内容正文:
5.1.2
数列中的递推
[教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
课时目标
1.理解数列的递推公式是数列表示方法中的一种.
2.掌握由数列的递推公式求数列的通项公式的方法.
3.理解数列的前n项和,会由数列的前n项和公式求数列的通项公式.
CONTENTS
目录
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3
课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时跟踪检测
课前预知教材·自主落实基础
01
1.数列的递推关系
如果已知数列的首项(或前几项),且数列的相邻_______________的关系都可以用一个_____来表示,则称这个公式为数列的递推关系(也称为递推公式或递归公式).
两项或两项以上
公式
|微|点|助|解|
(1)通项公式与递推公式的区别:①通项公式反映的是an与n的关系,递推公式反映的是项与项之间的关系;②若已知n的值,则由通项公式可直接求出an的值,而通过递推公式只能间接求出an的值.
(2)利用递推公式求一个数列,必须具备:①数列第1项或前几项,②递推关系,这两个条件缺一不可.
2.数列的前n项和
(1)数列的前n项和:
一般地,给定数列{an},称Sn= _______________ 为数列{an}的前n项和.
(2)数列的前n项和Sn与通项an的关系:
an= __________________.
a1+a2+a3+…+an
|微|点|助|解|
(1)对于由an=Sn-Sn-1(n≥2)求得的an的表达式,若令n=1求得的a1与利用a1=S1求得的a1相同,则说明an=Sn-Sn-1(n≥2)也适合n=1的情况,
数列的通项公式可用an=Sn-Sn-1表示.
(2)对于由an=Sn-Sn-1(n≥2)求得的an的表达式,若令n=1求得的a1与利用a1=S1求得的a1不相同,则说明an=Sn-Sn-1(n≥2)不适合n=1的情况,此时数列的通项公式采用分段形式表示,即an=
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)递推公式也是表示数列的一种方法. ( )
(2)所有数列都有递推公式. ( )
(3)仅由数列{an}的关系式an=an-1+2(n≥2,n∈N+)就能确定这个数列. ( )
基础落实训练
√
×
×
2.在数列{an}中,a1=-1,an+1=an-3,则a3等于( )
A.-7 B.-4
C.-1 D.2
√
解析:a2=a1-3=-1-3=-4,a3=a2-3=-4-3=-7.
3.数列{an}的前n项和Sn,若Sn-Sn-1=2n-1(n≥2),且S2=3,则a1+a3的值为 ( )
A.1 B.3
C.5 D.6
√
解析:∵Sn-Sn-1=2n-1(n≥2),且S2=3,
∴S1=0,S3=8,
∴a1=0,a2=3,a3=5,a1+a3=5.
4.已知数列{an}的前n项和公式为Sn=-2n2,则an=________.
-4n+2
解析:当n=1时,a1=S1=-2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-4n+2.显然n=1时符合,故an=-4n+2.
课堂题点研究·迁移应用融通
02
题型(一) 数列的递推公式及应用
[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;
解:∵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)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.
解:∵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=.
|思|维|建|模|
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=.
针对训练
1.已知数列{an}的第1项a1=1,以后的各项由公式an+1=给出,试写出这个数列的前5项.
解:∵a1=1,an+1=,∴a2==,a3===,
a4===,a5===.故该数列的前5项为1,.
题型(二) 由递推公式求数列的通项公式
方法1 累加法求通项公式
[例2] 在数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln,则an=( )
A.2+ln n B.2+(n-1)ln n
C.2+nln n D.1+n+ln n
√
解析:法一:归纳法 由题意得数列的前5项分别为a1=2,a2=2+ln=2+ln 2,a3=(2+ln 2)+ln=2+ln 3,
a4=(2+ln 3)+ln=2+ln 4,a5=(2+ln 4)+ln=2+
ln 5,…,由此猜想数列的一个通项公式为an=2+ln n.经检验符合题意.
法二:迭代法 由题意得an=an-1+ln=an-1+ln (n≥2),
则an=an-1+ln=an-2+ln+ln=…=a1+ln+
ln+ln+…+ln=a1+ln=2+ln n(n≥2).
又a1=2=2+ln 1,符合上式,所以an=2+ln n.
法三:累加法 由题意得an+1-an=ln=ln=ln(n+1)-ln n,因此,a1=2,a2-a1=ln 2,a3-a2=ln 3-ln 2,a4-a3=ln 4-ln 3,
…,
an-an-1=ln n-ln(n-1)(n≥2),
以上各式两边分别相加,
得an=2+ln 2+(ln 3-ln 2)+(ln 4-ln 3)+…+[ln n-ln(n-1)](n≥2).所以an=2+ln n(n≥2).
因为a1=2也适合上式,所以an=2+ln n.
|思|维|建|模|
累加法求数列通项公式
形如an+1-an=f(n)的递推公式,可以利用a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=an(n≥2,n∈N+)求通项公式.
方法2 累乘法求通项公式
[例3] 设数列{an}中,a1=1,an=(n≥2),求通项公式.
解:∵a1=1,an=an-1(n≥2),
∴=,an=···…···a1=···…···1=.
又a1=1也符合上式,
∴an=.
|思|维|建|模|
累乘法求数列通项公式
形如=f(n)的递推公式,可以利用a1···…·=an(n≥2,n∈N+)求通项公式.以上方法叫做累乘法.
针对训练
2.已知在数列{an}中,a1=2,an+1=an,则a2 026的值为( )
A. B.
C. D.
√
解析:∵an+1=an,即=,∴an=···…···a1=···…···2=,
∴a2 026==.
3.已知数列{an}满足a1=1,an+1=an+2,n∈N+,则an=__________.
解析:由题意得,an=an-1+2=an-2+2×2=…=a1+2×(n-1)=2n-1,n≥2,又a1=1适合上式,∴an=2n-1,n∈N+.
2n-1
4.已知数列{an}满足a1=1,an+1-an=2n-1,n∈N+,求数列{an}的通项公式.
解:因为an+1-an=2n-1,n∈N+,所以当n>1,n∈N+时,有an-an-1=
2n-3,因此有an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+(an-2-an-3)+…+(a2-a1)+a1,即an=(2n-3)+(2n-5)+(2n-7)+…+1+1=
+1=n2-2n+2,当n=1时,适合上式,所以an=n2-2n+2,n∈N+.
题型(三) 数列的前n项和公式及应用
[例4] 设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=2n2-30n.求a1及an.
解:因为Sn=2n2-30n,所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1=-28,
当n≥2时,an=Sn-=2n2-30n-[2(n-1)2-30(n-1)]=4n-32.
验证当n=1时上式成立,所以an=4n-32,n∈N+.
[变式拓展]
将本例条件“Sn=2n2-30n”改为“Sn=2n2-30n+1”,其他条件不变,求an.
解:因为Sn=2n2-30n+1,所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1+1=-27,
当n≥2时,an=Sn-=2n2-30n+1-[2(n-1)2-30(n-1)+1]=4n-32.
当n=1时不符合上式.所以an=
|思|维|建|模|
已知Sn求an的3个步骤
(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)注意检验n=1时的表达式是否可以与n≥2的表达式合并.
针对训练
5.[多选]已知数列{an}的前n项和满足Sn=2n+1-1,则下列说法正确的
是 ( )
A.a1=3 B.an=2n(n≥2)
C.an=2n D.an=2n(n≥2)
√
√
解析:因为Sn=2n+1-1,所以当n=1时,a1=S1=21+1-1=3;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n+1-1)-(2n-1)=2n.当n=1时,不符合上式,
故an=
6.已知数列{an}的前n项和Sn=n2-8n,第k项满足4<ak<7,则k=_________.
解析:a1=S1=-7,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-8n-(n-1)2+8(n-1)=
2n-9,由4<ak<7得4<2k-9<7,得<k<8,因为k为正整数,所以k=7.
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课时跟踪检测
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1.已知数列{an}满足a1=2,an=1+(n≥2),则a3=( )
A. B.
C. D.
√
解析:因为a1=2,所以a2=1+=,a3=1+=1+=.故选C.
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2.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2n2,则a5= ( )
A.16 B.18
C.20 D.25
√
解析:依题意,a5=S5-S4=2×52-2×42=18.故选B.
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3.记Sn为数列{an}的前n项和,若Sn=则a6=( )
A.1 B.5
C.7 D.9
√
解析:因为Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=
则a6=S6-S5=(5×6-4)-52=1.故选A.
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4.已知数列{an}中,a1=1,=,则数列{an}的通项公式是( )
A.an=2n B.an=
C.an= D.an=
√
解析:法一 由已知可知,a1=1,a2=,a3=,a4=,…,∴an=.
法二 an=··…···a1=·1=.
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5.在数列{an}中,若a1=2,an=1-(n≥2),则a2 025=( )
A.-1 B.
C.2 D.1
√
解析:由题意得a1=2,a2=1-=1-=,a3=1-=1-2=-1,
a4=1-=1+1=2,…,故{an}为周期数列,周期为3,
故a2 025=a675×3=a3=-1.故选A.
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6.已知数列{an}满足a1=1,且an+1=,则a10=( )
A. B.
C. D.
√
解析:∵an+1=,则==+n,∴-=1,-=2,…,-=9,以上各式相加可得,-=1+2+3+…+9=45,
∴a10=.故选B.
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7.唐代大诗人李白喜好饮酒作诗,民间有“李白斗酒诗百篇”之说.《算法统宗》中记载了一个“李白沽酒”的故事.诗云:今携一壶酒,游春郊外走.逢朋加一倍,入店饮半斗.注:古代一斗是10升.大意是:李白在郊外春游时,做出这样一条约定:遇见朋友,先到酒店里将壶里的酒增加一倍(假定每次加酒不会溢出),再喝掉其中的5升酒.那么根据这个规则,若李白酒壶中原来有酒6升,则李白在第5家店饮酒后所剩酒量是 ( )
A.37升 B.21升
C.26升 D.32升
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解析:由题意,可将李白在每家店饮酒后所剩酒量构造成一个数列{an},则李白在每家店饮酒后所剩酒量均为在前一家店饮酒后所剩酒量的2倍减去5,即an+1=2an-5,∵a1=6×2-5=7,∴a2=2a1-5=2×7-5=9,a3=2a2-5=2×9-5=13,a4=2a3-5=2×13-5=21,a5=2a4-5=2×21-5=37.故李白在第5家店饮酒后所剩酒量是37升.故选A.
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8.(5分)已知数列{an}的通项公式为an=k∈N+,则a1a2=__________.
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解析:由题意知,当n为奇数时,an=2n;当n为偶数时,an=2n+1,
所以a1a2=(2×1)×(2×2+1)=10.
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9.(5分)数列{an}的前n项和Sn=nan,a1=1,则an=__________.
解析:当n≥2时,有Sn=nan,Sn-1=(n-1)an-1,两式作差可得,
Sn-Sn-1=nan-(n-1)an-1,整理可得an=an-1.又a1=1,所以an=1.
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10.(5分)在数列{an}中,a1=,an=n(an+1-an)(n∈N+),
则a2 024=_______.
解析:因为an=n(an+1-an)(n∈N+),所以(n+1)an=nan+1,
所以=,所以是常数列,又==,所以a2 024=2 025.
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11.(5分)若数列{an}对任意正整数n,满足a1a2·…·an=n2,则数列{an}
的通项公式an=__________________.
解析:当n=1时,a1=1;当n≥2时,由a1a2…an=n2可得a1a2…an-1=
(n-1)2,两式作商可得an=,又a1=12 ,不符合上式,
所以an=
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12.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=-1,Sn-an=0(n≥2,n∈N+),则a6=_______.
2
解析:因为a1=-1,Sn-an=0(n≥2,n∈N+),所以当n=2时,
S2-a2=0,即a1+a2-a2=a1+a2=-1+a2=0,所以a2=2,当n≥3时,
Sn-1-an-1=0,由可得an=-an-1,
所以a6=-a5=a4=-a3=a2=2.
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13.(10分)已知数列{an}的前n项和Sn=-(n∈N+),求数列{an}的通项公式.
解:因为Sn=-(n∈N+),当n=1时,a1=S1=-=4,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-===4n,
因为a1=4也满足an=4n.综上,an=4n(n∈N+).
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14.(10分)数列{an}满足a1=1,an+1+2anan+1-an=0.
(1)写出数列的前5项;(5分)
解:由已知可得a1=1,a2=,a3=,a4=,a5=.
(2)由(1)写出数列{an}的一个通项公式;(2分)
解:由(1)可得数列的每一项的分子均为1,分母分别为1,3,5,7,9,…,所以它的一个通项公式为an=.
(3)实数是否为这个数列中的一项?若是,应为第几项?(3分)
解:令=,解得n=50,故是这个数列的第50项.
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15.(15分)已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=2n+3.
(1)求数列{an}的通项公式an;(6分)
解:Sn=2n+3中,令n=1得a1=2+3=5,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+3-2n-1-3=2n-1,其中21-1=1≠5,
故an=
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(2)若数列{bn}满足bn=,求数列{bn}的最大项.(9分)
解:当n=1时,b1==,当n≥2时,bn=>0,
则=·==,当n=2时,=>1,
当n≥3时,+1≤≤×<1,故<1,故n≥2时,
{bn}的最大项为b3=,又b3>b1,故数列{bn}的最大项为b3=.
本课结束
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