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求數列通項的方法總結
求數列的通項公式是數列中一類常見的題型,這類題型如果單純的看某一個具體的題目,它的求解方法靈活是靈活多變的,分享了求數列通項的方法,一起來看看吧!
一、累加法:利用an=a1+(a2-a1)+…(an-an-1)求通項公式的方法稱為累加法。累加法是求型如an+1=an+f(n)的遞推數列通項公式的基本方法(f(n)可求前n項和).
例1.已知數列an滿足an+1=an+2n+1,a1=1,求數列an的通項公式。
解:由an+1=an+2n+1得an+1-an=2n+1則
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
所以數列an的通項公式為an=n2。
例2:在數列{an}中,已知an+1= ,求該數列的通項公式.
備注:取倒數之后變成逐差法。
解:兩邊取倒數遞推式化為:=+,即-=所以-=,-=,-=…-=.…,
將以上n-1個式子相加,得:-=++…+即=+++…+==1-故an==
二、累乘法:利用恒等式an=a1…(an≠0,n?叟n)求通項公式的方法稱為累乘法,累乘法是求型如:an+1=g(n)an的遞推數列通項公式的基本方法(數列g(n)可求前n項積).
例3.已知數列{an}中a1=,an=an-1(n?叟2)求數列{an}的通項公式。
解:當n?叟2時,=,=,=,…=將這n-1個式子累乘,得到=,從而an=×=,當n=1時,==a1,所以an= 。
注:在運用累乘法時,還是要特別注意項數,計算時項數容易出錯.
三、公式法:利用熟知的的公式求通項公式的方法稱為公式法,常用的公式有an=Sn-Sn-1(n?叟2),等差數列或等比數列的通項公式。
例4.已知Sn為數列an的前n項和,且Sn=2n+1,求數列an的通項公式.
解:當n=1時,a1=S1=2+1=3,當n?叟2時,an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-1.
而n=1時,21-1=1≠a1,∴an3(n=1)2n-1(n?叟2)。
四、構造新數列(待定系數法): ①將遞推公式an+1=qan+d(q,d為常數,q≠0,d≠0)通過(an+1+x)=q(an+x)與原遞推公式恒等變成an+1+=q(an+)的方法叫構造新數列.
例5.在數列an中,a1=1,當n?叟2時,有an=3an-1+2,求an的通項公式。
解:設an+m=3(an-1+m),即有an=3an-1+2m,對比an=3an-1+2,得m=1,于是得an+1=3(an-1+1),數列an+1是以a1+1=2為首項,以3為公比的等比數列,所以有an=23n-1-1。
類似題型練習:已知數列an滿足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*)求數列an的通項公式.
注:此種類型an+1=pan+g(n)(p為常數,且p≠0,p≠1)與上式的區(qū)別,其解法如下:將等式兩邊同除以pn+1,則=+,令bn=,則bn+1=bn=,這樣此種數列求通項的問題可以轉化為逐差法的問題,當然這種數列的通項公式也常用待定系數法解決,關鍵要根據g(n)選擇適當的形式。
如:an的首項a1=1,且an+1=4an+2n,求an
五、數學歸納法(用不完全歸納法猜想,用數學歸納法證明)
例6.設數列an滿足:a1=1,an+1an-2n2(an+1-an)+1=0求數列an的通項公式.
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,并用數學歸納法予以證明(以下略)
六、待定系數法
例7.已知數列an滿足an+1=2an+3×5n,a1=6,求數列an的通項公式。
解:設an+1+x×5n+1=2(an+x×5n) ④
將an+1=2an+3×5n代入④式,得2an+3×5n+x×5n+1=2an+2x×5n,等式兩邊消去2an,得35n+x5n+1=2x5n,兩邊除以5n,得3+5x=2x,則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,則=2,則數列{an-5n}是以a1-51=1為首項,以2為公比的等比數列,則an-5n=2n-1,故an=2n-1+5n。
評注:本題解題的關鍵是把遞推關系式an+1=2an+3×5n轉化為an-1-5n+1=2(an-5n),從而可知數列{an-5n}是等比數列,進而求出數列{an-5n}的通項公式,最后再求出數列{an}的通項公式。
七、特征根法
形如遞推公式為an+2=pan+1+qan(其中p,q均為常數)。對于由遞推公式an+2=pan+1+qan,a1=α,a2=β,給出的數列an,方程x2-px-q=0,叫做數列an的特征方程。
若x1,x2是特征方程的兩個根, 當x1≠x2時,數列an的通項為an=Axn-11+Bxn-12,其中A,B由a1=α,a2=β決定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=Axn-11+Bxn-12,得到關于A、B的方程組);
當x1=x2時,數列an的通項為an=(A+Bn)xn-11,其中A,B由1=α,a2=β決定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=(A+Bn)xn-11,得到關于A、B的方程組)。
例8.數列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
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