内容正文:
第5讲 数列的递推关系
【备考指南】 求数列的通项公式是高考的重点内容,对于等差、等比数列的通项公式可直接利用公式求解,但也有些数列以递推关系给出,需要通过构造转化为等差或等比数列再求解,体现了化归与转化思想在数列中的应用.题型既有小题也有解答题,难度中等.
1.在处理Sn,an的式子时,依据为an=
1.设Sn为数列{an}的前n项和,若2Sn=3an-3,则a4=( )
A.27 B.81
C.93 D.243
2.形如an+1-an=f(n)的数列,利用累加法;形如=f(n)的数列,利用累乘法.
2.已知数列{an}满足a1=3,an=an-1+2n-1(n≥2,n∈N*),则数列{an}的通项公式an=( )
A.2n B.2n+1
C.2n+1-1 D.2n+1
3.后一项与前一项成一次关系,加常数后构成等比数列.
3.若数列{an}的首项a1=1,且满足an+1=2an+1,则数列{an}的通项公式为 .
4.若an+1+an=f(n)(一次函数),则隔项构成等差数列.
4.已知数列{an}满足an+1+an=2n-3,若a1=2,则a8-a4= .
考点一 利用an与Sn的关系
【通性通法】 利用an与Sn的关系求解问题的思路
(1)利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式,再求解;
(2)利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
【例1】 (1)已知数列{an}满足a1+2a2+3a3+…+nan=(n∈N*),则an=( )
A.n-1 B.n
C.n+1 D.n+2
(2)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=-,且5an+1+Sn+16=0,则an= .
【训练1】 (1)(2025·浙江宁波三模)已知数列{an}中,a2=1,记Sn为{an}的前n项和,2Sn=nan,则a2 025=( )
A.2 023 B.2 024
C.2 025 D.2 026
【易错提醒】 由Sn与an的关系求an时,要对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式,若符合,则数列的通项公式合写;若不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.
(2)〔多选〕已知数列{an}的前n项和为Sn(Sn≠0),a1=,an+4Sn-1Sn=0(n≥2),则下列命题正确的是( )
A.Sn= B.an=-
C.数列{an}为递增数列 D.数列为递增数列
考点二 构造辅助数列
【通性通法】 (1)若数列{an}满足an+1=pan+q(p≠0,1;q≠0),构造an+1+λ=p(an+λ);
【例2】 (1)在数列{an}中,a1=5,an+1=3an-4,则数列{an}的通项公式an=( )
A.3n B.3n+1
C.3n+2 D.3n+1
(2)若数列{an}满足an+1=pan+f(n)(p≠0,1):①构造an+1+g(n+1)=p[an+g(n)];②若f(n)为指数型函数,即an+1=pan+qn,等号两边同除以qn+1,再求解;
(2)(2025·广东广州模拟)已知数列{an}满足a1=2,an+1=3an+2n-1,n∈N*,则数列{an}的通项公式an=( )
A.3n B.2n-1
C.3n-2n-1 D.3n+2n-1
(3)形如an+1=(p,q≠0)的数列,等号两边取倒数构造等差数列求通项;
【训练2】 (1)已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则a7= ;
(4)形如an+1=p(p>0,an>0)的递归式,等号两边取对数有lg an+1=qlg an+lg p,令bn=lg an,则bn+1=qbn+lg p,同上得bn,再求an.
(2)已知数列{an}满足a1=1,=10an(an>0),则an= ;
(3)已知数列{an}满足a1=1,a2=5,an+2=5an+1-6an,则数列{an}的通项公式为 .
考点三 “不动点法”求型如an+1= 的通项
【通性通法】 对于型如an+1=(其中c≠0,ad-cb≠0)的递推式,求其通项可采用不动点法,即令x=,得cx2+(d-a)x-b=0,方程的两个根分别为x1,x2:
(1)若x1=x2,则有=+p(p为参数),构造等差数列求解;
(2)若x1≠x2,则有=q·(q为参数),构造等比数列求解;
(3)若一元二次方程无解,则数列{an}是周期数列.
【例3】 已知数列{an}中,a1=1,an+1=,则数列{an}的通项公式an=( )
A.-+3 B.-+2
C. D.+2
【训练3】 已知数列{an}中,a1=1,an+1=,试求数列{an}的通项公式.
提示:完成课后作业 专题二 第5讲
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第5讲 数列的递推关系
【基础·回扣】
1.B 2.D 3.an=2n-1 4.4
【典例·讲解】
【例1】 (1)C 当n=1时,a1=2;当n≥2时,a1+2a2+3a3+…+nan= ①,a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1= ②,①-②并整理可得an=n+1,代入a1=2验证符合,所以an=n+1.
(2)-4· 解析:当n=1时,5a2+a1+16=0,∴a2=-,由5an+1+Sn+16=0 ①,得5an+Sn-1+16=0(n≥2) ②,①-②得5an+1=4an(n≥2),∵a2=-≠0,∴an≠0,∴=(n≥2),又=,∴{an}是首项为-,公比为的等比数列,∴an=-·=-4·.
【训练1】 (1)B 数列{an}满足2Sn=nan,当n≥3时,可得2Sn-1=(n-1)an-1,两式相减,可得2an=nan-(n-1)an-1,即(n-2)an=(n-1)an-1,所以=,又由a2=1,则a2 025=a2×××…×=1×××…×=2 024.故选B.
(2)AD ∵an+4Sn-1Sn=0(n≥2),∴Sn-Sn-1+4Sn-1Sn=0(n≥2),∵Sn≠0,∴-=4(n≥2),因此数列是以=4为首项,4为公差的等差数列,也是递增数列,即D正确;∴=4+4(n-1)=4n,∴Sn=,即A正确;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=-,∴an=a1>a2,即B、C不正确.
【例2】 (1)C 由an+1=3an-4,设an+1-λ=3(an-λ),即an+1=3an-2λ,故2λ=4,λ=2,则an+1-2=3(an-2),又a1=5,所以{an-2}是以a1-2=3为首项,3为公比的等比数列,所以an-2=3n,即an=3n+2.
(2)C 法一 由a1=2,an+1=3an+2n-1,n∈N*,可得an+1+2n=3(an+2n-1),所以{an+2n-1}是以3为首项,3为公比的等比数列,所以an+2n-1=3n,则an=3n-2n-1,n∈N*.
法二 an+1=3an+2n-1两边同除以2n,得=·+,即+1=,而+1=3,于是数列是首项为3,公比为的等比数列,因此+1=3×,即an=3n-2n-1.
【训练2】 (1) 解析:易知an≠0,由an+1=,得=+,所以是首项为1,公差为的等差数列,所以=+(n-1)×=,an=,所以a7=.
(2)10× 解析:等式两边取以10为底的对数可得2lg an+1=lg an+1,即lg an+1-1=(lg an-1),所以数列{lg an-1}是以lg a1-1=-1为首项,为公比的等比数列,所以lg an-1=(-1)×=-,即lg an=1-,即an=10×.
(3)an=3n-2n 解析:设an+2+λan+1=q(an+1+λan),即an+2=(q-λ)an+1+qλan,又an+2=5an+1-6an,所以解得或
法一 取λ=-2,q=3,则an+1-2an=3×3n-1=3n,所以an+1=2an+3n,两边同除以3n+1得=·+,即-1=(-1),所以数列是以-为首项,为公比的等比数列,即-1=-×()n-1=-()n,故an=3n-2n.取λ=-3,q=2时,同理可得an=3n-2n.
法二 因为an+2-2an+1=3(an+1-2an),an+2-3an+1=2(an+1-3an),a2-2a1=3,a2-3a1=2,所以数列{an+1-2an}是以3为首项,3为公比的等比数列,{an+1-3an}是以2为首项,2为公比的等比数列,即an+1-2an=3n,an+1-3an=2n,联立解得an=3n-2n.
【例3】 B 令x=,即x2-4x+4=0,解得x1=x2=2,令=+c,由a1=1,得a2=,解得c=-1,所以数列是以=-1为首项,以-1为公差的等差数列,所以=-n,所以an=-+2.
【训练3】 解:法一 由题意得an+1=-,
则an+1-2=--2=-=×,
由an+1=-,有an+1-=--=2-=2×,
由题意知an+1≠,则=·,
又=-2,所以是以-2为首项,为公比的等比数列,
所以=-2×,则an=2-.
故数列{an}的通项公式为an=2-.
法二 根据an+1=,令x=,得x1=2,x2=,
所以是以-2为首项,为公比的等比数列,
所以=-2×,则an=2-.
故数列{an}的通项公式为an=2-.
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