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例題精講 · 第 00520 題 · 分式拆項用 1/k−1/(k+1),差比數列乘公比後相減

以兩個自編示意求和式為材料,分別用裂項相消與錯位相減求和,並與逐項展開互驗,訓練按通項結構選方法。

00520題號全 1000 篇 · 第 第87輪 / 第87冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

兩類求和長得不像,方法也不能互換:通項是分式且分母能拆成相鄰兩因式之積,用裂項相消;通項是「等差 × 等比」,用錯位相減。選錯方法不是算得慢,是根本消不掉。

本篇兩題分別取 n=9 的裂項與 n=5 的差比數列,結果均按公式現算並與逐項展開互驗。

二、逐題精講

題1

題1 求 S = 1/(1×2) + 1/(2×3) + … + 1/(9*(9+1)),即前 9 項和。

解析

拆項:1/(k(k+1)) = 1/k − 1/(k+1)。

展開後中間全部抵消:S = (1 − 1/2) + (1/2 − 1/3) + … + (1/9 − 1/(9+1)) = 1 − 1/(9+1) = 9/(9+1) = 0.9。

回代核驗:逐項數值 0.5+0.166667+0.083333+0.05+0.033333+0.023810+0.017857+0.013889+0.011111 = 0.9,與 0.9 一致。

答案 S = 9/(9+1) = 0.9

採分點 拆項式 2 分;相消過程 2 分;結果 1 分;逐項回代 2 分

易錯點 把 1/(k(k+1)) 拆成 1/k + 1/(k+1);相消後漏掉末項

題2

題2 求 T = 1×2 + 2×2² + 3×2³ + 4×2⁴ + 5×2⁵,並給出 n 項一般式。

解析

設 T = Σ(k·2^k),k=1..5。兩邊乘公比 2:2T = Σ(k·2^(k+1))。

相減:2T − T = −2 − 2² − 2³ − 2⁴ − 2⁵ + 5·2⁶ = −(2⁶−2) + 5·2⁶ = 4·2⁶ + 2 = 258。

一般式:T(n) = Σ(k·2^k) = (n−1)·2^(n+1) + 2。代入 n=5 得 (5−1)·2⁶+2 = 258。

回代核驗:逐項 2+8+24+64+160 = 258,與閉式 258 相等,閉合。

答案 T = 258;一般式 T(n) = (n−1)·2^(n+1) + 2

採分點 乘公比錯位 2 分;相減推導 2 分;一般式 2 分;逐項回代 1 分

易錯點 相減時把首項符號寫反;一般式寫成 n·2^(n+1)+2;漏掉末尾補的 +2

三、規律小結與對照表

通項形狀方法閉式回代
分式可拆裂項相消n/(n+1)逐項求和
等差×等比錯位相減(n−1)2^(n+1)+2逐項求和
中間項全部抵消只剩首末—
公比乘後末項進位補 +2—

小結:分式看能不能拆成相鄰兩項之差,差比看能不能乘公比錯位。裂項得 0.9,錯位得 258,兩式都經逐項展開驗過。

四、自測清單

  • 能寫出 1/(k(k+1)) 的拆項式
  • 能說明中間項為何全消
  • 能對差比數列乘公比後錯位相減
  • 能寫出一般式 (n−1)2^(n+1)+2
  • 能用逐項展開回代兩個結果
  • 能說明兩類方法不可互換
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):多項式、數列、計數、複數、不等式與二項式相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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