高中數(shù)學(xué):等差數(shù)列求和公式 求和的七種方法,你都會了嗎?


?數(shù)學(xué)大師
文章來源:高中數(shù)學(xué)

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等差數(shù)列是常見數(shù)列的一種,可以用AP表示,如果一個(gè)數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差等于同一個(gè)常數(shù),這個(gè)數(shù)列就叫做等差數(shù)列,而這個(gè)常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,公差常用字母d表示。
等差數(shù)列求和公式
1.公式法

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2.錯(cuò)位相減法

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3.求和公式

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4.分組法
有一類數(shù)列,既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,若將這類數(shù)列適當(dāng)拆開,可分為幾個(gè)等差、等比或常見的數(shù)列,然后分別求和,再將其合并即可.

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5.裂項(xiàng)相消法
適用于分式形式的通項(xiàng)公式,把一項(xiàng)拆成兩個(gè)或多個(gè)的差的形式,即an=f(n+1)-f(n),然后累加時(shí)抵消中間的許多項(xiàng)。

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【小結(jié)】此類變形的特點(diǎn)是將原數(shù)列每一項(xiàng)拆為兩項(xiàng)之后,其中中間的大部分項(xiàng)都互相抵消了。只剩下有限的幾項(xiàng)。
注意:余下的項(xiàng)具有如下的特點(diǎn)1、余下的項(xiàng)前后的位置前后是對稱的。2、余下的項(xiàng)前后的正負(fù)性是相反的。
6.數(shù)學(xué)歸納法
一般地,證明一個(gè)與正整數(shù)n有關(guān)的命題,有如下步驟:(1)證明當(dāng)n取第一個(gè)值時(shí)命題成立;(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥n的第一個(gè)值,k為自然數(shù))時(shí)命題成立,證明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立。
【例】求證:1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + .…… + n(n+1)(n+2)(n+3) = [n(n+1)(n+2)(n+3)(n+4)]/5
證明:當(dāng)n=1時(shí),有:1×2×3×4 = 24 = 2×3×4×5/5
假設(shè)命題在n=k時(shí)成立,
于是:1×2x3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + .…… + k(k+1)(k+2)(k+3)?= [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5
則當(dāng)n=k+1時(shí)有:
1×2×3×4 + 2×3×4×5 + 3×4×5×6 + …… + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
= 1×2×3×4 + 2×3×4*5 + 3×4×5×6 + …… + k(k+1)(k+2)(k+3) + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
= [k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)]/5 + (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
= (k+1)(k+2)(k+3)(k+4)*(k/5 +1)
= [(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)(k+5)]/5
即n=k+1時(shí)原等式仍然成立,歸納得證
7.并項(xiàng)求和法
(常采用先試探后求和的方法)【例】1-2+3-4+5-6+……+(2n-1)-2n
方法一:(并項(xiàng))求出奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)的和,再相減。
方法二:(1-2)+(3-4)+(5-6)+……+[(2n-1)-2n]
方法三:構(gòu)造新的數(shù)列,可借用等差數(shù)列與等比數(shù)列的復(fù)合。an=n(-1)^(n+1)
等差數(shù)列判定及其性質(zhì)
等差數(shù)列的判定
(1)a(n+1)--a(n)=d (d為常數(shù)、n ∈N*)[或a(n)--a(n-1)=d,n ∈N*,n ≥2,d是常數(shù)]等價(jià)于{a(n)}成等差數(shù)列。
(2)2a(n+1)=a(n)+a(n+2) [n∈N*] 等價(jià)于{a(n)}成等差數(shù)列。
(3)a(n)=kn+b [k、b為常數(shù),n∈N*] 等價(jià)于{a(n)}成等差數(shù)列。
(4)S(n)=A(n)^2 +B(n) [A、B為常數(shù),A不為0,n ∈N* ]等價(jià)于{a(n)}為等差數(shù)列。
特殊性質(zhì)
在有窮等差數(shù)列中,與首末兩項(xiàng)距離相等的兩項(xiàng)和相等。并且等于首末兩項(xiàng)之和;特別的,若項(xiàng)數(shù)為奇數(shù),還等于中間項(xiàng)的2倍,即,a(1)+a(n)=a(2)+a(n-1)=a(3)+a(n-2)=···=2*a中
【例】數(shù)列:1,3,5,7,9,11中
a(1)+a(6)=12 ;?
a(2)+a(5)=12 ;?
a(3)+a(4)=12 ;
即,在有窮等差數(shù)列中,與首末兩項(xiàng)距離相等的兩項(xiàng)和相等。并且等于首末兩項(xiàng)之和。
數(shù)列:1,3,5,7,9中
a(1)+a(5)=10 ;?
a(2)+a(4)=10 ;?
a(3)=5=[a(1)+a(5)]/2=[a(2)+a(4)]/2=10/2=5 ;?
即,若項(xiàng)數(shù)為奇數(shù),和等于中間項(xiàng)的2倍,另見,等差中項(xiàng)。
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