内容正文:
第四章 数列
第5节 数列通项公式的求法
一、公式法
由首项与公差(公比),代入公式中直接求解
【典例1】设等差数列的前项和为,且,,求数列的通项公式.
【解析】设的公差为,则由,得,所以
,即…①,由,得
,即…②,联立①②,得,,所以数列的通项公式为.
【变式1-1】已知等差数列中,,公差,且,,成等比数列,求的通项公式.
【解析】由题意,得,所以,即,又,解得,所以.
【变式1-2】在等比数列中,已知,在数列中,设
,求的通项公式.
【解析】由题意,得,所以
.
二、观察法(不完全归纳)
【典例2】将全体正整数排成如下“三角形数阵”:
记数阵中第行从左至右的第个数为(),则 .
【解析】由图知,,,,,,所以,,,,,从而当时,以上个式子相加得,得.
【变式2-1】数列,,,,,的一个通项公式是 .
【解析】方法1:由题意知,,,,,,
记,,,,,,所以,,,,,,从而当时,以上个式子相加得,所以
,故.
方法2:由题意知,,,,,,所以.
三、周期性法
【典例3】已知数列满足,,则 .
【解析】,所以数列中的项呈周期性出现,且其周期为,故.
【变式3-2】已知数列满足:,,且,则
.
【解析】,,,
,所以是周期为的周期数列,且.
四、累加法
【典例4】已知数列满足,,求数列的通项公式.
【解析】由,得,所以,
,…….
以上个式子相加,得,得
,即.
点评:形如,且易于化简,可以考虑使用累加法.其原理是:
.
【变式4-1】数列中,, ,求的通项公式.
【解析】
(时也成立),即.
【变式4-2】已知数列满足,,则的通项公式是 .
【解析】原式变形为,则,,…,.以上个式子相加,得,从而(时也成立).
五、累乘法
【典例5】在数列中,已知首项,其前项和,求的通项公式.
【解析】由…①,得时,…②,①②,得,化为,所以,,,,…,,以上个式子相乘,得,即,又也满足该公式,所以.
点评:形如,且易于化简,可以考虑使用累乘法.其原理是:.
【变式5-1】在数列中,已知,且,求的通项公式.
【解析】(时也成立),即.
【针对练习5-2】已知数列的前项和为,且满足:,,求的通项公式.
【解析】当时,由,所以
,即,又,故.
【针对练习5-3】已知数列,,且,设
,则数列的通项公式为 .
【解析】由,得,,…,,以上个式子相乘,得.
【针对练习5-4】设是首项为的正项数列,且有,则的通项公式是 .
【解析】.
方法1(迭代法): (也成立).
方法2(累乘法):(也成立).
方法3(构造等差或等比数列):,是首项为、公比为的等比数列,所以.
六、作差法
【典例6】若数列的前项和为,,且,求的通项公式.
【解析】当时,,得;当时,
,得.因为,故从第二项起,是等比数列,所以
点评:给出与或与的等量关系,可以考虑用已知等量关系得到另一个等量关系,两式作差,利用公式消去“”,再从项与项的等量关系中探求通项公式,必要时需构造新数列.有时需二次作差,如已知,,则当时,,两式作差,得,所以,两式作差,得,所以是等差数列,再由,可得的通项公式.值得注意的是,最后要检验是否满足公式.
【变式6-1】已知数列的前项和,求数列的通项公式.
【解析】由…①,得时,;当时,…②,①②,得,所以
【变式6-2】已知数列的前项和,求的通项公式.
【解析】由…①,得时,;当时,
…②,①②,得,所以
【变式6-3】已知数列满足,其中,求通项.
【解析】由①,得时,,即;当时, ②,①①,得,即,变形为,又,所以数列是首项为、公比为的等比数列,从而,即.
【变式6-4】已知数列满足:,则的通项公式为 .
【解析】由,得时,
,两式相减,得,即.当时,由条件得,也满足,所以数列的通项公式为.
【变式6-5】若数列的前项和满足:,则的通项公式是 .
【解析】当时,,得;当时,
,得.由等比数列定义,得.
【变式6-6】设为数列的前项和,,,求的通
项公式.
【解析】将代入中,得,又,所以,从而…①,当时,有…②,①②,得
,即,所以是首项为,公比为的等比数列,得.
【变式6-7】已知数列的前项和为,若,且对于任意的都有,则的通项公式为 .
【解析】由…①,得时,;当时,
…②,①②得,又,所以是以为首项,为公差的等差数列,所以.
【变式6-9】设数列的各项均为正数,其前项和满足,则 .
【解析】当时,得;当时
,所以,(当时也满足),即.
七、作商法
【典例7】在数列中,已知,,求的通项公式.
【解析】将两边同时除以,得,故数列是首项为、公差为的等差数列,所以,即.
点评:若递推式为,且,可以在等式两边同时除以,得,从而构造首项为,公差为的等差数列.
【变式7】在数列中,已知,,求的通项公式.
【解析】将两边同时除以,得,故数列是首项为、公差为的等差数列,所以,即.
八、取倒数法
【典例8】若数列满足:,,求的通项公式.
【解析】将的两边同时取倒数,得,又,所以数列是以为首项、为公差的等差数列,所以,即.
点评:形如“(,均为非零常数)”型的数列,可在两边取倒数得,于是,数列是首项为、公差为的等差数列;形如“ (为非零常数,)”型的数列,可在两边同时除以,得
,于是,数列是首项为、公差为的等差数列.
【变式8-1】在数列中,,且,求的通项公式.
【解析】两边同时除以,得,则是首项为、公差为的等差数列,所以,化为.
九、待定系数法
类型1:“”型
【典例9】已知数列满足,,求的通项公式.
【解析】方法1(待定系数法):设,即,与
对比知,,即,所以,从而数列是首项为,公比为的等比数列,所以,得.
方法2:(作商法),累加,得
,化为.
点评:当递推式为(,均为非零常数,且),可设
,其中.若,则是等比数列,进而得的通项公式;若,则.
【变式9-1】已知数列满足,,则数列的通项公式为
.
【解析】方法1(待定系数法):由,得,令
,即,所以,即,所以,又,所以数列是首项为,公比为的等比数列,所以
,即数列的通项公式为.
方法2(奇偶分析法):由,得时,,所以;当时,,两式相减,得,所以当为奇数时,,为偶数时,,即
类型2:“”型
【典例10】已知数列中,,且,求数列的通项公式.
【解析】设,即,与原式对比知,解得即,所以,得.
点评:当递推式为(,均为非零常数,且),可设,构造新数列,进而得的通项公式.
【变式10-1】设数列满足,,计算,,猜想的通项公式并加以证明.
【解析】当时,,,猜想,证明如下:令,即,与原式对比知,得即,故,
…,,得,即.
【变式10-2】已知数列满足,,则的通项公式为 .
【解析】方法1(待定系数法):由,得,令
,即,所以,且
,即,,所以,又,所以数列是首项为、公比为的等比数列,所以,即数列的通项公式为.
方法2(奇偶分析法):由,得时,,两式相减,得.当为奇数时,设,,则,所以;当为偶数时,设,,则,所以.故
【变式10-3】已知数列满足,,则的通项公式为 .
【解析】方法1(待定系数法):由,可设
,即,所以,,解得,
,所以,又,所以数列是首项为、公比为的等比数列,所以,即.
方法2(奇偶分析法):由①,得时,,得;时,②,①②,得,即.当为奇数时,设,,则
,所以;当为偶数时,设,,则,所以.
综上知,
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$第四章数列
第5节数列通项公式的求法
一、公式法
由首项4与公差(公比9),代入公式中直接求解
【典例1】设等差数列fa,}的前n项和为Sn,且S=4S2,am=2a,+1,求数列
{a,}的通项公式.
111
【变式1-1】已知等差数列[a,}中,a=2,公差d≠0,且a,a,,a4成等比数
列,求{a,}的通项公式.
1
【变式12】在等比数贰0}中,已知4=9
3,在数列b,}中,设b。=l0g4+
loga2++loga,求{b,}的通项公式。
二、观察法(不完全归纳)
【典例2】将全体正整数排成如下“三角形数阵”:
1
23
456
78910
1112131415
161718192021
…
记数阵中第n行从左至右的第2个数为a,(n≥2),则0,=
1111
【变式2-1】数列a,1,3,6,10,15,…的一个通项公式是
三、周期性法
5+a2
【典例3】已知数列a,}满足4=V5.8=
1-V5a,则a2o18=
【变式3-2】
己知数列a,小满足:4=1,4=3,且02=a1-0,则41=
四、累加法
【典例4】已知数列fa,}满足4=2,a1-a,=3×20(n≥),求数列fa,的通
项公式
【变式41】数列a,}中,4=1,a=a,+3,求{a,}的通项公式.
3+1.a
【度式421已数微a}情足4=3.+3,a的政公式是
2
五、累乘法
【典例5】在数列a,}中,已知首项4=1,其前n项和S
+2
=3a(n≥1)
求
{a,}的通项公式.
aml n
【变式5-1】在数列a,}中,己知4=5,且a,n+1,求{a,}的通项公式.
6.at
1
【针对练习5-2】已知数列a的前”项和为5,且满足:46,
2
a
,求{a,}的通项公式
【针对练习后3】己知数列a,4=1,且
n+2,设b=aaa,…
a-2an-aa,则数列b,}的通项公式为
【针对练习5-4】设a,}是首项为1的正项数列,且有(n+)ai-n0+01a,=0
,则{a}的通项公式是
六、作差法
3
【典例6】若数a,}的前n项和为Sn,4=1,且S,=2a1,求{a,}的通项公式
【变式6-1】已知数a}的前n项和S,=n+n+1,求数fa}的通项公式
【变式6-2】已知数列a,小的前n项和S,=3”+2,求{a,}的通项公式.
【变式6-3】已知数列a,}满足4+a,++a,=n-a。,其中n∈N,求通项am
n
式64)已知数列a满足:4十3a+3a++3a3,则a》的通项
为
2.1
【变式6-5】若数列fa,}的前n项和Sm满足:
5,-专0,+方,则a,的通项公式是-
【变式6-6】设Sn为数列a,的前n项和,a≠0,20。a=S,S,求{a,}的通
4
项公式
【变式6-7】已知数列a,}的前n项和为Sn,若4=2,且对于任意的n∈N都有
na1=Sn+{n+l),则a}的通项公式为
【变式6-9】设数列a,}的各项均为正数,其前n项和Sn满足”
则
0n=
七、作商法
【典例7刀在数列a,}中,己知4=1,01=2血,+3x2,求a,的通项公式
【变式7】在数列a,}中,已如4=1,a1=2血,+21,求a,的通项公式
八、取倒数法
2an
【集胸】为长a花4-片,“a2,a医公气
【变式81】在数列fa,}中,4-艺,且9-a=-2a,a,求(a,}的通项公式
5
九、待定系数法
类型1:“a1=Aa.+B”型
【典例9】已知数a,}满足4=l,a1=30,+1,求{a,}的通项公式。
【变式g-1】已知数列a,}满足4=0,a1+a,=3,则数列a,}的通项公式为
类型2:“a+1=Aan+Bn+C”型
【典例10】已知数列a,中,4=-l,且a=3a,-2m+3,求数列fa,}的通项公
式
【变式10-1】设数列a,满足4=3,a1=3a。-4n,计算4,4,猜想{a,}的通
项公式并加以证明.
【变式10-2】己知数列fa,}满足4=1,a1+a,=2n,则{a,}的通项公式为
【变式10-3】已知数列{a,}满足4=0,a+a,=3n+2,则{a}的通项公式为
6