首項(xiàng)、公差、公比(是否為1)的值,以及求多少項(xiàng)的和,不一定是n項(xiàng)
2.2 組合數(shù)列
2.2.1 加減組合數(shù)列:采用分組求和法求和,即將數(shù)列分成幾個(gè)等差、等比、或常見的數(shù)列,然后分別求和再合并。
例2、求數(shù)列的前n項(xiàng)的和。
解:因?yàn)?/p>
所以
注意:分組求和法實(shí)際上是公式法的延伸運(yùn)用。
2.2.2 乘除組合數(shù)列:此類數(shù)列的求和在高考中占有相當(dāng)重要的位置,一般可采用錯(cuò)位相減法求和。此方法的目的是將原數(shù)列轉(zhuǎn)化成等比數(shù)列后再求和。
例3、(2010新課標(biāo)全國卷)設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1-an=3×22n-1
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(2)令bn=nan,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn
解:(1)由已知,當(dāng)n≥1時(shí),
an+1=[(an+1-an)+(an-an-1)+…+(a2-a1)]+a1
=3(22n-1+22n-3+…+2)+2=22(n+1)-1。
而a1=2,所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=22n-1。
(2)由bn=nan=n·22n-1知
①
故有②
①-②得
。
即
注意:相減過程中項(xiàng)的正負(fù)號(hào)及項(xiàng)的取舍,以及相減后求和時(shí),項(xiàng)的個(gè)數(shù)為項(xiàng)。
2.3 分式型數(shù)列:可采用裂項(xiàng)法求和。此方法的特點(diǎn)是將原數(shù)列每一項(xiàng)拆為兩項(xiàng)之差,通過相加相消后,只剩下有限的幾項(xiàng)。
例4、(2010山東卷)已知等差數(shù)列{an}滿足:a3=7,a5+a7=26,{an}的前n項(xiàng)和為Sn.
(1)求an及Sn;(2)令bn=(n∈N*),求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,因?yàn)閍3=7,a5+a7=26,所以有
,解得a1=3,d=2,
所以an=3+2(n-1)=2n+1;==。
(2)由(1)知an=2n+1,所以bn===,
所以,
即數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和。
注意:裂項(xiàng)時(shí)可采用待定系數(shù)法進(jìn)行裂項(xiàng),另外在相加相消的過程中,分清楚留下的項(xiàng)和消去的項(xiàng)。
2.4 其它求和方法:如倒序相加法,這是在推導(dǎo)等差數(shù)列求和公式時(shí)所用的方法,但這種方法在解題中很少應(yīng)用。
3.數(shù)列求和的解題過程
通過以上的分析可看出,數(shù)列求和的關(guān)鍵不在于求和本身,而在于通項(xiàng)公式的求解。每一種方法使用的前提都和通項(xiàng)公式相關(guān),每一種方法的選擇都是從通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)中觀察得來的,所以數(shù)列求和的解題步驟是:
(1)求通項(xiàng)公式an,(2)化簡(jiǎn)整理an,
(3)依據(jù)an的結(jié)構(gòu)選擇方法,下面是通項(xiàng)公式結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的方法:
an是等差、等比型則用公式法;an是加減組合形式則用分組求和法;
an是乘除組合形式則用錯(cuò)位相減法;an是分式形式則用裂項(xiàng)法。
另外在近幾年的高考中,也出現(xiàn)了多種求和方法綜合在一起考查的例子,如:
例5、(2009全國卷)在數(shù)列{an}中,
(1)設(shè),求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn
解:(1)由已知有
利用累差迭加即可求出數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式:()
(2)由(1)知,
=
而,又是一個(gè)典型的錯(cuò)位相減法模型,
易得用分組求和的方法得:Sn=n(n+1)+-4
綜上所述,依據(jù)通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)將求和數(shù)列進(jìn)行分類,可使數(shù)列求和問題的求解具有規(guī)律性和針對(duì)性。同時(shí)我們也可看出,數(shù)列求和是一個(gè)復(fù)雜的問題,并非所有數(shù)列我們都能求和。在新課標(biāo)中大多數(shù)求和的數(shù)列都是由我們所學(xué)過的等差、等比數(shù)列構(gòu)造而來的新數(shù)列,因此數(shù)列求和問題的基本思想是以轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ),合理地進(jìn)行變形,將新數(shù)列同我們所學(xué)過的等差、等比數(shù)列相聯(lián)系,從而達(dá)到以舊解新的目的。
參考文獻(xiàn)
篇5
【關(guān)鍵詞】高考數(shù)學(xué) 數(shù)列求和 題型 解法技巧
數(shù)列求和是數(shù)列的重要內(nèi)容,也是高考的重點(diǎn)考察對(duì)象。它幾乎涵蓋了數(shù)列中所有的思想、策略、方法、技巧,對(duì)學(xué)生的知識(shí)和思維能力都有很高的訓(xùn)練價(jià)值??荚嚂r(shí)把求和作為大題的一個(gè)不可缺少的一問單列,其重要性不言而喻。因此,我們根據(jù)不同題型總結(jié)出一些常見題型及解法技巧,以提高同學(xué)們數(shù)列求和的能力。
1.公式法(常規(guī)公式)
(1)直接利用等差數(shù)列和等比數(shù)列求和均可直接利用求和公式。
a 等差數(shù)列{an} 的前n項(xiàng)和Sn=(a1+an)?n2=na1+n(n-1)2d
b 等比數(shù)列{an} 的前n項(xiàng)和Sn=a1(1-qn)1-q=a1-anqn1-q(q≠1)
2.倒序相加法
如果一個(gè)數(shù)列,與首末兩項(xiàng)等距離的兩項(xiàng)之和等于首末兩項(xiàng)之和,可采用把正著寫與倒著寫的兩個(gè)和式相加,就得到一個(gè)常數(shù)列的和,這一求和方法稱為倒序求和法。這種求和方法在推導(dǎo)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和也曾用過。
例1: 求sin21°+sin23°+…+sin288°+sin289° 的值。
【解題思路】
本題是求函數(shù)值的和,通過對(duì)其解析式的研究,尋找它們的規(guī)律然后進(jìn)行解決。
解:求sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289° 的值。
解:設(shè)S=sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289°①
將①右邊反序得
S=sin289°+sin288°+…+sin23°+sin22°+sin21° ②
即
S=cos21°+cos22°+cos23°+…+cos288°+cos289° ③
①+③得
2S=(sin21°+cos21°)+(sin22°+cos22°)+(sin23°+cos23°)+…+(sin288°+cos288°) +(sin289°+cos289°)=89,
S=4412。
3.錯(cuò)位相減法
錯(cuò)位相減法:
若{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,求數(shù)列{anbn}(差比數(shù)列)前n項(xiàng)和,可由Sn-qSn求Sn,其中q為{bn} 的公比。
例2:已知等比數(shù)列{an} 的前n 項(xiàng)和為Sn=a?2n+b ,且a1=3
(1)求a 、b 的值及數(shù)列{an} 的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=nan ,求數(shù)列{bn} 的前n 項(xiàng)和Tn。
解:(1)n ≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2n-1 。而{an} 為等比數(shù)列,得a1=21-1?a=a ,
又a1=3 ,得a=3 ,從而an=3?2n-1 。又a1=2a+b=3,b=-3 。
(2)bn=nan=n3?nn-1 ,Tn=13(1+22+322+…+n2n-1)…①
12Tn=13(12+222+323+…+n-12n-1+n2n)…②
①-②得 ,12Tn=13(1+12+122+…+12n-1-n2n),
Tn=23[1?(1-12n)1-12-n2n]=43(1-12n-n2n+1)
練習(xí):求和:Sn=1+2a+3a2+…+nan-1 (a≠1)。
練習(xí):已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,對(duì)任何正整數(shù)n,點(diǎn)Pn(n,Sn)都在函數(shù) 的圖象上,且過點(diǎn)Pn(n,Sn)的切線的斜率為Kn.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn=2knan ,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn
4. 裂項(xiàng)項(xiàng)消法
“裂項(xiàng)項(xiàng)消法”就是把數(shù)列的項(xiàng)拆成幾項(xiàng),并使它們求和的過程中出現(xiàn)相同的項(xiàng),且這些相同的項(xiàng)能夠相互抵消,從而達(dá)到將求n個(gè)數(shù)的和的問題轉(zhuǎn)化為求少數(shù)的幾項(xiàng)的和的目的。
例3: 把正偶數(shù)列{2n} 中的數(shù)按上小下大,左小右大的順序排序成下圖“三角形”所示的數(shù)表.設(shè)amn 是位于這個(gè)三角形數(shù)表中從上到下的第m 行,從左到右的第n 列的數(shù).
(1)若記三角形數(shù)表中從上往下數(shù)第n 行各數(shù)之和為bn ,求數(shù)列{bn} 的通項(xiàng)公式.
(2)記cn-1=nbn+n(n-1) (n…2 ),數(shù)列{cn} 的前 n項(xiàng)和為 Sn.
解:(1)若數(shù)列{xn} 的通項(xiàng)公式為xn=2n ,則其前m 項(xiàng)和Tn=n(n+1)
bnn(n+1)2 [n(n+1)2+1]-(n-1)n2[(n-1)n2+1]=n3+n
(2)cn-1=nn3+n+n(n-1)=nn3+n2=1n(n+1)
cn=1(n+1)(n+2)=1n+1-1n+2
Sn=12 -13+13-14+…+1n+1-1n+2=12-1n+2
練習(xí):對(duì)于每一個(gè)正整數(shù)n ,拋物線y=(n2+n)x2-(2n+1)x+1 與 x軸交于An,Bn 兩點(diǎn),則|A1B1|+|A2B2|+…+|A2004B2004| 的值為。
篇6
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);數(shù)列;解題技巧
數(shù)列問題是高中必修課程中的重難點(diǎn),是高中數(shù)學(xué)的重要環(huán)節(jié),在整個(gè)高中數(shù)學(xué)知識(shí)體系及高考命題中都占據(jù)著十分重要的地位,近些年,數(shù)列課程比重日漸增多,高考中經(jīng)常出現(xiàn)創(chuàng)新題型,因此,在學(xué)習(xí)中掌握高考數(shù)列的命題規(guī)律及解題相關(guān)技巧顯得尤為重要。
一、數(shù)列基礎(chǔ)知識(shí)一定要掌握牢
從2003年實(shí)行新課標(biāo)后,數(shù)列就被列入到必修五教材中,數(shù)列在教材中重點(diǎn)是等差等比數(shù)列的概念,通項(xiàng)及前n項(xiàng)和公式及應(yīng)用,數(shù)列與函數(shù)的關(guān)系等;難點(diǎn)是等差等比數(shù)列的通項(xiàng)及前n項(xiàng)和公式的靈活應(yīng)用,求一些特殊數(shù)列的前n項(xiàng)和等;關(guān)鍵是等差等比數(shù)列的基本元素(a1,an,Sn,d,q)間的換算及恒等變形。
二、數(shù)列知識(shí)在高考中的地位一定要明確
數(shù)列知識(shí)是高中數(shù)學(xué)教材中的一個(gè)獨(dú)立章節(jié),具有十分重要的地位,是必考內(nèi)容,無論是全國卷還是省卷都占據(jù)一席之地。
數(shù)列近三年在高考中的出題方向及趨勢(shì)是:一般數(shù)列問題會(huì)有5-15分值,如果兩道題常出現(xiàn)在選擇和填空中,一般考查基礎(chǔ)知識(shí),分值為10分。若出現(xiàn)在解答題中,一般一道題,分值一般為10-15分。解答題近兩年在全國理科卷里出現(xiàn)的情況較少,但對(duì)于今后的學(xué)習(xí)卻不課忽視,因?yàn)閿?shù)列在今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中起著基礎(chǔ)作用,我們斷不可輕視。
三、數(shù)列的常用解題技巧
(一)掌握數(shù)列常用的數(shù)學(xué)思想
數(shù)學(xué)思想方法成為近兩年高考考點(diǎn),在解決數(shù)列問題時(shí)常用到的思想方法有:方程思想、等價(jià)轉(zhuǎn)化思想、類比思想、函數(shù)思想、不等式思想、分類討論思想等。解題不要囿于一種數(shù)學(xué)思想,兩種數(shù)學(xué)思想混合應(yīng)用的情況很常見。
如2013年的大綱卷(理)17題(10分):等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知S3=a22,且S1,S2,S4成等比數(shù)列,求{an}的通項(xiàng)式。
這道題就是主要考查等差數(shù)列的通項(xiàng)、 前n項(xiàng)和公式,以及利用裂項(xiàng)相消法求前n項(xiàng)和;考查的數(shù)學(xué)思想就是方程思想、轉(zhuǎn)化思想及邏輯思維能力的。
如2016年全國II卷,(理)17題(12分):Sn等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且a1=1,S7=28,bn=[lgan],其中[x]表示不超過x的最大整數(shù),如[0.9]=0,[lg99]=1。(I)求b1,b11,b101;(II)求數(shù)列{bn}的前1000項(xiàng)和。也是考查等價(jià)轉(zhuǎn)化思想及分類討論思想的應(yīng)用。
(二)掌握數(shù)列的性質(zhì)
數(shù)列作為一種特殊的函數(shù),因此它具有函數(shù)的性質(zhì),比如單調(diào)性、最值、周期性等等,數(shù)列的函數(shù)性質(zhì),作為數(shù)列與函數(shù)的交匯點(diǎn)的知識(shí)考查,是近幾年高考試題的熱點(diǎn),也是考查學(xué)生綜合能力的出發(fā)點(diǎn)。
1.數(shù)列的單調(diào)性
數(shù)列的單調(diào)性是指:一般的,如果數(shù)列{an}滿足,對(duì)于任意的正整數(shù)n,都有an+1>an(或an+1
如2013年全國II卷(理)16題(5分):等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知S10=0,S15=25,則nSn的最小值為_______。就是考查等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式以及通過轉(zhuǎn)化利用函數(shù)的單調(diào)性判斷數(shù)列的單調(diào)性來做答。
2.數(shù)列的周期性是指:對(duì)于數(shù)列{an}如果存在確定的數(shù)T和n0,(T≠0,n0∈N+)使得n≥n0恒有an+T=an,則稱{an}是從第n0項(xiàng)起周期為T的數(shù)列
在高考中對(duì)數(shù)列周期性的考查主要涉及到以下兩種形式的題目:(1)已知周期,求數(shù)列中的項(xiàng);(2)已知數(shù)列,求周期進(jìn)而解決其他問題。
2014年全國II卷,(文)16題(5分):數(shù)列{an}滿足an+1= ,a2=2,則a1=_________。該題是填空題的壓軸題,主要考查數(shù)列的遞推關(guān)系式,且無法轉(zhuǎn)化成特殊的數(shù)列,則可通過遞推關(guān)系式求出數(shù)列中的若干項(xiàng),發(fā)現(xiàn)數(shù)列的周期性特點(diǎn),從而得到所求。
另外,數(shù)列的最值在高考中考查的次數(shù)較少,這里就不贅述了。
(三)數(shù)列的解題方法
1.熟練基礎(chǔ)方法
通項(xiàng)與求和公式的直接應(yīng)用,只要理解并熟用等差等比數(shù)列的通項(xiàng)公式及求和公式即可。
2.求數(shù)列的通項(xiàng)公式
累差疊加,累商疊乘法是高考中常用的方法,從而考查對(duì)數(shù)列的掌握情況。
3.劃歸轉(zhuǎn)化法解題
化歸轉(zhuǎn)化技巧就是把一些不能直接解的數(shù)列問題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的、已知的問題來求解。例如把數(shù)列問題轉(zhuǎn)化成等差、等比數(shù)列的問題求解;或者把數(shù)列問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題求解;把數(shù)列的通項(xiàng)公式和求和公式看成是n的函數(shù)。
如2014遼寧高考(理)8題,(5分)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,若數(shù)列{2 an}為遞減數(shù)列,則( )
A.d0 C.a1d0
主要考查等差數(shù)列的通項(xiàng)公式,函數(shù)的單調(diào)性等知識(shí),體現(xiàn)了對(duì)數(shù)列和函數(shù)的綜合考查。
4.運(yùn)用公式由sn求an
這種類型的題目常給出Sn與n的關(guān)系,或者Sn與an的關(guān)系,進(jìn)而求數(shù)列的通項(xiàng)公式??衫霉?/p>
anS1 n=1
Sn-Sn-1 n≥2 求其通項(xiàng)。
5.用數(shù)學(xué)歸納法求數(shù)列的通項(xiàng)公式
數(shù)學(xué)歸納法常常也用在求解數(shù)列通項(xiàng)公式類型的題目中,在由遞推公式求數(shù)列的通項(xiàng)時(shí),如果常規(guī)的方法難以解決,那么通常可以采用“數(shù)學(xué)歸納法”。如2008年遼寧卷(理)21題(12分),數(shù)列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差數(shù)列,bn,an+1,bn+1成等比盜校n∈N )
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測(cè){an},{bn}的通項(xiàng)公式,并證明你的結(jié)論;
(Ⅱ)證明:++…+
此題是考查等差數(shù)列,等比數(shù)列知識(shí),綜合運(yùn)用合情推理通過觀察,找出規(guī)律,提出猜想,再利用數(shù)學(xué)歸納法證明來解題。
6.裂項(xiàng)相消法
裂項(xiàng)相消是分解和組合思想在數(shù)列求和中的應(yīng)用,其實(shí)質(zhì)是將數(shù)列中的每一項(xiàng)(通項(xiàng))分解,然后重新組合,使之能夠消去一些項(xiàng),最終達(dá)到求和的目的。
2015年全國I卷(理)17題(12分),Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和。已知an>0,an2+an=4Sn+3。
(Ⅰ)求{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和。
此題是考查利用an與Sn的關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)公式以及裂項(xiàng)相消法求和,先利用an與sn的關(guān)系,an=Sn-Sn-1(n≥2)推導(dǎo)出數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式,然后利用裂項(xiàng)相消法求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和即可。
7.e位相減求和法
在推導(dǎo)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí)采用的是錯(cuò)位相減的求和方法,該方法中“相減”突破了學(xué)生以往“求和即相加”的固有思想,高考中常會(huì)遇到。
由于錯(cuò)位相減法計(jì)算量較大,學(xué)生在考場(chǎng)上有限的時(shí)間里很容易因?yàn)橛?jì)算失誤失分,提高計(jì)算的準(zhǔn)確性尤為重要。
8.放縮法解決數(shù)列不等式
放縮法是不等式證明的一種基本方法,而數(shù)列不等式也常常通過放縮法來證明。通常我們把數(shù)列的通項(xiàng)放縮成可求和或可求積的數(shù)列,進(jìn)而證明結(jié)論。
2014年全國II卷(理),17題,(12分)已知數(shù)列an滿足a1=1,an+1=3an+1。
(I)證明:{an+}是等比數(shù)列,并求{an}的通項(xiàng)公式;
(II)證明:++…+
此題是考查數(shù)列的遞推關(guān)系,不等式的證明及數(shù)列求和等知識(shí),而不等式的證明就用到了放縮法進(jìn)行處理,一是求和中的放縮;二是求和后比較中的放縮。一般情況,數(shù)列求和中的放縮的“目標(biāo)數(shù)列”為“可求和數(shù)列”,如等比數(shù)列,可裂項(xiàng)相消法求和的數(shù)列等。
除以上方法外,還有分組求和法、利用構(gòu)造法和單調(diào)性、歸納法解決數(shù)列不等式問題。
四、考點(diǎn)變化
等比數(shù)列的考點(diǎn)仍是基本量的計(jì)算,等差數(shù)列的難度略有下降,遞推數(shù)列的設(shè)置難度略有提高,位于填空題的壓軸位置,這對(duì)今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)起到一定的引導(dǎo)作用,就要求我們除了要有準(zhǔn)確的計(jì)算能力,更應(yīng)重視方法的研究。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙昱.數(shù)列問題的教學(xué)思考.遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文,2013年
[2]華玲蓉.2010年高考數(shù)列問題類型及解題策略.基礎(chǔ)教育論壇,2010年11期
篇7
()必做1 若數(shù)列{an}滿足an+1=2an,0≤an
≤,
2an-1,
≤an
[牛刀小試]
精妙解法 由a1=,得a2=,a3=,a3=,…,{an}是以3為周期的數(shù)列,所以a20=a2=.
極速突擊 數(shù)列核心在于“律”,數(shù)列考查一定會(huì)予以體現(xiàn). 本題及類似問題往往具有一定的規(guī)律,如周期性,與自然數(shù)列、偶數(shù)數(shù)列、奇數(shù)數(shù)列等有某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,大家應(yīng)善于總結(jié)規(guī)律,從數(shù)列的概念出發(fā),根據(jù)條件,從特殊到一般,抽象概括,歸納規(guī)律.
誤點(diǎn)警示 非基本數(shù)列是難點(diǎn),應(yīng)從特殊情況入手,以兩個(gè)基本數(shù)列、特殊數(shù)列為基礎(chǔ),重點(diǎn)在思維,掌握觀察的步驟(整體―局部―整體),會(huì)歸納概括是突破點(diǎn).
()必做2 觀察下列算式:
13=1,
23=3+5,
33=7+9+11,
43=13+15+17+19,
……
若某數(shù)m3按上述規(guī)律展開后,發(fā)現(xiàn)等式右邊含有“2013”這個(gè)數(shù),則m=_______.
[牛刀小試]
精妙解法 某數(shù)m3按上述規(guī)律展開后,則等式右邊為m個(gè)連續(xù)奇數(shù)的和,注意每行的最后一個(gè)數(shù)的規(guī)律,1=12+0,5=22+1,11=32+2,19=42+3,…,m3的最后一個(gè)數(shù)為m2+(m-1). 當(dāng)m=44時(shí),m2+(m-1)=1979,當(dāng)m=45時(shí),m2+(m-1)=2069,所以要使當(dāng)?shù)仁接颐婧小?013”這個(gè)數(shù),則m=45.
極速突擊 本題考查了歸納推理. 解決此類問題時(shí),要注意分析題目給定的信息,找到題目滿足的規(guī)律. 要從一個(gè)“點(diǎn)”入手,如分式中的分子或者分母,一列數(shù)中的第一個(gè)數(shù)或者最后一個(gè)數(shù)等.
等差數(shù)列
等差數(shù)列及其前n項(xiàng)和的基本解題思路是:
(1)方程法,即將an與Sn統(tǒng)一表示為a1和d的方程(組),以求其基本量(五個(gè)基本量中,通常先求出a1和d,然后求其他的基本量).
(2)函數(shù)法,即利用函數(shù)思想解決數(shù)列問題,等差數(shù)列的通項(xiàng)、求和公式可分別表示成an=kn+b(一次函數(shù)),Sn=An2+Bn(不帶常數(shù)項(xiàng)的二次函數(shù))(n∈N?)等.
(3)性質(zhì)法,即運(yùn)用等差數(shù)列的相關(guān)性質(zhì)解題,??烧w代換,回避單個(gè)求值,較為常用的如:a,b,c成等差?2b=a+c;m+n=p+q?am+an=ap+aq(n,m,p,q∈N?);有關(guān)和的性質(zhì),Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…仍成等差數(shù)列等.
()必做3 等差數(shù)列{an}中,如果a1+a4+a7=39,a3+a6+a9=27,數(shù)列{an}前9項(xiàng)的和為( )
A. 297 B. 144
C. 99 D. 66
[牛刀小試]
精妙解法 由a1+a4+a7=39,得3a4=39,a4=13. 由a3+a6+a9=27,得3a6=27,a6=9,所以可得S9====9×11=99,選C.
或者由a1+a4+a7=3(a1+3d)=39,a3+a6+a9=3(a1+5d)=27,得到S9=9(a1+4d)=99.
極速突擊 等差數(shù)列問題一般都轉(zhuǎn)化為關(guān)于首項(xiàng)a1與公差d的方程或方程組,方程思想與基本量思想在解決基本數(shù)列問題中作用突出. 利用等差數(shù)列的性質(zhì)求解就要關(guān)注項(xiàng)的下標(biāo)的規(guī)律,數(shù)列中的下標(biāo)就是函數(shù)中的自變量x,性質(zhì)往往可以在下標(biāo)中體現(xiàn),不過能利用性質(zhì)求解的問題,都可以通過整體運(yùn)算求解,不必過分強(qiáng)調(diào)性質(zhì)的機(jī)械記憶.
()必做4 已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=2,an+2=1+cos2
an+sin2,則該數(shù)列的前18項(xiàng)和為( )
A. 2101 B. 1067
C. 1012 D. 2012
[牛刀小試]
精妙解法 當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),an+2=an+1,這是一個(gè)首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列;當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),an+2=2an,這是一個(gè)以2為首項(xiàng),公比為2的等比數(shù)列,
所以S18=a1+a2+…+a17+a18=(a1+a3+…+a17)+(a2+a4+…+a18)=9a1+×1+=9+36+1022=1067.
極速突擊 在等差數(shù)列中,首項(xiàng)和公差是基本量;a1,an,d,n,Sn五個(gè)量中知三求二,一般用方程思想求解,有時(shí)也可用首項(xiàng)、末項(xiàng)和中項(xiàng)來表示,并注意整體代換.
等比數(shù)列
等比數(shù)列及其前n項(xiàng)和的基本解題思路是:
(1)方程法,即將an與Sn統(tǒng)一表示為a和q的方程(組),以求其基本量(五個(gè)基本量中,通常先求出a1和q,然后求其他的基本量).
(2)性質(zhì)法,即運(yùn)用等比數(shù)列的相關(guān)性質(zhì)解題,??烧w代換,回避單個(gè)求值,較為常用的如:a,b,c成等比?b2=ac;m+n=p+q?aman=apaq(m,n,p,q∈N?);有關(guān)和的性質(zhì),Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…仍成等比數(shù)列等.需要指出,等差、等比數(shù)列的性質(zhì)具有對(duì)稱性,因此可用類比的思想理解和記憶.
()必做5 設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且a5=S5,則=________.
[牛刀小試]
精妙解法 {an}是等比數(shù)列,且a5=S5,所以a1+a2+a3+a4=0,所以a1(1+q+q2+q3)=a1(1+q)(1+q2)=0,所以q=-1,所以S2010==0,即=0.
極速突擊 與等差數(shù)列一樣,在等比數(shù)列中,首項(xiàng)和公差是基本量;a1,an,q,n,Sn五個(gè)量中知三求二,一般用方程思想求解,但要注意等比數(shù)列的一些限制條件.
()必做6 已知數(shù)列{an}為等比數(shù)列,a4+a7=2,a5?a6=-8,則a1+a10的值為______.
[牛刀小試]
精妙解法 在等比數(shù)列中,a5?a6=a4?a7=-8,所以公比q
a7=4或a4=4,
a7=-2.由a4=-2,
a7=4解得a1=1,
q3=-2,此時(shí)a1+a10=a1+a1q9=1+(-2)3= -7. 由a4=4,
a7=-2解得a1=-8,
q3
=-,此時(shí)a1+a10=a1+a1q9=-8
1-=-7. 綜上,a1+a10=-7.
極速突擊 與等差數(shù)列一樣,在等比數(shù)列中,也是關(guān)注基本量:首項(xiàng)和公比;a1,an,q,n,Sn五個(gè)量中知三求二,一般用方程思想求解,注意等比數(shù)列運(yùn)算與等差數(shù)列的差異,等比數(shù)列問題中會(huì)用到更多的積、商、冪運(yùn)算,而等差數(shù)列較多的用和、差運(yùn)算,另外,還要注意等比數(shù)列公比對(duì)公式應(yīng)用的限制.
()必做7 在各項(xiàng)為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,已知a3+a4=11a2?a4,且前2n項(xiàng)的和等于它的前2n項(xiàng)中偶數(shù)項(xiàng)之和的11倍,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=_________.
[牛刀小試]
精妙解法 設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,前2n項(xiàng)和為S2n,前2n項(xiàng)中偶數(shù)項(xiàng)之和為Tn,則S2n=,Tn=,由題意可知S2n=11Tn,即=,解得q=,(或令n=1,則S2=11T1,即a1+a2=11a2,化簡(jiǎn)得a1=10a2,故q=). 又a3+a4=11a2?a4,所以a1 q2+a1q3=11aq4,化簡(jiǎn)得1+q=11a1q2,將q=代入可得a1=10,故an=a1qn-1==102-n.
極速突擊 等比數(shù)列問題關(guān)注兩個(gè)基本量a1,q,通過列方程或者列方程組求解,還要注意利用求和公式時(shí)公比是否可以取到1的情況.
遞推數(shù)列
()必做8 數(shù)列{an}中,an+1+(-1)nan=2n-1,則數(shù)列{an}的前12項(xiàng)和等于( )
A. 76 B. 78 C. 80 D. 82
[牛刀小試]
精妙解法 由已知,得(-1)n+1an+1-an=(-1)n+1(2n-1) ①,an+2+(-1)n+1an+1=2n+1 ②,②-①,得an+2+an=(-1)n(2n-1)+(2n+1),取n=1,2,5,6,9,10,結(jié)果相加可得S12=a1+a2+a3+a4+…+a11+a12=2×1+1-(2×1-1)+2×2+1+(2×2-1)+…+2×10+1+(2×10-1)=78. 故選B.
極速突擊 從遞推關(guān)系尋求數(shù)列規(guī)律,觀察歸納是關(guān)鍵,“克隆”關(guān)系式是利用率極高的方法,通過“克隆”關(guān)系式,與原來的關(guān)系組合、變換,推出項(xiàng)與項(xiàng)之間的新關(guān)系,轉(zhuǎn)化為其子數(shù)列或者新數(shù)列為特殊數(shù)列,從而轉(zhuǎn)化為常規(guī)數(shù)列問題.
()必做9 已知數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1+an=4n-3(n∈N?),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=______.
[牛刀小試]
精妙解法 由an+1+an=4n-3(n∈N?)得an+2+an+1=4n+1(n∈N?),
兩式相減,得an+2-an=4,
所以數(shù)列{a2n-1}是首項(xiàng)為a1,公差為4的等差數(shù)列;數(shù)列{a2n}是首項(xiàng)為a2,公差為4的等差數(shù)列.
由a2+a1=1,a1=2,得a2=-1,
所以an=2n,n為奇數(shù),
2n-5,n為偶數(shù).
極速突擊 高考考查的趨勢(shì)已由“套路型”的構(gòu)造轉(zhuǎn)化為對(duì)觀察、歸納、抽象、概括、一般與特殊等思維能力的考查,可以先通過個(gè)別關(guān)系找出規(guī)律,一些數(shù)列往往不是整體體現(xiàn)一種規(guī)律,而是偶數(shù)項(xiàng)或者奇數(shù)項(xiàng)等子數(shù)列具有某些規(guī)律. 通過“克隆”關(guān)系式產(chǎn)生新的遞推關(guān)系,找出部分?jǐn)?shù)列的規(guī)律,化整為零解決.已知數(shù)列的遞推式求通項(xiàng)公式根據(jù)條件不同,常用方法有:(1)遞推式為an+1=an+f(n),累加法,其中f(n)可求和;(2)遞推式為an+1=an?f(n),累乘法,其中f(n)可求積;(3)an與Sn關(guān)系或者Sn與Sn-1關(guān)系,利用an=S1,n=1,
Sn-Sn-1,n≥2 等等.
()必做10 已知定義在[0,+∞)上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=3f(x+2),當(dāng)x∈[0,2)時(shí), f(x)=-x2+2x. 設(shè)f(x)在[2n-2,2n)上的最大值為an(n∈N?),且{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則Sn=_______.
[牛刀小試]
精妙解法 由題, f(x+2)=f(x),即f(x)=f(x-2),在[2n-2,2n)上,n=1,f(x)max=1,a1=1;n=2,f(x)max=,a2=;n=3, f(x)max=
,a3=
,…,an=
,所以Sn==1-
.
極速突擊 數(shù)列是定義在正整數(shù)集上的函數(shù),本題分段函數(shù)的最值正好為數(shù)列an(n∈N?)的相關(guān)項(xiàng).
(1)“巧用性質(zhì)、減少運(yùn)算量”在等差、等比數(shù)列的計(jì)算中非常重要. 解題要樹立“目標(biāo)意識(shí)”,“需要什么,就求什么”,既要合理地運(yùn)用條件,又要時(shí)刻注意題目要求的目標(biāo).
(2)已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn,求通項(xiàng)an,可利用公式an=S1,n=1,
Sn-Sn-1,n≥2,但易忽視an=S1 (n=1).
(3)對(duì)于等比數(shù)列前n項(xiàng)和Sn,當(dāng)公比是一字母時(shí),必須分公比等于1和不等于1兩種情況討論.
數(shù)列求和
()必做11 數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且有a1=2,3Sn=5an-4an-1+3Sn-1(n≥2).
若bn=n?an,則數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn=________.
[牛刀小試]
精妙解法 3Sn-3Sn-1=5an-4an-1(n≥2),所以an=2an-1,=2. 又a1=2,所以{an}是以2為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列,所以an=2?2n-1=2n,bn=n?2n,
Tn=1?21+2?22+3?23+…+n?2n,2Tn=1?22+2?23+…+(n-1)?2n+n?2n+1,
兩式相減得-Tn=21+22+…+2n-n?2n+1,所以-Tn=-n?2n+1=(1-n)?2n+1-2,所以Tn=2+(n-1)?2n+1.
極速突擊 轉(zhuǎn)化與化歸是解決數(shù)列問題的基本思想方法,“錯(cuò)位相減”是數(shù)列求和最重要的方法之一,適應(yīng)于{anbn}型的數(shù)列求和,其中{an}是一個(gè)等差數(shù)列,{bn}是一個(gè)等比數(shù)列. 求解過程、步驟具有固定的模式和規(guī)律.
誤點(diǎn)警示 乘以公比、兩式相減后得到的數(shù)列一般不是等比數(shù)列,相減后注意第一項(xiàng)與最后一項(xiàng),一般是等比數(shù)列的“異類”,中間求和的項(xiàng)數(shù)應(yīng)該是n-1項(xiàng),而不是n項(xiàng).
()必做12 在等差數(shù)列{an}中,an=3n,其前n項(xiàng)和為Sn,設(shè)數(shù)列{cn}滿足cn=,{an}的前n項(xiàng)和Tn=_______.
[牛刀小試]
精妙解法 Sn=,所以cn===
-,故Tn=?
1- +
- +…+
- =
1-=.
極速突擊 裂項(xiàng)相消求和是涉及分式、無理式求和問題的重要方法,不能轉(zhuǎn)化為基本數(shù)列的求和問題,可通過裂項(xiàng)達(dá)到化簡(jiǎn)、求和的目的,常見形式如=
-
.
誤點(diǎn)警示 “裂項(xiàng)相消”代數(shù)式變形過程較靈活,特別關(guān)注裂項(xiàng)后的系數(shù)變化,關(guān)注裂項(xiàng)相消后保留項(xiàng)的情況,一般保留分母最小、最大的項(xiàng),前、后保留的項(xiàng)數(shù)一致.
數(shù)列求和的方法有:
1. 公式法
(1)等差數(shù)列{an}的求和公式:Sn==na1+d;
(2)等比數(shù)列{an}的求和公式:Sn=na1,q=1,
,q≠1(切記:公比含字母時(shí)一定要討論);
(3)k=1+2+3+…+n=;
(4)k2=12+22+32+…+n2=;
(5)k3=13+23+33+…+n3=
.
2. 錯(cuò)位相減法
已知等差數(shù)列{an}和等比數(shù)列{bn},求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)的和常用此法.
設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q,
當(dāng)q=1時(shí),Sn=a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn=b1(a1+a2+…+an)=;
當(dāng)q≠1時(shí),因?yàn)镾n=a1b1+a2b2+a3b3+…+an-1bn-1+anbn,qSn=a1b2+a2b3+a3b4+…+an-1bn+anbn+1,
所以(1-q)Sn=a1b1+d(b2+b3+b4+…+bn)-anbn+1,
Sn=+.
3. 裂項(xiàng)相消法
首先往往把數(shù)列的通項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差,然后前n項(xiàng)求和時(shí),許多項(xiàng)正負(fù)相消,剩下首尾若干項(xiàng).裂項(xiàng)相消法需要一定的技巧,重點(diǎn)和難點(diǎn)都在于對(duì)通項(xiàng)的分拆,常見拆項(xiàng)公式有:
(1)an===-;
an==?=?
-;
an==?=?
-
;
(2)an==?=
-
;
(3)an==-;
(4)an==1+?
-;
(5)=-;
(6)an=?=?=-;
(7)=tan(n+1)°-tann°.
4. 分組求和法
有一類數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將這類數(shù)列適當(dāng)拆開,可分為幾個(gè)等差、等比數(shù)列或常見的數(shù)列,然后將“前n項(xiàng)的和”中的“同類項(xiàng)”先合并在一起,分別求和,再將其合并即可,這就是分組求和法.
5. 倒序相加法
這是推導(dǎo)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式時(shí)所用的方法.如果一個(gè)數(shù)列{an},與首末兩項(xiàng)等距的兩項(xiàng)之和等于首末兩項(xiàng)之和(即k∈{1,2,3,…,n-1},恒有ak+1+an-k=a1+an),則可把正著寫與倒著寫的兩個(gè)和式相加,就得到了一個(gè)常數(shù)列的和,這種方法稱為倒序相加法.
因?yàn)镾n=a1+a2+a3+…+an-2+an-1+an,Sn=an+an-1+an-2+…+a3+a2+a1,
所以2Sn=(a1+an)+(a2+an-1)+(a3+an-2)+…+(an-2+a3)+(an-1+a2)+(an+a1),
所以Sn=.
數(shù)列單調(diào)性與最值項(xiàng)
()必做13 已知等差數(shù)列{an} 的前n項(xiàng)和為Sn,且a1+a3+a5=105,a2+a4+a6=99,則Sn取得最大值時(shí)的n=___________.
[牛刀小試]
精妙解法 由a1+a3+a5=105,得3a3=105,a3=35.
由a2+a4+a6=99,得3a4=99,a4=33,
所以解得d=-2,a1=39,所以an=a1+(n-1)d=41-2n.
由an≥0,得n≤=20,所以當(dāng)n≤20,an>0,所以前20項(xiàng)之和最大,此時(shí)n=20.
極速突擊 根據(jù)等差數(shù)列的性質(zhì),只要確定“臨界項(xiàng)”即可確定其和取最大值的條件. 另外,數(shù)列是定義在正整數(shù)集上的函數(shù),也可以利用其前n項(xiàng)和公式、二次函數(shù)性質(zhì)或者基本不等式求解.
()必做14 已知數(shù)列{an}滿足an=1+
,bn=(n+2)(an-1),當(dāng)bn取最大值時(shí),n=________.
[牛刀小試]
精妙解法 由已知得bn=(n+2)(an-1)=(n+2)
,
==1+
,
當(dāng)n1,bn+1>bn;
當(dāng)n=7時(shí),bn+1=bn,即b8=b7;
當(dāng)n>7時(shí),bn+1
篇8
一、數(shù)列中的遞推關(guān)系
重難點(diǎn)剖析由遞推關(guān)系式確定數(shù)列的通項(xiàng)公式,通常可對(duì)遞推關(guān)系式進(jìn)行變形轉(zhuǎn)化成等差數(shù)列或等比數(shù)列,再由遞推關(guān)系求通項(xiàng). 利用遞推公式求數(shù)列的通項(xiàng)公式,要注重對(duì)通解通法的研究,主要掌握由a1和遞推關(guān)系先求出前幾項(xiàng),再歸納、猜想求an的方法,以及“化歸法”“疊加法”“疊乘法”等.
例1(2008江西)在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+ln
1+,則an等于()
A. 2+lnn B. 2+(n-1)lnn
C. 2+nlnn D. 1+n+lnn
簡(jiǎn)析因an+1=an+ln
1+,an+1=an+ln(n+1)-lnn,所以a2-a1=ln2-ln1,a3-a2=ln3-ln2,…,an-an-1=lnn-ln(n-1),由此可得an-a1=lnn,又因a1=2,所以an=2+lnn,故選A.
點(diǎn)評(píng)由遞推關(guān)系求通項(xiàng)公式主要有以下幾種情況:①已知首項(xiàng)a1,遞推關(guān)系為an+1=qan+b(n∈N∗),關(guān)鍵是將an+1=qan+b轉(zhuǎn)化為an+1+a=q(an+a)的形式;②已知a1且an-an-1=f(n),可用“逐差法”;③已知a且=f(n),可用“疊乘法”.
二、數(shù)列的求和
重難點(diǎn)剖析等比數(shù)列求和,分公比等于1和不等于1兩種情形,這點(diǎn)容易被忽略. 對(duì)其他特殊數(shù)列常用的求和方法有倒序相加法、錯(cuò)位相減法、分組轉(zhuǎn)化法、裂項(xiàng)求和法、公式求和法等. 其中裂項(xiàng)求和法的關(guān)鍵是對(duì)一般數(shù)列合理地拆分,還要注意相消后剩余多少項(xiàng),剩余的項(xiàng)一般成對(duì)出現(xiàn).
例2(2007福建)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,a1=1,an+1=2Sn(n∈N∗).
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)an;
(Ⅱ)求數(shù)列{nan}的前n項(xiàng)和Tn.
簡(jiǎn)析(Ⅰ)由an+1=Sn+1-Sn=2Sn,分析可得Sn=3n-1(n∈N∗),于是求得an=1,n=1,
2?3n-2,n≥2.
(Ⅱ)Tn=a1+2a2+3a3+…+nan,當(dāng)n=1時(shí),T1=1;當(dāng)n≥2時(shí),有
Tn=1+4?30+6?31+…+2n?3n-2①
3Tn=3+4?31+6?32+…+2n?3n-1②
由①②可求得Tn=+
n-3(n≥2). 又因T1=a1=1也滿足上式,故Tn=+
n-3n-1(n∈N∗).
點(diǎn)評(píng)本題考查了分類討論、化歸的數(shù)學(xué)思想方法以及推理和運(yùn)算的能力. “把一個(gè)數(shù)列分成幾個(gè)可以直接求和的數(shù)列”即為分組求和法;一個(gè)等差數(shù)列和一個(gè)等比數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)相乘構(gòu)成的數(shù)列的求和可用錯(cuò)位相減法.
三、數(shù)列與函數(shù)和方程
重難點(diǎn)剖析數(shù)列是特殊的函數(shù),是定義在自然數(shù)數(shù)集上的一列函數(shù)值. 通項(xiàng)公式及求和公式揭示了項(xiàng)和項(xiàng)數(shù)的依賴關(guān)系的本質(zhì)屬性. 若用“函數(shù)與方程”的意識(shí)解決數(shù)列中的綜合問題,則“簡(jiǎn)單且具有操作性”.
例3(2007廣東)已知函數(shù)f(x)=x2+x-1,α,β是方程f(x)=0的兩個(gè)根(α>β),f ′(x)是f(x)的導(dǎo)數(shù),設(shè)a1=1,an+1=an-(n=1,2,3,…).
(Ⅰ)求α,β的值;
(Ⅱ)已知對(duì)任意的正整數(shù)n有an>α,記bn=ln(n=1,2,3,…),求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
簡(jiǎn)析(Ⅰ)由求根公式得α=, β=.
(Ⅱ)f ′(x)=2x+1,an+1= ,α2=1-α,β2=1-β,所以bn+1=ln= ln=ln= ln
=2bn,所以數(shù)列{bn}是首項(xiàng)為b1=ln=4ln,公比為q=2的等比數(shù)列. 故Sn==4?(2n-1)ln.
點(diǎn)評(píng)本小題主要考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、一元二次方程、對(duì)數(shù)、數(shù)列等基礎(chǔ)知識(shí),合情推理、化歸與轉(zhuǎn)化、特殊與一般等數(shù)學(xué)思想方法,還考查抽象概括、推理論證及運(yùn)算求解的能力. 數(shù)列是特殊的函數(shù),而不等式是深刻認(rèn)識(shí)函數(shù)和數(shù)列的重要工具,三者綜合的求解題是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和能力的雙重檢驗(yàn),而三者的求證題所顯現(xiàn)出的代數(shù)推理是高考命題的新趨向.
四、數(shù)列與數(shù)學(xué)歸納法
重難點(diǎn)剖析使用數(shù)學(xué)歸納法證明命題時(shí),第一步是驗(yàn)證;第二步是推證,且必須用到歸納假設(shè),否則不是數(shù)學(xué)歸納法. 第二步從k到k+1時(shí),要注意項(xiàng)數(shù)的變化,這一步是關(guān)鍵.
例4(2008遼寧)在數(shù)列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差數(shù)列,bn,an+1,bn+1成等比數(shù)列.
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測(cè){an},{bn}的通項(xiàng)公式,并證明你的結(jié)論;
(Ⅱ)證明:++…+
簡(jiǎn)析(Ⅰ)由條件得2bn=an+an+1,a=bnbn+1. 于是a2=6,b2=9,a3=12,b3=16,a4=20,b4=25. 猜測(cè)an=n(n+1),bn=(n+1)2. 現(xiàn)用數(shù)學(xué)歸納法證明如下:
①當(dāng)n=1時(shí),由上可得結(jié)論成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),結(jié)論成立,即ak=k(k+1),bk=(k+1)2,那么當(dāng)n=k+1時(shí),ak+1=2bk-ak=2(k+1)2-k(k+1)=(k+1)(k+2),bk+1==(k+2)2.
所以當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論也成立.
綜上可知an=n(n+1),bn=(n+1)2對(duì)一切正整數(shù)都成立.
(Ⅱ)n=1時(shí),=2(n+1)n.
綜上,原不等式成立.
點(diǎn)評(píng)本題主要考查了等差數(shù)列、等比數(shù)列、數(shù)學(xué)歸納法、不等式等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)還考查了綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)、推理、論證的能力. 這是數(shù)列、不等式混合型考題,也是多年來在高考試卷中出現(xiàn)頻率最高的題型.
五、數(shù)列與不等式
重難點(diǎn)剖析數(shù)列與不等式的綜合題蘊(yùn)涵著豐富的數(shù)學(xué)思想,解題時(shí)通常要用到放縮法以及函數(shù)思想(如求函數(shù)的最值等). 這就要求同學(xué)們能夠靈活地運(yùn)用數(shù)列的相關(guān)性質(zhì)與不等式的方法去解決相關(guān)問題.
例5(2007重慶)各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和滿足S1>1,且6Sn=(an+1)(an+2),n∈N∗.
(Ⅰ)求{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè)數(shù)列{bn}滿足an(2-1)=1,并記Tn為{bn}的前n項(xiàng)和,求證:3Tn+1>log(an+3),n∈N∗.
簡(jiǎn)析(Ⅰ)由a1=S1=(a1+1)(a1+2),解得a1=1或a1=2. 由已知a1=S1>1,故a1=2. 又由an+1=Sn+1-Sn得(an+1+an)(an+1-an-3)=0,an+1=-an應(yīng)舍去,故an+1-an=3,從而{an}是公差為3,首項(xiàng)為2的等差數(shù)列,故an=3n-1.
(Ⅱ)證法1,由an(2-1)=1得bn=log2,從而有
Tn=log2
因(3n+3)3-(3n+5)(3n+2)2=9n+7>0,故f(n+1)>f(n). 特別地f(n)≥f(1)=>1,故3Tn+1-log2(an+3)=log2f(n)>0,即3Tn+1>log2(an+3).
篇9
■ 專項(xiàng)模擬
A. [4,+∞)
B. (-∞,-4]∪[4,+∞)
C. (-∞,0]∪[4,+∞)
D. 不能確定
3. 數(shù)列{an}中,an=n2+λn(n∈N+),若{an}為遞增數(shù)列,則λ的取值范圍為____________.
4. 數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1(n∈N+).
(Ⅰ)證明{an-n}是等比數(shù)列;
(Ⅱ)求{an}的前n項(xiàng)和Sn;
(Ⅲ)證明不等式Sn+1≤4Sn對(duì)任意n∈N+恒成立.
(Ⅰ)證明{an}是等差數(shù)列;
6. 設(shè){an}的前n項(xiàng)和Sn=n2-4n+4.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(Ⅱ)設(shè)各項(xiàng)均不為0的數(shù)列{bn}中,所有滿足bi?bi+1
8. 數(shù)列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差數(shù)列,bn,an+1,bn+1成等比數(shù)列.
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測(cè){an},{bn}的通項(xiàng),并證明你的結(jié)論;
在x=bn處的切線斜率.
(Ⅰ)求數(shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)若Tn是數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,證明:當(dāng)n≥2時(shí),2Sn>Tn+3n.
10. 數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=2an+1(n∈N+).
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);
11. 已知定義在R上的單調(diào)函數(shù)f(x),存在實(shí)數(shù)x0,使得對(duì)于任意實(shí)數(shù)x1,x2,總有f(x0x1+x0x2)=f(x0)+ f(x1)+f(x2)恒成立.
(Ⅰ)求x0的值.
12. 設(shè)an是關(guān)于x的方程xn+nx-1=0(n∈N+,x∈R+)的根,試證:
(Ⅰ)an∈(0,1);
(Ⅱ)an+1
14. 函數(shù)f(x)=x2-4,曲線y=f(x)在點(diǎn)(xn,f(xn))?搖處的切線與x軸的交點(diǎn)為(xn+1,0).
(Ⅰ)用xn表示xn+1;
(Ⅲ)若x1=4,bn=xn-2,Tn是數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,證明:Tn
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(Ⅲ)正數(shù)數(shù)列{cn}中,an+1=(cn)n+1(n∈N+),求數(shù)列{cn}中的最大項(xiàng).
(Ⅰ)求a2,a3,并猜想數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式,再用數(shù)學(xué)歸納法加以證明;
17. 已知函數(shù)f(x)=x3+x2,數(shù)列{xn}(xn>0)的第一項(xiàng)x1=1,以后各項(xiàng)按如下方式取定:曲線y=f(x)在(xn+1,f(xn+1))處的切線與經(jīng)過(0,0)和(xn,f(xn))兩點(diǎn)的直線平行. 求證:當(dāng)n∈N+時(shí),
18. 已知函數(shù)f(x)是在(0,+∞)上每一點(diǎn)都可導(dǎo)的函數(shù),且xf ′(x)>f(x)在x>0上恒成立.
(Ⅱ)當(dāng)x1>0,x2>0時(shí),求證:f(x1)+f(x2)
N+).
(Ⅰ)證明:an≥2(n≥2);
(Ⅱ)已知不等式ln(1+x)0成立,證明:an
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅰ)求正實(shí)數(shù)a的取值范圍;
■ 解題反思
1. 研究數(shù)列單調(diào)性時(shí),既可利用定義,通過比較前項(xiàng)與后項(xiàng)的大小關(guān)系得知數(shù)列單調(diào)性,又可借助與數(shù)列對(duì)應(yīng)的函數(shù)的單調(diào)性得知該數(shù)列的單調(diào)性. 由于數(shù)列是特殊的函數(shù),所以在利用函數(shù)的單調(diào)性來研究數(shù)列的單調(diào)性時(shí),還要注意區(qū)別. 因?yàn)閿?shù)列定義域中的取值是不連續(xù)的,所以數(shù)列的圖象是一些離散的點(diǎn),這樣就能理解即使數(shù)列不在其對(duì)應(yīng)函數(shù)的單調(diào)區(qū)間上,也可能具備單調(diào)遞增(或減)的性質(zhì). 也正因?yàn)檫@點(diǎn),同學(xué)們解題時(shí)不能直接對(duì)2. 數(shù)列與不等式的內(nèi)容經(jīng)整合可形成證明不等式、求參量取值范圍等問題. 數(shù)列不等式的證明方法相當(dāng)豐富,常見策略有:
(1)根據(jù)數(shù)列通項(xiàng)的特點(diǎn)直接求和,將式子化簡(jiǎn)可證得不等式. 直接求和的方法有求和公式法、裂項(xiàng)相消法、錯(cuò)位相減法、倒序相加法等,如第7、8題中的第(Ⅱ)問就是利用裂項(xiàng)相消法求和.
(2)通過放縮,將不便于求和的式子變形為易求和的式子,即將通項(xiàng)化為可裂項(xiàng)相消或可等比求和的結(jié)構(gòu),縮,將通項(xiàng)化為可裂項(xiàng)求和的結(jié)構(gòu).
(3)由于數(shù)列不等式是關(guān)于正整數(shù)的不等式,所以可以利用數(shù)學(xué)歸納法證明,如第9題中的第(Ⅱ)問和第13題.
(4)可利用函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)證明以數(shù)列為載體的不等式問題,如第15題中的第(Ⅲ)問,先構(gòu)造函數(shù)f(x)
1. C
2. C
3. λ>-3
4. (Ⅰ)證明略,提示:an=4n-1+n
5. (Ⅰ)證明略
6. (Ⅰ)an=1,n=1,2n-5,n≥2
7. (Ⅰ)an=6n-5
(Ⅱ)m的最小值為10,提示:利用裂項(xiàng)求和將式子化簡(jiǎn)
8. (Ⅰ)a2=6,a3=12,a4=20,b2=9,b3=16,b4=25,猜測(cè)an=n(n+1),bn=(n+1)2,證明略,提示:用數(shù)學(xué)歸納法證明
9. (Ⅰ)an=2n,bn=2n-1
(Ⅱ)證明略,提示:其實(shí)質(zhì)是證2n+2>n2+3n+4,可用數(shù)學(xué)歸納法,也可用二項(xiàng)展開式進(jìn)行放縮
10. (Ⅰ)an=2n-1
11. (Ⅰ)x0=1
3n+1>2n+1
12. (Ⅰ)證明略
(Ⅱ)證明略
15. (Ⅰ)an=n
(17. (Ⅰ)證明略18. (Ⅰ)證明略
(Ⅱ)證明略,提示:利用(Ⅰ)中證得的單調(diào)性
(Ⅲ)證明略,提示:先用數(shù)學(xué)歸納法證明當(dāng)xi>0時(shí),f(x1)+f(x2)+…+ f(xn)
19. (Ⅰ)證明略,提示:用數(shù)學(xué)歸納法證明
篇10
關(guān)鍵詞 數(shù)列極限;施篤茲法;級(jí)數(shù)求和
一、引言
極限是分析數(shù)學(xué)中最基本的概念之一,用以描述變量在一定的變化過程中的終極狀態(tài)。公元前5世紀(jì),希臘數(shù)學(xué)家安提豐(Antiphon)在研究化圓為方問題時(shí)創(chuàng)立了割圓術(shù),即從一個(gè)簡(jiǎn)單的圓內(nèi)接正多邊形(正方形、正六邊形)出發(fā),把每邊所對(duì)的圓弧二等分,聯(lián)結(jié)分點(diǎn),得到一個(gè)邊數(shù)加倍的圓內(nèi)接正多邊形,當(dāng)重復(fù)這一步驟足夠多次時(shí),所得圓內(nèi)接正多邊形面積與圓面積之差將小于任何給定的限度。在我國古代,樸素的、直觀的極限思想也有記載。例如,中國古代的《墨經(jīng)》中載有“窮,或有前,不容尺也”,《莊子?天下》中載有“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”,公元3世紀(jì)我國數(shù)學(xué)家劉徽創(chuàng)立的割圓術(shù),其中都包含了深刻的極限思想。極限是現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析奠基的基本概念,函數(shù)的連續(xù)性、導(dǎo)數(shù)、積分以及無窮級(jí)數(shù)的和等都是用極限來定義的??梢?,研究數(shù)列極限是十分有意義的。在數(shù)學(xué)分析中介紹了很多求數(shù)列極限的方法,常見的有:定義法、數(shù)列求和法、定積分定義法、單調(diào)有界原理、同限夾擠定理等。上述方法在求常見的數(shù)列極限時(shí)比較有效,但遇到一些特殊的數(shù)列就很難求出、甚至無從下手。為此我們介紹三種特殊的求極限的方法主要有施篤茲法、比值法、級(jí)數(shù)求和法。這些方法對(duì)于求一些特殊的數(shù)列極限有很重要的作用。
二、數(shù)列極限的三種求法
1.施篤茲法
施篤茲法被稱為求數(shù)列極限的洛必達(dá)法則,對(duì)一些不能用上述洛必達(dá)法則方法求的數(shù)列極限如■■,有時(shí)可用下面施篤茲法。
命題1(施篤茲法)給定數(shù)列Tn可以寫成Tn=■且■yn=∞,y■>y■,若■■存在,則■=■■。
例1 求■■
解令y■=1■+3■+……+(2n-1)■,z■=2■+4■+……+(2n)■
顯然z■∞,z■>z■滿足施篤茲定理,從而有
■■=■■=1
2.比值法
一般來說,n次根式的數(shù)列極限■■比較難求,我們通過下面的命題2將一些n次根式的數(shù)列極限轉(zhuǎn)化為較為簡(jiǎn)單的比值數(shù)列極限■■來處理,能起到很好效果。
命題2 設(shè)an>0若■■=l,則■■=l
例2 求■■
解令a■=■,
由于■■=■■?■=1
由命題2有■■=■■=l
3.級(jí)數(shù)求和法
當(dāng)被求數(shù)列的極限中的數(shù)列是n項(xiàng)和構(gòu)成時(shí),一般考慮先求和再求極限,但有時(shí)數(shù)列的,項(xiàng)和比較難求如x■=1-■+■-……+(-1)■■我們可把它作為冪級(jí)數(shù)在某點(diǎn)的值,通過冪級(jí)數(shù)和的方法,例如對(duì)冪級(jí)數(shù)求導(dǎo)、積分等方法來求數(shù)列的n項(xiàng)和,這樣可以很方便求出n項(xiàng)和數(shù)列的極限,甚至是一些較為復(fù)雜的n項(xiàng)和數(shù)列的極限。
有時(shí)還可以用泰勒展式求數(shù)列的極限。
例3 求■(1-1-■+■-……+(-1)■■)
解作冪級(jí)數(shù)s(x)=■(-1)■■,顯然我們要求的數(shù)列即為冪級(jí)數(shù)s(x)在x=1處的值,又易知級(jí)數(shù)的收斂區(qū)間為(-1,+1】所以s(x)在x=1處的值有意義.,下面求冪級(jí)數(shù)s(x),
兩邊求導(dǎo)則有s(x)=■(-1)■■=■,
兩邊積分有s(x)=■■dt=1n(1+x),
所以■(1-1-■+■-……+(-1)■■)=■(-1)■|x=1=s(1)=ln2
例4 求■(1+1+■+■……+■)
解 因?yàn)閑x的泰勒展式為e■=1+x+■+……+■+……
而ex在x=1時(shí),e■=1+1+■+■……+■+……
所以■(1+1+■+■……+■)=■■=e■=e
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