6.4 数列中的构造问题(教师用书Word)-【正禾一本通】2026年新高考数学高三一轮总复习高效讲义(人教A版)
2025-12-02
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教辅
摘要:
该高中数学讲义聚焦数列构造法求通项这一高考核心考点,按aₙ₊₁=paₙ+f(n)、相邻项差为特殊数列、倒数为特殊数列三大题型分层展开,通过题型解读梳理考点,例题解析示范方法,思维升华总结规律,对点练习强化应用,构建系统复习路径。
资料以“类型识别-构造转化-模型应用”为主线,如针对aₙ₊₁=paₙ+qn+c型,引导学生用待定系数法配凑一次函数项,培养数学思维与推理能力。分层练习覆盖选择填空与解答题,助力学生快速突破递推数列难点,为教师精准教学提供实战参考。
内容正文:
6.4 数列中的构造问题
[题型解读] 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.
题型一 an+1=pan+f(n)型
角度1 an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0,其中a1=a)
【例1】 (1)数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2)且a1=0,则a2 024等于( )
A.22 023-1 B.42 023-1
C.22 023+1 D.42 023+1
解析:选B.因为an=4an-1+3(n≥2),所以an+1=4(an-1+1)(n≥2),所以{an+1}是以1为首项,4为公比的等比数列,则an+1=4n-1,所以an=4n-1-1,所以a2 024=42 023-1.
(2)已知数列{an}的首项a1=1,且+2,则数列{an}的通项公式为________.
解析:因为+2,等式两边同时加1整理得,又因为a1=1,所以+1=2,所以是首项为2,公比为3的等比数列.所以+1=2·3n-1,所以an=.
答案:an=
思维升华 形如an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)的递推式,一般配凑成an+1+x=p(an+x)的形式(利用待定系数法求x),构造等比数列.
角度2 an+1=pan+qn+c(p≠0,1,q≠0)
【例2】 若a1=1,an+1=2an-3n,n∈N*,求数列{an}的通项公式.
解:设an+1+λ(n+1)+u=2(an+λn+u),
所以an+1=2an+λn+u-λ,
所以解得λ=u=-3,
又a1-3-3=-5≠0,
所以=2,
所以数列{an-3n-3}是以-5为首项,2为公比的等比数列,
所以an-3n-3=-5·2n-1,
所以an=-5·2n-1+3n+3.
思维升华 形如an+1=pan+qn+c(p≠0,1,q≠0)的递推式,一般配凑成an+1+x(n+1)+y=的形式(利用待定系数法求x,y),构造等比数列.
角度3 an+1=pan+qn(p≠0,1,q≠0,1)
【例3】 已知数列{an}中a1=,求{an}的通项公式.
解:法一 构造数列an+1+λ,
化简成原式结构得an+1=,
对应项系数相等得λ=-3,
设bn=an-3·,则b1=a1-3·,
所以数列{bn}是以-为首项,为公比的等比数列,则bn=-,
所以an=.
法二 将an+1=两边同乘2n+1,
得2n+1·an+1=(2n·an)+1.
令bn=2n·an,则bn+1=bn+1,得bn+1-3=(bn-3),
所以数列{bn-3}是首项为b1-3=2×,公比为的等比数列,
所以bn-3=-,即bn=3-2·,
所以an=.
法三 将an+1=两边分别除,得3n+1an+1=3nan+.
令bn=3n·an,则bn+1=bn+,
所以bn-bn-1=.
将以上各式叠加,得bn-b1=.
又b1=3a1=3×,
所以bn=1+
=-2,
所以an=.
思维升华 形如an+1=pan+qn(p≠0,1,q≠0,1)的递推式,一般两边同时除以pn+1或qn+1,再利用累加法或构造法求通项.
【对点练习】 1.(多选)已知数列{an},下列结论正确的有( )
A.若a1=2,2(n+1)an-nan+1=0,则an=n·2n
B.在数列{an}中,a1=1,且an=2an-1+3(n≥2,且n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=2n+1-3
C.若a1=2,an=(n≥2),则数列是等比数列
D.已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+n-1,则数列{an}的通项公式为an=2n-n+1
解析:选AB.∵2(n+1)an-nan+1=0,∴,∴是首项为=2,公比为2的等比数列,∴=2·2n-1,∴an=n·2n,故A正确;
由an=2an-1+3(n≥2),得an+3=2(an-1+3),
即=2,又a1+3=1+3=4,于是数列{an+3}是首项为4,公比为2的等比数列,∴an+3=4×2n-1,即an=2n+1-3,故B正确;
根据题意,an=⇔=1,n≥2,又=6,∴是首项为6,公差为1的等差数列,故C错误;
设an+1+k(n+1)+b=2(an+kn+b),所以an+1=2an+kn+b-k,由an+1=2an+n-1,得解得∴=2,即{an+n}是首项为a1+1=2,公比为2的等比数列.∴an+n=2×2n-1=2n,故an=2n-n,故D错误.
题型二 相邻两项的差为特殊数列(an+1=pan+qan-1型,其中a1=a,a2=b)
【例4】 已知数列{an}满足a1=1,a2=2,且an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
解析: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{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+,
故cn+1-,
即,又因为c1-,
所以数列是首项为,公比为-的等比数列,故cn-,
从而an=.
法二 因为方程x2=2x+3的两根为-1,3,
可设an=c1·(-1)n-1+c2·3n-1,
由a1=1,a2=2,解得c1=,
所以an=.
答案:
思维升华 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,采取消元的方法求数列{an}.
【对点练习】 2.已知数列{an}满足a1=5,a2=5,an+1=an+6an-1(n≥2).
(1)求证:{an+1+2an}是等比数列;
(2)求数列{an}的通项公式.
解:(1)证明:∵an+1=an+6an-1(n≥2),
∴an+1+2an=3an+6an-1=3(an+2an-1)(n≥2).
∵a1=5,a2=5,∴a2+2a1=15,
∴an+2an-1≠0(n≥2),=3(n≥2),
∴数列{an+1+2an}是以15为首项,3为公比的等比数列.
(2)由(1)得an+1+2an=15×3n-1=5×3n,
则an+1=-2an+5×3n,
∴an+1-3n+1=-2(an-3n),
又∵a1-3=2,∴an-3n≠0,
∴{an-3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列,
∴an-3n=2×(-2)n-1,即an=-(-2)n+3n.
题型三 倒数为特殊数列型)
【例5】 已知数列{an}中,a1=1,an+1=(n∈N*),求数列{an}的通项公式.
解:因为an+1=(n∈N*),
所以+1,
设,
所以3t-t=1,解得t=,
所以,
又,
所以数列是以为首项,3为公比的等比数列,所以,
所以an=.
思维升华 两边同时取倒数转化为的形式,化归为bn+1=pbn+q型,求出的通项公式,再求an.
【对点练习】 3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则满足an>的n的最大取值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
解析:选C.因为an+1=,所以,所以=4,又=1,所以数列是以1为首项,4为公差的等差数列,所以=1+4(n-1)=4n-3,所以an=.由an>,即>,即0<4n-3<37,解得<n<10,因为n为正整数,所以n的最大取值为9.
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