通项公式的求法
孔夫子搬家的下一句-中专生自我鉴定
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,
求
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
,
求
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
即
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,
求
a
n
2
解:由
a
n+1
=
1
1
a
n
+3,
,得
a
n+1
-6=(a
n
-6
),
令
b
n
=a
n
-6,
2
2
则
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,
求
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
令
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,
求
a
n
.
解:法一:由
a
n+1
+a
n
=2n
,得
a
n+1
-(n-1)+
11
=-(
a
n
-n+)
22
令
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
即
a
n
=n-
222
法二:由
a
n+1
+a
n
=2n
,得
a
n+2
+a
n+1
=2(n+1)
故
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
pnq
或
a
n1
a
n<
br>pq
解法:这种类型一般可转化为
a
2n1
与
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
6na
n
,求
a
n
(II)在数列<
br>{a
n
}
中,
a
1
1,a
n
a<
br>n1
3
,求
a
n
类型(5)
a
n1
pa
n
q
(其中p,q均为常数,
(pq(
p1)(q1)0)
)。
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以
qn1
n
n
n
,得:
a
n1
p
a<
br>n
1
a
n
b
b
引入辅助数列(
其中),得:
n
n
n1nn
q
q
q
qq
b
n1
p1
b
n
再待定系数法解决。
qq
第 2 页 共 9 页
511
,
a
n1
a
n
()
n1
,求
a
n
。
632
112
解:在
a
n1
a
n
(
)
n1
两边乘以
2
n1
得:
2
n1
a
n1
(2
n
a
n
)1
32
3
22
n
令
b
n
2a
n
,则
b
n1
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
)
令
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
即
a
n
1
n
n
=
3-2
n
-
2
类型(7)
a
n1
<
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
n1
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
令
b
1
n
=
则
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
n1
pa
n
(p0,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
n1
pa
nq
,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
n1
a
n
两边取对数得
lgan1
2lga
n
lg
,
aa
11
令<
br>b
n
lga
n
,则
b
n1
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
n1
类型(9)递推公式为
S
n
与
a
n
的关系式。(或
S
n
f(a
n
)
)
S
1
(n1
)
解法:这种类型一般利用
a
n
与
a
n
S
n
S
n1
f(a
n
)f(a
n1
)
消去
S
n
(n2)
或与
S
S(n2)
n1
n
S
n
f(S<
br>n
S
n1
)
(n2)
消去
a
n
进行求解。
例10:已知数列
a
n
前n项和
S
n
4a
n
1
2
n2
. (1)求
a
n1
与
a
n
的关系;(2)求通项公式<
br>a
n
.
解:(1)由
S
n
4a
n
1
2
n2
得:
S
n1
4a
n1
1
2
n1
于是
S
n1S
n
(a
n
a
n1
)(
所以
a
n1
a
n
a
n1
1
2n2
1
a
n1
n1
2
n
2
1
1
a
n
n
.
2
2
1
n1
)
(2)应用类型a
n1
pa
n
q
(其中p,q均为常数,
(pq
(p1)(q1)0)
))的方法,上式两边同乘以
2
n1
得:2
n1
a
n1
2
n
a
n
2<
br>
由
a
1
S
1
4a
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
a1
1
12
2
n
2
n
a
n
22(n1)2n
a
n
n1
2
类型(10) 递推公式为
a
n2
pa
n1
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
n2
sa
n1
t(a
n
1
sa
n
)
其中
s,t
满足
stp
2
求
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
n2
pan1
qa
n
,
a
1
,a2
给出的数列
a
n
,方程<
br>xpxq0
,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
和
n1,2
,代入
a
n
Ax
1
n1
n1n1
Bx
2
,其中
n1
Bx
2
,得到关于A、B的方程组);当
x
1x
2
时,数列
a
n
的通项为
a
n
(ABn)x
1
n1
,其中A,B由
a
1
,a
2
决定(即把
a
1
,a
2
,x
1
,x
2
和
n1,2
,
第 4 页 共 9 页
代入
a
n
(AB
n)x
1
,得到关于A、B的方程组)。
例11数列
a
n
:
3a
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,nN)
,
a
1
a,a
2<
br>b
,求数列
a
n
的通项公式。
n
1
由
3a
n2
5a
n1
2a
n
0
,得
a
n2
a
n1
2
3(a
n1
a
n
)
,
且
a
2
a
1
ba
。
则数列
a
n1
a
n
是以
ba
为首项
,
2
3
为公比的等比数列,于是
aa)(
2
n1
a
n
(b
3
)
n1
。把
n1,2,3
,,n
代入,得
a
2
a
1
ba
,
aa)(
2
3
a
2
(b
3
),
a(ba)(
2
4
a
3
3
)2
,
aaa)(
2
n
n
1
(b
3
)
n2
。
把以上各式相加,得
a
2
1(
2
n
a
1
(ba)[13
(
3
)(
3
)
n2
]
3
)
n1
22
(ba)
。
1
2
3
a33(
2
3
)
n1
](ba)a
3(ab)(
2
n
[
3
)
n1
3b2
a
。
解法二(特征根法):数列
a
n
:3a
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,n
N)
,
3x
2
5x20
。
x
2
1
1,x
2
3
,
a
n1
Bx
n1
2
AB(
2
3
)
n1
n
Ax
1
。
又由
a
1
a,a
2
b
,于是
aAB
A3b2a
2
bA
3
B
B3(ab)
故
a
n
3b2a3(ab)(
2
)
n13
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
n2
解
:由
a
n2
21
a
n1
a
n,求
a
n
。
33
21
a
n1
a
n
可转化为
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)
33
即
a
n2<
br>2
1
st
s1
s
3
(st)a
n1
sta
n
3
1
或
t
st
1
3
t1
3
1
s1
1
s
这里不妨选用
,则
a
n2
an1
(a
n1
a
n
)
a
n1
a
n
是以首项为
a
2
a<
br>1
1
,
3
)
1
(也可选用
3<
br>t
t1
3
11
的等比数列,
所以
a
n1
a
n
()
n1
,,分别令<
br>n1,2,3,,(n1)
,代入上式得
(n1)
个等式累
加之,即
33
1
1()
n1
111
3
a
n
a
1
()
0
()
1
()
n2
1
333
1
3
7
31
n1
又
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
若
f(x)
有唯
一的不动点
a,
则
类型11
a
n1
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
nN
,都有
a
n1
且
phqr
,r0,a
1
1
hpxq
),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
ax
rrxh
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
例13:已知数列
{a
n
}
满足性质:对于
nN,a
n1
解: 数列
{a
n
}
的特征方程为
x
a
n
4
,
且
a
1
3,
求
{a
n
}
的通项公式.
2a
n
3x4
,
变形得
2x
2
2x40,
其根为
1
1,
2
2.
故特征方程有两个相异的
2x3
根,使用定理2的第(2)部分,则有
c
n
a
1
1
p
1
r
n1
3 1112
n1
()(),nN.
a
1
2
p
2
r32122
21
n 1
(),nN.
55
21
2()
n11
2
c
n
1
(5)
n
4
55
,nN.
∴
a
n
,nN.
即
a
n
n< br>21
2(5)
c
n
1
()
n1
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
①
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
②
因为
a
n
¹3
,(否则由②可推出
a
1
=3 a
n+1
+
轾
11
犏
a
n
+
2
=-
2
犏
2
犏
a
n+1
-3 5
犏
a-3
犏
n
犏
臌
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=
令
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
=(-)
即
=(-)
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
故
{
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
n2
时,
a
n
11
(2a<
br>n1
b
n1
)
,
b
n
(a
n1
2b
n1
)
,求
33
a
n
,<
br>b
n
.
解:因
a
n
b
n
11
(2a
n1
b
n1
)(a
n1
2b
n1
)
a
n1
b
n1
3
3
所以
a
n
b
n
a
n1
b
n1
a
n2
b
n2
a
2
b
2
a
1
b
1
1
即<
br>a
n
b
n
1
…………………………………………(1)
111
(2a
n1
b
n1
)(a
n1<
br>2b
n1
)(a
n1
b
n1
)
3
33
11
2
1
n1
所以
a
n
b
n
(a
n1
b
n1
)()
a
n2
b
n2
)
……
()(a
1
b
1
)
33
3
11
()
n1<
br>.即
a
n
b
n
()
n1
…
……………………(2)
33
11
n1
11
n1
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
n1
1
2a,(0a)
n
6
n
2
,若
a
1
,则
a
2
0
的值为___________。
7
2a1,
(
1
a1)
nn
2
变式:(2005,湖
南,文,5)
已知数列
{a
n
}
满足
a
1
0,a
n1
a
n
3
3a
n
1
(nN
*
)
,则
a
20
= ( )
A.0 B.
3
C.
3
D.
3
第 9 页 共 9 页
2