史上最全的数列通项公式的求法13种
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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nS与na的关系,求数列na的通项na可用公式2111nSSnSannn求解.
(注意:求完后一定要考虑合并通项)
例2.①已知数列na的前n项和nS满足1,)1(2naSnnn.求数列na的通项公式.
②已知数列na的前n项和nS满足21nSnn,求数列na的通项公式.
③ 已知等比数列na的首项11a,公比10q,设数列nb的通项为21nnnaab,求数列nb的通项公式。
③解析:由题意,321nnnaab,又na是等比数列,公比为q
∴qaaaabbnnnnnn21321,故数列nb是等比数列,)1(211321qqqaqaaab,
∴ )1()1(1qqqqqbnnn
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。
四、累加(乘)法
对于形如)(1nfaann型或形如nnanfa)(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na中,31a,naann1,求通项na。
例5. 在数列na中,11a,nnnaa21(*Nn),求通项na。
五、取倒(对)数法
a、rnnpaa1这种类型一般是等式两边取对数后转化为qpaann1,再利用待定系数法求解
b、数列有形如0),,(11nnnnaaaaf的关系,可在等式两边同乘以,11nnaa先求出.,1nnaa再求得
c、)()()(1nhanganfannn解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为qpaann1。
例6..设数列}{na满足,21a),N(31naaannn求.na
例7 设正项数列na满足11a,212nnaa(n≥2).求数列na的通项公式.
解:两边取对数得:122log21lognnaa,)1(log21log122nnaa,设1log2nanb,
则12nnbb nb是以2为公比的等比数列,11log121b.
11221nnnb,1221lognan,12log12nan, ∴1212nna
变式:
1.已知数列{an}满足:a1=32,且an=n1n13nan2nN2an1--(,)+-
求数列{an}的通项公式;
2、若数列的递推公式为11113,2()nnanaa,则求这个数列的通项公式。
3、已知数列{na}满足2,11na时,nnnnaaaa112,求通项公式。
4、已知数列{an}满足:1,13111aaaannn,求数列{an}的通项公式。
5、若数列{an}中,a1=1,a1n=22nnaa n∈N,求通项an.
六、迭代法
迭代法就是根据递推式,采用循环代入计算.
七、待定系数法:
1、通过分解常数,可转化为特殊数列{an+k}的形式求解。一般地,形如a1n=p an+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a1n+k=p(an+k)与原式比较系数可得pk-k=q,即k=1pq,从而得等比数列{an+k}。
例9、数列{an}满足a1=1,an=21a1n+1(n≥2),求数列{an}的通项公式。
说明:通过对常数1的分解,进行适当组合,可得等比数列{ an-2},从而达到解决问题的目的。
练习、1数列{an}满足a1=1,0731nnaa,求数列{an}的通项公式。
2、已知数列na满足11a,且132nnaa,求na.
2、递推式为11nnnqpaa(p、q为常数)时,可同除1nq,得111nnnnqaqpqa,令nnnqab从而化归为qpaann1(p、q为常数)型.
、例10.已知数列na满足11a,123nnnaa )2(n,求na.
解:将123nnnaa两边同除n3,得nnnnaa321311133213nnnnaa
设nnnab3,则1321nnbb.令)(321tbtbnntbbnn31321
3t.条件可化成)3(3231nnbb,数列3nb是以3833311ab为首项,
32为公比的等比数列.1)32(383nnb.因nnnab3,
)3)32(38(331nnnnnba2123nnna.
3、形如banpaann1)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(1yxnapynxann,与已知递推式比较,解出yx,,从而转化为yxnan是公比为p的等比数列。
例11:设数列na:)2(,123,411nnaaann,求na.
解:令1(1)3()nnaxnyaxny
化简得:1322nnaaxnyx
所以2221xyx解得10xy ,所以1(1)3()nnanan
又因为115a,所以数列nan是以5为首项,3为公比的等比数列。
从而可得1153,53-nnnnanan所以
4、形如21nnapaanbnc)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)()nnaxnyncpaxnync,与已知递推式比较,解出yx,,z.从而转化为2naxnync是公比为p的等比数列。
例12:设数列na:2114,321,(2)nnaaann,求na.
八:不动点法,形如 hraqpaannn1
解法:如果数列}{na满足下列条件:已知1a的值且对于Nn,都有hraqpaannn1(其中p、q、r、h均为常数,且rharqrph1,0,),那么,可作特征方程hrxqpxx,当特征方程有且仅有一根0x时,则01nax是等差数列;当特征方程有两个相异的根1x、2x时,则12nnaxax是等比数列。
例15:已知数列}{na满足性质:对于,324,N1nnnaaan且,31a求}{na的通项公式.
九: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{}na满足111(14124)116nnnaaaa,,求数列{}na的通项公式。
解:令124nnba,则21(1)24nnab
故2111(1)24nnab,代入11(14124)16nnnaaa得
221111(1)[14(1)]241624nnnbbb
即2214(3)nnbb
因为1240nnba,故111240nnba
则123nnbb,即11322nnbb,
可化为113(3)2nnbb,
所以{3}nb是以1131243124132ba为首项,以21为公比的等比数列,因此121132()()22nnnb,则21()32nnb,即21124()32nna,得
2111()()3423nnna。
评注:本题解题的关键是通过将124na的换元为nb,使得所给递推关系式转化11322nnbb形式,从而可知数列{3}nb为等比数列,进而求出数列{3}nb的通项公式,最后再求出数列{}na的通项公式。
例18. 已知数列na满足211a,211nnaa,求na 。
解析:设3cos211a,∵ 211nnaa,
∴ 6cos2a,32cos23a,…,32cos1nna
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、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19. 已知数列na中,11a;数列nb中,01b。当2n时,
)2(3111nnnbaa,)2(3111nnnbab,求na,nb.
解:因nnba)2(3111nnba)2(3111nnba11nnba
所以nnba11nnba1112222•••bababann
即1nnba…………………………………………(1)
又因为nnba)2(3111nnba)2(3111nnba)(3111nnba
所以nnba)(3111nnba))31(222nnba……)()31(111ban
1)31(n.即nnba1)31(n………………………(2)
由(1)、(2)得:])31(1[211nna, ])31(1[211nnb
十一、周期型 解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。
例20:若数列na满足)121(,12)210(,21nnnnnaaaaa,若761a,则20a的值为___________。
变式:(2005,湖南,文,5)