所谓“错位”,就是要找“同类项”相减.要注意的是相减后得到部分,求等比数列的和,此时一定要查清其项数.为保证结果正确,可对得到的和取n=1,2进行验证.
『对接训练』
2.[2024·山东青岛一模]已知公比为q的等比数列{an}满足2a1+a3
=3a2,且a3+2是a2,a4的等差中项.
(1)求q的值;
(2)若bn=anlog2an,求数列{bn}的前n项和Sn. 解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,
??2a1+a3=3a2,
依题意,有?
?a2+a4=2?a3+2?,?
2??a1?2+q?=3a1q ①,即? 32??a1?q+q?=2a1q+4 ②, 由①得q2-3q+2=0,解得q=2或q=1. 代入②知q=1不成立,故舍去,所以q=2. (2)由(1)知a1=2,所以an=2n, bn=anlog2an=2nlog22n=n·2n, 所以Sn=2+2×22+3×23+…+n×2n, 所以2Sn=22+2×23+3×24+…+(n-1)×2n+n×2n+1, 两式相减得-Sn=2+22+…+2n-n·2n+1=(1-n)2n+1-2, 所以Sn=(n-1)2n+1+2. 考点3 裂项相消法求和 裂项相消法是指把数列和式中的各项分别裂开后,某些项可以相?1??1?互抵消从而求和的方法,主要适用于?aa?或?aa?(其中{an}为等差?nn+1??nn+2?数列)等形式的数列求和. [例3] [2024·湖南省湘东六校联考]已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=Sn-1+1(n≥2,n∈N*),且a1=1. (1)求数列{an}的通项公式an; 12(2)记bn=,T为{bn}的前n项和,求使Tn≥n成立的n的最an·an+1n小值. 【解析】 (1)由已知有Sn-Sn-1=1(n≥2,n∈N*),∴数列{Sn}为等差数列,又S1=a1=1,∴Sn=n,即Sn=n2. 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1. 又a1=1也满足上式,∴an=2n-1. 1?11?1-?, (2)由(1)知,bn==??2n-1??2n+1?2?2n-12n+1?11111?1?1?1?n1-+-+…+-1-????∴Tn=23352n-12n+1?=2?2n+1?=2n+1. ?2由Tn≥n得n2≥4n+2,即(n-2)2≥6,∴n≥5, ∴n的最小值为5.
利用裂项相消法求和的注意事项 (1)抵消后并不一定只剩下第一项和最后一项,也有可能前面剩两项,后面也剩两项; (2)将通项裂项后,有时需要调整前面的系数,使裂开的两项之差11和系数之积与原通项相等.如:若{an}是等差数列,则=danan+1?11?1?11?1--??,?. =??anan+1?anan+22d?anan+2?『对接训练』 23.[2024·安徽池州期末]已知数列{an}的前n项和为Sn,an=3Sn+1*(n∈N). 3
(1)求数列{an}的通项公式; 1(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn. log3an+1+log3an+22131解析:(1)由an=3Sn+3,可得Sn=2an-2, 31当n≥2时,Sn-1=2an-1-2,则 1??31?3?33????an=Sn-Sn-1=2an-2-2an-1-2=2an-2an-1,整理得an=3an-????31(n≥2),而a=S=a-111212,即a1=1, 所以数列{an}是首项为1,公比为3的等比数列,则an=1×3n-1=3n-1.故数列{an}的通项公式为an=3n-1. 1(2)由(1)得bn= log3an+1+log3an+211== n-1n-1log33+1+log33+2n+n+1=n+1-n, 所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+(n+1-n)=n+1-1. 考点4 分组转化求和 分组求和法 一个数列既不是等差数列,也不是等比数列,若将这个数列适当拆开,重新组合,就会变成几个可以求和的部分即能分别求和,然后再合并. [例4] [2024·天津南开附中期中]已知数列{an}是等比数列,满足a1=3,a4=24,数列{bn}是等差数列,满足b2=4,b4=a3. (1)求数列{an}和{bn}的通项公式. (2)设cn=an-bn,求数列{cn}的前n项和. 【解析】 (1)设等比数列{an}的公比为q, a424由题意,得q3=a=3=8,解得q=2, 1∴{an}的通项公式为an=a1qn-1=3×2n-1, ∴a3=12. 设等差数列{bn}的公差为d, ∵b2=4,b4=a3=12,b4=b2+2d, ∴12=4+2d,解得d=4. ∴bn=b2+(n-2)d=4+(n-2)×4=4n-4.
故{bn}的通项公式为bn=4n-4. (2)由(1)知an=3×2n-1,bn=4n-4, ∴cn=an-bn=3×2n-1-(4n-4). 从而数列{cn}的前n项和Sn=3×20+3×21+…+3×2n-1-[0+41-2nn?4n-4?nn+8+…+(4n-4)]=3×-=3×2-3-n(2n-2)=3×221-2-2n2+2n-3. 1.若一个数列由若干个等差数列或等比数列组成,则求和时可用分组转化法分别求和再相加减. 形如an=(-1)nf(n)类型,可采用相邻两项并项(分组)后,再分组求和. 2.分组求和中的分组策略 (1)根据等差、等比数列分组; (2)根据正号、负号分组.