数列、归纳与递推

发布时间 2023-08-08 22:52:02作者: exut

数列基础

设公差为 \(d\),公比为 \(p\)\(S_i\) 为数列前 \(i\) 项和

对于等差数列 \(a\)\(a_n=a_1+(n-1)d=dn+a_1-d\)

等差数列 $S_n=\frac{(a_1+a_n)n}{2}=na_1+\frac{n(n-1)}{2}d $

对于等比数列 \(a\)

\[S_n= \begin{array}{l} \left\{ \begin{matrix} \frac{a_1(1-q^n)}{1-q}\ \ (q\neq 1)\\ na_1 \ \ (q=1) \end{matrix}\right. \end{array} \]

关于求和符号 \(\sum\) 的性质

(1) 重命名性质(任意更换下标字母不影响求和)

(2) 累加性质,即 $\sum_{i=1}^n a_i=\sum_{i=1}^m a_i + \sum_{i=m+1}^n a_i $

(3) 线性性质,即 \(\sum (a_i+b_i) = \sum a_i +\sum b_i\)\(\sum ka_i = k\sum a_i\)

(4) 交换顺序性质,即 $\sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^m a_{ij}=\sum_{j=1}^m \sum_{i=1}^n a_{ij} $,这条性质有时仅仅交换顺序就会极大降低难度

裂项

裂项的根本意义在于裂项后错位相减去掉大量内容化简公式

例如 $\sum_{i=1}^n \frac{1}{i(i+1)}=\sum_{i=1}^n \frac{1}{i} -\frac{1}{i+1}=\sum_{i=1}^n \frac{1}{i} -\sum_{i=1}^n\frac{1}{i+1}= \sum_{i=1}^n \frac{1}{i} -\sum_{i=2}^{n+1}\frac{1}{i} $,消去相同项可得

$\text{原式 }=1-\frac{1}{n+1} $

(此处可添加例题)