摘要:
该高中数学课件聚焦数列求通项公式的常用方法,从通项公式定义及注出发,通过“有的数列无通项、有的有多个”引发思考,搭建从概念理解到方法探究的学习支架,衔接数列基础概念与后续求和等内容。
其亮点在于“例练结合”设计,如观察法中例1将9,99...变形为10ⁿ-1,练1对应3,5...为2ⁿ+1,培养数学思维与运算能力。构造法通过例7将a(n+1)=2a(n)+1转化为等比数列,发展抽象与模型意识,助力学生掌握推理方法,也为教师提供清晰教学路径。
内容正文:
4.3.4 数列求通项的方法
注: ① 有的数列没有通项公式,如:
3,π,e,6;
②有的数列有多个通项公式,如:
﹣1,1,﹣1,1,...
我们来一起研究一下数列通项公式的常用求法:
如果数列{an}的第n项an与n之间的关系可以用一个公式来表示,这个公式就叫做这个数列的通项公式.即an=f(n)
数列的通项公式
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求数列通项公式的常用方法:
1. 观察法
4. 累乘法
3. 累加法
5. 构造数列法
2. 已知Sn求an
一、观察法(猜想法,不完全归纳法)
观察数列中各项与其序号间的关系,分解各项中的变化部分与不变部分,再探索各项中变化部分与序号间的关系,从而归纳出构成规律写出通项公式.
解:变形为:101-1, 102―1, 103―1, 104―1,…
∴ 通项公式为:
例1 求数列 9,99,999,9999,…的通项.
练1 求数列3,5,9,17,33,…的通项.
解:变形为:21+1,22+1,23+1,24+1,
25+1,……
联想与转化是由已知认识未知的两种有效的思维方法.
∴通项公式为:
二、已知Sn求an
注意:
要先分n=1和n>1两种情况分别进行运算,然后验证能否统一.
解:①当n=1时, ;
②当n时,
n=1时,有a1=﹣1≠﹣2,则a1不符合上式 .
∴
例2 已知数列{an}的前n项和Sn的公式为
,求{an}的通项公式.
类型一:已知Sn表达式求an
解:①当n=1时, , ;
②当n时,
两式相减:
即
∴{an}是以3为首项,3为公比的等比数列,
∴=
例3 已知数列{an}的前n项和为Sn,若
,求{an}的通项公式.
类型二:已知Sn和an关系式求an
解:①当n=1时, , ;
②当n时,
两式相减:
即
∴{an}是以1为首项,为公比的等比数列,
∴=
练2 已知数列{an}的前n项和为Sn,若
,求an.
类型二:已知Sn和an关系式求an
解:(1)记{an}的前n项和为Sn,则Sn=2n-1 .
①当n=1时,a1 =S1=21-1=1;
②当n时,
n=1时,有a1=20=1,则a1符合上式 .
∴ = 2n-1 .
例4 在数列{an}中, a1+a2+...+an=2n-1. (1)求an ;
(2)求a12+a22+...+an2.
类型三:已知a1+a2+...+an=f(n)求an
解:(2) 记bn=an2=(2n-1)2=4n-1,b1=40=1
∴{bn}是以1为首项,以4为公比的等比数列.
记{bn}的前n项和为Tn,
∴ .
例4 在数列{an}中, a1+a2+...+an=2n-1. (1)求an ;
(2)求a12+a22+...+an2.
类型三:已知a1+a2+...+an=f(n)求an
练3 数列{an}满足a1+2a2+3a3+...+nan=2n,求an .
类型三:已知a1+a2+...+an=f(n)求an
解:记{nan}的前n项和为Sn,则Sn=2n .
①当n=1时,a1 =21=2;
②当n时,
∴
n=1时,有a1=1≠2,则a1不符合上式 .
∴ =.
三、累加法
当所给数列每相邻两项之差为关于n的式子时,就可用累加进行消元.
例5 数列{an}满足a1=1,an+1﹣an=2n+1,求an .
解: ∴ 两边相加得:
∴
∴
an+1﹣an=f(n)
当n=1时,a1=1满足上式.
练4 数列{an}满足a1=1,an+1﹣an=2n,求an .
解: ∴ 两边相加得:
∴
当n=1时,a1=1满足上式.
∴
练5 数列{an}满足a1=﹣1, an+1=an+ , 求an .
解:
提示:累加后用裂项相消求和 .
四、累乘法
当一个数列每相邻两项之比为关于n的式子时,就可用累乘法进行消元.
例6 已知数列{an}中, , ,
求通项公式an.
解:由已知 , ,得:
把1,2,…,n分别代入上式得:
, ,… ,
把上面n-1个式子左右两边同时相乘得:
= f(n)
例6 已知数列{an}中, , ,
求通项公式an.
解:把上面n-1个式子左右两边同时相乘得:
当n=1时,a1=2满足上式.
∴
练6 已知数列{an}中, , ,
求通项公式an.
解:
五、构造数列法
已知递推关系式an+1=kan+p (k≠0,1)时,主要通过构造数列an+1+m=k(an+m),转化成等比数列的形式.
∴数列{bn}是公比q=2,首项b1=a1+1=2的等比数列,即
∴
例7 已知数列{an}的递推关系为 ,
且 求通项公式 an.
解:∵
∴
∴
令 ∴
练7 已知数列{an}的递推关系为 ,
且 ,求通项公式 an.
解:
六、因式分解法
已知an+1与an的二次递推式,通常要对二次式因式分解.
例8 数列{an}各项均为正数,且满足a1=2,a2n+1﹣3an+1an﹣4a2n=0,求an.
解:依题可得(an+1+an)(an+1﹣4an)=0
∵an>0,∴an+1﹣4an=0,
即 = 4
∴{an}是以2为首项,为公比的等比数列
∴an=2×4n-1
练8 数列{an}各项均为正数,且满足a1=1,
a2n﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0,求an .
解:an=2n-1.
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