求数列通项公式的八种方法
个人银行结算账户-银行培训心得
求数列通项公式的八种方法
一、公式法(定义法)
根据等差数列、等比数列的定义求通项
二、累加、累乘法
1、累加法
适用于:
a
n1
a
n
f(n)
a
2
a
1
f(1)
若
a
n1
a
n
f(n)
(n2)
,则
a
3
a
2
f(2)
L
L
a
n1
a
n
f(n)
两边分别相加得
a
n1
a
1
f(n)
k1
n
例1 已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
a
n
2n1,a
1
1
,求数列<
br>{a
n
}
的通项公式。
解:由
a
n1
a
n
2n1
得
a
n1
a
n
2n
1
则
a
n
(a
n
a
n1
)(
a
n1
a
n2
)
L
(a
3
a
2
)(a
2
a
1
)a
1
[2(n
1)1][2(n2)1]
L
(221)(211)1
2[(n1)(n2)
L
21](n1)1
(n1)
n
2(n1)1
2
(n1)(n1)1
n
22
所以数列
{a
n
}
的通项公式为
a
n
n
。
n
例2 已知数列
{a
n
}
满足a
n1
a
n
231,a
1
3
,求
数列
{a
n
}
的通项公式。
nn
解法一:由
a<
br>n1
a
n
231
得
a
n1
a
n
231
则
a
n
(a
n<
br>a
n1
)(a
n1
a
n2
)
L
(a
3
a
2
)(a
2
a
1)a
1
(23
n1
1)(23
n2
1)
L
(23
2
1)(23
1
1)32(3
n1
3
n2
L
3
2
3
1
)(n1)3
3(13
n1
)
2(
n1)3
13
3
n
3n13
3
n
n1
n
所以
a
n
3n1.
n
n1
解法二:
a
n1
3a
n
23
1
两边除以
3
,得
a
n1
a
n
21
n
n1
,
n1
3333
则
a
n1
a
n
21
,故
3
n
1
3
n
33
n1
a
n
a
n
a<
br>n1
a
n1
a
n2
a
n2
a
n3
a
2
a
1
a
1
()()()
L
()
3
n
3
n
a
n1
a
n1
3
n2
3
n2
3
n3
3
2
3
1
3
212121213
(
n
)
(
n1
)(
n2
)
L
(
2)
333333333
2(n1)11111
(
n
<
br>n
n1
n2
L
2)1
333333
1
(13
n1
)
n
a
n
2(n1)
3
2n11
因此
n
,
1
33133223
n
则
a
n
211
n3
n
3
n
.
322
2、累乘法 适用于:
a
n1
f(n)a
n
若
a
n1<
br>aa
a
f(n)
,则
2
f(1),
3
f(2),LL,
n1
f(n)
a
n
a
1<
br>a
2
a
n
n
a
n1
a
1
f(k)
两边分别相乘得,
a
1
k1
n
例3 已知数列
{an
}
满足
a
n1
2(n1)5a
n
,
a
1
3
,求数列
{a
n
}
的通项公式。
n
解:因为
a
n1
2(n1)5a
n
,a
1
3
,所以
a
n
0
,则
a
n1<
br>2(n1)5
n
,故
a
n
a
n<
br>
a
n
a
n1
a
a
L
3
2
a
1
a
n1
a
n
2
a
2
a
1
[2(n11)5
n1
][
2(n21)5
n2
]
L
[2(21)5
2
][2(11)5
1
]3
2
n1
[n(n1
)
L
32]5
(n1)(n2)
L
21
3
32
n1
n(n1)
2
5n!
n1<
br>所以数列
{a
n
}
的通项公式为
a
n
3
25
n(n1)
2
n!.
三、待定系数法
适用于
a
n1
qa
n
f(n)
分析:通过
凑配可转化为
a
n1
1
f(n)
2
[a
n
1
f(n)]
;
解题基本步骤:
1、确定
f(n)
2、设等比数列
<
br>a
n
1
f(n)
,公比为
2
3、列出关系式
a
n1
1f(n)
2
[a
n
1
f(n
)]
4、比较系数求
1
,
2
5、解得数列
a
n
1
f(n)
的通项公式
6、解得数列
a
n
的通项公式
例4 已知数列
{a
n
}
中,
a
1
1
,a
n
2a
n1
1(n2)
,求数列
a
n
的通项公式。
解法一:
Qa
n
2a
n1
1(n2),
a
n
12(a
n1
1)
又
Qa
1
12,
a
n
1
是首项为2,公比为2的等比数列
n
n
a
n
12
,即
a
n
21
解法二:
Qa
n
2a
n1
1(n2),
a
n1
2a
n
1
两式
相减得
a
n1
a
n
2(a
n
a
n
1
)(n2)
,故数列
a
n1
a
n
是首项为2,公比为2的等
比数列,再用累加法的……
n1
例5
已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
2a
n
43,a
1
1
,求数列
a
n
<
br>的通项公式。
nn1
解法一:设
a
n1
<
br>1
3
2
(a
n
3),比较系数得
1
4,
2
2
, 则数列
a
n
43
n1
是首项为
a
143
11
5
,公比为2的等比数列,
n1n
1n1n1
所以
a
n
4352
,即
an
4352
解法二: 两边同时除以
3
n1
得:
a
n1
2
a
n
4
,下面解
法略
3
n1
33
n
3
2
2
注意:例6
已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
2a
n
3n4n5,a
1
1
,求数列
{a
n
}<
br>的通项公式。
22
解:设
a
n1
x(n1)y(n
1)z2(a
n
xnynz)
比较系数得
x3,y10,z18
,
22
所以
a
n1
3(n1)10(n1)182(a
n
3n10n
18)
22
由
a
1
31101181
31320
,得
a
n
3n10n180
a<
br>n1
3(n1)
2
10(n1)18
2
{a3
n10n18}
为以则,故数列
2
n
2
a
n
3n10n18
a
1
31
2
10118131
32
为首项,以2为公比的等比数列,因此
a
n
3n
2
10n18322
n1
,则
a
n
2
n43n
2
10n18
。
注意:形如
a
n2pa
n1
qa
n
时将
a
n
作为
f(n)
求解
分析:原递推式可化
为
a
n2
a
n1
(p
)(a
n1
a
n
)
的形式,比较系数
可求得
,数列
a
n1
a
n
为等比数列。
例7 已知数列
{a
n}
满足
a
n2
5a
n1
6a
n
,a
1
1,a
2
2
,求数列
{a
n
}
的通项公式。
解:设
a
n2
a
n1
(5
)(a
n1
a
n
)
比较系数得
3
或
2
,不妨取
2
,
则
a
n2
2a
n1
3(a
n1
2a
n
)
,则
a
n1
2a
n
是首项为4,公比为3的等比数列 <
br>a
n1
2a
n
43
n1
,所以
a
n
43
n1
52
n1
四、迭代法
3(n1)2
例8 已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
a
n
,a
1
5
,求数列
{a<
br>n
}
的通项公式。
n
3(n1)2
解:因为
a<
br>n1
a
n
,所以
n
a
n
a
3n2
n1
n1
[a
]
3(n1)2
n2<
br>3n2
n1
n2
]a
3
2
(n1)n
2
(n2)(n1)
n2
[a
L
a
3(n2)2
n3
3
2
(n1)n2
(n
2)(n1)
n3
3(n3)(n2)(n1)
3(n2)(n
1)n2
a
n3
3
n1
23
LL
(n2)(n1)n2
12
LL
(n3)(n
2)(n1)
1
n1
n(n1)
n!2
2
a
1
3
又
a
1
5
,所以数列
{an
}
的通项公式为
a
n
5
3
n1
n!2
n(n1)
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。
五、变性转化法
1、对数变换法 适用于指数关系的递推公式
n5
例9 已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
23a
n
,a
1
7
,求数列
{a
n
}
的通项公式。 <
br>n5
解:因为
a
n1
23a
n
,a
1
7
,所以
a
n
0,a
n1
0
。
两边取常用对数得
lga
n1
5lga
n
nlg3
lg2
设
lga
n1
x(n1)y5(lga
n
xny)
(同类型四)
比较系数得,
x
由
lga
1
lg3lg3lg2
,y
4164
lg3lg3lg2lg3lg3lg2lg3lg3lg2
1
lg710
,得
lga
n
n0
,
4
lg3lg3lg2lg3lg3lg2
为首项,以5为公比的等比数列,
n}
是以
lg7
41644164
lg3lg3lg2lg3lg3lg2
n1
则
lga
n
n(lg7)5
,因此<
br>41644164
所以数列
{lga
n
lga
n<
br>(lg7
lg3lg3lg2
n1
lg3lg3lg2
)5
n
4164464
1
4
1
16
1
4
n1
[lg(7332)]5
lg(7332)
lg(7
5n1
3
则
a
n
7
5
3
n1
lg(332)
n
4
1
16
1
4
n
4
1
16
1
4
1
4
116
1
n1
4
5
lg(332)
)
5n4n1
16
2
5
n1
1
4
5n4n1
16
2
5
n1
1
4
。
2、倒数变换法 适用于分式关系的递推公式,分子只有一项
例10 已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
2a
n
,a
1
1
,求数列
{a
n
}
的通项公式。 a
n
2
解:求倒数得
1
111111
11
1
,,
为等差数列,首项<
br>1
,公差为,
a
1
2
a
n1
2a
n
a
n1
a
n
2
a
n1
a
n
112
(n1),a
n
a
n
2n1
3、换元法 适用于含根式的递推关系
例11 已
知数列
{a
n
}
满足
a
n1
1
(14a
n
124a
n
),a
1
1
,求
数列
{a
n
}
的通项公式。
16
1
2
(b
n
1)
24
解
:令
b
n
124a
n
,则
a
n
代入
a
n1
1
(14a
n
124a
n
)
得
16
1
2
11
2
(b<
br>n1
1)[14(b
n
1)b
n
]
<
br>241624
22
即
4b
n1
(b
n
3)
因为
b
n
124a
n
0
,
则
2b
n1
b
n
3
,即
b
n1
可化为
b
n1
3
13
b
n
,
22
1
(b
n
3)
,
2
1
为公比的等比数列,因此
2
所以
{b
n
3}
是以
b
1
3124a
1
3124132
为首项,以
1111
b
n
32()
n1
(
)
n2
,则
b
n
()
n2
3
,即
124a
n
()
n2
3
,得
2222<
br>2111
a
n
()
n
()
n
。
3423
六、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12 已知数列
{a
n
}
满足
a
n1
a
n
8(n1)8
,a
,求数列
{a
n<
br>}
的通项公式。
1
(2n1)
2
(2n3)
2
9
解:由
a
n1
a
n
8(n1)
8
及,得
a
1
22
(2n1)(2n3)
9
8(11)88224
(211)
2
(213
)
2
992525
8(21)248348
a
3
a
2
(221)
2
(223)
2
25254949
8(31)488480
a
4
a
3
(231)
2
(233)
2
4949
8181
a
2
a
1
(2n1)
2
1
由此可猜测
a
n
,下面用数学归纳法证明这个结论。
(2n1)
2
(211)
2
18
,所以等式成立
。 (1)当
n1
时,
a
1
2
(211)
9
(2k1)
2
1
(2)假设当
nk
时等式成立,即
a
k
,则当
nk1
时,
(2k1)
2