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 人
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)
则
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
则
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 )
列
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
令
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)
设
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
即
an 1
an
5 3n 1
1
②
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
①
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
故
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)
则
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
⑴
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
⑵
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)
故
an
an
an 1
a3
a2 [ n(n 1) L 4 3]a2
n!
③
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
得
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
由
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 ,
即
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
令
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
时
,
各
式
相
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 :
此
时
,
所
以
故
为偶数
.
解
法
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 .
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