介紹構造「新數列」求原數列通項的方法簡捷實用。
一、型如(為常數且,)的數列,其本身並不是等差或等比數列,但可以經過適當的變形後,即可構造出乙個新數列,利用這個數列可求其通項公式。
1、(為常數),可構造等比數列求解。
例1、已知數列的遞推關係為,且,求通項。
解:∵,∴,令,則數列是公比為2的等比數列,∴,即,∴。
例2、已知數列滿足,(),求通項。
解:由,得,又,所以數列是首項為,公比為的等比數列,∴。
注:一般地,遞推關係式(p、q為常數,且p≠0,p≠1)可等價地改寫成,則{}為等比數列,從而可求。
2、為等比數列,可構造等差數列、等比數列求解。如(為常數) ,兩邊同除以,得,令,則可轉化為的形式求解。
例3、已知數列中,,,求通項。
解:由條件,得,令,則,即,又,,∴數列為等比數列,故有
,即, ∴。
例4、已知數列滿足,,求通項。
解:由條件,得,即,故數列是以為首項,以為公差的等差數列, ∴, 故。
例3、已知數列的前項和與的關係是,其中b是與n無關的常數,且,,求(用n和b表示)。
解:首先由公式:,得,(),,
,…,,
∴,∴。例5. 已知b≠0,b≠±1,,寫出用n和b表示an的通項公式。
解:將已知遞推式兩邊乘以,得,又設,於是,原遞推式化為,仿型別三,可解得,故。
3、為等差數列,如型遞推式,可構造等比數列求解。
例5、已知數列滿足,(),求
解:令,則,∴,代入已知條件,
得,即,
令,,解得=-4, =6,所以,且,
∴是以3為首項、以為公比的等比數列,故,故。
注:此例通過引入一些尚待確定的係數,轉化命題結構,經過變形與比較,把問題轉化成基本數列(等差或等比數列)求解。
例6、在數列中,,,求通項。
解:由,得,令,
比較係數可得:a=-6,b=9,令,則有,又,∴是首項為,公比為的等比數列,所以,故。
4、為非等差、非等比數列,可構造等差、等比數列求解。
法一、構造等差數列求解:
例7、在數列中,,其中,求數列的通項公式。
解:由條件可得,∴數列是首項為0,公差為1的等差數列,故,∴。
例8、在數列中,,求通項。
解:由條件可得:,∴數列是首項為,公差為2的等差數列,∴。
法二、構造等比數列求解:
例9、已知數列滿足,,求數列的通項公式。
解:設,將已知條件代入此式,整理後得
,令,解得,
∴有,又,
且,故數列是以為首項,以3為公比的等比數列,∴,故。
二、形如的復合數列,可先構造等差數列或等比數列,再用疊加法、疊乘法、迭代法等方法求解。
例1、⑴在數列中,,,求。
⑵在數列中,,,,求。
解:⑴由條件∴故,再疊加法可得:。
⑵由條件可得,∴ 數列是以為首項,以為公比的等比數列,∴,
故==…===。
例2、已知數列滿足,,(),求。
解:由已知可得:,又,所以數列
是首項為、公比為的等比數列,∴,
即,亦即,又,∴數列是首項為2、公差為6的等差數列,∴,∴。
三、一些較為特殊的數列,可利用「取倒數」的方法構造等差數列或等比數列求解。
例1、已知數列中,,(),,求。
解:由已知,得,設,則,故是以為首項,1為公差的等差數列,∴,即。
例2、已知數列,其中,且,求通項a n。
解:由條件得:,設,則,
令,解得,於是有,
∴數列是乙個以為首項,公比是-3的等比數列,
∴,即,代入bn=,得。
例3、設正數數列()滿足: =,
且,求的通項公式.
解:將原式兩邊同除以整理得:,設=,
則,故有,又,∴數列是首項為2,公比為2的等比數列,∴,即=,∴(),
逐項相乘得: =,考慮到,
故。 例4、若數列中,,是數列的前項之和,且(n),求數列的通項公式是.
解:由,得,令,
則有,故,∴數列{}是以為首項,3為公比的等比數列,∴=,∴,當n時,由()
得,∴。
四、對某些特殊的數列,可利用特徵方程構造等差數列或等比數列求解。
如滿足(a,b,c,d為常數,且)的數列,可令特徵方程為,變形為,若方程有二異根,則可令(為待定常數),則數列是首項為,公比為的等比數列;若方程有二重根,則可令(為待定常數),則數列是首項為,公差為的等差數列。然後代入的值可求得值,於是可求得。
例1、已知數列滿足,求數列的通項。
解:令,化簡得,解得,令,
由,得,可得,∴數列是以為首項,以為公比的等比數列,,解得。
例2、已知數列滿足,求數列的通項
解:令,即,解得,令,由得,求得,∴數列是以為首項,以為公差的等差數列,∴,故。
注:令,則方程的根,即為函式的不動點(滿足的值叫做函式的不動點),因此,「特徵根法」也叫「函式的不動點法」。
五、其它特殊數列的特殊構造方法
1、通過取對數來構造新的數列求解。
例1、若數列中, =3且(n是正整數),則它的通項公式是=▁▁.
解由題意知>0,將兩邊取對數得,即,所以數列是以=為首項,公比為2的等比數列,,即.
例2、設在數列中,,求的通項公式。
解:將原式變形為……①,……②,
①÷②得:,即……③,
令………④,則③式可化為,則數列是以
b1=為首項、公比為2的等比數列,於是,代入④式得:=,
解得。2、通過換元來構造新的數列求解。
例3、數列中,,。求。
分析:本題的難點是已知遞推關係式中的較難處理,可構建新數列,令,這樣就巧妙地去掉了根式,將通項進行轉化,便於化簡變形。
解:,則, ,即,則原條件可化為,化簡得,即,
變形得,∴數列是以為首項,為公比的等比數列,∴,即,∴。
例4、數列中,, ,求。
解:易知,構建新數列,使,,
則,∴,由此可得。
又,由已知求得,從而,因此,新數列是以為首項,為公比的等比數列,∴,故。
注:此題利用遞推式中含有及這兩個資訊,考慮進行三角代換,構建新數列,使,從而化簡遞推關係式。一般地,對型如,,的型別都可採用三角代換。
3、通過建構函式求解。對於某些較複雜的遞推式,通過分析結構,聯想到與該遞推式結構相同或相近的函式,建構函式求解。
例5、在數列中,,求通項。
解:題中所給遞推式與公式相似,故可建構函式求解。
設,則,同理,,,…,即,,,,猜想,下面用數學歸納法加以證明(證明略)。
由於即,解得,於是。
4、對於兩個數列的復合問題,也可構造等差或等比數列求解。
例、在數列{}、{}中,,且(n∈),求{}、{}的通項公式。
解:構造新數列{},則
=+=,
令,得=或=5 ,∴數列{}是首項,q=+5的等比數列,即:當=-3時,{}是首項為=,q=5+ =2的等比數列,故==; 當=5時,{}是首項為=6,q=+5=10的等比數列,故=6×,
聯立二式,得,解得,。
注1:並不是任何數列都可以求出其通項的,能夠求出通項的只是一些特殊的數列。例如數列1,1.4,1.41,1.414,……就沒有通項公式;
注2:同乙個數列的通項公式的形式不一定唯一。例如數列-1,1,-1,1,…,其通項公式為,或;
注3:數列是函式概念的繼續和延伸,數列中數的有序性是數列定義的靈魂,要注意辨析數列中的項與數集中元素的異同,因此在研究數列問題時既要注意函式方法的普遍性,又要注意數列方法的特殊性。從上述各題構建新數列的過程中,可以看出對題設中遞推式的觀察、分析,並據其結構特點進行合理變形,是成功構建新數列的關鍵。
構建新數列的目的是為了化繁為簡、化未知為已知、化不熟悉為熟悉,這也是解答數學問題的共性之所在。
訓練精編:
1、已知,則數列的通項公式 。
2、已知數列滿足=1,,則
3、在數列中,,則
4、在數列{}中,,則的表示式為
5、已知數列滿足,,求。
6、已知數列滿足=1,,求。
7、已知數列滿足=1, +2=2,求。
8、在數列中,,求。
9、在數列中,求通項公式。
10、在數列中,,,求通項。
11、已知數列的各項都是正數,且滿足,(),求數列的通項公式an。
12、數列滿足,求。
13、設數列的前n項和(=1,2,3,…),求。
14、若數列中, =2,且(n),求它的通項。
參***:
1、; 2、; 3、; 4、、;5、;6、;7、;8、;9、;
10、;11、;12、;13、;
14、;
例4、設數列滿足
解: 對等式兩端同加引數得
,,代入,
得相除得
即的等比數列,
。2 利用配方法
有些遞推關係式經「配方」後,可體現等差(比)的規律性。
例3 設n0, 1=5,當n2時, n+n-1=+6, 求數列的通項公式n。
分析:給出的遞推關係式不能反映規律性,因此考慮去分母得: 2n-2n-1=7+6(n-n-1),為體現規律性,變形為:
2n-2n-1-6n+6n-1=7,即(n-3)2-(n-1-3)2=7.
解:由n+n-1=+6(n2)變形為:
2n-2n-1=7+6(n-n-1) 即(n-3)2-(n-1-3)2=7 (n2)
數列是以(1-3)2=4為首項,公差為7的等差數列
=4+7(n-1)=7n-3,而n0
n=+3
說明:遞推關係式中含有二次項、一次項時可考慮用配方法,揭示規律,構造等差(比)數列。
3 利用因式分解
有些遞推關係式經因式分解後,可體現等差(比)的規律性。
例4已知數列{n }是首項為1的正項數列,且2n+1 + 3n+1 - 22n + 3n - nn+1=0求數列的通項公式n。
分析:由已知遞推關係式,若配方,則無法配成完全平方或完全平方項之和。因此考慮用因式分解化簡,尋求更實質的關係。
可變形為: n+1(n+1 +3)+3n - nn+1 +n(-2n)=0。
解:由已知有: n+1(n+1 +3)+3n - nn+1 +n(-2 n)=0
(n+1 + n)[(n+1 + 3)-2n]=0,而n0
n+1 + 3 -2n=0,則利用待定常數法有(n+1 - 3)-2(n -3)=0
數列是以1-3=-2為首項,公比為2的等比數列。
n-3 =(-2)2n-1 即n = 3-2n
說明:因式分解能達到化簡的目的,使遞推關係式簡化,凸顯規律性。
例6 正項數列中, 1=1, 2=10,當n3時, n2n-1-3n-2=1,求數列的通項公式n。
怎麼利用構造法求數列的通項公式
求數列的通項公式是高考重點考查的內容,作為兩類特殊數列 等差數列 等比數列可直接根據它們的通項公式求解,但也有一些數列要通過構造轉化為等差數列或等比數列,之後再應用各自的通項公式求解,體現化歸思想在數列中的具體應用。例1 數列 abcd 解法1 又是首項為2公比為2的等比數列 所以選c 解法2歸納總...
構造法求數列通項填空題 2
1.在數列中,1,其中實數,則 答案 解答 由得,令,則原數列轉化為,於是,即 2.在數列中,是其前n項和,且,則 答案 解答 當n 2時,代入得,變形整理得兩邊除以得,是首相為1,公差為2的等差數列 也適合,當時,不滿足此式,3.在數列中,則 答案 解答 設,a b為待定係數 展開得,與已知比較係...
求數列通項方法
求數列的通項公式 本節重點 求通項方法 疊加 乘 法 迭代法 特徵根法 構造新數列.典例練講 1.疊加法 疊乘法 形如,通項求法為.形如,通項求法為.2.退位相減法 形如的數列 3.特徵根法 形如是常數 的數列 例1.已知數列滿足,求數列的通項 變式 已知數列滿足,求數列的通項 形如的數列 例2.已...