数列之方法归纳总结
起重吊装-二十年后再相会作文
知识框架
数列
数列的分类
的概念
数列的通项公式函数角度理解
数列的递推关系
等差数列的定义a
n
a
n1
d(n
2)
等差数列的通项公式a
n
a
1
(n1)d<
br>
等差数列
等差数列
的求和公式S
n
(
n(n1)
n
2
a
1
a
n
)na
1
2
d
等差数列的性质a
n
a<
br>m
a
p
a
q
(mnpq)
<
br>两个基
等比数列的定义
a
n
本数列
q(n2)
a<
br>n1
n
等比数列的通项公式
a
1
n
a
1
q
数列
等比数列
a
1
a
n
q
a
1
(1q
n
)
(
<
br>等比数列的求和公式S
1q1q
q1)
n
na(q1)
1
等比数列的性质a
n
a
m<
br>a
p
a
q
(mnpq)
公式法
分组求和
错位相减求和
数列
裂项求和
求和
倒序相加求和
累加累
积
归纳猜想证明
分期付款<
br>
数列的应用
其他
掌握了数列的基
本知识,特别是等差、等比数列的定义、通项公式、
求和公式及性质,掌握了典型题型的解法和数学思想
法的应用,就有可
能在高考中顺利地解决数列问题。
一、典型题的技巧解法
1、求通项公式
(1)观察法。(2)由递推公式求通项。
对于由递推公式所确定
的数列的求解,通常可通过对递推公式的变换转化成等
差数列或等比数列问题。
(1)递推式
为a
n+1
=a
n
+d及a
n+1
=qa
n
(d,q为常数)
例1、
已知{a
n
}满足a
n+1
=a
n
+2,而且a
1
=1。求a
n
。
例1、解 ∵a
n+1
-a
n
=2为常数
∴{a
n
}是首项为1,公差为2的等差数列
∴a
n
=1+2(n-1) 即a
n
=2n-1
例2、
已知
{a
1
n
}
满足
a
n1
2
a
n
,而
a
1
2
,求
a
n<
br>=?
(2)
递推式为a
n+1
=a
n
+f(n)
例3
、已知
{a
n
}
中
a
1
1
2<
br>,
a
1
n1
a
n
4n
21
,求
a
n
.
解: 由已知可知
a
1
n1
a
n
1
(2n1)(2n1)
2
(
1
2n1
1
2n1
)
令n=1,2,„,(n-1),代入得(n-1)个等式累加,即(a
2
-a<
br>1
)+(a
3
-a
2
)+„
+(a
n
-a
n-1
)
a
114n3
n
a
1
2
(1
2n1
)
4n2
★ 说明
只要和f(1)+f(2)+„+f(n-1)是可求的,就可以由
a
n+1
=an
+f(n)以n=1,2,„,(n-1)代入,可得n-1个等式累加而求a
n
。
(3)递推式为a
n+1
=pa
n
+q(p,q为常数)
例4、
{a
n
}
中,
a
1
1
,对于n>
1(n∈N)有
a
n
3a
n1
2
,求
an
.
(5)递推式为
a
n2
pa
n1
qa
n
思路:设
a
n2
pa
n1
qa
n
,可以变形为:
a
n2
a
n1
(a
n1
a
n
)
,
解法一: 由已知递推式得a
n+1
=3a
n
+2,a
n<
br>=3a
n-1
+2。两式相减:a
n+1
-a
n
=3
(a
n
-a
n-1
)
因此数列{a
n+1
-a<
br>n
}是公比为3的等比数列,其首项为a
2
-a
1
=(3×1
+2)-1=4
∴a·3
n-1
∵a ∴3a
n-1
n-1
n+1
-a
n
=4
n+1
=3a
n
+2
n
+2-a
n
=4·3即 a
n
=2·3-1
解法二: 上法得{a
n+1
-a
n
}是公比为3的等比数列,于是
有:a
2
-a
1
=4,a
3
-a
2
=4·
3,
a=4·3
2
,„,a
n-2
4
-a
3n-a
n-1
=4·3,
于是{a
n+1
-αa
n
}是公比为β的等比数列,就转化为前面的类型。
把n-1个等式累加得:
∴an=2·3n-1-1
(4)递推式为a
n+1
=p
a
n
+q n(p,q为常数)
a
n
。
b
2
n1
b
n
(b
2
n
b
n1
)
由上题的解法,得:
b
n
32()
n
33
∴
a
b
n
1
n
1
n
n
2
n
3(
2
)2(
3
)
(6)递推式为S
n
与a
n
的关系式
求
关系;(2)试用n表示a
n
。
∴
S
1
n1
S
n
(a
n
a
n1
)(
1
2
n2
2
n1
)
∴
a
1
n1
a
n
a
n
1
2
n1
∴
a1
n1
2
a
1
n
2
n
上式两边同乘以2
n+1
得2
n+1
a
nn<
br>n+1
=2a
n
+2则{2a
n
}是公差为2的等差数列。
∴2
n
a
n
= 2+(n-1)·2=2n
数列求和的常用方法:
1、拆项分组法:即把每一项拆成几项,重新组合分成几组,转化为特殊数
列求和。
2、错项相减法:适用于差比数列(如果
a
n
等差,
b
n
等比,那么
a
n
b
n<
br>
叫做差比数列)
即把每一项都乘以
b
n
的公比
q
,向后错一项,再对应同次
项相减,转化为等比数列求和。
3、裂项相消法:即把每一项都拆成正负两项,使其正负抵消,只余有限几
项,可求和。
适用于数列
1
1
aa
和
a
(其中<
br>
a
n
等差)
n
n1
<
br>
a
nn1
可裂项为:
1
a
1
(
1
1
)
,
1
1
(a
n1
a
n
)
n
a
n1
da
n
a
n1
a
n
an1
d
等差数列前
n
项和的最值问题:
1、若等差数列
a
n
的首项
a
1
0
,公差d0
,则前
n
项和
S
n
有最大值。
(ⅰ)
若已知通项
a
a
n
0
n
,则
S
n
最大
;
a
n1
0
(ⅱ)若已知
S
2
q
n
pnqn
,则当
n<
br>取最靠近
2p
的非零自然数时
S
n
最
大;
2、若等差数列
a
n
的首项
a
10
,公差
d0
,则前
n
项和
S
n
有最小值
(ⅰ)若已知通项
a
a
n
0
n,则
S
n
最小
;
a
n1
0
(ⅱ)若已知
S
q
n
pn
2
qn
,则当
n
取最靠近
2p
的非零自然数时
S
n
最
小;
数列通项的求法:
⑴公式法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
⑵已知
S
n
(即
a
1
a
2
a
n
f(n)
)求
a
n
,用作差法:
a
S
n
S
1
,(
n
S
1)
,(n
。
nn1
2)
a
已知
a
f(1),(
1
a
2
n
f(n)
求
a
n
,用作商法:
a
n
f
(n)
n1)
f(n1)
,(n2)
。
⑶已知条件中既有
S
n
还有
a
n
,有时先求
S<
br>n
,再求
a
n
;有时也可直接求
a
n
。 <
br>⑷若
a
n1
a
n
f(n)
求
a
n
用累加法:
a
n
(a
n
a
n1
)(a
n1
a
n2
)(a
2
a
1
)
a
1
(n2)
。
⑸已知
an1
a
f(n)
求
a
aa
1
a
n
,用累乘法:
a
n
n
a
n
2
a
1
(n2)
。
n
n1
a
n2
a
1
⑹已知递推关系求
a
n
,用构造法(
构造等差、等比数列)。
特别地,(1)形如
a
n
n
ka
n1
b
、
a
n
ka
n1
b
(
k,b
为常数)的递
推数列都可以用待定系数法转化为公比为
k
的等
比数列后,再求
a
n
;形
如
a
n
ka
n
1
k
n
的递推数列都可以除以
k
n
得到一个等差数列后
,再求
a
n
。
(2)形如
a
1
n
<
br>a
n
ka
的递推数列都可以用倒数法求通项。
n1
b<
br>(3)形如
a
n1
a
k
n
的递推数列都可以用对
数法求通项。
(7)(理科)数学归纳法。
(8)当遇到
a
n1
a
1
n1
d或
a
n
a
q
时,
分奇数项偶数项讨论,结果可
n1
能是分段形式。
数列求和的常用方法:
(1)公式法:①等差数列求和公式;②等比数列求和公式。
(2)分组求和法:在直接运用
公式法求和有困难时,常将“和式”中“同类项”
先合并在一起,再运用公式法求和。
(3
)倒序相加法:若和式中到首尾距离相等的两项和有其共性或数列的通项与
组合数相关联,则常可考虑选
用倒序相加法,发挥其共性的作用求和(这也是
等差数列前
n
和公式的推导方法).
(4)错位相减法:如果数列的通项是由一个等差数列的通项与一个等比数列的
通项相乘构成,
那么常选用错位相减法(这也是等比数列前
n
和公式的推导方
法).
(5)
裂项相消法:如果数列的通项可“分裂成两项差”的形式,且相邻项分裂
后相关联,那么常选用裂项相消
法求和.常用裂项形式有:
①
n(n
1
1)
1
n
n
1
1
; ②
n(n
1
k)<
br>
1
k
(
1
n
n
1
k
)
;
③
1
k
2
1
k
2
1
1
2
(
1
k1
1<
br>k1
)
,
1
k
1
k1
1
(k1)k
1111
k
2
(k1)
k
k1
k
;
④
1
n(n1)(
n2)
1
2
[
1
n(n1)
1<
br>(n1)(n2)
]
;⑤
n11
(n1)!
n!
(n1)!
;
⑥
2(n1n)
2
nn1
12
n
nn1
2(nn1)
二、解题方法:
求数列通项公式的常用方法:
1、公式法
2、
由S
n
求a
n
(n1时
,a
1
S
1
,n2时,a
n
S
n
S
n1
)
3、求差(商)法
如:
a
n
满足
1
2
a
11
1
2
2
a
2
„„
2
n
a
n
2n51
解:
n
1时,
1
2
a
1
215,∴a
1
14
n2时,
1
2
a
11
1
2
2
a
2
„„
2
n1
a
n1<
br>2n152
12得:
1
2
n
a
n
2
∴a
n
2
n1
∴
a
14(n1)
n
2
n1<
br>(n2)
[练习]
数列
a
5
n
满足S
n
S
n1
3
a
n1
,a
1
4,求a
n
(注意到a
S
n1
n1
S
n1
S
n代入得:
S
4
n
又S
1
4,∴
S
n
是等比数列,S
n
4
n
n2时,a
n1
n
S
n
S
n1
„„3·4
4、叠乘法
例如:数列
a
n
中,a
1
3,
a
n1
a
n
1
,求a
n
n
n
解:
a
2
·
a
3
a
„„
a
n
1
·
2
„„
n1<
br>,∴
a
n
1
aa
12
a
n1
23n
1
n
又a
3
1
3,∴a
n
n
5、等差型递推公式
由a
n
a
n
1
f(n),a
1
a
0
,求a
n
,用迭加法<
br>
n2时,a
2
a
1
f(2)
a
3
a
2
f(3)
„„„„
两边相加,得:
a
n
a
n1
f(n)
a
n
a
1
f(2)f(3)„„f(n)
∴a
n
a
0
f(2)f(3)„„f(n)
[练习]
数列
a
n
,a<
br>1
1,a
n
3
n1
a
n1
n2
,求a
n
(a
n
1
2
3
n
1
)
6、等比型递推公式
a
n
ca
n1d
c、d为常数,c0,c1,d0
<
br>可转化为等比数列,设a
n
xc
a
n1
x
a
n
ca
n1
c1
x
令(c1)xd,∴x
d
c1
∴
a
n
d
c1
<
br>
是首项为a
1
d
c1
,c为公比的等比数列<
br>
∴a
n
d
d
c1
a
n1
1
c1
<
br>
·c
∴a
d
n1
d
n
a
1<
br>
c1
c
c1
[练习]
数列
a
n
满足a
1
9,3a
n1
a
n
4,求a
n
n1
(a
4
n
8
3
1)
7、倒数法
例如:a
1
1,a
a
n
n
1
2
a
,求a
n
n
2
由已知得:
1
n
2
11
a
a
n1
2a
n
2a
n
∴
1
a
1
a
1
n1n
2
1
a
为等差数列,
11
n
a
1,公
差为
2
1
1
a
1
n1
·
1
1
n1
n
22
∴a
2
n
n1
2.数列求和问题的方法
(1)、应用公式法
等差、等比数
列可直接利用等差、等比数列的前n项和公式求和,另外记住以
下公式对求和来说是有益的。
1+3+5+„„+(2n-1)=n
2
【例8】
求数列1,(3+5),(7+9+10),(13+15+17+19),„前n项的和。
解 本
题实际是求各奇数的和,在数列的前n项中,共有1+2+„+n=
1
2
n(n1)
个奇数,
∴最后一个奇数为:1+[
1
2
n(n+1)-1]×2
=n
2
+n-1
因此所求数列的前n项的和为
(2)分解转化法
对通项进行分解、组合,转化为等差数列或等比数列求和。
【例9】
求和S=1·(n
2
-1)+ 2·(n
2
-2<
br>2
)+3·(n
2
-3
2
)+„+n(n
2
-n
2
)
解 S=n
2
(1+2+3+„+n)-(1
3
+2
3
+3
3
+„+n
3
)
(3)、倒序相加法
适用于给定式子中与首末两项之和
具有典型的规律的数列,采取把正着写与倒
着写的两个和式相加,然后求和。
例10、求和:
S
12n
n
3C
n
6C
n
3n
C
n
例10、解
S0C
012
n
n
3C
n
6C
n
3nC
n
n
∴ S
n-1
n
=3n·2
(4)、错位相减法
如果一个数列是由一个等差数列与一个等
比数列对应项相乘构成的,可把和
式的两端同乘以上面的等比数列的公比,然后错位相减求和.
例11、
求数列1,3x,5x
2
,„,(2n-1)x
n-1
前n项的和.
解 设S
2n-1
n
=1+3+5x+„+(2n-1)x. ①
(2)x=0时,S
n
=1.
(3)当x≠0且x≠1时,在式①两边同乘以x得
xS
23n
n
=x+3x+5x+„+(2n-1)x,
②
①-②,得
(1-x)S
23n-1n
n
=1+2x+2x+2x+„+2x-(2n-1)x.
(5)裂项法:
把通项公式整理成两项(式多项)差的形式,然后前后相消。
常见裂项方法:
<
br>例12、求和
1
15
1
37
159
1
(2n1)(2n3)
注:在消项时一定注意消去了哪些项,还剩下哪些项,一般地剩下的正项与
负项一样多。
在掌握常见题型的解法的同时,也要注重数学思想在解决数列问题
时的应用。
二、常用数学思想方法
1.函数思想
运用数列中的通项公式的特点把数列问题转化为函数问题解决。
【例13】 等差数列{a
n
}的首项a
1
>0,前n项的和为S
n
,若S
l
=S
k
(l≠k)问n
为何值时S
n
最大?
此函数以n为自变量的二次函数。∵a
1
>0
S
l
=S
k
(l≠k),∴d<0故此二
次函数的图像开口向下
∵ f(l)=f(k)
2.方程思想
【例14】设等比数列{a
n
}前n项和为S
n
,若S
3
+S
6
=2S
9
,求数列的公比q。
分析
本题考查等比数列的基础知识及推理能力。
解 ∵依题意可知q≠1。
∵如果q=1,则
S
3
=3a
1
,S
6
=6a
1
,S
9
=9a
1
。由此应推出a
1
=0与等比数列不
符。
∵q≠1
整理得
q
3
(2q
6
-q
3
-1)=0 ∵q≠0
此题还可以作如下思考:
S
33
)S
336
6
=
S
3
+qS
3
=(1+q
3。
S
9
=S<
br>3
+qS
6
=S
3
(1+q+q),
∴由S=2S
336
2q
6
+q
3
3
+S
69
可得2+q=2(1+q+q),=0
3.换元思想
【例15】
已知a,b,c是不为1的正数,x,y,z∈R+,且
求证:a,b,c顺次成等比数列。
证明
依题意令a
x
=b
y
=c
z
=k
∴x=1og<
br>a
k,y=log
b
k,z=log
c
k
∴b
2
=ac ∴a,b,c成等比数列(a,b,c均不为0)
数列
一、选择题
1.数列
a
1
n
的通项公式
a
n
nn1
,
则该数列的前( )项之和等于
9
。
A.
98
B.
99
C.
96
D.
97
2.在
等差数列
a
n
中,若
S
4
1,S<
br>8
4
,则
a
17
a
18
a
1
9
a
20
的值为( )
A.
9
B.
12
C.
16
D.
17
3.在等
比数列
a
n
中,若
a
2
6
,且
a
5
2a
4
a
3
120
,则
a
n
为( )
A.
6
B.
6(1)
n2
C.
62
n2
D.
6
或
6(1)
n2
或
62
n2
二、填空题
1.已知数列
a
n
中,
a
1
1
,
a
n1
a
n
a
n1
a
n
,则数列通项
a
n
__
_________。
2.已知数列的
S
n
n
2
n
1
,则
a
8
a
9
a
10
a
11
a
12
=_____________。
3.三个不同的实数
a,b,c
成等差数列,且
a,c,b
成等比数列,则
a:b:c
_________。
三、解答题
1. 已知数列
a
n
的前
n
项和
S
n
32
n
,求<
br>a
n
2.数列
lg1000,lg(1000cos60
0
),lg(1000cos
2
60
0
),...lg(1000cos
n1
60
0
),
的前多少项和为最大?
3.已知数列{a
n
}
的前n项和为S
n
,满足S
n
=2a
n
-2n
(n∈N
)
(1)求数列{a
n
}
的通项公式a
n
;
(2)
若数列{b
n
}满足b
n
=log
2
(a
n
+2),T
n
为数列{
b
n
a
}的前n项和,求
n
2
证T
n
≥
1
2
;