题目
[题目]计算: +(a)^2+(a)^3+(a)^4+... +(a)^n

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查等比数列的求和公式及其应用,需要分情况讨论公比是否为1的情况。
解题核心思路:
- 识别数列类型:题目中的表达式是首项为$a$、公比为$a$的等比数列求和。
- 分情况讨论:
- 当$a=1$时,所有项均为1,直接求和;
- 当$a \neq 1$时,利用等比数列求和公式计算。
- 关键公式:
- 等比数列求和公式:$S_n = \dfrac{a_1(1 - r^n)}{1 - r}$($r \neq 1$);
- 错位相减法推导公式。
步骤1:判断公比是否为1
- 若$a = 1$,则数列变为$1 + 1 + \cdots + 1$(共$n$项),和为$n$。
- 若$a \neq 1$,则使用等比数列求和公式。
步骤2:错位相减法推导公式
设$S_n = a + a^2 + a^3 + \cdots + a^n$,两边同乘$a$得:
$aS_n = a^2 + a^3 + \cdots + a^{n+1}$
两式相减得:
$(1 - a)S_n = a - a^{n+1}$
解得:
$S_n = \dfrac{a(1 - a^n)}{1 - a}$
最终结果:
$S_n = \begin{cases} n, & a = 1, \\\dfrac{a(1 - a^n)}{1 - a}, & a \neq 1.\end{cases}$