通项公式的求法

别妄想泡我
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2020年11月15日 22:39
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孔夫子搬家的下一句-中专生自我鉴定

2020年11月15日发(作者:彭耜)



通项公式的求法
类型(1)
a
n+1
=a
n
+f(n)
累差法
例1 已知
a
1
=1,a
n+1
=a
n
+2+n,

a
n

n
a
n
=2
n
-a
n+1
a
n
n(n-1)
-1

2
=f(n)
累商法
f(n)
是可求积的数列的形式
a
n+1
a
n
n+2
,

a
n

n
类型(2)
例2 已知
a
1
=1,=
a
n
=
1
n(n+1)

2
类型(3)
a
n+1
=ca
n
+d,(c 1,c,d是常数)
构造
{a
n
+x}
是公比为
c
的等比数列

a
n+1
+x=c(a
n
+x)
解得
x=
d

c-1
例3已知
a
1
=1 ,a
n+1
=
1
a
n
+3,

a
n

2
解:由
a
n+1
=
1
1
a
n
+3,
,得
a
n+1
-6=(a
n
-6 ),

b
n
=a
n
-6,

2
2

b
n+1
=
11
b
n
,
{b< br>n
}
是等比数列,其首项
b
1
=a
1
-6= -5,
公比为
,

22
11
b
n
=-5 ()
n-1
,即
a
n
-6=-5 ()
n-1

22
1
a
n
=6-5 ()
n-1

2< br>类型(4)
a
n+1
=Aa
n
+Bn+C,(A构1,B0, A,B,C是常数)
,构造
{a
n
+sn+t}
是公比为
A
的等比数列,即
a
n+1
+s(n+1)+t=A(a
n
+ sn+t)
对比系数可得
ì
ï
ï
As
-
s
=
B
可解出
s,t

í
ï
At
-
t
-
s
=
C
ï
î
例4
a
1
=
3,a=3a
n
+2n,

a
n
.
2
n+1
第 1 页 共 9 页


解:由
a
n+1
=3a
n
+2n
,得
a
n+1
+(n+1 )+
11
=3(a
n
+n+)

22

b
n
=a
n
+n+
1
, 则
b
n+1
=3b
n
,

{b
n
}
是等比数列,其首项
b
1
=3,
公比为
3,

2
1

2
b
n
=3
n
,即
a
n
=3
n
-n-




例 5:
a
1
=-1,a
n+1
+a
n
=2n,

a
n
.
解:法一:由
a
n+1
+a
n
=2n
,得
a
n+1
-(n-1)+
11
=-( a
n
-n+)

22

b
n
=a
n
-n+
1
3
, 则
b
n+1
=-b
n
,

{b
n
}
是等比数列,其首项
b
1
=-,
公比为
-1,

2
2
b
n
=(-1)
n
313
+(-1)
n

a
n
=n-
222
法二:由
a
n+1
+a
n
=2n
,得
a
n+2
+a
n+1
=2(n+1)


a
n+2
-a< br>n
=2
,所以该数列的奇数项和偶数项为等差数列,且
a
2
= 3,

*
ì
ï
a=2k-3,k N
ï


í
2k-1
*
ï
a
=
2k
+
1, k

N
ï
ï
î
2k
注 :
a
n 1
a
n
pnq

a
n1
a
n< br>pq

解法:这种类型一般可转化为

a
2n1



a
2n

是等差或等比数列求解。
例:( I)在数列
{a
n
}
中,
a
1
1,a
n 1
6na
n
,求
a
n

(II)在数列< br>{a
n
}
中,
a
1
1,a
n
a< br>n1
3
,求
a
n


类型(5)
a
n1
pa
n
q
(其中p,q均为常数,
(pq( p1)(q1)0)
)。
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以
qn1
n
n
n
,得:
a
n1
p
a< br>n
1
a
n

b
b
引入辅助数列( 其中),得:
n
n
n1nn
q
q
q
qq
b
n1

p1
b
n

再待定系数法解决。
qq
第 2 页 共 9 页


511
,
a
n1
a
n
()
n1
,求
a
n

632
112
解:在
a
n1
a
n
( )
n1
两边乘以
2
n1
得:
2
n1
a
n1
(2
n
a
n
)1

32 3
22
n

b
n
2a
n
,则
b
n1
b
n
1
,解之得:
b
n
3 2()
n

3
3
b
1
n
1
n< br>所以
a
n

n
3()2()

n
23
2
例6
a
1


类型( 6)
a
n+1
=pa
n
+q+r
(其中p,q, r均为常数,
(rpq(p-1)(q-1) 0)

构造
{a
n
+Aq+B}
,是公比为
p
的等比数列,即
a
n+1
+Aq
nn+1
n
+B=p(a
n
+Aq
n
+B )
对比系数可得
ì
ï
ï
í
Ap
-
A q
=
1
ï
ï
î
pB
-
B
=
r
可解出
A,B

例7
a
1
1
=
2
,
a
n
n+1
=3a
n
+2+1
,求
a
n

解:由
a
n
1
可得 < br>a
n+1
n+1
=3a
n
+2+
n+1
+2 +
1
2
=3(a2
n
+
1
n
+
2
)


b
1
n
=a
n
+2
n
+
2
, 则
b
n+1
=3b
n
,

{b
n
}
是等比数列,其首项
b
1
=3,
公比为
3,

b=3
n

a
n
1
n
n
= 3-2
n
-
2

类型(7)
a
n1
< br>f(n)a
n
g(n)a

n
h(n)
解法:这种 类型一般是等式两边取倒数后换元转化为
a
n1
pa
n
q
例8
a
1
=2
,
a
n
n+1< br>=
a
a
n
+3
,求
a
n

解:两边取倒数可得
13
a
=
a
n
+3
n+1
a
=
n
a
+1

b
1
n
=

b
n+1
=3b
n
+1

n
a
n
于是
b
n+1
+
1
2
=3(b
1
1
n
+
2
)
,即
{b
n
+
2}
是首项为1,公比为3的等比数列。
b
11
n
+
1
2
=3
n-1
所以
a
n
=

b
1
=
-1
n-
2
3
n
-
1
2
类型(8)
ar
n1
pa
n
(p0,a
n
0)
< br>解法:这种类型一般是等式两边取对数后转化为
a
n1
pa
nq
,再利用待定系数法求解。
第 3 页 共 9 页


1
2
的通项公式.

a
n
(a 0)
,求数列

a
n

a
1
2
1
解:由
a
n1
a
n
两边取对数得
lgan1
2lga
n
lg

aa
11
令< br>b
n
lga
n
,则
b
n1
2b
n
lg
,再利用待定系数法解得:
a
n
a()
2n 1

aa
例9:已知数列{
a
n
}中,
a
1
1,a
n1


类型(9)递推公式为
S
n

a
n
的关系式。(或
S
n
f(a
n
)
)

S
1
(n1 )
解法:这种类型一般利用
a
n



a
n
S
n
S
n1
f(a
n
)f(a
n1
)
消去
S
n

(n2)
或与
S S(n2)
n1

n
S
n
f(S< br>n
S
n1
)
(n2)
消去
a
n
进行求解。
例10:已知数列

a
n

前n项和
S
n
4a
n

1
2
n2
. (1)求
a
n1

a
n
的关系;(2)求通项公式< br>a
n
.
解:(1)由
S
n
4a
n
1
2
n2
得:
S
n1
4a
n1

1
2
n1

于是
S
n1S
n
(a
n
a
n1
)(
所以
a
n1
a
n
a
n1

1
2n2
1
a
n1
n1
2
n
2
1 1
a
n

n
.
2
2

1
n1
)

(2)应用类型a
n1
pa
n
q
(其中p,q均为常数,
(pq (p1)(q1)0)
))的方法,上式两边同乘以
2
n1
得:2
n1
a
n1
2
n
a
n
2< br>

a
1
S
1
4a
1
1
n

2a
n

是以2为首项,2为公差的等差数列, 所以.于是数列
a1
1
12
2
n
2
n
a
n
22(n1)2n
a
n

n1

2


类型(10) 递推公式为
a
n2
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。
解法一(待定系数法) :先把原递推公式转化为
a
n2
sa
n1
t(a
n 1
sa
n
)

其中
s,t
满足


stp
2

s,t
即求方程
x-px-q=0
的两根。

st q
2
解法二(特征根法):对于由递推公式
a
n2
pan1
qa
n

a
1


,a2


给出的数列

a
n

,方程< br>xpxq0
,叫
做数列

a
n

的特 征方程。若
x
1
,x
2
是特征方程的两个根,当
x
1
x
2
时,数列

a
n

的通项为a
n
Ax
1
A,B由
a
1

,a
2


决定(即把
a
1
,a
2< br>,x
1
,x
2

n1,2
,代入
a
n
Ax
1
n1
n1n1
Bx
2
,其中
n1
Bx
2
,得到关于A、B的方程组);当
x
1x
2
时,数列

a
n

的通项为
a
n
(ABn)x
1
n1
,其中A,B由
a
1


,a
2


决定(即把
a
1
,a
2
,x
1
,x
2

n1,2

第 4 页 共 9 页


代入
a
n
(AB n)x
1
,得到关于A、B的方程组)。

例11数列

a
n


3a
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,nN)

a
1
a,a
2< br>b
,求数列

a
n

的通项公式。
n 1

3a
n2
5a
n1
2a
n
 0
,得
a
n2
a
n1

2
3(a
n1
a
n
)


a
2
a
1
ba

则数列

a
n1
a
n

是以
ba
为首项 ,
2
3
为公比的等比数列,于是
aa)(
2
n1
a
n
(b
3
)
n1
。把
n1,2,3 ,,n
代入,得
a
2
a
1
ba

aa)(
2
3
a
2
(b
3
)
a(ba)(
2
4
a
3
3
)2



aaa)(
2
n

n 1
(b
3
)
n2

把以上各式相加,得
a
2
1(
2
n
a
1
(ba)[13
(
3
)(
3
)
n2
]

3
)
n1
22
(ba)

1
2
3
a33(
2
3
)
n1
](ba)a 3(ab)(
2
n
[
3
)
n1
3b2 a

解法二(特征根法):数列

a
n

3a
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,n N)

3x
2
5x20

x
2
1
1,x
2

3
,

a
n1
Bx
n1
2
AB(
2
3
)
n1
n
Ax
1


又由
a
1
a,a
2
b
,于是

aAB


A3b2a

2


bA
3
B

B3(ab)

a
n
3b2a3(ab)(
2
)
n13



第 5 页 共 9 页
a
1
a,a
2
b
的特征方程是:

例12:已知数列

a
n

中,
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2

解 :由
a
n2

21
a
n1
a
n,求
a
n

33
21
a
n1
a
n
可转化为
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)

33

a
n2< br>2

1
st

s1


s 



3
(st)a
n1
sta
n




3

1


t



st
1
3


t1

3

1

s1

1

s
这里不妨选用

,则
a
n2
an1
(a
n1
a
n
)


a
n1
a
n

是以首项为
a
2
a< br>1
1

3

1
(也可选用

3< br>t

t1
3


11
的等比数列, 所以
a
n1
a
n
()
n1
,,分别令< br>n1,2,3,,(n1)
,代入上式得
(n1)
个等式累 加之,即
33
1
1()
n1
111
3
a
n
a
1
()
0
()
1
 ()
n2

1
333
1
3
7 31
n1

a
1
1
,所以
a
n()

443
公比为


不动点定理:
对于分式线性递推数列
a
1
=a,a
n+1
=f(a
n< br>)=
ba
n
+c
da
n
+e
(d?0,de bc 0)

其中f(x)=
bx+c
,且f(a) a,

dx+e
a
n
-a
a
n
-b
是以
a1
-a
a-ca

为首项,为公比的等比数列。
a
1
-ba-cb
(1) 若
f(x)
有两个不相等的不动点
a,b
,则

f(x)
有唯 一的不动点
a,


类型11
a
n1

112d

是以为首项,为公差的等差数列。< br>a
n
-aa
1
-ab+e
pa
n
q

ra
n
h
pa
n
q
(其中p
、< br>q

r

h均为常数,
ra
n
h
解法:如果数列
{a
n
}
满足下列条件:已知
a
1
的值且对于
nN
,都有
a
n1


phqr ,r0,a
1


1

hpxq
),那么, 可作特征方程
x
,当特征方程有且仅有一根
x
0
时,则
 
是等差数
ax
rrxh

n0


a
n
x
1


是等比数列。

an
x
2

列;当特征方程有两个相异的根
x
1

x
2
时,则


第 6 页 共 9 页

< p>
例13:已知数列
{a
n
}
满足性质:对于
nN,a
n1

解: 数列
{a
n
}
的特征方程为
x
a
n
4
,

a
1
3,

{a
n
}
的通项公式.
2a
n
3x4
,
变形得
2x
2
2x40,
其根为

1
1,

2
2.
故特征方程有两个相异的
2x3
根,使用定理2的第(2)部分,则有
c
n

a
1


1
p

1
r
n1
3 1112
n1
()(),nN.

a
1


2
p

2
r32122
21
n 1
(),nN.

55
21
2()
n11

2
c
n


1
(5)
n
4
55
,nN.

a
n
,nN.

a
n

n< br>21
2(5)
c
n
1
()
n1
 1
55

c
n









例14:求下列递推数列的通项公式
(1) < br>a
1
=
a+3
1
,a
n+1
=
n< br>(n 1)

22a
n
-4
a
n
-4
a
n
-3
(2)
a
1
=5,a
n+1
= (n 1)

解:(1) a
n+1
=f(a
n
)=
a
n
+3
2a
n
-4
,其中f(x)=
x+3< br>,解方程f(x)=x,即

2x-4
-
1
,x=3

2
2
x+3
=x,?2x
2
2x-4
5x-3=0 ,?x
1
1
)
a
n
+3
11
2

于是 a
n+1
-(-)=-(-)=
22a
n
-4 22a
n
-4
2(a
n
+
a
n+1
-3=
a
n
+3
2a
n
-4
-3=
-5(an
-3)
2a
n
-4

因为
a
n
¹3
,(否则由②可推出
a
1
=3 a
n+1
+

11

a
n
+
2
=-
2

2


a
n+1
-3 5

a-3

n


1
矛盾),故由①② 得
2
第 7 页 共 9 页


1
1
a
1
+
2
=-
2
为首项,
-
2
为公比的等比数 列
2
,则
{y}
是以
y=

y
n
=
n
1
5
a
1
-35
a
n
-3
a
n
+
于是
y
n
=-
22
n-1
(-)
55
1
-5
n
+(-1)
n-1
鬃 32
n+1
2
n
2
n
2

=(-)

=(-)
解得:
a
n
=
n n-1n+1
5
a
n
-35
2?5(-1) 2
a
n
+
(2) a
n+1
=f(a
n
) =
a
n
-4
a
n
-3
,其中f(x)=
x -4x-4
,解方程f(x)=x,即=x得

x-3x-3
x
2< br>-4x+4=0知f(x)只有唯一的不动点x
0
=2,于是得

a< br>n+1
-2=
a
n
-4
a
n
-3
- 2=
-a
n
+2
a
n
-3
③ < br>因为
a
n
¹2
,(否则由③可推出
a
1
=2 5
矛盾),所以
-a
n
+3
11

==-1+< br>a
n+1
-2a
n
-2a
n
-2

{
11
1
}
是以为首
=
项,
d=-1
为公 差的等差数列,所以
a
1
-23
a
n
-2
114 -3n
36n-11

a
n
=

=+(n- 1)?(1)=
+2=
a
n
-233
4-3nn3-4
类型 12双数列型
解法:根据所给两个数列递推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。 < br>例15:已知数列

a
n

中,
a
1
1
;数列

b
n

中,
b
1
0
。当
n2
时,
a
n

11
(2a< br>n1
b
n1
)
,
b
n
(a
n1
2b
n1
)
,求
33
a
n
,< br>b
n
.
解:因
a
n
b
n
11
(2a
n1
b
n1
)(a
n1
2b
n1
)
a
n1
b
n1

3
3
所以
a
n
b
n
a
n1
b
n1
a
n2
b
n2
a
2
b
2
a
1
b
1
1

即< br>a
n
b
n
1
…………………………………………(1)
111
(2a
n1
b
n1
)(a
n1< br>2b
n1
)(a
n1
b
n1
)

3
33
11
2
1
n1
所以
a
n
b
n

(a
n1
b
n1
)() a
n2
b
n2
)
……
()(a
1
b
1
)

33
3
11
()
n1< br>.即
a
n
b
n

()
n1
… ……………………(2)
33
11
n1
11
n1
由( 1)、(2)得:
a
n
[1()]

b
n
[1()]

23
23
又因为
a
n
b
n



类型13周期型
解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。
第 8 页 共 9 页


例:若数列

a
n

满足a
n1
1

2a,(0a)
n

6
n
2
,若
a
1

,则
a
2 0
的值为___________。


7

2a1, (
1
a1)
nn

2

变式:(2005,湖 南,文,5)
已知数列
{a
n
}
满足
a
1
0,a
n1

a
n
3
3a
n
1
(nN
*
)
,则
a
20
= ( )
A.0 B.
3
C.
3
D.
3

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2

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