高中数列求和方法集锦

数列求和的常用方法

数列是高中数学的重要内容，又是学习高等数学的基础。在高考和各种数学竞赛中都占有重要的地位。数列求和是数列的重要内容之一，除了等差数列和等比数列有求和公式外，大部分数列的求和都需要一定的技巧。

下面，简单介绍下数列求和的基本方法和技巧。

第一类：公式法

利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法。

1、等差数列的前n项和公式

Sn n(a1 an)n(n 1)d na1 22

2、等比数列的前n项和公式

na1(q 1) Sn a1(1 qn)a1 anq

1 q 1 q(q 1)

3、常用几个数列的求和公式

（1）、Sn n k 1 2 3 n

k 1

n1n(n 1) 21n(n 1)(2n 1) 6（2）、Sn k

k 1

n2 12 22 32 n2

（3）、Sn 133333k 1 2 3 n [n(n 1)]2 2k 1

第二类：乘公比错项相减（等差 等比）

这种方法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法，这种方法主要用于求数列{an bn}的前n项和，其中{an}，{bn}分别是等差数列和等比数列。

例1：求数列{nqn 1}(q为常数)的前n项和。

解：Ⅰ、若q=0， 则Sn=0

Ⅱ、若q=1，则Sn 1 2 3 n

Ⅲ、若q≠0且q≠1，

则Sn 1 2q 3q nq2n 11n(n 1) 2 ①

qSn q 2q2 3q3 nqn ②

①式—②式：(1 q)Sn 1 q q q q23n 1 nqn

Sn 1(1 q q2 q3 qn 1 nqn) 1 q

11 qn

( nqn) Sn 1 q1 q

1 qnnqn

Sn (1 q)21 q

0(q 0) 1综上所述：Sn n(n 1)(q 1) 2 1 qnnqn

(q 0且q 1) 21 q(1 q)

解析：数列{nqn 1}是由数列 n 与 qn 1 对应项的积构成的，此类型的才适应错位相减，（课本中的的等比数列前n项和公式就是用这种方法推导出来的），但要注意应按以上三种情况进行分类讨论，最后再综合成三种情况。

第三类：裂项相消法

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、乘积形式，如：

（1）、an 111 n(n 1)nn 1

(2n)2111 1 ( ) （2）、an (2n 1)(2n 1)22n 12n 1

（3）、an 1111 [ ] n(n 1)(n 2)2n(n 1)(n 1)(n 2)

n 212(n 1) n1111 n n ,则S 1 nn 1nnn(n 1)2n(n 1)2n 2(n 1)2(n 1)2（4）、an

2、根式形式，如：

an 1

n 1 n n 1 n

例2：求数列1111，，，…，，…的前n项和Sn n(n 1)1 22 33 4

解：∵

111= n(n 1)nn 1

Sn 1 111111 2233nn 1

1 Sn 1 n 1

1111，，，…，，…的前n项和Sn n(n 2)1 32 43 5例3：求数列

解：由于：1111=( ） n(n 2)2nn 2

则：Sn 1 11111 (1 ) ( ) ( ) 2 324nn 2

1111(1 ) 22n 1n 2

311 Sn 42n 22n 4 Sn

解析：要先观察通项类型，在裂项求和时候，尤其要注意：究竟是像例2一样剩下首尾两项，还是像例3一样剩下四项。

第四类：倒序相加法

这是推导等差数列的前n项和公式时所用的方法，就是将一个数列倒过来排列（反序），再把它与原数列相加，就可以得到n个(a1 an)。

例4：若函数f(x)对任意x R都有f(x) f(1 x) 2。

（1）an f(0) f() f() f(

（2）求数列{1n2nn 1 ) f(1)，数列{an}是等差数列吗？是证明你的结论；n1的的前n项和Tn。 an an 1

解：（1）、an f(0) f() f() f(12n 1) f(1)（倒序相加） nnn

n 1n 21) f() f() f(0) an f(1) f(nnn

1n 12n 21 0 1 nnnn

则，由条件：对任意x R都有f(x) f(1 x) 2。

2n 1） 2an 2 2 2 2 （

an n 1 an 1 n 2

an 1 an 1

从而：数列{an}是a1 2,d 1的等差数列。

（2）、1111 an an 1(n 1)(n 2)n 1n 2

Tn=1111 2 33 44 5（n 1） (n 2)

11111111n Tn= 2334n 1n 22n 22n 4

n故：Tn= 2n 4

解析：此类型关键是抓住数列中与首末两端等距离的两项之和相等这一特点来进行倒序相加的。 此例题不仅利用了倒序相加法，还利用了裂项相消法。在数列问题中，要学会灵活应用不同的方法加以求解。

第五类：分组求和法

有一类数列，既不是等差数列，也不是等比数列，若将这类数列适当拆开，可分为几个等差、等比或常见的数列，然后分别求和，再将其合并即可。

例5：求数列{1n 1+n 2}的前n项和Sn n(n 1)

解：令an 1n 1 bn n 2 n(n 1)

Sn (a1 b1) (a2 b2) (a3 b3) (an bn)

Sn (a1 a2 a3 an) (b1 b2 b3 bn) 111111 ) (1 2 2 3 22 n 2n 1) 2233nn 1

1) (1 2 2 3 22 n 2n 1) Sn (1 n 1 Sn (1

令Tn 1 2 2 3 2 n 22n 1 ①

2Tn 2 2 22 3 23 n 2n ②

①式—②式：(1 2)Tn 1 2 2 2 223n 1 n 2n

Tn (1 2 22 23 2n 1 n 2n) 1 2n

n 2n) Tn (1 2

Tn (n 1) 2n 1 故：Sn (1 11) (n 1) 2n 1 2 (n 1) 2n n 1n 1

例6：求数列{(xn 1

xn)2}的前n项和Sn 分析：将a(xn 12

n xn)用完全平方和公式展开，再将其分为几个数列的和进行求解。 解：an12n

x xn 1122n12n12n

n (x n)=(x)2 2xn (xn)=x 2 x2n=x 2 (x)

S2 2 (1

x)2] [x4 2 (1

x)4] [x2n 2 (1

n [xx)2n] S x4 x2n) (2 2 2) [(1)2 (11

n

(x2

x)4 (x)2n

x]

（首项x2，公比x2等比数列） （常数列） （首项(1)2，公比(1)2

xx等比数列）

Ⅰ、令Tn x2 x4 x2n

①x 1时，T242n

n x x x=1 1 1 n

②x 1时，T242n

n x x x x2 x2n x2x2n 2 x2

=1 x2 x2 1

Ⅱ、令Mn 2 2 2 2n Ⅲ、令Gn

n (1)2 (1)4 (12

xxx)

①x 1时，G121412n

n (x) (x) (x) 1 1 1 n

②x 1时，G(121412n

n x) (x) (x) (1)2 (1)2n (1) …… 此处隐藏：1688字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……