数列常见数列公式(很全)---有了它,数列不怕不怕
决红尘-英文个人简历模板
数列常见数列公式(很
全)---有了它,数列不
怕不怕
-CAL-
FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
常见数列公式
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
n1
=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
(n1)d
a
n
a
m
(nm)d
或
a
n
=pn+q (p、q是常数))
3.有几种方法可以计算公差d
4.①
d=
a
n
-
a
n1
② d=
4.等差中项:
A
a
n
a
1
aa
m
③
d=
n
n1nm
ab
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(
n1)ddd
(2)
S
n
na
1
(3
)
S
n
n
2
(a
1
)n
,当d≠0
,是一个常数项
2
222
为零的二次式
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
n1
≤0,求得n的值
当
a
n
<0,d>
0,前n项和有最小值可由
a
n
≤0,且
a
n1
≥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:
≠0)
2.等比数列的通项公式:
a
n
a
1
q
n1
(a
1
q0)
,
a
n
a
m
q
nm
(a
1
q0)
3.{
a
n
}成等比数列
分条件
4.既是等差又是等比数列的数列
:
非零常数列.
a
n
=q(q
a
n1
a
n1
=q(
nN
,q≠0) “
a
n
≠0”是数列{
a
n
}成
等比数列的必要非充
a
n
5.等比中项:G为a与b的等比中项.
即G=±
ab
(a,b同号).
2
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
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
1
(1q
n
)
aa
n
q
∴当
q1
时,
S
n
①
或
S
n
1
②
1q
1q
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.
解:设数列
a
n
公差为
d(d0)
2
a
1
a
9
, ∵
a
1
,a<
br>3
,a
9
成等比数列,∴
a
3
即
(a
1
2d)
2
a
1
(a
1
8d)d
2
a
1
d
∵
d0
,
∴
a
1
d
………………………………①
54
2
∵
S
5
a
5
∴
5a
1
d(a
1
4d)
2
…………②
2
3
3
由①②得:
a
1
,
d
5
5
333
∴
a
n
(n1)n
555
点评:利用定义法求数列通项时要注意不用错定义,设法求出首项与公差(公比)后再写
出通
项。
二、公式法
S
1
n1
若已知数列的前
n
项和
S
n
与
a<
br>n
的关系,求数列
a
n
的通项
a
n
可用公式
a
n
S
n
S
n1
n2
求解。
例2.已知数列
a
n
的前
n
项和
S
n
满足
S<
br>n
2a
n
(1)
n
,n1
.求数列
a
n
的通项公式。
解:由
a
1
S
1
2a
1
1a
1
1
3
n
aSS2(aa)2(1),
nnn1
nn1
n2
当时,有
a
n
2a
n1
2
(1)
n1
,
a
n1
2a
n22(1)
n2
,
……,
a
2
2a
1
2.
a
n
2
n1
a
1
2
n1
(1)2
n2
(1)
2
2(
1)
n1
2
n1
(1)
n
[(2
)
n1
(2)
n2
(2)]
2
n1
2[1(2)
n1
]
(1)
3
n
2
经验证
a
1
1
也满足上式,所以
a
n
[2
n2
(1)
n1
]
3
S
n
n1
点评:利用公式
a<
br>n
求解时,要注意对n分类讨论,但若能合写时一定要
SS
n2
n1
n
2
[2
n2
(
1)
n1
].
3
合并.
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
n1
a
n
f(n)
解法:把
原递推公式转化为
a
n1
a
n
f(n)
,利用累加法
(逐差相加法)求解。
(2004全国卷已知数列
a
n
中,
a
1
1,且a
2k
a
2k1
(1
)
k
,
a
2k1
a
2k
3
k
,其中
k1,2,3,
……,求数列
a
n
的通项公式。P24(styyj)
例3. 已知数列
a
n<
br>
满足
a
1
解:由条件知:
a
n1a
n
11
,
a
n1
a
n
2
,求
a
n
。
2
nn
1111
2
nn
n(
n1)nn1
分别令
n1,2,3,,(n1)
,代入上式得<
br>(n1)
个等式累加之,即
(a
2
a
1
)(a
3
a
2
)(a
4
a
3
)
(a
n
a
n1
)
1111111
(1)()()()
22
334n1n
1
所以
a
n
a
1
1
n
11131
a
1
,
a
n
1
22n2n
类型2
(1)递推公式为
a
n1
f(n)a
n
解法:把原递
推公式转化为
a
n1
f(n)
,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
a
n
4
(2004全国卷已知数列{a
n
},满足a
1
=1,a
n
=a
1
+2a
2
+3a
3
+…+(n-1)a
n
-
1
(n≥2),则{a<
br>n
}的通项
n1
1
a
n
P24(styyj)
n2
___
例4. 已知数
列
a
n
满足
a
1
解:由条
件知
2n
,
a
n1
a
n
,求
a
n
。
3n1
a
n1
n
,分别令
n1,2
,3,,(n1)
,代入上式得
(n1)
个等式累乘之,即
a
n
n1
aa
a
2
a
3
a
4
1
123n1
••••
n
n
a
1
a
2
a<
br>3
a
n1
234
a
1
n
n
又a
1
22
,
a
n
33n
(2).由
a
n1
f(n)a
n
和
a<
br>1
确定的递推数列
a
n
的通项可如下求得:
由已知递推式有
a
n
f(n1)a
n1
,
a
n1
f(n2)a
n2
,
•••
,
a<
br>2
f(1)a
1
依次向前代入,得
a
n
f(n1)f(n2)f(1)a
1
,
简记为
a
n
(f(k))a
1
(n1,f(k)1)
,这就是叠(迭)代法的基本模式。
k1k1
n10
(3) 递推式:
a
n1
pa<
br>n
f
n
解法:只需构造数列
b
n
,消去
f
n
带来的
差异.
例5.设数列
a
n
:
a
1<
br>4,a
n
3a
n1
2n1,(n2)
,求
a
n
.
解:设
b
n
a
n
AnB
,
则a
n
b
n
AnB
,将
a
n
,a
n1
代入递推式,得
b
n
AnB3
b
n1
A(n1)B
2n13b
n
1
(3A2)n(3B3A1)
A1
A3A2
B1
B3B3A1
取b
n
a
n
n
1
…(1)则
b
n
3b
n1
,又
b
1
6
,故
b
n
63
n1
23
n
代入(1)得
a
n
23
n
n1
5
说明:(1)若
f(n)
为
n
的二次式
,则可设
b
n
a
n
An
2
BnC
;(2)本题也可
由
a
n
3a
n1
2n1
,
a
n1
3a
n2
2(n1)1
(
n
3
)两式相减得
a
n
a
n1
3(a
n1
a
n2
)2
转化为
b
n
pb
n
1
q
求之.
例6.已知
a
1
3
,
a
n1
解:
a
n
3n1
a
n
(n1)
,求
a
n
。
3n2
3
(n1)13(n2)132131
••••a
1
3
(n1)23(n2)232232
526
3
853n1。
3n43n7
3n13n4
类型3 递推公式为
a
n1
pa
n
q(其中p,q均为常数,
(pq(p1)0)
)。
解法:把原递推公式转化
为:
a
n1
tp(a
n
t)
,其中
t<
br>解。
(2006.重庆.14)在数列
a
n
中
,若
a
1
1,a
n1
2a
n
3(n1)
,则该数列的通项
a
n
q
,再利用换元法转化为等比数列求
1p
P24(styyj)
例7. 已知数列
a
n
中,
a
11
,
a
n1
2a
n
3
,求
a
n
.
解:设递推公式
a
n1
2a
n
3
可以转化为
a
n1
t2(a
n
t)
即
a
n1
2a
n
tt3
.故递推公式为
a
n1
32(a
n
3)
,令
b
n
a
n
3
,则
b
1
a
1
34,且
b
n1
a
n1
3
2
.所以
b
n
是以
b
1
4
为首项,2<
br>b
n
a
n
3
为公比的等比数列,则
b
n<
br>42
n1
2
n1
,所以
a
n
2
n1
3
.
类型4 递推公式为
a
n1
p
a
n
q
n
(其中p,q均为常数,
(pq(p1)(q1)
0)
)。
(或
a
n1
pa
n
rq
n
,其中p,q,
r均为常数)
(2006全国)(本小题满分12分)
412
设数列
<
br>a
n
的前
n
项的和
S
n
an
2
n1
,
n1,2,3,
333
(Ⅰ)求首项
a
1
与通项
a
n
;
P25(styyj)
解法:该类型较类型3要复杂一些。一般地,要先在原递推公式两边同除以q
n1
,得:
a
n1
p
a
n
1<
br>•
q
n1
q
q
n
q
6 <
/p>
引入辅助数列
b
n
(其中
bn
例8. 已知数列
a
n
中,
a
1
a
n
p1
bb
),得:再应用类型3的
方法解决。
n1n
qq
q
n
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
b
221
n
1
n
令
b
n
2<
br>n
•a
n
,则
b
n1
b
n
1
,应用例7解法得:
b
n
32()
n
所以
a
n
n
3()2()
n
323
3
2
类型5 递推公式为
a
n2
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。
解法:先把原
递推公式转化为
a
n2
sa
n1
t(a
n1sa
n
)
stp
其中s,t满足
,再应用前面类型3的方法求解。
stq
(2006.福建.理.22)(本小题满分14分)
已知数列
a
n
满足
a
1<
br>1,a
n1
2a
n
1(nN
*
).
(I)求数列
a
n
的通项公式;
P26(styyj)
21
例9. 已知数列
a
n
<
br>中,
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2
a
n1
a
n
,求
a
n<
br>。
33
21
解:由
a
n2
a
n1<
br>a
n
可转化为
a
n2
sa
n1
t
(a
n1
sa
n
)
33
即
a
n2
2
st
1
s1
<
br>s
3
(st)a
n1
stan
3
1
或
1
t
st
3
t
1
3
1
s1
s
这里不妨选用
3
,大家可以试一试),则
1
(
当然也可选用
t
3
t1
1
1
a
n2
a
n1
(a
n1
a
n
)
a
n1
a
n<
br>
是以首项为
a
2
a
1
1
,公比为
的等比数列,所以
3
3
1
a
n1
an
()
n1
,应用类型1的方法,分别令
n1,2,3,
,(n1)
,代入上式得
(n1)
个等式累加
3
之, <
br>1
1()
n1
111
3
即
a
n
a
1
()
0
()
1
()<
br>n2
1
333
1
3
731
又
a
1
1
,所以
a
n
()
n
1
。
443
类型6 递推公式为
S
n
与
a
n
的关系式。(或
S
n
f(a
n
)
)
7
S(n1)
解法
:利用
a
n
1
进行求解。
SS
(n2)
n1
n
(2006.陕西.20)
(本小题满分12分)
已知正项数列{a
n
},其前n项和S
n
满足10S
n
=a
n
2
+5a
n
+6且a
1
,a
3
,a
15
成等比数列,求数列{a
n
}的
通项a
n
P24(styyj)
1
例10. 已知数
列
a
n
前n项和
S
n
4a
n
n2
.
2
(1)求
a
n1
与
a
n
的关系;(2)求通项公式a
n
.
解:(1)由
S<
br>n
4a
n
1
2
n2
11
于
是
S
n1
S
n
(a
n
a
n1<
br>)(
n2
n1
)
22
111所以
a
n1
a
n
a
n1
n
1
a
n1
a
n
n
.
2
22
得:
S
n1
4a
n1
1
2
n1
(2)应用类型4的方法,上式两边同乘以
2
n1得:
2
n1
a
n1
2
n
a
n<
br>2
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<
br>2
n
a
n
22(n1)2n
a
n
n1
2
类型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。
由
a
1
S
1
4a
1
例11. 已知数列<
br>
a
n
中,
a
1
1
;数列
b
n
中,
b
1
0
。当
n2
时,
11
a
n
(2a
n1
b
n1
)
,
b
n
(a
n1
2b
n
1
)
,求
a
n
,
b
n
.
33<
br>11
解:因
a
n
b
n
(2a
n
1
b
n1
)(a
n1
2b
n1
)<
br>a
n1
b
n1
3
3
所以
a
n
b
n
a
n1
b
n1
a<
br>n2
b
n2
•••a
2
b
2
a
1
b
1
1
即
a
n
b<
br>n
1
…………………………………………(1)
111
(2an1
b
n1
)(a
n1
2b
n1
)(a
n1
b
n1
)
3
33
111
所以
a
n
b
n
(a
n1b
n1
)()
2
a
n2
b
n2<
br>)
……
()
n1
(a
1
b
1
)
33
3
11
()
n1
.即
a<
br>n
b
n
()
n1
………………………(2)
33
1111
由(1)、(2)得:
a
n
[1()n1
]
,
b
n
[1()
n1
]
23
23
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。
又因为
a
n
b
n
8
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
n1
+k=p(a
n
+k)与原式比较系数可得pk-
k=q,即k=
q
,从而得等比数列{a
n
+k}。
p1
1
a
n1
+1(n≥2),求数列{a
n
}的通
项公式。
2
11
解:由a
n
=a
n1
+1(n
≥2)得a
n
-2=(a
n1
-2),而a
1
-2=1-
2=-1,
22
1
∴数列{
a
n
-2}是以为公比,-1为首项的等比数列
2
11
∴a
n
-2=-()
n1
∴a
n
=2-()
n1
22
例12、数列{a
n
}满足a
1
=1,a
n
=
说明:这个题目通过对常数1的
分解,进行适当组合,可得等比数列{ a
n
-2},从而达到解决问题的
目的。 <
br>例13、数列{a
n
}满足a
1
=1,
3a
n1<
br>a
n
70
,求数列{a
n
}的通项公式。
1
7
解:由
3a
n1
a
n
70
得
a
n1
a
n
33
1k77
设a<
br>n1
k(a
n
k)
,比较系数得
k
解得
k
3334
71773
∴{
a
n
}是以
为公比,以
a
1
1
为首项
的等比数列
43
444
731
731
∴
a
n()
n1
a
n
()
n1
<
br>443
443
例14.已知数列
a
n
满
足
a
1
1
,且
a
n1
3a
n
2
,求
a
n
.
解:设
a
n1
t
3(a
n
t)
,则
a
n1
3a
n
2tt1
,
a
n1
13(a
n
1)
a
n
1
是以
(a
1
1)为首项,以3为公比的等比数列
a
n
1(a
1
1)3
n1
23
n1
a
n
23<
br>n1
1
点评:求递推式形如
a
n1
pa<
br>n
q
(p、q为常数)的数列通项,可用迭代法或待定系数法构造
qq
p(a
n
)
来求得,也可用“归纳—猜想—证明”法来求,这也是近年高考考得
新数列
a
n1
p11p
很多的一种题型.
例15
.已知数列
a
n
满足
a
1
1
,
a
n
3
n
2a
n1
(n2)
,
求
a
n
.
a
n
2
a
1
a
n
2
a
n1
解:将
a
n
3
n
2a
n1
两边同除
3
n
,得
n
1
n
1
nnn1
33333
a
n
2221
设
b
n
n<
br>,则
b
n
1b
n1
.令
b
n
t(b
n1
t)
b
n
b
n1
t
3333
3
a
282
t3
.
条件可化成
b
n
3(b
n1
3)
,数列
b
n
3
是以
b
1
3
1<
br>3
为首项,为公比的等
333
3
a
n
82比数列.
b
n
3()
n1
.因
b
n
n
,
33
3
9
82
a
n
b
n
3
n
3
n
(()n1
3)
a
n
3
n1
2
n2
.
33
点评:递推式为
a
n1
pa
n
q
n1
(p、q为常数)时,可同除
q
n1
,得 <
br>a
n1
p
a
n
a
n
,令从而化归为
a
n1
pa
n
q
(p、q为常数)型.
1
b
n
q
n1
q
q
n
q
n
2、
通过分解系数,可转化为特殊数列
{a
n
a
n1
}
的形
式求解。这种方法适用于
a
n2
pa
n1
qa
n<
br>型的
递推式,通过对系数p的分解,可得等比数列
{a
n
a
n1
}
:设
a
n2
ka
n1
h(an1
ka
n
)
,比较系数
得
hkp,hk
q
,可解得
h,k
。
(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
n2
3a
n1
2a
n
(n
N
*
).
例16、数列
a
n
满足
a
1
2,a
2
5,a
n2
3a
n1
2
a
n
=0,求数列{a<
br>n
}的通项公式。
分析:递推式
a
n2
3a
n
1
2a
n
0
中含相邻三项,因而考虑每相邻两项的组合,即把中间一项
a
n1
的
系数分解成1和2,适当组合,可发现一个等比数列
{a
n
a
n1
}
。
解:由
a
n23a
n1
2a
n
0
得
a
n2
a
n1
2(a
n1
a
n
)0
即
a
n2
a
n1
2(a
n1
a<
br>n
)
,且
a
2
a
1
523
∴
{a
n1
a
n
}
是以2为公比,3为首项的
等比数列
∴
a
n1
a
n
32
n1
利用逐差法可得
a
n1
(a
n1
a
n
)(a
n
a
n1
)
(a
2
a
1
)a
1
=
32
n1
32
n2
32
02
=
3(2
n1
2
n2
21)2
12
n
2
=
312
(I)证明:数列
a
n1
a
n
是等比数列;
(II)求数列
a
n
的通项公式;
=
32
n
1
∴
a
n
32
n1
1
10
例17、数列
a
n
<
br>中,
a
1
1,a
2
2,3a
n2
2
a
n1
a
n
,求数列
a
n
的通项公式。
21
a
n1
a
n
,
设
a
n2
ka
n1
h(a
n1
ka
n
)
33
11
21
比较系数得
kh,kh
,解得
k1,h
或
k,h1
33
3
3
1
1
若取
k1,h
,则有
a
n2
a
n1
(a
n1
a
n
)
3
3
1
∴
{a
n1
a
n
}
是
以
为公比,以
a
2
a
1
211
为首项的等比数列
3
1
∴
a
n1
a
n
()
n1
3
由逐差法可得
a
n
(a<
br>n
a
n1
)(a
n1
a
n2
)
(a
2
a
1
)a
1
解:由
3a
n2
2a
n1
a
n
得
a
n2
1111
=
()
n2
()n3
()
2
()11
3
333
1
1()
n1
3
1731
3
=
1
=
1()
n1
1
()
n1
1
4
3443
1
3
111
说明:若本题中取
k,h1
,则有
a<
br>n2
a
n1
a
n1
a
n
即得
333
1
111
{a
n1
a
n
}为常数列,
a
n1
a
n
a
n
a
n1
a
2
a
1
333
3
17
2
故可转化为例13。
33
21
例18.已知数列
a
n
满足
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2
a
n1
a
n
求
a
n
.
33
解
:设
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)
2
st
1
s1
s
3
a
n2
(st)a
n1
sta
n
3
1
或
1
t
st
3
t1
3
1<
br>1
则条件可以化为
a
n2
a
n1
(an1
a
n
)
a
n1
a<
br>n
是以首项为
a
2
a
1
1
,
公比为
的等比数列,
3
3
1731
所以
a
n1
a
n
()
n1
.问题转化为利用累加法求数列的通
项的问题,解得
a
n
()
n1
.
3443
点评:递推式为
a
n2
pa
n1
qa
n
(p、q为常数)时,可以设
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)
,其待定
常数s、t由
stp,
stq
求出,从而化归为上述已知题型.
五、特征根法
1、设
已知数列
{a
n
}
的项满足
a
1
b,a
n1
ca
n
d
,其中
c0,c1,
求这个数列的
通项公式。作出一个
方程
xcxd,
则当
x
0
a1
时,
a
n
为常数列,即
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,即
b
n
b
1
c
n1
,b1
a
1
x
0
.
11
1
例19.已知数列
{a
n
}
满足:
a
n
1
a
n
2,nN,a
1
4,
求
an
.
3
13
解:作方程
xx2,则x
0
.
32
311
当
a
1
4
时,
a
1
x
0
,b
1
a
1
.
2
2
1
数列
{b
n
}
是以
为公比的等比数
列.于是
3
111133111
b
n
b
1
()
n1
()
n1
,a
n
b
n
()
n1
,nN.
3232223
2、对于由递推公
式
a
n2
pa
n1
qa
n
,
a<
br>1
,a
2
给出的数列
<
br>a
n
,方程
x
2
pxq0
,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
n1
a
n
Ax
1
n1
Bx
2
,其中A,B由
a
1
,a
2
决定(即把
a
1,a
2
,x
1
,x
2
和
n1,2
,
代入
n1
a
n
Ax
1
n1
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
(ABn)x1
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
,代入
a
n<
br>(ABn)x
1
n1
,得到关于A、B
的方程组)。
例20:已知数列
a
n
满足
a
1
a
,a
2
b,3a
n2
5a
n1
2a
n<
br>0(n0,nN)
,求数列
a
n
的通项公
式。
解法一(待定系数——迭加法)
由
3a
n2
5
a
n1
2a
n
0
,得
a
n2
a
n1
2
(a
n1
a
n
)
,
3
且
a
2
a
1
ba
。 则数列
a
n1
a
n
是以
b
a
为首项,
2
为公比的等比数列,于是
3
2
a
n
1
a
n
(ba)()
n1
。把
n1,2,3,
,n
代入,得
3
a
2
a
1
ba
,
2
a
3
a
2
(ba)()
,
3
2
a
4
a
3
(ba)()
2
,
3
•••
2
a
n
a
n1
(ba)()
n2
。
3
把以上各式相加,得
12
2
1()
n1
222
3
(ba)
。
a
n
a
1
(ba)[1()()
n
2
]
2
333
1
3
22
a
n
[33()
n1
](ba)a3(ab)()
n1
3b2a
。
33
解法二(特征根法):数列
a
n
:
3a
n2
5a
n1
2a<
br>n
0(n0,nN)
,
a
1
a,a
2b
的特征方程
是:
3x
2
5x20
。
x
1
1,x
2
2
,
3
2
n1
a
n
Ax
1
n1
Bx2
AB()
n1
。
3
又由
a
1
a,a
2
b
,于是
aAB
A3b2a
2
bAB
B3(ab)
3
2
故
a
n
3b2a3(ab)()
n1
3
3、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
pan
q
(其中p
、
q
、
r
、
h
ra
n
h
h
pxq
均为常数,且
phqr,r0
,a
1
),那么,可作特征方程
x
,当特征方程有且仅有一根
x
0
rxh
r
1
a
n<
br>x
1
时,则
是等差数列;当特征
方程有两个相异的根、时,则
是等比数列。
1
2
axa
x
n0
n2
(2006.重庆.文.22).(本
小题满分12分)
数列
{a
n
}满足a
1
1且8an1
a
n
16a
n1
2a
n
50
(n1).
求数列
{a
n
}
的通项公式.
解:由已知
,得
a
n1
2a
n
5
2x515
,其特征方程为
x
,解之,得
x或x
168a
n
168x24
15
6(a
n
)12(a
n
)
1
2
,
a
5
4
an1
n1
2168a
n
4168a
n1111
a
n
a
n
a
1
2
1
2
,
2
2
(
1<
br>)
n1
4
n
5
2
555
22
a
n1
a
n
a
n
a
1
4444
a
n1
2
n1
5
a
n
n
。 P26 (styyj)
24
13
例21、已知数列
{a
n
}<
br>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
3
x4
,
变形得
2x
2
2x40,
其根为
1
1,
2
2
.
故特征方程有两个
2x3
相异的根,使用定理2的第(2)部分,则有
c
n
a
1
1
p
1
r
n1
31112
n1
()(),nN.<
br>
a
1
2
p
2
r
32122
21
n1
(),nN.
55
21
2()
n1
1
c
1
55
,nN.
∴
a
n
2n
21
cn
1
()
n1
1
55
∴
c
n
(5)
n
4
即
a
n
,nN.<
br>
2(5)
n
例22.已知数列
{a
n
}
满足:对于
nN,
都有
a
n1
13a
n<
br>25
.
a
n
3
(1)若
a
1
5,
求
a
n
;
(2)若
a
1
3,
求
a
n
;
(3)若
a
1
6,
求
a
n
;
(4)当
a
1
取哪些值时,
无穷数列
{a
n
}
不存在
13x25
.
变形得
x
2
10x250,
x3
特征方程有两个相同的特征根
5.
依定理2的第(1)部
分解答.
解:作特征方程
x
(1)∵
a
1
5,a<
br>1
.
对于
nN,
都有
a
n
5;
(2)∵
a
1
3,a<
br>1
.
∴
b
n
1r
(n1)
a
1
pr
11
(n1)
351315
1n1
,
28
令
b
n
0
,得
n5
.故数列{a
n
}
从第5项开始都不存在,
当
n
≤4,
nN
时,
a
n
15n17
.
b
n
n5
(3)∵
a
1
6,
5,
∴
a
1
.
14
∴
b
n
1rn1
(n
1)1,nN.
a
1
p
r8
令
b
n
0,
则
n7n.
∴对于nN,b
n
0.
∴
a
n
1<
br>
b
n
15n43
5,nN.
n1
n7
1
8
(4)、显然当
a
1
3
时,数列从第2项开始便不存在.由本题的第(1)小题的解答过程知,
a
1<
br>5
时,数列
{a
n
}
是存在的,当
a
1<
br>
5
时,则有
b
n
b
n0,
则得
a
1
1r1n1
(n1),n
N.
令
a
1
p
ra
1
58
5n13
,nN
且
n
≥2.
n1<
br>∴当
a
1
5n13
(其中
nN
且N≥
2)时,数列
{a
n
}
从第
n
项开始便不存在.
n1
5n13
于是知:当
a
1
在集合
{3
或
:nN,
且
n
≥2}上取值时,无穷数列
{a
n
}
都不存在.
n1
ma
n1
11111k
递推式,考
虑函数倒数关系有
k
令
k()
k(a
n1<
br>b)
a
n
a
n1
ma
n
a
n
1
m
说明:形如:
a
n
b
n
1
则
b
n
可归为
a
n1
pa
n
q
型。(取倒数法)
a
n
例23:
a<
br>n
a
n1
,a
1
1
3a
n1
1
1
3a
n1
1
1
3
a
n
a
n1
a
n1
解:取倒数:
1
11
1
(n1)3
1(n1
)3
a
n
是等差数列,
a
n
a
1
3n2
a
n
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<
br>n
2a
n
4S
n
成立,求
a
n
的通项an.
2
2
2a
n
4S
n
a
n1
2a
n1
4S
n1
, 解:
a
n
2
15
22
a
n
∴
a
n1
2a<
br>n
2a
n1
4(S
n
S
n1
)
4a
n
(a
n
a
n1
)(a
na
n1
2)0
,∵
a
n
a
n1<
br>0
,∴
a
n
a
n1
2
. 即
a
n
是以2为公差的等差数列,且
a
1
2<
br>2a
1
4a
1
a
1
2
.
∴
a
n
22(n1)2n
例25: 数列
a
n
中前n项的和
S
n
2na
n
,求数列的通项公式
a
n
.
解:∵
a
1S
1
2a
1
a
1
1
当n≥2时,<
br>a
n
S
n
S
n1
2na
n
2(n1)a
n1
a
n
2
a
n1
a
n
11
a
n1
1a
n
2(a
n1
2)
22
1
令<
br>b
n
a
n
2
,则
b
n
bn1
,且
b
1
121
2
b
n
是以
1
为公比的等比数列,
b
n
1(
1
)
n1
(
1
)
n1
222
1
∴
a
n
2()
n1
.
2
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.
22
a
n
例26:
设
a
n
是首项为1的正项数列,且
a
n1<
br>na
n
na
n1
0
,(n∈N*),求数列的通项公
式
an.
解:由题设得
(a
n
a
n1
)(a
n
a
n1
n)0
.
∵
a
n0
,
a
n1
0
,∴
a
n
a<
br>n1
0
.
∴
a
n
a
n1
n
n(n1)
例27: 数列
a
n
中,
a
n
a
1
(a
2
a
1
)(a<
br>3
a
2
)
(a
n
a
n1
)123
n
2
a
1
1,a
2
3
,且
a
n2
(n3)a
n1
(
n2)a
n
,(n∈N*),求通项公式
a
n
.
解:<
br>
a
n2
a
n1
(n2)(a
n
1
a
n
)(n2)(n1)(a
n
a
n1<
br>)
(n2)(n1)
43(a
2
a
1
)(n2)!
∴
a
n
a
1<
br>
(a
2
a
1
)
(a
3
a
2
)
(a
n
a<
br>n1
)
1
2!
3!
<
br>n!
(n∈N*)
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.
1
例28: 数列
a
n
中,
a
1
,前n项的和
S
n
n
2
a
n,求
a
n1
.
2
解:
a
n
S<
br>n
S
n1
n
2
a
n
(n1)2
a
n1
(n
2
1)a
n
(n1)
2
a
n1
a
n1
n
,
a
n1
n1
aa
n1n2111
a
∴
a
n
n
n1
2
a
1
a
n1
a
n2
a
1
n1n32n(n1)1
∴
a
n1
(n1)(n2)
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.
2
例29: 设正项数列
a
n
满足
a
1
1
,
a
n
2a
n1
(n≥2).
求数列
a
n
的通项公式.
a
n1
a
n1
a
nn
解:两边取对数得:
log
a
,<
br>log
a
2
12log
22
12(log
2
1)
,设
b
n
log
2
1
,
则
b
n
2b
n1
n
16
b
n
是以2为公比的等比数列,
b
1<
br>log
1
2
11
.
n1n1
nn
1
,
b
n
12
n1
2
n1
,
log
a
,
log
a
2
12
2
2
∴
a
n
2
2
n1
1
7a
n1
3
,求通项公式. <
br>3a
n1
1
4a4
113
解:∵
a
n
1
n1
,两边取倒数得
.
3a
n1
1a
n
1a
n1
14
例30: 已知数列
a
n
中,
a
1
2
,n≥2时
a
n
可化为等差数列关系式.
1133n1
a1
a
(n1)
n1
144
∴
a
3n5
n
3n1
17