内容正文:
培优增分 第4讲
数列中的构造问题
限时规范训练
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命题解读 求数列通项公式的方法除了我们前面学习过的公式法、累加法、累乘法,还有构造法,其总的思想是根据数列的递推公式,利用构造法转化为特殊的数列(等差、等比数列或可利用累加、累乘求解的数列)求解.
限时规范训练
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例1 已知数列{an}满足an+1=4an+3,且a1=1,则an=________.
角度 1
an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)
题型一 形如an+1=pan+f(n)型
设an+1+λ=4(an+λ),
即an+1=4an+3λ.
又an+1=4an+3,故3λ=3,得λ=1,
故an+1+1=4(an+1),
限时规范训练
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则数列{an+1}是首项为a1+1=2,
公比为4的等比数列,故an+1=2·4n-1,
即an=2·4n-1-1.
答案:2·4n-1-1
限时规范训练
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例2 已知数列{an}满足an+1=2an-n+1,a1=3,则数列{an}的通项公式为________.
角度 2
an+1=pan+qn+c(p≠0,1,q≠0)
设an+1+λ(n+1)+μ=2(an+λn+μ),
即an+1=2an+λn+μ-λ,
又an+1=2an-n+1,
限时规范训练
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即an+1-(n+1)=2(an-n),
所以数列{an-n}是首项为2,公比也为2的等比数列,
则an-n=2n,an=2n+n.
答案:an=2n+n
限时规范训练
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例3 在数列{an}中,a1=1,且满足an+1=6an+3n,则an=______.
角度 3
an+1=pan+qn(p≠0,1,q≠0,1)
限时规范训练
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限时规范训练
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反思感悟
限时规范训练
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训练1 (1)(2024·广州调研)已知数列{an}中,a1=1,an+1=3an+2,则an=________.
因为an+1=3an+2,
所以an+1+1=3(an+1),
因为1+a1=2,所以数列{1+an}是以2为首项,以3为公比的等比数列,
所以1+an=2×3n-1,所以an=2×3n-1-1.
答案:2×3n-1-1
限时规范训练
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(2)已知数列{an}中,a1=1,an+1=3an+3n,则an=________.
答案:n·3n-1
限时规范训练
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例4 已知在数列{an}中,a1=5,a2=2,an=2an-1+3an-2(n≥3),求这个数列的通项公式.
解:∵an=2an-1+3an-2,
∴an+an-1=3(an-1+an-2),
又a1+a2=7,
∴{an+an-1}是首项为7,公比为3的等比数列,
则an+an-1=7×3n-2, ①
题型二 相邻项的差为特殊数列(形如an+1=pan+qan-1型)
限时规范训练
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又an-3an-1=-(an-1-3an-2),
a2-3a1=-13,
∴{an-3an-1}是首项为-13,公比为-1的等比数列,
则an-3an-1=(-13)·(-1)n-2, ②
由①×3+②得,4an=7×3n-1+13·(-1)n-1,
限时规范训练
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可以化为an+1-x1an=x2(an-x1an-1),其中x1,x2是方程x2-px-q=0的两个根,若1是方程的根,则直接构造数列{an-an-1},若1不是方程的根,则需要构造两个数列,采取消元的方法求an.
反思感悟
限时规范训练
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训练2 若x=1是函数f(x)=an+1x4-anx3-an+2x+1(n∈N*)的极值点,数列{an}满足a1=1,a2=3,则数列{an}的通项公式an=________.
f′(x)=4an+1x3-3anx2-an+2,∴f′(1)=4an+1-3an-an+2=0,
即an+2-an+1=3(an+1-an),
∴数列{an+1-an}是首项为2,公比为3的等比数列,
∴an+1-an=2×3n-1,
则an=an-an-1+an-1-an-2+…+a2-a1+a1=2×3n-2+…+2×30+1=3n-1.
答案:3n-1
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限时规范训练(四十三)
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A级 基础落实练
1.已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an+1,则a4的值为( )
A.15 B.23
C.32 D.42
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B 因为an+1=2an+1,
所以an+1+1=2(an+1),
所以{an+1}是以3为首项,2为公比的等比数列,
所以an+1=3·2n-1,
所以an=3·2n-1-1,a4=23.
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4.已知数列{an}满足a1=1,且an+1-2an=n-1,其中n∈N*,则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n-n B.an=2n+n
C.an=3n-1 D.an=3n+1
A
A 由题设,an+1+(n+1)=2(an+n),
而a1+1=2,
∴{an+n}是首项、公比均为2的等比数列,
故an+n=2n,即an=2n-n.
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8.将一些数排成如图所示的倒三角形,其中第一行各数依次为1,2,3,…,2023,从第二行起,每一个数都等于它“肩上”的两个数之和,最后一行只有一个数M,则M等于( )
1 2 3 … 2021 2022 2023
3 5 7 … 4043 4045
8 12 … 8088
… …
…
M
A.2023×22020 B.2024×22021
C.2023×22021 D.2024×22022
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10.已知数列{an}满足an+1=2an+n,a1=2,则an=________.
令an+1+x(n+1)+y=2(an+xn+y),
即an+1=2an+xn+y-x,
与原等式比较得,x=y=1,
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所以数列{an+n+1}是以a1+1+1=4为首项,2为公比的等比数列,
所以an+n+1=4×2n-1,
即an=2n+1-n-1.
答案:2n+1-n-1
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答案:(n+1)3n-1
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12.已知数列{an}满足an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*),且a1=0,a6=124,则a2=________.
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所以an+1-an=a2·2n-1,
所以a6-a1=a2-a1+a3-a2+a4-a3+a5-a4+a6-a5=a2·20+a2·21+a2·22+a2·23+a2·24=31a2=124,所以a2=4.
答案:4
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B级 能力提升练
13.(2023·武汉调研)南宋数学家杨辉为我国古代数学研究作出了杰出贡献,他的著名研究成果“杨辉三角”记录于其重要著作《详解九章算法》,该著作中的“垛积术”问题介绍了高阶等差数列.以高阶等差数列中的二阶等差数列为例,其特点是从数列中的第二项开始,每一项与前一项的差构成等差数列.若某个二阶等差数列的前4项分别为2,3,6,11,则该数列的第15项为( )
A.196 B.197
C.198 D.199
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