本题导读
考查等差数列与裂项。,;,。
📌【题干】
Question
(2010年山东卷(文)) 已知等差数列 满足:,. 数列 的前 项和为 .
(1) 求 及 ;
(2) 令 (),求数列 的前 项和 .
🔍【思路分析】
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- 设首项 、公差 :,。
- 第二式即 ,与 相减得 ,,。
- ,。
- 。
- 。
✅【答案】
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(1) ,
(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 设等差数列 的首项为 ,公差为 ,则
(a_1+4d)+(a_1+6d)=26,\end{cases}\quad\text{即}\quad\begin{cases}a_1+2d=7, a_1+5d=13.\end{cases}$$ 两式相减得 $3d=6$,故 $d=2$,进而 $a_1=3$. 所以 $$a_n=a_1+(n-1)d=3+2(n-1)=2n+1.$$ 前 $n$ 项和 $$S_n=\frac{n(a_1+a_n)}2=\frac{n(3+2n+1)}2=n(n+2).$$ (2) 由 $a_n=2n+1$,得 $$b_n=\frac1{a_n^2-1}=\frac1{(2n+1)^2-1}=\frac1{4n^2+4n}=\frac1{4n(n+1)}=\frac14\left(\frac1n-\frac1{n+1}\right).$$ 于是 $$T_n=\sum_{k=1}^n b_k=\frac14\sum_{k=1}^n\left(\frac1k-\frac1{k+1}\right)=\frac14\left(1-\frac1{n+1}\right)=\frac n{4(n+1)}.$$ 故数列 $\{b_n\}$ 的前 $n$ 项和 $T_n=\dfrac n{4(n+1)}$.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:等差数列通项与裂项求和
核心方法:(1) 列方程求 ;(2) 裂为
避坑指南: 化为 即 ,与 相减得 ;裂项后各项相消,只剩首尾。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:等差通项加裂项求和是文科数列大题的固定组合。
结论推广: 时 , 裂项相消得 。
方法推广:裂项求和的通用步骤:先把分母因式分解成相邻(或相隔)两式,再拆成差,最后相消取首尾。
🔗【关联脉络】
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