高中数学数列通项公式的常用求法

巡山小妖精
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2021年01月05日 08:18
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大牙松动-自荐书范文

2021年1月5日发(作者:谭氏)



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. < br>例1.等差数列

a
n

是递增数列,前n项和为
S
n
,且
a
1
,a
3
,a
9
成等比 数列,
S
5
a
5
2
.求数列

a
n

的通项公式.
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
n1< br>n
若已知数列的前项和
S
n

a
n
的关系, 求数列

a
n

的通项
a
n
可用公式a
n


求解。
SSn2
n1

n
n
例2.已知数列

a
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。
点评:利用公式
a
n

S
n
 n1
求解时,要注意对n分类讨论,但若能合写时一定要合并.


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
已知数列
a
n
f(n)
解法:把原递推公式转化为
a
n1
a
n
f(n)
,利 用累加法(逐差相加法)求解。

a
n

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

a
n

的通项公式。(高考题)

a
n

满足
a
1

1

a
n1
a
n

2
1
,求
a
n

2
nn
a
n1
f(n)
,利 用累乘法(逐商相乘法)求解。
a
n
例3. 已知数列
类型2 (1)递推公式为
a
n1
f(n)a
n
解法:把原递推公式 转化为
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
n
}的通项(高考题)
n1

1


a
n



___
n2
例4. 已知数 列
(2).由
a
n1

a
n

满足a
1

2

a
n1

3
n
a
n
,求
a
n

n1
f(n)a< br>n

a
1
确定的递推数列

a
n

的通项可如下求得:
f(n1)a
n1

a
n 1
f(n2)a
n2

•••

a
2
f(1)a
1
依次向前代入,得
n10
k1k1
由已知 递推式有
a
n
a
n
f(n1)f(n2)f(1)a< br>1
,简记为
a
n
(f(k))a
1

(n1,f(k)1)
,这就是叠(迭)代法的基本模式。
(3)递推式:< br>a
n1
例5.设数列
pa
n
f

n< br>
解法:只需构造数列

b
n

,消去f

n

带来的差异.
3a
n1
2n1,(n2)
,求
a
n
.


a
n


a
1
4,an
说明:(1)若
f(n)
n
的二次式,则可设

b< br>n
a
n
An
2
BnC
;(2)本题也可由< br>转化为
a
n
3a
n1
2n1
,
a
n1
3a
n2
2(n1)1
n3
)两式相减 得
a
n
a
n1
3(a
n1
a
n 2
)2
b
n
pb
n1
q
求之.
例6.已知
a
1

3

a
n1

3n1
a
n

(n1)
,求
a
n

3n2



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)
)。
tp(a
n
 t)
,其中
t
解法:把原递推公式转化为:
a
n1
q< br>,再利用换元法转化为等比数列求解。
1p
在数列

a
n

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

(高考题)
例7. 已知数列

a
n
中,
a
1
1

a
n1
2a
n< br>3
,求
a
n
.
pa
n
q
n
(其中p,q均为常数,
(pq(p1)(q1)
n
。 (或a
n1
pa
n
rq
,其中
0)
)类型 4 递推公式为
a
n1
均为常数)
设数列
p,q, r

a
n

的前
n
项的和
S
n

412
(高考题)
gg
求首项
a
1
与通 项
a
n

a
n
2
n1


n1,2,3,g
333
n1
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
,得:
a
n1
p
an
1
•
n


n1
q
q
q
q
引入辅助数列

b
n

(其中
bn

a
n
n
q
),得:
b
n1
p1
b
n

再应用类型3的方法解决。
qq
例8. 已知数列

a
n

中,
a< br>1

5
,
a
n1

1
a
n
(
1
)
n1
,求
a
n

632
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。 类型5 递推公式为
a
n2
解法:先把原递推公式转化为
a
n2

stp
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)
其中s,t满足

,再应用前面类型3的方法求解。

stq
已知数列(高考题)

a
n
< br>满足
a
1
1,a
n1
2a
n
1(n N
*
).
求数列

a
n

的通项公式;
例9. 已知数列

a
n

中,
a
11
,
a
2
2
,
a
n2

2
a
n1

1
a
n
,求
a
n

33

S
1
(n 1)
类型6 递推公式为
S
n

a
n
的关系式。( 或
S
n
f(a
n
)
) 解法:利用
a
n


进行求解。
SS( n2)
n1

n
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{an
}的通项a
n
(高考题)
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< br>n
的关系;(2)求通项公式
a
n
.
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。
例11. 已知数 列

a
n

中,
a
1
1
;数列

b
n

中,
b
1
0
。当n2
时,
a
n

1
(2a
n1
 b
n1
)
,
b
n

1
(a
n 1
2b
n1
)
,求
a
n
,
b
n
.
33
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< br>+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=
q
,从而得等比数列{ a
n
+k}。
p1
例12、数列{a
n
}满足a
1
=1,a
n
=
1
a
n1
+1(n≥2),求 数列{a
n
}的通项公式。
2
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。
例13、数列{a
n
}满足a
1
=1,
3 a
n1
例14.已知数列
a
n
70
,求数列{a< br>n
}的通项公式。
qq
p(a
n
)
p11 p

a
n

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

pa
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新 数列
a
n1


a
n

点评:求递推 式形如
a
n1
来求得,也可用“归纳—猜想—证明”法来求,这也是近年高考考得很 多的一种题型.
例15.已知数列

a
n

满足
a
1
1

a
n
3
n
2a
n 1

(n2)

点评:递推式为
a
n1
a< br>n1
q
n1
pa
n
q
n1
(p、 q为常数)时,可同除
q
n1
,得
a
n
p
a< br>
n
1b
,令从而化归为
a
n1
pan
q
(p、q为常数)型.
n
nn
q
qq
2、通过分解系数,可转化为特殊数列
{a
n
解,可得等比数列
{a
n
已知数列

a
n1
}
的形式求解。这种方法适用于< br>a
n2
pa
n1
qa
n
型的递推式,通过对 系数p的分
a
n1
}
:设
a
n2
kan1
h(a
n1
ka
n
)
,比较系数得
hkp,hkq
,可解得
h,k


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

(II)求数列

a
n

的通项公式;(高考题)

a
n1
a
n

是等比数列;(I)证明:数列例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。
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
an1
的系数分解成1和2,适当组合,分析:递推式
a
n2
可发现一 个等比数列
{a
n
例17、数列
a
n1
}


a
n

中,
a
1
1,a
2< br>2,3a
n2
2a
n1
a
n
,求数列
a
n

的通项公式。
111
,h1
,则有
a
n2
a
n1
a
n1
a
n
即得
333
1
11117
{a
n1
a< br>n
}
为常数列,
a
n1
a
n

a
n
a
n1
a
2
a
1
2 
故可转化为例13。
33333
3
21
例18.已知数列
a
n

满足
a
1
1
,
a
2
2
,
a
n2
a
n1
a
n

a
n

33
点评:递推式为
a
n 2
pa
n1
qa
n
(p、q为常数)时,可以设
a
n2
sa
n1
t(a
n1
sa
n)
,其待定常数s、t由
stp
,
stq
说明:若本题 中取
k
求出,从而化归为上述已知题型.
五、特征根法
1、设已知数列< br>{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
xcxd,
则当
n1
x
0
a
1
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,b
1
a
1
x
0
.



例19.已知数列
{a< br>n
}
满足:
a
n1
2、对于由递推公式
a
n2
1
a
n
2,nN,a
1
4,
求< br>a
n
.

3
pa
n1
qa
n

a
1


,a
2


给出的数列

a
n

,方程
x
2
px q0
,叫做数列

a
n

的特征方程。
n1< br>x
2
时,数列

a
n

的通项为
a
n
Ax
1
n1
Bx
2
,其中A,B由a
1


,a
2


决定(即把若< br>x
1
,x
2
是特征方程的两个根,当
x
1
n 1
a
1
,a
2
,x
1
,x
2

n1,2
,代入
a
n
Ax
1
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< br>,x
1
,x
2

n1,2
,代入
a
n
(ABn)x
1
n1
,得到关于A、
B的方程组)。 < br>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

p a
n
q
ra
n
h
(其中p

q

r

h均为常数,且
hpxq
,那么,可作特征方程
xphqr,r0,a
1


rrxh
有两个相异的根< br>
1


2
时,则

,当特征方程有且仅有 一根
x
0
时,则


1


是等 差数列;当特征方程

a
n
x
0


a
n
x
1


是等比数列。

a
n
x
2

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.(高 考题)
例21、已知数列
{a
n
}
满足性质:对于
n N,a
n1

a
n
4
,

a
1
3,

{a
n
}
的通项公式.
2a< br>n
3
例22.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,

an
;
(4)当
a
1
取哪些值时,无穷数列
{a
n
}
不存在?

ma
n1
11111k1
k ()

k

b
n

递推式,考虑函数倒数 关系有
a
n
k(a
n1
b)a
n
a
n 1
m
a
n
a
n1
m
则说明:形如:
a
n

b
n

可归为
a
n1
p a
n
q
型。(取倒数法)
例23:
a
n
a
n1
,a
1
1

3a
n1
1
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< br>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
2
2a
n
4S
n
成立,求

a
n

的通项an .



2
解:
a
n
2a
n
4S
n

a
n1
2a
n1
4S
n1

2
22

a
n
a
n1
2a
n
2a
n1
4(S
n
S
n 1
)4a
n

(a
n
a
n1
)( a
n
a
n1
2)0
,∵
a
n
a
n1
0
,∴
a
n
a
n1
2. 即

a
n

是以2为公差的等差数列,且
a
1
2
2a
1
4a
1
a
1
2.

a
n
22(n1)2n


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
a
n
.
∵ 解:
a
1
S
1
2a
1
a
1
1
当n≥2时,
a
n
S
n
S
n1
2na
n


2(n1)a
n1

 a
n
2a
n1
a
n

11
a< br>n1
1a
n
2(a
n1
2)

22
1
b
n1
,且
b
1
121

2

b
n

是以
1
为公比的等比数列 ,
b
n
1(
1
)
n1
(
1< br>)
n1

222
1
n1

a
n
2()
. < br>2

b
n
a
n
2
,则
b
n


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
n< br>
是首项为1的正项数列,且
a
n
2
a
n
2
1
na
n
na
n1
0
,(n∈N*) ,求数列的通项公式an.
解:由题设得
(a
n
a
n1
)(a
n
a
n1
n)0
.

a
n
0

a
n1
0
,∴
a
n
a
n1
0
.

a
n
a
n1
n

a
n< br>a
1
(a
2
a
1
)(a
3
a
2
)(a
n
a
n1
)123n
a
n2
(n3)a
n1
(n2)a
n
,(n∈N*),求通项公式
a
n
.
解:

a
n 2
a
n1

(n2)(a
n1
a
n< br>)(n2)(n1)(a
n
a
n1
)

n(n1)
例27: 数列

a
n

中,
a
1
1,a
2
3
,且
2
(n2)( n1)
43(a
2
a
1
)(n2)!


a
n
a
1
(a
2
a
1
)(a
3
a
2
)(a
n
a
n1)12!3!n!
(n∈N*)

例27: 数列

a
n

中,
a
1
1,a
2
3
,且
a
n2
(n3)a
n1
(n2)a
n,(n∈N*),求通项公式
a
n
.

a
n

中,
a
1

1
,前n项的和
S
n
n
2
a
n
,求
a
n1
.
2
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
2222
解:
a
n
S
n
S
n1
na
n
(n1)a
n1
(n1)a
n
(n1)a
n1

a
n
n1


a
n1
n1
aa
a
n1n2111


a
n
< br>n

n1

2
a
1


a
n1
a
n2
a
1
n1n32n(n1)
1

a
n1


(n1)(n2)



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
n
< br>满足
a
1
1

a
n
2a
n2
1
(n≥2).求数列

a
n

的通项公 式.
aaaa
解:两边取对数得:
log
2
n
12l og
2
n1

log
2
n
12(log2
n1
1)
,设
b
n
log
2
n
1


b
n
2b
n1


a



b
n

是以2为公比的等比 数列,
b
1
log
1
2
11
.
a
n1n1
n
b
n
12
n1
2
n1

log
a

log
2
n
21

2
12


a
n
2
2

n1
1

例30: 已知数列
3a
n1
1
4a
n1
 4
113

. 解:∵
a
n
1
,两边取倒数 得
3a
n1
1
a
n
1a
n1
1 4
可化为等差数列关系式.

a
n

中,
a
1
2
,n≥2时
a
n

7a
n1
3
,求通项公式.
1133n1
(n1)

a
n
1a
1
144
3n5

a
n


3n1


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