高二數(shù)學(xué)必修5數(shù)列通項(xiàng)公式的求法歸納(精)
數(shù)列通項(xiàng)公式的四大題型
類型一:觀察分析法(已知前幾項(xiàng),寫通項(xiàng)公式)
具體方法有:
(1)聯(lián)想比較法。如由-1,2,-3,4,-5,聯(lián)想到數(shù)列-1,1,-1,1,和1,2,3,4,5,,
可得an(1)nn;
由3,6,11,18,27,聯(lián)想到數(shù)列1,4,9,16,25,,可得ann22;由,,,13572n1,可知該數(shù)列中各項(xiàng)分式的分子為2n-1,而分母比分子多4,故an.
579112n3(2)逐差法。如1,3,5,7,9,,可發(fā)現(xiàn):3-1=5-3=7-5=9-7=2,于是歸納得an2n1.(3)逐商法.如1,3,9,27,81,可發(fā)現(xiàn)
3927813,于是歸納可得an3n1.13927(4)待定系數(shù)法.如:3,6,11,18,27,38,,一次逐差得數(shù)列3,5,7,9,11,,二次逐差得數(shù)列2,2,2,2,,一般地,逐差k次后可得常數(shù)列,則通項(xiàng)公式可設(shè)為k次多項(xiàng)式.可以猜想通項(xiàng)公式為anan2bnc.令n=1,2,3,得
a+b+c=3○14a+2b+c=6○29a+3b+c=11○3聯(lián)立○1○2○3可得a=1,b=0,c=2.經(jīng)檢驗(yàn)適合,故ann22.
類型二:定義法
直接利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的定義求通項(xiàng)的方法叫定義法,這種方法適應(yīng)于已知數(shù)列類型的題目.
2例1.等差數(shù)列an是遞增數(shù)列,前n項(xiàng)和為Sn,且a1,a3,a9成等比數(shù)列,S5a5.求數(shù)列an的通項(xiàng)公
式.
解:設(shè)數(shù)列an公差為d(d0)
2∵a1,a3,a9成等比數(shù)列,∴a3a1a9,即(a12d)2a1(a18d)d2a1d
∵d0,∴a1d………………………………①
2∵S5a5∴5a154d(a14d)2…………②2由①②得:a133333
,d∴an(n1)n55555點(diǎn)評(píng):利用定義法求數(shù)列通項(xiàng)時(shí)要注意不用錯(cuò)定義,設(shè)法求出首項(xiàng)與公差(公比)后再寫出通項(xiàng)。
類型三:前n項(xiàng)和法(已知前n項(xiàng)和,求通項(xiàng)公式)若已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn與an的關(guān)系,求數(shù)列an的通項(xiàng)an可用公式anS1n1求解。
SnSn1n2例2.已知數(shù)列an的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn2an(1)n,n1.求數(shù)列an的通項(xiàng)公式。解:由a1S12a11a11
naSS2(aa)2(1),n2nnn1nn1當(dāng)時(shí),有
an2an12(1)n1,
an12an22(1)n2,……,a22a12.
an2n1a12n1(1)2n2(1)22(1)n1
2n1(1)n[(2)n1(2)n2(2)]2n12[1(2)n1](1)3n2[2n2(1)n1].3
經(jīng)驗(yàn)證a11也滿足上式,所以an2n2[2(1)n1]3點(diǎn)評(píng):利用公式anSnn1求解時(shí),要注意對(duì)n分類討論,但若能合寫時(shí)一定要合并.
SSn2n1n類型四:由遞推式求數(shù)列通項(xiàng)法
對(duì)于遞推公式確定的數(shù)列的求解,通常可以通過遞推公式的變換,轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列問題,有時(shí)也用到一些特殊的轉(zhuǎn)化方法與特殊數(shù)列。
題型1:遞推公式為an1anf(n)
解法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an1anf(n),利用累加法(逐差相加法)求解。例3.已知數(shù)列an滿足a1解:由條件知:an1an11,an1an2,求an。2nn11112nnn(n1)nn1分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累加之,即
(a2a1)(a3a2)(a4a3)(anan1)
1111111(1)()()()
22334n1n所以ana11113111a1,an1(n2)n22n2na131311=滿足上式故an2212n題型2:遞推公式為an1f(n)an解法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為
an1f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解。an2nan,求an。,an13n1例4.已知數(shù)列an滿足a1解:由條件知
an1n,分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累乘之,即ann1aaa2a3a4123n11nn
na1a2a3an1234a1n又a122,an(n2)33na122滿足上式故an33n注:由an1f(n)an和a1確定的遞推數(shù)列an的通項(xiàng)還可以如下求得:
所以anf(n1)an1,an1f(n2)an2,,a2f(1)a1依次向前代入,得
anf(n1)f(n2)f(1)a1,
題型三、形如
an1panqanp的遞推式
解法:取倒法構(gòu)造輔助數(shù)列例5:
數(shù)列an滿足:a11,an1求an通項(xiàng)公式解:an
an,2an1
an112a11n122an11anan1an111是以為首項(xiàng),以2為公差的等差數(shù)列a1an
題型4、遞推式:an1panfn
解法:只需構(gòu)造數(shù)列bn,消去fn帶來的差異.其中fn有多種不同形式
①fn為常數(shù),即遞推公式為an1panq(其中p,q均為常數(shù),(pq(p1)0))。解法:轉(zhuǎn)化為:an1tp(ant),其中tq,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解。1p例6.已知數(shù)列an中,a11,an12an3,求an.
解:設(shè)遞推公式an12an3可以轉(zhuǎn)化為an1t2(ant)即an12antt3.故遞推公式為
an132(an3),令bnan3,則b1a134,且
bn1an132.所以bn是以b14為首項(xiàng),2為bnan3公比的等比數(shù)列,則bn42n12n1,所以an2n13.②fn為一次多項(xiàng)式,即遞推公式為an1panrns
解法:轉(zhuǎn)化為:an1[A(n1)B]p[an(AnB)],其中A,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解。例7.設(shè)數(shù)列an:a14,an3an12n1,(n2),求an.
解:設(shè)bnanAnB,則anbnAnB,將an,an1代入遞推式,得
bnAnB3bn1A(n1)B2n13bn1(3A2)n(3B3A1)
A3A2B3B3A1A1B1取bnann1…(1)則bn3bn1,又b16,故bn63n123n代入(1)得
an23nn1
備注:本題也可由an3an12n1,an13an22(n1)1(n3)兩式相減得
anan13(an1an2)2轉(zhuǎn)化為bnpbn1q求之.
③f(n)為n的二次式,則可設(shè)bnanAn2BnC;
題型5:遞推公式為an1panqn(其中p,q均為常數(shù),(pq(p1)(q1)0))。(或
an1panrqn,其中p,q,r均為常數(shù))
解法:該類型較題型3要復(fù)雜一些。一般地,要先在原遞推公式兩邊同除以qn1,得:引入輔助數(shù)列bn(其中bn例8.已知數(shù)列an中,a1解:在an1an1pan1qn1qqnqanp1bb),得:再應(yīng)用類型3的方法解決。n1nnqqq511n1,an1an(),求an。632112an()n1兩邊乘以2n1得:2n1an1(2nan)132322bn1,應(yīng)用例7解法得:bn32()n33令bn2nan,則bn所以anbn1n1n3()2()n232題型5:遞推公式為an2pan1qan(其中p,q均為常數(shù))。解法:先把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an2san1t(an1san)其中s,t滿足法求解。
例9.已知數(shù)列an中,a11,a22,an2解:由an2stp,再應(yīng)用前面類型3的方
stq21an1an,求an。3321an1an可轉(zhuǎn)化為an2san1t(an1san)33即an221sts1s3(st)an1stan31或tst13t131s1s這里不妨選用3,大家可以試一試),則1(當(dāng)然也可選用t3t111an2an1(an1an)an1an是以首項(xiàng)為a2a11,公比為的等比數(shù)列,所以
331an1an()n1,應(yīng)用類型1的方法,分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累加之,即
311()n11113ana1()0()1()n2
133313又a11,所以an731n1()。4
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數(shù)列通項(xiàng)公式的求法
編輯:張杰201*.12.15
一、定義法
直接利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的定義求通項(xiàng)的方法叫定義法,這種方法適應(yīng)于已知數(shù)列類型的題目.
2例1.等差數(shù)列an是遞增數(shù)列,前n項(xiàng)和為Sn,且a1,a3,a9成等比數(shù)列,S5a5.求數(shù)列an的通項(xiàng)公
式.
解:設(shè)數(shù)列an公差為d(d0)
2∵a1,a3,a9成等比數(shù)列,∴a3a1a9,即(a12d)2a1(a18d)d2a1d
∵d0,∴a1d………………………………①
2∵S5a5∴5a154d(a14d)2…………②2由①②得:a133333,d∴an(n1)n】55555點(diǎn)評(píng):利用定義法求數(shù)列通項(xiàng)時(shí)要注意不用錯(cuò)定義,設(shè)法求出首項(xiàng)與公差(公比)后再寫出通項(xiàng)。
二、公式法
若已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn與an的關(guān)系,求數(shù)列an的通項(xiàng)an可用公式anS1n1求解。
SSn2n1n例2.已知數(shù)列an的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn2an(1)n,n1.求數(shù)列an的通項(xiàng)公式。解:由a1S12a11a11
naSS2(aa)2(1),n2nnn1nn1當(dāng)時(shí),有
an2an12(1)n1,
an12an22(1)n2,……,a22a12.
an2n1a12n1(1)2n2(1)22(1)n12n1(1)n[(2)n1(2)n2(2)]2n12[1(2)n1](1)3n2[2n2(1)n1].3
經(jīng)驗(yàn)證a11也滿足上式,所以an2n2[2(1)n1]點(diǎn)評(píng):利用公式an三、由遞推式求數(shù)列通項(xiàng)法
Snn1求解時(shí),要注意對(duì)n分類討論,但若能合寫時(shí)一定要合并.
SnSn1n2對(duì)于遞推公式確定的數(shù)列的求解,通?梢酝ㄟ^遞推公式的變換,轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列問題,有時(shí)也用到一些特殊的轉(zhuǎn)化方法與特殊數(shù)列。
類型1遞推公式為an1anf(n)
解法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an1anf(n),利用累加法(逐差相加法)求解。例3.已知數(shù)列an滿足a1解:由條件知:an1an11,an1an2,求an。2nn1111
n2nn(n1)nn1分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累加之,即
(a2a1)(a3a2)(a4a3)(anan1)
1111111(1)()()()
22334n1n所以ana11類型2
(1)遞推公式為an1f(n)an解法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為
111131a1,an1n22n2nan1f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解。an2nan,求an。,an13n1例4.已知數(shù)列an滿足a1解:由條件知
an1n,分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累乘之,即ann1aaa2a3a4123n11nn
na1a2a3an1234a1n又a122,an33n注:由an1f(n)an和a1確定的遞推數(shù)列an的通項(xiàng)還可以如下求得:
所以anf(n1)an1,an1f(n2)an2,,a2f(1)a1依次向前代入,得
anf(n1)f(n2)f(1)a1,類型3
遞推式:an1panfn
解法:只需構(gòu)造數(shù)列bn,消去fn帶來的差異.其中fn有多種不同形式
①fn為常數(shù),即遞推公式為an1panq(其中p,q均為常數(shù),(pq(p1)0))。解法:轉(zhuǎn)化為:an1tp(ant),其中tq,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解。1p例5.已知數(shù)列an中,a11,an12an3,求an.
解:設(shè)遞推公式an12an3可以轉(zhuǎn)化為an1t2(ant)即an12antt3.故遞推公式為
an132(an3),令bnan3,則b1a134,且
bn1an132.所以bn是以b14為首項(xiàng),2為bnan3公比的等比數(shù)列,則bn42n12n1,所以an2n13.②fn為一次多項(xiàng)式,即遞推公式為an1panrns例6.設(shè)數(shù)列an:a14,an3an12n1,(n2),求an.
解:設(shè)bnanAnB,則anbnAnB,將an,an1代入遞推式,得
bnAnB3bn1A(n1)B2n13bn1(3A2)n(3B3A1)
A3A2B3B3A1A1B1取bnann1…(1)則bn3bn1,又b16,故bn63n123n代入(1)得
an23nn1
備注:本題也可由an3an12n1,an13an22(n1)1(n3)兩式相減得
anan13(an1an2)2轉(zhuǎn)化為bnpbn1q求之.
③f(n)為n的二次式,則可設(shè)bnanAn2BnC;類型4
遞推公式為an1panqn(其中p,q均為常數(shù),(pq(p1)(q1)0))。(或an1panrqn,其中p,q,r均為常數(shù))
解法:該類型較類型3要復(fù)雜一些。一般地,要先在原遞推公式兩邊同除以qn1,得:引入輔助數(shù)列bn(其中bnan1pan1nn1qqqqanp1bb),得:再應(yīng)用類型3的方法解決。n1nqqqn例7.已知數(shù)列an中,a1解:在an1511,an1an()n1,求an。632112an()n1兩邊乘以2n1得:2n1an1(2nan)132322bn1,應(yīng)用例7解法得:bn32()n33令bn2nan,則bn1所以an類型5
bn1n1n3()2()n232遞推公式為an2pan1qan(其中p,q均為常數(shù))。
解法:先把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an2san1t(an1san)其中s,t滿足法求解。
例8.已知數(shù)列an中,a11,a22,an2解:由an2stp,再應(yīng)用前面類型3的方
stq21an1an,求an。3321an1an可轉(zhuǎn)化為an2san1t(an1san)33即an221sts1s3(st)an1stan31或tst13t131s1s這里不妨選用3,大家可以試一試),則1(當(dāng)然也可選用t3t111an2an1(an1an)an1an是以首項(xiàng)為a2a11,公比為的等比數(shù)列,所以
331an1an()n1,應(yīng)用類型1的方法,分別令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)個(gè)等式累加之,即
311()n11113ana1()0()1()n2
133313又a11,所以an731n1()。4
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