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可化为等差数列、等比数列求和问题的解法探究

2015-10-30  |  点击:  |  栏目:现代职业教育论文中心

我们前面学习了等差数列、等比数列的求和公式的推导过程,我们试着回答下列问题: 
   1.学习一个数学公式的基本任务有哪些? 
   (1)等差数列、等比求和公式内容是什么?公式怎么用? 
   (2)推导公式的方法怎么用? 
   2.拿到一个新题目怎么想? 
   (1)现有的相关公式能否用上? 
   (2)非等差、等比数列求和能否化为等差、等比数列求和? 
   (3)已经用过的相关方法能否用上? 
   问题一:求数列,,,…,,…的前n项和; 
   分析:数列的分子成等差数列,分母成等比数列,可用错位相减法求和; 
   Sn=+++…++其中等比数列的公比q=; 
   Sn=+++…++; 
   两式错位相减得: 
  Sn=++++…- 
   =-+2(++++…+)- 
   ∴Sn=3- 
   小结:设数列an的等比数列,数列bn是等差数列,则数列anbn的前n项和Sn求解,均可用错位相减法. 
   问题二:已知a≠0,求数列a,2a2,3a3,…,,nan,…前n项和. 
   点拨:字母的系数等差,字母项等比,但需要对字母讨论. 
   解:Sn=a+2a2+3a3+…+nan, 
   当a=1时,Sn=1+2+3+…+n=, 
   当a≠1时,Sn=a+2a2+3a3+…+nan, 
   aSn=a2+2a3+3a4+…+nan+1, 
   两式相减(1-a)Sn=a+a2+a3+…+an-nan+1, 
   =-nan+1 
   ∴Sn=. 
   小结:采用乘公比,错位相减,可以得到一组等比数列,求和用公式但必须注意公比是否为1,否则须讨论. 
   问题三:设Sn=-1+3-5+7-9+…+(-1)n(2n-1),则Sn=(-1)nn 
   方法一:分析:由此数列的通项an=(-1)n(2n-1);其是等差数列与等比数列的积这一类型的数列求和,故用错位相减法. 
   所以Sn=-n(n为奇数) 
  n(n为偶数),即Sn=(-1)nn. 
   总结:一个数列cn可以看成是一个以公差为d的等差数列(d不等于零)和一个是公比为q的等比数列(q不等于1)的乘积形式,则数列cn的前n项求和的方法可采用做错位相减法. 
   方法二:分析:通过观察可发现此数列具有正负相间,且正数项和负数项分别成等差数列这一特征.因此可以将正数项和负数项分别进行分组求和.但此数列有多少正数项和负数项呢?还要对项数n的奇偶性进行讨论. 
   略解:Sn=-n(n为奇数) 
  n(n为偶数),即Sn=(-1)nn. 
   总结:我们通过分组转化成两个等差数列,然后通过已有的等差数列求和求解。这种方法叫做分组求和法。 
   方法三:分析:通过观察可发现此数列具有这样的特征,即第一项与第二项,第三项与第四项,第五项与第六项,……,第n-1项与第n项的和都等于2,共多少个2呢?还要对项数n进行奇偶性讨论. 
   总结:通过将数列相邻的两项并成一项得到一个新的容易求和的数列,这种方法叫做并项求和。 
   通过对以上问题几种方法的探讨,不难看出,实际上所有与项的序号的奇偶性有关的数列求和问题,通过认真审题,抓住数列的通项,灵活地运用分类讨论、转化和化归数学思想,就可将其变为熟悉、简单的等差数列或等比数列来处理,辅助以适当的解题方法技巧,问题就会迎刃而解. 

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