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文档简介
本文格式为Word版,下载可任意编辑——最全总结递推数列求通项公式的常用方法
递推数列求通项公式的常用方法一、公式法
例1、已知无穷数列an的前n项和为Sn,并且anSn1(nN*),求an的通项公式?:
Sn1an,an1Sn1Snanan1,an1
n
11
an,又a1,
22
1
an.
2
反思:利用相关数列an与Sn的关系:a1S1,anSnSn1(n2)与提设条件,建立递推关系,是此题求解的关键.
二、归纳猜想法:由数列前几项用不完全归纳猜测出数列的通项公式,再利用数学归纳法证明其正确性,这种方法叫归纳法.
例2、已知数列an中,a11,an2an11(n2),求数列an的通项公式.:
a11,an2an11(n2),a22a113,a32a217
猜测an2n1(nN*),再用数学归纳法证明.(略)
反思:用归纳法求递推数列,首先要熟悉一般数列的通项公式,再就是一定要用数学归纳法证明其正确性.
三、累加法:利用ana1(a2a1)(anan1)求通项公式的方法称为累加法。累加法是求型如an1anf(n)的递推数列通项公式的基本方法(f(n)可求前n项和).
例3、已知无穷数列an的的通项公式是an的通项公式.
1
2
n
1
,若数列bn满足b11,bn1bn(n1),求数列bn
2
n
11
:b11,bn1bn(n1),bnb1(b2b1)(bnbn1)=1++...+
22
1
2
n1
n
1=2
2
n1
.
反思:用累加法求通项公式的关键是将递推公式变形为an1anf(n)。四、累乘法:利用恒等式ana1
aa2a3
n(an0,n2)求通项公式的方法称为累乘法,累乘法是求型如:a1a2an1
an1g(n)an的递推数列通项公式的基本方法(数列g(n)可求前n项积)。
例4、已知a11,ann(an1an)(nN),求数列an通项公式.
*
:
ann(an1an),
an1n1aaa
,又有ana123n(an0,n2)=
anna1a2an1
123
12n
=n,当n1时a11,满足ann,ann.n-1
反思:用累乘法求通项公式的关键是将递推公式变形为an1g(n)an.
五、构造新数列(待定系数法):将递推公式an+1qand(q,d为常数,q0,d0)通过(an1x)q(anx)与原递推公式恒等变成an1
ddq(an)的方法叫构造新数列,也即是待定系数法。q1q1
例5、已知数列an中,a11,an2an11(n2),求an的通项公式.:利用(anx)2(an1x),求得an12(an11),an1是首项为
a112,公比为2的等比数列,即an12n,an2n1
反思:构造新数列的实质是通过(an1x)q(anx)来构造一个我们所熟知的等差或等比数列.六、倒数变换:将递推数列an1
can1d11
(c0,d0),取倒数变成的形式的方法叫倒数变换。然
andan1canc
1
后就转变为第五种状况,此时将数列看成一个新的数列,即再利用“构造新数列〞的方法求解。
an
*
例6、已知数列an(nN)中,a11,an1
an
,求数列an的通项公式.
2an1
:将an1
an11
2,取倒数得:
2an1an1an
1111
2,是以1为首项,公差为2的等差数列.
a1an1an
an
11
12(n1),an.
2n1an
反思:倒数变换有两个要点需要注意:一是取倒数.二是一定要注意新数列的首项,公差或公比变化了。
七、特征根法:形如递推公式为an2pan1qan(其中p,q均为常数)。
对于由递推公式an2pan1qan,有a1,a2给出的数列an,方程xpxq0,叫做数列an的
2
特征方程。
若x1,x2是特征方程的两个根,
n1n1当x1x2时,数列an的通项为anAx1Bx2,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,
代入anAx1
n1
n1
,得到关于A、B的方程组);Bx2
n1
当x1x2时,数列an的通项为an(ABn)x1,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,
n1
代入an(ABn)x1,得到关于A、B的方程组)。
例7:数列an满足3an25an12an0(n0,nN),a1a,a2b,求an:由题可知数列的特征方程是:3x5x20。x11,x2
2
2
,3
23
n1
n1n1
AB()anAx1Bx2
。又由a1a,a2b,于是
aAB
A3b2a2n1
a3b2a3(ab)()故2n
3bABB3(ab)3
反思:此题解题的关键是先求出特征方程的根。再由初始值确定出A,B的用已知量a,b表示的值,从而可得数列{an}的通项公式。
八、不动点法若A,B
0且AD-BC0,解x
,数列AxD
,设,为其两根
CxD
I、若
a
n
是等比数列;II、若
,数列n
1
是等差数列。
an
例8、已知数列{an}满足an1
7an2,a12,求数列{an}的通项公式。2an3
:令x
7x23x12
,得2x4x20,则x=1是函数f(x)的不动点。
2x34x7
由于
an1
7an25an511
2an32an3
所以
35
112an32212{是以(1),所以数列
an1an115an55an15an1an15
an
122n81121(n1),故an1为首项,以为公差的等差数列,则。
an15a112152n3
7x23x1
x反思:此题解题的关键是先求出函数f(x)的不动点,即方程的根x1,进而可推出
2x34x7
1an1
1121
为等差数列,再求出数列,从而可知数列{的通项公式,最终求出
an11an15an1
数列
{an}的通项公式。
变式:设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x2-anx-an=0有一根为Sn-1,n=1,2,3,(Ⅰ)求a1,a2;(Ⅱ){an}的通项公式
九、换元法即是将一繁杂的整体用一个新的符号来表示,从而使递推数列看起来更简单,更易找到解决的方法。
例9、已知数列{an}满足an1
1
(14an24an),a11,求数列{an}的通项公式。16
:令bn24an,则an
112
a(b(b21)故n1n11)n
2424
代入an1
11112
(b21)[14(b(14an24an)得n1n1)bn]24162416
即4bn1
2
(bn3)2由于bn24an0,故bn124an10
则2bn1bn3,即bn1
113
b3(bn3),bn,可化为n1
222
1
所以{bn3}是以b1324a1324132为首项,以为公比的等比数列,因此
2
1n21n11n2
bn32()(),则bn()+3,即
2222111
an()n()n。反思:此题解题的关键是通过将24an
3423
转化bn1再求出数列
十、取对数法:形如an1pan(p0,an0)
这种类型一般是等式两边取对数后转化为an1panq,再利用构造新数列(待定系数法)求解。
r
1
24an()n23
2
,得
的换元为bn,使得所给递推关系式
13
bn形式,从而可知数列{bn3}为等比数列,进而求出数列{bn3}的通项公式,最终22
{an}的通项公式。
12
an(a0),求数列an的通项公式.。a
121
:由an1an两边取对数得lgan12lganlg,
aa
112n1
令bnlgan,则bn12bnlg,再利用构造新数列(待定系数法)解得:ana()。
aa
例10:已知数列{an}中,a11,an1
十一、周期型:由已知递推式计算出前几项,寻觅周期。此题型一般是在不能运用以上各种方法的状况下可考虑到这种方法,具有一定的摸索性,虽然比较简单,但也是一种很重要的数学思想,需要好好把握。
例11:若数列an满足an1
1
2a,(0a)nn62,若a1,则a20的值为___________。
72a1,(1a1)
nn2
反思:此题的关键在于观测递推数列的形式,取一些特定的n的值,求出数列的前几项的值,从而找到其周期,这样问题就迎刃而解了。
变式:已知数列{an}满足a10,an1
anan1
(nN*),则a20=
()
十二、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:已知数列an中,a11;数列bn中,b10。当n2时,an
11
(2an1bn1),bn(an12bn1),求an,bn.33
高考递推数列题型分类归纳解析
类型1an1anf(n)
解法:把原递推公式转化为an1anf(n),利用累加法(逐差相加法)求解。例1.已知数列an满足a1
11
,an1an2,求an。2nn
变式:已知数列{an}中a11,且a2k=a2k-1+(-1)K,a2k+1=a2k+3k,其中k=1,2,3,.
(I)求a3,a5;(II)求{an}的通项公式.类型2an1f(n)an解法:把原递推公式转化为例1:已知数列an满足a1例2:已知a13,an1
an1
f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解。an
2n
an,求an。,an1
3n13n1an(n1),求an。3n2
变式:(2023,全国I,理15.)已知数列{an},满足a1=1,ana12a23a3(n1)an1(n≥2),则{an}的通项
n11
an
n2___
类型3an1panq(其中p,q均为常数,(pq(p1)0))。
解法(待定系数法):把原递推公式转化为:an1tp(ant),其中t例:已知数列an中,a11,an12an3,求an.变式:(2023,重庆,文,14)
q
,再利用换元法转化为等比数列求解。1p
在数列an中,若a11,an12an3(n1),则该数列的通项an_______________变式:(2023.福建.理22.本小题总分值14分)已知数列an满足a11,an12an1(nN*).(I)求数列an的通项公式;(II)若数列{bn}滿足4142(Ⅲ)证明:
b1b1
4bn1(an1)bn(nN*),证明:数列{bn}是等差数列;
an1a1a2n
...n(nN*).23a2a3an12
类型4an1panqn(其中p,q均为常数,(pq(p1)(q1)0))。(或an1panrqn,其中p,q,r均为常数)。
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以qn1,得:
anan1pan1
引入辅助数列(其中),得:bbnnnn1n
q
bn1
p1
bn再待定系数法解决。
511n1
,an1an(),求an。632
412
an2n1,n1,2,3,333
例:已知数列an中,a1
变式:(2023,全国I,理22,本小题总分值12分)设数列an的前n项的和Sn
n
2n
(Ⅰ)求首项a1与通项an;(Ⅱ)设Tn,n1,2,3,
Sn
,证明:
Ti
i1
32
类型5递推公式为an2pan1qan(其中p,q均为常数)。
解法一(待定系数法):先把原递推公式转化为an2san1t(an1san)其中s,t满足
stp
stq
2
解法二(特征根法):对于由递推公式an2pan1qan,a1,a2给出的数列an,方程xpxq0,叫
n1n1
做数列an的特征方程。若x1,x2是特征方程的两个根,当x1x2时,数列an的通项为anAx1Bx2,其中
A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,代入anAx1
n1
n1
,得到关于A、B的方程组);当Bx2
x1x2时,数列an的通项为an(ABn)x1n1,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,
n1
代入an(ABn)x1,得到关于A、B的方程组)。
解法一(待定系数——迭加法):
数列an:3an25an12an0(n0,nN),a1a,a2b,求数列an的通项公式。例:已知数列an中,a11,a22,an2变式:
1.已知数列an满足a11,a23,an23an12an(nN*).
(I)证明:数列an1an是等比数列;(II)求数列an的通项公式;(III)若数列bn满足4142...4n
b1b1
b1
21
an1an,求an。33
(an1)bn(nN*),证明bn是等差数列
2.已知数列3.已知数列
an中,a11,a22,an22an11an,求an
3
3
an中,Sn是其前n项和,并且Sn14an2(n1,2,
),a11,
⑴设数列bn
an12an(n1,2,),求证:数列bn是等比数列;
an
,(n1,2,),求证:数列cn是等差数列;⑶求数列an的通项公式及前n项和。n2
⑵设数列cn
类型6递推公式为Sn与an的关系式。(或Snf(an))解法:这种类型一般利用an
S1(n1)
与anSnSn1f(an)f(an1)消去Sn(n2)或与
SnSn1(n2)
Snf(SnSn1)(n2)消去an进行求解。
例:已知数列an前n项和Sn4an
12n2
.
(1)求an1与an的关系;(2)求通项公式an.
(2)应用类型4(an1panqn(其中p,q均为常数,(pq(p1)(q1)0)))的方法,上式两边同乘以2
n1
得:
2n1an12nan2
由a1S14a1
1n
a1.于是数列2an是以2为首项,2为公差的等差数列,所以112
2
n
2nan22(n1)2nann1
2
变式:(2023,陕西,理,2023分)
已知正项数列{an},其前n项和Sn满足10Sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比数列,求数列{an}的通项an变式:(2023,江西,文,22.本小题总分值14分)
已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn-Sn-2=3()
12
n1
3
(n3),且S11,S2,求数列{an}的通项公式.
2
、0,a0)类型7an1pananb(p1
解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令an1x(n1)yp(anxny),与已知递推式比较,解出x,y,从而转化为anxny是公比为p的等比数列。例:设数列an:a14,an3an12n1,(n2),求an.变式:(2023,山东,文,22,本小题总分值14分)已知数列{an}中,a1
1
、点(n、2an1an)在直线y=x上,其中n=1,2,32
(Ⅰ)令bnan1an3,求证数列(Ⅱ)求数列anbn是等比数列;的通项;(Ⅲ)设Sn、Tn分别为数列anbn的前n项和,是否存在实数,使得数列、
SnTn
为等差数列?若存在试求出
n
不存在,则说明理由.
r
类型8an1pan(p0,an0)
解法:这种类型一般是等式两边取对数后转化为an1panq,再利用待定系数法求解。例:已知数列{an}中,a11,an1
12
an(a0),求数列an的通项公式.a
变式:(2023,江西,理,21.本小题总分值12分)已知数列{an}的各项都是正数,且满足:a01,an1
1
an(4an),nN.2
(1)证明anan12,nN;(2)求数列{an}的通项公式an.变式:(2023,山东,理,22,本小题总分值14分)
已知a1=2,点(an,an+1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中=1,2,3,(1)证明数列{lg(1+an)}是等比数列;
(2)设Tn=(1+a1)(1+a2)…(1+an),求Tn及数列{an}的通项;记bn=
112
,求{bn}数列的前项和Sn,并证明Sn+=1
3Tn1anan2
类型9an1
f(n)an
解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为an1panq。
g(n)anh(n)
例:已知数列{an}满足:an
an1
,a11,求数列{an}的通项公式。
3an11
变式:(2023,江西,理,22,本大题总分值14分)1.已知数列{an}满足:a1=
33nan-1,且an=n2,nN)22an-1+n-1
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:对于一切正整数n,不等式a1a2an2n!
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