内容正文:
数 列
4.1 数列的概念
第2课时 递推公式、前n项和及应用
第四章
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学习目标 1.理解递推公式的含义,能根据递推公式求出数列的前几项.
2.会由数列的前n项和公式求数列通项公式.
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关系 递推公式 通项公式
区别 表示an与它的前一项an-1(或前几项)之间的关系 表示an与n之间的关系
联系 (1)都是表示数列的方法;
(2)由递推公式求出前几项可归纳猜想出通项公式,也可以用推理的方法,求出通项公式
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a1+a2+…+an
序号n
Sn-Sn-1,n≥2
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课时梯级训练(2)
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知识点一 数列的递推公式
图中的一系列三角形图案称为谢尔宾斯基三角形.在图中4个大三角形中,着色的三角形的个数依次构成一个数列的前4项.
1.写出这个数列的通项公式.
2.除了通项公式,你还能发现这个数列的项的其他取值规律吗?
数列的递推公式
(1)定义:如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
(2)作用:知道了首项或前几项,以及递推公式,就能求出数列的每一项.
1.用递推公式求出一个数列的条件
(1)“基础”——数列{an}的第1项(或前几项);
(2)递推关系——数列{an}的任意一项an与它的前一项an-1(n≥2)(或前几项)间的关系,并且这个关系可以用一个公式来表示.
2.数列递推公式与通项公式之间的关系
[例1] 已知数列{an}中,a1=1,a2=2,以后各项由an=an-1+an-2(n≥3)给出.
(1)写出此数列的前5项;
(2)通过公式bn=(n≥1)构造一个新的数列{bn},写出数列{bn}的前4项.
(1)∵an=an-1+an-2(n≥3),且a1=1,a2=2,
∴a3=a2+a1=3,a4=a3+a2=3+2=5,a5=a4+a3=5+3=8.
故数列{an}的前5项依次为a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8.
(2)∵bn=,且a1=1,a2=2,a3=3,a4=5,a5=8,∴b1==,b2==,b3==,b4==.
故数列{bn}的前4项依次为b1=,b2=,b3=,b4=.
由递推关系写出数列的项的方法
(1)根据递推公式写出数列的前几项,首先要弄清楚公式中各部分的关系,依次代入计算即可;
(2)若知道的是末项,通常将所给公式整理成用后面的项表示前面的项的形式,如an=2an+1+1;
(3)若知道的是首项,通常将所给公式整理成用前面的项表示后面的项的形式,如an+1=.
[练1] (2025·济南高二检测)已知数列{an}中,a1=1,an+1=an.
(1)写出数列{an}的前5项;
(2)猜想数列{an}的通项公式.
(1)由a1=1,an+1=an,可得:
a2=a1=×1=,a3=a2=×=,a4=a3=×=,a5=a4=×=.
(2)猜想:an=.
知识点二 数列的前n项和
1.数列{an}的前n项和
把数列{an}从第1项起到第n项止的各项之和,称为数列{an}的前n项和,记作Sn,即Sn=______________________.
2.数列{an}的前n项和公式
如果数列{an}的前n项和Sn与它的____________之间的对应关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的前n项和公式.
3.an与Sn的关系:an=
[例2] 已知数列{an}的前n项和Sn=2n2-3n,则an=____________.
答案:4n-5
当n=1时,a1=S1=2-3=-1;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5.∵a1也适合此等式,∴an=4n-5.
[变式探究]
将本例中“Sn=2n2-3n”改为“Sn=2n2-3n+1”,求数列{an}的通项公式.
当n=1时,a1=S1=2-3+1=0;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n+1)-[2(n-1)2-3(n-1)+1]=4n-5.
由于当n=1时,a1=0≠4×1-5=-1,
因此an=
已知Sn求an的步骤
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出当n≥2时an的表达式;
(3)验证此时a1是否满足(2)中an的表达式,若是,则可以合并,否则不可.
[练2] 已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=4n-3,则数列{an}的通项公式为______________.
答案:an=
当n=1时,a1=S1=41-3=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(4n-3)-(4n-1-3)=3×4n-1,而3×41-1=3≠1.
故数列{an}的通项公式为an=
1.知识清单
(1)数列的递推公式.
(2)数列的前n项和Sn与an的关系.
2.方法归纳:归纳法.
3.常见误区:由Sn求an时忽略验证n=1时的情况.
◎随堂演练
1.下列四个数中,是数列{n(n+1)}中的项的是 ( )
A.380 B.392
C.321 D.232
当n=19时,n(n+1)=380.
2.(2025·蚌埠高二月考)已知数列{an}的首项a1=1,且an+1=+1,则这个数列的第4项是 ( )
A. B.
C. D.6
由an+1=+1,a1=1得,a2=+1=3,a3=+1=,a4=+1=.
3.已知数列{an}的前n项和公式为Sn=,则数列{an}的首项为________,通项公式为________.
答案: an=
因为Sn=,所以当n=1时,a1=S1=;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=,
当n=1时,也满足上式,故数列{an}的通项公式为an=.
$$