■河南省平輿縣第一高級中學(xué) 李合舉
對于數(shù)列an與Sn之間有如下關(guān)系:an利用兩者之間的關(guān)系可以已知Sn求an。但注意只有在當(dāng)a1適合an=Sn-Sn-1(n≥2)時兩者才可以合并,否則要寫成分段函數(shù)的形式。
例1已知數(shù)列{an}的前n項之和Sn=a qn(a≠0,q≠1,q為非零常數(shù)),則{an}為( )。
A.等差數(shù)列
B.等比數(shù)列
C.既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列
D.既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列
錯解:因為an+1=Sn+1-Sn=a qn+1-a qn=a qn(q-1),所以an=Sn-Sn-1=a qn-1(q-1),所以(常數(shù)),所以{a}為等比n數(shù)列。故選B。
錯因分析:錯解中忽略了an=Sn-Sn-1時的隱含條件n>1。
正解:當(dāng)n=1時,a1=S1=a q;當(dāng)n≥2時,所以q(常數(shù)),但因為,所以{an}既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列。故選C。
同類題型:已知數(shù)列{an}的前n項之和為Sn=n2+n+1,則數(shù)列{an}的通項公式為
解析:當(dāng)n=1時,a1=S1=3;
當(dāng)n≥2時,an=n2+n+1-(n-1)2-(n-1)-1=2n。
等比數(shù)列求和公式應(yīng)用時要對q=1,q≠1討論。
例2設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn。若S3+S6=2S9,求數(shù)列{an}的公比q。
錯解:因 為S3+S6=2S9,所 以,整理得q3(2q6-q3-1)=0。
由q≠0得方程2q6-q3-1=0,所以,所以或q=1。
錯因分析:在錯解中,由,整理得q3(2q6-q3-1)=0時,應(yīng)有a1≠0和q≠1。在等比數(shù)列中,a1≠0是顯然的,但公比q完全可能為1,因此,在解題時應(yīng)先討論公比q=1的情況,再在q≠1的情況下,對式子進行整理變形。
正解:若q=1,則有S3=3a1,S6=6a1,S9=9a1。但a1≠0,即得S3+S6≠2S9,與題設(shè)矛盾,故q≠1。
同類題型:在數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,數(shù)列{anan+1}是公比為q(q>0)的等比數(shù)列,則數(shù)列{an}的前2n項和
解析:因為數(shù)列{anan+1}是公比為q(q>0)的等比數(shù)列,所以,即這表明數(shù)列{an}的所有奇數(shù)項成等比數(shù)列,所有偶數(shù)項成等比數(shù)列,且公比都是q。
又a1=1,a2=2,當(dāng)q≠1時,S2n=a1+
當(dāng)q=1時,S2n=a1+a2+a3+a4+…
例3等差數(shù)列{an}的首項a1>0,前n項和為Sn,當(dāng)l≠m時,Sm=Sl。問:當(dāng)n為何值時Sn最大?
易錯點分析:等差數(shù)列的前n項和是關(guān)于n的二次函數(shù),可將問題轉(zhuǎn)化為求解關(guān)于n的二次函數(shù)的最大值,但易忘記此二次函數(shù)的定義域為正整數(shù)集這個限制條件。
解析:由題意知Sn=f(n)=n a1+,此函數(shù)是以n為變量的二次函數(shù)。因為a1>0,當(dāng)l≠m時,Sm=Sl,故d<0,即此二次函數(shù)開口向下。由f(l)=f(m)知,當(dāng)時,f(x)取得最大值,但由于n∈N*,故若l+m為偶數(shù),當(dāng)時,S最大。若ln+m為奇數(shù),當(dāng)時,Sn最大。
同類題型:設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0。
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S1,S2,…,S12中哪一個值最大,并說明理由。
易錯點分析:(1)依據(jù)S12>0,S13<0,直接列方程求解d的范圍即可;(2)判斷出轉(zhuǎn)折項即可找出前n項和的最大值。無論應(yīng)用二次函數(shù)求最值,還是利用找轉(zhuǎn)折項求最值,兩種方法都具有一般性,但需要注意的是,利用二次函數(shù)求最值時,要注意n只能取正整數(shù),找轉(zhuǎn)折項可以利用通項公式解不等式,但是計算比較煩瑣,這時可以合理選擇應(yīng)用數(shù)列的性質(zhì),以簡化運算和判斷。
解析:(1)依題意,有S12=12a1+
由a3=12,得a1=12-2d。 ③
(2)由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,因此,若在1≤n≤12中存在自然數(shù)n,使得an>0,an+1<0,則Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值。由于S12=6(a6+a7)>0,S13=13a7<0,即a6+a7>0,a7<0,由此得a6>-a7>0。因為a6>0,a7<0,故在S1,S2,…,S12中,S6的值最大。
例4求的值。
易錯點分析:本題解答時,若不從通項入手分析各項的特點就很難找到解題突破口,其次,在裂項抵消中間項的過程中,對消去哪些項剩余哪些項的規(guī)律不清而導(dǎo)致解題失誤?!傲秧椃ā庇袃蓚€特點,一是每個分式的分子相同;二是每項的分母都是兩個(也可三個或更多)數(shù)相乘,且這兩個數(shù)的第一個數(shù)是前一項的第二個數(shù),如果不具備這些特點,就要進行轉(zhuǎn)化。同時要明確消項的規(guī)律:一般情況下,剩余項是前后對稱的
解析:由等差數(shù)列的前n項和公式得所以n取 1,2,3,…,就 分 別 得 到
同類題型:求的值。
解析:令