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用裂项相消法解数列求和问题

用裂项相消法解数列求和问题

作者: 天马无空 | 来源:发表于2020-12-26 11:24 被阅读0次
    裂项相消法解数列求和问题

    方法三 裂项相消法

    解题步骤:

    第一步 定通项公式:即根据已知条件求出数列的通项公式;

    第二步 巧裂项:即根据通项公式特征准确裂项,将其表示为两项之差的形式;

    第三步 消项求和:即把握消项的规律,准确求和.

    【例】 已知数列\{a_n\}:\dfrac{1}{2},\dfrac{1}{3}+\dfrac{2}{3},\dfrac{1}{4}+\dfrac{2}{4}+\dfrac{3}{4},…,\dfrac{1}{10}+\dfrac{2}{10}+\dfrac{3}{10}+…+\dfrac{9}{10},…,
    b_n=\dfrac{1}{a_n \cdot a_{n+1}},那么数列\{b_n\}的前项和S_n为( )

    A.\dfrac{n}{n+1} B.\dfrac{4n}{n+1} C. \dfrac{3n}{n+1} D.\dfrac{5n}{n+1}

    【解析】

    由题意得,数列的通项
    a_n=\dfrac{1}{n+1}+\dfrac{2}{n+1}+\dfrac{3}{n+1}+…+\dfrac{n}{n+1}
    =\dfrac{1+2+3+…+n}{n+1}
    =\dfrac{n}{2}

    所以b_n=\dfrac{1}{a_n \cdot a_{n+1}}=\dfrac{4}{n(n+1)}=4\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+1}\right)

    所以数列\{b_n\}的前项和S_n

    S_n=4\left[\left(1-\dfrac{1}{2}\right)+\left(\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{3}\right)+\left(\dfrac{1}{3}-\dfrac{1}{4}\right)+…++\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+1}\right)\right]

    =4\left(1-\dfrac{1}{n+1}\right)
    =\dfrac{4n}{n+1}

    故选B.

    【总结】本题主要考查了数列的求和问题,其中解答中涉及到等差数列的前n项和公式、数列的裂项求和的方法的知识点的综合考查,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,以及推理与运算能力,属于中档试题,本题的解答中,根据等差数列的求和公式得到a_n=\dfrac{n}{2},进而得到b_n的通项公式是解答的关键.

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