高中数学数列通项公式的常用求法
大牙松动-自荐书范文
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
n1<
br>n
若已知数列的前项和
S
n
与
a
n
的关系,
求数列
a
n
的通项
a
n
可用公式a
n
求解。
SSn2
n1
n
n
例2.已知数列
a
n
的前
n
项和
S
n
满足
S
n
2a
n
(1),n1
.求数列
a
n
的通项公
式。
点评:利用公式
a
n
S
n
n1
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
n1
n2
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
已知数列
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。
a
n
中,
a
1
1,且a
2k
a
2k1
(1)
k
,<
br>a
2k1
a
2k
3
k
,其中
k1,
2,3,
……,求数列
a
n
的通项公式。(高考题)
a
n
满足
a
1
1
,
a
n1
a
n
2
1
,求
a
n
。
2
nn
a
n1
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
n1
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)
n1
1
a
n
___
n2
例4. 已知数
列
(2).由
a
n1
a
n
满足a
1
2
,
a
n1
3
n
a
n
,求
a
n
。
n1
f(n)a<
br>n
和
a
1
确定的递推数列
a
n
的通项可如下求得:
f(n1)a
n1
,
a
n
1
f(n2)a
n2
,
•••
,
a
2
f(1)a
1
依次向前代入,得
n10
k1k1
由已知
递推式有
a
n
a
n
f(n1)f(n2)f(1)a<
br>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。
(3)递推式:<
br>a
n1
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
n1
2n1,(n2)
,求
a
n
.
为
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
BnC
;(2)本题也可由<
br>转化为
a
n
3a
n1
2n1
,
a
n1
3a
n2
2(n1)1
n3
)两式相减
得
a
n
a
n1
3(a
n1
a
n
2
)2
b
n
pb
n1
q
求之.
例6.已知
a
1
3
,
a
n1
3n1
a
n
(n1)
,求
a
n
。
3n2
类型3 递推公式为
a
n1
pa
n
q
(其中
p,q均为常数,
(pq(p1)0)
)。
tp(a
n
t)
,其中
t
解法:把原递推公式转化为:
a
n1
q<
br>,再利用换元法转化为等比数列求解。
1p
在数列
a
n
中,若
a
1
1,a
n1
2a
n<
br>3(n1)
,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
n1
2a
n<
br>3
,求
a
n
.
pa
n
q
n
(其中p,q均为常数,
(pq(p1)(q1)
n
。 (或a
n1
pa
n
rq
,其中
0)
)类型
4 递推公式为
a
n1
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
n1
,
n1,2,3,g
333
n1
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
n1
p
an
1
•
n
n1
q
q
q
q
引入辅助数列
b
n
(其中
bn
a
n
n
q
),得:
b
n1
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
n1
1
a
n
(
1
)
n1
,求
a
n
。
632
pa
n1
qa
n
(其中p,q均为常数)。
类型5 递推公式为
a
n2
解法:先把原递推公式转化为
a
n2
stp
sa
n1
t(a
n1
sa
n
)
其中s,t满足
,再应用前面类型3的方法求解。
stq
已知数列(高考题)
a
n
<
br>满足
a
1
1,a
n1
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
11
,
a
2
2
,
a
n2
2
a
n1
1
a
n
,求
a
n
。
33
S
1
(n
1)
类型6 递推公式为
S
n
与
a
n
的关系式。(
或
S
n
f(a
n
)
)
解法:利用
a
n
进行求解。
SS(
n2)
n1
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
4a
n
1
2
n2
.(1)求
a
n1
与
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n2
时,
a
n
1
(2a
n1
b
n1
)
,
b
n
1
(a
n
1
2b
n1
)
,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
n1
=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
例12、数列{a
n
}满足a
1
=1,a
n
=
1
a
n1
+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
n1
例14.已知数列
a
n
70
,求数列{a<
br>n
}的通项公式。
qq
p(a
n
)
p11
p
a
n
满足
a
1
1
,且<
br>a
n1
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
n1
求
a
n
.
点评:求递推
式形如
a
n1
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
(n2)
,
点评:递推式为
a
n1
a<
br>n1
q
n1
pa
n
q
n1
(p、
q为常数)时,可同除
q
n1
,得
a
n
p
a<
br>
n
1b
,令从而化归为
a
n1
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
n1
}
的形式求解。这种方法适用于<
br>a
n2
pa
n1
qa
n
型的递推式,通过对
系数p的分
a
n1
}
:设
a
n2
kan1
h(a
n1
ka
n
)
,比较系数得
hkp,hkq
,可解得
h,k
。
a
n
满足
a
1
1,a
2
3,a
n2
3a
n1
2a
n
(nN
*
).
(II)求数列
a
n
的通项公式;(高考题)
a
n1
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
n2
3a
n1
2
a
n
=0,求数列{a
n
}的通项公式。
3a
n1
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
an1
的系数分解成1和2,适当组合,分析:递推式
a
n2
可发现一
个等比数列
{a
n
例17、数列
a
n1
}
。
a
n
中,
a
1
1,a
2<
br>2,3a
n2
2a
n1
a
n
,求数列
a
n
的通项公式。
111
,h1
,则有
a
n2
a
n1
a
n1
a
n
即得
333
1
11117
{a
n1
a<
br>n
}
为常数列,
a
n1
a
n
a
n
a
n1
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
n2
a
n1
a
n
求
a
n
.
33
点评:递推式为
a
n
2
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
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
n1ca
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
n1
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
n1
2、对于由递推公式
a
n2
1
a
n
2,nN,a
1
4,
求<
br>a
n
.
3
pa
n1
qa
n
,
a
1
,a
2
给出的数列
a
n
,方程
x
2
px
q0
,叫做数列
a
n
的特征方程。
n1<
br>x
2
时,数列
a
n
的通项为
a
n
Ax
1
n1
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
和
n1,2
,代入
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
(A
Bn)x
1
n1
,其中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
(ABn)x
1
n1
,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
n2
5a
n1
2a
n
0(n0,nN)
,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
nN
,都有
a
n1
p
a
n
q
ra
n
h
(其中p
、
q
、
r
、
h均为常数,且
hpxq
,那么,可作特征方程
xphqr,r0,a
1
)
rrxh
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
11且8a
n1
a
n
16a
n1
2a
n
50(n1).
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
n1
a
n
4
,
且
a
1
3,
求
{a
n
}
的通项公式.
2a<
br>n
3
例22.已知数列
{a
n
}
满足:对于
nN,
都有
a
n1
13a
n
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
an
;
(4)当
a
1
取哪些值时,无穷数列
{a
n
}
不存在?
ma
n1
11111k1
k
()
k
令
b
n
递推式,考虑函数倒数
关系有
a
n
k(a
n1
b)a
n
a
n
1
m
a
n
a
n1
m
则说明:形如:
a
n
b
n
可归为
a
n1
p
a
n
q
型。(取倒数法)
例23:
a
n
a
n1
,a
1
1
3a
n1
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
n1
2a
n1
4S
n1
,
2
22
∴
a
n
a
n1
2a
n
2a
n1
4(S
n
S
n
1
)4a
n
(a
n
a
n1
)(
a
n
a
n1
2)0
,∵
a
n
a
n1
0
,∴
a
n
a
n1
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
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
1
S
1
2a
1
a
1
1
当n≥2时,
a
n
S
n
S
n1
2na
n
2(n1)a
n1
a
n
2a
n1
a
n
11
a<
br>n1
1a
n
2(a
n1
2)
22
1
b
n1
,且
b
1
121
2
b
n
是以
1
为公比的等比数列
,
b
n
1(
1
)
n1
(
1<
br>)
n1
222
1
n1
∴
a
n
2()
. <
br>2
令
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
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
n
0
,
a
n1
0
,∴
a
n
a
n1
0
.
∴
a
n
a
n1
n
a
n<
br>a
1
(a
2
a
1
)(a
3
a
2
)(a
n
a
n1
)123n
a
n2
(n3)a
n1
(n2)a
n
,(n∈N*),求通项公式
a
n
.
解:
a
n
2
a
n1
(n2)(a
n1
a
n<
br>)(n2)(n1)(a
n
a
n1
)
n(n1)
例27: 数列
a
n
中,
a
1
1,a
2
3
,且
2
(n2)(
n1)
43(a
2
a
1
)(n2)!
∴
a
n
a
1
(a
2
a
1
)(a
3
a
2
)(a
n
a
n1)12!3!n!
(n∈N*)
例27: 数列
a
n
中,
a
1
1,a
2
3
,且
a
n2
(n3)a
n1
(n2)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
n1
.
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
n1
na
n
(n1)a
n1
(n1)a
n
(n1)a
n1
a
n
n1
,
a
n1
n1
aa
a
n1n2111
∴
a
n
<
br>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.
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
12l
og
2
n1
,
log
2
n
12(log2
n1
1)
,设
b
n
log
2
n
1
,
则
b
n
2b
n1
a
b
n
是以2为公比的等比
数列,
b
1
log
1
2
11
.
a
n1n1
n
b
n
12
n1
2
n1
,
log
a
,
log
2
n
21
,
2
12
∴
a
n
2
2
n1
1
例30: 已知数列
3a
n1
1
4a
n1
4
113
. 解:∵
a
n
1
,两边取倒数
得
3a
n1
1
a
n
1a
n1
1
4
可化为等差数列关系式.
a
n
中,
a
1
2
,n≥2时
a
n
7a
n1
3
,求通项公式.
1133n1
(n1)
a
n
1a
1
144
3n5
∴
a
n
3n1