在二项式定理这节教材中有这样一个性质:Cn0+Cn1+Cn2+Cn3+…Cnn=2n,n∈N
(1)计算1?C30+2?C31+3?C32+4?C33的值方法如下:
设S=1?C30+2?C31+3?C32+4?C33又S=4?C33+3?C32+2?C31+1?C30
相加得2S=5?C30+5?C31+5?C32+5?C33即2S=5?23
所以2S=5?22=20利用类似方法求值:1?C20+2?C21+3?C22,1?C40+2?C41+3?C42+4?C43+5?C44
(2)将(1)的情况推广到一般的结论,并给予证明
(3)设Sn是首项为a1,公比为q的等比数列{an}的前n项的和,求S1Cn0+S2Cn1+S3Cn2+S4Cn3+…+Sn+1Cnn,n∈N.
网友回答
解:(1)设S=1?C20+2?C21+3?C22又S=3?C22+2?C21+1?C20
相加2S=4(C20+C21+C22)=16,S=8
设S=1?C40+2?C41+3?C42+4?C43+5?C44
又S=5?C44+4?C43+3?C42+2?C41+1?C40
相加2S=6(C30+C41+C42+C43+C44),∴S=3?24=48
(2)1?Cn0+2?Cn1+3?Cn2+…+(n+1)Cnn=(n+2)?2n-1
设S=1?Cn0+2?Cn1+3?Cn2+…+(n+1)Cnn
又S=(n+1)Cnn+nCnn-1+…+1?Cn0
相加2S=(n+2)(Cn0+Cn1+…+Cnn)∴
(3)当q=1时??Sn=na1S1Cn0+S2Cn1+…+Sn+1Cnn
=a1Cn0+2a1Cn1+…+(n+1)a1Cnn
=a1(1?Cn0+2?Cn1+…+(n+1)Cnn)
=a1?(n+2)?2n-1
当q≠1时????
S1Cn0+S2Cn1+S3Cn2+…+Sn+1Cnn=
=
=
=
综上,q=1时??S1Cn0+…+Sn+1Cnn=a1(n+2)?2n-1q≠1时
解析分析:(1)本题考查的知识点是归纳推理,由S1=1?C10+2?C11=3×20,S2=1?C20+2?C21+3?C22=4×2,S3=1?C30+2?C31+3?C32+4?C33=5×22…我们可得右边式子的系数比左边的项数多1,右边式子的底数均为2,右边式子的指数比左边的项数少2.故1?C20+2?C21+3?C22=4×2=8,1?C40+2?C41+3?C42+4?C43+5?C44=6×23=48(2)利用倒序相加的方法,即可求解(3)分q≠1和q=1时进行讨论 当q=1时提取a1后求解和(2)一样;q≠1时,采取分组求和的方法即可求解
点评:归纳推理的一般步骤是:(1)通过观察个别情况发现某些相同性质;(2)从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题(猜想).