第7章 素能培优(七) 数列中的构造问题-【金版教程】2026年高考数学一轮复习创新方案全书Word(提升版)
数列中的构造问题是高考的核心命题点之一,选填题、解答题均可出现.其总的思想是根据数列的递推公式,利用待定系数、配凑、取倒数等构造方法转化为特殊的数列(等差、等比或可用累加、累乘求解的数列)进行求解.
考向一 形如an+1=pan+f(n)型
角度1 an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0,其中a1=a)
(多选)(2025·广东珠海模拟)数列{an}是首项为1的正项数列,an+1=2an+3,Sn是数列{an}的前n项和,则下列结论正确的是( )
A.a3=13
B.数列{an+3}是等比数列
C.an=4n-3
D.Sn=2n+1-n-2
答案:AB
解析:∵an+1=2an+3,∴an+1+3=2(an+3),又a1+3=4≠0,∴数列{an+3}是等比数列,∴an+3=4×2n-1,∴an=2n+1-3,∴a3=13,∴Sn=-3n=2n+2-3n-4.故选AB.
先把an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)转化为an+1+M=p(an+M),再利用待定系数法求出M的值,最后用换元法转化为等比数列求解.
某牧场今年年初牛的存栏数为1200,预计以后每年存栏数的增长率为10%,且在每年年底卖出100头牛,牧场从今年起每年年初的计划存栏数构成数列{cn},即c1=1200,则c10大约为( )
(参考数据:1.18≈2.144,1.19≈2.358,1.110≈2.594,1.111≈2.853)
A.1429 B.1472
C.1519 D.1571
答案:B
解析:由题意可知cn=(1+10%)cn-1-100=1.1cn-1-100,设cn+k=1.1(cn-1+k),解得k=-1000,即cn-1000=1.1(cn-1-1000),故数列{cn-1000}是首项为c1-1000=200,公比为1.1的等比数列,所以cn-1000=200×1.1n-1,则cn=200×1.1n-1+1000,所以c10=200×1.19+1000≈200×2.358+1000≈1472.故选B.
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角度2 an+1=pan+qn+c(p≠0,1,q≠0)
(2025·广东广州联考)在数列{an}中,a1=3,且an+1=3an+4n-6(n∈N*),则{an}的通项公式为________.
答案:an=3n-2(n-1)
解析:因为an+1=3an+4n-6(n∈N*),设an+1+p(n+1)+q=3(an+pn+q),其中p,q∈R,整理可得an+1=3an+2pn+2q-p,所以解得
所以an+1+2(n+1)-2=3(an+2n-2),且a1+2×1-2=a1=3,所以数列{an+2n-2}是首项为3,公比为3的等比数列,所以an+2n-2=3×3n-1=3n,解得an=3n-2(n-1).
与角度1构造方法很相似,在构造时我们也保持跟题干一样的结构,加一项pn再构造等比数列就可以,即令an+1+p(n+1)+q=A(an+pn+q),然后与已知递推公式各项的系数对应相等,解得p,q,从而得到数列{an+pn+q}是公比为A的等比数列.
(2025·重庆模拟)已知a1=1,当n≥2时,an=
an-1+2n-1,则an=________.
答案:+4n-6
解析:设an+pn+q=[an-1+p(n-1)+q],即an=
an-1-
pn-
p-
q,与原式比较,得
解得
a1-4+6=3,所以{an-4n+6}是以3为首项,
为公比的等比数列,所以an-4n+6=3×
,所以an=
+4n-6.
角度3 an+1=pan+qn(p≠0,1,q≠0,1)
(2025·山西大同模拟)已知数列{an}满足a1=3,an+1=3an+2·3n+1,n∈N*,则数列{an}的通项公式为________.
答案:an=(2n-1)·3n
解析:由an+1=3an+2·3n+1,得=
+2,∴
-
=2,即数列
是首项为1,公差为2的等差数列,∴
=2n-1,故an=(2n-1)·3n.
形如an+1=pan+qn的数列,一般等式两边同除以qn+1,转化为bn+1=kbn+
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m(k≠0,1)的形式,利用角度1的方法求解.
在数列{an}中,a1=1,an+1=
an+
(n∈N*),则an=________,
是这个数列的第________项.
答案: 7
解析:由题意得an=an-1+
(n≥2),∴3nan=3n-1an-1+1(n≥2),即3nan-3n-1·an-1=1(n≥2).又a1=1,∴31a1=3,∴数列{3nan}是以3为首项,1为公差的等差数列,∴3nan=3+(n-1)×1=n+2,∴an=
(n∈N*).由
=
,得n=7.
考向二 相邻项的差为特殊数列(形如an+1=pan+qan-1)
已知数列{an}满足a1=1,a2=2,且an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),求数列{an}的通项公式.
解:解法一:因为an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),
设bn=an+1+an,
所以=
=
=3,
又因为b1=a2+a1=3,
所以数列{bn}是首项为3,公比为3的等比数列.
所以bn=an+1+an=3×3n-1=3n,
从而+
·
=
,
不妨令cn=,即cn+1+
cn=
,
故cn+1-=-
,
即=-
,
又因为c1-=
-
=
,
所以数列是首项为
,公比为-
的等比数列,
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