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错位相减法是谁发明的(一)
对错位相减法的重新认识
对“错位相减法”的重新认识
中山市实验中学 王美华
关于数列的求和,从最简单的定义法,分组法到复杂的错位相减法,裂项相消法,都是日常教学中的基本方法.
近十年的教学一直是按照这样的步骤和方法进行.但在今年的这一届学生中有学生对错位相减法提出新的建议.那是一张很平常的练习题,里面有一个填
n
空题,是关于一个通项是等差数列乘以等比数列的求和即ann.按照平常思维
2
就按照错位相减法去解决.但因为当天讲了关于裂项相消法的专题,“分式结构”
n
引起了他的思考.于是,他尝试也去将n分成两项,他成功了.
2
但因为怕这是一个偶然,于是把常见的错位相减的题目用两种方法一起做进行比较.发现这是一个通法,即所有的错位相减法都可以转化为裂项相消法.下面举两个具体的例子说明用“裂项相消法”去取代“错位相减法”的妙用.
n
1.对于公比q(0,1),分式结构.如ann,求sna1a2…+an.
2(1)使用错位相减法:sna1a2…+an 即
12n1n
2…+n1n ① 222211n1n
sn 2…+ n n1 ② 2222
1111n
①- ②:sn+ 2…+ n n1
22222
n2111n
所以sn1+ 2…+ n1 n=2n
22222sn
(2)使用裂项相消法:sna1a2…+an
nnn1n2
a出发,=n1n nnn
2222
nk(n1)bknb
n, 这个裂项的结果由待定系数而得到,即令n=
22n12
右式通分后与左式对比得到:nknb2k
从通项an
1k
故有:0b2k, k1
b2
nn1n2
n, =
2n2n12
n1n22334
(n1n)那么sna1a2…+an=(01)(12)…+ 222222【错位相减法是谁发明的】
n2
=2n
2
所以an
2.对于公比q(1,),整式结构.如ann3n,求sna1a2…+an (1)使用错位相减法:sna1a2…+an 即
sn13232…+(n1)3n1n3n ① 3sn 132233…+ (n1)3nn3n1 ② ① -②:2sn3+ 32…+ 3n n3n1 所以sn
32n1n13 44
(2)使用裂项相消法:sna1a2…+an
1113
从通项ann3n出发,ann3n=(n)3n1(n)3n
2424
这个裂项的结果也是由待定系数而得到,即令n3n=[k(n1)b]3n1(knb)3n,
右式通分后与左式对比得到:n2kn2b3k
12k
故有:02b3k,
1k2 b34
1113
所以ann3n=(n)3n1(n)3n,
2424
11132123
那么sna1a2…an1+an=()32()31()33()32…+
24242424
11131113
[(n1)]3n[(n1)]3n1+(n)3n1(n)3n 24242424
131132n1n1
3 =()31+(n)3n1=
242444
归纳上面的两个实例,可将所有的“错位相减法”转化为“裂项相消法”,即
1m(n1)rmnr
题型一:an(knb)n=
ccn1cn
(将右式通分,由待定系数法,解出m,r的值.)
题型二:an(knb)cn=[m(n1)r]cn1(mnr)cn
(将右式合并,由待定系数法,解出m,r的值.)
对于方法的转化,有的题目会比原方法简单,有的题目会比原方法复杂.不
管结果怎样,这种思考的方式得到改变是值得肯定的.这件事让我明白,学习永远在路上,教学方法也是永远在路上.
年复一年的教学,让很多教师包括我自己人对很多的教学内容理所当然,对基本方法也是惯性思维.这次的发现让我彻底反思,不管做到怎样好,我们的教学工作一定有许多地方可以突破和创新.关键的问题是我们能否愿意去改变,去冲破思维定势.不断去尝试,才能让我们的工作充满激情.
错位相减法是谁发明的(二)
错位相减法
谈“错位相减法”
错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等差数列与等比数列相乘的形式。由于错位相减法可以考查等差数列和等比数列的定义及通项公式、等比数列的前n项和公式、幂的运算公式、提公因式、加(减)法结合律、运算能力以及分类讨论数学思想的运用,故它是高考热点。但是相当一部分考生总是得分比例低,甚至不得分。针对这种情况,我冷静思考、认真分析,认为主要原因之一便是老师讲解的不够到位。结合我的教学经验和大多数学生经常犯的典型错误,我认为如果按一定的流程进行讲解,就可以让更多的学生掌握这种求和方法。下面举一例说明该流程。
例:设{an}是等差数列,{bn}是各项都为正数的等比数列,且a1b11,
a3b521,a5b313. (Ⅰ)求{an},{bn}的通项公式;
a
(Ⅱ)求数列n的前n项和Sn.
bn
分析:
(Ⅰ)设an的公差为d,bn的公比为q,则依题意有
12dq421,
q0且2【错位相减法是谁发明的】
14dq13,
解得d2,q2.
所以an1(n1)d2n1,
bnqn12n1.
a2n1
(Ⅱ)由(Ⅰ)得 nn1.
bn2
a1
1.明确数列n是等差数列an与等数列的对应项相乘积得到的,故用
bbnn
11
“错位相减法”。找到等差数列an的公差为2、等的公比为。
2bn1352n32n1
n1 ①时,等差数列an中的各项内部012n222222
能进行简单计算的要进行计算,如该数列的第一到第三项,第n-1、第n项则应
1
该保持其通项公式的特征;而等比数列中的各项却都要保持其通项公式的
bn
2.给出Sn
特征
3. Sn
11352n32n1
,①的左右两端同乘以等比数列的012n2n122222bn
111352n32n1
公比得:Sn123n1n,②
2222222
12222n1
4. 即①-②得Sn112n1n,
22222
(勿忘将最后一项的符号改为“”号)
12n111
1212n1n
2222
(数准确上式括号里应该是n1项的和, “2”即为等差数列的公差)
11(1n1)
2n112n(合并同类项) 1212
2n33.
2n
2n3
sn6
2n1
另外,待用错位相减法求和的数列的通项公式中若有常数(无论是等差数列还是等比数列中),均应该将通项公式等价变形,把常数提到“最前面”(本
2n1
质是提取公因数)单独考虑,达到简化计算的目的。例如:cn的分母
32n1
12n12n
中有“3”,可以将通项公式等价变形为cnn1。再如dnn1的分子中有
323n
“2”,可以将通项公式等价变形为dn2n1。除此之外,这类题目还会有一
3
些细微的变化,比如:1.等差数列或等比数列的前一项、前几项乃至前有限项不成等差数列或等比数列。2.错位相减后得第一项可以与“括号中的n-1项”合并构成一等比数列的前n项的和。以上只是最基本的、最重要的组成部分,故要求学生灵活运用以上流程进行处理。
错位相减法是谁发明的(三)
错位相减法
1.设数列anSn是以c(c0)为公比的等比数列. 的前n项和为Sn,a11,且数列(1)求数列an的通项公式; (2)求a2a4a2n.
2、等差数列an中,a37,a919,则a5为( ).
A、13 B、12 C、11 D、10
3、已知等比数列an中,Tn表示前n项的积,若T5=1,则( ).
A、a1=1 B、a3=1 C、a4=1 D、a5=1
4.已知数列an满足a1=1 ,an=3n1an1 (n2). ① 求a2,a3; ② 求an.
5.已知等差数列{an}的首项为24,公差为2,则当时,该数列的前n项和Sn
取得最大值。
6. 在等差数列an中,首项a10,公差d0,若aka1a2a3a7,则k A.21 C.23
B.22 D.24
7.已知正项等差数列an的前n项和为Sn,若S312,且2a1,a2,a31成等比数列.
(Ⅰ)求an的通项公式; (Ⅱ)记bn
8.在数列{an}中,已知a1
an
的前n项和为Tn,求Tn. 3n
1an11,,bn23log1an(nN*). 4an44
(1)求数列{an}的通项公式; (2)求证:数列{bn}是等差数列;
(3)设数列{cn}满足cnanbn,求cn的前n项和Sn.
9.已知数列bn前n项和Sn
321
nn.数列an满足an4(bn2)(nN),数列22
cn满足cnanbn。
(1)求数列an和数列bn的通项公式; (2)求数列cn的前n项和Tn;
10. 设Sn为数列an的前n项和,对任意的nN,都有Snm1man(m为常数,
*
且m0).
(1)求证:数列an是等比数列;
(2)设数列an的公比qfm,数列bn满足b12a1,bnfbn1 (n2,nN),
*
求数列bn的通项公式;
2n1
(3)在满足(2)的条件下,求数列的前n项和Tn.
bn
答案:
1、解:(1)∵数列Sn是以c(c0)为公比的等比数列,且S1a11
∴Sns1cn1cn1 ………………3分 ∴Sn1cn2 (n2)
∴anSnSn1cn1cn2(c1)cn2(n2) ………………6分
(c1)C, n2,且nN
2
(2)由(1)知a2,a4,a6,,a2n,是以a2为首项,C为公比的等比数列,……11
分
a2a4a2n
∴an
n11,
n2
………………8分
(c1)(1c2n)c2n1
……………14分 2
c11c
2.a3a9719262a6, ∴a613 由a6a33d 得d2
∴a11 选C
3、T5a1a2a3a4a5a31 所以选B a31,
4、(1)解:(1)解: ∵a11,∴a2314,a332413 …………4 分
(2) 证明:已知 anan13
n1【错位相减法是谁发明的】
5
5
(n2) 得
an(anan1)(an1an2)…(a2a1)a1 …………8 分
3n2…31 3n1
…………12 分
2
3113n1
1 ∴an当n1时,a1 …………14 分 22
3
5.由已知得:an24(n1)(2)262n,由
n1
an0262n0
12n13,nN*,所以n=12或13
an10242n0
7. 解:(Ⅰ)∵S312,即a1a2a,所以a24,312,∴3a212--------------------------------2分
又∵2a1,a2,a31成等比数列, ∴
2
a22a1(a31)
,即
2
a22
(a2
d)
2
,( a d 1
--------------------------------4分
解得,d3或d4(舍去), ∴
a1a2d1
,故
an3n2
;
---------------------------------------7分
an3n21
(3n2), 3n3n3n
1111
∴Tn14273(3n2)n, ①
33331111111
①得,Tn124374(3n5)n(3n2)n1 ②
3333333
2111111
①②得,Tn3233343n(3n2)n1
3333333
11(1)2n11151113(3n2)n1n1(3n2)n1
133623313
(Ⅱ)法1:bn∴
Tn
5113n2156n51n2nn.
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