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數(shù)列通項(xiàng)公式習(xí)題精選精講

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數(shù)列通項(xiàng)公式習(xí)題精選精講

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等差數(shù)列及等比數(shù)列的“遺傳”與“變異”
1.遺傳
若數(shù)列是公差為的等差數(shù)列,則由此構(gòu)造出的以下數(shù)列是等差數(shù)列.如:
去掉前面幾項(xiàng)后余下項(xiàng)組成的仍為公差為的等差數(shù)列.
(2)所有的奇數(shù)項(xiàng)組成的是公差為的等差數(shù)列;
   所有的偶數(shù)項(xiàng)組成的是公差為的等差數(shù)列;
形如(其中是常數(shù),且)的數(shù)列都是等差數(shù)列.
由此可得到的一般性結(jié)論是:凡是項(xiàng)的序號(hào)成等差數(shù)列(公差為)的項(xiàng)依次組成的數(shù)列一定是等差數(shù)列,公差為.
(3)數(shù)列(其中是任一個(gè)常數(shù))是公差為的等差數(shù)列.
數(shù)列(其中是任一個(gè)常數(shù))是公差為的等差數(shù)列.
(5)數(shù)列(其中是常數(shù),且)是公差為的等差數(shù)列.
(6)若是公差為等差數(shù)列,且為常數(shù),則數(shù)列一定是公差為的等差數(shù)列.
(7)等差數(shù)列中,任意連續(xù)項(xiàng)的和是它前面連續(xù)項(xiàng)的和與它后面連續(xù)項(xiàng)的和的等差中項(xiàng),也就是說這些連續(xù)項(xiàng)的和也構(gòu)成一個(gè)等差數(shù)列.
若是公比為的等比數(shù)列,則由此構(gòu)造出的以下數(shù)列是等比數(shù)列.如:
去掉前面幾項(xiàng)后余下項(xiàng)組成的仍是公比為的等比數(shù)列.
(2)項(xiàng)的序號(hào)成等差數(shù)列(公差為)的項(xiàng)依次取出并組成的數(shù)列一定是等比數(shù)列,公比為.
(3)數(shù)列是公比為的等比數(shù)列.
(4)數(shù)列(是任一常數(shù)且)是等比數(shù)列,公比仍為.
(5)(是常數(shù),且)是公比為的等比數(shù)列.
特殊地:若數(shù)列是正項(xiàng)等比數(shù)列時(shí),且是任一個(gè)實(shí)常數(shù),則數(shù)列是公比為的等比數(shù)列.
(其中是常數(shù),且)是公比為的等比數(shù)列.
(7)若是公比為的等比數(shù)列,,則是公比為的等比數(shù)列.
(8)等比數(shù)列中,若任意連續(xù)項(xiàng)的和不為,則任意連續(xù)項(xiàng)的和是它前面連續(xù)項(xiàng)的和與它后面連續(xù)項(xiàng)的和的等比中項(xiàng),也就是說這些連續(xù)項(xiàng)的和也構(gòu)成一個(gè)等比數(shù)列.
2.變異
  若數(shù)列,均為不是常數(shù)列的等差數(shù)列時(shí),則有:
當(dāng)數(shù)列中的項(xiàng)不同號(hào)時(shí),則數(shù)列一定不是等差數(shù)列.
數(shù)列不是等差數(shù)列
(是常數(shù),且,,)不是等差數(shù)列.
數(shù)列不是等差數(shù)列.
  若數(shù)列為不是常數(shù)列的等比數(shù)列時(shí),則有:
數(shù)列(其中是任一個(gè)不為0的常數(shù),)不是等比數(shù)列.
數(shù)列不一定是等比數(shù)列.如時(shí),則,所以不是等比數(shù)列.
數(shù)列不一定是等比數(shù)列.
3.突變
若數(shù)列是公差為的等差數(shù)列,則(其中是正常數(shù))一定是公比為的等比數(shù)列.
若是公比為的正項(xiàng)等比數(shù)列,則(其中是不等于1的正常數(shù))是公差為的等差數(shù)列.
數(shù)列通項(xiàng)公式的求法
幾種常見的數(shù)列的通項(xiàng)公式的求法
觀察法
例1:根據(jù)數(shù)列的前4項(xiàng),寫出它的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)9,99,999,9999,…(2)(3)(4)
解:(1)變形為:101-1,102―1,103―1,104―1,…… ∴通項(xiàng)公式為:
(2) (3) (4).點(diǎn)評(píng):關(guān)鍵是找出各項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)n的關(guān)系。
二、公式法
例2: 已知數(shù)列{an}是公差為d的等差數(shù)列,數(shù)列{bn}是公比為q的(q∈R且q≠1)的等比數(shù)列,若函數(shù)f (x) = (x-1)2,且a1 = f (d-1),a3 = f (d+1),b1 = f (q+1),b3 = f (q-1),(1)求數(shù)列{ a n }和{ b n }的通項(xiàng)公式;
解:(1)∵a 1=f (d-1) = (d-2)2,a 3 = f (d+1)= d 2,∴a3-a1=d2-(d-2)2=2d,
∴d=2,∴an=a1+(n-1)d = 2(n-1);又b1= f (q+1)= q2,b3 =f (q-1)=(q-2)2,
∴=q2,由q∈R,且q≠1,得q=-2,∴bn=b·qn-1=4·(-2)n-1
例1. 等差數(shù)列是遞減數(shù)列,且=48,=12,則數(shù)列的通項(xiàng)公式是( )
(A) (B) (C) (D)
解析:設(shè)等差數(shù)列的公差位d,由已知,
解得,又是遞減數(shù)列, ∴ ,,∴ ,故選(D)。
例2. 已知等比數(shù)列的首項(xiàng),公比,設(shè)數(shù)列的通項(xiàng)為,求數(shù)列的通項(xiàng)公式。
解析:由題意,,又是等比數(shù)列,公比為
∴,故數(shù)列是等比數(shù)列,,∴
點(diǎn)評(píng):當(dāng)已知數(shù)列為等差或等比數(shù)列時(shí),可直接利用等差或等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,只需求得首項(xiàng)及公差公比。
三、??????疊加法
例3:已知數(shù)列6,9,14,21,30,…求此數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)。
解 易知∵ ……
各式相加得∴
點(diǎn)評(píng):一般地,對(duì)于型如類的通項(xiàng)公式,只要能進(jìn)行求和,則宜采用此方法求解。
例4. 若在數(shù)列中,,,求通項(xiàng)。
解析:由得,所以,,…,,
將以上各式相加得:,又所以 =
四、疊乘法
例4:在數(shù)列{}中, =1, (n+1)·=n·,求的表達(dá)式。
解:由(n+1)·=n·得,=··…= 所以
例4. 已知數(shù)列中,,前項(xiàng)和與的關(guān)系是 ,試求通項(xiàng)公式。
解析:首先由易求的遞推公式:
將上面n—1個(gè)等式相乘得:
點(diǎn)評(píng):一般地,對(duì)于型如=(n)·類的通項(xiàng)公式,當(dāng)?shù)闹悼梢郧蟮脮r(shí),宜采用此方法。
五、Sn法利用 (≥2)
例5:已知下列兩數(shù)列的前n項(xiàng)和sn的公式,求的通項(xiàng)公式。(1)。 (2)
解: (1)===3
此時(shí),。∴=3為所求數(shù)列的通項(xiàng)公式。
(2),當(dāng)時(shí)
由于不適合于此等式 。 ∴
點(diǎn)評(píng):要先分n=1和兩種情況分別進(jìn)行運(yùn)算,然后驗(yàn)證能否統(tǒng)一。
六、待定系數(shù)法:
例6:設(shè)數(shù)列的各項(xiàng)是一個(gè)等差數(shù)列與一個(gè)等比數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)的和,若c1=2,c2=4,c3=7,c4=12,求通項(xiàng)公式cn
解:設(shè)
例6. 已知數(shù)列中,,,
其中b是與n無關(guān)的常數(shù),且。求出用n和b表示的an的關(guān)系式。
解析:遞推公式一定可表示為
的形式。由待定系數(shù)法知:

故數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,故
點(diǎn)評(píng):用待定系數(shù)法解題時(shí),常先假定通項(xiàng)公式或前n項(xiàng)和公式為某一多項(xiàng)式,一般地,若數(shù)列為等差數(shù)列:則,(b、c為常數(shù)),若數(shù)列為等比數(shù)列,則,。
七、輔助數(shù)列法
例7:已知數(shù)的遞推關(guān)系為,且求通項(xiàng)。
解:∵ ∴令則輔助數(shù)列是公比為2的等比數(shù)列
∴即 ∴
在數(shù)列中,,,,求。
解析:在兩邊減去,得
∴ 是以為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列,∴,由累加法得
= =…===
例8: 已知數(shù)列{}中且(),,求數(shù)列的通項(xiàng)公式。
解:∵∴ , 設(shè),則
故{}是以為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列 ∴ ∴
點(diǎn)評(píng):這種方法類似于換元法, 主要用于已知遞推關(guān)系式求通項(xiàng)公式。
趣談數(shù)列的通項(xiàng)問題及其思維方式
1.遞推關(guān)系的形成:直接給出,函數(shù)給出,解析幾何給出,應(yīng)用問題給出,方程給出。
2.給出遞推關(guān)系求通項(xiàng),有時(shí)可以用歸納,猜想,證明的思路;而證明型的問題用數(shù)學(xué)歸納法往往是一種比較簡(jiǎn)單的方法;而給出鋪墊(轉(zhuǎn)化后的數(shù)列)的問題常常可以用證明(變換,待定系數(shù)法等)處理,一般難度不大。
3.給定初始條件和遞推關(guān)系往往可以用演繹(推導(dǎo))的方法求出它的通項(xiàng)公式,其最主要的思想方法是生成、轉(zhuǎn)化、疊代。
4.給定初始條件和遞推關(guān)系,有時(shí)不一定能求出通項(xiàng),卻也可以研究它的其他性質(zhì)。(如取值范圍,比較大小,其他等價(jià)關(guān)系等,無非等與不等兩類),這類問題往往有一定的難度。
本文主要采用風(fēng)趣的“樓層式”講解,更易于理解數(shù)列中求通項(xiàng)的問題。將喻為樓的第一層,喻為樓的第二層,喻為樓的第三層,則數(shù)列中之間的關(guān)系式可理解為這三層之間的走動(dòng)關(guān)系,那么我們可以用爬樓層的方式理解之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系-----我親切地稱它為“樓層式”的轉(zhuǎn)化方式。
一、“二層”之間的關(guān)系式,即型
若數(shù)列的連續(xù)若干項(xiàng)之間滿足關(guān)系,由這個(gè)遞推關(guān)系及n個(gè)初始值確定的數(shù)列,叫做遞推數(shù)列。它主要給出的是“二層”中連續(xù)幾項(xiàng)之間的遞推關(guān)系式(如:、?、、、、、、、、等類型),這是數(shù)列的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。求遞推數(shù)列通項(xiàng)的方法較多,也比較靈活,基本方法如:迭加法、迭乘法、轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列求通項(xiàng)法、歸納——猜想——證明法等,其中主要的思路是通過轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列來解決問題。
(一)由等差、等比演化而來的“差型”、“商型”遞推關(guān)系
(1)由等差數(shù)列演化為“差型”,如:
生成:,,…,,
累加:=,于是只要可以求和就行。
(2)由等比數(shù)列演化為“商型”,如:
生成:,,…,,
累乘:,于是只要可以求積就行。
例題1:已知數(shù)列滿足:
求證:① ②是偶數(shù) (《數(shù)學(xué)通訊》2004年17期P44)
證明:由已知可得:
又=
而=
所以,而為偶數(shù)
(二)由“差型”、“商型”類比出“和型”、“積型”:即
例題2:數(shù)列中相鄰兩項(xiàng)、是方程的兩根,已知
求的值。
分析:由題意:+-----① , 生成: +-----②
由②-①得:
所以該數(shù)列的所有的奇數(shù)項(xiàng)成等差,所有的偶數(shù)項(xiàng)也成等差。其基本思路是:生成、相減;與“差型”的生成、相加的思路剛好相呼應(yīng)。到這里本題的解決就不在話下了。
特例:若+,則,即該數(shù)列的所有的奇數(shù)項(xiàng)均相等,所有的偶數(shù)項(xiàng)也相等。
若------① , 則 -------②
由②÷①得:
所以該數(shù)列的所有的奇數(shù)項(xiàng)成等比,所有的偶數(shù)項(xiàng)也成等比。其基本思路是:生成、相除;與“商型”的生成、相乘的思路剛好相呼應(yīng)。
特例:若,則,即該數(shù)列的所有的奇數(shù)項(xiàng)均相等,所有的偶數(shù)項(xiàng)也相等。
(三)可以一次變形后轉(zhuǎn)化為“差型”、“商型”。如:、、等類型。
例題3:設(shè)是常數(shù),且,
證明:(2003年新課程理科,22題)
分析:這道題目是證明型的,最簡(jiǎn)單的方法當(dāng)然要數(shù)數(shù)學(xué)歸納法,現(xiàn)在我們考慮用推導(dǎo)的方法來處理的三種方法:
方法(1):構(gòu)造公比為-2的等比數(shù)列,用待定系數(shù)法可知
方法(2):構(gòu)造差型數(shù)列,即兩邊同時(shí)除以 得:,從而可以用累加的方法處理。
方法(3):直接用疊代的方法處理:

說明:①當(dāng)時(shí),上述三種方法都可以用;②當(dāng)時(shí),若用方法1,構(gòu)造的等比數(shù)列應(yīng)該是 而用其它兩種方法做則都比較難;③用疊代法關(guān)鍵是找出規(guī)律,除含外的其它式子,常常是一個(gè)等比數(shù)列的求和問題。
(四)數(shù)學(xué)歸納法:
例題4:已知數(shù)列中,,求通項(xiàng)公式
解析:利用歸納、猜想、數(shù)學(xué)歸納法證明方法也可求得通項(xiàng)公式。





再利用數(shù)學(xué)歸納方法證明最后的結(jié)論:
①當(dāng)時(shí),顯然成立;
②假設(shè)當(dāng)時(shí),成立,
由題設(shè)知
即當(dāng)時(shí),成立
根據(jù)①②,當(dāng)時(shí),然后利用等比數(shù)列求和公式來化簡(jiǎn)這個(gè)通項(xiàng)。
二、“三層”之間的關(guān)系式,即型
若數(shù)列滿足關(guān)系,由這個(gè)關(guān)系式及初始值確定的數(shù)列,也可理解為遞推數(shù)列。它主要給出的是“三層”中連續(xù)幾項(xiàng)之間的遞推關(guān)系式,解決途徑是利用將“三層”問題全部走下“二層”,回到型或直接能求出,以下過程依同上述。
例題5:已知數(shù)列的首項(xiàng),前n項(xiàng)和滿足關(guān)系式(t為常數(shù)且)
(1)求證:數(shù)列是等比數(shù)列; (2)設(shè)數(shù)列的公比為,作數(shù)列,使,,求
解析:(1)由,,得,
∴,又,
得,得
∴是一個(gè)首項(xiàng)為1,公比為的等比數(shù)列。
(2)由,有
∴是一個(gè)首項(xiàng)為1,公差為的等差數(shù)列,∴。
類比例題:已知數(shù)列滿足,求的通項(xiàng)公式。
解析:記

∴ ∴。
三、“一層”與“三層”的關(guān)系式,即型
可利用公式: 直接求出通項(xiàng)。
例題6:已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為① ②, 分別求數(shù)列的通項(xiàng)公式。
解析:①當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
經(jīng)檢驗(yàn) 時(shí) 也適合 ∴
②當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
經(jīng)檢驗(yàn) 時(shí) 不適合 ∴
四、“二層”與“三層”的關(guān)系式,即型
若數(shù)列滿足關(guān)系,由這個(gè)遞推關(guān)系及初始值確定的數(shù)列,也是遞推數(shù)列。它主要給出的是“二層”與“三層”之間的遞推關(guān)系式,解決途徑是利用轉(zhuǎn)化為純粹的“二層”或“三層”問題,即型或型(也就是將混合型的轉(zhuǎn)化為純粹型的)
例題7:已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn滿足
(Ⅰ)寫出數(shù)列的前3項(xiàng); (Ⅱ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式。
解析:(Ⅰ) ---------------①
由得----------------②
由得,得--------------③
由得,得---------④
(Ⅱ)∵---------------①
∴用代得 -----------⑤
由①-⑤得:
即----------------------------⑥
由疊代法得

---------------------------⑦
例題8:數(shù)列的前n項(xiàng)和記為Sn,已知
證明:數(shù)列是等比數(shù)列;(2004全國(guó)卷(二)理科19題)
方法(1)∵
∴ 整理得
所以 , 故是以2為公比的等比數(shù)列.
方法(2):事實(shí)上,我們也可以轉(zhuǎn)化為,為一個(gè)商型的遞推關(guān)系,
由=
得 , 下面易求證。
當(dāng)然,還有一些轉(zhuǎn)化的方法和技巧,如基本式的變換,象因式分解,取倒數(shù)等還是要求掌握的。
五、二個(gè)(或多個(gè))“樓層”(即數(shù)列)之間的遞推關(guān)系
除以上的轉(zhuǎn)化方式外,還會(huì)出現(xiàn)多棟樓之間的聯(lián)系,即不同數(shù)列之間的遞推關(guān)系,對(duì)于該類問題,要整體考慮,根據(jù)所給數(shù)列遞推公式的關(guān)系,靈活采用累加、累乘、化歸等方法求解。
例題9:甲、乙兩容器中分別盛有濃度為10%、20%的某種溶液500ml,同時(shí)從甲乙兩個(gè)容器中取出100ml溶液,將近倒入對(duì)方的容器攪勻,這稱為是一次調(diào)和,記a1=10%,b1=20%,經(jīng)(n-1)次調(diào)和后甲、乙兩個(gè)容器的溶液濃度為an、bn,
(1)試用an-1、bn-1表示an、bn;
(2)求證數(shù)列 {an-bn}是等比數(shù)列,并求出an、bn的通項(xiàng)。
分析:該問題屬于數(shù)列應(yīng)用題,涉及到兩個(gè)不同的數(shù)列an和bn,且這兩者相互之間又有制約關(guān)系,所以不能單獨(dú)地考慮某一個(gè)數(shù)列,而應(yīng)該把兩個(gè)數(shù)列相互聯(lián)系起來。
解析:(1)由題意

(2)an-bn==()(n≥2), ∴{an-bn}是等比數(shù)列。
又a1-b1=-10% ∴an-bn=-10%(n-1 ………(1)
又∵==…= a1+b1=30% ………(2)
聯(lián)立(1)、(2)得=-(n-1·5%+15%;=(n-1·5%+15%。
綜而言之,等差、等比數(shù)列是兩類最基本的數(shù)列,是數(shù)列部分的重點(diǎn),自然也是高考考查的熱點(diǎn),而考查的目的在于測(cè)試靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,這個(gè)“靈活”往往集中在“轉(zhuǎn)化”的水平上;以上介紹的僅是常見可求通項(xiàng)的遞推數(shù)列的五種轉(zhuǎn)化思路----“樓層式”的轉(zhuǎn)化方式,同樣采用相應(yīng)的、風(fēng)趣的教學(xué)形式,更易于學(xué)生接收新知識(shí),從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓數(shù)學(xué)課堂生動(dòng)活潑風(fēng)趣起來。這正順應(yīng)了當(dāng)前“新課程理念”的大趨勢(shì)。
利用遞推關(guān)系求數(shù)列通項(xiàng)的九種類型及解法
1.形如型
(1)若f(n)為常數(shù),即:,此時(shí)數(shù)列為等差數(shù)列,則=.
(2)若f(n)為n的函數(shù)時(shí),用累加法.
方法如下: 由 得:
時(shí),,

所以各式相加得
即:.
為了書寫方便,也可用橫式來寫:
時(shí),,
=.
例 1. (2003天津文) 已知數(shù)列{an}滿足,
證明
證明:由已知得:
= .
例2.已知數(shù)列的首項(xiàng)為1,且寫出數(shù)列的通項(xiàng)公式. 答案:
例3.已知數(shù)列滿足,,求此數(shù)列的通項(xiàng)公式. 答案:
評(píng)注:已知,,其中f(n)可以是關(guān)于n的一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、分式函數(shù),求通項(xiàng).
①若f(n)是關(guān)于n的一次函數(shù),累加后可轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列求和;
②若f(n)是關(guān)于n的二次函數(shù),累加后可分組求和;
③若f(n)是關(guān)于n的指數(shù)函數(shù),累加后可轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和;
④若f(n)是關(guān)于n的分式函數(shù),累加后可裂項(xiàng)求和。
例4.已知數(shù)列中, 且,求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
解:由已知得,
化簡(jiǎn)有,由類型(1)有,
又得,所以,又,,

此題也可以用數(shù)學(xué)歸納法來求解.
2.形如型
(1)當(dāng)f(n)為常數(shù),即:(其中q是不為0的常數(shù)),此時(shí)數(shù)列為等比數(shù)列,=.
(2)當(dāng)f(n)為n的函數(shù)時(shí),用累乘法.
由得 時(shí),,
=f(n)f(n-1).
例1.設(shè)是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,且(=1,2, 3,…),則它的通項(xiàng)公式是=________.
解:已知等式可化為:
()(n+1), 即
時(shí),
==.
評(píng)注:本題是關(guān)于和的二次齊次式,可以通過因式分解(一般情況時(shí)用求根公式)得到與的更為明顯的關(guān)系式,從而求出.
例2.已知,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:因?yàn)樗?br/>故又因?yàn)?即,
所以由上式可知,所以,故由累乘法得
=
所以-1.
評(píng)注:本題解題的關(guān)鍵是把原來的遞推關(guān)系式轉(zhuǎn)化為
若令,則問題進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為形式,進(jìn)而應(yīng)用累乘法求出數(shù)列的通項(xiàng)公式.
3.形如型
(1)若(d為常數(shù)),則數(shù)列{}為“等和數(shù)列”,它是一個(gè)周期數(shù)列,周期為2,其通項(xiàng)分奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)來討論;
(2)若f(n)為n的函數(shù)(非常數(shù))時(shí),可通過構(gòu)造轉(zhuǎn)化為型,通過累加來求出通項(xiàng);或用逐差法(兩式相減)得,,分奇偶項(xiàng)來分求通項(xiàng).
例1. 數(shù)列{}滿足,,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
分析 1:構(gòu)造 轉(zhuǎn)化為型
解法1:令
則.
時(shí),
各式相加:
當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),.
此時(shí)
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),
此時(shí),所以.

解法2:
時(shí),,
兩式相減得:.
構(gòu)成以,為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列;
構(gòu)成以,為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列
.

評(píng)注:結(jié)果要還原成n的表達(dá)式.
例2.(2005江西卷)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足
Sn-Sn-2=3求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:方法一:因?yàn)?br/> 以下同例1,略
答案
4.形如型
(1)若(p為常數(shù)),則數(shù)列{}為“等積數(shù)列”,它是一個(gè)周期數(shù)列,周期為2,其通項(xiàng)分奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)來討論;
(2)若f(n)為n的函數(shù)(非常數(shù))時(shí),可通過逐差法得,兩式相除后,分奇偶項(xiàng)來分求通項(xiàng).
例1. 已知數(shù)列,求此數(shù)列的通項(xiàng)公式.
注:同上例類似,略.
5.形如,其中)型
(1)若c=1時(shí),數(shù)列{}為等差數(shù)列;
(2)若d=0時(shí),數(shù)列{}為等比數(shù)列;
(3)若時(shí),數(shù)列{}為線性遞推數(shù)列,其通項(xiàng)可通過待定系數(shù)法構(gòu)造輔助數(shù)列來求.
方法如下:設(shè),
得,與題設(shè)比較系數(shù)得
,所以
所以有:
因此數(shù)列構(gòu)成以為首項(xiàng),以c為公比的等比數(shù)列,
所以
即:.
規(guī)律:將遞推關(guān)系化為,構(gòu)造成公比為c的等比數(shù)列從而求得通項(xiàng)公式
有時(shí)我們從遞推關(guān)系中把n換成n-1有,兩式相減有從而化為公比為c的等比數(shù)列,進(jìn)而求得通項(xiàng)公式. ,再利用類型(1)即可求得通項(xiàng)公式.我們看到此方法比較復(fù)雜.
例1.已知數(shù)列中,求通項(xiàng).
分析:兩邊直接加上,構(gòu)造新的等比數(shù)列。
解:由得,
所以數(shù)列構(gòu)成以為首項(xiàng),以為公比的等比數(shù)列
所以,即 .
方法二:由
時(shí),
兩式相減得
,
數(shù)列是以=為首項(xiàng),以c為公比的等比數(shù)列.
=( .
方法三:迭代法
由 遞推式
直接迭代得
==
=.
方法四:歸納、猜想、證明.
先計(jì)算出,再猜想出通項(xiàng),最后用數(shù)學(xué)歸納法證明.
注:請(qǐng)用這三種方法來解例題,體會(huì)并比較它們的不同.
6.形如型
.(1)若(其中k,b是常數(shù),且)
方法:相減法
在數(shù)列中,求通項(xiàng).
解:, ①
時(shí),,
兩式相減得
.令,則
利用類型5的方法知
即 ②
再由累加法可得.
亦可聯(lián)立 ① ②解出.
例2. 在數(shù)列中,,求通項(xiàng).
解:原遞推式可化為
比較系數(shù)可得:x=-6,y=9,上式即為
所以是一個(gè)等比數(shù)列,首項(xiàng),公比為.
即:
故.
(2)若(其中q是常數(shù),且n0,1)
①若p=1時(shí),即:,累加即可.
②若時(shí),即:,
求通項(xiàng)方法有以下三種方向:i. 兩邊同除以.
即: ,令,則,
然后類型1,累加求通項(xiàng).
ii.兩邊同除以 . 即: ,
令,則可化為.然后轉(zhuǎn)化為類型5來解,
iii.待定系數(shù)法:
設(shè).通過比較系數(shù),求出,轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求通項(xiàng).
例1.(2003天津理)
設(shè)為常數(shù),且.
證明對(duì)任意≥1,;
證法1:兩邊同除以(-2),得
令,則
=
=
=
.
證法2:由得 .
設(shè),則b. 即:,
所以是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列.
則=,
即:,
故 .
評(píng)注:本題的關(guān)鍵是兩邊同除以3,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為類型5,構(gòu)造出新的等比數(shù)列,從而將求一般數(shù)列的通項(xiàng)問題轉(zhuǎn)化為求等比數(shù)列的通項(xiàng)問題.
證法3:用待定系數(shù)法
設(shè), 即:,
比較系數(shù)得:,所以 所以,
所以數(shù)列是公比為-2,首項(xiàng)為的等比數(shù)列.
即 .
方法4:本題也可用數(shù)學(xué)歸納法證.
(i)當(dāng)n=1時(shí),由已知a1=1-2a0,等式成立;
( ii)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)等式成立,則
那么

也就是說,當(dāng)n=k+1時(shí),等式也成立. 根據(jù)(i)和(ii),可知等式對(duì)任何n∈N,成立.
規(guī)律: 類型共同的規(guī)律為:兩邊同除以,累加求和,只是求和的方法不同.
7.形如型
(1)即 取倒數(shù)法.
例1. 已知數(shù)列中,,,求通項(xiàng)公式。
解:取倒數(shù):

例2.(湖北卷)已知不等式為大于2的整數(shù),表示不超過的最大整數(shù). 設(shè)數(shù)列的各項(xiàng)為正,且滿足
(Ⅰ)證明
分析:本題看似是不等式問題,實(shí)質(zhì)就是求通項(xiàng)問題.
證:∵當(dāng)
即 于是有
所有不等式兩邊相加可得
由已知不等式知,當(dāng)n≥3時(shí)有,

評(píng)注:本題結(jié)合不等式的性質(zhì),從兩邊取倒數(shù)入手,再通過裂項(xiàng)求和即可證得.
2.形如型
方法:不動(dòng)點(diǎn)法:
我們?cè)O(shè),由方程求得二根x,y,由有
同理,兩式相除有,從而得,再解出即可.
例1. 設(shè)數(shù)列{an}滿足,求{an}的通項(xiàng)公式.
分析:此類問題常用參數(shù)法化等比數(shù)列求解.
解:對(duì)等式兩端同時(shí)加參數(shù)t,得:
,
令, 解之得t=1,-2 代入得
,,
相除得,即{}是首項(xiàng)為,
公比為的等比數(shù)列, =, 解得.
方法2:

兩邊取倒數(shù)得,
令b,則b,轉(zhuǎn)化為類型5來求.
8.形如(其中p,q為常數(shù))型
(1)當(dāng)p+q=1時(shí) 用轉(zhuǎn)化法
例1.數(shù)列中,若,且滿足,求.
解:把變形為.
則數(shù)列是以為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列,則
利用類型6的方法可得 .
(2)當(dāng)時(shí) 用待定系數(shù)法.
例2. 已知數(shù)列滿足,且,且滿足,求.
解:令,即,與已知
比較,則有,故或
下面我們?nèi)∑渲幸唤M來運(yùn)算,即有,
則數(shù)列是以為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列,故
,即,利用類型 的方法,可得
.
評(píng)注:形如的遞推數(shù)列,我們通常采用兩次類型(5)的方法來求解,但這種方法比較復(fù)雜,我們采用特征根的方法:設(shè)方程的二根為,設(shè),再利用的值求得p,q的值即可.
9. 形如(其中p,r為常數(shù))型
(1)p>0, 用對(duì)數(shù)法.
例1. 設(shè)正項(xiàng)數(shù)列滿足,(n≥2).求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
解:兩邊取對(duì)數(shù)得:,,設(shè),則 是以2為公比的等比數(shù)列, ,,,∴
練習(xí) 數(shù)列中,,(n≥2),求數(shù)列的通項(xiàng)公式. 答案:
(2)p<0時(shí) 用迭代法.
例1.(2005江西卷)
已知數(shù)列,
(1)證明 (2)求數(shù)列的通項(xiàng)公式an.
解:(1)略
(2)
所以
又bn=-1,所以.
方法2:本題用歸納-猜想-證明,也很簡(jiǎn)捷,請(qǐng)?jiān)囈辉?
解法3:設(shè)c,則c,轉(zhuǎn)化為上面類型(1)來解.

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