数列通项公式的求解方法归纳
数列通项公式的解法
数列是高考中的重点内容之一,每年的高考题都会考察到,小题一般较易,大题一般较难。而作为给出数列的一种形式——通项公式,在求数列问题中尤其重要。本文给出了求数列通项公式的常用方法。小结:除了熟悉以上常见求法以外,对具体的数列进行适当的变形,一边转化为熟知的数列模型更是突破数列通项的关键。做题时要不断总结经验,多加琢磨。
总结方法比做题更重要!方法产生于具体数学内容的学习过程中.
1.直接法
2.公式法
3.归纳猜想法
4.累加(乘)法
5.取倒(对)数法
6.迭代法
7.待定系数法
8.特征根法
9.不动点法10.换元法11.双数列12.周期型13.分解因式法14.循环法15.开方法
◆一、直接法
根据数列的特征,使用作差法等直接写出通项公式。 例1:根据数列的前4项,写出它的一个通项公式: (1)9,99,999,9999,…
(2) ,17
164,1093
,5
42,211 (3) ,52,21,32,
1 (4) ,5
4
,43,
32,21-- ◆二、公式法
①利用等差数列或等比数列的定义求通项
②若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式???≥???????-=????????????????=-2
1
11n S S n S a n n n 求解.
(注意:求完后一定要考虑合并通项) 例2.①已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n
n n .求数列{}n a 的通项公式.
②已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足21n
S n n =+-,求数列{}n a 的通项公式.
③ 已知等比数列{}n a 的首项11=a ,公比10< 通项公式。 ◆三、归纳猜想法 如果给出了数列的前几项或能求出数列的前几项,我们可以根据前几项的规律,归纳猜想出数列的通项公式,然后再用数学归纳法证明之。也可以猜想出规律,然后正面证明。 例3.已知点的序列* ),0,(N n x A n n ∈,其中01=x ,)0(2>=a a x ,3A 是线段21A A 的中点,4A 是线段32A A 的中点,…,n A 是线段12--n n A A 的中点,… (1) 写出n x 与21,--n n x x 之间的关系式(3≥n )。 (2) 设n n n x x a -=+1,计算321,,a a a ,由此推测{}n a 的通项公式,并加以证明。 变式:设数列{a n }的前n 项和为S n ,且方程x 2-a n x -a n =0有一根为S n -1,n =1,2,3,… (Ⅰ)求a 1,a 2; (Ⅱ){a n }的通项公式 ◆四、累加(乘)法 对于形如)(1n f a a n n +=+型或形如n n a n f a )(1=+型的数列,我们可以根据递推公式,写出n 取1到n 时的所有的递推关系式,然后将它们分别相加(或相乘)即可得到通项公式。 例4. 若在数列{}n a 中,31=a ,n a a n n +=+1,求通项n a 。 例5. 在数列{}n a 中,11=a ,n n n a a 21=+(* N n ∈),求通项n a 。 ◆五、取倒(对)数法 a 、r n n pa a =+1这种类型一般是等式两边取对数后转化为q pa a n n +=+1,再利用待定系数法求解 b 、数列有形如0),,(11=--n n n n a a a a f 的关系,可在等式两边同乘以 ,11-n n a a 先求出.,1 n n a a 再求得 c 、) ()()(1n h a n g a n f a n n n += +解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为q pa a n n +=+1。 例6..设数列}{n a 满足,21=a ),N (3 1∈+=+n a a a n n n 求.n a 例7 、 设正项数列{}n a 满足11=a ,2 12-=n n a a (n ≥2).求数列{}n a 的通项公式. 变式: 1.已知数列{a n }满足:a 1= 3 2 ,且a n =n 1n 13na n 2n N 2a n 1*≥∈--(,)+-求通项a n . 2、若数列的递推公式为1111 3, 2()n n a n a a +==-∈,求通项a n . 3、已知数列{n a }满足2,11≥=n a 时,n n n n a a a a 112--=-,求通项a n . 4、已知数列{a n }满足:1,1 3111 =+?= --a a a a n n n ,求通项a n . 5、若数列{a n }中,a 1=1,a 1+n = 2 2+n n a a n ∈N +,求通项a n . ◆六、迭代法 迭代法就是根据递推式,采用循环代入计算. 例8、设a 0为常数,且a n =3 n -1 -2 a n -1(n 为正整数)证明对任意n≥1 , a n = [ 3 n +(-1)n -1· 2 n ]+(-1)n · 2 n a 0 ◆七、待定系数法: 求数列通项公式方法灵活多样,特别是对于给定的递推关系求通项公式,观察、分析、推理能力要求较高。通常可对递推式变换,转化成特殊数列(等差或等比数列)来求解,该方法体现了数学中化未知为已知的化归思想,运用待定系数法变换递推式中的常数就是一种重要的转化方法。 1、通过分解常数,可转化为特殊数列{a n +k}的形式求解。一般地,形如a 1+n =p a n +q (p ≠1,pq ≠0)型的递推式均可通过待定系数法对常数q 分解法:设a 1+n +k=p (a n +k )与原式比较系数可得pk -k=q ,即k=1 -p q ,从而得等比数列{a n +k}。 例9、数列{a n }满足a 1=1,a n = 2 1 a 1-n +1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式。 练习、数列{a n }满足a 1=1,0731=-++n n a a ,求数列{a n }的通项公式。 2、已知数列{}n a 满足11=a ,且132n n a a +=+,求n a . 2、递推式为11+++=n n n q pa a (p 、q 为常数)时,可同除1 +n q ,得 111+?=++n n n n q a q p q a ,令n n n q a b =从而化归为q pa a n n +=+1(p 、q 为常数)型. 、 例10.已知数列{}n a 满足11=a ,123-+=n n n a a )2(≥n ,求n a . 3、形如b an pa a n n ++=+1)001(≠≠,a 、p 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令)()1(1y xn a p y n x a n n ++=++++,与已知递推式比较,解出y x ,,从而转化为{}y xn a n ++是公比为p 的等比数列。 例11:设数列{}n a :)2(,123,411≥-+==-n n a a a n n ,求n a . 变式:已知数列{n a }中,11122n n a n a a +=-、点(、)在直线y=x 上,其中n=1,2,3… (Ⅰ)令{}是等比数列; 求证数列n n n n b a a b ,31--=- (Ⅱ)求数列 {}的通项; n a 4、形如21 n n a pa an bn c +=+++)001 (≠≠,a 、p 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令 221(1)(1)()n n a x n y n c p a xn yn c ++++++=+++,与已知递推式比较,解出y x ,,z.从而转化为 {}2 n a xn yn c +++是公比为p 的等比数列。 例12:设数列{}n a :2114,321,(2)n n a a a n n -==+-≥,求n a . 5. 递推公式为n n n qa pa a +=++12(其中p ,q 均为常数)。 先把原递推公式转化为)(112 n n n n sa a t sa a -=-+++ 其中s ,t 满足?? ?-==+q st p t s 例13:已知数列{}n a 中,11=a ,22=a ,n n n a a a 3 1 3212+= ++,求n a 。 变式: 1.已知数列 {}n a 满足*12211,3,32().n n n a a a a a n N ++===-∈ (I )证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; (II )求数列{}n a 的通项公式; (III )若数列{}n b 满足1 2 111*44...4(1)(),n n b b b b n a n N ---=+∈证明{}n b 是等差数列 2.已知数列{}n a 中,11=a ,22=a ,n n n a a a 3 13 212+=++,求n a 3.已知数列 {}n a 中,n S 是其前n 项和,并且1142(1,2, ),1n n S a n a +=+==, ⑴设数列),2,1(21 =-=+n a a b n n n ,求证:数列{}n b 是等比数列; ⑵设数列),2,1(,2 == n a c n n n ,求证:数列{}n c 是等差数列;⑶求数列{}n a 的通项公式及前n 项和。 ◆八:特征根法。 1、设已知数列}{n a 的项满足d ca a b a n n +==+11,,其中,1,0≠≠c c 求这个数列的通项公式。作出一个方程,d cx x +=则当10a x =时,n a 为常数列,即0101,;x b a a x a a n n n +=≠=时当,其中}{n b 是以c 为公比的等比数列,即01111,x a b c b b n n -==-. 2.对于由递推公式n n n qa pa a +=++12,βα==21,a a 给出的数列{}n a ,方程02=--q px x ,叫做数列 {}n a 的特征方程。若21,x x 是特征方程的两个根,当21x x ≠时,数列{}n a 的通项为1 211--+=n n n Bx Ax a , 其中A ,B 由βα==21,a a 决定(即把2121,,,x x a a 和2,1=n ,代入1 211--+=n n n Bx Ax a ,得到关于A 、B 的 方程组);当21x x =时,数列{}n a 的通项为11)(-+=n n x Bn A a ,其中A ,B 由βα==21,a a 决定(即把 2121,,,x x a a 和2,1=n ,代入11)(-+=n n x Bn A a ,得到关于A 、B 的方程组)。 例14:(1)已知数列 {}n a 满足),0(0253,,1221N n n a a a b a a a n n n ∈≥=+-==++,求数列{}n a 的通项公式。 ◆九:不动点法,形如h ra q pa a n n n ++= +1 解法:如果数列}{n a 满足下列条件:已知1a 的值且对于N ∈n ,都有h ra q pa a n n n ++= +1(其中p 、q 、r 、h 均为常数, 且r h a r qr ph - ≠≠≠1,0,),那么,可作特征方程h rx q px x ++=,当特征方程有且仅有一根0x 时,则01n a x ????-?? 是等差数列;当特征方程有两个相异的根1x 、2x 时,则12n n a x a x ?? -? ?-?? 是等比数列。 例15:已知数列}{n a 满足性质:对于,3 24 ,N 1++=∈-n n n a a a n 且,31=a 求}{n a 的通项公式. 变式:数列).1(0521681}{111≥=++-=++n a a a a a a n n n n n 且满足记).1(2 11≥- = n a b n n (Ⅰ)求b 1、b 2、b 3、b 4的值; (Ⅱ)求数列}{n b 的通项公式及数列}{n n b a 的前n 项和.n S ◆十:换元法:类比函数的值域的求法有三角代换和代数代换两种,目的是代换后出现的整体数列具有规律性。 例16 已知数列{}n a 满足111 (14116 n n a a a += ++=,,求数列{}n a 的通项公式。 例17 已知数列{}n a 满足2 1 1= a ,211n n a a += +,求n a 。 ◆十一。双数列 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18. 已知数列{}n a 中,11=a ;数列{}n b 中,01=b 。当2≥n 时,)2(3111--+= n n n b a a ,)2(3 1 11--+=n n n b a b , 求n a ,n b . ◆十二、周期型 解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。 例19:若数列{}n a 满足??? ???? <≤-≤≤=+) 121(,12)210(,21 n n n n n a a a a a ,若761=a ,则20a 的值为___________。 变式:已知数列}{n a 满足)(1 33,0*11N n a a a a n n n ∈+-= =+,则20a = ( ) A .0 B .3- C . 3 D . 2 3 ◆十三、分解因式法 当数列的关系式较复杂,可考虑分解因式和约分化为较简形式,再用其它方法求得a n . 例20.已知),1,0(,)1()(,)1()(3 4≠-?=-=r x r x g x x f 数列}{n a 满足1,21≠=n a a (n ∈N ),且有条件 n a a f n g a a n n n n (,0)()1()(11求=+-?---≥2). ◆十四、循环法 数列有形如0),(12=++n n n a a a f ,的关系,如果复合数列构不成等差、等比数列,有时可考虑构成循环关系而求出.n a 例21.在数列}{n a 中,.19981221,,5,1a a a a a a n n n 求-===++ ◆十五、开方法 对有些数列,可先求,3n n a a 或再求.n a 例22、两个数列},{},{n n b a 它们的每一项都是正整数,且对任意自然数n a n ,、n b 、1+n a 成等差数列,n b 、1+n a 、1+n b 成等 比数列,.,2,3,1121 n n b a b a a 和求=== 2b n =a n +a n+1,① a 2n+1=b n ·b n+1.② 数列通项公式的求法 ◆一、直接法 根据数列的特征,使用作差法等直接写出通项公式。 例1:根据数列的前4项,写出它的一个通项公式: (1)9,99,999,9999,…(2) ,17 164,1093 ,542,211 (3) ,52,2 1,32, 1(4) ,5 4 ,43,32,21-- 答案:(1)110-=n n a (2);1 22++=n n n a n (3);12+=n a n (4)1)1(1+? -=+n n a n n . ◆二、公式法 ①利用等差数列或等比数列的定义求通项 ②若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式???≥???????-=????????????????=-2 1 11n S S n S a n n n 求解. (注意:求完后一定要考虑合并通项) 例2.①已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式. ②已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足21n S n n =+-,求数列{}n a 的通项公式. ③ 已知等比数列{}n a 的首项11=a ,公比10< 通项公式。 ③解析:由题意,321++++=n n n a a b ,又{}n a 是等比数列,公比为q ∴ q a a a a b b n n n n n n =++=+++++2 13 21,故数列{}n b 是等比数列,)1(211321+=+=+=q q q a q a a a b , ∴ )1()1(1+=?+=-q q q q q b n n n ◆三、归纳猜想法 如果给出了数列的前几项或能求出数列的前几项,我们可以根据前几项的规律,归纳猜想出数列的通项公式,然后再用数学归纳法证明之。也可以猜想出规律,然后正面证明。 例3.已知点的序列* ),0,(N n x A n n ∈,其中01=x ,)0(2>=a a x ,3A 是线段21A A 的中点,4A 是线段32A A 的中点,…,n A 是线段12--n n A A 的中点,… (3) 写出n x 与21,--n n x x 之间的关系式(3≥n )。 (4) 设n n n x x a -=+1,计算321,,a a a ,由此推测{}n a 的通项公式,并加以证明。 解析:(1)∵ n A 是线段32--n n A A 的中点, ∴)3(2 2 1≥+= --n x x x n n n (2)a a x x a =-=-=0121, 2122322x x x x x a -+= -==a x x 2 1 )(2112-=--, 3233432x x x x x a -+= -==a x x 4 1 )(2123=--, 猜想*)() 2 1(1 N n a a n n ∈-=-,下面用数学归纳法证明 01 当n=1时,a a =1显然成立; 02 假设n=k 时命题成立,即*)()2 1 (1N k a a k k ∈-=- 则n=k+1时,k k k k k k x x x x x a -+= -=++++21121=k k k a x x 21)(211-=--+ =a a k k )2 1 ()21)(21(1-=--- ∴ 当n=k+1时命题也成立,∴ 命题对任意* N n ∈都成立。 变式:设数列{a n }的前n 项和为S n ,且方程x 2-a n x -a n =0有一根为S n -1,n =1,2,3,… (Ⅰ)求a 1,a 2;(Ⅱ){a n }的通项公式 ◆四、累加(乘)法 对于形如)(1n f a a n n +=+型或形如n n a n f a )(1=+型的数列,我们可以根据递推公式,写出n 取1到n 时的所有的递推关系式,然后将它们分别相加(或相乘)即可得到通项公式。 例4. 若在数列{}n a 中,31=a ,n a a n n +=+1,求通项n a 。 解析:由n a a n n +=+1得n a a n n =-+1,所以 11-=--n a a n n ,221-=---n a a n n ,…,112=-a a , 将以上各式相加得:1)2()1(1+???+-+-=-n n a a n ,又31=a 所以 n a =32 ) 1(+-n n 例6. 在数列{}n a 中,11=a ,n n n a a 21=+(* N n ∈),求通项n a 。 解析:由已知 n n n a a 21=+,112--=n n n a a ,2212---=n n n a a ,…,21 2=a a ,又11=a , 所以n a =1-n n a a ??--21n n a a … 1 2a a 1a ?=?-12n ?-2 2n …12??=2) 1(2-n n ◆五、取倒(对)数法 a 、r n n pa a =+1这种类型一般是等式两边取对数后转化为q pa a n n +=+1,再利用待定系数法求解 b 、数列有形如0),,(11=--n n n n a a a a f 的关系,可在等式两边同乘以 ,11-n n a a 先求出.,1 n n a a 再求得 c 、) ()()(1n h a n g a n f a n n n += +解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为q pa a n n +=+1。 例6..设数列}{n a 满足,21=a ),N (3 1∈+= +n a a a n n n 求.n a 解:原条件变形为.311n n n n a a a a =?+?++两边同乘以 ,11+?n n a a 得1 1 131+=?+n n a a . ∵113211,211)2113-+=+∴+=+n n n n a a a ( ∴.1 322 1-?=-n n a 例7 、 设正项数列{}n a 满足11=a ,2 12-=n n a a (n ≥2).求数列{}n a 的通项公式. 解:两边取对数得:122log 21log -+=n n a a ,)1(log 21log 122+=+-n n a a ,设1log 2+=n a n b , 则12-=n n b b {}n b 是以2为公比的等比数列,11log 1 21=+=b . 11221--=?=n n n b ,122 1log -=+n a n ,12log 12-=-n a n , ∴1 21 2--=n n a 变式:1.已知数列{a n }满足:a 1= 3 2,且a n =n 1n 13na n 2n N 2a n 1*≥∈--(,)+-求通项a n . 2、若数列的递推公式为1111 3, 2()n n a n a a +==-∈,求通项a n . 3、已知数列{n a }满足2,11≥=n a 时,n n n n a a a a 112--=-,求通项a n . 4、已知数列{a n }满足:1,1 3111 =+?= --a a a a n n n ,求通项a n . 5、若数列{a n }中,a 1=1,a 1+n = 2 2+n n a a n ∈N +,求通项a n . ◆六、迭代法 迭代法就是根据递推式,采用循环代入计算. 例8、设a 0为常数,且a n =3 n -1 -2 a n -1(n 为正整数)证明对任意n≥1 , a n = [ 3 n +(-1)n -1· 2 n ]+(-1)n · 2 n a 0 证明: a n =3 n -1-2 a n -1=3 n -1-2(3 n -2 -2 a n -2) =3 n -1-2· 3 n -2+2 2(3 n -3 -2 a n -3) =3 n -1-2 ·3 n -2+2 2 ·3 n -3-2 3(3 n -4 -2 a n -4) ……… ……… =3 n -1-2·3 n -2+2 2·3 n –3 -…+(-1)n -1·2 n -1+(-1)n ·2 n a 0 (-1)n ·2 n a 0 前面的n 项组成首项为3 n -1 ,公比为-的等比数列,这n 项的和为: = [ 3 n +(-1)n -1·2 n ] ∴ a n = [ 3 n +(-1)n -1· 2 n ]+(-1)n · 2 n a 0 ◆七、待定系数法: 求数列通项公式方法灵活多样,特别是对于给定的递推关系求通项公式,观察、分析、推理能力要求较高。通常可对递推式变换,转化成特殊数列(等差或等比数列)来求解,该方法体现了数学中化未知为已知的化归思想,运用待定系数法变换递推式中的常数就是一种重要的转化方法。 1、通过分解常数,可转化为特殊数列{a n +k}的形式求解。一般地,形如a 1+n =p a n +q (p ≠1,pq ≠0)型的递推式均可通过待定系数法对常数q 分解法:设a 1+n +k=p (a n +k )与原式比较系数可得pk -k=q ,即k=1 -p q ,从而得等比数列{a n +k}。 例9、数列{a n }满足a 1=1,a n = 2 1 a 1-n +1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式。 解:由a n = 21a 1-n +1(n ≥2)得a n -2=2 1 (a 1-n -2),而a 1-2=1-2=-1, ∴数列{ a n -2}是以21 为公比,-1为首项的等比数列 ∴a n -2=-(21)1-n ∴a n =2-(2 1)1 -n 说明:通过对常数1的分解,进行适当组合,可得等比数列{ a n -2},从而达到解决问题的目的。 练习、1数列{a n }满足a 1=1,0731=-++n n a a ,求数列{a n }的通项公式。 解:由0731=-++n n a a 得3 7 3 11+ -=+n n a a 设a )(311k a k n n +-=++,比较系数得373=--k k 解得47 -=k ∴{47-n a }是以31-为公比,以43 471471-=-=-a 为首项的等比数列 ∴1)3 1(4347--?-=-n n a 1 )31(4347--?-=?n n a 2、已知数列{}n a 满足11=a ,且132n n a a +=+,求n a . 解:设)(31t a t a n n +=++,则1231=?+=+t t a a n n ,?+=++)1(311n n a a {}1+n a 是 以)1(1+a 为首项,以3为公比的等比数列???=?+=+--1 11323)1(1n n n a a 1321-?=-n n a 2、递推式为11+++=n n n q pa a (p 、q 为常数)时,可同除1 +n q ,得 111+?=++n n n n q a q p q a ,令n n n q a b =从而化归为q pa a n n +=+1(p 、q 为常数)型. 、 例10.已知数列{}n a 满足11=a ,123-+=n n n a a )2(≥n ,求n a . 解:将123-+=n n n a a 两边同除n 3,得 n n n n a a 32131-+=? 11 33213--+=n n n n a a 设n n n a b 3 =,则1321-+=n n b b .令)(321t b t b n n -=--?t b b n n 31 321+=- ?3=t .条件可化成)3(3 231-=--n n b b ,数列{}3-n b 是以38 33311-=-=-a b 为首项, 32为公比的等比数列.1 )32(383-?-=-n n b .因n n n a b 3 =, )3)3 2 (38(331+?-==∴-n n n n n b a ?2123++-=n n n a . 3、形如b an pa a n n ++=+1)001(≠≠,a 、p 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令)()1(1y xn a p y n x a n n ++=++++,与已知递推式比较,解出y x ,,从而转化为{}y xn a n ++是公比为p 的等比数列。 例11:设数列{}n a :)2(,123,411≥-+==-n n a a a n n ,求n a . 解:令 1(1)3()n n a x n y a xn y ++++=++ 化简得: 1322n n a a xn y x +=++- 所以2221x y x =??-=-?解得1 0x y =??=? ,所以1(1)3()n n a n a n +++=+ 又因为 115a +=,所以数列{}n a n +是以5为首项,3为公比的等比数列。 从而可得11 53,53-n n n n a n a n --+=?=?所以 变式:已知数列{n a }中,111 22n n a n a a +=-、点(、)在直线y=x 上,其中n=1,2,3… (Ⅰ)令 {}是等比数列; 求证数列n n n n b a a b ,31--=- (Ⅱ)求数列 {}的通项; n a 4、形如21 n n a pa an bn c +=+++)001 (≠≠,a 、p 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令 221(1)(1)()n n a x n y n c p a xn yn c ++++++=+++,与已知递推式比较,解出y x ,,z.从而转化为 {}2n a xn yn c +++是公比为p 的等比数列。 例12:设数列{}n a :2114,321,(2)n n a a a n n -==+-≥,求n a . 5. 递推公式为n n n qa pa a +=++12(其中p ,q 均为常数)。 解法先把原递推公式转化为)(11 2 n n n n sa a t sa a -=-+++其中s ,t 满足? ??-==+q st p t s 例13:已知数列{}n a 中,11=a ,22=a ,n n n a a a 3 1 3212+= ++,求n a 。 变式: 1.已知数列 {}n a 满足*12211,3,32().n n n a a a a a n N ++===-∈ (I )证明:数列{}1n n a a +-是等比数列; (II )求数列{}n a 的通项公式; (III )若数列 {}n b 满足1 2 111*44...4(1)(),n n b b b b n a n N ---=+∈证明{}n b 是等差数列 2.已知数列{}n a 中,11=a ,22=a ,n n n a a a 3 13 212+=++,求n a 3.已知数列 {}n a 中,n S 是其前n 项和,并且1142(1,2, ),1n n S a n a +=+==, ⑴设数列),2,1(21 =-=+n a a b n n n ,求证:数列{}n b 是等比数列; ⑵设数列),2,1(,2 == n a c n n n ,求证:数列{}n c 是等差数列;⑶求数列{}n a 的通项公式及前n 项和。 ◆八:特征根法。 1、设已知数列}{n a 的项满足d ca a b a n n +==+11,,其中,1,0≠≠c c 求这个数列的通项公式。作出一个方程,d cx x +=则当10a x =时,n a 为常数列,即0101,;x b a a x a a n n n +=≠=时当,其中}{n b 是以c 为公比的等比数列,即01111,x a b c b b n n -==-. 2.对于由递推公式n n n qa pa a +=++12,βα==21,a a 给出的数列{}n a ,方程02=--q px x ,叫做数列 {}n a 的特征方程。若21,x x 是特征方程的两个根,当21x x ≠时,数列{}n a 的通项为1 211--+=n n n Bx Ax a , 其中A ,B 由βα==21,a a 决定(即把2121,,,x x a a 和2,1=n ,代入1 211--+=n n n Bx Ax a ,得到关于A 、B 的 方程组);当21x x =时,数列{}n a 的通项为11)(-+=n n x Bn A a ,其中A ,B 由βα==21,a a 决定(即把 2121,,,x x a a 和2,1=n ,代入11)(-+=n n x Bn A a ,得到关于A 、B 的方程组)。 例14:(1)已知数列 {}n a 满足),0(0253,,1221N n n a a a b a a a n n n ∈≥=+-==++,求数列{}n a 的通项公式。 解法一(待定系数——迭加法) 由025312 =+-++n n n a a a ,得 )(3 2 112n n n n a a a a -= -+++,且a b a a -=-12。 则数列{}n n a a -+1是以a b -为首项,3 2 为公比的等比数列,于是 11)32 )((-+-=-n n n a b a a 。把n n ,,3,2,1???=代入,得 a b a a -=-12, )32 ()(23?-=-a b a a , 234)3 2 ()(?-=-a b a a , ??? 21)3 2 )((---=-n n n a b a a 。 把以上各式相加,得 ])3 2()32(321)[(21-+???+++-=-n n a b a a )(3 21)32(11 a b n ---= -。 a b b a a a b a n n n 23)3 2 )((3)]()32(33[11-+-=+--=∴--。 解法二(特征根法:这种方法一般不用于解答题):数列{}n a :),0(025312N n n a a a n n n ∈≥=+-++, b a a a ==21,的特 征方程是:02532 =+-x x 。 3 2 ,121= =x x , ∴1 211--+=n n n Bx Ax a 1)3 2(-?+=n B A 。 又由b a a a ==21 ,,于是 ???-=-=??? ? ??+=+=)(32332b a B a b A B A b B A a 故1)32)((323--+-=n n b a a b a (2).已知数列}{n a 满足:,4,N ,23 1 11 =∈--=+a n a a n n 求.n a 解:作方程.23,2310-=--=x x x 则 当41=a 时,.211 23,1101=+=≠a b x a 数列}{n b 是以3 1 -为公比的等比数列. 于是.N ,)3 1 (2112323,)31(211)31(1111∈-+-=+-=-=-=---n b a b b n n n n n n ◆九:不动点法,形如h ra q pa a n n n ++= +1 解法:如果数列}{n a 满足下列条件:已知1a 的值且对于N ∈n ,都有h ra q pa a n n n ++= +1(其中p 、q 、r 、h 均为常数, 且r h a r qr ph - ≠≠≠1,0,),那么,可作特征方程h rx q px x ++=,当特征方程有且仅有一根0x 时,则01n a x ????-?? 是等差数列;当特征方程有两个相异的根1x 、2x 时,则12n n a x a x ?? -? ?-?? 是等比数列。 例15:已知数列}{n a 满足性质:对于,3 24 ,N 1++= ∈-n n n a a a n 且,31=a 求}{n a 的通项公式. 变式:数列).1(0521681}{111≥=++-=++n a a a a a a n n n n n 且满足记).1(2 11≥- = n a b n n (Ⅰ)求b 1、b 2、b 3、b 4的值; (Ⅱ)求数列}{n b 的通项公式及数列}{n n b a 的前n 项和.n S ◆十:换元法:类比函数的值域的求法有三角代换和代数代换两种,目的是代换后出现的整体数列具有规律性。 例16 已知数列{}n a 满足111 (14116 n n a a a += ++=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:令n b 2 1(1)24 n n a b =- 故2111(1)24n n a b ++=- ,代入11 (1416n n a a +=++得 22 1111(1)[14(1)]241624 n n n b b b +-=+-+ 即2 214(3)n n b b +=+ 因为0n b =≥ ,故10n b +=≥ 则123n n b b +=+,即113 22 n n b b +=+, 可化为11 3(3)2 n n b b +-=-, 所以 {3} n b -是 以 13332 b -==为首项,以 2 1 为公比的等比数列,因此121132()()22n n n b ---==,则21()32n n b -=+ 21 ()32n -=+,得 2111()()3423 n n n a =++。 n b ,使得所给递推关系式转化1 13 22 n n b b +=+形式,从而可知数列{3}n b -为等比数列,进而求出数列{3}n b -的通项公式,最后再求出数列{}n a 的通项公式。 例17. 已知数列{}n a 满足2 1 1=a ,2 11n n a a += +,求n a 。 解析:设3 cos 211 π== a ,∵ 2 11 n n a a += +, ∴ 6 cos 2 π =a ,3 2cos 2 3 ?=π a ,…,3 2 cos 1 ?=-n n a π 总之,求数列的通项公式,就是将已知数列转化成等差(或等比)数列,从而利用等差(或等比)数列的通项公式求其通项。 ◆十一。双数列 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18. 已知数列{}n a 中,11=a ;数列{}n b 中,01=b 。当2≥n 时, )2(3111--+=n n n b a a ,)2(31 11--+=n n n b a b ,求n a ,n b . 解:因=+n n b a ++--)2(3111n n b a )2(3 1 11--+n n b a 11--+=n n b a 所以=+n n b a 11--+n n b a 1112222=+=+=???=+=--b a b a b a n n 即1=+n n b a (1) 又因为= -n n b a -+--)2(3111n n b a )2(3 111--+n n b a )(31 11---=n n b a 所以=-n n b a )(3 111---n n b a =-=--))31(222n n b a ……)()31(111 b a n -=- 1)31(-=n .即=-n n b a 1)3 1 (-=n (2) 由(1)、(2)得:])31(1[211-+=n n a , ])3 1(1[211 --=n n b ◆十二、周期型 解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。 例19:若数列 {}n a 满足??? ???? <≤-≤≤=+) 121(,12)210(,21 n n n n n a a a a a ,若761=a ,则20a 的值为___________。 变式:已知数列}{n a 满足)(1 33,0*11N n a a a a n n n ∈+-= =+,则20a = ( ) A .0 B .3- C . 3 D . 2 3 求数列通项公式方法 ( 1).公式法(定义法) 根据等差数列、等比数列的定义求通项 例: 1 已知等差数列 { a n } 满足: a 3 7, a 5 a 7 26 , 求 a n ; 2. 已知数列 { a n } 满足 a 1 2,a n a n 1 1(n 1) ,求数列 { a n } 的通项公式; 3. 数列 a n 满足 a 1 =8,a 4 2,且 a n 2 2a n 1 a n 0 ( n N ),求数列 a n 的 通项公式; 4. 已知数列 { a n } 满足 a 1 2, 1 1 2 ,求数列 a n 的通项公式; a n 1 a n 5. 设数列 { a n } 满足 a 1 0 且 1 1 ,求 { a n } 的通项公式 a n 1 1 1 1 a n 6. 已知数列 { a n } 满足 a n 1 2a n , a 1 1 ,求数列 { a n } 的通项公式。 a n 2 7. 等比数列 { a n } 的各项均为正数,且 2a 1 3a 2 2 9a 2 a 6 ,求数列 { a n } 的通 1, a 3 项公式 8. 已知数列 { a n } 满足 a 1 2, a n 3a n 1 (n 1) ,求数列 { a n } 的通项公式; 9. 已知数列 { a n } 满足 a 1 2,a 2 4且 a n 2 a n 2 N ),求数列 a n 的 a n 1 ( n 通项公式; 10. 已知数列 { a n } 满足 且 a n 1 5n 1 2( a n 5n ) ( n N ),求数列 a n 的通 a 1 2, 项公式; 【关键字】方法、关键、关系、满足 1,数列通项公式的十种求法: (1)公式法(构造公式法) 例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+?,12a =,求数列{}n a 的通项公式。 解:1232n n n a a +=+?两边除以12n +,得 113222n n n n a a ++=+,则113222 n n n n a a ++-= ,故数列{}2n n a 是以122 2 a 1 1==为首项,以23为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31 ()222 n n a n =-。 评注:本题解题的关键是把递推关系式1232n n n a a +=+?转化为 113 222 n n n n a a ++-=,说明数列{}2n n a 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出31(1)22n n a n =+-,进而求出数列{}n a 的通项公式。 (2)累加法 例2 已知数列{}n a 满足1121 1n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则 所以数列{}n a 的通项公式为2 n a n =。 评注:本题解题的关键是把递推关系式121n n a a n +=++转化为121n n a a n +-=+,进而求出11232211()()()()n n n n a a a a a a a a a ----+-+ +-+-+,即得数列{}n a 的通项公式。 变式:已知数列{}n a 满足112313n n n a a a +=+?+=,,求数列{}n a 的通项公式。 (3)累乘法 例3已知数列{}n a 满足112(1)53n n n a n a a +=+?=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:因为112(1)53n n n a n a a +=+?=,,所以0n a ≠,则 1 2(1)5n n n a n a +=+,故 数列通项公式的求法 一、定义法 直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目. 例1.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,255a S =.求数列{}n a 的通项公 式. 解:设数列{}n a 公差为)0(>d d ∵931,,a a a 成等比数列,∴9123 a a a =,即)8()2(1121d a a d a +=+d a d 12=? ∵0≠d , ∴d a =1………………………………① ∵255a S = ∴211)4(2 455d a d a +=??+…………② 由①②得:531=a ,53=d ∴n n a n 5 353)1(53=?-+=】 点评:利用定义法求数列通项时要注意不用错定义,设法求出首项与公差(公比)后再写出通项。 二、公式法 若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式???≥???????-=????????????????=-2111n S S n S a n n n 求解。 例2.已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式。 解:由1121111=?-==a a S a 当2≥n 时,有 ,)1(2)(211n n n n n n a a S S a -?+-=-=-- 1122(1),n n n a a --∴=+?- ,)1(22221----?+=n n n a a ……,.2212-=a a 11221122(1)2(1)2(1)n n n n n a a ----∴=+?-+?-++?-L ].)1(2[323])2(1[2)1(2)] 2()2()2[()1(21211211--------+=----=-++-+--+=n n n n n n n n n Λ 经验证11=a 也满足上式,所以])1(2[3 212---+=n n n a 点评:利用公式???≥???????-=????????????????=-211n S S n S a n n n n 求解时,要注意对n 分类讨论,但若能合写时一定要合并. 1,数列通项公式的十种求法: (1)公式法(构造公式法) 例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+?,12a =,求数列{}n a 的通项公式。 解:1232n n n a a +=+?两边除以12n +,得 113222n n n n a a ++=+,则113222 n n n n a a ++-= ,故数列{}2n n a 是以1 2 22a 11==为首项,以23 为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31 ()222 n n a n =-。 评注:本题解题的关键是把递推关系式1232n n n a a +=+?转化为 113222 n n n n a a ++-=,说明数列{}2n n a 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出3 1(1) 22 n n a n =+-,进而求出数列{}n a 的通项公式。 (2)累加法 例2 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则 所以数列{}n a 的通项公式为2n a n =。 评注:本题解题的关键是把递推关系式121n n a a n +=++转化为121n n a a n +-=+,进而求出 11232211()()()()n n n n a a a a a a a a a ----+-+ +-+-+,即得数列{}n a 的通项公式。 变式:已知数列{}n a 满足112313n n n a a a +=+?+=,,求数列{}n a 的通项公式。 (3)累乘法 例3已知数列{}n a 满足112(1)53n n n a n a a +=+?=,,求数列{}n a 的通项公式。 常见数列通项公式的求法 公式: 1、 定义法 若数列是等差数列或等比数列,求通公式项时,只需求出1a 与d 或1a 与q ,再代入公式()d n a a n 11-+=或 11-=n n q a a 中即可. 例1、成等差数列的三个正数的和等于15,并且这三个数分别加上2,5,13后成为等比数列{}n b 的345,,b b b ,求数列{}n b 的的通项公式. 练习:数列{}n a 是等差数列,数列{}n b 是等比数列,数列{}n c 中对于任何* n N ∈都有 1234127 ,0,,,,6954 n n n c a b c c c c =-====分别求出此三个数列的通项公式. 2、 累加法 形如()n f a a n n =-+1()1a 已知型的的递推公式均可用累加法求通项公式. (1) 当()f n d =为常数时,{}n a 为等差数列,则()11n a a n d =+-; (2) 当()f n 为n 的函数时,用累加法. 方法如下:由()n f a a n n =-+1得 当2n ≥时,() 11n n a a f n --=-, () 122n n a a f n ---=-, ()322a a f -=, () 211a a f -=, 以上()1n -个等式累加得 ()()()()11+221n a a f n f n f f -=--+ ++ 1n a a ∴=+()()()()1+221f n f n f f --+ ++ (3)已知1a ,()n f a a n n =-+1,其中()f n 可以是关于n 的一次函数、二次函数、指数函数、分式函数,求通项. ①若()f n 可以是关于n 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和; ②若()f n 可以是关于n 的二次函数,累加后可分组求和; ③若()f n 可以是关于n 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和; ④若()f n 可以是关于n 的分式函数,累加后可裂项求和求和. 例2、数列{}n a 中已知111,23n n a a a n +=-=-, 求{}n a 的通项公式. 数列通项公式的十种求法: (1)公式法(构造公式法) 例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+?,12a =,求数列{}n a 的通项公式。 解:1232n n n a a +=+?两边除以12n +,得 113222n n n n a a ++=+,则113222n n n n a a ++-=,故数列{}2n n a 是 以1222 a 1 1==为首项,以23 为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31()222 n n a n =-。 评注:本题解题的关键是把递推关系式1232n n n a a +=+?转化为 113 222 n n n n a a ++-=,说明数列{}2n n a 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出31(1)22 n n a n =+-,进而求出数列{}n a 的通项公式。 (2)累加法 例2 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则 11232211 2 ()()()()[2(1)1][2(2)1](221)(211)1 2[(1)(2)21](1)1 (1)2(1)1 2 (1)(1)1n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n n n n n n n ---=-+-++-+-+=-++-+++?++?++=-+-++++-+-=+-+=-++=L L L 所以数列{}n a 的通项公式为2 n a n =。 评注:本题解题的关键是把递推关系式121n n a a n +=++转化为121n n a a n +-=+,进而求出11232211()()()()n n n n a a a a a a a a a ----+-++-+-+L ,即得数列{}n a 的通项公式。 变式:已知数列{}n a 满足112313n n n a a a +=+?+=,,求数列{}n a 的通项公式。 (3)累乘法 (1)主题:求数列通项n a 的常用方法总结 一、 形如:特殊情况:当n+11,n n A B C A a a A =*+*+≠,常用累加法。 (n n a a +-,z 构建等比数列()1y n z *++z ; 的通项公式,进而求得n a 。 二、 形n a a * ; 三、 形 ()x f x =) 情形1:1n n A B a a +=*+型。设λ是不动点方程的根,得数列 {}n a λ-是 以公比为A 的等比数列。 情形2:1*n n n A B C D a a a +*+=+型。 设1λ和2λ 是不动点方程 *A x B x C x D *+=+的两个根; (1)当12λλ≠时,数列n 12n a a λλ??-?? ??-????是以12 A C A C λλ -*-*为公比的等比数列; (2)当12 =λλλ =时,数列1n a λ???? ??-???? 是以2*C A D +为公差的等差数列。 【推导过程:递推式为a n+1= d ca b aa n n ++(c ≠0,a,b,c,d 为常数)型的数列 a n+1-λ= d ca b aa n n ++-λ= d ca c a d b a c a n n +--+ -) )((λλλ,令λ=-λ λc a d b --,可得λ=d c b a ++λλ ……(1)。(1)是a n+1=d ca b aa n n ++中的a n ,a n+1都换成λ后的不动点方程。 ○ 1当方程(1)有两个不同根λ1,λ2时,有 a n+1-λ1= d ca a c a n n +--))((11λλ,a n+1-λ2=d ca a c a n n +--) )((22λλ ∴ 2111λλ--++n n a a =21λλc a c a --?21λλ--n n a a ,令b n =21λλ--n n a a 有b n +1= 2 1 λλc a c a --?b n ○ 2当方程(1)出现重根同为λ时, 由a n+1-λ= d ca a c a n n +--))((λλ得λ-+11n a =))((λλ--+n n a c a d ca =λ c a c -+))((λλλ--+n a c a c d ( “分离常数”)。设c n =λ-n a 1 得c n +1= λ λc a c d -+?c n + λ c a c -】 求数列通项公式方法 (1).公式法(定义法) 根据等差数列、等比数列的定义求通项 例:1已知等差数列}{n a 满足:26,7753=+=a a a , 求n a ; 2.已知数列}{n a 满足)1(1,211≥=-=-n a a a n n ,求数列}{n a 的通项公式; 3.数列{}n a 满足1a =8,022124=+-=++n n n a a a a ,且 (* ∈N n ),求数列{}n a 的 通项公式; 4. 已知数列}{n a 满足21 1, 21 1=- =+n n a a a ,求数列{}n a 的通项公式; 5.设数列}{n a 满足01=a 且 111 111=---+n n a a ,求}{n a 的通项公式 6. 已知数列{}n a 满足112,12 n n n a a a a += =+,求数列{}n a 的通项公式。 7.等比数列}{n a 的各项均为正数,且13221=+a a ,622 39a a a =,求数列}{n a 的通项公式 8. 已知数列}{n a 满足)1(3,211≥===n a a a n n ,求数列}{n a 的通项公式; 9.已知数列}{n a 满足2 122142++=?==n n n a a a a a 且, (* ∈N n ),求数列{}n a 的 通项公式; 10.已知数列}{n a 满足,21=a 且1152(5)n n n n a a ++-=-(*∈N n ),求数列{}n a 的通 项公式; 11. 已知数列}{n a 满足,21=a 且115223(522)n n n n a a +++?+=+?+(*∈N n ),求 数列{}n a 的通项公式; 求数列通项公式的常用方法 类型1、()n n S f a = 解法:利用???≥???????-=????????????????=-)2() 1(11n S S n S a n n n 与)()(11---=-=n n n n n a f a f S S a 消去 n S )2(≥n 或与)(1--=n n n S S f S )2(≥n 消去n a 进行求解。 例 1 已知无穷数列{}n a 的前n 项和为n S ,并且*1()n n a S n N +=∈,求{}n a 的通项公式? 1n n S a =-,∴ 111n n n n n a S S a a +++=-=-,∴ 112n n a a +=,又112a =,12n n a ??= ??? . 变式 1. 已知数列{}n a 中,3 1 1= a ,前n 项和n S 与n a 的关系是 n n a n n S )12(-= ,求n a 变式2. 已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足322-=+n a S n n )(*N n ∈. 求数列}{n a 的通项公式 变式3. 已知数列{}a n 的前n 项和S n b n n =+()1,其中{}b n 是首项为1,公差为2的等差数列. 求数列{}a n 的通项公式; 变式4. 数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,*12()n n a S n +=∈N .求数列{}n a 的通项n a 变式5. 已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且满足322-=+n a S n n )(*N n ∈. 求数列}{n a 的通项公式; 变式6. 已知在正整数数列}{n a 中,前n 项和n S 满足2 )2(81+=n n a S (1)求证:}{n a 是等差数列 (2)若n b 3021 -=n a ,求}{n b 的前n 项 和的最小值 构造法在数列中的应用——数列通项公式的求法 一、形如)(1 n f a a n n +=+(其中f (n )不是常数函数)型数列(累加法) 一般地,对于形如)(1 n f a a n n +=+(其中f (n )不是常数函数)类的通项公式,且 )()2()1(n f f f +++ 的和比较好求,我们可以采用此方法来求n a 。 即:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++-1a +(2)n ≥; 〖例1〗.(2015江苏理数11).数列}{n a 满足11=a ,且11+=-+n a a n n (*N n ∈),则数列 }1 { n a 的前10项和为 。 二、形如 n 1 n a a +=f (n )(f (n )为可求积的数列)型数列(累乘法) 一般地对于形如“已知a 1,且 n 1 n a a +=f (n )(f (n )为可求积的数列)”的形式可通过叠乘法求数列的通项公式。即:1 2 112 1 n n n n n a a a a a a a a ---= ??? ?(2)n ≥; 〖例2〗.在数列{n a }中,1a =1, (n+1)·1+n a =n·n a ,求n a 的表达式。 〖练1〗.在数列{an}中,a1=1,(n+2)?an+1=(n+1)?an ,则an= 〖练2〗.数列{}n a 中,2 11=a ,前n 项的和n n a n S 2=,求1+n a . 三、形如1n n a pa q +=+型数列 构造的思路有两种: (1)是待定系数法构造,设1()n n a m p a m ++=+,展开整理1n n a pa pm m +=+-,比 较系数有 pm m b -=,所以1b m p =-,所以1 n b a p +-是等比数列,公比为p ,首项为 11 b a p + -。(2)是用作差法直接构造,1n n a pa q +=+,1n n a pa q -=+,两式相减有11()n n n n a a p a a +--=-,所以1n n a a +-是公比为p 的等比数列。 〖例3〗、已知数列{}n a 中, 11a =,121(2)n n a a n -=+≥,求{}n a 的通项公式. 〖例4〗、在数列{}n a 中,11a =,当2n ≥时,有132n n a a -=+,求{}n a 的通项公式。 四、形如 C Bn Aa a n n ++=+1型数列, 一 般地,对于型如C Bn Aa a n n ++=+1型数列可化为 ])1([21211λλλλ+-+=+++n a A n a n n 的形式来求通项。 〖例5〗、设数列{}n a 中,111,321n n a a a n +==++,求{}n a 的通项公式。 最全的数列通项公式的求法 数列是高考中的重点内容之一,每年的高考题都会考察到,小题一般较易,大题一般较难。而作为给出数列的一种形式——通项公式,在求数列问题中尤其重要。本文给出了求数列通项公式的常用方法。 一、直接法 根据数列的特征,使用作差法等直接写出通项公式。 二、公式法 ①利用等差数列或等比数列的定义求通项 ②若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式 ?? ?≥???????-=????????????????=-2 1 11n S S n S a n n n 求解. (注意:求完后一定要考虑合并通项) 例2.①已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式. ②已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足2 1n S n n =+-,求数列{}n a 的通项公式. ③ 已知等比数列{}n a 的首项11=a ,公比10< 数列通项公式的几种求法 注:一道题中往往会同时用到几种方法求解,要学会灵活运用。 一、公式法 二、累加法 三、累乘法 四、构造法 五、倒数法 六、递推公式为n S 与n a 的关系式(或()n n S f a = (七)、对数变换法 (当通项公式中含幂指数时适用) (八)、迭代法 (九)、数学归纳法 已知数列的类型 一、公式法 *11(1)()n a a n d dn a d n N =+-=+-∈ 1 *11()n n n a a a q q n N q -== ?∈ 已知递推公式 二、累加法 )(1n f a a n n +=+ (1)()f n d = (2)()f n n = (3)()2n f n = 例 1 已知数列{} n a 满足1121 1n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 2n a n = 例 2 已知数列{}n a 满足112313n n n a a a +=+?+=,,求数列{}n a 的通项公式。(3 1.n n a n =+-) 三、累乘法 n n a n f a )(1=+ (1)()f n d = (2)()f n n =, 1 n n +,2n 例3 已知数列{}n a 满足112(1)53n n n a n a a +=+?=,,求数列{}n a 的通项公式。 ((1)1 2 32 5 !.n n n n a n --=???) 评注:本题解题的关键是把递推关系12(1)5n n n a n a +=+?转化为 1 2(1)5n n n a n a +=+,进而求出 13211221 n n n n a a a a a a a a a ---?????L ,即得数列{}n a 的通项公式。 例4 (20XX 年全国I 第15题,原题是填空题) 已知数列{}n a 满足112311 23(1)(2)n n a a a a a n a n -==++++-≥L ,,求{}n a 的通项公式。(! .2 n n a = ) 评注:本题解题的关键是把递推关系式1(1)(2)n n a n a n +=+≥转化为 1 1(2)n n a n n a +=+≥,进而求出 132122 n n n n a a a a a a a ---????L ,从而可得当2n n a ≥时,的表达式,最后再求出数列{}n a 的通项公式。 数列通项公式的求法集锦 非等比、等差数列的通项公式的求法,题型繁杂,方法琐碎,笔者结合近几年的高考情况,对数列求通项公式的方法给以归纳总结。 一、累加法 形如1()n n a a f n --= (n=2、3、4…...) 且(1)(2)...(1)f f f n +++-可求,则用累加法求n a 。有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解。 例1. 在数列{n a }中,1a =1,11n n a a n --=- (n=2、3、4……) ,求{n a }的通项公式。 解:∵111n a ==时, 213243121 23.......1n n n a a a a a a a a n -≥-=?? -=? ? -=??? -=-??时, 这n-1个等式累加得:112...n a a -=+++(n-1)=(1)2n n - 故21(1)222n n n n n a a --+=+= 且11a =也满足该式 ∴222 n n n a -+= (n N * ∈). 例2.在数列{n a }中,1a =1,12n n n a a +-= (n N * ∈),求n a 。 解:n=1时, 1a =1212323431 122 22.......2n n n n a a a a a a a a --≥-=?? -=? ? -=????-=? 时, 以上n-1个等式累加得 2 1 122 (2) n n a a --=+++=12(12)12 n ---=22n -,故12221n n n a a =-+=- 且11a =也满 足该式 ∴21n n a =- (n N * ∈)。 二、累乘法 形如 1 ()n n a f n a -= (n=2、3、4……),且(1)(2)...(1)f f f n +++-可求,则用累乘法求n a 。有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解。 例3.在数列{n a }中,1a =1,1n n a na +=,求n a 。 一.数列通项公式求法总结: 1.定义法 —— 直接利用等差或等比数列的定义求通项。 特征:适应于已知数列类型(等差或者等比). 例1.等差数列{}n a 是递增数列,前n 项和为n S ,且931,,a a a 成等比数列,2 55a S =.求数列{}n a 的通项公式. 变式练习: 1.等差数列{}n a 中,71994,2,a a a ==求{}n a 的通项公式 2. 在等比数列{}n a 中,212a a -=,且22a 为13a 和3a 的等差中项,求数列{}n a 的首项、公比及前n 项和. 2.公式法 求数列{}n a 的通项n a 可用公式???≥???????-=????????????????=-21 11n S S n S a n n n 求解。 特征:已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系 例2.已知下列两数列}{n a 的前n 项和s n 的公式,求}{n a 的通项公式。 (1)13-+=n n S n 。 (2)12 -=n s n 变式练习: 1. 已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且n S =2n 2 +n ,n ∈N ﹡,数列{b }n 满足n a =4log 2n b +3,n ∈N ﹡.求n a ,n b 。 2. 已知数列{}n a 的前n 项和2 12 n S n kn =-+(*k N ∈),且S n 的最大值为8,试确定常数k 并求n a 。 3. 已知数列{}n a 的前n 项和*∈+=N n n n S n ,2 2.求数列{}n a 的通项公式。 3.由递推式求数列通项法 类型1 特征:递推公式为 ) (1n f a a n n +=+ 对策:把原递推公式转化为)(1n f a a n n =-+,利用累加法求解。 例3. 已知数列{}n a 满足211= a ,n n a a n n ++=+211,求n a 。 1,数列通项公式的几种求法: (1)公式法(构造公式法) 例1 已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+?,12a =,求数列{}n a 的通项公式。 解:1232n n n a a +=+?两边除以12n +,得 113222n n n n a a ++=+,则113222n n n n a a ++-=,故数列{}2n n a 是 以1222 a 1 1==为首项,以23 为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得31(1)22n n a n =+-,所以数列{}n a 的通项公式为31()222 n n a n =-。 评注:本题解题的关键是把递推关系式1232n n n a a +=+?转化为 113 222 n n n n a a ++-=,说明数列{}2n n a 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出31(1)22 n n a n =+-,进而求出数列{}n a 的通项公式。 (2)累加法 例2 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 解:由121n n a a n +=++得121n n a a n +-=+则 11232211 2 ()()()()[2(1)1][2(2)1](221)(211)1 2[(1)(2)21](1)1 (1)2(1)1 2 (1)(1)1n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n n n n n n n ---=-+-++-+-+=-++-+++?++?++=-+-++++-+-=+-+=-++=L L L 所以数列{}n a 的通项公式为2 n a n =。 评注:本题解题的关键是把递推关系式121n n a a n +=++转化为121n n a a n +-=+,进而求出11232211()()()()n n n n a a a a a a a a a ----+-++-+-+L ,即得数列{}n a 的通项公式。 变式:已知数列{}n a 满足112313n n n a a a +=+?+=,,求数列{}n a 的通项公式。 (3)累乘法 1. 观察法(求出a1、a2、a3,然后找规律) 即归纳推理,就是观察数列特征,找出各项共同的构成规律,然后利用数学归纳法加以证明即可。 例1.设11=a ,)(222 1*+∈++-= N n b a a a n n n ,若1=b ,求32,a a 及数列}{n a 的通项公式. 解:由题意可知:11111+-==a , 112212212 12+-==++-=a a a , 113121222223+-=+=++-=a a a . 因此猜想11+-=n a n . 下面用数学归纳法证明上式. (1)当n =1时,结论显然成立. (2)假设当n =k 时结论成立,即11+-=k a k . (3)则11)1(11)1(11)1(12222 1+-+=++-=++-=++-=+k k a a a a k k k k , 即当n =k +1时结论也成立. 由(1)、(2)可知,对于一切正整数n ,都有)(11* ∈+-=N n n a n .(最后一句总结很重要) 2.定义法(已知数列为等差或者等比) 直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目。 例2.已知等差数列{}n a 满足1210a a +=,432a a -=,求{}n a 的通项公式。 解:设等差数列{}n a 的公差为d . 因为432a a -=,所以2d =. 又因为1210a a +=,所以1210a d +=,故14a =. 所以42(1)22n a n n =+-=+(1,2,)n = . 3.公式法 若已知数列的前n 项和与的关系,求数列的通项可用公式 求解。(一定要讨论n=1,n≥2) 例3.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知23 3.n n S =+ (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式。 解:(Ⅰ)由 233n n S =+ 可得:当1=n 时, 111(33)32 a S == +=, 当2≥n 时,11111(33)(33)3(2)22n n n n n n a S S n ---=-=+-+=≥ 而 11133a -=≠, 所以 13,1,3, 1.n n n a n -=?=?>? 4.累加法 当递推公式为)(1n f a a n n +=+时,通常解法是把原递推公式转化为。 例4.数列}{n a 满足11=a ,且11+=-+n a a n n (*N n ∈),则数列{a n }的前10项和为 解:由题意得: 112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=--- 12)1(+++-+= n n 2 )1(+=n n 5.累乘法 当递推公式为)(1n f a a n n =+时,通常解法是把原递推公式转化为 )(1n f a a n n =+,利用累乘法(逐商相乘法)求解。 n s n a {}n a n a 1()n n a a f n +-= 求数列通项公式方法 (1).公式法(定义法) 根据等差数列、等比数列的定义求通项 1..数列{}n a 满足1a =8,022124=+-=++n n n a a a a ,且 (*∈N n ),求数列{}n a 的通项公式; 2.设数列}{n a 满足01=a 且 111 111=---+n n a a ,求}{n a 的通项公式 3. 已知数列{}n a 满足112,12 n n n a a a a += =+,求数列{}n a 的通项公式。 4.已知数列}{n a 满足2 122142++=?==n n n a a a a a 且, (*∈N n ),求数列{}n a 的通项公式; 5.已知数列}{n a 满足,21=a 且1 152(5)n n n n a a ++-=-(*∈N n ),求数列{}n a 的通项 公式; — 6. 已知数列}{n a 满足,21=a 且1 15223(522)n n n n a a +++?+=+?+(*∈N n ),求 数列{}n a 的通项公式; 7.数列已知数列{}n a 满足111 ,41(1).2 n n a a a n -= =+>则数列{}n a 的通项公式= (2)累加法 累加法 适用于:1()n n a a f n +=+ 若1()n n a a f n +-=,则 21321(1) (2) () n n a a f a a f a a f n +-=-=-= 两边分别相加得 111 ()n n k a a f n +=-=∑ 例:1.已知数列{}n a 满足1 41,2 1211-+ == +n a a a n n ,求数列{}n a 的通项公式。 2. 已知数列{}n a 满足11211n n a a n a +=++=,,求数列{}n a 的通项公式。 数列通项公式的解法 数列是高考中的重点内容之一,每年的高考题都会考察到,小题一般较易,大题一般较难。而作为给出数列的一种形式——通项公式,在求数列问题中尤其重要。本文给出了求数列通项公式的常用方法。小结:除了熟悉以上常见求法以外,对具体的数列进行适当的变形,一边转化为熟知的数列模型更是突破数列通项的关键。做题时要不断总结经验,多加琢磨。 总结方法比做题更重要!方法产生于具体数学内容的学习过程中. 1.直接法 2.公式法 3.归纳猜想法 4.累加(乘)法 5.取倒(对)数法 6.迭代法 7.待定系数法 8.特征根法 9.不动点法10.换元法11.双数列12.周期型13.分解因式法14.循环法15.开方法 ◆一、直接法 根据数列的特征,使用作差法等直接写出通项公式。 例1:根据数列的前4项,写出它的一个通项公式: (1)9,99,999,9999,… (2) ,17 164,1093 ,5 42,211 (3) ,52,21,32, 1 (4) ,5 4 ,43, 32,21-- ◆二、公式法 ①利用等差数列或等比数列的定义求通项 ②若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式???≥???????-=????????????????=-2 1 11n S S n S a n n n 求解. (注意:求完后一定要考虑合并通项) 例2.①已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式. ②已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足21n S n n =+-,求数列{}n a 的通项公式. 常见递推数列通项公式的求法典型例题及习题 【典型例题】 [例1] b ka a n n +=+1型。 (1)1=k 时,}{1n n n a b a a ?=-+是等差数列,)(1b a n b a n -+?= (2)1≠k 时,设)(1m a k m a n n +=++ ∴ m km ka a n n -+=+1 比较系数:b m km =- ∴ 1-= k b m ∴ }1{-+ k b a n 是等比数列,公比为k ,首项为11-+k b a ∴ 11)1(1-?-+=-+ n n k k b a k b a ∴ 1)1(11--?-+=-k b k k b a a n n [例2] )(1n f ka a n n +=+型。 (1)1=k 时,)(1n f a a n n =-+,若)(n f 可求和,则可用累加消项的方法。 例:已知}{n a 满足11=a ,)1(1 1+= -+n n a a n n 求}{n a 的通项公式。 解: ∵ 11 1)1(11+- =+= -+n n n n a a n n ∴ n n a a n n 1111--= -- 112121---=---n n a a n n 21 3132-- -=---n n a a n n …… 312123-= -a a 2 1112-=-a a 对这(1-n )个式子求和得: n a a n 111- =- ∴ n a n 1 2- = (2)1≠k 时,当b an n f +=)(则可设)()1(1B An a k B n A a n n ++=++++ ∴ A B k An k ka a n n --+-+=+)1()1(1 ∴ ???=--=-b A B k a A k )1()1( 解得: 1-= k a A ,2)1(1-+-=k a k b B ∴ }{B An a n ++是以B A a ++1为首项,k 为公比的等比数列 ∴ 1 1)(-?++=++n n k B A a B An a ∴ B An k B A a a n n --?++=-11)( 将A 、B 代入即可 (3)n q n f =)((≠q 0,1) 等式两边同时除以1 +n q 得q q a q k q a n n n n 1 11+?=++ 令 n n n q a C = 则q C q k C n n 1 1+ =+ ∴ }{n C 可归为b ka a n n +=+1型 [例3] n n a n f a ?=+)(1型。 (1)若)(n f 是常数时,可归为等比数列。 (2)若)(n f 可求积,可用累积约项的方法化简求通项。 例:已知: 311= a ,1 121 2-+-=n n a n n a (2≥n )求数列}{n a 的通项。 解:123537532521232121212233 2211+= ?--?--?+-=???-----n n n n n n n a a a a a a a a a a n n n n n n ΛΛ ∴ 1 211231+= +? =n n a a n 睿博教育学科教师讲义讲义编号: LH-rbjy0002 副校长/组长签字:签字日期: 问题转化为求数列{c n }的前2010项和的平均数. 所以12010∑=+20101 i i i )b (a =12010×2010×?3+4021? 2=2012. ? 探究点四 数列的特殊求和方法 数列的特殊求和方法中以错位相减法较为难掌握,其中通项公式{a n b n }的特征为{a n }是等差数列,{b n }是等比数列. 例4 在各项均为正数的等比数列{a n }中,已知a 2=2a 1+3,且3a 2,a 4,5a 3成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =log 3a n ,求数列{a n b n }的前n 项和S n . 【解答】 (1)设{a n }公比为q ,由题意得q >0, 且?? ? a 2=2a 1+3,3a 2+5a 3=2a 4, 即??? a 1?q -2?=3,2q 2 -5q -3=0, 解得?? ? a 1=3,q =3 或? ?? ?? a 1 =-6 5,q =-12(舍去), 所以数列{a n }的通项公式为a n =3·3n -1=3n ,n ∈N *. (2)由(1)可得b n =log 3a n =n ,所以a n b n =n ·3n . 所以S n =1·3+2·32+3·33+…+n ·3n ,① 3S n =1·32+2·33+3·34+…+n ·3n +1.② ②-①得,2S n =-3-(32+33+…+3n )+n ·3n +1 =-(3+32+33+…+3n )+n ·3n +1, =-3?1-3n ?1-3+n ·3n +1=32 (1-3n )+n ·3n +1 =32+? ? ???n -123n +1. 所以数列{a n b n }的前n 项和为S n =34+2n -14 3n +1 .求数列通项公式方法经典总结.doc
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