3.1_数列(第二课时)

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数列(第二课时)

【自学导引】

1.如果已知数列{an}的第一项(或前几项),且任一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式.

2.若an+1>an对任意的正整数n都成立,则数列{an}可称为递增数列;若an+1<an对任意的正整数n都成立,则数列{an}可称为递减数列;若an+1=an对任意的正整数n都成立,则数列{an}可称为常数列.

【思考导学】 1.数列的递推公式的两个要素是什么? 答:首先要提供首项(或前几项);再就是要给递推关系即任一项an可用an-1(或前几项)表示. 2.简述数列递推公式与通项公式的关系. 答:数列递推公式与通项公式都能确定数列,但用通项公式求数列中的项,或判断一个数是否是数列中的项更为方便,因此我们需要考虑能否利用数列的递推公式求出数列的通项公式等问题.

【典例剖析】 [例1]已知数列{an}满足an+1=2an+1,n∈N* (1)若a1=-1,写出此数列的前4项,并推测数列的通项公式. (2)若a1=1,写出此数列的前4项,并推测数列的通项公式. 解:(1)a1=a2=a3=a4=-1, 可推测数列{an}的通项公式an=-1. (2)a1=1,a2=2×1+1=3,a3=2×3+1=7,a4=2×7+1=15.可推测数列{an}的通项公式为an=2n-1.

点评:数列的递推公式是由递推关系式(递推)和首项(基础)两个因素所确定的,既便递推关系完全一样,而首项不同就可得到两个不同的数列.

[例2]已知数列{an}满足a1=1,an+1=αan+β,且a2=3,a4=15,求常数α,β的值. 解:由a1=1,an+1=αan+β知 a2=αa1+β即α+β=3①

a3=αa2+β=3α+β

a4=αa3+β=3α2+αβ+β

即3α2+αβ+β=15②

解得6312或 点评:本题就是用待定系数法解决了递推关系中的系数.当然还可以继续解决已知递推公式,求数列的通项公式等问题. [例3]已知数列{an}的通项公式为an=)1(1nn (1)求证{an}为递减数列, (2)若Sn=a1+a2+…+an,求数列{an}的前n项和Sn.

(1)证明:an+1-an=)2)(1(2)1(1)2)(1(1nnnnnnn ∵n∈N*,∴an+1-an<0,即an+1<an ∴数列{an}为递减数列.

(2)∵an=111)1(1nnnn ∴Sn=a1+a2+…+an

=321211…+)1(1nn =)3121()211(+…+)111(nn =1-111nnn 点评:本题给出了证明数列为递增(或递减)数列和求数列前n项和的方法.可注意证明数列为递增(或递减)数列与证明函数单调性的联系和区别.

【随堂训练】

1.在数列{an}中,a1=31,an=(-1)n·2an-1(n≥2),则a5等于 A.-316 B.316 C.-38 D. 38 解析:由a1=31,an=(-1)n·2an-1得a2=32,a3=-34,a4=-38,a5=316 答案:B 2.在数列{an}中,a1=2,a2=5,且an+1=an+2+an,则a6的值为 A.-3 B.-11 C.-5 D.19 解析:由a1=2,a2=5 又an+1=an+2+an即an+2=an+1-an ∴a3=3,a4=-2,a5=-5,a6=-3 答案:A 3.已知an+1=an+3,则数列{an}是 A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.摆动数列 解析:由an+1=an+3,即an+1-an=3>0即an+1>an知,数列{an}为递增数列. 答案:A

4.已知数列{an}满足a1>0,且an+1=21an,则数列{an}是 A.递增数列 B.递减数列 C.常数列 D.摆动数列

解析:由a1>0,且an+1=21an 则an>0

又21aan1n<1 ∴an+1<an 因此数列{an}为递减数列. 答案:B

5.已知f(1)=2,f(n+1)=21)1(f(n∈N*),则f(4)=______. 解析:f(2)=2321)1(f

f(3)=45212321)2(f

f(4)=89214521)3(f

答案:89 6.设凸n边形的对角线条数为f(n),则f(3)=______;f(n+1)=______(用f(n)表示). 解析:显然f(3)=0 f(n+1)=f(n)+(n-1)

答案:0 f(n)+n-1

【强化训练】 1.已知数列{an}的首项,a1=1,且an=2an-1+1(n≥2),则a5为 A.7 B.15 C.30 D.31 解析:由a1=1,且an=2an-1+1(n≥2)得:a2=3,a3=7,a4=15,a5=31 答案:D 2.数列{-2n2+29n+3}中最大项的值是 A.107 B.108

C.10881 D.109

解析:∵-2n2+29n+3=-2(n-429)2+8292+3,又n∈N*,故当n=7时,an最大,即最大项的值为a7=-2×72+29×7+3=108.

答案:B 3.数列1,3,6,10,15,……的递推公式是

A.*`)Nn(,naa1an1n1 B.)2n*,Nn(,naa1a1nn1 C.)2n*,Nn(),1n(aa1an1n1 D.*)Nn(),1n(aa1a1nn1 解析:a1=1 a2=a1+2

a3=a2+3

…… an=an-1+n 答案:B 4.若数列{an}满足a1=21,an=1-11na,n≥2,n∈N*,则a2003等于 A.21 B.-1 C.2 D.1

解析:由a1=21,an=1-1na1知 a2=-1,a3=2,a4=21

∴a2003=a3×667+2=…=a5=a2=-1 答案:B

5.已知数列{an}的递推公式为1a2aa1ann1n1n∈N*,那么数列{an}的通项公式为______. 解析:由a1=1,且an+1=1a2ann知a2=31,a3=51,a4=71 ∴an=121n 答案:an=121n 6.设{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)·an+12-nan2+an+1an=0(n=1,2,3,…),则它的通项公式是______.

解析:由已知(n+1)an+12-nan2+an+1an=0知 n(an+12-an2)+an+1(an+1+an)=0

∴n(an+1-an)+an+1=0 即(n+1)an+1=nan

整理得1nnaan1n ∴)1( 21)2( 12)1( 112211naannaannaannnn (1)×(2)×…×(n-1) 得naan11 又a1=1,∴an=n1. 答案:an=n1. 7.已知数列{an}中a1=1,an+1=na1nn. (1)写出数列的前5项; (2)猜想数列的通项公式.

解:(1)由a1=1,an+1=na1nn得:a2=21,a3=31,a4=41,a5=51 (2)可推测数列{an}的通项公式为an=n1. 8.已知数列{an}中,a1=a 2=1,且a n=a n-1+a n-2(n≥3,n∈N*)设bn=1nnaa. (1)求证:bn+1=nb11,n∈N* (2)求数列{bn}的前5项.

(1)证明:∵an=an-1+an-2 ∴an+2=an+1+an ∴bn+1=nnnnnaaaaa1121

=nnnbaa11111 (2)解:由b1=21aa=1 ∴b2=21,b3=32,b4=53,b5=85 9.已知数列{an}的递推公式是an+2=3an+1-2an,且a1=1,a2=3,求数列的前5项,并推测数列{an}的通项公式.

解:由a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an得 a3=3a2-2a1=3×3-2×1=7

a4=3a3-2a2=3×7-2×3=15

a5=3a4-2a3=3×5-2×7=31

…… 可推测an=2n-1. 10.数列{an}满足:a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,求a2003. 解:由a1=3,a2=6,an+2=an+1-an,得 a3=a2-a1=6-3=3

a4=a3-a2=3-6=-3

a5=a4-a3=-3-3=-6

a6=a5-a4=-6-(-3)=-3

a7=a6-a5=-3-(-6)=3

a8=a7-a6=3-(-3)=6

…… a2003=a6×333+5=a5=-6.

【学后反思】 利用数列的递推公式可求出数列中的任何一项,它和数列的通项公式一样是可以确定一个数列的,和通项公式比较,用通项公式求数列中的某一项或判断一个数是否是数列中的某一项比用递推公式更直接、更方便.