内容正文:
第2课时
数列的递推公式
第四章 §4.1 数列的概念
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一、数列的递推公式
二、由递推公式求通项公式
课时对点练
三、an与Sn的关系
随堂演练
内容索引
数列的递推公式
一
观察如图所示的钢管堆放示意图,你能够发现上下层之间的关系吗?你能否用数列的形式写出上下层之间的关系?
问题1
下层比相邻的上层多一根钢管,即an+1=an+1
数列的“递推公式”
新知探究1
探究1:图中的一系列三角形图案称为谢尔宾斯基三角形. 在图中4个大三角形中, 着色的三角形的个数依次构成一个数列的前4项, 你能写出这个数列的一个通项公式吗?
思考:换个角度你能用数学语言归纳出后一项与前一项的关系吗?
1
3
9
27
通过运算
寻找规律
从第二项起,后一项是前一项的3倍
3an-1(n≥2)
1(n=1)
an=
猜想
新知1
数列的递推公式
1. 数列的递推公式:
如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,
那么这个式子叫做这个数列的递推公式.
如何求数列的项:
知道了首项和递推公式,就能求出数列的每一项了.
思考: 数列的递推公式能像通项公式一样求出数列的项吗?
可以
概念辨析
思考1 数列的递推公式和通项公式有何区别与联系?
通项公式是项与序号之间的一一对应关系:
递推关系项与项之间的一一对应关系:
区 别
联 系:两者都能确定一个数列.
注意递推公式两个条件:
已知数列的第1项(或前几项);从第2项(或某一项)开始的任一项an与
它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示.
已知数列{an}满足下列条件,写出它的前5项.
(1)a1=0,an+1=an+(2n-1);
例 1
∵a1=0,an+1=an+(2n-1),
∴a2=a1+(2×1-1)=0+1=1,
a3=a2+(2×2-1)=1+3=4,
a4=a3+(2×3-1)=4+5=9,
a5=a4+(2×4-1)=9+7=16.
∴它的前5项依次是0,1,4,9,16.
解
总结:知道首项和递推公式
可以求数列的任意项
8
(2)a1=2,an+1=;
∵a1=2,an+1=,
∴a2===-3,
a3===-,
a4===,
a5===2,
∴它的前5项依次是2,-3,-,2.
解
问:a2 025的值是多少?
∵a5=a1=2.
∴{an}为周期数列,且周期为4.
∴a2 025=a1=2.
9
(3)a1=1,a2=1,an+2=an+1+an.
∵a1=1,a2=1,an+2=an+1+an,
∴a3=a2+a1=2,a4=a3+a2=3,a5=a4+a3=5.
∴它的前5项依次是1,1,2,3,5.
解
10
二
由递推公式求通项公式
典例分析
例 已知数列{an}满足a1=2,an+1-an+1=0(n∈N*),则此数列
的通项公式an等于( )
A.n2+1 B.n+1 C.1-n D.3-n
总结:累加法
解:∵an+1-an=-1.∴当n≥2时,
an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+(-1)+(-1)+…+(-1)=2+(-1)×(n-1)=3-n.
当n=1时,a1=2也符合上式.故数列的通项公式an=3-n(n∈N*).
D
(1)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于
A. B. C. D.
例 2
√
13
方法三 (累加法) an+1-an=-,
a1=1,
a2-a1=1-,
a3-a2=-,
a4-a3=-,
…
an-an-1=-(n≥2),
解析
(1)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于
A. B. C. D.
例 2
√
以上各项相加得
an=1+1-+-+…+-.
所以an=(n≥2).
因为a1=1也适合上式,
所以an=(n∈N*).
14
方法一 (归纳法) 数列的前5项分别为
a1=1,a2=1+1-=2-=,
a3=+-=2-=,a4=+-=2-=,a5=+-=2-=,
又a1=1,
由此可得数列的一个通项公式为an=.
解析
(1)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于
A. B. C. D.
例 2
√
15
方法二 (迭代法) a2=a1+1-,
a3=a2+-,…,
an=an-1+-(n≥2),
则an=a1+1-+-+-+…+-=2-=(n≥2).
又a1=1也适合上式,
所以an=(n∈N*).
解析
(1)在数列{an}中,a1=1,an+1=an+-,则an等于
A. B. C. D.
例 2
√
16
(2)已知数列{an}满足a1=1,an+1=an,则an等于
A.n+1 B.n
C. D.
由题意,因为数列{an}满足an+1=an=,
所以当n≥2时,an=··…···a1=××…×××1=.
当n=1时,a1=1满足上式,所以an=.
解析
√
总结:累乘法
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由递推公式求通项公式的常用方法
(1)归纳法:根据数列的某项和递推公式,求出数列的前几项,归纳出通项公式.(只适用于选择题、填空题)
(2)累加法:an+1-an=常数,或an+1-an=f(n)(f(n)是可以求和的),使用累加法或迭代法.
(3)累乘法:an+1=pan(p为非零常数),或an+1=f(n)an(f(n)是可以求积的),使用累乘法或迭代法.
反
思
感
悟
an+1=pan+q(p,q为非零常数),适当变形后转化为第三类解决.
练:
18
(1)已知数列{an}满足a1=1,an=an-1+-(n≥2),求an.
因为an=an-1+-(n≥2),
所以an-an-1=-(n≥2).
所以当n≥2时,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=(-)+(-)+…+(-)+1=-+1.
又当n=1时,a1=1也符合上式,
所以an=-+1,n∈N*.
解
跟踪训练1
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(2)已知数列{an}满足a1=1,ln an-ln an-1=1(n≥2),求an.
因为ln an-ln an-1=1,
所以ln=1,即=e(n≥2).
所以an=··…··a1
=·1=en-1(n≥2),
又a1=1也符合上式,所以an=en-1,n∈N*.
解
20
新知探究2
探究2 某便利店的新年促销奖设立了两种领奖方式:第一种,获奖者
可以选择120元的奖金;第二种,从12月20日到第二年的1月1日,每天
到该便利店领取奖金,领取的奖金金额(单位:元)依次为:
1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25.
思考:你会选择哪种方案呢?
第二种,这列数的和为169.
在对数列的研究中,求数列某些项的和是主要问题之一.
新知2
数列的前n项和
2. 数列的前n项和:
我们把数列{an}从第1项起到第n项止的各项之和,称为数列{an}
的前n项和,记作Sn,即Sn =a1+a2+...+an
如果数列{an}的前n项和Sn与它的序号n之间的对应关系可以
用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的前n项和公式.
概念辨析
思考:数列的前n项和公式Sn与数列的通项公式有什么关系呢?
时,
例 已知数列{an}的前n项和Sn=n2-2n,则a2+a18等于( )
A.36 B.35 C.34 D.33
C
解:a2=S2-S1=22-2×2-(12-2×1)=1,
a18=S18-S17=182-2×18-(172-2×17)=33.
∴a2+a18=34.
因为Sn=2n2-30n,
所以当n=1时,a1=S1=2×12-30×1=-28,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=2n2-30n-[2(n-1)2-30(n-1)]=4n-32.
显然a1=-28适合上式,
所以an=4n-32,n∈N*.
解
(2) 设Sn为数列{an}的前n项和,Sn=2n2-30n.求a1及an?
例 3
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已知Sn为数列{an}的前n项和,根据条件求{an}的通项公式.
“Sn=2n2-30n+1”,求an.
延伸探究1
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-Sn-1
=2n2-30n+1-[2(n-1)2-30(n-1)+1]
=4n-32.
当n=1时不适合上式,
所以an=
解
(1)当n=1时,a1=S1.
(2)当n≥2时,根据Sn写出Sn-1,化简an=Sn-Sn-1.
(3)验证写通项公式:
26
将本例(2)的条件“Sn=2n2-30n”改为“a1+2a2+3a3+…+nan= 2n2-30n”,其他条件不变,求an.
延伸探究2
当n=1时,由已知可得a1=2×12-30×1=-28,
由a1+2a2+3a3+…+nan=2n2-30n, ①
可得当n≥2时,a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=2(n-1)2-30(n-1), ②
由①-②得nan=2n2-30n-[2(n-1)2-30(n-1)]=4n-32,n≥2,
∴an=4-,n≥2.
显然a1=-28适合上式,
∴an=4-,n∈N*.
解
27
1.知识清单:
(1)数列的递推公式.
(2)由递推公式求通项公式.
(3)数列的前n项和Sn与an的关系.
2.方法归纳:归纳法、迭代法、累加法、累乘法.
3.常见误区:
(1)累加法、累乘法中不注意验证首项是否符合通项公式.
(2)由Sn求an时忽略验证n=1时的情况.
课堂小结
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