一.方法综述
数列的求和问题是数列高考中的热点问题, 数列的求和问题会渗透多种数学思想,会跟其他知识进行结合进行考查.因此求解过程往往方法多、灵活性大、技巧性强,但万变不离其宗,只要熟练掌握各个类型的特点即可.在考试中时常会考查一些压轴小题,如数列求和中的新定义问题、子数列中的求和问题、奇偶性在数列求和中的应用、周期性在数列求和中的应用、数列求和的综合问题中都有所涉及,本讲就这类问题进行分析. 二.解题策略
类型一 数列求和中的新定义问题
【例1】【湖南师范大学附属中学2019届高三上学期月考(四)】对于数列为
的“优值”,现已知某数列的“优值”
,记数列
,定义
( )
的前项和为,则
A.2022 B.1011 C.2020 D.1010 【答案】B 【解析】 由得
,
, ①
, ②
①-②得所以
.故选B.
,即
,
,
【指点迷津】1.“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.对于此题中的新概念,对阅读理解能力有一定的要求.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝. 2.解决此类问题的一些技巧:
(1)抓住“新信息”的特点,找到突破口;
(2)尽管此类题目与传统的数列“求通项,求和”的风格不同,但其根基也是我们所学的一些基础知识与方
法.所以在考虑问题时也要向一些基本知识点靠拢,弄清本问所考察的与哪个知识点有关,以便找到一些线索.
(3)在分类讨论时要遵循“先易后难”的原则,以相对简单的情况入手,可能在解决的过程中会发现复杂情况与该情况的联系,或者发现一些通用的做法与思路,使得复杂情况也有章可循.
1n【举一反三】已知数列?an?的前n项和为Sn,定义?Si为数列?an?前n项的叠加和,若2016项数列
ni?1a1,a2,a3,a2016的叠加和为2017,则2017项数列1,a1,a2,a2016的叠加和为( )
A. 2017 B. 2018 C. 20172 D. 20182 【答案】A
故选A.
类型二 子数列中的求和问题
【例2】已知有穷数列?an?中, n?1,2,3,,729,且an??2n?1???1?n?1,从数列?an?中依次取出
a2,a5,a14,构成新数列?bn?,容易发现数列?bn?是以-3为首项,-3为公比的等比数列,记数列?an?的所
有项的和为S,数列?bn?的所有项的和为T,则( )
A. S?T B. S?T C. S?T D. S与T的大小关系不确定 【答案】A
【解析】因为s?1?3?5?7???2?729?1??1?2?728?729, 2bn???3???3?n?1???3??729?2?1,所以n?6,当n?6时, b6?729是an中第365项,符合题意,
6n??3??1???3?所以T?1???3???546,所以S?T,选A. 学科*网
【指点迷津】一个数列中某些项的求和问题,关键在于弄清楚新的数列的形式,了解其求和方法.
【举一反三】已知n?N*,集合Mn??,?135,,?248,2n?1??,集合Mn的所有非空子集的最小元素之和为n2?Tn,则使得Tn?80的最小正整数n的值为( )
A. 12 B. 13 C. 14 D. 15 【答案】B
753n2?1n2?12n?12n?3......??2????80 的最小正整数n为13 ∴Tn=S1+S2+S3+…+Sn=+则2244222故选B.
类型三 奇偶性在数列求和中的应用 【例3】【福建省2019届高三模拟】已知数列
,设数列【答案】【解析】 当是奇数时,差数列,因此
,
,所以,
,,
,…,
,…是首项为1,公差为6的等,所以,,,…,
,…
的前项和为,则
满足
,
,且
,
__________(用表示).
;当是偶数时,
是首项为4,公比为3的等比数列,因此.综上,,所以
,即
.
【指点迷津】数列求和中遇到(?1),sinn?,cosn?都会用到奇偶性,进行分类讨论.再采用分组转化法求和或者并项求和的方法,即通过两个一组进行重新组合,将原数列转化为一个等差数列. 分组转化法求和的常见类型还有分段型(如an?{nn,n为奇数2n,n为偶数 )及符号型(如an???1?n2 )
n?1n【举一反三】设数列?an?的前n项和为Sn,已知a2?2,an?2???1?【答案】240
an?1,则S40?______
类型四 周期性在数列求和中的应用 【例4】数列?an?满足an?1??2sin???n??1?an?2n,则数列?an?的前100项和为__________. 2?【答案】5100
【指点迷津】本题主要考查数列的周期性,数列是定义域为正整数集或它的子集的函数,因此数列具有函数的部分性质,本题观察到条件中有sinn?? ,于是考虑到三角函数的周期性,构造f?n??sin?n,周22期为4,于是研究数列中依次4项和的之间的关系,发现规律,从而转化为熟悉的等差数列求和问题.解决此类问题要求具有观察、猜想、归纳能力,将抽象数列转化为等差或等比数列问题. 【举一反三】已知数列2008,2009,1,,若这个数列从第二项起,每一项都等于它的前后两项之
和,则这个数列的前2019项之和______.
【答案】4018 【解析】
数列从第二项起,每一项都等于它的前后两项之和, 可得2008,2009,1,
,
,
,2008,2009,1,,
即有数列的最小正周期为6, 可得一个周期的和为0, 由
,可得
.
故答案为:4018.
类型五 数列求和的综合问题
【例5】【上海市青浦区2019届高三二模】等差数列
,满足
,则( A.的最大值为50 B.的最小值为50 C.的最大值为51 D.的最小值为51
【答案】A 【解析】
时,满足条件,所以
满足条件,即最小值为2,舍去B,D. 要使得取最大值,则项数为偶数, 设,等差数列的公差为,首项为,不妨设,
则,且
,由
可得
,
所以
,
因为
,所以
,所以
,而
,
)