内容正文:
根据数列的递推关系求通项公式,除累加法、累乘法之外,还可以构造特殊数列(常数列、等差数列、等比数列)求其通项公式,然后进一步求该数列的通项公式.
一、形如an+1=c an+d(c≠0,其中a1=a)型
设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,Sn+1-2Sn=1,n∈N*,则通项公式an=________.
[解析] 因为Sn+1-2Sn=1,
所以Sn+1=2Sn+1.
因此Sn+1+1=2(Sn+1),=2.
因为a1=S1=1,S1+1=2,
所以{Sn+1}是首项为2,公比为2的等比数列.
所以Sn+1=2n,Sn=2n-1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1,a1=1也满足此式,故an=2n-1(n∈N*).
[答案] 2n-1(n∈N*)
设an+1+λ=c(an+λ),得an+1=can+(c-1)λ,与题设an+1=can+d比较系数得λ=(c≠1),所以an+=c(an-1+)(n≥2),即构成以(a1+)为首项,c为公比的等比数列.
1.已知在数列{an}中,a1=3,且点Pn(an,an+1)(n∈N*)在直线4x-y+1=0上,则数列{an}的通项公式为an=________.
解析:因为点Pn(an,an+1)(n∈N*)在直线4x-y+1=0上,所以4an-an+1+1=0.
所以an+1+=4(an+).
因为a1=3,所以a1+=.
故数列是首项为,公比为4的等比数列.
所以an+=×4n-1,故数列{an}的通项公式为an=×4n-1-(n∈N*).
答案:×4n-1-(n∈N*)
二、形如an+1=(r,p,q为常数,r>0,p,q,an≠0)型
若数列{an}满足a1=2,an+1=,则an=__________.
[解析] 因为an+1=,a1=2,所以an≠0,
所以=+,即-=,又a1=2,则=,所以数列是以为首项,为公差的等差数列.
所以=+(n-1)×=,即an=(n∈N*).
[答案] (n∈N*)
此类问题的求解方法是等式两边同时取倒数变形构造出线性递推式bn=Abn-1+B(n≥2,A,B是常数),进而求解.
2.在数列{bn}中,b1=-1,bn+1=,n∈N*,则通项公式 bn=________.
解析:递推式 bn+1=的两边同时取倒数,得=,
即=2·+3,
因此+3=2·(+3),+3=2,
故是以2为首项,2为公比的等比数列,于是+3=2·2n-1=2n,可得bn=(n∈N*).
答案:(n∈N*)
三、形如an+1=pan+q·pn+1(p≠0,1,q≠0)型
[一题多解]已知数列{an}中,a1=,an+1=an+() n+1,则an=________.
[解析] 解法一:将an+1=an+()n+1两边同时除以,得2n+1·an+1=(2n·an)+1.令bn=2n·an,则bn+1=bn+1,将上式变形,得bn+1-3=(bn-3).所以数列{bn-3}是首项为b1-3=2×-3=-,公比为的等比数列.所以bn-3=-·()n-1,即bn=3-2·()n.于是an==-(n∈N*).
解法二:将an+1=an+()n+1两边同时除以,得3n+1an+1=3nan+()n+1.令bn=3n·an,则bn+1=bn+()n+1,所以bn-bn-1=()n,bn-1-bn-2=()n-1,…,b2-b1=()2.将以上各式累加,得bn-b1=()2+…+()n-1+()n(n≥2).又b1=3a1=3×==1+,所以bn=1++()2+…+()n-1+()n==2·()n+1-2(n≥2),又b1=满足上式,所以bn=2·()n+1-2.
故an==-(n∈N*).
[答案] -(n∈N*)
此类问题的求解方法是等式两边同时除以pn+1,即得-=q,则数列为等差数列,进而求解.
3.在数列{an}中,a1=,且an+1=-2an+3n+1(n∈N*),则通项公式an=________.
解析:递推式的两边同时除以3n+1,
得到=-·+1.
令bn=,则bn+1=-bn+1.
显然有bn+1-=-(bn-),b1-=-,
故{bn-}是以-为首项,-为公比的等比数列.
因此bn-=-·(-)n-1,
可得an=-·(-2)n-1+·3n+1(n∈N*).
答案:-×(-2)n-1+×3n+1(n∈N*)
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