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文档简介
6.4由递推公式求通项
会根据数列的递推公式,利用构造法转化为特殊的数列(等差、等比数列或可利用累加、
累乘求解的数列)求数列通项公式.
考点1an+1=pan+f(n)型
命题角度1an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)
n-1
【例1】数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2)且a1=0,则数列{an}的通项公式是an=4
-1.
【解析】设an+λ=4(an-1+λ),则an=4an-1+3λ,又因为an=4an-1+3(n≥2),所以
an+1
3λ=3,则λ=1,所以an+1=4(an-1+1),因为a1+1=1≠0,所以an+1≠0,所以=
an-1+1
n-1n-1
4为常数,所以数列{an+1}是首项为1,公比为4的等比数列,所以an+1=1×4=4,
n-1
所以an=4-1.
命题角度2an+1=pan+qn+c(p≠0,1,q≠0)
*
【例2】在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6(n∈N),则数列{an}的通项公式
n
为an=3-2(n-1).
*
【解析】因为an+1=3an+4n-6(n∈N),设an+1+x(n+1)+y=3(an+xn+y),其中x,
2x=4,x=2,
y∈R,整理可得an+1=3an+2xn+2y-x,所以,解得所以,an
2y-x=-6,y=-2,
+1+2(n+1)-2=3(an+2n-2),且a1+2×1-2=a1=3,所以数列{an+2n-2}是首项为3,
n-1nn
公比为3的等比数列,所以,an+2n-2=3×3=3,解得an=3-2(n-1).
n
命题角度3an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0,1)
n+1nn
【例3】数列{an}满足a1=2,an+1=3an+2,则数列{an}的通项公式为an=2(3-2).
an
+2
n+1an+13anan+13n
【解析】数列{an}中,由an+1=3an+2,得=·+1,即+2=2,因
2n+122n2n+12
an
+2
a1n3
为a1=2,+2=3,所以数列2是首项为3,公比为的等比数列,
22
3n-1
annnnn
因此+2=3×2,即an=2(3-2),所以数列{an}的通项公式为an=2(3-2).
2n
形式构造方法
an+1=pan+q
引入参数c,构造新的等比数列{an-c}
(p≠0,1,q≠0)
an+1=pan+qn+c
引入参数x,y,构造新的等比数列{an+xn+y}
(p≠0,1,q≠0)
n
an+1=pan+qan
(p≠0,1,q≠0,1)两边同除以qn+1,构造新的数列qn
【对点训练1】(1)若数列{an}满足an+1=3an-8,且a1=6,则数列{an}的通项公式为
n-1
an=2×3+4.
解析:由an+1=3an-8,则an+1-4=3(an-4),a1-4=2,所以数列{an-4}是以2为首
n-1n-1
项,3为公比的等比数列,所以an-4=2×3,所以an=2×3+4.
n+1n
(2)各项均为正数的数列{an}满足a1=4,an+1=2an+2,则an=(n+1)·2.
an
n+1n+1an+1ana1n
解析:将an+1=2an+2两边同除以2,得=+1,因为a1=4,所以=2,则2
2n+12n2
ann
是首项为2,公差为1的等差数列,所以=2+(n-1)×1=n+1,则an=(n+1)·2.
2n
考点2相邻两项的差为特殊数列(an+1=pan+qan-1型,其中a1=a,a2=b)
*
【例4】已知数列{an}满足a1=1,a2=2,且an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N),则数列
3n-(-1)n
{an}的通项公式为an=.
4
*bn
【解析】方法一因为an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N),设bn=an+1+an,所以=
bn-1
an+1+an3(an+an-1)
==3,又因为b1=a2+a1=3,所以{bn}是首项为3,公比为3的等比数列.所
an+an-1an+an-1
n-1nan+11an1an11
以bn=an+1+an=3×3=3,从而+·=,不妨令cn=,即cn+1+cn=,故cn+1
3n+133n33n33
-1
-1cn+1-1
11cn411a111cn1
-=-4,即=-,又因为c1-=-=,所以数列4是首项为,
43134341212
cn-
4
1n-1nn
111-an13-(-1)
公比为-的等比数列,故cn-=×3=-,从而an=.
34123n44
2n-1n-1
方法二因为方程x=2x+3的两根为-1,3,可设an=c1·(-1)+c2·3,由a1=1,
133n-(-1)n
a2=2,解得c1=,c2=,所以an=.
444
2
可以化为an+1-x1an=x2(an-x1an-1),其中x1,x2是方程x-px-q=0的两个根,若1是
方程的根,则直接构造数列{an-an-1},若1不是方程的根,则需要构造两个数列,采取消元
的方法求数列{an}.
43*
【对点训练2】若x=1是函数f(x)=an+1x-anx-an+2x+1(n∈N)的极值点,数列{an}
n-1
满足a1=1,a2=3,则数列{an}的通项公式为an=3.
32
解析:f′(x)=4an+1x-3anx-an+2,
∴f′(1)=4an+1-3an-an+2=0,即an+2-an+1=3(an+1-an),∵a1=1,a2=3,∴a2-a1=2,
n-1
∴数列{an+1-an}是首项为2,公比为3的等比数列,∴an+1-an=2×3,则an=an-an-1+
n-20n-2n-310
an-1-an-2+…+a2-a1+a1=2×3+…+2×3+1=2×(3+3+…+3+3)+1=
1-3n-1
2×+1=3n-1-1+1=3n-1.
1-3
pan
考点3倒数为特殊数列an+1=ran+s型)
an*
【例5】已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N),则数列{an}的通项公式为an
n
2an+1
=1.
2n-1
n
an12an+11n11n
【解析】对an+1=两边取倒数得==+2,即-=2,当n≥2
n
2an+1an+1ananan+1an
1111111111
时,-=2n-1,-=2n-2,…,-=22,-=2,将以上各式累加得-=
anan-1an-1an-2a3a2a2a1ana1
-n-1
n-1n-222(12)n1n1
2+2+…+2+2==2-2,又a1=1,所以=2-1,所以an=,当n
n
1-2an2-1
11
=1时,a1=1也满足an=,所以an=.
2n-12n-1
1s1r1
两边同时取倒数转化为=·+的形式,化归为bn+1=Abn+B型,求出的表达式,
an+1panpan
再求an.
an*1
【对点训练3】已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N),则an=.
4an+14n-3
an14an+11
解析:数列{an}中,a1=1,an+1=,显然an≠0,取倒数得==4+,
4an+1an+1anan
1
111
即-=4,则数列an是首项为1,公差为4的等差数列,因此=1+4(n-1)=4n-3,
an+1anan
1
所以an=.
4n-3
课时作业41
2an
1.(5分)若数列{an}满足递推关系式an+1=,且a1=2,则a2026=(A)
an+2
12
A.B.
10132023
12
C.D.
10112021
2an1an+2111111
解析:因为an+1=,所以==+,所以-=,又a1=2,所以=
an+2an+12an2anan+1an2a1
1
11111112
,故数列an是以为首项,为公差的等差数列,则=+(n-1)=n,得an=,所以a2
222an222n
21
026==.故选A.
20261013
2.(5分)已知数列{an}满足an+1=2an+1,a1=1,则{an}的通项公式为(D)
n-1n-1
A.an=2B.an=2-1
nn
C.an=2D.an=2-1
解析:由an+1=2an+1得an+1+1=2(an+1),而a1+1=2,故{an+1}是首项为2,公比
nn
为2的等比数列,所以an+1=2,即an=2-1.故选D.
an+1an
3.(5分)在数列{an}中,a1=14,=-3,则(B)
2n+12n-1
an
+3
A.2n是等比数列
an
-3
B.2n是等比数列
an+3
C.2n2是等比数列
an-3
D.2n2是等比数列
an
an+1anan+1ana1-3
解析:因为=-3,所以-3=2-3,又因为-3=4≠0,所以2n是等
2n+12n-12n+12n2
比数列,且首项为4,公比为2.故选B.
4.(5分)已知数列{an}中,a1=4,an+1=4an-6,则an=(C)
A.22n+1+2B.22n+1-2
C.22n-1+2D.22n-1-2
解析:∵an+1=4an-6,∴an+1-2=4(an-2),
an+1-2
∴=4,∵a1=4,a1-2=2,∴数列{an-2}是一个以2为首项,4为公比的等比
an-2
n-12n-1
数列,∴an-2=2×4,∴an=2+2.故选C.
5.(5分)设数列{an}的前n项和为Sn,若Sn+n=2an-1,则a5=(C)
A.16B.31
C.47D.63
解析:因为数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+n=2an-1,所以当n≥2时,Sn-1+(n-1)
=2an-1-1,两式相减得an+1=2an-2an-1,即an=2an-1+1,可得an+1=2(an-1+1),当n
=1时,可得S1+1=2a1-1,即a1+1=2a1-1,解得a1=2,所以a1+1=3,所以数列{an
n-1n-14
+1}是首项为3,公比为2的等比数列,所以an+1=3·2,即an=3·2-1,所以a5=3×2
-1=47.故选C.
6.(5分)在数列{an}中,a1=2,(an+1)(an-1+2)=an-1+1(n≥2),则an=(A)
3n-5
A.-B.3n2-n
3n-2
2n
C.2n-1+1D.
n
解析:由(an+1)(an-1+2)=an-1+1(n≥2),得anan-1+2an+1=0,an(an-1+2)=-1,所
an-1+1111
以an-1+2≠0,an≠0,所以an+1=(n≥2),两边取倒数得=+1,又
an-1+2an+1an-1+1a1+1
1
11123n-2
=,所以数列an+1是首项为,公差为1的等差数列,所以=n-=,an+1
33an+133
333-(3n-2)5-3n3n-5
=,an=-1===-.故选A.
3n-23n-23n-23n-23n-2
n
7.(6分)(多选)已知数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,且an+1=4an+3,则(ABD)
A.a2=7
B.{Sn}是递增数列
n
C.{an+3}是等差数列
2010
D.a10=2-3
nn+1nn
解析:因为an+1=4an+3,则an+1+3=4(an+3),且a1+3=4≠0,可知数列{an+3}
nn-1nnn22
是首项为4,公比为4的等比数列,则an+3=4×4=4,即an=4-3,a2=4-3=7,
nn101020
故A正确,C错误;因为an=4-3>0,所以{Sn}是递增数列,故B正确;a10=4-3=2
-310,故D正确.故选ABD.
8.(6分)(多选)已知数列{an}满足a1=3,2an+1=3an-2,则(BC)
A.{an-2}是等差数列
9n
6
B.{a2n}的前n项和为4-1+2n
5
C.{an}是递增数列
2n
D.数列an+1+3的最小项为4
an+1-23
解析:由2an+1=3an-2,得2(an+1-2)=3(an-2),因为a1-2=1≠0,所以=,
an-22
3n-13n-1
3
所以{an-2}是首项为1,公比为的等比数列,所以an-2=1×2,即an=2+2,
2
9n
3
32n-11-49n
26
所以a2n=2+2,所以a2+a4+…+a2n=+2n=4-1+2n,所以A错
95
1-
4
3n-12n
误,B正确;由an=2+2,易知{an}是递增数列,所以C正确;当n≥2时,an+1+3>a3
32
23225
=2+2>4,当n=1时,a2+=++2=>4,所以D错误.故选BC.
3236
9.(5分)在数列{an}中,a1=1,a2=9,an+2=3an+1-2an-10,则{an}的前n项和Sn
的最大值为53.
解析:由an+2=3an+1-2an-10,可得an+2-an+1=2(an+1-an)-10,令an+1-an=bn,所
以bn+1=2bn-10,则bn+1-10=2(bn-10),又a1=1,a2=9,所以b1-10=a2-a1-10=-2,
n-1n
所以数列{bn-10}是以-2为首项,2为公比的等比数列,所以bn-10=-2×2=-2,即
nn123
bn=-2+10,即an+1-an=10-2,又由a2-a1=10-2,a3-a2=10-2,a4-a3=10-2,…,
n-1
an-an-1=10-2(n≥2),将以上(n-1)个等式左、右两边分别相加得an-a1=10(n-1)-
-n-1
2(12)nn
=10n-2-8,所以an=10n-2-7(n≥2),经检验a1=1满足上式,故an=10n-
1-2
nn
2-7,当n≤3时,an+1-an=10-2>0,即an随着n的增大而增大;当n≥4时,an+1-an
n34
=10-2<0,即an随着n的增大而减小.因为a3=10×3-2-7=15>0,a4=10×4-2-7
56
=17>0,a5=10×5-2-7=11>0,a6=10×6-2-7=-11<0,所以{an}的前n项和Sn的最
大值为S5=1+9+15+17+11=53.
10.(5分)已知数列{an}满足an+2=3an+1-2an,a1=λ,a2=2,{an}是递增数列,则λ的
取值范围为(-∞,2).
解析:因为an+2=3an+1-2an,所以an+2-an+1=2(an+1-an),又因为{an}是递增数列,所
以an+1-an>0,因为a1=λ,a2=2,所以a2-a1=2-λ,所以数列{an+1-an}是以2-λ为首项,
n-1n-1
2为公比的等比数列,即an+1-an=(2-λ)·2,所以(2-λ)·2>0,即2-λ>0λ<2,则λ的
取值范围为-∞,
(2).⇒
*
11.(12分)(1)已知数列{an}满足(n+2)an+1=nan(n∈N),且a1=1,求数列{an}的通项
公式.
(2)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=-1,且3anan+1=an-2an+1,求数列{an}的通项公
式.
an+1nann-1
解:(1)因为(n+2)an+1=nan,且a1=1,所以an≠0,所以=,所以=(n≥2),
ann+2an-1n+1
n-1
即a2=1,a3=2,…,an=,
a13a24an-1n+1
an(n-1)×…×2×12
将(n-1)个式子相乘得==(n≥2),
a1(n+1)×…×4×3n(n+1)
2
因为a1=1,所以an=(n≥2),
n(n+1)
22*
又当n=1时,=1=a1,所以an=(n∈N).
1×(1+1)n(n+1)
12
(2)由3anan+1=an-2an+1两边同时除以anan+1,可得3=-,
an+1an
1
1+31
所以+3=2an,+3=2≠0,
an+1a1
1
+3
故数列an是以2为首项,2为公比的等比数列,
1n1
所以+3=2,即an=.
n
an2-3
311
12.(12分)已知数列{an}满足an+1=an-an-1(n≥2),且a1=,a2=1.求数列{an}的通
222
项公式.
3111
解:因为an+1=an-an-1(n≥2),所以an+1-an=(an-an-1)(n≥2),又因为a2-a1=,
2222
11
所以数列{an+1-an}是以为首项,为公比的等比数列,
22
1n-11n
1
所以an+1-an=×2=2①,
2
1
11an+1-an11
又因为an+1-an=an-an-1,所以数列2为常数列,故an+1-an=a2-a1=1
2222
-1=3②,
44
1n
13
②-①可得an=-2,
24
31
所以an=-,
22n-1
*31
即对任意的n∈N,an=-.
22n-1
13.(5分)若数列{an}和{bn}满足a1=2,b1=0,2an+1=3an+bn+2,2bn+1=an+3bn-2,
则a2026+b2025=(C)
A.2×32024+1B.3×22024-1
C.3×22024+1D.3×22025-1
解析:因为2an+1=3an+bn+2,2bn+1=an+3bn-2,所以2an+1+2bn+1=3an+bn+2+an
+3bn-2=4(an+bn),即an+1+bn+1=2(an+bn),又a1+b1=2,所以{an+bn}是以2为首项,
n31
2为公比的等比数列,所以an+bn=2,又2an+1=3an+bn+2,即an+1=an+bn+1,所以
22
3133n320252
an+1+bn=an+bn+1+bn=(an+bn)+1=×2+1,所以a2026+b2025=×2+1=3×2
22222
024+1.故选C.
nn+2nn+2*
14.(5分)在数列{an}中,a1=a(a>0),(2-1)an+1=(2-1)an+2(2-1)(n∈N),若
n+1
an≤4-1恒成立,则实数a的最大值为(A)
A.3B.6
C.12D.15
nn+2nn+2*nn+1
解析:由已知(2-1)an+1=(2-1)an+2(2-1)(n∈N),两边同时除以(2-1)(2-
n
an+1an2
1)(2n+2-1)可得=+,
(2n+1-1)(2n+2-1)(2n-1)(2n+1-1)(2n-1)(2n+1-1)
an+1
即=an+1-1,
(2n+1-1)(2n+2-1)(2n-1)(2n+1-1)2n-12n+1-1
an+1
即+1=an+1,
(2n+1-1)(2n+2-1)2n+1-1(2n-1)(2n+1-1)2n-1
an+1
an1a1
则数列(2n-1)(2n+1-1)2n-1为常数列,所以+=
(2n-1)(2n+1-1)2n-1(2-1)(22-1)
1aa1nn+1n+1
+=+1,所以an=+1-(2-1)(2-1),又an≤4-1恒成立,即
2-1332n-1
a1
+1-
n-a1
321(2n-1)(2n+1-1)≤4n+1-1恒成立,因为a>0,n≥1,n∈N*,所以+1->0,
32n-1
a4n+1-11(2n+1-1)(2n+1+1)1
2n-1>0,2n+1-1>0,所以≤+-1=+-1=
3(2n-1)(2n+
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