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数列通项公式的求法

2022-11-16 来源:乌哈旅游
数列通项公式的求解方法

数列的递推式是指数列中相邻两项的关系,即an1与an的关系(或者an与an-1的关系)。求数列的通项公式an,关键是先找出数列的递推式。根据数列的递推式的不同,数列通项公式的求解主要有以下几种题型:

题型1:递推式为an1and及an1qan(d,q为常数)。 题型2:利用求和公式Snf(n)来求an.

题型3:递推式为an1anf(n),f(n)一般为一次函数、二次函数或可裂解的分式函数。 题型4:递推式为

an1f(n). an题型5:递推式为an1panq(其中p、q均为常数,pq(p1)0)。 题型6:递推式为an1panqn(其中p、q均为常数且pq(p1)(q1)0)。 题型7:递推式为an1panqnb(p1、0,qb0)。 或an1panqb(p1、0,qb0)。 题型8:递推式为an1nf(n)an.

g(n)anh(n)r题型9:递推式为an1pan(p0,an0)。

题型10:递推式形式上较复杂时,用换元法求an.

n题型11:递推式为an1anpnq或an1anpq。 (双数列)题型12:周期型数列。

题型13:递推式为an2pan1qan(其中p、q均为常数)。 题型14:递推式为an1panqh(p、q、r、h为常数,且phqr,r0,a1)。

rranh注意:题型13和题型14都可以用特征根法求解。

1

题型1:递推式为an1and及an1qan(d,q为常数),运用公式法求an.

例1.已知无穷数列an的前n项和为Sn,并且anSn1(nN),求数列an的通项公式。

*解:Sn1an,an1Sn1Snanan1,

111an1an,又a1,an

222

题型2:利用求和公式Snf(n),求出an(n1)S1,注意验证首项。

SS(n2)n1nn例2.已知数列an的前n项和为:Snn2n1,求数列an的通项公式。

题型3:递推式为an1anf(n),利用叠加法求an.其中,f(n)一般为一次函数、二次函数或可裂解的分式函数。 例3.已知数列an中,a1解:由已知可得 anaan11,an1an2,求数列an的通项公式。 24n11111,

4n2122n12n1令n1,2,3,,n1,代入后n1个等式迭加,即

ana1a2a1a3a2an1an2anan1

1111111111 23352n52n32n32n1

114n32。 22n14n2题型4:递推式为

an1f(n),则用叠乘法求an. an例4.已知数列{an}满足an12(n1)5nan,a13,求数列{an}的通项公式。

解:因为an12(n1)5nan,a13,所以an0,则

an12(n1)5n, an2

ananan1aa32a1an1an2a2a1[2(n11)5n1][2(n21)5n2][2(21)52][2(11)51]3 2n1[n(n1)32]5(n1)(n2)21332n1n(n1)25n!n1数列{an}的通项公式为an32

5n(n1)2n!.

题型5:递推式为an1panq(其中p、q均为常数,(pq(p1)0)),把原递推公式转化为:an1xp(anx),其中x(构造等比数列法)。

例5.在数列an中,a11,对于n1nN有an3an12,求数列an的通项公式。 解:设递推式an3an12化为ant3an1t 整理比较得22t,即t1于是得an13an11 所以an1是公比为3的等比数列,其首项为a112

qq,从而构造出an为新的等比数列来求anp1p1an123n1,即an23n11.

题型6:递推式为an1panqn(其中p、q均为常数且pq(p1)(q1)0), 方法一:在原递推式两边同除以qn1,得:

anan1pan1,引入数列,令,bbnnnn1nqqqqq得:bn1p1p,再通过题型5的方法构造等比数列法求出an. bn(1)qqq注意:当

p11p,bn1bnbn,此时bn为等差数列,求出bn后自1,即pq时,

qqqq然就可以求出an.

方法二:可设an1xqn1p(anxqn)解出x1(pq0),从而转化为pq1n。 aqn是公比为p的等比数列(构造等比数列法)pq3

注意:当pq0,即pq时,可通过构造等差数列法求出an.

例6.已知数列{an}满足an12an35n,a16,求数列an的通项公式。

an12an3an23方法一:n,设b,则bbnn1n5155n55n55an26112bn1-1(bn1),b1,b11,bn1()n1n1

555555an5n2n1方法二:等比数列法:设an1x5n12(anx5n)

将an12an35n代入④式,得2an35nx5n12an2x5n,

n等式两边消去2an,得35nx5n12x5n,两边除以5,得35x2x,则x1,

代入④式得an15n12(an5n)

an15n1由a156510及⑤式得an50,则2,则数列{an5n}是以nan51na1511为首项,以2为公比的等比数列,则an5n2n1,故an2n15n.

题型7:递推式为an1panqnb(p1、0,qb0)或

an1panqnb(p1、0,qb0)时,可设an1x(n1)yp(anxny)

或an1xqn1yp(anxqny),解出x、y,从而转化为anxny或

anxqny是公比为p的等比数列(构造等比数列法)来求出an.

1,2an1ann,求数列{an}的通项公式。 21n解:依题有2an1ann,即an1an,可变形为

2211[an1(n1)2](ann2),可知数列ann2是以a1123为首项,为公比

221n1的等比数列。从而an3()n2(nN*)2

例7.1.已知数列{an}中,a1

4

例7.2.已知数列{an}满足an13an52n4,a11,求数列{an}的通项公式。 解:设an1x2n1y3(anx2ny)

将an13an52n4代入⑥式,得3an52n4x2n1y3(anx2ny) 整理得(52x)2n4y3x2n3y.

52x3xx5令,则,代入⑥式得,an152n123(an52n2) ⑦ 4y3yy2an152n12由a1522112130及⑦式,得,an5220,则3. nan5221n故数列{an52n2}是以a1521211213为首项,以3为公比的等比数列 因此an52n2133n1,则an133n152n2.

题型8:递推式为an1f(n)an,将等式两边取倒数后有,

g(n)anh(n)g(n)anh(n)h(n)1g(n)11,设bn,则可转化为bn1pbnq题型,再an1f(n)anf(n)anf(n)an利用构造等比数列法求出an. 例8.在数列{an}中,当a11,an12an时,求数列{an}的通项公式。

2an35

r题型9:递推式为an1pan(p0,an0),将等式两边取对数后有lgan1lgprlgan,

令bnlgan,则有bn1rbnlgp,再利用构造等比数列法求出an.

例9.(2002上海)若数列{an}中,a1=3且an1an(n是正整数),则an=______________ 解:

题型10:对于递推式很复杂的数列,可以用换元法来求an. 例10.已知数列{an}满足an1解:令bn124an,则an故an1log3an12,则log3an12n12n1,故an32.

log3ann121(14an124an),a11,求数列{an}的通项公式。 1612(bn1) 24121(bn11),代入an1(14an124an)得 241612112(bn11)[14(bn1)bn] 24162422即4bn1(bn3)因为bn124an0,故bn1124an10

则2bn1bn3,即bn1131bn,可化为bn13(bn3), 2221为公比的等比数列,2所以{bn3}是以b13124a13124132为首项,以

因此bn32()n1()n2,则bn()n23,即124an()n23,得

12121212an

21n1n1()(). 3423题型11:递推式为an1anpnq或an1anpqn,可转化为a2n1与a2n(双数列)是等差或等比数列来求解an.递推式中涉及奇偶项时,一般可转化为双数列来研究。 例11.(1)在数列{an}中,a11,an16nan,求数列{an}的通项公式。 (2)在数列{an}中,a11,anan13n,求数列{an}的通项公式。

6

题型12:周期型数列由递推式计算出前几项,寻找规律和得出周期后求出an.

例12.若数列an满足an112a,(0a)n6n2,若a1,则a20的值为___5/7_____

72a1,(1a1)nn2

题型13:递推式为an2pan1qan(其中p、q均为常数),可用特征根法求解。 方法一(构造等比数列法):an2pan1qan变形为an2xan1y(an1xan),即

an2(yx)an1xyan,则yxp且xyq,解得x、y,于是数列an1xan是公

比y为的等比数列,再利用叠加法求出an.

方法二(特征根法):对于由递推公式an2pan1qan,a1,a2给出的数列an,

2方程xpxq0,叫做数列an的特征方程。若x1,x2是特征方程的两个根,当x1x2时,nn数列an的通项为anAx1,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和Bx2n,得到关于A、B的方程组,求出A、B即可);当x1x2时,数n1,2,代入anAx1nBx2n列an的通项为an(ABn)x1,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和

。 n1,2,代入an(ABn)x1n,得到关于A、B的方程组,求出A、B即可)

例13.在数列{an}中,a11,a22,当nN,an25an16an,求数列{an}的通项公式。

解:设an2an1(5)(an1an)

比较系数得=-3或=-2,不妨取=-2.①式可化为:

an22an13(an12an)

则{an12an}是一个等比数列,首项a22a1=2-2(-1)=4,公比为3. ∴an12an43

n1.利用上题结果有:an43

n152n1.

7

题型14:递推式为an1设特征方程xpanqh(p、q、r、h为常数,且phqr,r0,a1),可

rranhpxq(特征根法),即rx2(hp)xq0,当方程有且仅有一根x0时,

rxh则111,代入a1,a2的c(其中c是待定常数)是等差数列,可令

an1x0anx0anx0anx1是等比数列,可令

axn2值可求得c值;当方程有两个相异的根x1、x2时,则an1x1ax1(其中c是待定常数),代入a1,a2的值可求得c值,最终求出an。此cnan1x2anx2方法又称不动点法。

例14.已知数列{an}满足a12,anan12(n2),求数列{an}的通项公式。

2an11解:其特征方程为xx22,化简得2x20,解得x11,x21 2x141an11an1acc令,由a12,得2,可得.

53an11an1数列an11a111是以为首项,以为公比的等比数列. 3a113an1n1a111nan133

3n(1)n,annn.

3(1)8

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