内容正文:
微点培优(一) 数列的递推关系与子数列问题
[对应学生用书P20]
高考试题中求数列的通项公式,一般不单独考查,往往是作为解答题的一个小题,与数列求和综合考查,解决此类问题总的原则是转化为等差数列、等比数列求解.
[例1] (1)设数列{an}中,a1=2,an+1=2an+3,则通项公式可能是an=( )
A. 5-3n B.3·2n-1-1
C. 5-3n2 D.5·2n-1-3
(2)(2023·贵州六盘水模拟)已知数列{an}中,a1=,an+1=an+an·an+1,则数列{an}的通项公式为an=( )
A. B.
C.-n D.
(1)D (2)D 解析:(1)∵a1=2,an+1=2an+3,∴an+1+3=2(an+3),所以{an+3}是以5为首项,2为公比的等比数列.所以an+3=5×2n-1.所以an=5×2n-1-3.故选D.
(2)由an+1=an+an·an+1,可得-=-1.又=,所以数列{}是以为首项,-1为公差的等差数列,所以=-(n-1)=-n,所以an=.故选D.
常用的几种构造方法
(1)若数列{an}满足an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0),构造an+1+λ=p(an+λ);
(2)若数列{an}满足an+1=pan+f(n)(p≠0,1,f(n)≠0),构造an+1+f(n+1)=p[an+f(n)];
(3)若数列{an}满足an+1=qan+p·qn+1(n∈N*,p≠0,1,q≠0),则两边同除以qn+1,构造等差数列{};
(4)若数列{an}满足an-an+1=kanan+1(k≠0),则两边同除以anan+1,构造等差数列{}.
[练1] (2023·山西大同模拟)在数列{an}中,a1=3,an=2an-1-n+2(n≥2,n∈N*).若an>980,则n的最小值是( )
A.8 B.9
C.10 D.11
C 解析:因为an=2an-1-n+2(n≥2,n∈N*),所以an-n=2[an-1-(n-1)](n≥2,n∈N*) .因为a1=3,所以a1-1=2,所以数列{an-n}是首项和公比都是2的等比数列,所以an-n=2n,即an=2n+n.因为an-an-1=2n-1+1>0,所以数列{an}是递增数列.因为a9=521<980,a10=1 034>980,所以满足an>980的n的最小值是10.故选C.
[练2] (2023·四川攀枝花三模)已知数列{an}满足2nan=2n+1an+1-1,且a1=.若an<,则n的最小值为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
B 解析:数列{an}满足2nan=2n+1an+1-1,所以2n+1an+1-2nan=1.又a1=,所以{2nan }是以1为首项,1为公差的等差数列.所以2nan=1+(n-1)=n,所以an=.因为===,所以{an}从第2项起为递减数列.因为a1=,a2=,a3==>,a4==<,…,所以n的最小值为4.故选B.
[练3] 在数列{an}中,a1=1,Sn+1=4an+2,则a2 024的值为( )
A.6 071×22 024 B.6 071×22 023
C.6 071×22 022 D.无法确定
C 解析:因为a1=1,Sn+1=4an+2,所以S2=a1+a2=4a1+2,解得a2=5.因为Sn+1=4an+2,所以Sn+2=4an+1+2,两式相减得,an+2=4an+1-4an,所以an+2-2an+1=2(an+1-2an),所以{an+1-2an}是以a2-2a1=3为首项,2为公比的等比数列,所以an+1-2an=3×2n-1.两边同除以2n+1,得-=,所以{}是以=为首项,为公差的等差数列,所以=+(n-1)×=,所以an=×2n=(3n-1)×2n-2,所以a2 024=(3×2 024-1)×22 022=6 071×22 022.故选C.
数列中的奇、偶项问题是对一个数列分成两个新数列进行单独研究,利用新数列的特征(等差数列、等比数列或其他特征)求解原数列.
数列中奇、偶项问题的常见题型:
(1)数列中连续两项和或积的问题(an+an+1=f(n)或anan+1=f(n));
(2)含有(-1)n的类型;
(3)含有{a2n},{a2n-1}的类型;
(4)已知条件明确的奇、偶项问题.
[例2] 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,an+1+an=4n+2(n∈N*),则数列{}的前2 024项的和为( )
A. B.
C. D.
A 解析:因为a1=2,an+1+an=4n+2(n∈N*)(*),所以a2+2=6,解得a2=4.因为a