数列的几种递推公式
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三大类递推数列通项公式的求法1 一阶线性递推数列求通项问题一阶线性递推数列主要有如下几种形式: (1)1()n n x x f n +=+这类递推数列可通过累加法而求得其通项公式(数列{f(n)}可求前n 项和).当()f n 为常数时,通过累加法可求得等差数列的通项公式.而当()f n 为等差数列时,则1()n n x x f n +=+为二阶等差数列,其通项公式应当为2n x an bn c =++形式,注意与等差数列求和公式一般形式的区别,后者是2n S an bn =+,其常数项一定为0. (2)1()n n x g n x +=这类递推数列可通过累乘法而求得其通项公式(数列{g(n)}可求前n 项积). 当()g n 为常数时,用累乘法可求得等比数列的通项公式.(3)1(,0,1)n+n x =qx +d q,d q q ≠≠为常数;这类数列通常可转化为1()n n x p q x p ++=+,或消去常数转化为二阶递推式211()n n n n x x q x x +++-=-.[例1]已知数列n x {}中,11121(2)n n x x x n -==+≥,,求n x {}的通项公式. [解析]解法一.转化为1()n n x p q x p ++=+型递推数列.∵121(2)n n x x n -=+≥,∴112(1)(2)n n x x n -+=+≥,又112x +=,故数列{1n x +}是首项为2,公比为2的等比数列.∴12n n x +=,即21n n x =-.解法二.转化为211()n n n n x x q x x +++-=-型递推数列. ∵n x =2x n-1+1(n ≥2) ① ∴1n x +=2x n +1 ②②-①,得112()n n n n x x x x +--=-(n ≥2),故{1n n x x +-}是首项为x 2-x 1=2,公比为2的等比数列,即11222n n n n x x -+-== ,再用累加法得21n n x =-.解法三.用迭代法.21231221212(21)12212222121n n n n n n n n x x x x x ------=+=++=++=++++=- .当然,此题也可用归纳猜想法求之,但要用数学归纳法证明.[例2]已知函数1()22(1)2f x x x =-+≤≤的反函数为121(),1,()yg x x x g x ===, 321(),,(),,n n x g x x g x -== 求数列n x {}的通项公式. [解析]由已知得1()1(01)2g x x x =-+≤≤,则1111,1(2)2n n x x x n -==-+≥. 令11()2n n x p x p -+=-+=,则11322n n x x p -=--.比较系数,得23p =-.即有1212()(2)323n n x x n --=--≥.∴数列{23n x -}是以12133x -=为首项,12-为公比的等比数列,∴1211()332n n x --=-,故1112()323n n x -=-+.[评析]此题亦可采用归纳猜想得出通项公式,而后用数学归纳法证明之. (4)1(,nn n cx x c d x d+=+为非零常数);若取倒数,得1111n n d x c x c+=+ ,令1n n y x =,从而转化为(1)型而求之.(5)1(,1,1)n n+n x =qx +d q,d q d ≠≠为非零常数; 这类数列可变换成111n n n n x x q d d d d ++=+ ,令nnnx y d =,则转化为(1)型一阶线性递推公式. [例3]设数列11132(*)n n n n x x x x n N +==+∈.{}满足:,求数列n x {}的通项公式. [解析]∵132n n n x x +=+,两边同除以12n +,得11312222n n n n x x ++=+ .令322nnnx y = ,则有13122n n y y +=+ .于是,得131(1)2n n y y ++=+,∴数列1n y +{}是以首项为37144+=,公比为32的等比数列,故1731()42n n y -+= ,即173()142n n y -=- ,从而2117323n n n x -+=- .[例4]设10132(*)n n n x x x n N --=-∈为常数,且,求数列n x {}的通项公式. [解析]设1132(3)n n n n x p x p --+=-+ ,用1132n n n x x --=-代入,可解出15p =-. ∴35nn x -{}是以公比为-2,首项为00332122555x x x -=--=-1的等比数列. ∴1032(2)(2)55n n n x x --=--, 即1023(2)(2)55n n n x x -=--+03(1)2(1)2(*)5n n n n n x n N --=+-∈ .(6)1(00,0,1)pn+n n x =cx x ,c p p >>>≠这类数列可取对数得1lg lg lg n n x x c +=+,从而转化为等差数列型递推数列. 2 可转化为等差、等比数列或一些特殊数列的二阶递推数列[例5]设数列12215521(*)333n n n n x x x x x x n N ++===-∈.{}满足:,,求数列n x {}的通项公式. [解析]由2152(*)33n n n x x x n N ++=-∈,可得 2111222()(*)333n n n n n n x x x x x x n N ++++=-=-∈.-设11212521333n n n n y x x y y x x +=-=-=-=,则{}是公比为的等比数列,且,故2(*)3n y n N =∈n ().即12(2)3n n x x n --=≥n-1().用累加法得 12111221222()()()()()333n n n n n n n x x x x x x x x ------=-+-++-=+++ , 或11221112()()()222()()1333n n n n n n n x x x x x x x x -----=-+-++-+=++++21()233[1()]2313nn -==--). [例6]在数列12211(*)n n n n x x x x x x n N ++===+∈{}中,已知,,求数列n x {}的通项公式.[解析]可用换元法将其转化为一阶线性递推数列.令11n n n y x a x +=-,使数列n y {}是以2a 为公比的等比数列(1,a a 2待定). 即211211()n n n n x a x a x a x +++-=-,∴212112()n n n x a a x a a x ++=+-.对照已给递推式,有121211a a a a +==-,,即21210a a x x --=、是方程的两个实根.从而1212a a a a ====∴211111(222n n n n x x x x ++++-=-) ①或211111(222n n n n x x x x ++++-=-) ②由式①得111(22n n n x x +-=;由式②得111(22nn n x x +-=.消去111((22n nn n x x +=-1,得]. [例7]在数列12211(*)n n n n x x x x x x n N ++===-∈{}中,已知,,求100x . [解析]由21n n n x x x ++=- ①,得321n n n x x x +++=- ②.式②+式①,得3n n x x +=-,从而有63n n n x x x ++=-=.∴数列n x {}是以6为其周期.故100x =4x =-1.3 特殊的n 阶递推数列[例8]已知数列n x {}满足11231123(1)(2)n n x x x x x n x n -==++++-≥ ,,求n x {}的通项公式. [解析]∵123123(1)(2)n n x x x x n x n -=++++-≥ ①∴1123223(2)(3)n n x x x x n x n --=++++-≥ ② ②-①,得1(3)n n x nx n -=≥.∴1(3)nn x n n x -=≥,故有 1312213n n n n x x x n n x x x ---==-=. ,, 将这几个式子累乘,得22(1)(2)3(1)(2)3nn x n n n x n n n x x =--==--. ,或 又1211(1),11,!(2)2n n x x x x n n =⎧⎪====⎨≥⎪⎩ ,故 .[例9]数列{n x }满足21121,2n n x x x x n x =+++= ,求数列{n x }的同项公式. [解析]由212n n x x x n x +++= ①,得21211(1)(2)n n x x x n x n --+++=-≥ ②. 式①-式②,得221(1)n n n x n x n x -=--,或2221(1)(1)n n n n n x n x x n x --=-=-,故有11(2)1n n x n n x n --=≥+ . ∴12312341234,,,,112n n n n n n n n x x x x n n n n x n x n x n x n -----------====+-- ,322121,43x x x x ==. 将上面几个式子累乘,得121(1)n x x n n=+ ,即1211(2)(1)(1)n x x n n n n n ==≥++ . ∵112x =也满足上式,∴1211(*)(1)(1)n x x n N n n n n==∈++ .。
一阶线性递推数列主要有如下几种形式: (1)1()n n x x f n +=+ (2)1()n n x g n x +=(3)1(,0,1)n+n x =qx +d q,d q q ≠≠为常数;[例1]已知数列n x {}中,11121(2)n n x x x n -==+≥,,求n x {}的通项公式. [例2]已知函数1()22(1)2f x x x =-+≤≤的反函数为121(),1,()yg x x x g x ===,321(),,(),,n n x g x x g x -== 求数列n x {}的通项公式. (4)1(,nn n cx x c d x d+=+为非零常数); (5)1(,1,1)nn+n x =qx +d q,d q d ≠≠为非零常数;[例3]设数列11132(*)nn n n x x x x n N +==+∈.{}满足:,求数列n x {}的通项公式.[例5]设数列12215521(*)333n n n n x x x x x x n N ++===-∈.{}满足:,,求数列n x {}的通项公式.[解析]由2152(*)33n n n x x x n N ++=-∈,可得 2111222()(*)333n n n n n n x x x x x x n N ++++=-=-∈.-设11212521333n n n n y x x y y x x +=-=-=-=,则{}是公比为的等比数列,且,故2(*)3n y n N =∈n ().即12(2)3n n x x n --=≥n-1().用累加法得 12111221222()()()()()333n n n n n n n x x x x x x x x ------=-+-++-=+++ ,或 11221112()()()222()()1333n n n n n n n x x x x x x x x -----=-+-++-+=++++21()233[1()]2313nn -==--). [例6]在数列12211(*)n n n n x x x x x x n N ++===+∈{}中,已知,,求数列n x {}的通项公式.[例9]数列{n x }满足21121,2n n x x x x n x =+++= ,求数列{n x }的同项公式.一、构造等差数列求数列通项公式例1 在数列{}n a 中,1a =12,133n n n a a a +=+(n N +∈),求数列{}n a 通项公式.解析:由313n n a n a a ++=得,a n+1 a n =3 a n+1-3 a n =0,两边同除以a n+1 a n 得,=-+n n a a 11131,设b n =n a 1,则b n+1- b n =31,根据等差数列的定义知, 数列{b n }是首项b 1=2,公差d=31的等差数列,根据等差数列的通项公式得b n =2+31(n-1)=31n +35∴数列通项公式为a n =53+n例2 在数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n ≠0,a 1=1,a n =1222-n n S S (n ≥2),求S n 与a n 。
求递推数列的通项公式的九种方法利用递推数列求通项公式,在理论上和实践中均有较高的价值.自从二十世纪八十年代以来,这一直是全国高考和高中数学联赛的热点之一.一、作差求和法例1在数列{n a }中,31=a ,)1(11++=+n n a a n n ,求通项公式n a .解:原递推式可化为:1111+-+=+n n a a n n 则,211112-+=a a 312123-+=a a 413134-+=a a ,……,n n a a n n 1111--+=-逐项相加得:n a a n 111-+=.故na n 14-=.二、作商求和法例2设数列{n a }是首项为1的正项数列,且0)1(1221=+-+++n n n n a a na a n (n=1,2,3…),则它的通项公式是n a =▁▁▁(2000年高考15题)解:原递推式可化为:)]()1[(11n n n n a a na a n +-+++=0∵n n a a ++1>0,11+=+n na a n n 则,43,32,21342312===a a a a a a ……,nn a a n n 11-=-逐项相乘得:na a n 11=,即n a =n 1.三、换元法例3已知数列{n a },其中913,3421==a a ,且当n≥3时,)(31211----=-n n n n a a a a ,求通项公式n a (1986年高考文科第八题改编).解:设11---=n n n a a b ,原递推式可化为:}{,3121n n n b b b --=是一个等比数列,9134913121=-=-=a a b ,公比为31.故n n n n b b 31()31(9131(2211==⋅=---.故n n n a a )31(1=--.由逐差法可得:nn a )31(2123-=.例4已知数列{n a },其中2,121==a a ,且当n ≥3时,1221=+---n n n a a a ,求通项公式n a 。
九类常见递推数列求通项公式方法递推数列通项求解方法类型一:an1panq(p1)思路1(递推法):anpan1qp(pan2q)qpppan3qqq……pn1a1q(1pp2…pn2qqn1。
)a1pp11p思路2(构造法):设an1pan,即p1q得qp1,数列an是以a1为首项、p为公比的等比数列,则anqn1qana1pp11pqn1a1p,即p1p1q例1已知数列an满足an2an13且a11,求数列an的通项公式。
解:方法1(递推法):an2an132(2an23)3222an3333……2n13(122…22n23n13n1)1223。
2112方法2(构造法):设an12an,即3,数列an3是以a134n1n1n1为首项、2为公比的等比数列,则an3422,即an23。
类型二:an1an思路1(递推法):f(n)anan1f(n1)an2f(n2)f(n1)an3f(n3)f(n2)f(n1)…a1f(n)。
i1n1思路2(叠加法):anan1f(n1),依次类推有:an1an2f(n2)、n1an2an3f(n3)、…、a2a1f(1),将各式叠加并整理得ana1i1f(n),即n1ana1i1f(n)。
例2已知a11,anan1n,求an。
解:方法1(递推法):anan1nan2(n1)nan3(n2)(n1)nn……a1[23…(n2)(n1)n]i1nn(n1)2。
方法2(叠加法):anan1n,依次类推有:an1an2n1、an2an3n2、…、nnna2a12,将各式叠加并整理得ana1i2n,ana1i2ni1nn(n1)2。
类型三:an1f(n)an思路1(递推法):anf(n1)an1f(n1)f(n2)an2f(n1)f(n2)f(n3)an3…f(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1)a1。
anan1a2a1an1an2ana1思路2(叠乘法):f(n1),依次类推有:f(n2)、an2an3f(n3)、…、f(1),将各式叠乘并整理得f(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1),即anf(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1)a1。
二、数列的递推公式与通项公式、前n 项和公式一、知识点回顾:1、递推公式定义:如果已知数列{}n a 的第1项(或前几项),且任一项n a 与它的前一项1n a -(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式。
2、数列前n 项和S n 与通项a n 的关系式:a n =⎩⎨⎧--11s s s n n 12=≥n n 。
在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项公式a n 的关系,是本讲内容一个重点,要认真掌握之。
注意:(1)用1--=n n n S S a 求数列的通项公式时,你注意到此等式成立的条件了吗?(2n ≥,当1n =时,11S a =);若a 1 适合由a n 的表达式,则a n 不必表达成分段形式,可化统一为一个式子。
(2)一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
3、数列的通项的求法:⑴公式法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
⑵已知n S (即12()n a a a f n +++= )求n a ,用作差法:{11,(1),(2)n nn S n a S S n -==-≥。
一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
⑶已知12()n a a a f n = 求n a ,用作商法:(1),(1)(),(2)(1)n f n f n a n f n =⎧⎪=⎨≥⎪-⎩。
⑷若1()n n a a f n +-=求n a 用累加法:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++- 1a +(2)n ≥。
⑸已知1()n n a f n a +=求n a ,用累乘法:121121n n n n n a a aa a a a a ---=⋅⋅⋅⋅ (2)n ≥。
怎样由递推关系式求通项公式一、基本型:(1)a n =pa n-1+q (其中pq ≠0 ,p ≠1,p 、q 为常数)型:——运用代数方法变形,转化为基本数列求解.利用待定系数法,可在两边同时加上同一个数x ,即a 1+n + x = pa n + q + x ⇒a 1+n + x = p(a n +p x q +), 令x =px q + ∴x =1-p q时,有a 1+n + x = p(a n + x ),从而转化为等比数列 {a n +1-p q} 求解. 例1. 已知数列{}n a 中, 11a =,121(2)n n a a n -=+≥,求{}n a 的通项公式.-1练1.已知数列{a n }中,a 1=1,a n =21a 1-n + 1,n ∈ N +,求通项a n .a n = 2 -2n-1 ,n ∈N + 练2.已知数列{}n a 中, 11a =,121(2)n n a a n -=+≥,求{}n a 的通项公式.21nn a ∴=- 二、可化为基本型的数列通项求法: (一)指数型:a n=ca n-1+f(n)型 1、a 1=2,a n =4a n-1+2n (n ≥2),求a n .2、a 1=-1,a n =2a n-1+4〃3n-1(n ≥2),求a n .3、已知数列{}n a 中,1a =92,113232+-+=n n n a a (n ≥2),求n a .∴ n a =13)21(2+--n n(二)指数(倒数)型 1、a 1=1,2a n -3a n-1=(n ≥2),求a n .2、a 1=,a n+1=a n +()n+1,求a n . (三)可取倒数型:将递推数列1nn n ca a a d+=+(0,0)c d ≠≠,1、(2008陕西卷理22)(本小题满分14分)已知数列{a n }的首项135a =,1321n n n a a a +=+,12n = ,,. (Ⅰ)求{a n }的通项公式; 332nn n a ∴=+2、已知数列{}n a *()n N ∈中, 11a =,121nn n a a a +=+,求数列{}n a 的通项公式.∴121n a n =-. 3、若数列{a n }中,a 1=1,a 1+n =22+n na a n ∈N +,求通项a n . a n =4、 若数列{n a }中,1a =1,n S 是数列{n a }的前n 项之和,且nnn S S S 431+=+(n 1≥),求数列{n a }的通项公式是n a . 131-=n n S ⎪⎩⎪⎨⎧+⋅-⋅-=123833212n n n n a )2()1(≥=n n 三、叠加法:a n=a n-1+f(n)型:1.已知数列{a n }中, 11a =,1n-13n n a a -=+(2)n ≥。
数列的递推公式和通项公式总结一、数列的概念1.数列:按照一定顺序排列的一列数。
2.项:数列中的每一个数。
3.项数:数列中数的个数。
4.首项:数列的第一项。
5.末项:数列的最后一项。
6.公差:等差数列中,相邻两项的差。
7.公比:等比数列中,相邻两项的比。
二、数列的递推公式1.等差数列的递推公式:an = a1 + (n-1)d–an:第n项–a1:首项2.等比数列的递推公式:an = a1 * q^(n-1)–an:第n项–a1:首项3.斐波那契数列的递推公式:an = an-1 + an-2–an:第n项–an-1:第n-1项–an-2:第n-2项三、数列的通项公式1.等差数列的通项公式:an = a1 + (n-1)d–an:第n项–a1:首项2.等比数列的通项公式:an = a1 * q^(n-1)–an:第n项–a1:首项3.斐波那契数列的通项公式:an = (1/√5) * [((1+√5)/2)^n - ((1-√5)/2)^n]–an:第n项四、数列的性质1.收敛性:数列的各项逐渐接近某个固定的数。
2.发散性:数列的各项无限增大或无限减小。
3.周期性:数列的各项按照一定周期重复出现。
五、数列的应用1.数学问题:求数列的前n项和、某项的值、数列的收敛性等。
2.实际问题:人口增长、贷款利息计算、等差数列的求和等。
六、数列的分类1.有限数列:项数有限的数列。
2.无限数列:项数无限的数列。
3.交错数列:正负交替出现的数列。
4.非交错数列:同号连续出现的数列。
5.常数数列:所有项都相等的数列。
6.非常数数列:各项不相等的数列。
综上所述,数列的递推公式和通项公式是数列学中的重要知识点,通过这些公式,我们可以求解数列的各种问题。
同时,了解数列的性质和分类,有助于我们更好地理解和应用数列。
习题及方法:1.习题一:已知等差数列的首项为3,公差为2,求第10项的值。
答案:a10 = 3 + (10-1) * 2 = 3 + 18 = 21解题思路:利用等差数列的递推公式an = a1 + (n-1)d,将给定的首项和公差代入公式,求得第10项的值。
数列求和常用公式:1)1+2+3+......+n=n(n+1)÷22)1^2+2^2+3^2+......+n^2=n(n+1)(2n+1)÷63)1^3+2^3+3^3+......+n^3=( 1+2+3+......+n)^2=n^2*(n+1)^2÷44)1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)=n(n+1)(n+2)÷35)1*2*3+2*3*4+3*4*5+......+n(n+1)(n+2)=n(n+1)(n+2)(n+3)÷46)1+3+6+10+15+......=1+(1+2)+(1+2+3)+(1+2+3+4)+......+(1+2+3+...+n)=[1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)]/2=n(n+1)(n+2) ÷67)1+2+4+7+11+......=1+(1+1)+(1+1+2)+(1+1+2+3)+......+(1+1+2+3+...+n) =(n+1)*1+[1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)]/2=(n+1)+n(n+1)(n+2) ÷68)1/2+1/2*3+1/3*4+......+1/n(n+1)=1-1/(n+1)=n÷(n+1)9)1/(1+2)+1/(1+2+3)+1/(1+2+3+4)+......+1/1+2+3+...+n) =2/2*3+2/3*4+2/4*5+......+2/n(n+1)=(n-1) ÷(n+1)10)1/1*2+2/2*3+3/2*3*4+......+(n-1)/2*3*4*...*n=(2*3*4*...*n- 1)/2*3*4*...*n11)1^2+3^2+5^2+..........(2n-1)^2=n(4n^2-1) ÷312)1^3+3^3+5^3+..........(2n-1)^3=n^2(2n^2-1)13)1^4+2^4+3^4+..........+n^4=n(n+1)(2n+1)(3n^2+3n-1) ÷3014)1^5+2^5+3^5+..........+n^5=n^2 (n+1)^2 (2n^2+2n-1) ÷ 1215)1+2+2^2+2^3+......+2^n=2^(n+1) – 1ps:数列的性质:等差数列的基本性质⑴公差为d的等差数列,各项同加一数所得数列仍是等差数列,其公差仍为d.⑵公差为d的等差数列,各项同乘以常数k所得数列仍是等差数列,其公差为kd.⑶若{ a }、{ b }为等差数列,则{ a ±b }与{ka +b}(k、b为非零常数)也是等差数列.⑷对任何m、n ,在等差数列{ a }中有:a = a + (n-m)d,特别地,当m = 1时,便得等差数列的通项公式,此式较等差数列的通项公式更具有一般性.⑸、一般地,如果l,k,p,…,m,n,r,…皆为自然数,且l + k + p + … = m + n + r + … (两边的自然数个数相等),那么当{a }为等差数列时,有:a + a +a + … = a + a + a + … .⑹公差为d的等差数列,从中取出等距离的项,构成一个新数列,此数列仍是等差数列,其公差为kd( k为取出项数之差).⑺如果{ a }是等差数列,公差为d,那么,a ,a ,…,a 、a 也是等差数列,其公差为-d;在等差数列{ a }中,a -a = a -a = md .(其中m、k、)⑻在等差数列中,从第一项起,每一项(有穷数列末项除外)都是它前后两项的等差中项.⑼当公差d>0时,等差数列中的数随项数的增大而增大;当d<0时,等差数列中的数随项数的减少而减小;d=0时,等差数列中的数等于一个常数.⑽设a ,a ,a 为等差数列中的三项,且a 与a ,a 与a 的项距差之比= (≠-1),则a = .5.等差数列前n项和公式S 的基本性质⑴数列{ a }为等差数列的充要条件是:数列{ a }的前n项和S 可以写成S = an + bn的形式(其中a、b为常数).⑵在等差数列{ a }中,当项数为2n (n N )时,S -S = nd,= ;当项数为(2n -1) (n )时,S -S = a ,= .⑶若数列{ a }为等差数列,则S ,S -S ,S -S ,…仍然成等差数列,公差为.⑷若两个等差数列{ a }、{ b }的前n项和分别是S 、T (n为奇数),则= .⑸在等差数列{ a }中,S = a,S = b (n>m),则S = (a-b).⑹等差数列{a }中,是n的一次函数,且点(n,)均在直线y = x + (a -)上.⑺记等差数列{a }的前n项和为S .①若a >0,公差d<0,则当a ≥0且a ≤0时,S 最大;②若a <0 ,公差d>0,则当a ≤0且a ≥0时,S 最小.3.等比数列的基本性质⑴公比为q的等比数列,从中取出等距离的项,构成一个新数列,此数列仍是等比数列,其公比为q ( m为等距离的项数之差).⑵对任何m、n ,在等比数列{ a }中有:a = a · q ,特别地,当m = 1时,便得等比数列的通项公式,此式较等比数列的通项公式更具有普遍性.⑶一般地,如果t ,k,p,…,m,n,r,…皆为自然数,且t + k,p,…,m + … = m + n + r + … (两边的自然数个数相等),那么当{a }为等比数列时,有:a .a .a .… = a .a .a .… ..⑷若{ a }是公比为q的等比数列,则{| a |}、{a }、{ka }、{ }也是等比数列,其公比分别为| q |}、{q }、{q}、{ }.⑸如果{ a }是等比数列,公比为q,那么,a ,a ,a ,…,a ,…是以q 为公比的等比数列.⑹如果{ a }是等比数列,那么对任意在n ,都有a ·a = a ·q >0.⑺两个等比数列各对应项的积组成的数列仍是等比数列,且公比等于这两个数列的公比的积.⑻当q>1且a >0或0<q<1且a <0时,等比数列为递增数列;当a >0且0<q<1或a <0且q>1时,等比数列为递减数列;当q = 1时,等比数列为常数列;当q<0时,等比数列为摆动数列.4.等比数列前n项和公式S 的基本性质⑴如果数列{a }是公比为q 的等比数列,那么,它的前n项和公式是S =也就是说,公比为q的等比数列的前n项和公式是q的分段函数的一系列函数值,分段的界限是在q = 1处.因此,使用等比数列的前n项和公式,必须要弄清公比q是可能等于1还是必不等于1,如果q可能等于1,则需分q = 1和q≠1进行讨论.⑵当已知a ,q,n时,用公式S = ;当已知a ,q,a 时,用公式S = .⑶若S 是以q为公比的等比数列,则有S = S +qS .⑵⑷若数列{ a }为等比数列,则S ,S -S ,S -S ,…仍然成等比数列.⑸若项数为3n的等比数列(q≠-1)前n项和与前n项积分别为S 与T ,次n项和与次n项积分别为S 与T ,最后n项和与n项积分别为S 与T ,则S ,S ,S 成等比数列,T ,T ,T 亦成等比数列。
数列的递推公式数列的递推公式是数学中非常重要的概念之一,它用于描述数列中每一项与前一项的关系。
了解和掌握数列的递推公式对于数学学习和应用领域都具有重要的意义。
首先,让我们回顾一下什么是数列。
数列是一组按照一定规律排列的数,每个数称为数列的项。
数列可以有无穷多的项,其中每一项的位置从1开始递增。
例如,1, 2, 3, 4, ...就是一个自然数列。
在数列中,每一项与前一项之间的关系可以通过递推公式来表示。
递推公式可以是一个明确的表达式,也可以是一个递归定义。
下面我们分别来探讨这两种情况。
首先是明确的递推公式。
这种公式能够直接给出每一项与前一项的关系,从而可以计算出数列中的任意项。
例如,在自然数列1, 2, 3, 4, ...中,递推公式可以写为an = an-1 + 1,其中an表示第n个项。
我们可以得到a2 = a1 + 1,a3 = a2 + 1,依次类推。
因此,根据递推公式,我们可以得到任意项的值。
其次是递归定义的递推公式。
这种公式给出了第一项和后续项与前一项的关系,可以通过迭代计算出数列中的每一项。
例如,斐波那契数列1, 1, 2, 3, 5, ...就是一个递归定义的数列。
我们可以通过F(n) = F(n-1) + F(n-2)的递归定义来计算斐波那契数列中的每一项。
根据递推公式,我们可以得到F(3) = F(2) + F(1),F(4) = F(3) + F(2),以此类推。
了解数列的递推公式有助于我们研究数列的性质和应用。
通过递推公式,我们可以预测数列的未来项,计算数列的和,评估数列的增长速度等。
在数学中,递推公式也经常用于解决复杂问题,如组合数学、离散数学等领域的计数问题。
此外,数列的递推公式也可以通过数学归纳法来证明。
数学归纳法是一种证明数学命题的常用方法,它基于数学中的归纳思想。
通过证明递推公式在初始情况下成立,并且在每一步推理中保持成立,就可以推断该递推公式对于所有项都成立。
数列的几种递推公式一、 )(1n f a a n n +=+解法:把原递推公式转化为)(1n f a a n n =-+,利用累加法(逐差相加法)求解。
例1:已知数列{}n a 满足211=a ,nn a a n n ++=+211,求n a 。
二、 n n a n f a )(1=+解法:把原递推公式转化为)(1n f a a nn =+,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
例2:已知数列{}n a 满足321=a ,n n a n n a 11+=+,求n a 。
例3:已知31=a ,n n a n n a 23131+-=+ )1(≥n ,求n a 。
解:123132231232)2(31)2(32)1(31)1(3a n n n n a n +-•+⨯-⨯•⋅⋅⋅•+---•+---=3437526331348531n n n n n --=⋅⋅⋅⋅=---。
变式:已知数列{a n },满足a 1=1,1321)1(32--+⋅⋅⋅+++=n n a n a a a a (n ≥2),则{a n }的通项1___n a ⎧=⎨⎩12n n =≥解:由已知,得n n n na a n a a a a +-+⋅⋅⋅+++=-+13211)1(32, 用此式减去已知式,得当2≥n 时,n n n na a a =-+1,即n n a n a )1(1+=+, 又112==a a ,n a a a aa a a a a n n =⋅⋅⋅====∴-13423121,,4,3,1,1, 将以上n 个式子相乘,得2!n a n =)2(≥n三、 q pa a n n +=+1(其中p ,q 均为常数,)0)1((≠-p pq )。
解法(待定系数法):把原递推公式转化为:)(1t a p t a n n -=-+,其中pqt -=1,再利用换元法转化为等比数列求解。
例4.已知数列{}n a 中,11=a ,321+=+n n a a ,求n a .解:设递推公式321+=+n n a a 可以转化为)(21t a t a n n -=-+即321-=⇒-=+t t a a n n .故递推公式为)3(231+=++n n a a , 令3+=n n a b ,则4311=+=a b ,且23311=++=++n n n n a a b b . 所以{}n b 是以41=b 为首项,2为公比的等比数列, 则11224+-=⨯=n n n b ,所以321-=+n n a .变式:在数列{}n a 中,若111,23(1)n n a a a n +==+≥,则该数列的通项n a =_______________(key:321-=+n n a )四、类型4 nn n q pa a +=+1(其中p ,q 均为常数,)0)1)(1((≠--q p pq )。
(或1nn n a pa rq +=+,其中p ,q, r 均为常数) 。
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以1+n q ,得:q q a q p q a n n n n 111+•=++引入辅助数列{}n b (其中nnn q a b =),得:q b q p b n n 11+=+再待定系数法解决。
例5:已知数列{}n a 中,651=a ,11)21(31+++=n n n a a ,求n a 。
解:在11)21(31+++=n n n a a 两边乘以12+n 得:1)2(32211+•=•++n n n n a a 令nnn a b •=2,则1321+=+n n b b ,解之得:nn b )32(23-= 所以nn nn n b a )31(2)21(32-==五、递推公式为nS 与na 的关系式。
(或()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6. 数列{}n a 前n 项和2214---=n n n a S .(1)求1+n a 与na 的关系;(2)求通项公式na .解:(1)由2214---=n n n a S 得:111214-++--=n n n a S于是)2121()(1211--++-+-=-n n n n n n a a S S ,所以11121-+++-=n n n n a a a n nn a a 21211+=⇒+.(2)应用类型(nn n q pa a +=+1(其中p ,q 均为常数,)0)1)(1((≠--q p pq ))的方法,上式两边同乘以12+n 得:22211+=++n n n n a a由1214121111=⇒--==-a a S a .于是数列{}n n a 2是以2为首项,2为公差的等差数列,所以n n a n n2)1(222=-+=12-=⇒n n na六、倒数变换:将递推数列1n n n ca a a d+=+(0,0)c d ≠≠,取倒数变成1111n n d a c a c +=+ 的形式的方法叫倒数变换.例7. 已知数列{}n a *()n N ∈中, 11a =,121nn n a a a +=+,求数列{}n a 的通项公式. 【解析】:将121n n n a a a +=+取倒数得: 1112n n a a +=+,1112n na a +-=, ∴1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以111a =为首项,公差为2的等差数列. 112(1)n n a =+-,∴121n a n =-.跟踪训练 已知数列{}n a 中, ,122nn n a a a +=+,求数列{}n a 的通项公式.(1)公式法:必须记住几个常见数列前n 项和2)1(2)(11dn n na a a n S n n -+=+=; ⎪⎩⎪⎨⎧≠--==11)1(111q q q a q na S n n ;1.已知等差数列{}n a 的前n 项和为22(,),n S pn a q p q R n N =-+∈∈ (Ⅰ)求q 的值;(Ⅱ)若a 1与a 5的等差中项为18,b n 满足22log n na b =,求数列的{b n }前n 项和.(Ⅰ)解法一: 当1n =时,112a S p q==-+,当2n ≥时,2212(1)2(1)n n n a S S pn n q p n n q -=-=-+--+--22pn p =--.{}n a 是等差数列,222p q p p ∴-+=--,0q ∴=············4分解法二:当1n =时,112a S p q==-+,当2n ≥时,2212(1)2(1)n n n a S S pn n q p n n q -=-=-+--+--22pm p =--.当3n ≥时,1122[2(1)2]2n a a pn p p n p p--=------=.22232a p q p p q=-++=-+.又222232a p p p =⋅--=-,所以3232p q p -+=-,得0q =.············4分(Ⅱ)解:1512a a a +=,318a ∴=.又362a p p =--,6218p p ∴--=,4p ∴=86n a n ∴=-············8分又22log n n a b =得432n n b -=.12b ∴=,4(1)1414322162n n n n b b --+-===,即{}n b 是等比数列.所以数列{}n b 的前n 项和2(116)2(161)11615n nn T -==--如:求1+1,41+a ,712+a ,…,2311-+-n a n ,…的前n 项和(注:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠-=+=12)13(12)13(a n n a nn S n )(3)裂项法: 如)2(1+=n n a n 求S n常用的裂项有111)1(1+-=+n n n n ; )211(21)2(1+-=+n n n n ;])2)(1(1)1(1[21)2)(1(1++-+=++n n n n n n n2.已知二次函数()y f x =的图像经过坐标原点,其导函数为'()62f x x =-,数列{}n a 的前n 项和为nS ,点(,)()n n S n N *∈均在函数()y f x =的图像上。
(Ⅰ)、求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)、设11n n n b a a +=,n T 是数列{}n b 的前n 项和,求使得20n m T <对所有n N *∈都成立的最小正整数m ;解:(Ⅰ)设这二次函数f(x)=ax 2+bx (a≠0) ,则 f`(x)=2ax+b, 由于f`(x)=6x -2,得a=3 , b=-2, 所以 f(x)=3x 2-2x. 又因为点(,)()n n S n N *∈均在函数()y f x =的图像上,所以n S=3n 2-2n. 当n≥2时,a n =S n -S n -1=(3n 2-2n )-[])1(2)132---n n (=6n -5.当n =1时,a 1=S 1=3×12-2=6×1-5,所以,a n =6n -5 (n N *∈)(Ⅱ)由(Ⅰ)得知13+=n n n a a b =[]5)1(6)56(3---n n =)161561(21+--n n ,故T n =∑=ni ib 1=21⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--++-+-)161561(...)13171()711(n n =21(1-161+n ).因此,要使21(1-161+n )<20m (n N *∈)成立的m,必须且仅须满足21≤20m,即m≥10,所以满足要求的最小正整数m 为10.(4)错位相减法:其特点是c n =a n b n 其中{a n }是等差,{b n }是等比 如:求和S n =1+3x+5x 2+7x 3+……+(2n-1)x n -1 注意讨论x ,⎪⎩⎪⎨⎧≠-+++--==+1)1()1()12()12(1212x x x x n x n x n S n n n(5)倒叙相加法:等差数列的求和公式就是用这种方法推导出来的。