题目内容

16.先阅读下列材料,再解答后面的问题.
求1+2+22+23+24+…+2100的和.
解:设S=1+2+22+23+24+…+2100.①
将①式两边同时乘以2,得:
2S=2+22+23+24+25+…+2101.   ②
②-①,得
2S-S=2101-1.
即           S=2101-1
所以1+2+22+23+24+…+2100=2101-1
问题解答:
(1)猜想1+2+22+23+…+22016的和,并写出计算过程;
(2)求1+32+34+36+38+…+32n的和(其中n为正整数);
(3)记Sn=1+32+34+36+38+…+32n(其中n为正整数),试说明:$\sqrt{\frac{8{S}_{2n}+1}{9}}$=$\frac{8{S}_{n}+1}{9}$.

分析 (1)根据题意可以求得题目中所求式子的值;
(2)根据题目中的信息,对所求式子变形即可解答本题;
(3)根据(2)中的结果分别化简所要证明的式子即可解答本题.

解答 解:(1)1+2+22+23+24+…+22016=22017-1.
设S=1+2+22+23+24+…+22016①
将①式两边同时乘以2,得:
2S=2+22+23+24+25+…+22017②
②-①,得2S-S=22017-1.即 S=22017-1,
所以1+2+22+23+24+…+22016=22017-1;

(2)设S=1+32+34+36+38+…+32n①
将①式两边同时乘以32,得:9S=32+34+36+38+…+32n+2②
②-①,得9S-S=32n+2-1.即S=$\frac{{3}^{2n+2}-1}{8}$;
(3)由(2)可得,Sn=$\frac{{3}^{2n+2}-1}{8}$,S2n=$\frac{{3}^{4n+2}-1}{8}$,
∴$\sqrt{\frac{8{S}_{2n}+1}{9}}=\sqrt{\frac{8×\frac{{3}^{4n+2}-1}{8}+1}{9}}$=$\sqrt{\frac{{3}^{4n+2}}{9}}$=$\frac{{3}^{2n+1}}{3}$,
$\frac{8{S}_{n}+1}{9}=\frac{8×\frac{{3}^{2n+2}-1}{8}+1}{9}=\frac{{3}^{2n+2}}{9}$=$\frac{{3}^{2n+1}}{3}$,
∴$\sqrt{\frac{8{S}_{2n}+1}{9}}$=$\frac{8{S}_{n}+1}{9}$.

点评 本题考查实数的运算,解题的关键是明确题意,找出数字的变化特点,明确实数运算的方法.

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