内容正文:
学习目标
1.了解求数列通项公式的常见方法. 2.掌握利用递推公式求通项公式的方法. 3.掌握利用前n项和Sn与an的关系求通项公式的方法.
题型一 累加、累乘法求通项公式
(1)数列{an}满足a1=1,对任意的n∈N+都有an+1=a1+an+n,求通项公式;
(2)已知数列{an}满足a1=,an+1=an,求an.
解:(1)因为an+1=an+n+1,
所以an+1-an=n+1,
即a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n(n≥2),
等式两边同时相加得an-a1=2+3+4+…+n,
即an=a1+2+3+4+…+n=1+2+3+4+…+n=(n≥2).
当n=1时,也满足上式,
所以通项公式为an=,n∈N+.
(2)由条件知=,分别令n=1,2,3,…,n-1,
代入上式得(n-1)个等式累乘,
即···…·=×××…×(n≥2),所以=(n≥2),
又因为a1=,所以an=(n≥2).
又当n=1时,a1=满足上式,所以an=,n∈N+.
累加、累乘法的应用模型
1.累加法:形如an+1-an=f(n)型.
2.累乘法:形如=f(n)型.
对点练1.(1)在数列{an}中,a1=3,an+1=an+,则通项公式an= .
(2)已知数列{an}满足a1=1,ln an-ln an-1=1(n≥2),则an= .
答案:(1)4- (2)en-1
解析:(1)原递推公式可化为an+1-an=-,则a2-a1=-,a3-a2=-,a4-a3=-,…,an-an-1=-(n≥2),逐项相加得an-a1=1-,故an=4-(n≥2),经验证a1=3也符合上式,所以an=4-.
(2)因为ln an-ln an-1=1,所以ln =1,即=e(n≥2).所以an=··…··a1
=·1=en-1(n≥2),又a1=1也符合上式,所以an=en-1.
题型二 构造法求通项公式
模型1 形如an+1=pan+q(其中p,q为常数,且pq(p-1)≠0)的递推关系求通项公式
已知数列{an}满足a1=-2,an+1=2an+4.求数列{an}的通项公式.
解:令an+1+t=2(an+t),所以an+1=2an+t,
又因为an+1=2an+4,所以t=4,
所以an+1+4=2(an+4),
所以=2,
因为a1=-2,所以a1+4=2.
所以{an+4}是以2为首项,2为公比的等比数列.
所以an+4=2×2n-1=2n,即an=2n-4.
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用待定系数法解决此类问题的一般步骤
第一步:假设递推公式可改写为an+1+t=p(an+t);
第二步:由待定系数法,解得t=;
第三步:写出数列的通项公式;
第四步:写出数列{an}的通项公式.
注意:形如an+1=pan+qn+r的模型,可以利用待定系数法构造等比数列求解.
对点练2.(1)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+4.则数列{an}的通项公式为 .
(2)已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n-1.证明数列{an+2n+1}是等比数列,并求数列{an}的通项公式.
答案:(1)an=3n-2
解析:(1)令an+1+t=3(an+t),所以an+1=3an+2t.又因为an+1=3an+4,所以2t=4,即t=2,所以an+1+2=3(an+2),所以=3.因为a1=1,所以a1+2=3.所以{an+2}是以3为首项,3为公比的等比数列.所以an+2=3×3n-1=3n,即an=3n-2.
(2)因为an+1=2an+2n-1,所以an+1+2(n+1)+1=2(an+2n+1),
即=2,所以数列{an+2n+1}是以4为首项,2为公比的等比数列,
所以an+2n+1=4×2n-1,所以an=2n+1-2n-1.
模型2 形如an=p+tqn(p≠1)的递推关系求通项公式
已知数列{an}中,a1=2,an+1-4an=2n+1,n∈N+.求{an}的通项公式.
解:法一:因为an+1=2n+1+4an,所以an+1+2n+1=4an+2n+2=4,
因为a1+2=4,故数列是以4为首项,4为公比的等比数列,
所以an+2n=4×4n-1=4n,即an=4n-2n.
法二:因为an+1=2n+1+4an,
所以=2·+1,
两边再同时加1,得+1=2,
所以数列成等比数列,且首项为2,公比为2,则+1=2n,所以an=4n-2n.
用同除法解决此类问题的一般步骤
第一步:等式两边同除以qn,不管这一项是qn-1或,都同除以qn,为的是数列的下标和q的指数对应起来;
第二步:写出数列an与qn构造的式子;
第三步:写出数列{an}的通项公式.
注意:形如=pan+qan的模型,可以利用同除法构造等比数列求解.
对点练3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+4n.则数列{an}的通项公式为 .
答案:an=4n-3n
解析:因为an+1=3an+4n,等式两边同时除以4n,得=+1,即-1=-1),所以数列是首项为-,公比为的等比数列,即-1=(-)·()n-1=-()n,所以an=4n-3n.
模型3 形如=(p,q,r≠0)的递推关系求通项公式
在数列{an}中,a1=-1,an+1=,n∈N+,求{an}的通项公式.
解:对递推式an+1=的两边同时取倒数,
得=,即=2·+3,
因此+3=2(+3),+3=2,
故是以2为首项,2为公比的等比数列,
于是+3=2·2n-1,可得an=,n∈N+.
用取倒数法解决此类问题的一般步骤
第一步:等式两边同时取倒数;
第二步:变形构造出线性递推式an=Aan-1+B(n≥2,A,B是常数);
第三步:利用待定系数法求出原数列的通项.
对点练4.已知数列{an}满足:a1=1,an+1=(n∈N+),则数列{an}的通项公式为( )
A.an= B.an=
C.an= D.an=
答案:A
解析:因为an+1=(n∈N+),所以==+,即-=.因为a1=1,所以数列是以1为首项,为公差的等差数列,所以=1+(n-1)=,所以an=.故选A.
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题型三 由Sn与an的关系求通项公式
数列{an}的前n项和为Sn,已知an=5Sn-3(n∈N+),求an的通项公式.
解:当n=1时,a1=5S1-3=5a1-3,得a1=.
当n≥2时,由an=5Sn-3,
得an-1=5Sn-1-3,
两式作差得an-an-1=5(Sn-Sn-1)=5an,
所以an=-an-1,
所以数列{an}是首项为a1=,公比为q=-的等比数列,
所以an=a1·=×.
若已知条件中给出的是Sn与an的关系式,一般要利用先求出a1,若计算出的an中a1适合时可合并为一个关系式,若不适合则要分段,若能判断数列是等差数列或等比数列,则直接用相应公式求解.
对点练5.数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n(n+1).
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足:an=+++…+,求数列{bn}的通项公式.
解:(1)因为Sn=n(n+1),
所以当n=1时,a1=S1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n(n+1)-(n-1)n=2n,
经检验a1=2满足an=2n,
所以数列{an}的通项公式为an=2n.
(2)因为an=+++…+,
所以an+1=+++…++,
两式相减得=an+1-an=2,
则bn+1=2,故bn=2,
而a1==2,即b1=8,满足bn=2,
故bn=2.
1.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-2n,则a2+a18等于( )
A.36 B.35
C.34 D.33
答案:C
解析:当n=1时,a1=S1=-1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-2n-[(n-1)2-2(n-1)]=2n-3.当n=1时,a1=-1符合上式,所以an=2n-3,则a2=1,a18=33,故a2+a18=34.故选C.
2.数列{an}满足an+1=λan-1(n∈N+,λ∈R且λ≠0),若数列{an-1}是等比数列,则λ的值为( )
A.1 B.-1
C. D.2
答案:D
解析:由an+1=λan-1,得an+1-1=λan-2=λ.因为数列{an-1}是等比数列,所以=1,即λ=2.
3.若数列{an}满足关系an+1=1+,a8=,则a5= .
答案:
解析:由题意得,a8=1+=,则a7=;a7=1+=,则a6=;a6=1+=,则a5=.
4.已知数列{an}满足a1=1,an-an+1=nanan+1(n∈N+),则an= .
答案:
解析:由an-an+1=nanan+1,得-=n,则由累加法得-=1+2+…+(n-1)=(n≥2).又因为a1=1,所以=+1=.当n=1时满足上式,所以an=.
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