劉超
無淪是公式法還是分組求和法,都是利用等差、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式來求和.而對于較為復(fù)雜的數(shù)列,我們常常需要采用錯(cuò)位相減法與裂項(xiàng)相消法來求和.這兩種求和方法都是根據(jù)數(shù)列的規(guī)律來進(jìn)行變式與轉(zhuǎn)化,以達(dá)到求和的目的.下面我們結(jié)合實(shí)例來進(jìn)行說明.
一、錯(cuò)位相減法
若一個(gè)數(shù)列的各項(xiàng)是由一個(gè)等差數(shù)列與等比數(shù)列的對應(yīng)項(xiàng)的乘積構(gòu)成的,那么一般用錯(cuò)位相減法來求數(shù)列的前n項(xiàng)和.首先寫出數(shù)列的和式,然后在和式的左右同時(shí)乘以等比數(shù)列的公比,再錯(cuò)開一位將兩式相減,通過化簡便可求得數(shù)列的和.若等比數(shù)列的公比不確定,還需分別討論當(dāng)公比為l和不為1的情況.
例1.已知an=n·2 n,求{an}的前n項(xiàng)和Sn.
解:Sn=a1+a2 +a3+ … +an
Sn=l×2 1+2 x2 2+…+n·2 n
運(yùn)用錯(cuò)位相減法求和的運(yùn)算量較大,同學(xué)們在解題時(shí)要注意謹(jǐn)慎汁算.在錯(cuò)位相減時(shí),要注意前后會各多出一項(xiàng).
二、裂項(xiàng)相消法
裂項(xiàng)相消法是一種常用的求和方法,需將每一項(xiàng)拆成兩項(xiàng)之差的形式,在求和時(shí)使中間的部分項(xiàng)通過正負(fù)抵消,讓剩下的一些項(xiàng)為首尾的對稱項(xiàng).這樣一個(gè)復(fù)雜的求和題目就會變成簡單的運(yùn)算問題.常見的裂項(xiàng)方式有
例2.正項(xiàng)數(shù)列{an}滿足an 2·(2n一l)·an·2n=0.
(l)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)令
,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn
解:(1)由an 2·(2n - l)·an·2n =0可得((an- 2n)·(an+1)=0,
解得an= 2n或an=-l(舍),所以an=2n.
(2)an=2n,
數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和T為
.
這個(gè)題目中有兩個(gè)小問題,第一問為第二問作鋪墊,將第一問中計(jì)算出的an代入第二問的題設(shè)中,便可求出bn的通項(xiàng)公式.通過觀察可以發(fā)現(xiàn)bn的表達(dá)式可以裂為兩項(xiàng)之差的形式:
,于是采用裂項(xiàng)相消法來求和,將各項(xiàng)裂開之后相加,抵消中間的項(xiàng),便只剩下首尾兩項(xiàng),化簡即可得到結(jié)果.
相比較而言,裂項(xiàng)相消法的運(yùn)算量較小,只要能將數(shù)列的通項(xiàng)裂開,便可快速解題.錯(cuò)位相減法雖然稍微復(fù)雜些,但我們只要把握其中的規(guī)律,合理作差、化簡,謹(jǐn)慎汁算,也可順利求得結(jié)果.
(作者單位:安徽省淮北市實(shí)驗(yàn)高級中學(xué))