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数列通项公式的求解方法总结

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数列的通项公式是数列中一类常见的题型,这类题型如果单纯的看某一个具体的题目,它的求解方法灵活是灵活多变的,构造的技巧性也很强,但是此类题目也有很强的规律性,存在着解决问题的通法,本文就高中数学中常见的几类题型从解决通法上做一总结,方便于学生学习和老师的教学。

一、累加法:利用an=a1+(a2-a1)+…(an-an-1)求通项公式的方法称为累加法。累加法是求型如an+1=an+f(n)的递推数列通项公式的基本方法(f(n)可求前n项和).

例1.已知数列an满足an+1=an+2n+1,a1=1,求数列an的通项公式。

解:由an+1=an+2n+1得an+1-an=2n+1则

an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+ (a2-a1)+a1

=[2(n-1)+1]+[2(n-2)+1]+…+(2×2+1)+(2×1+1)+1

=2[(n-1)+(n-2)+…+2+1]+(n-1)+1

=2+(n-1)+1

=(n-1)(n+1)+1

=n2

所以数列an的通项公式为an=n2。

例2:在数列{an}中,已知an+1= ,求该数列的通项公式.

备注:取倒数之后变成逐差法。

解:两边取倒数递推式化为:=+,即-=所以-=,-=,-=…-=.…,

将以上n-1个式子相加,得:-=++…+即=+++…+==1-故an==

二、累乘法:利用恒等式an=a1…(an≠0,n?叟n)求通项公式的方法称为累乘法,累乘法是求型如:an+1=g(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3.已知数列{an}中a1=,an=・an-1(n?叟2)求数列{an}的通项公式。

解:当n?叟2时,=,=,=,…=将这n-1个式子累乘,得到=,从而an=×=,当n=1时,==a1,所以an= 。

注:在运用累乘法时,还是要特别注意项数,计算时项数容易出错.

三、公式法:利用熟知的的公式求通项公式的方法称为公式法,常用的公式有an=Sn-Sn-1(n?叟2),等差数列或等比数列的通项公式。

例4.已知Sn为数列an的前n项和,且Sn=2n+1,求数列an的通项公式.

解:当n=1时,a1=S1=2+1=3,当n?叟2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-1.

而n=1时,21-1=1≠a1,an3(n=1)2n-1(n?叟2)。

四、构造新数列(待定系数法): ①将递推公式an+1=qan+d(q,d为常数,q≠0,d≠0)通过(an+1+x)=q(an+x)与原递推公式恒等变成an+1+=q(an+)的方法叫构造新数列.

例5.在数列an中,a1=1,当n?叟2时,有an=3an-1+2,求an的通项公式。

解:设an+m=3(an-1+m),即有an=3an-1+2m,对比an=3an-1+2,得m=1,于是得an+1=3(an-1+1),数列an+1是以a1+1=2为首项,以3为公比的等比数列,所以有an=2・3n-1-1。

类似题型练习:已知数列an满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*)求数列an的通项公式.

注:此种类型an+1=pan+g(n)(p为常数,且p≠0,p≠1)与上式的区别,其解法如下:将等式两边同除以pn+1,则=+,令bn=,则bn+1=bn=,这样此种数列求通项的问题可以转化为逐差法的问题,当然这种数列的通项公式也常用待定系数法解决,关键要根据g(n)选择适当的形式。

如:an的首项a1=1,且an+1=4an+2n,求an

五、数学归纳法(用不完全归纳法猜想,用数学归纳法证明)

例6.设数列an满足:a1=1,an+1an-2n2(an+1-an)+1=0求数列an的通项公式.

解:由an+1an-2n2(an+1-an)+1=0得an+1=,可算得a2=3,a3=5,a4=7,猜想an=2n-1,并用数学归纳法予以证明(以下略)

六、待定系数法

例7.已知数列an满足an+1=2an+3×5n,a1=6,求数列an的通项公式。

解:设an+1+x×5n+1=2(an+x×5n) ④

将an+1=2an+3×5n代入④式,得2an+3×5n+x×5n+1=2an+2x×5n,等式两边消去2an,得3・5n+x・5n+1=2x・5n,两边除以5n,得3+5x=2x,则x=-1,代入④式得an+1-5n+1=2(an-5n) ⑤

由a1-51=6-5=1≠0及⑤式得an-5n≠0,则=2,则数列{an-5n}是以a1-51=1为首项,以2为公比的等比数列,则an-5n=2n-1,故an=2n-1+5n。

评注:本题解题的关键是把递推关系式an+1=2an+3×5n转化为an-1-5n+1=2(an-5n),从而可知数列{an-5n}是等比数列,进而求出数列{an-5n}的通项公式,最后再求出数列{an}的通项公式。

七、特征根法

形如递推公式为an+2=pan+1+qan(其中p,q均为常数)。对于由递推公式an+2=pan+1+qan,a1=α,a2=β,给出的数列an,方程x2-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,数列an的通项为an=Axn-11+Bxn-12,其中A,B由a1=α,a2=β决定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=Axn-11+Bxn-12,得到关于A、B的方程组);

当x1=x2时,数列an的通项为an=(A+Bn)xn-11,其中A,B由1=α,a2=β决定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=(A+Bn)xn-11,得到关于A、B的方程组)。

例8.数列an:3an+2-5an+1+2an=0(n?叟0,n∈N),a1=a,a2=b求an

解:特征方程是3x2-5x+2=0,x1=1,x2= ,an=Axn-11+Bxn-12=A+B・()n-1。

又由a1=a,a2=b,于是a=A+Bb=A+B?圯A=3b-2aB=3(a-b)

故an=3b-2a+3(a-b)()n-1

以上几种求通项的方法,只是个人的一个小小的总结,希望对同学们的学习有一定的帮助。