高中常见数列的公式及经典例题等差数列

温柔似野鬼°
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2020年12月31日 06:37
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2020年12月31日发(作者:臧明东)


高中常见数列的公式及经典例题
等差数列
1.等差数列:一般 地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,即
a
n
a
n1
=d ,(n
≥2,n∈N

),这个数列就叫做等差 数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“d”表示)
2.等差数列的通项公式:
a
n
a
1
(n1)d

a
n

a
m
(nm)d

a
n
=pn+q (p、q是常数))
3.有几种方法可以计算公差d
① d=
a
n

a
n1
② d=
4.等差中项:
A
a
n
a
1
aa
m
③ d=
n

n1nm
ab
a,b,
成等差数列
2
5.等差数列的性质: m+n=p+q

a
m
a< br>n
a
p
a
q
(m, n, p, q ∈N )
等差数列前n项和公式
6.等差数列的前
n
项和公式
(1 )
S
n

n(a
1
a
n
)
n( n1)ddd
(2)
S
n
na
1

(3 )
S
n
n
2
(a
1
)n
,当d≠0 ,是一个常数项为零
2
222
的二次式
8.对等差数列前项和的最值问题有两种方法:
(1) 利用
a
n
:当
a
n
>0,d<0,前n项和有最大值可由
a
n
≥0, 且
a
n1
≤0,求得n的值

a
n
<0,d> 0,前n项和有最小值可由
a
n
≤0,且
a
n1
≥0,求 得n的值
(2) 利用
S
n
:由
S
n

d
2
d
n(a
1
)n
二次函数配方法求得最值时n的值
22
等比数列
1.等比数列:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等 于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数
列.这个常数叫做等比数列的公比;公比通常用字母q表示( q≠0),即:
a
n
=q(q≠0)
a
n1
n1nm
(a
1
q0)
2.等比数列的通项公式:
a
n
a
1
q(a
1
q0)

a
n
a
m
q
3.{
a
n
}成 等比数列

a
n1

=q(
nN
,q≠0) “
a
n
≠0”是数列{
a
n
}成等比数列的必要非充分条件
a
n
4.既是等差又是等比数列的数列

非零常数列.

5.等比中项:G为a与b的等比中项. 即G=±
ab
(a,b同号).
6.性质:若m+n=p+q,
a
m
a
n
a
p
a
q

7.判断等比数列的方法:定义法,中项法,通项公式法
第1页(共10页)
1


8.等比数列的增减性:
当q>1,
a
1
>0或0a
1
<0时, {
a
n
}是递增数列;
当q>1,
a
1
<0,或0a
1
>0时, {
a
n
}是递减数列;
当q=1时, {
a
n
}是常数列;
当q<0时, {
a
n
}是摆动数列;
等比数列前n项和
等比数列的前n项和公式:
aa
n
q
a
1
(1q
n
)
∴当
q1
时,
S
n

① 或
S
n

1

1q
1q
当q=1时,
S
n
na
1

当已知
a
1
, q, n 时用公式①;当已知
a
1
, q,
a
n
时,用公式②.

数列通项公式的求法
一、定义法
直接利用等差数列或等比数列的定义求 通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目.

2
例1.等差数列
a
n

是递增数列,前n项和为
S
n
,且< br>a
1
,a
3
,a
9
成等比数列,
S
5
a
5
.求数列

a
n

的通项公式.








二、公式法
若已知数列的前
n
项和
S
n

a
n
的关系,求数列

a
n

的通项
a
n
可 用公式
a
n


n
例2.已知数列

a< br>n

的前
n
项和
S
n
满足
S
n
2a
n
(1),n1
.求数列

a
n

的通项公式。

S
1
n1
求解。


S
n
S
n1
n2






三、由递推式求数列通项法
对于递推 公式确定的数列的求解,通常可以通过递推公式的变换,转化为等差数列或等比数列问题,有时也用
到一 些特殊的转化方法与特殊数列。
类型1 递推公式为
a
n1
a
n
f(n)



第2页(共10页)
2



(2004全国卷I .22)已知数列

a
n

中,
a
1
1 ,且a
2k
a
2k1
(1)
k
,a
2k 1
a
2k
3
k
,其中
k1,2,3,
……, 求数列

a
n

的通项公式。




例3. 已知数列

a
1
n

满足a
1

2

a
1
n1
a
n

n
2
n
,求
a
n







类型2 (1)递推公式为
a
n1
f(n)a
n






例4. 已知数列

a
2
n

满足
a
1

3

a
n
n 1
n1
a
n
,求
a
n





例5.设数列

a
n


a
1
4,a
n
3a
n1
2n1,(n2)
,求
a
n
.







类型3 递推公式为
a
n1
pa
n
q(其中p,q均为常数,
(pq(p1)0)
)。



第3页(共10页)
3


(2006.重庆.14)在数列

a
n

中,若
a
1
1,a
n12a
n
3(n1)
,则该数列的通项
a
n

例7. 已知数列
< br>a
n

中,
a
1
1

a
n1
2a
n
3
,求
a
n
.






类型4 递推公式为
a
n1
pa
n
q
n
(其中p,q均为常数,
(pq(p1) (q1)0)
)。 (或
a
n1
pa
n
r q
n
,
其中p,q, r均为常数)
(2006全国I.22)(本小题满分12分)
设数列

a
4< br>n

的前
n
项的和
S
n

3
a
12
n

3
2
n1

3

n1,2,3,ggg

(Ⅰ)求首项
a
1
与通项
a
n









例8. 已知 数列

a
5
n

中,
a
1
6
,
a
11
n1

3
a
n
(
2
)
n1
,求
a
n






类型5 递推公式为
a
n2
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。



(2006.福建.理.22)(本小题满分14分)
已知数列

a满足
a
*
n

1
1,a
n1
2 a
n
1(nN).

(I)求数列

a
n

的通项公式;



第4页(共10页)
4




例9. 已知数列

a
n

中,
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2

21
a
n1
a
n
,求
a
n

33










类型6 递推公式为
S
n

a
n
的关系式。(或< br>S
n
f(a
n
)
)








例10. 已知数列

an

前n项和
S
n
4a
n

1< br>2
n2
.
(1)求
a
n1

a
n
的关系;(2)求通项公式
a
n
.












7 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。
例11. 已知数列

a
n

中,
a
1< br>1
;数列

b
n

中,
b
10
。当
n2
时,
a
n


an
,
b
n
.
1
1
(2a
n1b
n1
)
,
b
n
(a
n1
 2b
n1
)

3
3





第5页(共10页)
5




四、待定系数法(构造法)
求数列通项公式方法灵活多样,特别是对于给定的递推关系求通项 公式,观察、分析、推理能力要求较高。通
常可对递推式变换,转化成特殊数列(等差或等比数列)来求 解,这种方法体现了数学中化未知为已知的化归思想,
而运用待定系数法变换递推式中的常数就是一种重 要的转化方法。
1、通过分解常数,可转化为特殊数列{a
n
+k}的形式求解。一 般地,形如a
n1
=p a
n
+q(p≠1,pq≠0)型的递推
式均可通过待定系数法对常数q分解法:设a
n1
+k=p(a
n
+k)与 原式比较系数可得pk

k=q,即k=
得等比数列{a
n
+k}。
例12、数列{a
n
}满足a
1
=1,a
n
=






例13、数列{a
n
}满足a
1
=1,
3a
n1
a
n
7 0
,求数列{a
n
}的通项公式。







例14.已知数列

a
n

满足
a
1
1
,且
a
n1
3a
n< br>2
,求
a
n









2、通过分解系数,可转化为特殊数列
{a
n
a
n1
}
的形式求解。这种方法适用于
a
n2< br>pa
n1
qa
n
型的递推式,通
过对系数p的分解,可 得等比数列
{a
n
a
n1
}
:设
a
n 2
ka
n1
h(a
n1
ka
n
),比较系数得
hkp,hkq

可解得
h,k




第6页(共10页)
6
q
,从而
p1
1
a
n1
+1(n≥2),求数列{a
n
}的通 项公式。
2



(2006.福建.文.22)(本小题满分14分) 已知数列

a
n

满足
a
1
1,a2
3,a
n2
3a
n1
2a
n
(n N
*
).










例16、数列

a
n

满 足
a
1
2,a
2
5,a
n2
3a
n1
2
a
n
=0,求数列{a
n
}的通项公式。









(I)证明:数列

a
n1
a
n

是等比数列;
(II)求数列

a
n

的通项公式;

例17、数列

a
n

中,
a
1
1, a
2
2,3a
n2
2a
n1
a
n
,求数列

a
n

的通项公式。











五、特征根法
1、设已知数列
{a
n
}
的项满足
a
1
 b,a
n1
ca
n
d
,其中
c0,c1,
求这个数列的通项公式。作出一个方程

a
n
a
1
;当 x
0
a
1
时,a
n
b
n
x
0
,其中
{b
n
}
是以
c
为公比的等比数列,xcxd,
则当
x
0
a
1
时,
a
n
为常数列,
n1

b
n
b
1
c, b
1
a
1
x
0
.


第7页(共10页)
7


例19.已知数列
{a
n
}
满足:
a
n1
a
n
2,nN,a1
4,

a
n
.








例20:已知数列

a
n

满足
a
1
a,a
2
b,3a
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,nN)
,求数列

a
n

的通项公式。









3、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

1
3
pa
n
q
(其中p< br>、
q

r

h均为常数,
ra
n
 h

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
x0
时,则

是等差
rrxh

a
n
x
0


a
n
x
1

< br>是等比数列。

a
n
x
2

数列;当特 征方程有两个相异的根

1


2
时,则

(2006.重庆.文.22).(本小题满分12分)
数列
{a
n
}满 足a
1
1且8a
n1
a
n
16a
n12a
n
50(n1).
求数列
{a
n
}
的通项公式.






例21、已知数 列
{a
n
}
满足性质:对于
nN,a
n1
< br>




a
n
4
,

a
1
3,

{a
n
}
的通项公式.
2a
n
3
第8页(共10页)
8


例2 2.已知数列
{a
n
}
满足:对于
nN,
都有
a
n1

13a
n
25
.

a
n
3
(1)若
a
1
5,

a
n
;
(2)若
a
1
3,

a
n
;
(3)若
a
1
6,

a
n
;

(4)当
a
1
取哪些值时,无穷数列
{a
n
}
不 存在?












六、构造法

构造法就是在解决某些数学问 题的过程中,通过对条件与结论的充分剖析,有时会联想出一种适当的辅助模型,
如某种数量关系,某个 直观图形,或者某一反例,以此促成命题转换,产生新的解题方法,这种思维方法的特点就
是“构造”. 若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式,此类题通常较难,但使用构造法往往给人
耳 目一新的感觉.
1、构造等差数列或等比数列
由于等差数列与等比数列的通项公式显然,对 于一些递推数列问题,若能构造等差数列或等比数列,无疑是一种行
之有效的构造方法.
例24: 设各项均为正数的数列

a
n

的前n项和为
S
n
,对于任意正整数n,都有等式:
a
n
2a
n
4S
n
成立,求
2

a
n

的通项an.












例25: 数列

a
n

中前n项的和
S
n
2na
n
,求数列的通项公式< br>a
n
.










第9页(共10页)
9


2、构造差式与和式
解题的基本思路就是构造出某个数列的相邻两项之差,然 后采用迭加的方法就可求得这一数列的通项公式.
例26: 设

a
2n

是首项为1的正项数列,且
a
n
a
2
n 1
na
n
na
n1
0
,(n∈N*),求数列的 通项公式an.












3、构造商式与积式
构造数列相邻两项的商式,然后连乘也是求数列通项公式的一种简单方法.
例28: 数列< br>
a
n

中,
a
1

1
2
,前n项的和
S
n
n
2
a
n
,求
a
n1
.














4、构造对数式或倒数式
有些数列若通过取对数,取倒数代数变形方法,可由复杂变为简单,使问题得以解决.
例29: 设正项数列

a
a
2
n

满足
a
1
1

a
n
2
n1
(n ≥2).求数列

a
n

的通项公式.












例30: 已知数列

a
n

中,
a
1< br>2
,n≥2时
a
n

7a
n1
33a
,求通项公式.
n1
1



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