數列通項公式與不等式的證明

2021-12-25 15:58:16 字數 5070 閱讀 4250

學科教案此頁

為空白一.型別1

解法:把原遞推公式轉化為,利用累加法(逐差相加法)求解。

例:已知數列滿足,,求。

變式:(2004,全國i,個理22.本小題滿分14分)

已知數列,且a2k=a2k-1+(-1)k, a2k+1=a2k+3k, 其中k=1,2,3,…….

(i)求a3, a5;

(ii)求的通項公式.

二、解法:把原遞推公式轉化為,利用累乘法(逐商相乘法)求解。

例:已知數列滿足,,求。

變式:(2004,全國i,理15.)已知數列,滿足a1=1, (n≥2),則的通項

三、 (其中p,q均為常數,)。

解法(待定係數法):把原遞推公式轉化為:,其中,再利用換元法轉化為等比數列求解。

例:已知數列中,,,求.

高考遞推數列題型分類歸納解析

各種數列問題在很多情形下,就是對數列通項公式的求解。特別是在一些綜合性比較強的數列問題中,數列通項公式的求解問題往往是解決數列難題的瓶頸。本文總結出幾種求解數列通項公式的方法,希望能對大家有幫助。

型別1解法:把原遞推公式轉化為,利用累加法(逐差相加法)求解。

例:已知數列滿足,,求。

解:由條件知:

分別令,代入上式得個等式累加之,即

所以,變式:(2004,全國i,個理22.本小題滿分14分)

已知數列,且a2k=a2k-1+(-1)k, a2k+1=a2k+3k, 其中k=1,2,3,…….

(i)求a3, a5;

(ii)求的通項公式.

解: , ,即,

…… ……

將以上k個式子相加,得

將代入,得,。

經檢驗也適合,

型別2解法:把原遞推公式轉化為,利用累乘法(逐商相乘法)求解。

例:已知數列滿足,,求。

解:由條件知,分別令,代入上式得個等式累乘之,即

又, 例:已知, ,求。

解: 。

變式:(2004,全國i,理15.)已知數列,滿足a1=1, (n≥2),則的通項

解:由已知,得,用此式減去已知式,得

當時,,即,又,

,將以上n個式子相乘,得

型別3 (其中p,q均為常數,)。

解法(待定係數法):把原遞推公式轉化為:,其中,再利用換元法轉化為等比數列求解。

例:已知數列中,,,求.

解:設遞推公式可以轉化為即.故遞推公式為,令,則,且.所以是以為首項,2為公比的等比數列,則,所以.

變式:(2006,重慶,文,14)

在數列中,若,則該數列的通項

(key:)

變式:(2006. 福建.理22.本小題滿分14分)

已知數列滿足

(i)求數列的通項公式;

(ii)若數列滿足證明:數列是等差數列;

(ⅲ)證明:

(i)解:

是以為首項,2為公比的等比數列

即(ii)證法一:

②-①,得

即③-④,得

即是等差數列

證法二:同證法一,得

令得設下面用數學歸納法證明

(1)當時,等式成立

(2)假設當時,那麼

這就是說,當時,等式也成立

根據(1)和(2),可知對任何都成立

是等差數列

(iii)證明:

變式:遞推式:。解法:只需構造數列,消去帶來的差異.

型別4 (其中p,q均為常數,)。 (或,其中p,q, r均為常數) 。

解法:一般地,要先在原遞推公式兩邊同除以,得:引入輔助數列(其中),得:再待定係數法解決。

例:已知數列中,,,求。

解:在兩邊乘以得:

令,則,解之得:

所以變式:(2006,全國i,理22,本小題滿分12分)

設數列的前項的和,

(ⅰ)求首項與通項;(ⅱ)設,,證明:

解:(i)當時, ;

當時,,即,利用(其中p,q均為常數,)。 (或,其中p,q, r均為常數)的方法,解之得:

(ⅱ)將代入①得 sn=×(4n-2n)-×2n+1 + =×(2n+1-1)(2n+1-2)

=×(2n+1-1)(2n-1)

tn= =×=×(-)

所以<型別5 遞推公式為(其中p,q均為常數)。

解法一(待定係數法):先把原遞推公式轉化為

其中s,t滿足

解法二(特徵根法):對於由遞推公式,給出的數列,方程,叫做數列的特徵方程。若是特徵方程的兩個根,當時,數列的通項為,其中a,b由決定(即把和,代入,得到關於a、b的方程組);當時,數列的通項為,其中a,b由決定(即把和,代入,得到關於a、b的方程組)。

解法一(待定係數——迭加法):

數列:,,求數列的通項公式。

由,得,

且。則數列是以為首項,為公比的等比數列,於是

。把代入,得,,

,。把以上各式相加,得。。

解法二(特徵根法):數列:,的特徵方程是:。,。

又由,於是

故例:已知數列中,, ,,求。

解:由可轉化為

即或這裡不妨選用(當然也可選用,大家可以試一試),則是以首項為,公比為的等比數列,所以,應用型別1的方法,分別令,代入上式得個等式累加之,即

又,所以。

變式:(2006,福建,文,22,本小題滿分14分)

已知數列滿足

(i)證明:數列是等比數列;

(ii)求數列的通項公式;

(iii)若數列滿足證明是等差數列

(i)證明:

是以為首項,2為公比的等比數列

(ii)解:由(i)得

(iii)證明:

①②②-①,得

即     ③

④④-③,得

即是等差數列

型別6 遞推公式為與的關係式。(或)

解法:這種型別一般利用與消去或與消去進行求解。

例:已知數列前n項和.

(1)求與的關係;(2)求通項公式.

解:(1)由得:

於是所以.

(2)應用型別4((其中p,q均為常數,))的方法,上式兩邊同乘以得:

由.於是數列是以2為首項,2為公差的等差數列,所以

變式:(2006,陝西,理,20本小題滿分12分)

已知正項數列,其前n項和sn滿足10sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比數列,求數列的通項an

解: ∵10sn=an2+5an+6, ① ∴10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1=3

又10sn-1=an-12+5an-1+6(n≥2),②

由①-②得 10an=(an2-an-12)+6(an-an-1),即(an+an-1)(an-an-1-5)=0

∵an+an-1>0 , ∴an-an-1=5 (n≥2)

當a1=3時,a3=13,a15=73 a1, a3,a15不成等比數列∴a1≠3;

當a1=2時, a3=12, a15=72, 有 a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-3

變式: (2005,江西,文,22.本小題滿分14分)

已知數列的前n項和sn滿足sn-sn-2=3求數列的通項公式.

解: ,

,兩邊同乘以,可得

令…… ……

又,,,

。型別7

解法:這種型別一般利用待定係數法構造等比數列,即令,與已知遞推式比較,解出,從而轉化為是公比為的等比數列。

例:設數列:,求.

解:設,將代入遞推式,得

…(1)則,又,故代入(1)得

說明:(1)若為的二次式,則可設;(2)本題也可由,()兩式相減得轉化為求之.

變式:(2006,山東,文,22,本小題滿分14分)

已知數列{}中,在直線y=x上,其中n=1,2,3…

(ⅰ)令

(ⅱ)求數列

(ⅲ)設的前n項和,是否存在實數,使得數列為等差數列?若存在,試求出若不存在,則說明理由

解:()由已知得

又是以為首項,以為公比的等比數列

()由()知,

將以上各式相加得:

()解法一:

存在,使數列是等差數列

數列是等差數列的充要條件是、是常數即又

當且僅當,即時,數列為等差數列

解法二:

存在,使數列是等差數列

由()、()知,

又當且僅當時,數列是等差數列

型別8解法:這種型別一般是等式兩邊取對數後轉化為,再利用待定係數法求解。

例:已知數列{}中, ,求數列

解:由兩邊取對數得,

令,則,再利用待定係數法解得:。

變式:(2005,江西,理,21.本小題滿分12分)

已知數列

(1)證明

(2)求數列的通項公式an.

解:用數學歸納法並結合函式的單調性證明:

(1)方法一用數學歸納法證明:

1°當n=1時,

∴,命題正確.

2°假設n=k時有

則而又∴時命題正確.

由1°、2°知,對一切n∈n時有

方法二:用數學歸納法證明:

1°當n=1時,∴;

2°假設n=k時有成立,

令,在[0,2]上單調遞增,所以由假設

有:即也即當n=k+1時成立,所以對一切

(2)解法一:

所以,又bn=-1,所以

解法二:

由(i)知,,兩邊取以2為底的對數,

令,則或

變式:(2006,山東,理,22,本小題滿分14分)

已知a1=2,點(an,an+1)在函式f(x)=x2+2x的圖象上,其中=1,2,3,…

(1) 證明數列{lg(1+an)}是等比數列;

(2) 設tn=(1+a1) (1+a2) …(1+an),求tn及數列{an}的通項;

記bn=,求{bn}數列的前項和sn,並證明sn+=1

解:(ⅰ)由已知,

,兩邊取對數得,即

是公比為2的等比數列

(ⅱ)由(ⅰ)知

由(*)式得

(ⅲ),,

,又,,又,型別9解法:這種型別一般是等式兩邊取倒數後換元轉化為。

例:已知數列{an}滿足:,求數列{an}的通項公式。

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