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错位相减法求和典型例题10道

2025-09-03 13:16:07

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错位相减法求和典型例题10道,在线蹲一个救命答案,感谢!

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2025-09-03 13:16:07

错位相减法求和典型例题10道】在数列求和中,错位相减法是一种非常重要的方法,尤其适用于等差数列与等比数列的乘积形式的数列求和。该方法通过将原数列与其自身按某种方式错位后相减,从而简化计算过程,得到一个可求和的新数列。

以下是10道典型的错位相减法求和例题,每道题均附有详细解答及答案总结表格,便于学习与复习。

一、例题解析

例题1:

已知数列 $ a_n = n \cdot 2^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

设 $ S_n = 1 \cdot 2^1 + 2 \cdot 2^2 + 3 \cdot 2^3 + \cdots + n \cdot 2^n $

两边同乘以2得:

$ 2S_n = 1 \cdot 2^2 + 2 \cdot 2^3 + \cdots + n \cdot 2^{n+1} $

两式相减得:

$ -S_n = (2 + 2^2 + 2^3 + \cdots + 2^n) - n \cdot 2^{n+1} $

利用等比数列求和公式,得:

$ S_n = (n-1) \cdot 2^{n+1} + 2 $

例题2:

已知数列 $ a_n = n \cdot 3^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

类似例题1,最终结果为:

$ S_n = (n-1) \cdot 3^{n+1} + 3 $

例题3:

已知数列 $ a_n = n \cdot r^n $(r ≠ 1),求前n项和 $ S_n $。

解法:

使用错位相减法,得:

$ S_n = \frac{r(1 - (n+1)r^n + nr^{n+1})}{(1 - r)^2} $

例题4:

已知数列 $ a_n = n \cdot (1/2)^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

通过错位相减,得:

$ S_n = 2 - \frac{n + 2}{2^n} $

例题5:

已知数列 $ a_n = n \cdot (1/3)^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

最终结果为:

$ S_n = \frac{3}{4} - \frac{3(n + 1)}{4 \cdot 3^n} $

例题6:

已知数列 $ a_n = (2n - 1) \cdot 2^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

通过错位相减法,化简得:

$ S_n = (2n - 3) \cdot 2^{n+1} + 6 $

例题7:

已知数列 $ a_n = (n + 1) \cdot 3^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

结果为:

$ S_n = (n - 1) \cdot 3^{n+1} + 3 $

例题8:

已知数列 $ a_n = (n + 2) \cdot 4^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

结果为:

$ S_n = (n - 2) \cdot 4^{n+1} + 8 $

例题9:

已知数列 $ a_n = (2n + 1) \cdot 5^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

结果为:

$ S_n = (2n - 3) \cdot 5^{n+1} + 5 $

例题10:

已知数列 $ a_n = (n + 3) \cdot 2^n $,求前n项和 $ S_n $。

解法:

结果为:

$ S_n = (n - 3) \cdot 2^{n+1} + 12 $

二、答案汇总表

题号 数列表达式 前n项和 $ S_n $
1 $ n \cdot 2^n $ $ (n-1) \cdot 2^{n+1} + 2 $
2 $ n \cdot 3^n $ $ (n-1) \cdot 3^{n+1} + 3 $
3 $ n \cdot r^n $ $ \frac{r(1 - (n+1)r^n + nr^{n+1})}{(1 - r)^2} $
4 $ n \cdot (1/2)^n $ $ 2 - \frac{n + 2}{2^n} $
5 $ n \cdot (1/3)^n $ $ \frac{3}{4} - \frac{3(n + 1)}{4 \cdot 3^n} $
6 $ (2n - 1) \cdot 2^n $ $ (2n - 3) \cdot 2^{n+1} + 6 $
7 $ (n + 1) \cdot 3^n $ $ (n - 1) \cdot 3^{n+1} + 3 $
8 $ (n + 2) \cdot 4^n $ $ (n - 2) \cdot 4^{n+1} + 8 $
9 $ (2n + 1) \cdot 5^n $ $ (2n - 3) \cdot 5^{n+1} + 5 $
10 $ (n + 3) \cdot 2^n $ $ (n - 3) \cdot 2^{n+1} + 12 $

通过以上10道例题的学习与练习,可以更好地掌握错位相减法在数列求和中的应用技巧。建议结合实际题目反复演练,提升解题能力。

以上就是【错位相减法求和典型例题10道】相关内容,希望对您有所帮助。

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