下面是人教版普通高中数学教科书必修,5的内容,据此回答下列问题。 国际象棋起源于古代印度,相传国王要奖赏国际象棋的发明者,问他想要什么,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,第2个格子里放上2颗麦粒,第3个格子里放上4颗麦粒,依此类推,每个格子

admin2018-06-07  52

问题 下面是人教版普通高中数学教科书必修,5的内容,据此回答下列问题。

国际象棋起源于古代印度,相传国王要奖赏国际象棋的发明者,问他想要什么,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,第2个格子里放上2颗麦粒,第3个格子里放上4颗麦粒,依此类推,每个格子里放的麦粒效都是前一个格子里放的麦粒数的2倍,直到第64个格子,请给我足够的麦粒以实现上述要求。”国王觉得这个要求不高,就欣然同意了,假定千粒麦子的质量为40g,据查,目前世界年度小麦产量约6亿t,根据以上数据,判断国王是否能实现他的诺言.

让我们一起来分析一下,如果把各格所放的麦粒数看成一个数列,我们可以得到一个等比数列,它的首项是1,公比是2,求第1个格子到第64个格子各格所放的麦粒数总和就是求这个等比数列前64项的和.
一般地,对于等比数列
a1,a2,a3,…,an,…,
它的前n项和是
Sn=a1+a2+an+…+an
根据等比数列的通项公式,上式可写成
Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1q—1.①
我们发现,如果用公比q乘①的两边,可得
qSn=a1q+a1q2+...+a1qn—1+a1qn,②
①②的右边有很多相同的项,用①的两边分别减去⑦的两边,就可以消去这些相同的项,得
(1—q)Sn=a1—a1qn
当q≠1时,等比数列的前n项和的公式为

因为an=a1qn—1,所以上面的公式还可以写成

有了上述公式,就可以解决本节开头提出的问题.

由a1=1,q=2,n=64,可得

=264—1。
264—1这个数很大,超过了1.84×1019.估计千粒麦子的质量约为40g,那么麦粒的总质鬣超过了7000亿吨,因此,国王不能实现他的诺言.
问题:
在等比数列前n项和公式推导的过程中用了什么方法,说明应用这种方法的条件;

选项

答案在等比数列前n项和公式推导过程中用的方法是“错位相减法”。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。比如,在教材中,等比数列前n项和公式推导过程中,表示出等此数列{an}前n项和Sn=a1+a1q+a1q2+…+aiqn—1,注意到Sn的各项是等差数列(α1,α2,…,α1)和等比数列(1,q,q2,…,gn—1)的形式,所以在等式两边同时乘以等比数列的公比q,即为qSn,然后错一位,两式相减即可。

解析
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