数列中拆相求合法和错位相减,适用于等比数列中?还是等差?还是什么也不是的数列?还有都什么样的题可以用这些方法?最好用例题

数列中拆相求合法和错位相减,适用于等比数列中?还是等差?还是什么也不是的数列?还有都什么样的题可以用这些方法?最好用例题说明下!
不要蛀牙 1年前 已收到1个回答 举报

fengqiao31 幼苗

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  错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等比数列与等差数列相乘的形式.
  形如An=BnCn,其中Bn为等差数列,Cn为等比数列;分别列出Sn,再把所有式子同时乘以等比数列的公比,即kSn;然后错一位,两式相减即可.
  例如,求和Sn=x+3x+5x^2+7x^3+…+(2n-1)*x^(n-1)(x≠0)
  当x=1时,Sn=1+3+5+…+(2n-1)=n^2;
  当x不等于1时,Sn=1+3x+5x^2+7x^3+…+(2n-1)*x^(n-1);
  ∴xSn=x+3x^2+5x^3+7x^4+…+(2n-1)*x^n;
  两式相减得(1-x)Sn=1+2x[1+x+x^2+x^3+…+x^(n-2)]-(2n-1)*x^n;
  化简得Sn=(2n-1)*x^(n+1)-(2n+1)*x^n+(1+x)/(1-x)^2
  Sn= 1/2+1/4+1/8+.+1/2^n
  两边同时乘以1/2
  1/2Sn= 1/4+1/8+.+1/2^n+1/2^(n+1)(注意跟原式的位置的不同,这样写看的更清楚些)
  两式相减
  1/2Sn=1/2-1/2^(n+1)
  Sn=1-1/2^n
  错位相减法是求和的一种解题方法.在题目的类型中:一般是a前面的系数和a的指数是相等的情况下才可以用.这是例子(格式问题,在a后面的数字和n都是指数形式):
  S=a+2a2+3a3+……+(n-2)an-2+(n-1)an-1+nan (1)
  在(1)的左右两边同时乘上a.得到等式(2)如下:
  aS= a2+2a3+3a4+……+(n-2)an-1+(n-1)an+nan+1 (2)
  用(1)—(2),得到等式(3)如下:
  (1-a)S=a+(2-1)a2+(3-2)a3+……+(n-n+1)an-nan+1 (3)
  (1-a)S=a+a2+a3+……+an-1+an-nan+1
  S=a+a2+a3+……+an-1+an用这个的求和公式.
  (1-a)S=a+a2+a3+……+an-1+an-nan+1
  最后在等式两边同时除以(1-a),就可以得到S的通用公式了.
  例子:求和Sn=3x+5x平方+7x三次方+……..+(2n-1)乘以x的n-1次方(x不等于0)
当x=1时,Sn=1+3+5+…..+(2n-1)=n平方
  当x不等于1时,Sn=Sn=3x+5x平方+7x三次方+……..+(2n-1)乘以x的n-1次方
  所以xSn=x+3x平方+5x三次方+7x四次方……..+(2n-1)乘以x的n次方
  所以两式相减的(1-x)Sn=1+2x(1+x+x平方+x三次方+.+x的n-2次方)-(2n-1)乘以x的n次方.
  化简得:Sn=(2n-1)乘以x得n+1次方 -(2n+1)乘以x的n次方+(1+x)/(1-x)平方
  Cn=(2n+1)*2^n
  Sn=3*2+5*4+7*8+...+(2n+1)*2^n
  2Sn= 3*4+5*8+7*16+...+(2n-1)*2^n+(2n+1)*2^(n+1)
  两式相减得
  -Sn=6+2*4+2*8+2*16+...+2*2^n-(2n+1)*2^(n+1)
  =6+2*(4+8+16+...+2^n)-(2n+1)*2^(n+1)
  =6+2^(n+2)-8-(2n+1)*2^(n+1) (等比数列求和)
  =(1-2n)*2^(n+1)-2
  所以Sn=(2n-1)*2^(n+1)+2
  错位相减法
  这个在求等比数列求和公式时就用了
  Sn= 1/2+1/4+1/8+.+1/2^n
  两边同时乘以1/2
  1/2Sn= 1/4+1/8+.+1/2^n+1/2^(n+1)(注意根原式的位置的不同,这样写看的更清楚些)
  两式相减
  1/2Sn=1/2-1/2^(n+1)
  Sn=1-1/2^n裂项法求和
  这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用.裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的.通项分解(裂项)如:
  (1)1/n(n+1)=1/n-1/(n+1)
  (2)1/(2n-1)(2n+1)=1/2[1/(2n-1)-1/(2n+1)]
  (3)1/n(n+1)(n+2)=1/2[1/n(n+1)-1/(n+1)(n+2)]
  (4)1/(√a+√b)=[1/(a-b)](√a-√b)
  (5) n·n!=(n+1)!-n!
  [例] 求数列an=1/n(n+1) 的前n项和.
设 an=1/n(n+1)=1/n-1/(n+1) (裂项)
  则 Sn=1-1/2+1/2-1/3+1/4…+1/n-1/(n+1)(裂项求和)
  = 1-1/(n+1)
  = n/(n+1)
  小结:此类变形的特点是将原数列每一项拆为两项之后,其中中间的大部分项都互相抵消了.只剩下有限的几项.
  注意:余下的项具有如下的特点
  1余下的项前后的位置前后是对称的.
  2余下的项前后的正负性是相反的.
  附:数列求和的常用方法:
  公式法、裂项相消法、错位相减法、倒序相加法等.(关键是找数列的通项结构)
  1、分组法求数列的和:如an=2n+3n
  2、错位相减法求和:如an=n·2^n
  3、裂项法求和:如an=1/n(n+1)
  4、倒序相加法求和:如an= n
  5、求数列的最大、最小项的方法:
  ① an+1-an=…… 如an= -2n2+29n-3
  ② (an>0) 如an=
  ③ an=f(n) 研究函数f(n)的增减性 如an= an^2+bn+c(a≠0)
  6、在等差数列 中,有关Sn 的最值问题——常用邻项变号法求
  (1)当 a1>0,d

1年前

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