2022年求数列通项公式的十种方法 .pdf
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1、求数列通项公式的十一种方法(方法全,例子全,归纳细)总述:一利用递推关系式求数列通项的11 种方法:累加法、累乘法、待定系数法、阶差法(逐差法) 、迭代法、对数变换法、倒数变换法、换元法(目的是去递推关系式中出现的根号)、数学归纳法、不动点法(递推式是一个数列通项的分式表达式)、特征根法二。四种基本数列:等差数列、等比数列、等和数列、等积数列及其广义形式。等差数列、等比数列的求通项公式的方法是:累加和累乘,这二种方法是求数列通项公式的最基本方法。三 求数列通项的方法的基本思路是:把所求数列通过变形,代换转化为等差数列或等比数列。四求数列通项的基本方法是:累加法和累乘法。五数列的本质是一个函数,
2、其定义域是自然数集的一个函数。一、累加法1适用于:1( )nnaaf n- 这是广义的等差数列累加法是最基本的二个方法之一。2若1( )nnaaf n (2)n,则21321(1)(2)( )nnaafaafaaf nLL两边分别相加得111( )nnkaaf n精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 31 页例 1 已知数列na满足11211nnaana,求数列na的通项公式。解:由121nnaan得121nnaan则112322112()()()()2(1)12(2)1(221)(21 1)12(1)(2)21(1)1(1)
3、2(1)12(1)(1)1nnnnnaaaaaaaaaannnnnnnnnnnLLL所以数列na的通项公式为2nan。例 2 已知数列na满足112313nnnaaa,求数列na的通项公式。解法一:由1231nnnaa得1231nnnaa则11232211122112211()()()()(231)(231)(231)(231)32(3333 )(1)33(1 3)2(1)313331331nnnnnnnnnnnnaaaaaaaaaannnnLLL所以31.nnan解法二:13231nnnaa两边除以13n,得111213333nnnnnaa,则111213333nnnnnaa,故112232
4、112232111122122()()()()33333333212121213()()()()3333333332(1)11111()1333333nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnaaaaaaaaaaaanLLL精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 31 页因此11(1 3)2(1)21131331 3322 3nnnnnann,则21133.322nnnan练习1.已知数列na的首项为1,且*12 ()nnaan nN写出数列na的通项公式. 答案:12nn练 习2.已 知数 列na满足31a,)2()1(11n
5、nnaann, 求此 数列的通项 公式 . 答案:裂项求和nan12评注 :已知aa1,)(1nfaann,其中 f(n) 可以是关于n 的一次函数、二次函数、指数函数、分式函数,求通项na. 若 f(n) 是关于 n 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和; 若 f(n) 是关于 n 的二次函数,累加后可分组求和; 若 f(n) 是关于 n 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和; 若 f(n) 是关于 n 的分式函数,累加后可裂项求和。例 3.已知数列na中, 0na且)(21nnnanaS,求数列na的通项公式 . 解 :由已知)(21nnnanaS得)(2111nnnnnSSnSSS,
6、 化简有nSSnn212,由类型 (1)有nSSn32212, 又11aS得11a,所以2) 1(2nnSn,又0na,2)1(2nnsn, 则2)1(2)1(2nnnnan此题也可以用数学归纳法来求解. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 31 页二、累乘法1.适用于:1( )nnaf n a- 这是广义的等比数列累乘法是最基本的二个方法之二。2若1( )nnaf na,则31212(1)(2)( )nnaaafff naaaL L,两边分别相乘得,1111( )nnkaaf ka例 4 已知数列na满足112(1)53n
7、nnanaa,求数列na的通项公式。解:因为112(1)53nnnanaa,所以0na,则12(1)5nnnana,故1321122112211(1) (2)2 1(1)122(1 1)52(2 1)52(21) 5 2(11) 5 32 (1)3 2 533 25!nnnnnnnnnnn nnaaaaaaaaaannn nnLLLL所以数列na的通项公式为(1)12325!.n nnnan例 5.设na是首项为1 的正项数列,且011221nnnnaanaan(n=1,2, 3,),则它的通项公式是na=_. 解:已知等式可化为:0)1()(11nnnnnaanaa0na(*Nn)(n+1)
8、01nnnaa, 即11nnaann2n时,nnaann11112211aaaaaaaannnnn=121121nnnn=n1. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 31 页评注: 本题是关于na和1na的二次齐次式,可以通过因式分解(一般情况时用求根公式)得到na与1na的更为明显的关系式,从而求出na. 练习 .已知1, 111annaann,求数列 an 的通项公式 . 答案:na) 1()!1(1an-1. 评注:本题解题的关键是把原来的递推关系式,11nnaann转化为),1(11nnana若令1nnab,则问题进
9、一步转化为nnnbb1形式, 进而应用累乘法求出数列的通项公式. 三、待定系数法适用于1( )nnaqaf n基本思路是转化为等差数列或等比数列,而数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。1形如0( ,1cdcaann,其中aa1)型( 1)若 c=1 时,数列 na为等差数列 ; ( 2)若 d=0 时,数列 na为等比数列 ; ( 3)若01且dc时,数列 na 为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造辅助数列来求 . 待定系数法:设)(1nnaca, 得)1(1ccaann,与题设,1dcaann比较系数得dc) 1(,所以)0( ,1ccd所以有:)1(11cdaccda
10、nn因此数列1cdan构成以11cda为首项,以c为公比的等比数列,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 31 页所以11)1(1nnccdacda即:1)1(11cdccdaann. 规律:将递推关系dcaann 1化为)1(11cdaccdann,构造成公比为c 的等比数列1cdan从而求得通项公式)1(1111cdaccdann逐项相减法(阶差法) :有时我们从递推关系dcaann 1中把 n 换成 n-1 有dcaann1,两式相减有)(11nnnnaacaa从而化为公比为c 的等比数列1nnaa,进而求得通项公式.
11、)(121aacaannn,再利用类型 (1)即可求得通项公式.我们看到此方法比较复杂. 例 6 已知数列na中,111,21(2)nnaaan,求数列na的通项公式。解法一:121(2),nnaanQ112(1)nnaa又112,1naaQ是首项为2,公比为2的等比数列12nna,即21nna解法二:121(2),nnaanQ121nnaa两式相减得112()(2)nnnnaaaan,故数列1nnaa是首项为2,公比为2 的等比数列,再用累加法的练习已知数列na中,,2121,211nnaaa求通项na。答案:1)21(1nna精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
12、- - - - - - -第 6 页,共 31 页2形如:nnnqapa1(其中 q 是常数,且n0,1) 若 p=1 时,即:nnnqaa1,累加即可 . 若1p时,即:nnnqapa1,求通项方法有以下三种方向:i. 两边同除以1np.目的是把所求数列构造成等差数列即:nnnnnqppqapa)(111,令nnnpab,则nnnqppbb)(11,然后类型1,累加求通项 . ii. 两边同除以1nq. 目的是把所求数列构造成等差数列。即:qqaqpqannnn111, 令nnnqab,则可化为qbqpbnn11.然后转化为类型5 来解,iii. 待定系数法:目的是把所求数列构造成等差数列设
13、)(11nnnnpapqa.通过比较系数,求出,转化为等比数列求通项. 注意:应用待定系数法时,要求pq,否则待定系数法会失效。例 7 已知数列na满足11124 31nnnaaa,求数列na的通项公式。解法一(待定系数法) :设11123(3nnnnaa),比较系数得124,2,则数列14 3nna是首项为1 114 35a,公比为 2 的等比数列,所以114 35 2nnna,即114 35 2nnna解法二(两边同除以1nq) : 两边同时除以13n得:1122433 33nnnnaa,下面解法略解法三(两边同除以1np) : 两边同时除以12n得:nnnnnaa)23(342211,下
14、面解法略精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 31 页练习 .(2003 天津理)设0a为常数,且)(2311Nnaannn证明对任意n1,012) 1(2) 1(351aannnnnn;3形如bknpaann 1(其中 k,b 是常数,且0k) 方法 1:逐项相减法(阶差法)方法 2:待定系数法通过凑配可转化为)1()(1ynxapyxnann; 解题基本步骤:1、确定( )f n=kn+b 2、设等比数列)(yxnabnn,公比为p 3、列出关系式)1()(1ynxapyxnann,即1nnpbb4、比较系数求x,y 5、
15、解得数列)(yxnan的通项公式6、解得数列na的通项公式例 8 在数列na中,,23, 111naaann求通项na.(逐项相减法)解:,,231naann2n时,)1(231naann,两式相减得2)(311nnnnaaaa.令nnnaab1,则231nnbb利用类型5 的方法知2351nnb即13511nnnaa再由累加法可得213251nann. 亦可联立解出213251nann. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 31 页例 9. 在数列na中,362,2311naaann,求通项na.(待定系数法)解:原递推式
16、可化为ynxayxnann)1()(21比较系数可得:x=-6,y=9, 上式即为12nnbb所以nb是一个等比数列,首项299611nab,公比为21.1)21(29nnb即:nnna)21(996故96)21(9nann. 4形如cnbnapaann21(其中 a,b,c 是常数,且0a) 基本思路是转化为等比数列,而数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。例 10 已知数列na满足21123451nnaanna,求数列na的通项公式。解: 设221(1)(1)2()nnax ny nzaxnynz比较系数得3,10,18xyz,所以2213(1)10(1)182(31018)
17、nnannann由213 1101 18131320a,得2310180nann则2123(1)10(1) 18231018nnannann,故数列231018nann为以213 110 11813132a为首项,以2 为公比的等比数列,因此2131018322nnann,则42231018nnann。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 31 页5.形如21nnnapaqa时将na作为( )f n求解分析:原递推式可化为211()() nnnnaapaa的形式,比较系数可求得,数列1nnaa为等比数列。例 11已知数列na满
18、足211256,1,2nnnaaaaa,求数列na的通项公式。解:设211(5)()nnnnaaaa比较系数得3或2,不妨取2, (取 -3 结果形式可能不同,但本质相同)则21123(2)nnnnaaaa,则12nnaa是首项为4,公比为 3 的等比数列1124 3nnnaa,所以114 35 2nnna练习 .数列na中,若2,821aa,且满足03412nnnaaa,求na. 答案:nna311. 四、迭代法rnnpaa1(其中 p,r 为常数 )型例 12已知数列na满足3(1)2115nnnnaaa,求数列na的通项公式。解:因为3(1)21nnnnaa,所以1212(2)(1)32
19、(2)(1)3(3)(2)(1)11 2(3)(323(1) 2323 (1)21223(2) 23 (1)233 (2)(1)23323(2) (1)21nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnaaaaaaaL LL LL2)(1)(1)123! 21nn nnna又15a,所以数列na的通项公式为(1)123! 25n nnnna。注:本题还可综合利用累乘法和对数变换法求数列的通项公式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 31 页例 13.(2005 江西卷)已知数列:,且满足的各项都是正数
20、naNnaaaannn),4(21, 110,(1)证明12,;nnaanN(2)求数列na的通项公式an. 解: (1)略( 2),4)2(21)4(2121nnnnaaaa所以21)2()2(2nnaannnnnnnnnbbbbbab22212122222112)21()21(21)21(2121,2 则令又 bn=1,所以1212)21(22,)21(nnnnnbab即. 方法 2:本题用归纳 -猜想 -证明,也很简捷,请试一试.解法 3:设 cnnb,则 c2121nnc,转化为上面类型( 1)来解五、对数变换法适用于rnnpaa1(其中 p,r 为常数 )型p0,0na例 14.设正
21、项数列na满足11a,212nnaa(n2).求数列na的通项公式 . 解:两边取对数得:122log21lognnaa,)1(log21log122nnaa,设1log2nanb,则12nnbbnb是以 2 为公比的等比数列,11log121b11221nnnb,1221lognan,12log12nan,1212nna练习数列na中,11a,12nnaa(n2) ,求数列na的通项公式 . 答案:nna2222精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 31 页例 15 已知数列na满足512 3nnnaa,17a,求数列na
22、的通项公式。解:因为511237nnnaaa,所以100nnaa,。两边取常用对数得1lg5lglg3lg 2nnaan设1lg(1)5(lg)nnax nyaxny(同类型四)比较系数得,lg3lg3lg 2,4164xy由1lg3lg3lg 2lg3lg3lg 2lg1lg 71041644164a,得lg3lg3lg 2lg04164nan,所以数列lg3lg3lg 2lg4164nan是以lg3lg3lg 2lg 74164为首项,以5 为公比的等比数列,则1lg3lg3lg 2lg3lg3lg 2lg(lg 7)541644164nnan,因此11111111116164444111
23、115161644445415151164lg3lg3lg 2lg 3lg 3lg 2lg(lg 7)54164464lg(7 332 )5lg(332 )lg(7 332 )lg(332 )lg(732)nnnnnnnnnnan则11541515164732nnnnna。六、倒数变换法适用于分式关系的递推公式,分子只有一项例 16 已知数列na满足112,12nnnaaaa,求数列na的通项公式。解:求倒数得11111111111,22nnnnnnaaaaaa为等差数列,首项111a,公差为12,112(1),21nnnaan精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
24、 - - - - - -第 12 页,共 31 页七、换元法适用于含根式的递推关系例 17 已知数列na满足111(14124)116nnnaaaa,求数列na的通项公式。解:令124nnba,则21(1)24nnab代入11(14124)16nnnaaa得221111(1)14(1)241624nnnbbb即2214(3)nnbb因为1240nnba,则123nnbb,即11322nnbb,可化为113(3)2nnbb,所以3nb是以1131243124 132ba为首项,以21为公比的等比数列,因此121132()()22nnnb,则21( )32nnb,即21124( )32nna,得2
25、 111( )()3 423nnna。八、数学归纳法通过首项和递推关系式求出数列的前n 项,猜出数列的通项公式,再用数学归纳法加以证明。例 18 已知数列na满足11228(1)8(21) (23)9nnnaaann,求数列na的通项公式。解:由1228(1)(21) (23)nnnaann及189a,得2122322243228(1 1)88224(21 1) (213)9925258(21)248 348(221) (223)252549498(31)488480(23 1) (233)49498181aaaaaa精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
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