一阶线性递推数列简易求解方法

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线性递归数列

线性递归数列

线性递归数列主讲:杜修奎【基础知识】1、概念:①、递归式:一个数列}{n a 中的第n 项n a 与它前面若干项1-n a ,2-n a ,…,k n a -(n k <)的关系式称为递归式。

②、递归数列:由递归式和初始值确定的数列成为递归数列。

2、常用方法:累加法,迭代法,代换法,代入法等。

3、思想策略:构造新数列的思想。

4、常见类型:类型Ⅰ:⎩⎨⎧=≠+=+为常数)a a a n p n q a n p a n n ()0)(()()(11(一阶递归) 其特例为:(1))0(1≠+=+p q pa a n n (2))0()(1≠+=+p n q pa a n n(3))0()(1≠+=+p qa n p a n n 解题方法:利用待定系数法构造类似于“等比数列”的新数列。

类型Ⅱ:⎩⎨⎧==≠≠+=++为常数)b a b a a a q p qa pa a n n n ,(,)0,0(2112(二阶递归) 解题方法:利用特征方程q px x +=2,求其根α、β,构造n n n B A a βα+=,代入初始值求得B A ,。

类型Ⅲ:)(1n n a f a =+其中函数)(x f 为基本初等函数复合而成。

解题方法:一般情况下,通过构造新数列可转化为前两种类型。

【例题】例1、已知数列}{n a 满足以下递归关系⎩⎨⎧=+=+14311a a a n n ,求通项n a 。

例2、已知数列}{n a 满足⎩⎨⎧=-+=+2)12(211a n a a n n ,求通项n a 。

例3、已知数列}{n a 满足⎩⎨⎧=≥+=+1)2(211a n na a n n ,求通项n a 。

例4、已知数列}{n a 满足⎩⎨⎧==-=++2,1232112a a a a a n n n ,求通项n a 。

例5、由自然数组成的数列}{n a ,满足11=a ,mn a a a n m n m ++=+,求n a 。

《简单递推数列》课件

《简单递推数列》课件
谢谢
收敛性
对于某些递推数列,随着递推次数的增加,数列中的数值会逐渐趋近于一个固定值,这 种性质称为收敛性。
递推数列与其他数学概念的关系
与函数的关系
递推数列可以视为一种离散的函数形 式,与连续函数有密切的联系。
与几何图形的关系
一些递推数列可以与几何图形建立联 系,如用递推数列描述分形图形的生 成过程。
THANKS
简单递推数列
目录
CONTENTS
• 引言 • 简单递推数列的特性 • 简单递推数列的生成 • 简单递推数列的应用 • 简单递推数列的扩展
01
CHAPTER
引言
什么是递推数列
递推数列是一种特殊的数列,它的项 与项之间的关系可以用数学公式表示 。
递推数列的每一项都由其前一项或前 几项通过一定的数学关系式得到。
简单递推ห้องสมุดไป่ตู้列的扩展
复杂递推数列的介绍
复杂递推数列
在简单递推数列的基础上,引入更复杂 的递推关系,如高阶递推、非线性递推 等。
VS
举例
斐波那契数列是一个典型的复杂递推数列 ,其每一项都是前两项的和,通过递推关 系可以生成一系列有规律的数字。
递推数列的性质研究
周期性
一些递推数列呈现周期性,即数列中的数值会重复出现。
线性递推数列的特性
线性递推数列是一个等差数列,其任意两项之间的差是一个常数。
二次递推数列的生成
二次递推数列的定义
二次递推数列是一种数列,其中任意一项的 值都等于前一项的平方加上一个常数。
二次递推数列的通项公式
对于形如 a_{n+1} = a_n^2 + c 的二次递推数列, 其通项公式为 a_n = sqrt(a_1 + (n-1)c),其中 a_1 是首项,c 是公差。

线性递推数列的通项求法

线性递推数列的通项求法

解: 5 令 =一。 ) 一(

。1 ,
2中 =1 可得 ,
例 2 (0 8 2 0 年湖北 高考题 ) 已知数列 { a}
满足口 = , 1 ÷0+ 一 , ≠一 8 n 1 A 0+= n 4 A 1, ∈
N 求数 列 { 的通 项公 式. . a}
+ 2 n= 2 …0 + o ÷(”
六、 用非 负数 的性质 求值. 利
解 :由 r 6+1 6 =6+1 n 上 = 上 t , = 得 一r一1 0,
算 术平 方根 , 对 值 , 绝 实数 的偶 次方 等都 是 非 负数. 限个 非 负 数 之 和 为零 , 每 个 非 负数 有 则 均 为零 . 用这些 性质 可解决 一些 求值 问题. 利
由 n + 一 b+ d=1,有 +b +c d a c
2 +2 +2 +2 一2 b+2 d:2 0 6 c d a c

厂、 2
五、 利用“ 殊值 ” 求值 特 法 例 5 设 ( 一2 x+3 =an +Ⅱ l 一 ) 2 2一
②一 ①式 得: 0 + 6 +2 2 a 2 2 c d 一2b+ +
前 n项和 为 5 ,
1 5.
S =n一 a 8 , 5 一 5 凡∈N .求数 列 { 通 项 0}
公 式.
所 以{ 1 是等 比数列 。一 }
所 以 n 一1=一1 ( ) 一 , 56 1
解 : S =n一 a 一 8 5 5

() 1
8 ・ 6
: 1 .

且 6 = 2一n l 口 “ n 2一 +… 一“ +。 l 0
‘ 1

一次函数递推数列求通项的方法

一次函数递推数列求通项的方法

一次函数递推数列求通项的方法一次函数递推数列是指每一项与前一项之间存在一个常数差的数列。

为了求出这个数列的通项公式,我们可以使用以下50个方法进行计算:方法一:观察法1. 观察数列的前几项,看是否能够发现规律。

2. 如果发现数列的差值相等,则可以猜测数列的通项公式为一次函数。

方法二:代入法1. 将数列的前几项逐个代入一次函数的通项公式中,求得方程组。

2. 解方程组得到一次函数的通项公式。

方法三:线性方程法1. 假设数列的通项公式为y = ax + b。

2. 代入数列的前几项,得到若干个方程。

3. 解这些方程,得到a和b的值,进而求得一次函数的通项公式。

方法四:差分法1. 对数列进行差分,得到一个新的数列。

2. 如果新数列是等差数列,则可以猜测原数列为一次函数递推数列,并求得通项公式。

方法五:归纳法1. 假设数列的通项公式为y = ax + b。

2. 假设数列的第n项为An。

3. 利用数学归纳法,证明或推导出An = an + b的表达式。

4. 解方程组得到a和b的值,进而求得一次函数的通项公式。

方法六:解复合型一次函数方程法1. 假设数列的一次函数通项为y = ax + b。

2. 如果出现an+1 = f(an) 或者an+1 = f(an, n)的形式,则可以试着将其转化为一次函数方程。

3. 解一次函数方程,得到a和b的值,进而求得一次函数的通项公式。

方法七:根据数列的性质和条件1. 如果数列满足一定的性质或者给出了一些条件,可以根据这些性质或条件来求解一次函数的通项公式。

2. 如果数列的前几项之和等于某个数,则可以通过求解方程的方法得到一次函数的通项公式。

方法八:逆向推导法1. 对于数列的通项公式y = ax + b,我们可以通过逆向推导的方法来求解常数a和b 的值。

2. 从数列的最后一项开始,逆向推导出倒数第二项、倒数第三项等,直到推导出数列的第一项。

3. 通过推导出的数列项,可以建立方程组来求解常数a和b的值,从而得到一次函数的通项公式。

线性递推数列的特征方程

线性递推数列的特征方程

2019-8-5具有形如21n n n x ax bx ++=+①的递推公式的数列{}nx 叫做 线性递推数列将①式两边同时加上1n yx +-,即:整理得:令1n n n F x yx +=-为等比数列,则其公比q a y =-且满足b y y a =-即满足:2y ay b =+② 设②式具有两个不相等的实数根r ,s ,则:1n n n Y x rx +=-③1n n n Z x sx +=-④分别是公比为a r -,a s -的等比数列,并得:且由③、④可得:又由韦达定理可得:于是有:11212111212111212212122121()()()() () () n n n n n n n n n n n n n Y Z x rx a r x sx a s x s r s rx rx x x rx x sx s r s b r bC sx a r a s s r s rx rx x sx s r s b s b r r rC s ------------==----=-------=-+---++++-==⑤由以上推导可知,线性递推数列的通项公式⑤只与数列的第一、二项和方程2y ay b =+的两根有关。

也就是说,只需知道1x ,2x 和方程2y ay b =+的两根r ,s ,即可得出线性递推数列的通项公式。

可见方程2y ay b =+包含了线性递推数列的2019-8-5 重要信息,故将之称为线性递推数列的特征方程。

例:(斐波拉契数列)已知数列{}n x 满足: 121x x ==且21 (1,)n n n x x x n n N +++=+≥∈.求数列{}n x 的通项公式。

解:该数列属于线性递推数列,其特征方程为:21x x =+ 解之得:152r +=,152s -= 故可设数列的通项公式为12151522n n n x C C ⎛⎫⎛⎫+-=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 又1121515122x C C ⎛⎫⎛⎫+-=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,222121515122x C C ⎛⎫⎛⎫+-=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭解得:155C =,255C =-.故所求通项公式为:51515522n n n x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-⎢⎥=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦.。

线性递归数列的通项公式与求和公式

线性递归数列的通项公式与求和公式

线性递归数列的通项公式与求和公式
通常我们得到的递推数列是这样的形式:
目标是求的通项公式。

首先,上面的递推数列通常可以写成下面这种形式:
---------------------(式1)
也叫二阶差分式(或者叫递推式)。

为了求出一阶差分式,我们可以将原式写成如下形式:
其中,因此上式就是以为元素的等比数列,公比为。

通过移项同时可得:
与上面的式子完全等价。

两式子相减则有:
因此通项公式就求出来了:
现在需要解出x1,x2:
利用二次方程根与系数的关系,可知恰为方程的两
根,注意这里的系数abc就是上面二阶差分式(式1)的系数,不用计算,可以直接拿来用。

该二次方程就是原差分方程的特征方程。

求方程的根解除x1,x2后带入通项公式即可得到f(n)的表达式。

实际做题的计算步骤(更简单):
1.移项写出二阶差分式,得到系数abc,也就获得了二次方程的系数abc。

2.解出二次方程的两个根x1,x2。

3.带入f(n)的通项公式即可。

例子:
斐波那契数列,它满足,
首先写出移项到左边的二阶差分式的标准形式:
,获得系数abc分别为1,-1,-1,那么差分式的特征方程就为,解得
带入通用的通项公式即可得到f(n)的通项公式:
完。

另外需要注意:该通项公式仅适用于线性的递推数列!。

线性递推数列

线性递推数列例1 2n 个正数排列成n 行n 列,行成等差数列,列成等比数列。

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅nn n n a a a a 1111 , 163,81,1434224===a a a求: nn a a a +⋅⋅⋅++2211解法一 :(分析 找出kk a 与那些量有关)设q d a ,,11 则有: ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⋅+=+=⋅==+=⋅==+=⋅=16381)2(81)(1)3(33113134331131242111424q d q d a q a a q d a q a a q d a q a a 解得: 2111===q d a []k k k k k kk k k q d k a q a a 2212)1(111111=⋅=-+==∴--- S n a a n nn =⋅+⋅⋅⋅+⋅+⋅=+⋅⋅⋅+21212211211 (1)222221132Sn n =+⋅⋅⋅+++ (2)(1)-(2)时: 13221212121212+⋅-+⋅⋅⋅+++=n n n S12211)211(21+---=n n n 。

递推数列一 线性递推数列递推数列(1) 定义: 对{}n a ,从某项起,它的任意项都可用它的前面的若干相邻项来表示,则数列{}n a 叫做递推数列。

若),,(321n k n k n k n k n a a a a f a ⋅⋅⋅=-+-+-++ (*) 则称 数列{}n a 为k 阶递推数列,上式称为数列{}n a 的递推公式。

(2)分类:若(*)是线性的,则称由(*)确定的数列是线性递推数列,否则称其为非线性递推数列。

如 1)、n n n a a a +=++12 )1(≥n 11=a ,12=a2)、*111,21().n n a a a nN +==+∈ 3)、111-+=n n a a 11=a4)、{}()21,2,11++==+n n n a n na a a5)、1,1211=+=+a a a a n n n n6)、1,924111==+-++a a a a a n n n n7)、()310,10,1312221≥===--n a a a a a n n n8)、{}()33,2,1,211321≥+====--+n a a a a a a a a n n n n n1.1 k 阶常系数线性齐次递推数列(1) 定义 对{}n a ,从第k 项后的任意项都满足:k k k n k n k n k n a a a a a λλλλ+⋅⋅⋅+++=-+-+-++332211 N n ∈ )(* k λλ⋅⋅⋅1 是常数,且0≠k λ,则由)(*确定的{}n a ,称阶常系数线性齐次递推数列。

递推数列的常见解法

递推数列的常见解法王兆堂(河南省永城市高级中学 河南 商丘 476600 )【摘要】递推数列的有关知识在高中数学学习阶段是一重要的知识点,故本文介绍了阶差法、迭代法等递推数列的常见解法,在运用该二法求递推数列的通项公式时,经常需要观察结构、换元化归,达到目的。

【关键词】递推数列 阶差法 迭代法在中学阶段递推数列是重要的知识点,下面就介绍递推数列的常见解法。

我们把数列的若干连续项之间的关系叫做递推关系,把表达递推关系的式子叫做递推式,把由递推关系与初始条件给出的数列叫做递推数列。

分类如下:由两个连续项之间的关系 *1()()n n a f a n N +=∈和初始项1a 所确定的数列,叫做一阶递推数列; 由三个连续项之间的关系 *21(,)()n n n a f a a n N ++=∈和初始项12,a a 所确定的数列,叫做二阶递推数列;以由k+1*()k N ∈个连续项之间的关系*121(,,,()n k n k n k n n a f a a a a n N ++-+-+=∈…)和k 个初始项12,k a a a …所确定的数列,叫做k 阶递推数列。

求递推数列常用方法有: (1) 阶差法对于数列{}n a 因为121321()())n n n a a a a a a a a -=+-+-+-…+( 若记11,k k k b a a --=-则有111n n kk a a b-==+∑,如果{}1n b -是等差(或等比)数列,那么数列{}n a 的通项公式容易求得。

如果11n kk b-=∑还不容易求得,那么可再作{}1n b -的阶差数列,只要阶差数列的前n 项和可直接求出,数列{}n a 的通项可求得。

(2) 迭代法若数列的递推关系形如1()(2,3),n n a f n a n -=∙=…则重复使递推公式进行迭代可得3211121(1)(2)().n n n a a a a a a f f f n a a a -=∙∙=…… 若数列的递推关系可变为1()(2,3)n n a b f a b n -+=+=…的形式,并已知1a a =(a ,b 为常数),则可对n a b +通过有限次迭代到1a b +为止,可得[][]{}{}231()()()n n n a b f f a b f f f a b f f f a b --+=+=+==+……在运用阶差法、迭代法等方法求递推数列的通项公式时,经常需要观察结构、换元化归,达到目的。

求数列递推表达式常用的八种方法

求数列递推表达式常用的八种方法1. 通项公式法(Explicit Formula Method)通项公式法是一种使用列中已知项的数值来构建一个递推表达式的方法。

根据数列的性质和规律,可以通过观察和找到一个数学模型来表示数列的通项公式。

该公式可以直接给出任意项的值,无需依赖于前面的项。

2. 递推关系法(Recurrence Relation Method)递推关系法是通过关系式来定义后一项与前面一项之间的关系。

可以根据已知项之间的关系来构建递推关系,从而求得数列的递推表达式。

递推关系可以是线性或非线性的,具体要根据数列的性质来确定。

3. 线性代数法(Linear Algebra Method)线性代数法是将数列看作一个向量,通过矩阵运算来求得数列的递推表达式。

可以利用矩阵的特征值和特征向量等性质来求解。

这种方法适用于一些特殊的线性数列,但对于非线性数列则不适用。

4. 拟合法(Curve Fitting Method)拟合法是通过数学函数来逼近数列的变化趋势,从而得到递推表达式。

可以选择不同的函数模型,如多项式、指数函数、对数函数等,并使用最小二乘法来拟合数列的数据点。

这种方法适用于不规律和随机的数列。

5. 差分法(Difference Method)差分法是通过数列中相邻项之间的差值来构建递推表达式。

可以通过一次差分、二次差分等方法来获得递推关系,进而求解数列的递推表达式。

这种方法适用于差分规律明显的数列。

6. 特殊性质法(Special Property Method)特殊性质法是根据数列的特殊性质来求解递推表达式。

可以利用数列的对称性、周期性、递增性、递减性等特点来构建递推关系。

该方法需要对数列的性质特别敏感,适用性较为有限。

7. 生成函数法(Generating Function Method)生成函数法是将数列看作一个形式幂级数,通过对生成函数进行操作来求解递推表达式。

可以利用生成函数的性质和运算法则来求得数列的递推关系,进而得到递推表达式。

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一阶数列的一般求法——转换法 对于一般的一阶数列,其求法具有一般式,形如ngnfngnfaaaannnn11; 或者nhngnfaann

1等等,都可以通过

变式求出其通项公式出来。欲知其通项公式的一般求法还需要从最简单的一阶等差数列开始;下面我就我就告诉大家怎样运用一阶等差数列来求一般的一阶数列。 对于简单的一节数列题目如; 题一,数列}{an满足nfAnfaaann,;11为已知道的表达式,试求}{an的表达式。 解:由题目条件满足nfaann1 所以有:nfaann1 121nfaa

nn

232nfaa

nn

……

212faa

然后两边各自叠加,又Aa1,所以有

11fifAnina

由题一我们知道了一阶数列之中最简单的形式求和,下面我就一般的一阶数列求

和进行分类讨论。 已知数列}{an满足aannnf1ng,ngnfAa;,1为已知关于n的函数,试求数列}{an的通项公式 解:由}{an满足aannnf1ng,则定义nffffnF321 那么aannnf1ng可变成为:

nFngnFnFaann1

1

所以有nFngnFnFaann11 223211213221nFngnFnF

nFngnFnFaa

aa

nnnn

…… 221212FgFF

aa

然后左右两边各自叠加,又由Aa1可得;

niniFigFgAnFa11

1

最后有:[nFan]111ninFigFgA

题二,已知数列}{an满足ngnfaann1,ngnfAa;,1为已知函数,试求}{a

n

的表达式。

解:由数列}{an满足ngnfaann1,则定义nffffnF321 那么ngnfaann1可变式为: ngnFnFnFaann111

所以有

ngnFnFnFaann111

 ngnFnFnFaann2211

ngnFnFnFaann3321

……

211212gFFFaa

又Aa1经等式两边各自相加可得

10111gFAFigiFnFnina

所以有:nFgFAFigiFnina10111 题三,已知数列}{an满足nhngnfaann1,nhngnfAa,,,1为已知函数,试求}{an的通项表达式。 解:由题三,知道数列}{an满足nhngnfaann1 并定义nffffnF321;nggggnG......321 则数列}{an的递推式可变成; nGnhnFnGnFnGnFaann1111



所以有 nGnhnFnGnFnGnFaann1111



又由数列的一阶递推式的简单求法。可知 1111011GAFGhFiGihiFnG

nFn

ina 所以有;

nFnGGAFGhFiGihiFnina}111

101{1

 以上三个an通项式子就是我们所要求的一般的一阶数列通向式的表达式。 由这三个数列的求通方法我们知道它们在解题的方法上本质是一样的只不过是思维的角度不相同而已。 在实际的运用当中我们还必须要知道变通,比如说在以下习题1当中,有时候需要把nf化为几个函数以减轻计算的难处,下面我就实题来讲解。 习题1,已知数列}{an满足1,111aaannn求数列}{an的表达式。 解:由}{an满足11aannn 所以有1)1(1aannn 所以有nnnnnaan)1()1()1(11

则可变为!)1()!1()1(!)1(11nnnnnnnnaa 所以有!)1()!1()1(!)1(11nnnnnnnnaa 又11a则niinnina1!)1(!)1( 所以有niinnina1!)1(!)1( 从例题1我们可以知道在转化的时候应该遵循先分解an项之前的函数nf,使之变为我们所学的简单的函数,然后逐步的转化成nF,最后根据一般的一阶数列求法把数列an求出来即可。 习题2. 已知数列}{an满足1,1)()3(11aaannnn,试求数列}{an的表达式。 解,由数列}{an满足1,1)()3(11aaannnn, 根据数列的一般求法,所以有; 1)()3(1aannnn; 所以有; nnnnnnnnnaa)1()!2()1()!2()1()!3(11 所以有;

!)1()!2()!1()1()!2(!)1()!3(11nnnnnnnnnnnaa

化简可得; nnnnnnnnnnnnnaa)1)(1)(2()1()1)(2()1)(1)(2)(3(11 所以有;

nniinnnniia)1)(1)(2)(3(18)1)(1)(2(1

小结; 对于第二个问题我们可以看出,在对待数列ngnfaann1之中的 nf我们可以进行的变化,nf可以改为1nf、3nf或者1nf等等,同样

此时nF可取1nF、3nF或者1nF等等,因此在学习一阶数列的一般求法当中,我们不应是死守教条,而应该灵活多变,这样才能够真正掌握一阶数列的一般求法。 习题3已知数}{an列满足1,1)1(4)1(311aaannnnn试求数列}{an的表达式。 解;由数列}{an满足1,1)1(4)1(311aaannnnn

则有)1(1)1(11)1(2)1()1)(2(32)1()1(32)1)(2(3nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnaa由此方法我们可以求出数列的通项式,但限于表示繁杂,所以运算过程不再列出 因此数列}{an的通项公式为 当n=1时,有; 1an

当n≥2,有;

nnniiiinnnniiiinnna3*8)1)(2(32)1()1)(2(3)1)(2(2)1(1

习题4;已知数列}{an满足1,1!11aaannn,试求数列}{an的表达式。 解;由数列}{an满足1,1!11aaannn

则可变为ninninniiiiaa11111!1)!1()!1( 所以有数列}{an的通项公式为; )}!1(){!(111niiininiia 习题5,已知数列){an满足1)1()2(1aannnn,且首项11a,试求数列){an的通项公式。 解;有数列){an满足1)1()2(1aannnn,且11a 则可以有; )1()1()1()1)(2(1nnnnnnnnaann

所以有;

)]1()1()2)(1([31)1()1()1)(2(1nnnnnnnnnnnnaann

所以有;

]6)2)(1([31)1)(2(nnnnnnan

所以有;

)2)(1(231nnnan 习题6,已知数列}{an满足1)1()1(1aannnn,且11a,试求数列}{an的通项公式。 解;由数列}{an满足1)1()1(1aannnn 所以有;

)1()1(1)1()1(1nnnnnnnaann

所以有; ])1(1)1(1[21)1()1(1nnnnnnnn

aann

所以有;

)1(2143)1(nnnnan

所以有;

21)1(43nna

n

小结;从习题5—6,我们可知到他们是一阶数列之中最特殊的数列,其特殊在于我们只需要乘与他们或者除与他们缺少的且公差为一的项即可,从而使它们成为一阶数列的简单递推式。 总结;对于数列的求通方法,应遵循特殊性和一般性相结合的原则,如对数列nhngnfaann

1之中的nf有时候不一定取n来表示,而可以取n+1或者n-2

等等,因此可有变化nhngnfaann1或nhngnfaann12我们要善于

变化,就像下题数列;1)2(1aannn可变成)!2(1)!1()!2(1nnnaann此时应把数列之中(n+2)看成2nf而不应看成nf。明白这一点不仅可以减轻我们的计算量,而且可以使我们的思维更加活化。

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