内容正文:
课时5 递推数列
一、课标要求
1.掌握常见的根据数列的递推关系式求数列的通项公式.
2.掌握利用数列{an}的前n项和Sn与通项an的关系求解数列的通项公式.
二、知识梳理
1.数列的递推公式
如果已知数列的第 项(或前 项),且从第二项(或某一项)开始的任一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用 来表示,那么这个公式就叫作这个数列的递推公式.
2.an与Sn的关系
(1)若数列{an}的前n项和为Sn,则an= .
(2)Sn与an的关系式递推(可前推也可以后推)后,两式相减,消去和Sn,得到相邻 项(或相邻 项)关系后求解,有时也将an表示成 (n≥2,n∈N*),消去项an后求解.
3.对于递推关系式可转化为an+1=an+f(n)的数列,通常采用累加法求其通项公式.
4.对于递推关系式可转化为=f(n)的数列,且容易求数列{f(n)}前n项积时,采用累乘法求数列{an}的通项公式.
5.对于递推关系式形如an+1=pan+q(p≠0,1,q≠0)的数列,采用构造法求数列的通项.
【拓展知识】
1.周期性:若an+k=an(n∈N*,k为非零正整数),则{an}为 ,k为{an}的一个周期.
2.形如 (A,B,C为常数)的数列,可通过两边同时 的方法构造新数列求解.
三、基础回顾
1.判断正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若数列{an}的前n项和为Sn,则对任意,都有. ( )
(2)递推公式也是数列的一种表示方法. ( )
(3)a1=2,an=2an-1(n≥2)是数列{an}的递推公式. ( )
(4)所有的数列都有递推公式. ( )
2.已知数列{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an=Sn+,则S4的值为( )
A.9 B.21
C.45 D.93
3.(多选题) 已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则下列结论正确的有( )
A.为等比数列 B.{an}的通项公式为an=
C.{an}为递增数列 D.的前n项和Tn=2n+2-3n-4
4.若数列{an}的首项a1=1,且满足an+1=2an+1,则数列{an}的通项公式是an=__ __.
四、考点扫描
考点一 由递推关系研究数列的通项
例1 (1)已知数列{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an=Sn+,则S4的值为( )
A.9 B.21
C.45 D.93
(2)在数列中,已知,且对于任意的,都有,则数列的通项公式为( )
A. B. C. D.
对点训练 (1)(2025·山东日照市模拟)已知数列的前项和为,且,.记,则=______.
(2) (2025·贵州遵义市模拟)已知数列满足,且对任意正整数p,q,都有,则( )
A.4 B. C.6 D.
考点二 构造等差(比)数列求通项
考向1 形如 an+1=pan+f(n)型
例2 (1)已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+2,则an=________.
(2)已知数列{an}满足an+1=2an+n,a1=2,则an=________.
(3)已知数列满足,则数列的通项公式为 .
规律方法:
对点训练 分别求出满足下列条件的数列{an}的通项公式:
(1) a1=1,an+1=3an+4;
(2),;
(3).
考向2 形如an+1=pan+qan-1型
例3 已知数列{an}满足a1=1,a2=2,且an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),则数列{an}的通项公式an=________.
规律方法:
对点训练
已知数列{an}满足a1=3,a2=6,an+2=2an+1+3an,求数列{an}的通项公式.
考向3 形如an+1=型
例4 (2025·福建福州市质检)已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则an=__ __.
规律方法:
对点训练 (2025·湖北黄冈市模拟)已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,若+++…+<1 000,则满足条件的最大整数n=( )
A.8 B.9
C.10 D.11
课时5 递推数列参考答案
二、知识梳理
1.1 几 一个公式
2.(1) (2)两 三 Sn-Sn-1
【拓展知识】
1.周期数列
2.取倒数
三、基础回顾
1.(1)√
(2) √
(3)√
(4)×
2.C【解析】 由an=Sn+,得Sn-Sn-1=Sn+(n≥2),整理得Sn+3=2(Sn-1+3).又a1=S1+,所以S1=a1=3,故数列{Sn+3}是以6为首项,2为公比的等比数列,所以Sn+3=6×2n-1,即Sn=3×2n-3,所以S4=3×24-3=45.故选C.
3.ABD【解析】 因为a1=1,an+1=,所以==+3,所以+3=2.又因为+3=4,所以数列是以4为首项,2为公比的等比数列,故A正确.
+3=4×2n-1=2n+1,即an=,故B正确.
因为an+1-an=-==,因为n≥1,所以2n+2-3>0,2n+1-3>0,2n+1>0,所以an+1-an<0,所以{an}为递减数列,故C错误.
=2n+1-3,则Tn=(22+23+24+…+2n+1)-3n=-3n=2n+2-3n-4,故D正确.故选ABD.
4.2n-1【解析】 因为an+1=2an+1,所以an+1+1=2(an+1),所以{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列,所以an+1=2×2n-1=2n,即an=2n-1.
四、考点扫描
例1 (1)C【解析】 由an=Sn+,得Sn-Sn-1=Sn+(n≥2),整理得Sn+3=2(Sn-1+3).又a1=S1+,所以S1=a1=3,故数列{Sn+3}是以6为首项,2为公比的等比数列,所以Sn+3=6×2n-1,即Sn=3×2n-3,所以S4=3×24-3=45.故选C.
(2)D【解析】令m=1,所以所以,所以所以,a1=1符合上式.故选D.
对点训练(1)【解析】由已知 ,
可得 ②.
①-②得, 即,所以,可知数列是等比数列,且首项为,公比为2,所以.
(2)B【解析】由,得,令.依题意,对任意正整数p,q都有,令,则,,而,即,因此数列是以为首项,为公比的等比数列,,即,,所以.故选B.
例2 (1) 2·-1【解析】因为an+1=3an+2,所以an+1+1=3(an+1),所以=3,所以数列{an+1}为等比数列,公比q=3.又a1+1=2,所以an+1=2·,所以an=2·-1.
(2) -n-1【解析】令an+1+x(n+1)+y=2(an+xn+y),即an+1=2an+xn+y-x,
与原等式比较,得x=y=1,所以=2,所以数列{an+n+1}是以a1+1+1=4为首项,2为公比的等比数列,所以an+n+1=4×,即an=-n-1.
(3) 【解析】方法一:设,整理得,可得,即,且,则数列是首项为,公比为的等比数列,所以,即.
方法二(两边同除以) :两边同时除以得,整理得,且,则数列是首项为,公比为的等比数列,所以,即;
对点训练 【解】(1)设an+1+t=3(an+t),即an+1=3an+2t,又an+1=3an+4,根据对应项系数相等,解得t=2,故an+1+2=3(an+2).令bn=an+2,则b1=a1+2=3,且==3,所以{bn}是3为首项,3为公比的等比数列,所以bn=3×=3n,即an=3n-2.
(2)由得,故为等差数列,公差为1,首项为1,所以 所以.
(3),,即.又,,所以数列是首项为13,公比为3的等比数列,,.
例3 【解析】方法一:因为an+1=2an+3an-1(n≥2,n∈N*),设bn=an+1+an,
所以===3.又因为b1=a2+a1=3,所以{bn}是首项为3,公比为3的等比数列.所以bn=an+1+an=3×=3n,从而+·=,不妨令cn=,即cn+1+cn=,故cn+1-=-,即=-.又因为c1-=-=,所以数列是首项为,公比为-的等比数列,故cn-=×=-,从而an=.
方法二:因为方程x2=2x+3的两根为-1,3,可设an=c1·+c2.由a1=1,a2=2,解得c1=,c2=,所以an=.
对点训练 【解答】 由特征方程x2=2x+3,得x1=3,x2=-1,所以an=α·3n+β·(-1)n,其中解得α=,β=-,所以an=·3n-·(-1)n=·3n+1+·(-1)n+1.
例4 【解析】 因为a1=1,an+1=,显然an≠0,取倒数得==4+,即-=4,则数列是首项为1,公差为4的等差数列,因此,=1+4(n-1)=4n-3,所以an=.
对点训练 B【解析】由an+1=,可得=-1,令bn=,则bn+1=2bn-1,即bn+1-1=2(bn-1),又b1-1=-1=1,所以{bn-1}是以1为首项,2为公比的等比数列,则bn-1=2n-1,所以bn=2n-1+1,所以b1+b2+…+bn=1+2+22+…+2n-1+n=2n+n-1.由2n+n-1<1 000,解得n≤9.故选B.
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