求数列的通项公式
一、基础知识——求通项公式的方法 1、累加(累乘法)
(1)累加法:如果递推公式形式为:an?1?an?f?n?,则可利用累加法求通项公式 ① 等号右边为关于n的表达式,且能够进行求和 ② an?1,an的系数相同,且为作差的形式
n例:数列?an?满足:a1?1,且an?1?an?2?1,求an
n解:an?1?an?2?1
an?an?1?2n?1?1
M
a2?a1?21?1
累加可得:an?a1?2?2?L?22n?1??n?1?
?2?2n?1?1?2?1?n?1?2n?n?3
?an?2n?n?2
(2)累乘法:如果递推公式形式为:
an?1?f?n?,则可利用累加法求通项公式 an例:已知数列?an?满足:a1?1,且nan?1??n?1?an,求an 解:nan?1??n?1?an?an?1n?1? ann?anan?1ann?12??L?2???L? an?1an?2a1n?1n?21an?n ?an?na1?n a1?2、构造辅助数列:通过对递推公式进行变形,变形为相邻项同构的特点,进而将相同的结构视为一个整体,即构造出辅助数列。通过求出辅助数列的通项公式,便可算出原数列的通
项公式
(1)形如an?pan?1?q?p?1,q?0?的形式:通常可构造出等比数列,进而求出通项公式。
例:数列?an?中,a1?1,an?3an?1?2,求数列?an?的通项公式
思路:观察到an与an?1有近似3倍的关系,所以考虑向等比数列方向构造,通过对an与an?1分别加上同一个常数?,使之具备等比关系,考虑利用待定系数法求出? 解:设an???3?an?1???即an?3an?1?2? 对比an?3an?1?2,可得??1
?an?1?3?an?1?1?
??an?1?是公比为3的等比数列
?an?1??a1?1??3n?1 ?an?2?3n?1?1
nnn(2)形如an?pan?1?q,此类问题可先处理q,两边同时除以q,得
anan?1?p?1,qnqn进而构造成
anpan?1anp???1b?b??bn?1?1,从而将问题转化为,设,从而变成nnnn?1nqqqqq第(1)个问题
n例:在数列?an?中,a1?1,an?3an?1?2?3
n解:an?3an?1?2?3
?anan?1??2 3n3n?1?an???n?是公差为2的等差数列 ?3??ana15??n?1?2?2n? ??n13335???an??2n???3n
3??小结:对于以上两个问题,还有一个通用的方法:对于形如an?pan?1?f?n?(其中f?n?n为关于n的表达式),可两边同时除以p,
ananan?1f?n?b?。设,即??nnnn?1nppppbn?bn?1?f?n?pn,进而只要
f?n?pn可进行求和,便可用累加的方法求出bn,进而求出bn。
以(1)中的例题为例:
anan?1?1?Qan?3an?1?2 ?n?n?1?2???
33?3?设bn?nan1,则 b?1n33n?1??bn?bn?1?2???
?3?bn?1?bn?2 M
?1??2????3?n?1
?1??b2?b1?2???
?3?n?11??1??1????2?23nn?13?3??1??1?????11??1???????bn?b1?2???????L?????2???1????
13333?????????????3???1?321?1?12?1??bn?????????
3?3?33?3?an2?1??n?????an?2?3n?1?1 33?3?(3)形如:qan?1?pan?anan?1,可以考虑两边同时除以anan?1,转化为
nnnqp??1的anan?1形式,进而可设bn?1,递推公式变为qbn?pbn?1?1,转变为上面的类型求解 an例:已知在数列?an?中,an?0,a1?2,且an?1?an?2an?1an 解:an?1?an?2an?1an?11???2 an?1an?111111???2 L ????2 ???2 ?an?1an?2a2a1anan?111???2?n?1? ana1?累加可得:
?1115?2?2n??2?2n???2n ana122?an?15?2n2?2
5?4n(4)形如pan?2??p?q?an?1?qan?k,即中间项的系数与两边项的系数和互为相反数,则可根据两边项的系数对中间项进行拆分,构造为:p?an?2?an?1??q?an?1?an??k的形式,将bn?an?1?an,进而可转化为上面所述类型进行求解
例:已知数列?an?中,a1?1,a2?3,且an?2?2an?1?an?4,求an 解:an?2?2an?1?an?4??an?2?an?1???an?1?an??4 设bn?an?1?an,则bn?1?bn?4,且b1?a2?a1?2
??bn?为公差是4的等差数列 ?bn?b1??n?1??4?4n?2
?an?1?an?4n?2
an?an?1?4?n?1??2
M
a2?a1?4?1?2
?an?a1?4??1?2?L??n?1????2?n?1?
?4?n?n?1?2?2?n?1??2n2?4n?2
?an?2n2?4n?3
4、题目中出现关于Sn,an的等式:一方面可通过特殊值法(令n?1)求出首项,另一方
面可考虑将等式转化为纯Sn或纯an的递推式,然后再求出an的通项公式。 例:已知数列?an?各项均为正数,Sn?an?an?1?2
,n?N?,求an
解:Sn?an?an?1?2,Sn?1?an?1?an?1?1?2an?an?1?2两式相减,可得:Sn?Sn?1??an?1?an?1?1?2?n?N,n?2?
?22an?an22?1?an?an?1?an??an?an?1?an?an?1
2?an?an?1??an?an?1??an?an?1?
Qan?0 ?an?an?1?1
??an?是公差为1的等差数列
在Sn?an?an?1?2中,令n?1,可得S1?a1?a1?1?2?a1?1
?an?a1??n?1?d?n
5、构造相减:当所给递推公式无法直接进行变形,则可考虑根据递推公式的形式再构造出下一组相邻项的递推公式,通过两式相减可构造出新的递推公式,再尝试解决。尤其是处理递推公式一侧有求和特征的问题,这种做法可构造出更为简单的递推公式。(详见例5,例8)以上面的一个例子为例:数列?an?中,a1?1,an?3an?1?2,求数列?an?的通项公式 解:Qan?3an?1?2 ① ?an?1?3an?2 ② ②?①可得:
an?1?an?3?an?an?1?
??an?1?an?是公比为3的等比数列 a2?3a1?2?5
?a2?a1?4
?an?1?an??a2?a1??3n?1?4?3n?1
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