• 热点
  • 图片
  • 科技
  • 娱乐
  • 游戏
  • 体育
  • 汽车
  • 财经
  • 搞笑
  • 军事
  • 国际
  • 时尚
  • 旅游
  • 探索
  • 育儿
  • 养生
  • 美文
  • 历史
  • 美食
  • 当前位置: 小苹果范文网 > 养生 > 正文

    求数列通项公式十一种方法总结计划(23页)

    时间:2020-11-20 07:40:47 来源:小苹果范文网 本文已影响 小苹果范文网手机站

    求数列通项公式的十一种方法(方法全,例子全,归纳细)

    总述:一.利用递推关系式求数列通项的 11 种方法:

    累加法、

    累乘法、

    待定系数法、

    阶差法(逐差法) 、

    迭代法、

    对数变换法、

    倒数变换法、

    换元法(目的是去递推关系式中出现的根号) 、

    数学归纳法、

    不动点法(递推式是一个数列通项的分式表达式) 、

    特征根法

    二。四种基本数列:等差数列、等比数列、等和数列、等积数列及其广义形式。等差数列、

    等比数列的求通项公式的方法是:累加和累乘,这二种方法是求数列通项公式的最基本方法。

    三 .求数列通项的方法的基本思路是: 把所求数列通过变形, 代换转化为等级差数列或等比

    数列。

    四.求数列通项的基本方法是:累加法和累乘法。

    五.数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。

    一、累加法

    1.适用于: an 1 an f (n) ---------- 这是广义的等差数列 累加法是最基本的二个方法之一。

    2.若 an 1 an f ( n) (n 2) ,

    a2

    a1

    f (1)

    a3

    a2

    f (2)

    L

    L

    an 1

    an

    f ( n)

    n

    两边分别相加得

    an 1a1

    f (n)

    k

    1

    例 1 已知数列 { an } 满足 an 1 an 2n 1, a1 1 ,求数列 { an} 的通项公式。

    解:由 an 1

    an 2n 1得 an 1

    an

    2n 1 则

    an (an

    an 1 ) (an 1

    an 2 )

    L

    (a3

    a2 ) (a2

    a1) a1

    [2( n

    1)

    1]

    [2( n

    2)

    1]

    L

    (2

    2 1)

    (211)1

    2[(n

    1)

    (n

    2)

    L

    2

    1]

    (n

    1)

    1

    2 (n

    1)n

    (n

    1)

    1

    2

    (n 1)(n

    1)

    1

    n2

    所以数列 { an } 的通项公式为 an

    n2

    例 2

    已知数列 {

    an

    } 满足 a

    n 1

    a

    n

    2 3n 1, a

    3 ,求数列

    { an }

    的通项公式。

    1

    解法一:由 an

    1

    an

    2

    3n

    1得 an 1

    an

    2 3n

    1 则

    an ( an

    an 1 ) (an 1

    an 2 ) L

    (a3

    a2 ) (a2

    a1 ) a1

    (2

    3n

    1

    1)

    (2

    3n

    2

    1)

    L

    (2

    32

    1)

    (2 31

    1) 3

    2(3n 1

    3n 2

    L

    32

    31 )

    (n

    1)

    3

    2 3(1

    3n

    1 )

    (n

    1)

    3

    1

    3

    3n

    3

    n

    1

    3

    3n

    n

    1

    所以 an

    3n

    n

    1.

    解法二: an 1

    3an

    2 3n

    1 两边除以 3n 1 ,得 an 1

    an

    2

    1

    3n 1

    3n

    3

    3n

    1

    an 1

    an

    2

    1

    3

    n 1

    3

    n

    3

    n 1 ,故

    3

    an

    (

    an

    an

    n

    n

    an

    3

    3

    ( 2

    1n )

    3

    3

    2(n

    1)

    3

    

    1

    )

    (

    an

    1

    an

    2

    an

    n

    2 )

    1

    1

    3

    ( 2

    3

    n1

    1 )

    (

    2

    3

    3

    (

    1

    1

    1

    n

    n

    n

    1

    3

    3

    3

    

    ( an 2 an

    3n 2 3n

    1

    3n 2 ) L

    1

    L

    3n 2

    

    33 ) L (a22 a11 )

    a1

    3

    3

    3

    ( 2

    12 )

    3

    3

    3

    3

    12 )

    1

    3

    an

    2(n 1)

    1n (1

    3n 1)

    2n

    1

    1

    3

    因此

    n

    3

    1

    3

    1

    2

    2

    n

    3

    3

    3

    则 an

    2 n 3n

    1

    3n

    1 .

    3

    2

    2

    练习

    1. 已知数列

    an

    的首项为

    1 ,且 an 1

    an

    2n( n N * ) 写出数列

    an 的通项公式 .

    答案: n 2

    n

    1

    anan 1

    1

    (n 2)

    { an }

    a1

    3

    n( n 1)

    练习

    2. 已知数列

    满足

    ,求此数列的通项公式.

    an

    1

    2

    答案:裂项求和

    n

    评注:已知 a1 a , an 1 an f (n) ,其中 f(n) 可以是关于 n 的一次函数、二次函数、指数

    函数、分式函数,求通项 an .

    ①若 f(n) 是关于 n 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和 ;

    ②若 f(n) 是关于 n 的二次函数,累加后可分组求和 ;

    ③若 f(n) 是关于 n 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和 ;

    ④若 f(n) 是关于 n 的分式函数,累加后可裂项求和。

    例 3. 已知数列 { an } 中 , an

    Sn

    1 (an

    n )

    0 且

    2

    an , 求数列 { an } 的通项公式 .

    Sn

    1 (an

    n ) Sn

    1 (Sn

    Sn 1

    n

    )

    解:由已知

    2

    an 得

    2

    SnSn 1

    ,

    S2

    S

    2

    1

    n

    , 由类型 (1) 有

    S2

    S

    2

    2 3

    n

    ,

    化简有 n

    n

    n

    1

    Sn2

    n(n

    1)

    2n( n

    1)

    又 S1

    a1 得 a1

    1

    sn

    ,

    , 所以

    2

    , 又 an 0 ,

    2

    2n(n 1) 2n(n 1)

    an

    则 2

    此题也可以用数学归纳法来求解 .

    二、累乘法

    1. 适用于:

    an 1

    f ( n)an

    ----------

    这是广义的等比数列

    累乘法是最基本的二个方法之二。

    2.若

    an 1

    f (n)

    a2

    a3

    f (2),L

    an

    1

    f (n)

    an

    ,则

    f (1),

    L ,

    a1

    a2

    an

    an 1

    n

    a1

    f (k )

    两边分别相乘得,

    a1

    k

    1

    例 4

    已知数列

    { an } 满足 an 1 2( n

    1)5n

    an, a1

    3 ,求数列 { an} 的通项公式。

    解:因为 an 1

    2( n 1)5n

    an, a1

    3,所以 an

    0

    ,则 an 1

    2( n

    1)5n ,故

    an

    an

    an

    an 1 L

    a3 a2 a1

    an

    1

    an

    2

    a2

    a1

    [2( n

    1

    1)5n 1 ][2( n

    2

    1)5n 2 ]

    L

    [2(2

    1) 52 ][2(1 1)

    51] 3

    2n

    1[ n(n

    1)

    L

    3 2]

    5(n 1)

    ( n 2)

    L

    2

    1

    3

    2n 1

    n (n

    1)

    3

    5 2

    n!

    2n

    1

    n (n

    1)

    所以数列 { an } 的通项公式为 an

    3

    5

    2

    n!.

    例 5.an

    是首 1 的正 数列,且

    n 1 an2

    1 na n2

    an 1 a n 0 ( n =1, 2, 3 ,?),

    它的通 公式是

    an =________.

    解:已知等式可化 : ( an 1 an ) (n 1)an 1 nan 0

    an

    1

    n

    an

    0 ( n

    N * )

    (n+1) an

    1

    nan

    0 ,

    即 an

    n

    1

    an

    n 1

    n

    2 , an 1

    n

    an

    an

    an 1

    a2 a1

    n 1 n 2

    1 1 1

    an 1

    an 2

    a1

    =

    n

    n 1

    2

    = n .

    注: 本 是关于 an 和 an 1 的二次 次式,可以通 因式分解(一般情况 用求根公式)得到

    an 与 a n 1 的更 明 的关系式,从而求出 a n .

    . 已知 an 1 na n n 1, a1 1, 求数列 {an} 的通 公式 .

    答案: an (n 1)! (a1 1) -1.

    注:本 解 的关 是把原来的 推关系式 an 1 na n n 1, 化

    an 1 1 n(an 1), 若令 bn

    a n 1, 一步 化 bn 1

    nbn 形式, 而 用累乘法求

    出数列的通 公式 .

    三、待定系数法 适用于 an 1 qan f ( n)

    基本思路是 化 等差数列或等比数列,而数列的本 是一个函数,其定 域是自然数集的一

    个函数。

    1.形如 an 1 can d , (c 0 , 其中 a1 a ) 型

    1)若 c=1 ,数列 { an } 等差数列 ;

    2)若 d=0 ,数列 { an } 等比数列 ;

    3)若 c 1且d 0 时,数列 { an } 为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造辅助数列

    来求 .

    待定系数法:设 an 1 c(an ) ,

    得 an 1 ca n (c 1) , 与题设 an 1 ca n d, 比较系数得

    d

    , ( c 0)

    an

    d

    c(an 1

    d )

    (c 1)d , 所以 c

    1

    所以有:

    c 1

    c

    1

    d

    d

    a n

    a1

    因此数列

    c 1 构成以

    c 1 为首项,以 c 为公比的等比数列,

    an

    d

    ( a1

    d ) cn 1

    an

    (a1

    d ) c n 1

    d

    所以

    c 1

    c 1

    即:

    c 1

    c 1 .

    an 1

    an 1

    d

    c(an

    d

    )

    , 构造成公比为

    c 的等比数

    规律:将递推关系

    can d 化为

    c

    1

    c

    1

    { an

    d }

    an 1

    d

    cn 1 (a1

    c

    d )

    c

    1 从而求得通项公式

    1 c

    1

    逐项相减法 (阶差法):有时我们从递推关系

    an 1

    can

    d 中把 n 换成 n-1 有 an

    can 1 d ,

    两式相减有 an 1

    an

    c(an

    an 1 ) 从而化为公比为

    c 的等比数列 { an

    1

    an } , 进而求得通项公式 .

    an 1

    an

    c n (a 2

    a1 ) , 再利用类型 (1)

    即可求得通项公式

    . 我们看到此方法比较复杂 .

    例 6 已知数列 { an } 中, a1 1,an 2an 1 1(n 2) ,求数列 an 的通项公式。

    解法一: Q an 2an 1 1(n 2),

    an 1 2(an 1 1)

    又 Q a1 1 2, an 1 是首项为 2,公比为 2 的等比数列

    an 1 2n ,即 an 2n

    1

    解法二: Q an 2an 1 1(n 2),

    an 1 2an 1

    两式相减得

    

    an

    

    1

    

    an

    

    2( an

    

    an 1 )(n

    

    2) ,故数列

    

    an

    

    1

    

    an

    

    是首

    

    2,公比

    

    2 的等

    比数列,再用累加法的

    { an } 中, a1 2, an 1

    1

    an

    1

    , 求通 an 。

    .已知数列

    2

    2

    an

    ( 1) n 1

    1

    答案:

    2

    2.形如: a n 1p

    an

    q n

    (

    其中 q 是常数,且 n

    0,1)

    ①若 p=1 ,即: a n 1

    an

    qn

    ,累加即可 .

    ②若

    p

    1

    ,即:

    an

    1

    p

    an

    q n

    求通 方法有以下三种方向:

    i.

    两 同除以

    p n 1

    . 目的是把所求数列构造成等差数列

    an 1

    an

    1 p

    n

    an

    bn 1 bn

    1 p

    n

    p n 1

    q n

    ( )

    bn

    ( )

    即:

    p q

    , 令

    p n

    p q

    , 然后 型

    1,累加求通 .

    两 同除以 q n 1 . 目的是把所求数列构造成等差数列。

    an 1

    p

    an

    1

    即: q n 1

    q

    q n

    q ,

    an

    p

    1

    bn

    bn 1

    bn

    q n

    , 可化

    q

    q . 然后 化 型

    5 来解,

    待定系数法:目的是把所求数列构造成等差数列

    a n 1 q n 1 p(an pn ) . 通 比 系数,求出 , 化 等比数列求通 .

    注意:应用待定系数法时,要求 p q,否则待定系数法会失效。

    例 7 已知数列

    { an}

    满足

    an 1 2an

    4 3n 1, a1

    1

    ,求数列

    an

    的通项公式。

    解法一(待定系数法) :设

    an 1

    13n

    2 (an

    3n 1 )

    ,比较系数得

    1

    4, 2

    2

    则数列

    an 4 3n

    1

    是首项为 a1

    4 311

    5 ,公比为

    2 的等比数列,

    所以 an

    4 3n 1

    5 2n 1 ,即 an

    4 3n 1

    5 2n 1

    q n

    1

    3n 1

    an

    1

    2

    an

    4

    解法二(两边同除以

    ): 两边同时除以

    得: 3n

    1

    3

    3n

    32

    ,下面解法略

    p n

    1

    an

    1

    an

    4

    (

    3

    )

    n

    解法三(两边同除以

    ): 两边同时除以

    2 n 1 得: 2n

    1

    2 n

    3

    2

    ,下面解法略

    练习 . ( 2003 天津理)

    a0

    为 常 数 , 且 an 3n 1

    2an 1 ( n N ) . 证 明 对 任 意

    n ≥ 1 ,

    1

    [3n

    ( 1) n 1 2n ] ( 1) n 2n a0

    an

    5

    3.形如 an 1 pan kn b ( 其中 k,b 是常数,且 k 0 )

    方法 1:逐项相减法(阶差法)

    方法 2:待定系数法

    通过凑配可转化为

    (an xn y) p(an 1 x(n 1) y) ;

    解题基本步骤:

    1、确定 f (n) =kn+b

    2、设等比数列 bn (an xn y) ,公比为 p

    3、列出关系式 ( an xn y) p( an 1 x(n 1) y) , 即 bn pbn 1

    4、比较系数求 x,y

    5、解得数列 (an xn y) 的通项公式

    6、解得数列 an 的通项公式

    例 8 在数列 { an } 中, a1 1, an 1 3an 2n, 求通项 a n . (逐项相减法)

    解: , an 1 3an 2n, ①

    n 2 时, an

    3an 1 2( n 1) ,

    两式相减得

    an 1

    an

    3(an

    an 1 )

    2 . 令 bn

    a n 1

    an , 则 bn

    3bn

    12

    利用类型 5 的方法知 bn

    5 3n 1

    2

    an 1

    an

    5 3n 1

    1

    an

    5

    3n 1

    n

    1

    .

    a n

    5

    3n 1

    n

    1

    再由累加法可得

    2

    2

    亦可联立

    ②解出

    2

    2 .

    例 9.

    a1

    3 ,2an

    an 1 6n 3

    在数列 { an } 中,

    2

    , 求通项 an . (待定系数法)

    解:原递推式可化为

    2(an xn y) an 1 x(n 1)y

    比较系数可得: x=-6,y=9, 上式即为 2bn bn 1

    所以 bn

    b1

    a1

    6n 9

    9

    1

    bn

    9 (1 ) n 1

    是一个等比数列,首项

    2,公比为 2.

    2 2

    即:

    an 6n

    9

    9 ( 1) n

    2

    an

    9

    (1 ) n

    6n

    9

    2

    .

    4.形如 an 1 pan a n2 b n c ( 其中 a,b,c 是常数,且 a 0 )

    基本思路是转化为等比数列,而数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。

    例 10 已知数列 { an} 满足 an 1 2an 3n2 4n 5, a1 1,求数列 { an} 的通项公式。

    解:设 an 1 x(n 1)2 y(n 1) z 2(an xn2 yn z)

    比较系数得 x

    3, y 10, z 18 ,

    所以 an 1 3(n 1)2 10(n 1) 18 2( an 3n2 10n 18)

    由 a1 3 12 10 1 18 1 31 32 0 ,得 an 3n2 10n 18 0

    则 an 1

    3(n 1)2

    10(n

    1)

    18

    2 ,故数列 { an

    3n2

    10n 18} 为以

    an

    3n2

    10n

    18

    a1

    3

    12

    10

    1

    18

    1

    31

    32

    为首项,以

    2 为公比的等比数列,因此

    an

    3n

    2

    10n

    18

    32

    2n 1

    ,则 an 2n 4

    3n2

    10n

    18 。

    5. 形如 an 2 pan 1 qan 时将 an 作为 f (n) 求解

    分析:原递推式可化为an 2

    an 1

    ( p

    )(an 1

    an ) 的形式,比较系数可求得

    ,数列

    an 1 an 为等比数列。

    例 11 已知数列 { an} 满足 an 2

    5an 1

    6an , a1

    1,a2

    2 ,求数列 { an } 的通项公式。

    解:设 an 2 an 1 (5 )(an 1 an )

    比较系数得 3 或 2 ,不妨取 2 ,(取 -3 结果形式可能不同,但本质相同)

    an 2

    2an 1

    3(an

    1

    2an )

    ,则

    an 1

    2an

    是首项为

    4,公比为 3 的等比数列

    an 1

    2an

    4 3n 1

    ,所以 an

    4 3n 1

    5 2n 1

    练习 . 数列 { an } 中,若 a1 8, a2 2 , 且满足 an 2 4an 1 3an 0, 求 an .

    答案:

    an

    11

    3n

    .

    四、迭代法

    an

    1

    pa nr ( 其中 p,r 为常数 ) 型

    例 12

    已知数列 { an} 满足 an 1

    an3( n 1)2 n, a1

    5,求数列 { an} 的通项公式。

    解:因为 an 1

    an3( n 1)2 n ,所以

    anan3n12n 1

    [ an3( n2 1) 2n 2 ] 3n 2n 1

    an32 (2n 1) n 2( n 2) ( n 1)

    [a

    3( n 2) 2n 3 ]32 ( n 1) n 2(n 2) (n 1)

    n 3

    an33 (3n 2)( n

    1) n 2(n 3)

    (n 2) ( n 1)

    L

    a13n 1 2 3L L (n 2) ( n 1) n 21 2 L L ( n 3) (n 2) ( n 1)

    n( n 1)

    n 1

    2

    a13

    n! 2

    n( n 1)

    又 a1

    5 ,所以数列 { an} 的通项公式为 an53

    n 1

    n! 2

    2

    注:本题还可综合利用累乘法和对数变换法求数列的通项公式。

    例 13. ( 2005 江西卷)

    已知数列 { an }的各项都是正数 , 且满足 : a0 1, an 1

    1

    an (4 an ), n N

    2

    ( 1)证明 an an 1 2, n N ; (2)求数列 { an } 的通项公式 an.

    an 1

    1 an (4 an )

    1 [ (an 2) 2

    4],

    2(an 1 2)(an 2)

    2

    解:( 1)略( 2)

    2

    2

    所以

    令 bn

    a n 2,则 bn

    1 bn2 1

    1 (

    1 bn2

    2 ) 2

    1

    ( 1 ) 2 bn2 21

    (1)1 2

    2 n 1 bn2n

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    又 bn=- 1,

    bn

    ( 1) 2n 1 ,即 an

    2 bn

    2 ( 1 )2 n 1

    所以

    2

    2.

    1

    2

    方法 2:本题用归纳 - 猜想 - 证明,也很简捷,请试一试

    . 解法 3:设 c n

    bn ,则 c n

    2

    cn 1

    , 转化为

    上面类型( 1)来解

    五、对数变换法

    适用于

    an 1

    panr

    ( 其中 p,r 为常数 ) 型 p>0

    an

    0

    例 14.

    设正项数列

    an

    满足

    a1

    1

    an

    2an2

    1

    ( n≥ 2) . 求数列

    an

    的通项公式 .

    解:两边取对数得:

    log

    2an

    1

    2 log 2an 1

    log 2an

    1

    2(log 2an 1

    1)

    ,设

    bn

    log 2an

    1

    ,则

    bn

    2bn

    1

    bn

    是以 2 为公比的等比数列,

    b1

    log 12

    1

    1

    bn

    1 2n 1

    2n 1

    log 2a n

    1

    2n

    1

    , log 2an

    2n 1

    1 ,∴ an

    22 n 1

    1

    练习 数列

    an

    中,

    a1

    1

    a n

    2 an 1

    ( n≥2),求数列

    an

    的通项公式 .

    答案: an

    2 2

    2 2 n

    例 15

    已知数列 {

    an

    } 满足 a

    2 3n

    a5

    a1

    7

    ,求数列

    { an }

    的通项公式。

    n 1

    n

    解:因为 an 1 2 3n an5, a1 7 ,所以 an 0, an 1 0 。

    两边取常用对数得

    lg an

    1

    5lg an n lg3

    lg 2

    设 lg an 1

    x(n

    1) y

    5(lg an

    xn

    y)

    (同类型四)

    比较系数得,

    x

    lg3 , y

    lg3

    lg 2

    4

    16

    4

    由 lg a1

    lg3

    1

    lg3

    lg 2

    lg 7

    lg3

    lg3

    lg 2

    lg3

    lg3

    lg 2

    4

    16

    4

    4

    1

    16

    4

    0 ,得 lg an

    n

    0 ,

    4

    16

    4

    所以数列 {lg an

    lg3 n

    lg3

    lg 2} 是以 lg 7

    lg3

    lg3

    lg 2

    为首项,以

    5 为公比的等比数列,

    4

    16

    4

    4

    16

    4

    则 lg an

    lg3

    n

    lg3

    lg 2

    (lg 7

    lg3

    lg3

    lg 2)5n

    1 ,因此

    4

    16

    4

    4

    16

    4

    lg an

    (lg 7

    lg 3

    lg 3

    lg 2)5n

    1

    lg 3 n lg 3

    lg 2

    4

    16

    4

    4

    6

    4

    1

    1

    1

    n

    1

    1

    [lg(7

    34

    316

    24 )]5n

    1 lg(3 4

    316

    2 4 )

    1

    1

    1

    n

    1

    1

    lg(7

    34

    316

    24 )5n 1

    lg(3 4

    316 24)

    lg(75 n 1

    5 n

    4 n 1

    5n 1

    1

    3

    16

    2

    4

    )

    75n 1

    5n 4 n 1

    5n 1

    1

    则 a

    3 16

    2 4

    n

    六、倒数变换法 适用于分式关系的递推公式,分子只有一项

    例 16

    已知数列 { an} 满足 an 1

    2an

    , a1 1,求数列 { an} 的通项公式。

    an

    2

    解:求倒数得

    1

    1

    1 ,

    1

    1

    1 ,

    1

    1 为等差数列,首项

    1

    1 ,公差为

    1 ,

    an 1

    2

    an

    an 1

    an

    2

    an 1

    an

    a1

    2

    1

    1

    1),

    an

    2

    an

    ( n

    n 1

    2

    七、换元法

    适用于含根式的递推关系

    例 17 已知数列 { an } 满足 an 1

    1 (1

    4an1 24an ),a1

    1 ,求数列 { an } 的通项公式。

    16

    解:令 bn

    1

    24an ,则 an

    1 (bn2

    1)

    24

    代入 an 1

    1 (1 4an

    1

    24an ) 得

    16

    1 (b2

    1

    1)

    1[1 4

    1 (b

    2

    1) b ]

    n

    16

    n

    n

    24

    24

    即 4bn2

    1

    (bn

    3)2

    因为 bn 1 24an 0,

    则 2bn 1

    bn

    1

    bn

    3

    3 ,即 bn 1

    2

    2

    可化为 bn 1

    3

    1 (bn

    3) ,

    2

    所以 { bn

    3} 是以 b1

    3

    1

    24a1

    3

    1

    24

    1

    3 2 为首项,以

    1 为公比的等比数列,因此

    2

    bn

    3

    2(

    1

    )n

    1

    (

    1

    )n

    2 ,则 bn

    (

    1

    ) n 2

    3

    ,即

    1

    24an (

    1

    ) n 2

    3 ,得

    2

    2

    2

    2

    an

    2 (1 ) n

    ( 1)n

    1 。

    3

    4

    2

    3

    八、数学归纳法

    通过首项和递推关系式求出数列的前

    n 项,猜出数列的通项公式,再用数学归纳

    法加以证明。

    例 18 已知数列 { an } 满足 an 1

    an

    8(n 1)

    , a1

    8 ,求数列 { an } 的通项公式。

    (2 n

    1) 2 (2 n 3)2

    9

    解:由 an 1

    an

    8( n 1)

    及 a1

    8

    (2 n 1)2 (2n 3)

    2

    ,得

    9

    a2

    a1

    8(1

    1)

    8

    8

    2

    24

    (2

    1

    1)2 (2

    1

    3)2

    9

    9

    25

    25

    a3

    a2

    8(2

    1)

    24

    8

    3

    48

    (2

    2

    1)2 (2

    2

    3)2

    25

    25

    49

    49

    a4

    a3

    8(3

    1)

    48

    8

    4

    80

    (2

    3

    1)2 (2

    3

    3) 2

    49

    49

    81

    81

    由此可猜测 an

    (2 n

    1)2

    1 ,下面用数学归纳法证明这个结论。

    (2 n

    1)2

    ( 1)当 n

    1 时, a1

    (2

    1

    1)2

    1

    8 ,所以等式成立。

    (2

    1

    1)2

    9

    ( 2)假设当 n

    k 时等式成立,即 ak

    (2 k

    1)2

    1 ,则当 n

    k 1时,

    (2 k

    1)2

    ak 1

    ak

    8(k

    1)

    (2k

    1)2 (2k

    3)2

    [(2 k

    1)2

    1](2k

    3)2

    8(k 1)

    (2 k 1)2 (2k 3)2

    (2k

    1)2 (2k

    3)2

    (2k

    1)2

    (2k

    1)2 (2k

    3)2

    (2k

    3)2

    1

    (2k

    3)2

    [2( k

    1)

    1]2

    1

    [2(k

    1)

    1]2

    由此可知,当 n k 1时等式也成立。

    根据( 1),( 2)可知,等式对任何 n N * 都成立。

    九、阶差法(逐项相减法)

    1 、递推公式中既有 Sn ,又有 an

    分析:把已知关系通过

    an

    S1, n 1

    转化为数列

    an

    或 Sn 的递推关系,然后采用相应的

    Sn

    Sn 1 ,n

    2

    方法求解。

    例 19 已知数列 { an} 的各项均为正数,且前

    n 项和 Sn 满足 Sn

    1

    , a4

    , a9 成

    (an 1)(an 2) ,且 a2

    6

    等比数列,求数列

    { an} 的通项公式。

    解:∵对任意 n

    N 有 Sn

    1

    1)(an

    2)

    (an

    6

    ∴当 n=1 时, S1

    a1

    1 ( a1

    1)(a1

    2) ,解得 a1

    1或 a1

    2

    6

    当 n≥2 时, Sn 1

    1

    2)

    (an 1 1)(an 1

    6

    ⑴ - ⑵整理得: (an an

    1 )(an

    an 1

    3) 0

    ∵ { an} 各项均为正数,∴

    an

    an 1

    3

    当 a1 1时, an

    3n 2 ,此时 a42

    a2a9 成立

    当 a1 2 时, an 3n 1 ,此时 a42 a2a9 不成立,故 a1 2 舍去

    所以 an 3n

    2

    练习。

     已知数列 { an } 中 , an

    0 且 Sn

    1

    (an

    1) 2

    , 求数列 { an} 的通项公式 .

    2

    答案: Sn

    Sn 1 a n

    ( an

    1)2

    ( an 1 1) 2

    an 2n 1

    2、对无穷递推数列

    例 20 已知数列 { an} 满足 a1 1, an a1 2a2 3a3 L (n 1)an 1( n 2) ,求 { an } 的通项公式。

    解:因为 an a1 2a2 3a3 L (n 1)an 1 (n 2) ①

    所以 an 1 a1 2a2 3a3 L ( n 1)an 1 nan ②

    用②式-①式得 an 1 an nan .

    则 an 1 (n 1)an ( n 2)

    an

    1

    n 1(n 2)

    an

    an

    an 1

    a3

    a2 [ n(n 1) L 4 3]a2

    n!

    所以 an

    an 2

    L

    a2.

    an 1

    a2

    2

    由 an

    a1 2a2 3a3

    L ( n

    1)an 1 (n

    2) , 取 n

    2得 a2

    a1 2a2 ,则 a2

    a1 ,又知 a1

    1 ,

    则 a2

    1,代入③得 an

    1 3 4

    5 L n

    n!

    2

    n!

    所以, { an} 的通项公式为 an

    .

    2

    十、不动点法 目的是 将递推数列转化为等比(差)数列的方法

    不动点的定义:函数 f (x) 的定义域为 D ,若存在 f ( x) x0 D ,使 f (x0 ) x0 成立,则称 x0 为

    f ( x) 的不动点或称 ( x0 , f ( x0 )) 为函数 f (x) 的不动点。

    分析:由 f ( x) x 求出不动点 x0 ,在递推公式两边同时减去 x0 ,在变形求解。

    型一:形如 an

    1 qan d

    例 21

    已知数列 { an} 中, a1

    1,an

    2an 1

    1(n

    2) ,求数列

    an 的通 公式。

    解: 推关系是 得 函数

    f (x) 2x

    1

    ,由 f ( x) x 得,不 点 -1

    ∴ an 1

    1

    2(an

    1) ,

    型二:形如 an

    a an

    b

    1

    d

    c an

    分析: 函数

    f ( x)

    a

    x

    b

    c

    x

    d

    ( 1 )若有两个相异的不 点

    p,q

    ,将 关系式两 分 减去不 点

    p,q ,再将两式相除得

    an 1

    p

    k an

    p ,其中 k

    a

    pc ,∴ an

    ( a1q pq) kn 1

    (a1 p

    pq)

    an 1

    q

    an

    q

    a qc

    (a p) kn 1

    (a q)

    1

    1

    ( 2 ) 若 有 两 个 相 同 的 不 点 p , 将 关 系 式 两 减 去 不 点 p , 然 后 用 1 除 , 得

    1

    1

    k ,其中 k

    2c 。

    an 1

    p an

    p

    a d

    例 22.

    5an

    4

    数列 { an} 足 a1 2, an 1

    , 求数列 { an } 的通 公式 .

    2an

    7

    分析:此 常用参数法化等比数列求解 .

    解: 等式两端同 加参数 t, 得:

    5an

    4

    (2t

    5) an

    7t

    an

    7t

    4

    2t 5 ,

    an 1

    t

    (2t

    5)

    2an

    t

    2an

    7

    7

    2an

    7

    令 t

    7t

    4

    ,

    解之得 t=1,-2

    代入 an 1 t

    (2t

    5)

    an

    t

    2t

    5

    2an

    7

    an 1

    1 3

    an

    1

    an

    2

    , an 1

    2 9

    ,

    2an

    7

    2an

    7

    相除得

    an 1

    1

    1 an

    1

    an

    1

    a1

    1 1

    , 即 {

    } 是首

    an 1

    2 3 an

    2

    an

    2

    a1

    2 4

    公比

    1

    a n

    1

    1 1 n

    ,

    4 3n 1

    2

    3

    的等比数列 ,

    =

    3

    解得 an

    3n

    1

    .

    an

    2

    4

    4

    1

    方法 2:

    ,

    an 1

    1

    an

    1

    3

    7

    2an

    两边取倒数得

    1

    2an

    7

    2( an

    1) 9

    2

    3

    an 1

    1 3(an

    3( an 1)

    3 an

    1)

    1

    令 b n

    1

    ,则 b n

    2

    3bn ,

    , 转化为累加法来求 .

    an

    1

    3

    例 23

    已知数列 { an} 满足 an 1

    21an

    24 ,a1 4

    ,求数列 { an } 的通项公式。

    4an

    1

    解:令 x

    21x

    24 ,得 4x2

    20 x 24

    0 ,则 x1

    2, x2

    3 是函数 f ( x)

    21x

    24 的两个不

    4x

    1

    4x

    1

    动点。因为

    21an

    24

    2

    an 1

    2

    4an

    1

    21an

    24

    2(4 an

    1)

    13an

    26

    13 an

    2 。所以数列

    an

    2 是

    an 1

    3

    21an

    24

    3

    21an

    24

    3(4an

    1)

    9an

    27

    9 an

    3

    an

    3

    4an

    1

    以 a1

    2 4 2

    2 为 首 项 , 以 13 为 公 比 的 等 比 数 列 , 故 an

    2

    2(13 )n 1 , 则

    a1

    3

    4

    3

    9

    an

    3

    9

    an

    1

    3 。

    2(13)n 1

    1

    9

    练习 1:已知 { an } 满足 a1 2, an

    an

    1

    2 (n

    2) ,求 { an } 的通项 an

    2an 1

    1

    答案:

    an

    3n

    (

    1)n

    3n

    (

    1)n

    练习 2。

     已知数列 { an } 满足 a1

    2, an 1

    2an

    1 (n

    N * ) ,求数列 { an } 的通项 an

    4an

    6

    答案:

    an

    13

    5n

    10n

    6

    练习 3. ( 2009 陕西卷文)

    已知数列满足, .

    令,证明:是等比数列;

    ( Ⅱ ) 求的通项公式。

    答案:( 1)是以 1 首 , 公比的等比数列。

    ( 2)。

    十一。

     特征方程法

    形如 an

    2

    pan 1

    qan ( p, q 是常数)的数列

    形如 a1

    m1, a2

    m2 , an 2

    pan 1

    qan ( p, q 是常数)的二 推数列都可用特征根法求得通

    an ,其特征方程

    x2

    px

    q ?①

    若①有二异根

    ,

    , 可令 an

    c1

    n

    c2

    n (c1, c2 是待定常数)

    若①有二重根

    , 可令 an (c1

    nc2 )

    n (c1, c2 是待定常数)

    再利用 a1 m1, a2

    m2 , 可求得 c1,c2 , 而求得 an

    例 24 已知数列 { an } 足 a1

    2, a2

    3, an 2

    3an 1 2an (n

    N * ) ,求数列 { an } 的通 an

    解: 其特征方程

    x2

    3x 2 ,解得 x1

    1,x2

    2 ,令 an

    c1

    1n

    c2 2n ,

    由 a1

    c1

    1

    c1

    2c2

    2 ,得

    1 ,

    an

    1 2n 1

    a2

    c1

    4c2

    3

    c2

    2

    例 25

    已知数列 { an } 足 a1

    1,a2

    2, 4an 2

    4an 1 an (n

    N * ) ,求数列 { an } 的通 an

    解: 其特征方程 4x2

    4x 1,解得 x1

    x2

    1

    ,令 an

    c1 nc2

    1

    2

    2

    

    n

    a1

    (c1

    1

    1

    c2 )

    c1

    4

    3n 2

    2

    1

    ,得

    an

    a2

    (c1

    c2

    6

    2n 1

    2c2 )

    2

    4

    1. 已知数列 { an } 足 a1

    1,a2

    2,4an 2

    4an 1 an

    1(n

    N * ) ,求数列 { an} 的通

    2. 已知数列 { an } 足

    a1 1,a2

    2, 4an 2

    4an 1

    an

    n

    4(n

    N * ) ,求数列 { an } 的通

    明 :(1)

    若方程 x2

    px

    q 有两不同的解 s , t,

    an 1 ta n s(an

    ta n 1 ) , an 1

    san

    t (an

    san 1 ) ,

    由等比数列性 可得

    an 1

    ta n

    (a2

    ta1 ) sn 1 ,

    an 1 san

    (a2

    sa1 )t n 1 ,

    t

    s, 由上两式消去 an

    1 可得 an

    a2

    ta1

    .sn

    a2

    sa1 .t n .

    s s t

    t s

    t

    (2)

    若方程 x2

    px

    q 有两相等的解

    s

    t ,

    an 1

    ta n

    s an

    tan 1

    s2 (an 1

    ta n 2 )

    sn 1 a2

    ta1 ,

    an

    1

    an

    a2

    ta 1 ,

    an

    是等差数列,

    sn

    1

    sn

    s2

    sn

    由等差数列性 可知

    an

    a1

    n

    1 . a2

    sa1

    sn

    s

    s2

    所以 a n

    a1

    a 2

    sa1

    a 2

    sa1

    .n s n .

    s

    s2

    s 2

    5

    a2

    25

    例 26、数列 { an} 足 a1

    n

    4

    求数列 { an} 的通 。

    ,且 an

    1

    12

    2an

    29

    4

    an2

    25

    an2

    2 an

    29

    25

    解: an

    1

    an 1

    4

    4

    4 ①

    29

    2an

    29

    2an

    4

    4

    2

    29

    25

    1,

    25

    4

    ,解得

    1

    2

    4

    ,将它 代回①得,

    2

    an

    2

    an

    25

    25

    4

    a

    1

    1

    ③,

    1

    ②, an 1

    29

    n

    2an

    29

    4

    2an

    4

    4

    25

    25

    2

    an

    an

    1

    4

    ③÷②,得

    4

    ,

    an 1 1

    an

    1

    an

    1

    25

    an

    25

    an

    25

    4

    4

    4

    lg

    an 1

    2lg

    an

    ,∴数列

    lg

    成等比数列,首

    1,公比 q=2

    1

    1

    an

    1

    an

    25

    an

    25

    102n 1 ,

    25

    102n

    1

    所以 lg

    4

    2n 1 ,

    4

    a

    4

    n 1

    an

    1

    an

    1

    n

    102

    1

    十二、 四种基本数列

    1.形如 an

    1an

    f ( n) 型

    等差数列的广义形式,见累加法。

    2. 形如

    an 1

    f (n) 型

    等比数列的广义形式,见累乘法。

    an

    3. 形如 an 1

    an

    f (n) 型

    ( 1)若 an 1

    an

    d ( d 为常数),则数列 { an } 为“等和数列”,它是一个周期数列,周期为

    2,

    其通项分奇数项和偶数项来讨论

    ;

    ( 2)若 f(n)

    为 n 的函数(非常数)时,可通过构造转化为

    an 1

    an

    f (n) 型,通过累加来求出通

    项 ; 或用逐差法 ( 两式相减 ) 得 an 1

    an

    1

    f (n)

    f (n

    1) ,,分奇偶项来分求通项 .

    例 27.

    数列 {

    a n } 满足 a1

    0 , a n 1

    an

    2n , 求数列 { an} 的通项公式 .

    分析 1 :构造

    转化为 an 1

    an

    f ( n) 型

    解法 1:令 bn

    ( 1) n an

    则 bn 1

    bn

    ( 1) n 1 an 1

    ( 1) n an

    ( 1) n 1 (an 1

    an ) ( 1) n 1 2n .

    bn

    bn 1

    ( 1) n

    2(n 1)

    bn

    1

    bn

    2

    (

    1) n 1 2(n

    2)

    n

    2

    ,

    b2

    b1

    (

    1) 2

    2

    1

    b1

    a1

    0

    加 :

    bn

    2 ( 1) n (n

    1) ( 1) n 1 (n 2)

    (1)32 (1)21

    当 n

    为 偶 数 时 , bn

    n

    2

    n . 此 时 an

    bn n

    当 n 为 奇 数 时 ,

    2 (n 1) ( 1)

    2

    bn

    2( n

    1)

    n

    1

    2

    n

    为奇数

    ,

    bn

    an

    an

    n

    1

    .

    a n

    2 :

    ,

    为偶数

    .

    n, n

    an 1 an 2n

    n 2 时, an an 1 2(n 1) ,两式相减得: an 1 an 1 2 .

    a1 , a3 , a5 , , 构成以 a1 , 为首项,以 2 为公差的等差数列 ;

    a2 , a4 , a6 ,

    , 构成以 a2 , 为首项,以 2 为公差的等差数列

    a2 k 1

    a1

    (k 1)d 2k 2

    a2 k

    a2 (k 1)d

    2k .

    n

    为奇数

    ,

    an

    1, n

    评注:结果要还原成

    n 的表达式 .

    为偶数

    .

    n, n

    例 28. ( 2005 江西卷)已知数列 {

    n} 的前 n 项和 Sn 满足

    a

    S-S =3

    (

    1

    n

    1

    (n

    3), 且 S1

    3

    , 求数列 { a } 的通项公式 .

    nn- 2

    2

    2

    n

    1 )n

    解:方法一:因为

    Sn

    Sn

    2an

    an 1所以 an

    an 1

    3 (

    1 (n 3),

    2

    以下同上例,略

    4

    3 (1 ) n 1 , n为奇数 ,

    答案

    an

    2

    ( 1 ) n 1 , n为偶数 .

    4

    3

    2

    4. 形如 an 1

    an

    f ( n) 型

    ( 1)若 an 1

    an

    p (p 为常数 ) ,则数列 { an } 为“等积数列”,它是一个周期数列,周期为

    2,其

    通项分奇数项和偶数项来讨论

    ;

    ( 2)若 f(n)

    为 n 的函数(非常数)时,可通过逐差法得

    an

    an 1

    f (n 1) ,两式相除后,分奇偶

    项来分求通项 .

    例 29. 已知数列 { an } 满足 a1 3, an an 1

    (

    1

    ) n , (n

    N * ) , 求此数列的通项公式 .

    2

    注:同上例类似,略 .

    • 下载文档
    • 收藏
    • 0

    • 生活居家
    • 情感人生
    • 社会财经
    • 文化
    • 职场
    • 教育
    • 电脑上网