专题:常见递推数列通项公式的求法(完整版)实用资料.doc
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1、专题:常见递推数列通项公式的求法(完整版)实用资料(可以直接使用,可编辑 完整版实用资料,欢迎下载)专题:常见递推数列通项公式的求法一. 教学内容:专题:常见递推数列通项公式的求法二. 教学重、难点:1. 重点:递推关系的几种形式。2. 难点:灵活应用求通项公式的方法解题。【典型例题】例1 型。(1)时,是等差数列,(2)时,设 比较系数: 是等比数列,公比为,首项为 例2 型。(1)时,若可求和,则可用累加消项的方法。例:已知满足,求的通项公式。解: 对这()个式子求和得: (2)时,当则可设 解得:, 是以为首项,为公比的等比数列 将A、B代入即可(3)(0,1)等式两边同时除以得令 则
2、可归为型例3 型。(1)若是常数时,可归为等比数列。(2)若可求积,可用累积约项的方法化简求通项。例:已知:,()求数列的通项。解: 例4 型。考虑函数倒数关系有 令 则可归为型。练习:1. 已知满足,求通项公式。解:设 是以4为首项,2为公比为等比数列 2. 已知的首项,()求通项公式。解: 3. 已知中,且求数列通项公式。解: 4. 数列中,求的通项。解: 设 5. 已知:,时,求的通项公式。解:设 解得: 是以3为首项,为公比的等比数列 【模拟试题】1. 已知中,求。2. 已知中,()求。3. 已知中,()求。4. 已知中,()求。5. 已知中,其前项和与满足()(1)求证:为等差数列
3、(2)求的通项公式6. 已知在正整数数列中,前项和满足(1)求证:是等差数列 (2)若,求的前n项和的最小值【试题答案】1. 解:由,得 2. 解:由得: 即是等比数列 3. 解:由得 成等差数列, 4. 解: () ()设即 是等差数列 5. 解:(1) 是首项为1,公差为2的等差数列 (2) 又 6. 解:(1) 时,整理得: 是正整数数列 是首项为2,公差为4的等差数列 (2) 为等差数列 当时,的最小值为递推数列通项求解方法举隅类型一:()思路1(递推法):。思路2(构造法):设,即得,数列是以为首项、为公比的等比数列,则,即。例1 已知数列满足且,求数列的通项公式。解:方法1(递推法
4、):。方法2(构造法):设,即,数列是以为首项、为公比的等比数列,则,即。类型二: 思路1(递推法):。思路2(叠加法):,依次类推有:、,将各式叠加并整理得,即。例2 已知,求。解:方法1(递推法):。方法2(叠加法):,依次类推有:、,将各式叠加并整理得,。类型三: 思路1(递推法):。思路2(叠乘法):,依次类推有:、,将各式叠乘并整理得,即。例3 已知,求。解:方法1(递推法):。方法2(叠乘法):,依次类推有:、,将各式叠乘并整理得,即。类型四: 思路(特征根法):为了方便,我们先假定、。递推式对应的特征方程为,当特征方程有两个相等实根时, (、为待定系数,可利用、求得);当特征方程
5、有两个不等实根时、时,(、为待定系数,可利用、求得);当特征方程的根为虚根时数列的通项与上同理,此处暂不作讨论。例4 已知、,求。解:递推式对应的特征方程为即,解得、。设,而、,即,解得,即。类型五: ()思路(构造法):,设,则,从而解得。那么是以为首项,为公比的等比数列。例5 已知,求。解:设,则,解得,是以为首项,为公比的等比数列,即,。类型六: (且)思路(转化法):,递推式两边同时除以得,我们令,那么问题就可以转化为类型二进行求解了。例6 已知,求。解:,式子两边同时除以得,令,则,依此类推有、,各式叠加得,即。类型七: ()思路(转化法):对递推式两边取对数得,我们令,这样一来,问
6、题就可以转化成类型一进行求解了。例7 已知,求。解:对递推式左右两边分别取对数得,令,则,即数列是以为首项,为公比的等比数列,即,因而得。类型八:()思路(转化法):对递推式两边取倒数得,那么,令,这样,问题就可以转化为类型一进行求解了。例8 已知,求。解:对递推式左右两边取倒数得即,令则。设,即,数列是以为首项、为公比的等比数列,则,即,。类型九: (、)思路(特征根法):递推式对应的特征方程为即。当特征方程有两个相等实根时,数列即为等差数列,我们可设(为待定系数,可利用、求得);当特征方程有两个不等实根、时,数列是以为首项的等比数列,我们可设(为待定系数,可利用已知其值的项间接求得);当特
7、征方程的根为虚根时数列通项的讨论方法与上同理,此处暂不作讨论。例9 已知, (),求。解:当时,递推式对应的特征方程为即,解得、。数列是以为首项的等比数列,设,由得则,即,从而,。寒假专题常见递推数列通项公式的求法重、难点:1. 重点: 递推关系的几种形式。2. 难点:灵活应用求通项公式的方法解题。【典型例题】例1 型。(1)时,是等差数列,(2)时,设 比较系数: 是等比数列,公比为,首项为 例2 型。(1)时,若可求和,则可用累加消项的方法。例:已知满足,求的通项公式。解: 对这()个式子求和得: (2)时,当则可设 解得:, 是以为首项,为公比的等比数列 将A、B代入即可(3)(0,1)
8、等式两边同时除以得令 则 可归为型例3 型。(1)若是常数时,可归为等比数列。(2)若可求积,可用累积约项的方法化简求通项。例:已知:,()求数列的通项。解: 例4 型。考虑函数倒数关系有 令 则可归为型。 练习:1. 已知满足,求通项公式。解:设 是以4为首项,2为公比为等比数列 2. 已知的首项,()求通项公式。解: 3. 已知中,且求数列通项公式。解: 4. 数列中,求的通项。解: 设 5. 已知:,时,求的通项公式。解:设 解得: 是以3为首项,为公比的等比数列 【模拟试题】1. 已知中,求。2. 已知中,()求。3. 已知中,()求。4. 已知中,()求。5. 已知中,其前项和与满足
9、()(1)求证:为等差数列 (2)求的通项公式6. 已知在正整数数列中,前项和满足 (1)求证:是等差数列 (2)若求的前n项和的最小值1. 解:由,得 2. 解:由得: 即是等比数列 3. 解:由得 成等差数列, 4. 解: () ()设即 是等差数列 5. 解:(1) 是首项为1,公差为2的等差数列 (2) 又 6. 解:(1) 时,整理得: 是正整数数列 是首项为2,公差为4的等差数列 (2) 为等差数列 当时,的最小值为利用递推数列求通项公式,在理论上和实践中均有较高的价值,下面介绍一下利用构造法求递推数列的通项公式的方法和策略.一、构造等差数列法例1.在数列an中,求通项公式an。解
10、:对原递推式两边同除以可得:令则即为,则数列bn为首项是,公差是的等差数列,因而,代入式中得。故所求的通项公式是二、构造等比数列法1.定义构造法利用等比数列的定义,通过变换,构造等比数列的方法。例2.设在数列an中,求an的通项公式。解:将原递推式变形为/得:,即设式可化为,则数列bn是以b1为首项,公比为2的等比数列,于是,代入式得:,解得为所求。2.(A、B为常数)型递推式可构造为形如的等比数列。例3.已知数列,其中,求通项公式。解:原递推式可化为:,则数列是以为首项,公比为3的等比数列,于是,故。3.(A、B、C为常数,下同)型递推式可构造为形如的等比数列。例4.已知数列,其中,且,求通
11、项公式an。解:将原递推变形为,设bn。得设式可化为,比较得于是有数列是一个以为首项,公比是3的等比数列。所以,即,代入式中得:为所求。4.型递推式可构造为形如的等比数列。例5.在数列中,求通项公式。解:原递推式可化为,比较系数可得:,上式即为是一个等比数列,首项,公比为。所以。即,故为所求。三、函数构造法对于某些比较复杂的递推式,通过分析结构,联想到与该递推式结构相同或相近的公式、函数,再构造“桥函数”来求出所给的递推数列的通项公式的方法。例6.在数列中,求通项公式an。分析:首先考虑所给递推式与公式的联系。解:设,则同理,。即,猜想。下面用数学归纳法加以证明(证明略)。由于即,解得,于是为
12、所求。求an=pan1+q型数列通项公式的方法武进横山桥高级中学 许光健关键词:等差数列 等比数列 递推公式 通项公式 化归 待定系数法摘要:上篇解决了几种如何由an=pan+q型递推公式求数列an的通项公式的方法按p,q的不同取值情况分别给出了讨论还给出了由与之类似的几种递推公式求通项公式的方法这里主要是通过化归的思想,待定系数等方法来解决本篇再来探讨由an=an+f(n),an=f(n)an,an=pan+f(n)型的递推公式求通项公式的方法正文:上篇给出了由an=pan+q型递推公式求数列an的通项公式的方法,下面再研究几种类似的题型:1an=an+f(n)对于形如型的数列,我们可以根据
13、递推公式,写出n取1到n时的所有的递推关系式,然后将它们分别相加即可得到通项公式。这种类型是由an=an+q型将其中的q换为f(n)而引申得到的,这种类型可以采用求等差数列通项公式的叠加法得到:a2=a 1+f(2),a3=a 2+f(3),a4=a 3+f(4),an=an+f(n)将式子叠加得:an=a 1+ f(n)这里将问题转化为求f(n),特别地,若f(n)是表示等差或等比数列时,即求数列的前n项和例如1:若在数列中,求通项。解析:由得,所以,将以上各式相加得:,又所以 =2an= f(n)an 对于形如型的数列,我们可以根据递推公式,写出n取1到n时的所有的递推关系式,然后将它们分
14、别相乘即可得到通项公式。这种类型是由an=pan型将其中的p换为f(n)而引申得到的,这种类型可以采用求等比数列通项公式的思想得到:a 2=f(2)a 1a 3= f(3)a 2a 4= f(4)a 3an= f(n)an将式子叠乘得:an=a 1 f(n)这里将问题转化为求f(n)例如2.在数列中,(),求通项。解析:由已知,又,所以=3an=pan+f(n)其中p1这种类型是由an=pan+q,p1将其中的q换成f(n)得到的这里我们可以在两边同除以pn得:,记:bn,则转化为类型1来求解最后,an= f(n)an+q型和an= f(n)ang(n)型的通项公式还未发现初等的一般解法,也在
15、这里提一下,希望读者给予解决参考文献:初等数学研究教程 葛军涂荣豹编著数学(必修)人民教育出版 三大类递推数列通项公式的求法1 一阶线性递推数列求通项问题一阶线性递推数列主要有如下几种形式: (1) 这类递推数列可通过累加法而求得其通项公式(数列f(n)可求前n项和).当为常数时,通过累加法可求得等差数列的通项公式而当为等差数列时,则为二阶等差数列,其通项公式应当为形式,注意与等差数列求和公式一般形式的区别,后者是,其常数项一定为 (2) 这类递推数列可通过累乘法而求得其通项公式(数列g(n)可求前n项积).当为常数时,用累乘法可求得等比数列的通项公式(3);这类数列通常可转化为,或消去常数转
16、化为二阶递推式.例已知数列中,,求的通项公式解析解法一转化为型递推数列又,故数列是首项为,公比为的等比数列,即解法二转化为型递推数列=2xn-1+1(n2)=2xn+1,得(n2),故是首项为x2-x1=2,公比为的等比数列,即,再用累加法得解法三用迭代法当然,此题也可用归纳猜想法求之,但要用数学归纳法证明例已知函数的反函数为求数列的通项公式.解析由已知得,则令=,则.比较系数,得.即有数列是以为首项,为公比的等比数列,故评析此题亦可采用归纳猜想得出通项公式,而后用数学归纳法证明之(4)若取倒数,得,令,从而转化为(1)型而求之.(5);这类数列可变换成,令,则转化为(1)型一阶线性递推公式.
17、例设数列求数列的通项公式解析,两边同除以,得令,则有于是,得,数列是以首项为,公比为的等比数列,故,即,从而例设求数列的通项公式解析设用代入,可解出是以公比为-2,首项为的等比数列,即(6)这类数列可取对数得,从而转化为等差数列型递推数列.2 可转化为等差、等比数列或一些特殊数列的二阶递推数列例设数列求数列的通项公式解析由可得设故即用累加法得或例在数列求数列的通项公式解析可用换元法将其转化为一阶线性递推数列令使数列是以 为公比的等比数列(待定)即对照已给递推式, 有即的两个实根从而或由式得;由式得消去例在数列求解析由,得式+式,得,从而有数列是以为其周期故=-13 特殊的n阶递推数列例已知数列
18、满足,求的通项公式解析 ,得故有将这几个式子累乘,得又例9数列满足,求数列的同项公式解析由 ,得 式式,得,或,故有.,.将上面几个式子累乘,得,即也满足上式,巧用不动点求两类递推数列的通项公式聂文喜若满足方程,则称是函数的一个不动点,利用不动点可将某些由递推关系所确定的数列转化为等差、等比数列。下面举例说明。结论1 若,为的不动点,满足,则是公比为a的等比数列。证明:因为为的不动点,所以,所以,所以,所以数列是公比为a的等比数列。例1. (2005年高考北京卷)设数列的首项,且。记。判断是否为等比数列。解:。令,求出不动点,由结论1得:数列是公比为的等比数列。故是首项为,公比为的等比数列。例
19、2. (2005年高考山东卷)已知数列的首项为,前n项和为,且,求的通项公式。解:由已知,得当时,两式相减得当时,即,也即又,所以,从而1,故对成立。令,求出不动点。由结论1得:数列是公比为2的等比数列,所以,故。结论2 设,数列满足,且。(1)若有两个相异不动点,则数列是公比为的等比数列;(2)若只有唯一不动点,则数列是等差数列。证明:(1)因为由题设知。同理。所以所以数列是公比为的等比数列。(2)因为为的唯一不动点,所以x,即有唯一解,所以且。所以,所以数列是公差为的等差数列。例3. (2005年高考重庆卷)设数列满足(),且。求数列的通项公式及数列的前n项和。解:由已知得,由方程,求出不
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