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求數(shù)列通項(xiàng)的方法總結(jié)
求數(shù)列的通項(xiàng)公式是數(shù)列中一類常見的題型,這類題型如果單純的看某一個(gè)具體的題目,它的求解方法靈活是靈活多變的,分享了求數(shù)列通項(xiàng)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(xiàng)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(shù)列通項(xiàng)公式的基本方法(f(n)可求前n項(xiàng)和).
例1.已知數(shù)列an滿足an+1=an+2n+1,a1=1,求數(shù)列an的通項(xiàng)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(shù)列an的通項(xiàng)公式為an=n2。
例2:在數(shù)列{an}中,已知an+1= ,求該數(shù)列的通項(xiàng)公式.
備注:取倒數(shù)之后變成逐差法。
解:兩邊取倒數(shù)遞推式化為:=+,即-=所以-=,-=,-=…-=.…,
將以上n-1個(gè)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(xiàng)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(shù)列通項(xiàng)公式的基本方法(數(shù)列g(shù)(n)可求前n項(xiàng)積).
例3.已知數(shù)列{an}中a1=,an=an-1(n?叟2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
解:當(dāng)n?叟2時(shí),=,=,=,…=將這n-1個(gè)式子累乘,得到=,從而an=×=,當(dāng)n=1時(shí),==a1,所以an= 。
注:在運(yùn)用累乘法時(shí),還是要特別注意項(xiàng)數(shù),計(jì)算時(shí)項(xiàng)數(shù)容易出錯(cuò).
三、公式法:利用熟知的的公式求通項(xiàng)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(shù)列或等比數(shù)列的通項(xiàng)公式。
例4.已知Sn為數(shù)列an的前n項(xiàng)和,且Sn=2n+1,求數(shù)列an的通項(xiàng)公式.
解:當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=2+1=3,當(dāng)n?叟2時(shí),an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-1.
而n=1時(shí),21-1=1≠a1,∴an3(n=1)2n-1(n?叟2)。
四、構(gòu)造新數(shù)列(待定系數(shù)法): ①將遞推公式an+1=qan+d(q,d為常數(shù),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(gòu)造新數(shù)列.
例5.在數(shù)列an中,a1=1,當(dāng)n?叟2時(shí),有an=3an-1+2,求an的通項(xiàng)公式。
解:設(shè)an+m=3(an-1+m),即有an=3an-1+2m,對(duì)比an=3an-1+2,得m=1,于是得an+1=3(an-1+1),數(shù)列an+1是以a1+1=2為首項(xiàng),以3為公比的等比數(shù)列,所以有an=23n-1-1。
類似題型練習(xí):已知數(shù)列an滿足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*)求數(shù)列an的通項(xiàng)公式.
注:此種類型an+1=pan+g(n)(p為常數(shù),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(shù)列求通項(xiàng)的問題可以轉(zhuǎn)化為逐差法的問題,當(dāng)然這種數(shù)列的通項(xiàng)公式也常用待定系數(shù)法解決,關(guān)鍵要根據(jù)g(n)選擇適當(dāng)?shù)男问健?/p>
如:an的首項(xiàng)a1=1,且an+1=4an+2n,求an
五、數(shù)學(xué)歸納法(用不完全歸納法猜想,用數(shù)學(xué)歸納法證明)
例6.設(shè)數(shù)列an滿足:a1=1,an+1an-2n2(an+1-an)+1=0求數(shù)列an的通項(xiàng)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(shù)學(xué)歸納法予以證明(以下略)
六、待定系數(shù)法
例7.已知數(shù)列an滿足an+1=2an+3×5n,a1=6,求數(shù)列an的通項(xiàng)公式。
解:設(shè)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(shù)列{an-5n}是以a1-51=1為首項(xiàng),以2為公比的等比數(shù)列,則an-5n=2n-1,故an=2n-1+5n。
評(píng)注:本題解題的關(guān)鍵是把遞推關(guān)系式an+1=2an+3×5n轉(zhuǎn)化為an-1-5n+1=2(an-5n),從而可知數(shù)列{an-5n}是等比數(shù)列,進(jìn)而求出數(shù)列{an-5n}的通項(xiàng)公式,最后再求出數(shù)列{an}的通項(xiàng)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(shù))。對(duì)于由遞推公式an+2=pan+1+qan,a1=α,a2=β,給出的數(shù)列an,方程x2-px-q=0,叫做數(shù)列an的特征方程。
若x1,x2是特征方程的兩個(gè)根, 當(dāng)x1≠x2時(shí),數(shù)列an的通項(xiàng)為an=Axn-11+Bxn-12,其中A,B由a1=α,a2=β決定(即把a(bǔ)1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=Axn-11+Bxn-12,得到關(guān)于A、B的方程組);
當(dāng)x1=x2時(shí),數(shù)列an的通項(xiàng)為an=(A+Bn)xn-11,其中A,B由1=α,a2=β決定(即把a(bǔ)1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=(A+Bn)xn-11,得到關(guān)于A、B的方程組)。
例8.數(shù)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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