专题19 常见数列通项公式的求解一,题型选讲 题型一, 公式法若已知一个数列是等差数列或者等比数列则直接运用通项公式求,即可.例1,已知{}n a 是各项均为正数的等差数列,其前n 项和为n S ,且2344026a a S ⋅==,. 则数列{}n a 的通项公式 ; 【答案】31n a n =-.【解析】 因为数列{}n a 是正项等差数列,设首项为1a ,公差为(0)d d >,所以111()(2)40,4(41)426,20.a d a d d a d ++=⎧⎪-⎪+=⎨⎪>⎪⎩ 解得123a d =⎧⎨=⎩,所以31n a n =-.题型二,之间的关系与s a nn用a n =⎩⎪⎨⎪⎧a 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,将递推关系转化为仅含有a n 的关系式(如果转化为a n 不能解决问题,则考虑转化为仅含有S n 的关系式,特别注意当n≥2时,S n -S n -1=a n ,.例2,(2018苏锡常镇调研)已知S n 是数列{a n }的前n 项和,a 1=3,且2S n =a n +1-3(n ∈N *). (1) 求数列{a n }的通项公式;规范解答 (1) 2S n =a n +1-3,2S n -1=a n -3(n≥2),两式相减,得2a n =a n +1-a n .即当n≥2时,a n +1=3a n .(2分) 由a 1=S 1=3,得6=a 2-3,即a 2=9,满足a 2=3a 1. 所以对n ∈N *,都有a n +1=3a n ,即a n +1a n=3.所以数列{a n }是首项为3,公比为3的等比数列,通项公式a n =3n .(4分)题型二,累加法若已知连续两项差的形式,形如a n -a n -1=f (n )(n ∈N*且n ≥2).则运用累加法进行求数列的通项.即:n ≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1.例3,(2019南京学情调研)在数列{a n }中,已知a 1=1,a n +1=a n +1n (n +1)(n ∈N *),则a 10的值为________.【答案】1910【解析】 由a n +1=a n +1n (n +1)得a n +1-a n =1n -1n +1,故a 2-a 1=1-12,a 3-a 2=12-13,a 4-a 3=13-14,…,a 10-a 9=19-110,所以a 10=1910.例4, 已知数列{}n a 满足11a =,21a =-,当3n ≥,n N *∈时,1312(1)(2)n n a a n n n n --=----. (1)求数列{}n a 的通项公式; 【解析】 ∵当3n ≥,n N *∈时,13113()12(1)(2)21n n a a n n n n n n --==-------, ∴3213(1)212a a -=-,34113()3223a a -=-,…,1113()1221n n a a n n n n --=-----. 把上面1n -个等式左右两边分别相加,得1213(1)11n a a n n --=---,整理,得25n a n =-. 当2n =时,满足.∴ 2.1,1,25,n n a n n =⎧=⎨-⎩≥题型三,叠乘法若已知连续两项的商的形式,形如a na n -1=f (n )(n ∈N*且n ≥2),则运用叠乘法进行求数列的通项.即 :n ≥2时,a n=a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1.例5,(2018徐州期末)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =2n a n -1(n ∈N *且n ≥2),则a n = . 【答案】a n =2(n -1)(n +2)2.解析由题意,a na n -1=2n ,a n -1a n -2=2n -1, …, a 2a 1=22, 叠乘得a n a 1=2n ·2n -1·…·22=2(n -1)(n +2)2, 所以a n =2(n -1)(n +2)2(n ≥2),a 1=1也符合. 所以a n =2(n -1)(n +2)2.题型四,构造法若一个数列既不是等差数列页不是等比数列,则考虑次数列加减一个实数或者变量,或者进行其它变形的处理得当一个特殊数列.形如a n =pa n -1+q (n ∈N*且n ≥2,p ≠1) 化为a n +q p -1=p (a n -1+qp -1)形式.令b n =a n+qp -1,即得b n =pb n -1,转化成{b n }为等比数列,从而求数列{a n }的通项公式. 例6,设数列{}n a 的前n 项和为n S .已知11a =,2121233n n S a n n n +=---,*n N ∈.求数列{}n a 的通项公式. 【解析】2121233n n S a n n n +=---,*n N ∈. ∴ 321112(1)(2)2333n n n n n n S na n n n na ++++=---=- . ①∴当2n ≥时,1(1)(1)2(1)3n n n n n S n a =-+=--. ②由①—②,得 1122(1)(1)n n n n S S na n a n n -+-=---+.1222n n n a S S -=-,12(1)(1)n n n a na n a n n +∴=---+.111n n a a n n +∴-=+,∴数列n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以首项为111a =,公差为1的等差数列.()()21112nn a n n a n n n,∴=+⨯-=∴=≥ . 当1n =时,上式显然成立. 2*,n a n n N ∴=∈. 例7,已知数列{a n }中,a 1=1,且a n +1+3a n +4=0,n ∈N *. (1) 求证:{a n +1}是等比数列,并求数列{a n }的通项公式;(2) 数列{a n }中是否存在不同的三项按照一定顺序重新排列后,构成等差数列?若存在,求满足条件的项;若不存在,说明理由.规范解答 (1) 由a n +1+3a n +4=0得a n +1+1=-3(a n +1),n ∈N *.(2分) 其中a 1=1,所以a 1+1=2≠0,可得a n +1≠0,n ∈N *.(4分)所以a n +1+1a n +1=-3,n ∈N *,所以{a n +1}是以2为首项,-3为公比的等比数列.(6分)所以a n +1=2(-3)n -1,即a n =2(-3)n -1-1,则数列{a n }的通项公式为a n =2(-3)n -1-1,n ∈N *.(8分) (2)若数列{a n }中存在三项a m ,a n ,a k (m <n <k )符合题意,其中k -n ,k -m ,n -m 都是正整数.(9分) 分以下三种情形:①a m 位于中间,则2a m =a n +a k ,即2=2(-3)n -1-1+2(-3)k -1-1, 所以2(-3)m =(-3)n +(-3)k ,两边同时除以(-3)m 得2=(-3)n -m +(-3)k -m,等式右边是3的倍数,等式不成立,舍去;②a n 位于中间,则2a n =a m +a k ,即2=2(-3)m -1-1+2(-3)k -1-1,所以2(-3)n =(-3)m +(-3)k ,两边同时除以(-3)m 得2(-3)n -m =1+(-3)k -m,即1=2(-3)n -m -(-3)k-m,等式右边是3的倍数,等式不成立,舍去;③a k 位于中间,则2a k =a m +a n ,即2=2(-3)m -1-1+2(-3)n -1-1, 所以2(-3)k =(-3)m +(-3)n ,两边同时除以(-3)m ,得2(-3)k -m=1+(-3)n -m ,即1=2(-3)k-m-(-3)n -m ,等式右边是3的倍数,等式不成立,舍去.(15分)综上可得,数列{a n }中不存在三项满足题意.(16分)题型五,总体代入形如a 1+2a 2+…+na n =f (n )或a 1a 2…a n =f (n ) 列出⎩⎨⎧a 1+2a 2+…+na n =f (n )a 1+2a 2+…+(n -1)a n -1=f (n -1)(n ∈N *且n ≥2),两式作差得a n =f (n )-f (n -1)n(n ∈N *且n ≥2),或者列出⎩⎨⎧a 1a 2…a n =f (n )a 1a 2…a n -1=f (n -1)(n ∈N *且n ≥2),两式作商得a n =f (n )f (n -1) (n ∈N *且n ≥2),例8,(2019镇江期末)设数列{a n }是各项均为正数的等比数列,a 1=2,a 2a 4=64.数列{b n }满足:对任意的正整数n,都有a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(n -1)·2n +1+2. (1) 分别求数列{a n }与{b n }的通项公式.. 规范解答 (1)设等比数列{a n }的公比为q(q>0),因为a 1=2,a 2a 4=a 1q·a 1q 3=64,解得q =2,则a n =2n .(1分) 当n =1时,a 1b 1=2,则b 1=1;(2分)当n≥2时,a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(n -1)·2n +1+2 ①, a 1b 1+a 2b 2+…+a n -1b n -1=(n -2)·2n +2 ②, ①-②得a n b n =n·2n ,则b n =n. 综上,b n =n.(4分)题型六,通项公式中奇偶性的讨论形如a n +a n +1=f (n )或a n a n +1=f (n )形式列出⎩⎨⎧a n +a n +1=f (n )a n +1+a n +2=f (n +1),两式作差得a n +2-a n =f (n +1)-f (n ),即找到隔项间的关系.例9, 已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11(1)(1)6()n n n a a a a S n ,+=++=+,*∈N n . (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若对于n *∀∈N ,都有(31)n S n n +≤成立,求实数a 取值范围. 解 (1)当1n时,121(1)(1)6(1)a a S ,故25a ;当2n ≥时,11(1)(1)6(1)n nn a a S n ,所以+111(1)(+1(1)(1)6()6(1)n n nnnna a a a S n S n ),即11(1)()6(1)n nn na a a a ,又0na ,所以116nna a , 所以216(1)66k a a k ka,25+6(1)61ka k k ,*kN ,故**33, ,,31, ,.nn a n n a n n n N N 为奇数为偶数二,达标训练1,(2018盐城三模)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,若*2()n n S a n n N =+∈,则数列{}n a 的通项公式为n a =▲ .【答案】:12n-【解析】:因为2n n S a n=+,当1n =时,11121a S a ==+,即11a =-;当2n ≥时,()()111221221n n n n n n n a S S a n a n a a ---=-=+-+-=-+⎡⎤⎣⎦ ,即121n n a a -=- ,所以()1121n n a a --=- ,即1121n n a a --=- ,所以数列{}1n a -为首项112a -=- ,公比2q =的等比数列,所以1122n n a --=-⨯,即12n n a =-.2,(2019无锡期末)设等比数列{a n }的公比为q(q>0,q≠1),前n 项和为Sn,且2a 1a 3=a 4,数列{b n }的前n 项和Tn 满足2Tn =n(bn -1),n ∈N *,b 2= 1.(1) 求数列 {a n },{b n }的通项公式; 解:(1) 因为2a 1a 3=a 4,所以2a 1·a 1q 2=a 1q 3, 所以a 1=q 2,所以a n =q 2q n -1=12q n .(2分)因为2T n =n (b n -1),n ∈N * ① 所以2T n +1=(n +1)(b n +1-1),n ∈N ②②-①,得2T n +1-2T n =(n +1)b n +1-nb n -(n +1)+n ,n ∈N *. 所以2b n +1=(n +1)b n +1-nb n -(n +1)+n . 所以(n -1)b n +1=nb n +1,n ∈N *, ③(4分) 所以nb n +2=(n +1)b n +1+1,n ∈N , ④④-③得nb n +2-(n -1)b n +1=(n +1)b n +1-nb n ,n ∈N * 所以nb n +2+nb n =2nb n +1,n ∈N *,所以b n +2+b n =2b n +1, 所以b n +2-b n +1=b n +1-b n ,所以{b n }为等差数列. 因为n =1时b 1=-1,又b 2=1. 所以公差为2,所以b n =2n -3.(6分)3,(2018南京学情调研)已知数列{a n }的各项均为正数,记数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{a 2n}的前n 项和为T n ,且3T n =S 2n +2S n,n ∈N *. (1) 求a 1的值;(2) 求数列{a n }的通项公式;规范解答 (1) 由3T 1=S 21+2S 1,得3a 21=a 21+2a 1,即a 21-a 1=0.因为a 1>0,所以a 1=1.(2分)(2) 因为3T n =S 2n +2S n , ① 所以3T n +1=S 2n +1+2S n +1, ②②-①,得3a 2n +1=S 2n +1-S 2n +2a n +1,即3a 2n +1=(S n +1+S n )(S n +1-S n )+2a n +1,即3a 2n +1=(S n +1+S n )a n +1+2a n +1,因为a n +1>0,所以3a n +1=S n +1+S n +2, ③(5分) 所以3a n +2=S n +2+S n +1+2, ④④-③,得3a n +2-3a n +1=a n +2+a n +1,即a n +2=2a n +1, 所以当n≥2时,a n +1a n=2.(8分)又由3T 2=S 22+2S 2,得3(1+a 22)=(1+a 2)2+2(1+a 2),即a 22-2a 2=0.因为a 2>0,所以a 2=2,所以a 2a 1=2,所以对n ∈N *,都有a n +1a n=2成立,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *.(10分)4,(2018扬州期末)已知各项都是正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =a 2n +a n ,数列{b n }满足b 1=12,2b n +1=b n +b na n.(1) 求数列{a n },{b n }的通项公式; 规范解答 (1) 2S n =a 2n +a n ①,2S n +1=a 2n +1+a n +1 ②,②-①得2a n +1=a 2n +1-a 2n +a n +1-a n ,即(a n +1+a n )(a n +1-a n -1)=0.因为{a n }是正数数列,所以a n +1-a n -1=0,即a n +1-a n =1,所以{a n }是等差数列,其中公差为1. 在2S n =a 2n +a n 中,令n =1,得a 1=1, 所以a n =n.(2分)由2b n +1=b n +b n a n 得b n +1n +1=12·b n n,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 是等比数列,其中首项为12,公比为12,所以b n n =⎝⎛⎭⎫12n ,即b n =n2n .(5分)5,(2018苏锡常镇调研)已知S n 是数列{a n }的前n 项和,a 1=3,且2S n =a n +1-3(n ∈N *). (1) 求数列{a n }的通项公式;规范解答 (1) 2S n =a n +1-3,2S n -1=a n -3(n≥2),两式相减,得2a n =a n +1-a n .即当n≥2时,a n +1=3a n .(2分) 由a 1=S 1=3,得6=a 2-3,即a 2=9,满足a 2=3a 1. 所以对n ∈N *,都有a n +1=3a n ,即a n +1a n=3.所以数列{a n }是首项为3,公比为3的等比数列,通项公式a n =3n .(4分)6, 已知各项均为正数的数列{}n a 的首项11a = ,n S 是数列{}n a 的前n 项和,且满足111112n n n n n n n n a S a S a a a a ++++-+-= (n ∈N *).(1)求证:1n n S a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是等差数列;(2)求数列{}n a 的通项n a .解 (1)因为111112n n n n n n n n a S a S a a a a ++++-+-=,所以1111112n n n n n n S S a a a a +++-+-=, 即111112n n n n S S a a ++++-=, 所以数列1n n S a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭是以2为首项,12为公差的等差数列.(2)由(1)可知112(1)2n n S n a +=+-⋅,即,31()22n n n S a +=+ . ① 当n ≥2时, 111(1)2n n nS a --+=+. ②①-②得,13222n n n n n a a a -++=-. 即1(1)(2)n n n a n a -+=+,所以121n n a an n -=++ (n ≥2),所以2n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭是常数列,且为13,所以1(2)3n a n =+.。