内容正文:
5.1.2 数列中的递推
1
1.了解数列的递推公式,会用数列的递推公式求前几项(数学运算、数学抽象).
2.理解数列的前n项和的定义,会利用数列的前n项和公式求通项an(数学运算).
课标要求
基础落实
01
典例研析
02
目录
课时作业
03
3
01
PART
基础落实
目 录
某剧场有30排座位,第一排有7个座位,从第二排起,后一排都比前一排多2个座位(如图).
【问题】 (1)写出前五排座位数;
(2)第n排座位数an与第n+1排座位数an+1能用等式表示吗?
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目 录
知识点一 数列的递推关系
如果已知数列的首项(或前几项),且数列的相邻两项或两项以上的关
系都可以用 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).
一个公式
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提醒:对数列递推公式的再理解:①并不是所有的数列都有递推公
式.例如 精确到1,0.1,0.01,0.001,…的近似值排列成一列数:1,
1.4,1.41,1.414,…就没有递推公式;②递推公式也是给出数列的一种
重要方法,递推公式和通项公式一样都是关于项数n的恒等式,用符合要
求的正整数依次去替换n,就可以求出数列的各项;③递推公式通过赋值
逐项求出数列的项.
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1. 符合递推关系式a1=1,an= an-1的数列是( )
A. 1,2,3,4,… B. 1, ,2,2 ,…
C. ,2, ,2,… D. 0, ,2,2 ,…
解析: B中相邻的两项,后一项是前一项的 倍,符合递推公式an=
an-1.
√
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2. 已知数列{an}满足a1=1,an+1= +1,则这个数列的第4项是
( )
A. 10 B. 17
C. 26 D. 37
解析: 由题设有a2=2,a3=5,a4=26.故选C.
√
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3. 如图所示的是一系列有机物的结构简图,图中的“小黑点”表示原子,
两点之间的“短线”表示化学键,按图中结构,第n个图有化学键
( )
A. 6n个 B. (4n+2)个
C. (5n-1)个 D. (5n+1)个
解析: 由题中图形知,各图中“短线”个数依次为6,6+5,6+5+
5,…,若把6看作1+5,则上述数列为1+5,1+2×5,1+3×5,…,于
是第n个图形有(5n+1)个化学键.故选D.
√
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4. 已知数列{an}满足a1=3,an= an-1+1(n≥2,n∈N+),则a4
= .
解析:因为a1=3,an= an-1+1,n≥2,所以a2= ×3+1=3,a3=
×3+1=3,同理a4= ×3+1=3.
3
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知识点二 数列的前n项和
1. 定义: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
a1+a2+a3+…+an
(1)当 时,a1=S1;
n=1
(2)当 时,an=Sn-Sn-1.
综上所述:an=
n≥2且n∈N+
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提醒:应用数列前n项和公式的易错点:在应用数列的前n项和公式
求通项时,往往容易忽略验证n=1时的情况,而是直接把数列的通项公式
写成an=Sn-Sn-1的形式,但它只适用于n≥2的情形.
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已知数列{an}的前n项和公式为Sn=2n2+n,则an= .
解析:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n2+n-2(n-1)2-(n-1)=4n
-1.当n=1时,a1=S1=2×1+1=3=4×1-1,满足上式,∴an=4n-
1(n∈N+).
4n-1
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02
PART
典例研析
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题型一|由递推公式求数列的项
【例1】 数列{an}中,a1=1,a2=3, -anan+2=(-1)n,求
{an}的前5项.
解:由 -anan+2=(-1)n,得an+2= ,又∵a1=1,
a2=3,∴a3= = =10,a4= = =33,a5
= = =109,∴数列{an}的前5项为1,3,10,33,109.
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通性通法
由递推公式求数列的项的方法
(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;
(3)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.
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【跟踪训练】
若数列{an}满足a1=2,an+1= ,n∈N+,求a2 026.
解:由题意得,a2= = =-3,
a3= = =- ,a4= = = ,
a5= = =2=a1,∴{an}是周期为4的数列,
∴a2 026=a4×506+2=a2=-3.
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题型二|由递推公式求通项公式
角度1 累加法求通项公式
【例2】 已知数列{an}满足a1=-1,an+1=an+ ,n∈N+,求
数列的通项公式an.
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解:∵an+1-an= ,
∴a2-a1= ,a3-a2= ,a4-a3= ,…,an-an-1=
,
以上各式累加得,an-a1= + +…+
= + +…+ =1- .
∵a1=-1,∴an+1=1- ,
∴an=- (n≥2).
又∵n=1时,a1=-1,符合上式,
∴an=- .
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角度2 累乘法求通项公式
【例3】 已知数列{an}中,a1=4,(n+1)an+1=(n+2)·an,则an
= .
解析:∵(n+1)an+1=(n+2)an,a1=4,∴ = ,即 =
(n≥2),∴an= · · ·…· ·a1= · · ·…· ·4=2n
+2.
2n+2
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通性通法
由数列的递推公式求通项公式时,若递推关系为an+1=an+f(n)
或an+1=g(n)·an,则可以分别通过累加法或累乘法求得通项公式,
即:
(1)累加法:当an=an-1+f(n)时,常用an=(an-an-1)+(an-1
-an-2)+…+(a2-a1)+a1求通项公式;
(2)累乘法:当 =g(n)时,常用an= · ·…· ·a1求通项
公式.
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【跟踪训练】
1. 在数列{an}中,a1=3,an+1=an+lg( 1+ ),则a10=( )
A. 4 B. 3+10lg 3
C. 13 D. 12+2lg 3
解析: 依题意,在数列{an}中,a1=3,an+1=an+lg( 1+ ),即
an+1-an=lg =lg(n+1)-lg n,所以a10=a1+(a2-a1)+(a3-
a2)+…+(a10-a9)=3+lg 2-lg 1+lg 3-lg 2+…+lg 10-lg 9=3-
lg 1+lg 10=3+1=4.故选A.
√
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2. 已知数列{an}中a1= ,an= an-1(n≥2),求数列{an}的通项
公式.
解:因为an= an-1(n≥2),
所以当n≥2时, = ,
所以 = , = ,…, = , = ,
以上n-1个式子相乘得 · ·…· · = · ·…· · ,
即 = × ×2×1,又a1= ,所以an= .
当n=1时,a1= = ,与已知a1= 相符,
所以数列{an}的通项公式为an= .
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题型三|根据数列的前n项和公式求通项
【例4】 已知下面数列{an}的前n项和Sn,求{an}的通项公式.
(1)Sn=2n2-3n;
解: 当n=1时,a1=S1=2-3=-1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=
4n-5,
由于a1也适合此式,
所以an=4n-5.
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(2)Sn=3n+b.
解: 当n=1时,a1=S1=3+b;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2·3n-1.
当b=-1时,a1适合此式.
当b≠-1时,a1不适合此式.
所以当b=-1时,an=2·3n-1;
当b≠-1时,an=
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【母题探究】
(变条件)本例条件变为“Sn= 且a4=54”问题不变.
解:因为a4=S4-S3= - = (81-27)=27a1=
54,所以a1=2,所以Sn=3n-1.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=3n-1-(3n-1-1)=2×3n-1.
而2×31-1=2=a1,
故数列{an}的通项公式为an=2×3n-1.
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通性通法
已知Sn求an的步骤
(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)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式.如果符
合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n=1与n≥2
两段来写.
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【跟踪训练】
已知数列{an}的前n项和为Sn.
(1)若数列{an}的前n项和Sn=n2+n-1(n∈N+).求数列{an}的通项
公式;
解: 数列{an}的前n项和Sn=n2+n-1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+n-1-[(n-1)2+(n-1)-1]=
2n,
而a1=S1=1,不满足上式,
所以数列{an}的通项公式是an=
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(2)若Sn=3n+2n+1,求an.
解: 因为当n=1时,a1=S1=6;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+2n+1)-[3n-1+2(n-1)+1]=
2·3n-1+2,由于a1不适合此式,
所以an=
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题型四|数列的最大(小)项问题
【例5】 已知数列{an}的通项公式是an= · ,试问该数列有
没有最大项?若有,求出最大项和最大项的序号;若没有,请说明理由.
解:法一 an+1-an=(n+2) -(n+1)· =
,
当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an;
当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an;
当n>9时,an+1-an<0,即an+1<an.
则a1<a2<a3<…<a9=a10>a11>a12>…,
故数列{an}有最大项,为第9项和第10项,且a9=a10=10× .
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法二 根据题意,令 (n>1),
即 (n>1),
解得9≤n≤10.
又n∈N+,则n=9或n=10.
故数列{an}有最大项,为第9项和第10项,且a9=a10=10× .
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通性通法
1. 由于数列是特殊的函数,所以可以用研究函数的思想方法来研究数列的
相关性质,如单调性、最大值、最小值等,此时要注意数列的定义域为正
整数集或其有限子集{1,2,…,n}这一条件.
2. 可以利用不等式组 (n>1)找到数列的最大项;利用不
等式组 (n>1)找到数列的最小项.
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【跟踪训练】
已知数列{an}的通项公式为an= ,n∈N+,则数列{an}前20项中
的最大项与最小项分别为 .
解析:an= = =1+ ,当n≥11时, >0,且单调
递减;当1≤n≤10时, <0,且单调递减.因此数列{an}前20项中的
最大项与最小项分别为第11项,第10项,a11=3,a10=-1.
3,-1
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目 录
1. 在数列{an}中,an+1=2an+ ,a1=1,则a3=( )
A. 8 B. 11
C. 18 D. 19
解析: 由an+1=2an+ ,a1=1,得a2=2+6=8,a3=16+3=19.故
选D.
√
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2. 数列{an}中,a1=1,对所有的n≥2,都有a1·a2·a3·…·an=n2,则a3+
a5=( )
A. B.
C. D.
解析: 由题意a1a2=22,a1a2a3=32,a1a2a3a4=42,a1a2a3a4a5=52,
则a3= = ,a5= = .故a3+a5= .
√
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3. 已知数列{an}满足a1=a,an+1=1+ ,且a5=0,则a的值为
( )
A. - B. -
C. - D. -
解析: 由a5=0倒推可求得a4=-1,再求a3=- ,a2=- ,从而可
得a1=- .
√
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4. 已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n,则a4= .
解析:因为Sn=n2+2n,所以S4=42+24=32,S3=32+23=17,所以a4
=S4-S3=15.
5. 设{an}是首项为1的正项数列,且(n+1) -n +anan+1=0(n
=1,2,3,…),则通项公式an= .
解析:由(n+1) -n +anan+1=[(n+1)an+1-nan]·(an+1
+an)=0,可得 = ,将 = , = ,…, = ,叠乘
可得an= .
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课时作业
03
PART
目 录
1. 已知数列{an}满足an+1=(-1)nan+1,且a2=1,则a6=( )
A. -1 B. 0
C. 1 D. 2
解析: 由a2=1,则a3=(-1)2a2+1=2,a4=(-1)3a3+1=-
1,a5=(-1)4a4+1=0,a6=(-1)5a5+1=1.故选C.
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√
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目 录
2. 设数列{an}的前n项和Sn满足Sn=n2,则a8=( )
A. 15 B. 14
C. 13 D. 12
解析: a8=S8-S7=82-72=64-49=15.
√
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3. 若数列{an}满足an+1= (n∈N+),且a1=1,则a17=( )
A. 13 B. 14
C. 15 D. 16
解析: 由an+1= 得an+1-an= ,a17=a1+(a2-a1)+(a3-
a2)+…+(a17-a16)=1+ ×16=13,故选A.
√
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4. 已知数列{an}满足a1=9,且an+1=
则a4=( )
A. 1 B. 3
C. 7 D. 9
解析: 由题意a2= =3,a3= =1,a4=2a3+1=3.故选B.
√
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5. 〔多选〕数列{an}中,an=-n2+11n,则此数列最大项是( )
A. 第4项 B. 第5项
C. 第6项 D. 第7项
解析: an=-n2+11n=- + ,
∵n∈N+,∴当n=5或n=6时,an取最大值.故选B、C.
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6. 〔多选〕若数列{an}满足an+1= a1= ,则数
列{an}中的项的值可能为( )
A. B.
C. D.
√
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解析: 数列{an}满足an+1= a1= ,依次
取n=1,2,3,4,…,代入计算得,a2=2a1-1= ,a3=2a2= ,a4
=2a3= ,a5=2a4-1= =a1,…,继续下去会循环,数列{an}是周期
为4的周期数列,所有可能取值为 , , , .故选A、B、C.
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7. 已知数列{an}满足a1=1,a2=2,且an+an+1+an+2=6,则a10
= .
解析:由an+an+1+an+2=6可得an+1+an+2+an+3=6,两式相减得an+3
=an,由此可得a10=a7=a4=a1=1.
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8. 已知数列{an}满足a1=1,且当n≥2时, - =1,则an=
.
解析:当n≥2时,an-an-1=2,则an-1-an-2=2,…,a2-a1=2,所
以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2(n-
1)+1=2n-1,又a1=1符合上式,因此an=2n-1.
2n
-1
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9. 如图所示,坐标纸上的每个单元格的边长为1,由下往上的六个点:1,
2,3,4,5,6的横、纵坐标分别对应数列{an}(n∈N+)的前12项,如
表所示.
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 a11 a12 …
x1 y1 x2 y2 x3 y3 x4 y4 x5 y5 x6 y6 …
按如此规律下去,a2 023+a2 024+a2 025= .
1 012
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解析:将数列{an}的奇数项、偶数项分开看,奇数项为1,-1,2,-
2,…,发现a2n-1+a2n+1=0,∴a2 023+a2 025=a2×1 012-1+a2×1 012+1=
0;偶数项为1,2,3,…,∴a2n=n,当2n=2 024时,a2 024=1 012,
∴a2 023+a2 024+a2 025=1 012.
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10. 已知数列{an}的前n项和为Sn=n2-9n.
(1)求an;
解: 当n=1时,a1=S1=1-9=-8;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-9n-[(n-1)2-9(n-1)]=2n-
10.
注意到n=1时也满足a1=2×1-10=-8,
所以数列{an}的通项公式为an=2n-10.
(2)若它的第k项满足5<ak<8,求k的值.
解: 因为5<ak<8,即5<2k-10<8,解得7.5<k<9.
又k∈N+,所以k=8.
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11. 〔多选〕已知数列{bn}满足b1=2,bn-bnbn+1=1,记数列{bn}的前n
项积为Sn,前n项和为Tn,则( )
A. b2 025=-1 B. T6n+1-T6n=-1
C. =1(n≥4) D. T2 025S2 025=-
√
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解析: 已知数列{bn}满足b1=2,bn-bnbn+1=1,则b2=1- =
,b3=1- =-1,b4=1- =2=b1,所以数列{bn}是以3为周期的周
期数列.对于A,b2 025=b3=-1,A正确;对于B,T6n+1-T6n=b6n+1=
b1=2,B错误;对于C,任意相邻三项均在一个周期内,则 =bn-2bn-
1bn=2× ×(-1)=-1,C错误;对于D,T2 025= ×( 2+ -1)
= ,S2 025= =-1,所以T2 025S2 025=- ,
D正确.故选A、D.
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12. 已知数列{an}中,a1=2,nan+1=(n+1)an+1,若对于任意的
n∈N+,不等式 <2t2-1恒成立,则实数t的取值范围为
.
∪
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解析:由题意数列{an}中,nan+1=(n+1)an+1,即nan+1-(n+1)
an=1,则有 - = = - ,则有 = +
+( - )+…+ +a1= +
+ +…+ +2=3- <3,又对于任意的
n∈N+,不等式 <2t2-1恒成立,即3≤2t2-1恒成立,解得t≤-
或t≥ .
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13. 已知数列{an}满足a1= ,anan-1=an-1-an(n≥2),且an≠0,求
数列{an}的通项公式.
解:∵anan-1=an-1-an,且an≠0,
∴当n≥2时, - =1.
∴ = + + +…+
=2+1+1+…+1=n+1.
∴ =n+1,∴an= (n≥2).
又∵n=1时,a1= ,符合上式,∴an= .
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14. 〔多选〕数列{Fn}:1,1,2,3,5,8,13,21,34,…称为斐波那
契数列,是由十三世纪意大利数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子
而引入的,故又称为“兔子数列”.该数列从第三项开始,每项等于其前
相邻两项之和.记数列{Fn}的前n项和为Sn,则下列结论正确的是( )
A. S5=F7-1 B. S5=S6-1
C. S2 023=F2 025-1 D. S2 023=F2 024-1
√
√
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解析: 根据题意有Fn=Fn-1+Fn-2(n≥3),所以S3=F1+F2+F3
=1+F1+F2+F3-1=F3+F2+F3-1=F4+F3-1=F5-1,S4=F4+S3
=F4+F5-1=F6-1,S5=F5+S4=F5+F6-1=F7-1,…,所以S2 023
=F2 025-1.故选A、C.
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15. 已知首项为x1的数列{xn}满足xn+1= (a为常数).
(1)若对于任意的x1≠-1,都有xn+2=xn(n∈N+)成立,求a的值;
解: ∵xn+2= = = =xn,
∴a2xn=(a+1) +xn,即(a2-1)xn=(a+1) .
令n=1,得(a2-1)x1=(a+1) ,
要使该式对任意的x1≠-1都成立,
则有 解得a=-1.
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(2)当a=1时,若x1>0,数列{xn}是递增数列还是递减数列?请说明
理由.
解: 数列{xn}是递减数列.
理由如下:∵x1>0,xn+1= ,
∴xn>0.
又∵xn+1-xn= -xn=- <0,
∴数列{xn}是递减数列.
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