数列通项公式的求法集锦(常用版).doc
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1、数列通项公式的求法集锦(常用版)(可以直接使用,可编辑 完整版资料,欢迎下载)数列通项公式的求法集锦非等比、等差数列的通项公式的求法,题型繁杂,方法琐碎,笔者结合近几年的高考情况,对数列求通项公式的方法给以归纳总结。一、 累加法形如 (n=2、3、4.) 且可求,则用累加法求。有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解。例1. 在数列中,=1, (n=2、3、4) ,求的通项公式。 解: 这n-1个等式累加得:= 故 且也满足该式 ().例2在数列中,=1, (),求。 解:n=1时, =1以上n-1个等式累加得=,故 且也满足该式 ()。二、 累乘法形如 (n=2、3、4),且可
2、求,则用累乘法求。有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解。例3在数列中,=1,求。解:由已知得 ,分别取n=1、2、3(n-1),代入该式得n-1个等式累乘,即=123(n-1)=(n-1)!所以时,故且=1也适用该式 ().例4已知数列满足=,求。解:由已知得,分别令n=1,2,3,.(n-1),代入 上式得n-1个等式累乘,即= 所以,又因为也满足该式,所以。三、构造等比数列法原数列既不等差,也不等比。若把中每一项添上一个数或一个式子构成新数列,使之等比,从而求出。该法适用于递推式形如=或=或= 其中b、c为不相等的常数,为一次式。例5、(06福建理22)已知数列满足=1,
3、= (),求数列的通项公式。解:构造新数列,其中p为常数,使之成为公比是的系数2的等比数列即= 整理得:=使之满足= p=1即是首项为=2,q=2的等比数列= = 例6、(07全国理21)设数列的首项,=,n=2、3、4()求的通项公式。解:构造新数列,使之成为的等比数列即= 整理得:=满足=得 = p=-1 即新数列首项为,的等比数列 = 故 =+1例7、(07全国理22)已知数列中,=2,= ()求的通项公式。解:构造新数列,使之成为的等比数列= 整理得:=+使之满足已知条件 =+2解得 是首项为 的等比数列,由此得= =例8、已知数列中,=1,=,求数列的通项公式。分析:该数列不同于以上
4、几个数列,该数列中含是变量,而不是常量了。故应构造新数列,其中为常数,使之为公比是的系数2的等比数列。解:构造数列,为不为0的常数,使之成为q=2的等比数列即= 整理得:=满足 = 得 新数列是首项为=,q=2的等比数列 = =法二:=两边同时除以,得,令,则例9、(07天津文20)在数列中,=2,= ,求数列的通项。解:构造新数列,使之成为q=4的等比数列,则= 整理得:=满足=,即得新数列的首项为,q=4的等比数列 四、构造等差数列法数列既不等差,也不等比,递推关系式形如,那么把两边同除以后,想法构造一个等差数列,从而间接求出。例10(07石家庄一模)数列满足且。求、 是否存在一个实数,使
5、此数列为等差数列?若存在求出的值及;若不存在,说明理由。解:由=81 得=33;又=33得=13;又=13,=5假设存在一个实数,使此数列为等差数列即= = = 该数为常数= 即为首项,d=1的等差数列=2+=n+1 =例11、数列满足= (),首项为,求数列的通项公式。解:= 两边同除以得=+1数列是首项为=1,d=1的等差数列=1+ 故=例12数列中,=5,且 (n=2、3、4),试求数列的通项公式。解:构造一个新数列,为常数,使之成为等差数列,即 整理得+3l,让该式满足取,得,d=1 ,即是首项为,公差d=1的等差数列。 故 =例13、(07天津理21)在数列中,=2,且 ()其中0,
6、求数列的通项公式。解:的底数与的系数相同,则两边除以得 即是首项为,公差d=1的等差数列。 。五、 取倒数法有些关于通项的递推关系式变形后含有项,直接求相邻两项的关系很困难,但两边同除以后,相邻两项的倒数的关系容易求得,从而间接求出。例14、已知数列,= , ,求=?解:把原式变形得 两边同除以得 (两边同时取倒数得)是首项为,d=的等差数列故。例16(06江西文22)已知各项均为正数的数列满足:,且 求数列的通项公式。解:把原式变形为两边同除以得 移项得:所以新数列是首项为 q=2的等比数列。故 解关于的方程得。六利用公式求通项有些数列给出的前n项和与的关系式=,利用该式写出,两式做差,再利
7、用导出与的递推式,从而求出。例17.(07重庆21题)已知各项均为正数的数列的前n项和为满足1且6= n 求的通项公式。解:由=解得=1或=2,由已知1,因此=2又由=得=0 0 从而是首项为2,公差为3的等差数列,故的通项为=2+3(n-1)=3n-1.例19.(07福建文21)数列的前n项和为,=1, ( n),求的通项公式。解:由=1,=2,当n2时=得=3,因此是首项为=2,q=3的等比数列。故= (n2),而=1不满足该式 所以=。例20.(06全国理22)该数列的前n项和 (n=1、2、3) 求的通项公式。解:由 (n=1、2、3)得= 所以=2 再= (n=2、3)将和相减得:=
8、整理得 (n=2、3)因而数列是首项为,q=4的等比数列。即=,因而。七重新构造新方程组求通项法有时数列和的通项以方程组的形式给出,要想求出与必须得重新构造关于和的方程组,然后解新方程组求得和。例21.(07辽宁第21题):已知数列,满足=2,=1且(),求数列,的通项公式。解析:两式相加得 则是首项为,d=2的等差数列,故=3+2(n-1)=2n+1(1)而两式相减得= 则是首项为=1,q=的等比数列,故=(2)联立(1)、(2)得 由此得,。分析该题条件新颖,给出的数据比较特殊,两条件做加法、减法后恰好能构造成等差或等比数列,从而 再通过解方程组很顺利求出、的通项公式。若改变一下数据,又该
9、怎样解决呢?下面给出一种通法。例22.在数列、中=2,=1,且(n)求数列和的通项公式。解析:显然再把与做和或做差已无规律可循。不妨构造新数列其中为的常数。则=+=令得=2或=3 则为首项,q=+2的等比数列。即=2时,是首项为4,q=4的等比数列,故=4=; =3时,是首项为5,q=5的等比数列,故=5=联立二式解得,。注:该法也可适用于例21,下面给出例21的该种解法解:构造新数列,则=+=令得=1或=即=1时,新数列中,=() 新数列是首项为,d=2的等差数列 =(1)当=时,新数列是首项为=1,q=的等比数列 =(2) 联立(1)、(2) 得 ,。例23.在数列、中,且(n),求、的通
10、项公式。解:构造新数列,则=+=,令得 =或 =5 为首项,q=+5的等比数列即=-3时,是首项为=,q=5+ =2的等比数列,故=;当 =5时,是首项为=6,q=+5=10的等比数列,故=6联立二式得,。对杀数气公式马玉亮不足两眼的一块白棋与一块黑棋,相互处于不是鱼死就是网破的胶着状态,它们之间的接触较量,其中包括紧气过程就是对杀。对杀时,除了有很多技巧,需要初学者逐步掌握外,判断双方的气数也是很关键的。但是在很多场合上,双方所具有的气数并非直观所数的气数,初学者对此往往感到较难掌握。本节将把对杀分类,以公式的形式向初学者介绍一下对杀数气的要领。对杀总原则:同气先走胜。就是说在双方气数相等时
11、,先走的一方可杀另一方。而在气数不等时,气数多的一方即可不予理睬而争先转投它处,反之气少的一方既然走也无用,也该放弃紧气对杀的念头,以免失去变化,最起码也是浪费劫材。这里,有必要首先强调一下,一块棋所具备的气数应是另一方提掉它需要走的实际步数。只有对杀提吃时才计算气,而提吃须要一步一步地紧气,因此把提吃所走的步数作为气数才最直观易懂,也符合实际意义。如图1,3个黑子与5个白子对杀,3个黑子有3气容易数,但5个白子有几气呢?有人说5个白子是两气,这是不对的。因为要提掉这5个白子:黑须先走A,再走B。最后C位提,共是三步棋,如黑先走B,白可A提,所以5个白子有三口气。根据总原则:同气先走胜,黑棋先
12、走可吃白,黑如不走,白先走就吃黑了。对杀按有公气和无公气分成两类。无公气的对杀,只要按对杀总原则就可判断对杀结果了。而有公气的对杀则较难计算。首先要判断是哪一类,再决定用哪个公式。用公式计算出双方的气数后,再用对杀总原则来判断对杀结果。有公气的对杀分类如下:(一)双方都无眼公式1:杀方气数外气1 被杀方气数外气公气(二)一方无眼,一方有眼(或有大眼)公式2:有眼方气数外气公气内气 无眼方气数外气(三)双方都有眼(或同级的大眼)公式3:杀方气数外气内气 被杀方气数外气内气公气(四)一方小眼,一方大眼公式4:大眼方气数外气内气公气 小眼方气数外气内气公式中的名词解释:杀方与被杀方:杀方和被杀方都是
13、对局者的假定,在一、三两类对杀时,先假定黑棋想杀白棋,那么黑棋就是杀方,白棋就是被杀方。一块棋假定为杀方或被杀方时,它的气是有很大变化的,这一点看过后面例题就容易理解了。内气:眼或大眼里的气就叫内气。内气的计算在一般入门书里已有详细介绍,如方四是五气,花五、板五是八气,花六是十二气。这里提请注意的是图2中左边白棋大眼的内气是两气,因在对杀需要时,白必须在A位提,黑须点,这种一方一着的交换不能算气,因此按黑点后算,白是两气。图2中的黑棋也是大眼,可是把白A与黑B交换走完,可以看出黑有三气。如果能背出常见大眼的内气数目就更好计算了。如图2中黑棋的大眼是方四,空方四(没有白子)是五气,现在图2中有两
14、个白子,也就是说,白已经紧了两口气,那么还有523口气。图2中左边白棋也可类似计算,白的大眼与方四同级,也是五口气,现黑已紧了3口,所以白有532口气。同级的大眼:最少围了四个交叉点的眼,都叫大眼。围的交叉点一样多的两个大眼,就是同级的大眼。(在角上有时有特殊情况)。如图2中的左边白棋围了四个交叉点,是大眼。如果白棋在A位提三个子(黑当然在点),白变成了三个交叉点,就不是大眼了。图2中的右边黑棋也是围了四个交叉点,也是大眼,这两个大眼的内气虽不相同,但围的交叉点一样多,这两个大眼就是同级的大眼。(一)双方都无眼图3中是三子白棋与六子黑棋对杀,直观看白有五气,黑有六气,如认为按对杀总原则是黑可杀
15、白,就错了。因两块棋中间有三口公气,不能直观地数气了。此时可用公式一计算对杀结果,但必须先假定杀方与被杀方,例如假定黑是杀方,白就是被杀方,按公式一杀方(黑)外气(3口)14被杀方(白)外气(2口)公气(3口)5计算结果表明,黑如想杀白棋时,黑只按4口气计算,而白是实有气数,即2口外气3口公气5口,按总原则,同气先走胜,黑先走也不能吃掉白棋,还差一口气。再假定白想杀黑,白是杀方,黑是被杀方,按公式一计算,杀方(白)外气(2口)13被杀方(黑)外气(3口)公气(3口)6计算结果表明,白如想杀黑棋时,还差3口气。以上两种计算结果表明,谁也杀不死对方,结果是双活。请读者自己走一走验证一下。用公式一时
16、须注意,当黑白双方只有一口公气时,就不能用公式一了。这时需直接数双方的实有气数,然后用总原则判断对杀结果。另外在对杀紧气过程中,包括其它各类有公气的对杀,都应先紧外气,最后算定能吃掉对方才可走公气。如图3中的对杀,本来是双活,黑虽先走也不能吃白,但白如走错,紧了一口公气,则白就被杀了。另外黑先走如先走两步公气,则黑棋自己反倒死了(请读者自己验证)。(二)一方无眼,一方有眼(或有大眼)这类对杀,无论有没有公气,绝无双活的可能。围棋有句格言“有眼杀无眼”,指的是在对杀时,有眼一方在气数上有利,容易杀无眼方,不是说无眼方绝对要被杀,在无眼方外气多时,照样可吃有眼方。如图4,黑走破了白棋的眼,形成有眼
17、与无眼的对杀,按公式二数气:有眼方外气(1)公气(2)内气(1)4无眼方外气(3)3计算结果黑是4气,白是3气,虽该白走,白也是死棋。黑破白眼是对杀中很关键的一着,如在别处紧气,白在位走子做成眼,就要按公式三计算气数,变成双活了。(三)双方都有眼(或同级大眼)图5中,白刚下了,有了一只眼,就变成了双方都有眼的对杀。(白不走,将气短被杀)虽然黑眼有三个交叉点,也不是大眼,它与白的眼是同级的,只不过有两口内气,也应按公式三数气。按公式三也须先假定杀方与被杀方,随意选定黑是杀方,那么白就是被杀方,按公式三计算气数如下:杀方(黑)外气(1)内气(2)3被杀方(白)外气(3)内气(1)公气(2)6计算结
18、果说明,黑想杀白棋还差三气,就是说黑先连走二步棋紧气,白不理也不会死(读者自己验证)。黑杀白不可能,再假定白杀黑,白是杀方,黑是被杀方,按公式三计算气数如下:杀方(白)外气(3)内气(1)4被杀方(黑)外气(1)内气(2)公气(2)5计算结果说明,白想杀黑还差一气,双方都不能杀死对方,结果是双活。当双方的眼都是大眼时,不管内气多与少,只要眼内围的交叉点一样多,就是同级的大眼,也应该用公式三来数气计算结果。(四)一方小眼,一方大眼。围棋格言“大眼杀小眼”,说的是大眼与小眼对杀时,大眼有利,但不是小眼绝对被杀,小眼方只要外气多,也可杀大眼。小眼与大眼是相对的,有的眼围了四个交叉点,可以叫大眼,但另
19、一方围的交叉点在五个以上,在用公式四时,它就只能算小眼方,而对方就算大眼方。图6中的黑棋围了四个交叉点是大眼,但角上白棋围了五个交叉点,黑就是小眼,白就是大眼。黑的方四有五口内气,白棋的内气可这样算,空板五是八口气,黑已走了四步,白应是844口气,按公式四计算如下:大眼方外气(1)内气(4)公气(2)7小眼方外气(1)内气(5)6计算结果白有7气,黑有6气,按总原则,黑先走也不能杀白。读者按黑棋先走,自己验证对杀结果。但须注意,白棋没有被打吃时,是不能在A位提的,如白过早地在A位提黑四子,就变成与黑同级的大眼了。公式四就不适用而应用公式三来计算了。也请读者在对杀过程中,有意过早地在A位提一下,
20、加以验证。另外应注意的是图6中,在黑走B,白走C后,双方都不必再紧气了,因黑是死棋,只等对局完了,就可将黑棋取走,但是,有时因包围黑棋方四的白棋也没有两眼,需要紧气将黑提去,这时提黑棋即紧气的次序非常重要,首先是紧外气,然后紧内气,内气无法紧时,才可走公气,公气也不能再占时,才可在A位提四黑子。请读者用实物走一走,并验证一下,白如先走一步公气,白会被杀;在有两口公气时,白如在A位提可成双活。通过验证,读者自会明白大眼与小眼对杀有利的原因。在对杀时,务必先分清是什么类型,没有公气可直接用对杀总原则。有公气时,则要看清该用哪个公式。尤其是双方都有大眼时,不要把公式三与公式四弄混。为了进一步弄清上述
21、公式,请认真做第二章27612772共12题。本文是马玉亮编写围棋入门补充教材中“业余棋手极需弄清的问题”一文的第二部分。特征方程法求解递推关系中的数列通项考虑一个简单的线性递推问题.a1=ban+1=can+d设已知数列的项满足 其中求这个数列的通项公式.采用数学归纳法可以求解这一问题,然而这样做太过繁琐,而且在猜想通项公式中容易出错,本文提出一种易于被学生掌握的解法特征方程法:针对问题中的递推关系式作出一个方程称之为特征方程;借助这个特征方程的根快速求解通项公式.下面以定理形式进行阐述.定理1.设上述递推关系式的特征方程的根为,则当时,为常数列,即,其中是以为公比的等比数列,即.证明:因为
22、由特征方程得作换元则当时,数列是以为公比的等比数列,故当时,为0数列,故(证毕)下面列举两例,说明定理1的应用.例1已知数列满足:求解:作方程当时,数列是以为公比的等比数列.于是例2已知数列满足递推关系:其中为虚数单位.当取何值时,数列是常数数列?解:作方程则要使为常数,即则必须现在考虑一个分式递推问题(*).例3已知数列满足性质:对于且求的通项公式.将这问题一般化,应用特征方程法求解,有下述结果.定理2.如果数列满足下列条件:已知的值且对于,都有(其中p、q、r、h均为常数,且),那么,可作特征方程.(1)当特征方程有两个相同的根(称作特征根)时,若则若,则其中特别地,当存在使时,无穷数列不
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