错位相减为什么叫错位相减法?

2025-03-24 12:47:4974 次浏览

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错位相减法是一种常用的数列求和方法,应用于等比数列与等差数列相乘的形式。

形如An=BnCn,其中Bn为等差数列,Cn为等比数列;分别列出Sn,再把所有式子同时乘以等比数列的公比,即kSn;然后错一位,两式相减即可。  

 例如,求和Sn=1+3x+5x^2+7x^3+…+(2n-1)*x^(n-1)(x≠0)

 当x=1时,Sn=1+3+5+…+(2n-1)=n^2;

 当x不等于1时,Sn=1+3x+5x^2+7x^3+…+(2n-1)*x^(n-1);

 ∴xSn=x+3x^2;+5x^3;+7x^4+…+(2n-1)*x^n;

 两式相减得(1-x)Sn=1+2x[1+x+x^2;+x^3;+…+x^(n-2)]-(2n-1)*x^n;

 化简得Sn=(2n-1)*x^(n+1)-(2n+1)*x^n+(1+x)/(1-x)^2

 Sn=

1/2+1/4+1/8+....+1/2^n

 两边同时乘以1/2

 1/2Sn=

1/4+1/8+....+1/2^n+1/2^(n+1)(注意跟原式的位置的不同,这样写看的更清楚些)

 两式相减

 1/2Sn=1/2-1/2^(n+1)

 Sn=1-1/2^n

 错位相减法是求和的一种解题方法。在题目的类型中:一般是a前面的系数和a的指数是相等的情况下才可以用。这是例子(格式问题,在a后面的数字和n都是指数形式):

 S=a+2a2+3a3+……+(n-2)an-2+(n-1)an-1+nan

(1)

 在(1)的左右两边同时乘上a。

得到等式(2)如下:

 aS=

a2+2a3+3a4+……+(n-2)an-1+(n-1)an+nan+1

(2)

 用(1)—(2),得到等式(3)如下:

 (1-a)S=a+(2-1)a2+(3-2)a3+……+(n-n+1)an-nan+1

(3)

 (1-a)S=a+a2+a3+……+an-1+an-nan+1

 S=a+a2+a3+……+an-1+an用这个的求和公式。

 (1-a)S=a+a2+a3+……+an-1+an-nan+1

 最后在等式两边同时除以(1-a),就可以得到S的通用公式了。

 例子:求和Sn=3x+5x^2;+7x^3;+……..+(2n-1)·x的n-1次方(x不等于0)

 解:当x=1时,Sn=1+3+5+…..+(2n-1)=n^2;;

 当x不等于1时,Sn=3x+5x^2;+7x^3;;+……..+(2n-1)·x的n-1次方

 所以xSn=x+3x^2;+5x^3;+7x四次方……..+(2n-1)·x的n次方

 所以两式相减的(1-x)Sn=1+2x(1+x+x^2;;+x^3;;+...+x的n-2次方)-(2n-1)·x的n次方。

 化简得:Sn=(2n-1)·x地n+1次方

-(2n+1)·x的n次方+(1+x)/(1-x)平方

 Cn=(2n+1)*2^n

 Sn=3*2+5*4+7*8+...+(2n+1)*2^n

 2Sn=

3*4+5*8+7*16+...+(2n-1)*2^n+(2n+1)*2^(n+1)

 两式相减得

 -Sn=6+2*4+2*8+2*16+...+2*2^n-(2n+1)*2^(n+1)

 =6+2*(4+8+16+...+2^n)-(2n+1)*2^(n+1)

 =6+2^(n+2)-8-(2n+1)*2^(n+1)

(等比数列求和)

 =(1-2n)*2^(n+1)-2

 所以Sn=(2n-1)*2^(n+1)+2

 错位相减法

 这个在求等比数列求和公式时就用了

 Sn=

1/2+1/4+1/8+....+1/2^n

 两边同时乘以1/2

 1/2Sn=

1/4+1/8+....+1/2^n+1/2^(n+1)(注意根原式的位置的不同,这样写看的更清楚些)

 两式相减

 1/2Sn=1/2-1/2^(n+1)

 Sn=1-1/2^n

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