今天探索吧就给我们广大朋友来聊聊数列特殊方法,以下关于观点希望能帮助到您找到想要的答案。
做数列题的方法
最佳答案公式法、累加法、累乘法、待定系数法、对数变换法、迭代法、数学归纳法、换元法、不动点法、特征根的方法等等。
类型一
归纳—猜想—证明
由数列的递推公式可写出数列的前几项,再由前几项总结出规律,猜想出数列的一个通项公式,最后用数学归纳法证明.
类型二
“逐差法”和“积商法”
(1)当数列的递推公式可以化为an+1-an=f(n)时,取n=1,2,3,…,n-1,得n-1个式子:
a2-a1=f(1),a3-a2=f(2),…,an-an-1=f(n-1),
且f(1)+f(2)+…+f(n-1)可求得时,两边累加得通项an,此法称为“逐差法”.
(2)当数列的递推公式可以化为an+1/an=f(n)时,令n=1,2,3,…,n-1,得n-1个式子,即
a2/a1=f(1),a3/a2=f(2),a4/a3=f(3),…,an/an-1=f(n-1),且f(1)f(2)f(3)…f(n-1)可求得时,两边连乘可求出an,此法称为“积商法”.
类型三
构造法
递推式是pan=qan-1+f(n)(p、q是不为零的常数),可用待定系数法构造一个新的等比数列求解.
类型四
可转化为类型三求通项
(1)“对数法”转化为类型三.
递推式为an+1=qan�k(q>0,k≠0且k≠1,a1>0),两边取常用对数,得lgan+1=klgan+lgq,令lgan=bn,则有bn+1=kbn+lgq,转化为类型三.
(2)“倒数法”转化为类型三.
递推式为商的形式:an+1=(pan+b)/(qan+c)(an≠0,pq≠0,pc≠qb).
若b=0,得an+1=pan/(qan+c).因为an≠0,所以两边取倒数得1/an+1=q/p+c/pan,令bn=1/an,则bn+1=(c/p)bn+q/p,转化为类型三.
若b≠0,设an+1+x=y(an+x)/qan+c,与已知递推式比较求得x、y,令bn=an+x,得bn+1=ybn/qan+c,转化为b=0的情况.
类型五
递推式为an+1/an=qn/n+k(q≠0,k∈N)
可先将等式(n+k)an+1=qnan两边同乘以(n+k-1)(n+k-2)…(n+1),得(n+k)(n+k-1)(n+k-2)… (n+1)an+1=q(n+k-1)(n+k-2)…(n+1)nan,令bn=(n+k-1)(n+k-2)…(n+1)�6�1nan,则bn+1= (n+k)(n+k-1)(n+k-2)…(n+1)an+1.
从而bn+1=qbn,因此数列{bn}是公比为q,首项为b1=k(k-1)(k-2)…2�6�11�6�1a1=k!a1的等比数列,进而可求得an.
总之,由数列的递推公式求通项公式的问题比较复杂,不可能一一论及,但只要我们抓住递推数列的递推关系,分析结构特征,善于合理变形,就能找到解决问题的有效途径.
类型一�归纳—猜想—证明
由数列的递推公式可写出数列的前几项,再由前几项总结出规律,猜想出数列的一个通项公式,最后用数学归纳法证明.
�例1�设数列{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)a2n+1-nan2+an+1an=0(n=1,2,3,…),则它的通项公式是an=__.(2000年全国数学卷第15题)
解:将(n+1)a2n+1-nan2+an+1an=0(n=1,2,3,…)分解因式得(an+1+an)〔(n+1)an+1-nan〕=0.
��由于an>0,故(n+1)an+1=nan,即an+1=n/(n+1)an.
��因此a2=(1/2)a1=(1/2),a3=(2/3)a2=(1/3),….猜想an=(1/n),可由数学归纳法证明之,证明过程略.
类型二�“逐差法”和“积商法”
(1)当数列的递推公式可以化为an+1-an=f(n)时,取n=1,2,3,…,n-1,得n-1个式子:
a2-a1=f(1),a3-a2=f(2),…,an-an-1=f(n-1),
且f(1)+f(2)+…+f(n-1)可求得时,两边累加得通项an,此法称为“逐差法”.
例2�已知数列{an}满足a1=1,an=3n-1+an-1(n≥2),证明:an=(3n-1)/2.
(2003年全国数学卷文科第19题)
证明:由已知得an-an-1=3n-1,故
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=3n-1+3��n-2�+…+3+1=3n-1/2.
所以得证.
(2)当数列的递推公式可以化为an+1/an=f(n)时,令n=1,2,3,…,n-1,得n-1个式子,即
a2/a1=f(1),a3/a2=f(2),a4/a3=f(3),…,a��n�/an-1�=f(n-1)�,�且f(1)f(2)f(3)…f(n-1)可求得时,两边连乘可求出an,此法称为“积商法”.
例3�(同例1)(2000年全国数学卷第15题)
另解:将(n+1)a2n+1-nan2+an+1an=0(n�=1,2,3,…)化简,得(n+1)an+1=nan,即
an+1/an=n/(n+1).�
故an=an/an-1�6�1an-1/an-2�6�1an-2/an-3�6�1…�6�1a2/a1�=n-1/n�6�1n-2/n-1�6�1n-3/n-2�6�1 … �6�11/2�=1/n.
类型三�构造法
递推式是pan=qan-1+f(n)(p、q是不为零的常数),可用待定系数法构造一个新的等比数列求解.
例4�(同例2)(2003年全国数学卷文科第19题)
另解:由an=3n-1+an-1得3�6�1an/3n=an-1/3n-1+1.
令bn=an/3n,则有
bn=1/3bn-1+1/3. (*)
设bn+x=1/3(bn-1+x),则bn=1/3bn-1+1/3x-x,与(*)式比较,得x=-1/2,所以bn-1/2=1/3(bn-1-1 /2).因此数列{bn-1/2}是首项为b1-1=a1/3=-1/6,公比为1/3的等比数列,所以bn-1/2=-1/6�6�1(1/3)n-1,即 an/3n-1/2=-1/6(1/3)n-1.故an=3n〔1/2-1/6(1/3)n-1〕=3n-1/2.
例5�数列{an}中,a1=1,an+1=4an+3n+1,求an.�
解:令an+1+(n+1)x+y=4(an+nx+y),则
an+1=4an+3nx+3y-x,与已知an+1=4an+3n+1比较,得
3x=3, 所以
x=1,
3y-x=1, y=(2/3).
故数列{an+n+(2/3)}是首项为a1+1+(2/3)=(8/3),公比为4的等比数列,因此an+n+(2/3)=(8/3)�6�14n-1,即
an=(8/3)�6�14n-1-n-(2/3).
另解:由已知可得当n≥2时,an=4an-1+3(n-1)+1,与已知关系式作差,有an+1-an=4(an-an-1)+3,即an+1- an+1=4(an-an-1+1),因此数列{an+1-an+1}是首项为a2-a1+1=8-1+1=8,公比为4的等比数列,然后可用“逐差法” 求得其通项an=(8/3)�6�14n-1-n-(2/3).
类型四�可转化为
类型三求通项
(1)“对数法”转化为
类型三.
递推式为an+1=qan�k(q>0,k≠0且k≠1,a1>0),两边取常用对数,得lgan+1=klgan+lgq,令lgan=bn,则有bn+1=kbn+lgq,转化为
类型三.
例6�已知数列{an}中,a1=2,an+1=an2,求an.
解:由an+1=an2>0,两边取对数得lgan+1=2lgan.令bn=lgan则bn+1=2bn.因此数列{bn}是首项为b1=lga1=lg2,公比为2的等比数列,故bn=2n-1lg2=lg22n-1,即an=22n-1.
(2)“倒数法”转化为
类型三.
递推式为商的形式:an+1=(pan+b)/(qan+c)(an≠0,pq≠0,pc≠qb).
若b=0,得an+1=pan/(qan+c).因为an≠0,所以两边取倒数得1/an+1=q/p+c/pan,令bn=1/an,则bn+1=(c/p)bn+q/p,转化为
类型三.
若b≠0,设an+1+x=y(an+x)/qan+c,与已知递推式比较求得x、y,令bn=an+x,得bn+1=ybn/qan+c,转化为b=0的情况.
例7�在数列{an}中,已知a1=2,an+1=(3an+1)/(an+3),求通项an.
解:设an+1+x=y(an+x)/an+3,则an+1=(y-x)an+(y-3)x/an+3,结合已知递推式得
y-x=3, 所以
x=1,
y-3=1, y=4,
则有an+1+1=4(an+1)/an+3,令bn=an+1,则bn+1=4bn/bn+2,求倒数得1/bn+1=1/2�6�11/bn+1/4,即1/bn+1-1/2=1/2(1/bn-1/2).
因此数列{1/bn-1/2}是首项为1/b1-1/2=1/a1+1-1/2=-1/6,公比为1/2的等比数列.
故1/bn-1/2=(-1/6)(1/2)n-1,从而可求得an. 求数列的前n项和是高中数学《数列》一章的教学重点之一,而对于一些非等差数列,又非等比数列的某些数列求和,是教材的难点。不过,只要认真去探求这些数列的特点。和结构,也并非无规律可循。
典型示例:
1、 用通项公式法:
规律:能用通项公式写出数列各项,从而将其和重新组合为可求数列和。
例1:求5,55,555,…,的前n项和。
解:∵an= 5 9(10n-1)
∴Sn = 5 9(10-1)+ 5 9(102-1) + 5 9(103-1) + … + 5 9(10n-1)
= 5 9[(10+102+103+…+10n)-n]
= (10n+1-9n-10)
2、 错位相减法:
一般地形如{an�6�1bn}的数列,{ an }为等差数列, { bn }为等比数列,均可用错位相减法求和。
例2:求:Sn=1+5x+9x2+�6�1�6�1�6�1�6�1+(4n-3)xn-1
解:Sn=1+5x+9x2+�6�1�6�1�6�1�6�1+(4n-3)xn-1 ①
①两边同乘以x,得
x Sn=x+5 x2+9x3+�6�1�6�1�6�1�6�1+(4n-3)xn ②
①-②得,(1-x)Sn=1+4(x+ x2+x3+�6�1�6�1�6�1�6�1+ )-(4n-3)xn
当x=1时,Sn=1+5+9+�6�1�6�1�6�1�6�1+(4n-3)=2n2-n
当x≠1时,Sn= 1 1-x [ 4x(1-xn) 1-x +1-(4n-3)xn ]
3、 裂项抵消法:
这一类数列的特征是:数列各项是等差数列某相邻两项或几项的积,
一般地,{an}是公差为d的等差数列,则:
即裂项抵消法, 多用于分母为等差数列的某相邻k项之积,而分子为常量的分式型数列的求和,对裂项抵消法求和,其裂项可采用待定系数法确定。
例3:求 1 3, 1 1 5, 1 3 5, 1 63之和。
解:
4、 分组法:
某些数列,通过适当分组,可得出两个或几个等差数列或等比数列,从而可利用等差数列或等比数列的求和公式分别求和,从而得出原数列之和。
例4:求数列 的前n项和。
解:
5、 聚合法:
有的数列表示形式较复杂,每一项是若干个数的和,这时常采用聚合法,
先对其第n项求和,然后将通项化简,从而改变原数列的形式,有利于找出解题办法。
例5:求数列2,2+4,2+4+6,2+4+6+8,…,2+4+6+…+2n,…的前n项和
解:∵an=2+4+6+…+2n= n(n+1)=n2+n
∴Sn=(12+1)+(22+2)+(32+3) +……+( n2+n)
=(12+22+32+…+ n2)+(+2+3+…+n)
= n(n+1)(2n+1)+ n(n+1)
= 1 3n(n+1)(n+2)
6、 反序相加法:
等差数列前n项和公式的推导,是先将和式中各项反序编排得出另一个和式,然后再与原来的和式对应相加,从而解得等差数列的前n项和公式,利用这种方法也可以求出某些数列的前n项和。
例6:已知lg(xy)=a,求S,其中
S=
解: 将和式S中各项反序排列,得
将此和式与原和式两边对应相加,得
2S= + + �6�1 �6�1 �6�1 +
(n+1)项
=n(n+1)lg(xy)
∵ lg(xy)=a ∴ S= n(n+1)a
一个6种方法虽然各有其特点,但总的原则是要善于改变原数列的形式结构,使其能进行消项处理或能使用等差数列或等比数列的求和公式以及其它已知的基本求和公式来解决,只要很好地把握这一规律,就能使数列求和化难为易,迎刃而解。
高二数学特殊数列求和
最佳答案常见特殊数列求和
前n项和公式都是以正整数为自变量的函数,在熟练掌握等差、等比数列求和方法的基础上,还要会用其他方法求常见特殊数列的和。
一、分解法
有些特殊数列可以分解为基本的等差数列或等比数列,再分别求和。
例1:求数列
,
,
,…,
的前n项和
。
.解:这个数列可以分解成一个等差数列和一个等比数列之和。
=
+
+
+…+
=(1+2+3+…+n)+(
+
+…+
)
=
+
=
+1-
二、错位相减法
有些数列可以把原数列的前n项分别乘以一个适当的因数作出一个辅助数列,它与原数列相减,从而得到
所满足的一个关系式,然后解出
。
例2:求数列
,
,
,…,
的前n项和
。
解:
=
+
+
+…+
+
①
作辅助数列:上式两边同时乘以
=
+
+
+…+
+
②
于是①-②,得
-
=
+(
-
)+(
-
)+…+(
-
)-
∴
=
+
+
+
+…+
-
=
-
=1-
-
∴
=2-
-
评注:设a
1
,a
2
,a
3
,…,a
n
组成等差数列,b
1
,b
2
,b
3
,…,b
n
组成等比数列,那么求
=
…+
或S′=a
1
b
1
+a
2
b
2
+a
3
b
3
+…+a
n
b
n
都可以考虑用错位相减法求和,一般是在原式两边同时乘以等比数列的公比,作辅助数列,然后两式错位相减。这种方法主要来源于等比数列求和公式的推导。
三、裂项法
把数列的每一项都拆成两项的差,拆分后的相邻两项能够相消去,这样所得的结果只剩下首末两项,再化简就是数列的和。
例3:求数列
,
,
,…,
的前n项和
。
解:∵a
n
=
=
-
∴
=
+
+
+…+
=1-
+
-
+
-
+…+
-
=1-
=
评注:凡属
,
,…,
,…(其中a
1
,a
2
,a
3
,…,a
n
组成等差数列)。这种形式的数列,一般都可以用“裂项法”求解。
四、累加法
在推导自然数的n次幂的和的公式时,常用累加法。
例4:求数列1
2
,2
2
,3
2
,…,n
2
的前n项和
。
解:∵(n+1)
3
=n
3
+3n
2
+3n+1
∴(n+1)
3
-n
3
=3n
2
+3n+1
∴2
3
-1
3
=3×1
2
+3×1+1
3
3
-2
3
=3×2
2
+3×2+1
4
3
-3
3
=3×3
2
+3×3+1
……
(n+1)
3
-n
3
=3n
2
+3n+1
把上面各等式两边分别相加,得
(n+1)
3
-1
3
=3(1
2
+2
2
+3
2
+…+
n
2
)+3(1+2+3+…+n)+n
∴3(1
2
+2
2
+3
2
+…+
n
2
)=(n+1)
3
-1
3
-3×
-n=
∴
=
事实上,累加法和裂相法从思路上说都是利用交叉相消的方法求出这类数列的和。
特殊数列求和没有一般规律可循,除上面介绍的四种方法以外,还有一些数列求和的特殊技巧,举例如下:
例5:求
=7+77+777+…+777…7
解:
=
(9+99+999+…+999…9)
=
[(10-1)+(10
2
-1)+(10
3
-1)+…+(10
n
-1)]
=
[(10+10
2
+10
3
+…+10
n
)-n]=
=
求特殊数列前n相的和,一般的做法是将原数列转化为若干个容易求和的数列。特别要注意对数列通项进行分解分析,往往能给人以启示,便于找到解题思路。
数学高中数列10种解题技巧
最佳答案数学高中数列解题技巧如下:
高中数学数列方法和技巧:公式法、倒序相加法、错位相减法。
1、公式法。
假如一个数列是等差数列或等比数列,则求和时直接利用等差、等比数列的前n项和公式。留意等比数列公示q的取值要分q=1和q-1。
2、倒序相加法。
假如一个数列的首末两端等“距离”的两项的和相等,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和公式即是用此法推导的。
3、错位相减法。
假如一个数列的各项和是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n项和即可用此法来求,如等比数列的前n项和公式就是用此法推导的。
数列在数学中的作用:
数列是特殊的函数。它的定义域一般是指非负的正整数,有时也可以为自然数,或者自然数的无限子集。自然数是离散的,数列通常称为离散函数,离散函数是相对定义域为实数或者实数的区间的函数而言的。数列作为离散函数,在数学中有着自己的重要地位。
在高中和大学,除了专门研究数学之外,我们所遇到的函数都是“好的函数”,“好函数”不仅是连续的,而且是可导的,像幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等都是好函数,它们具有任意阶导数。数列在研究这些函数中发挥着重要作用。
高中数学数列答题技巧有哪些
最佳答案随着高中学习的不断深入,数列在数学解题中也发挥了越来越重要的作用。它既是高考考察内容中十分关键的一个部分,也能够贯穿到高中数学的实际应用环节当中,与函数、向量、立体几何都有着一定的联系。今天我就为大家整理了高中数学数列答题技巧,供大家参考。
1 高中数列答题技巧
答题技巧1、求差(商)法
答题技巧2、叠乘法
答题技巧3、等差型递推公式
答题技巧4、等比型递推公式
答题技巧5、倒数法
1 高中数学数列问题的答题技巧
答题技巧一、高中数列,有规律可循的类型无非就是两者,等差数列和等比数列,这两者的题目还是比较简单的,要把公式牢记住,求和,求项也都是比较简单的,公式的运用要熟悉。
答题技巧二、题目常常不会如此简单容易,稍微加难一点的题目就是等差和等比数列的一些组合题,这里要采用的一些方法有错位相消法。
答题技巧三、题目变化多端,往往出现的压轴题都是一些从来没有接触过的一些通项,有些甚至连通项也不给。针对这两类,我认为应该积累以下的一些方法。
答题技巧四、对于求和一类的题目,可以用柯西不等式,转化为等比数列再求和,分母的放缩,数学归纳法,转化为函数等方法等方法
答题技巧五、对于求通项一类的题目,可以采用先代入求值找规律,再数学归纳法验证,或是用累加法,累乘法都可以。
答题技巧六、总之,每次碰到一道陌生的数列题,要进行总结,得出该类的解题方法,或者从中学会一种放缩方法,这对于以后很有帮助。
常见的数列解题法有多少种?例:错位相减,累加,累乘.
最佳答案举例1
设数列:1
2
3
4
……n
求其前n项的和
解答:
1
2
3
4
……n
n
n-1
n-2
n-3……1
设前n项和为S,两式相加
2S=(n+1)+[(n-1)+2]+[(n-2)+3]+……+(1+n)
(供n个n+1)
=n(n+1)
故S=n(n+1)/2
又比如:
举例2
求数列:2
4
6……2n的前n项和
解答:
2
4
6
……
2n
2n
2(n-1)
2(n-2)……
2
设前n项和为S,两式相加
2S=[2+(2n)]+[4+2(n-1)]+[6+2(n-2)]+……+[(2n)+2]
共n个2n+2
故:S=n(2n+2)/2=n(n+1)
对于等比数列,一般用“错位相减”法
举例3如下:
求数列:2
4
8
……2^n的前n项和
解答:
设
S=2+4+8+……+2^n,将其两边同乘以2
2S=2*2+4*2+8*2+……+2^(n+1)
=0+4+8+……+2^(n+1)
注意到前式只有首项和末项与后式不同,后式减前式
得2S-S=(0-2)+(4-4)+(8-8)+……+(2^n-2^n)+2^(n+1)
S=2^(n+1)-2
上述“错位相减”方法对于如下情形同样适用:
数列Cn=An*Bn,其中:An为等差数列,Bn为等比数列.
(此类数列求和问题是高考的常考题型)
举例4如下:
求数列Cn=n*2^n的前n项和
解答:设此数列的前n项和为S
S=1*2+2*4+3*8+……+n*2^n
,两边同乘以2
2S=
0+1*4+2*8+……+(n-1)*2^n+n*2^(n+1)
后式减前式:
S=-(2+4+8+……+2^n)+n*2^(n+1)
其中由上题例3的结论:2+4+8+……+2^n=2^(n+1)-2
S=-2^(n+1)+2+n*2^(n+1)=2+(n-1)*2^(n+1)
虽然我们无法避免生活中的问题和困难,但是我们可以用乐观的心态去面对这些难题,积极寻找这些问题的解决措施。探索吧希望数列特殊方法 数列特殊方法解题,能给你带来一些启示。