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數(shù)列通項(xiàng)公式方法總結(jié):數(shù)列的通項(xiàng)公式
[模版僅供參考,切勿通篇使用]
導(dǎo)語(yǔ):數(shù)列既是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,也是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的
基礎(chǔ),因此,每年高考對(duì)本章內(nèi)容均作較全面的考查,而且經(jīng)常
是以綜合題、主觀題的形式出現(xiàn),難度較大,以下是X整理數(shù)列
通項(xiàng)公式方法總結(jié)的資料,歡迎閱讀參考。
不過(guò)一般分小題、有梯度設(shè)問(wèn),往往是第1小題就是求數(shù)列
的通項(xiàng)公式,難度適中,一般考生可突破,爭(zhēng)取分?jǐn)?shù),而且是做
第2小題的基礎(chǔ),因此,求數(shù)列通項(xiàng)公式的解題方法、技巧,每
一位考生都必須熟練掌握。求數(shù)列通項(xiàng)公式的題型很多,不同的
題型有不同的解決方法。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勄髷?shù)列通項(xiàng)公
式的解題思路。
一、已知數(shù)列的前幾項(xiàng)
已知數(shù)列的前幾項(xiàng),求通項(xiàng)公式。通過(guò)觀察找規(guī)律,分析出
數(shù)列的項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)之間的關(guān)系,從而求出通項(xiàng)公式。這種方法稱為
觀察法,也即是歸納推理。
例1、求數(shù)列的通項(xiàng)公式
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(1)0,22——1/3,32——1/4,42+1/5……
(2)9,99,999,……
分析:(1)0=12——1/2,每一項(xiàng)的分子是項(xiàng)數(shù)的平方減去
1,分母是項(xiàng)數(shù)加上1,n2——1/n+1=n——1,其實(shí),該數(shù)列
各項(xiàng)可化簡(jiǎn)為0,1,2,3,……,易知an=n——1。
(2)各項(xiàng)可拆成10-1,102-1,103-1,……,an=10n—
—1。
此題型主要通過(guò)讓學(xué)生觀察、試驗(yàn)、歸納推理等活動(dòng),且在
此基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)比較、分析、概括、證明去揭示事物的本質(zhì),
從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
二、已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn
已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn,求通項(xiàng)公式an,主要通過(guò)an與
Sn的關(guān)系轉(zhuǎn)化,即an-{S1(n=1)Sn-Sn——1(n≥2)
例2、已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=2n+3,求an
分析:Sn=a1+a2+……+an——1+an
Sn——1=a1+a2+……+an——1
上兩式相減得Sn-Sn——1=an
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解:當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=5
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn——1=2n+3-(2n——1+3)=2n——
1
∵n=1不適合上式
∴an={5(n=1)2n——1(n≥2)
三、已知an與Sn關(guān)系
已知數(shù)列的第n項(xiàng)an與前n項(xiàng)和Sn間的關(guān)系:Sn=f(an),
求an。一般的思路是先將Sn與an的關(guān)系轉(zhuǎn)化為an與an——1
的關(guān)系,再根據(jù)與的關(guān)系特征分為如下幾種類型。不同的類型,
要用不同的方法解決。
(1)an=an——1+k。數(shù)列屬等差數(shù)列,直接代公式可求通
項(xiàng)公式。
例3、已知數(shù)列{an},滿足a1=3,an=an——1+8,求an。
分析:由已知條件可知數(shù)列是以3為首項(xiàng),8為公差的等差
數(shù)列,直接代公式可求得an=8n-5。
(2)an=kan——1(k為常數(shù))。數(shù)列屬等比數(shù)列,直接代
公式可求通項(xiàng)公式。
例4、數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn,a1=1,an+1=2Sn+1(n∈N+)
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求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
分析:根據(jù)an與Sn的關(guān)系,將an+1=2Sn+1轉(zhuǎn)化為an與
an+1的關(guān)系。
解:由an+1=2Sn+1
得an=2Sn-1+1(n≥2)
兩式相減,得an+1-an=2an
∴an+1=3an(n≥2)
∵a2=2Sn+1=3
∴a2=3a1
∴{an}是以1為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列
∴an=3n-1
(3)an+1=an+f(n),用疊加法
思路:令n=1,2,3,……,n-1
得a2=a1+f(1)
a3=a2+f(2)
a4=a3+f(3)
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……
+)an=an——1+f(n-1)
an=a1+f(1)+f(2)+…+f(n-1)
例5、若數(shù)列{an}滿足a1=2,an+1=an+2n
則{an}的通項(xiàng)公式=()
解:∵an+1=an+2n
∴a2=a1+2×1
a3=a2+2×2
a4=a3+2×3
……
+)an=an——1+2(n-1)
an=a1+2(1+2+3+…+n-1)
=2+2×(1+n-1)(n-1)
=n2-n+2
(4)an+1=f(n)an,用累積法
思路:令n=1,2,3,……,n-1
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得a2=f(1)a1a3=f(2)a2a4=f(3)a3
……
×)an=f(n-1)an-1
an=a1·f(1)·f(2)·f(3)……f(n-1)
例6、若數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=2n+an,則an=()
解:∵an+1=2nan∴a2=21a1
a3=22a2a4=23a3
……
×)an=2n——1·an——1
an=2·22·23·……·2n-1a1=2n(n-1)/2
(5)an=pan——1+q,an=pan——1+f(n)
an+1=an+p·qn(pq≠0)。
an=p(an——1)q,an+1=ran/pan+q=(pr≠0,q≠r)
(p、q、r為常數(shù))
這些類型均可用構(gòu)造法或迭代法。
①an=pan——1+q(p、q為常數(shù))
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構(gòu)造法:將原數(shù)列的各項(xiàng)均加上一個(gè)常數(shù),構(gòu)成一個(gè)等比數(shù)
列,然后,求出該等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,再還原為所求數(shù)列的通
項(xiàng)公式。
將關(guān)系式兩邊都加上x
得an+x=Pan——1+q+x
=P(an——1+q+x/p)
令x=q+x/p,得x=q/p-1
∴an+q/p-1=P(an——1+q/p-1)
∴{an+q/p-1}是以a1+q/p-1為首項(xiàng),P為公比的等比數(shù)列。
∴an+q/p-1=(a1+q/p-1)Pn-1
∴an=(a1+q/p-1)Pn-1-q/p-1
迭代法:an=p(an——1+q)=p(pan-2+q)+q
=p2((pan-3+q)+pq+q……
例7、數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2an-n(n∈N+)求
an
解析:由Sn=2an-n得Sn-1=2an-1-(n-1)(n≥2,n∈N+)
兩式相減得an=2an-1+1
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兩邊加1得an+1=2(an-1+1)(n≥2,n∈N+)
構(gòu)造成以2為公比的等比數(shù)列{an+1}
②an=Pan-1+f(n)
例8、數(shù)列{an}中,a1為常數(shù),且an=-2an-1+3n-1(≥2,
n∈N)
證明:an=(-2)n-1a1+3n+(-1)n·3·2n-1/5
分析:這道題是證明題,最簡(jiǎn)單的方法當(dāng)然是數(shù)學(xué)歸納法,
現(xiàn)用構(gòu)造法和迭代法來(lái)證明。
方法一:構(gòu)造公比為-2的等比數(shù)列{an+λ·3n}
用比較系數(shù)法可求得λ=-1/5
方法二:構(gòu)造等差型數(shù)列{an/(-2)n}。由已知兩邊同以(-2)
n,得an/(-2)n=an-1/(-2)n=1/3·(-3/2)n,用疊加法處
理。
方法三:迭代法。
an=-2an-1+3n-1=-2(-2an-2+3n-2)+3n-1
=(-2)2an-2+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)2(-2an-3+3n-3)+(-2)·3n-2+3n-1
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=(-2)3an-3+(-2)·3n-3+(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)n-1a1+(-2)n-1·3+(-2)n-3·+32+……+
(-2)·3n-2+3n-1
=(-2)n-1a1+3n+(-1)n-2·3·2n-1/5
③an+1=λan+p·qn(pq≠0)
(ⅰ)當(dāng)λ=qn+1時(shí),等式兩邊同除以,就可構(gòu)造出一個(gè)等
差數(shù)列{an/qn}。
例9、在數(shù)列{an}中,a1=4,an+1+2n+1,求an。
分析:在an+1=2an+2n+1兩邊同除以2n+1,得
an+1/2n+1=an/2n+1
∴{an/2n}是以a1/2=2為首項(xiàng),1為公差的等差數(shù)列。
(ⅱ)當(dāng)λ≠q時(shí),等式兩邊同除以qn+1,令bn=an/qn,
得bn+1=λ/qbn+p,再構(gòu)造成等比數(shù)列求bn,從而求出an。
例10、已知a1=1,an=3an-1+2n-1,求an
分析:從an=3an-1+2n-1兩邊都除以2n。
得an/2n=3/2an-1/2n-1+1/2
令an/2n=bn
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則bn=3/2bn-1+1/2
④an=p(an——1)q(p、q為常數(shù))
例11、已知an=1/aan——12,首項(xiàng)a1,求an。
方法一:將已知兩邊取對(duì)數(shù)
得lgan=2lgan——1-lga
令bn=lgan
得bn=2bn-1-lga,再構(gòu)造成等比數(shù)列求bn,從而求出an。
方法二:迭代法
an=1/aa2n——1=1/a(1/aa2n——2)2=1/a3a4n——2
=1/a3(1/aa2n——3)4=1/a7·an——38=a·(an——3/a)
23
=……=a·(a1/a)2n——1
⑤an+1=ran/pan+q(p、q、r為常數(shù),pr≠0,q≠r)
將等式兩邊取倒數(shù),得1/an+1=q/r·1/an+p/r,再構(gòu)造成
等比數(shù)列求an。
例12、在{an}中,a1=1,an+1=an/an+2,求an
解:∵an+1=an/an+2
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∴1/an+1=2·1/an+1
兩邊加上1,得1/an+1+1=2(1/an+1)
∴{1/an+1}是以1/an+1=2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列
∴1/an+1=2×2n-1=2n
∴an=1/2n-1
以上羅列出求數(shù)列通項(xiàng)公式的解題思路雖然很清晰,但是一
般考生對(duì)第三項(xiàng)中的5種類型題用構(gòu)選法和迭代法都比較困難
的。遇到此情況,可轉(zhuǎn)化為第一種類型解決,即從an與Sn的關(guān)
系式求出數(shù)列的前幾項(xiàng),用觀察法求an。
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