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文檔簡介
1、求數列通項公式的十一種方法(方法全,例子全,歸納細)總述:一利用遞推關系式求數列通項的11種方法:累加法、累乘法、待定系數法、階差法(逐差法)、迭代法、對數變換法、倒數變換法、換元法(目的是去遞推關系式中出現的根號)、數學歸納法、不動點法(遞推式是一個數列通項的分式表達式)、特征根法二。四種基本數列:等差數列、等比數列、等和數列、等積數列及其廣義形式。等差數列、等比數列的求通項公式的方法是:累加和累乘,這二種方法是求數列通項公式的最基本方法。 三 求數列通項的方法的基本思路是:把所求數列通過變形,代換轉化為等級差數列或等比數列。 四求數列通項的基本方法是:累加法和累乘法。 五數列的本質是一個函
2、數,其定義域是自然數集的一個函數。一、累加法 1適用于: -這是廣義的等差數列 累加法是最基本的二個方法之一。2若,則 兩邊分別相加得 例1 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:由得則所以數列的通項公式為。例2 已知數列滿足,求數列的通項公式。解法一:由得則所以解法二:兩邊除以,得,則,故因此,則練習1.已知數列的首項為1,且寫出數列的通項公式. 答案:練習2.已知數列滿足,求此數列的通項公式. 答案:裂項求和 評注:已知,,其中f(n)可以是關于n的一次函數、二次函數、指數函數、分式函數,求通項.若f(n)是關于n的一次函數,累加后可轉化為等差數列求和;若f(n)是關于n的二次函數,累加后可
3、分組求和;若f(n)是關于n的指數函數,累加后可轉化為等比數列求和;若f(n)是關于n的分式函數,累加后可裂項求和。例3.已知數列中, 且,求數列的通項公式.解:由已知得,化簡有,由類型(1)有,又得,所以,又,則此題也可以用數學歸納法來求解.二、累乘法 1.。 -適用于: -這是廣義的等比數列累乘法是最基本的二個方法之二。2若,則兩邊分別相乘得,例4 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:因為,所以,則,故所以數列的通項公式為例5.設是首項為1的正項數列,且(=1,2, 3,),則它的通項公式是=_.解:已知等式可化為:()(n+1), 即時,=.評注:本題是關于和的二次齊次式,可以通過因式分
4、解(一般情況時用求根公式)得到與的更為明顯的關系式,從而求出.練習.已知,求數列an的通項公式.答案:-1.評注:本題解題的關鍵是把原來的遞推關系式轉化為若令,則問題進一步轉化為形式,進而應用累乘法求出數列的通項公式.三、待定系數法 適用于 基本思路是轉化為等差數列或等比數列,而數列的本質是一個函數,其定義域是自然數集的一個函數。1形如,其中)型(1)若c=1時,數列為等差數列;(2)若d=0時,數列為等比數列;(3)若時,數列為線性遞推數列,其通項可通過待定系數法構造輔助數列來求.待定系數法:設,得,與題設比較系數得,所以所以有:因此數列構成以為首項,以c為公比的等比數列,所以 即:.規律:
5、將遞推關系化為,構造成公比為c的等比數列從而求得通項公式逐項相減法(階差法):有時我們從遞推關系中把n換成n-1有,兩式相減有從而化為公比為c的等比數列,進而求得通項公式. ,再利用類型(1)即可求得通項公式.我們看到此方法比較復雜.例6已知數列中,求數列的通項公式。解法一: 又是首項為2,公比為2的等比數列 ,即解法二: 兩式相減得,故數列是首項為2,公比為2的等比數列,再用累加法的練習已知數列中,求通項。答案:2形如: (其中q是常數,且n0,1) 若p=1時,即:,累加即可.若時,即:,求通項方法有以下三種方向:i. 兩邊同除以.目的是把所求數列構造成等差數列即: ,令,則,然后類型1,
6、累加求通項.ii.兩邊同除以 . 目的是把所求數列構造成等差數列。 即: ,令,則可化為.然后轉化為類型5來解,iii.待定系數法:目的是把所求數列構造成等差數列設.通過比較系數,求出,轉化為等比數列求通項.注意:應用待定系數法時,要求pq,否則待定系數法會失效。例7已知數列滿足,求數列的通項公式。解法一(待定系數法):設,比較系數得,則數列是首項為,公比為2的等比數列,所以,即解法二(兩邊同除以): 兩邊同時除以得:,下面解法略解法三(兩邊同除以): 兩邊同時除以得:,下面解法略練習.(2003天津理)設為常數,且證明對任意1,;3形如 (其中k,b是常數,且)方法1:逐項相減法(階差法)方
7、法2:待定系數法通過湊配可轉化為 ; 解題基本步驟:1、確定=kn+b2、設等比數列,公比為p3、列出關系式,即4、比較系數求x,y5、解得數列的通項公式6、解得數列的通項公式例8 在數列中,求通項.(逐項相減法)解:, 時,兩式相減得 .令,則利用類型5的方法知 即 再由累加法可得. 亦可聯立 解出.例9. 在數列中,,求通項.(待定系數法)解:原遞推式可化為比較系數可得:x=-6,y=9,上式即為所以是一個等比數列,首項,公比為. 即:故.4形如 (其中a,b,c是常數,且)基本思路是轉化為等比數列,而數列的本質是一個函數,其定義域是自然數集的一個函數。例10 已知數列滿足,求數列的通項公
8、式。解:設 比較系數得, 所以 由,得則,故數列為以為首項,以2為公比的等比數列,因此,則。5.形如時將作為求解分析:原遞推式可化為的形式,比較系數可求得,數列為等比數列。例11 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:設比較系數得或,不妨取,(取-3 結果形式可能不同,但本質相同)則,則是首項為4,公比為3的等比數列,所以練習.數列中,若,且滿足,求.答案: .四、迭代法 (其中p,r為常數)型例12 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:因為,所以又,所以數列的通項公式為。注:本題還可綜合利用累乘法和對數變換法求數列的通項公式。例13.(2005江西卷)已知數列,(1)證明 (2)求數列的通項公
9、式an.解:(1)略(2)所以 又bn=1,所以.方法2:本題用歸納-猜想-證明,也很簡捷,請試一試.解法3:設c,則c,轉化為上面類型(1)來解五、對數變換法 適用于(其中p,r為常數)型 p>0, 例14. 設正項數列滿足,(n2).求數列的通項公式.解:兩邊取對數得:,設,則 是以2為公比的等比數列, ,練習 數列中,(n2),求數列的通項公式. 答案:例15 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:因為,所以。兩邊取常用對數得設(同類型四)比較系數得, 由,得,所以數列是以為首項,以5為公比的等比數列,則,因此則。 六、倒數變換法 適用于分式關系的遞推公式,分子只有一項例16 已知數
10、列滿足,求數列的通項公式。解:求倒數得為等差數列,首項,公差為,七、換元法 適用于含根式的遞推關系例17 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:令,則代入得即因為, 則,即,可化為,所以是以為首項,以為公比的等比數列,因此,則,即,得。八、數學歸納法 通過首項和遞推關系式求出數列的前n項,猜出數列的通項公式,再用數學歸納法加以證明。例18 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:由及,得由此可猜測,下面用數學歸納法證明這個結論。(1)當時,所以等式成立。(2)假設當時等式成立,即,則當時,由此可知,當時等式也成立。根據(1),(2)可知,等式對任何都成立。九、階差法(逐項相減法) 1、遞推公式中既有
11、,又有 分析:把已知關系通過轉化為數列或的遞推關系,然后采用相應的方法求解。例19 已知數列的各項均為正數,且前n項和滿足,且成等比數列,求數列的通項公式。解:對任意有 當n=1時,解得或當n2時, -整理得:各項均為正數,當時,此時成立當時,此時不成立,故舍去所以練習。已知數列中, 且,求數列的通項公式.答案: 2、對無窮遞推數列例20 已知數列滿足,求的通項公式。解:因為所以用式式得則 故所以由,則,又知,則,代入得。所以,的通項公式為十、不動點法 目的是將遞推數列轉化為等比(差)數列的方法不動點的定義:函數的定義域為,若存在,使成立,則稱為的不動點或稱為函數的不動點。分析:由求出不動點,
12、在遞推公式兩邊同時減去,在變形求解。類型一:形如例21 已知數列中,求數列的通項公式。解:遞推關系是對應得遞歸函數為,由得,不動點為-1,類型二:形如分析:遞歸函數為(1)若有兩個相異的不動點p,q時,將遞歸關系式兩邊分別減去不動點p,q,再將兩式相除得,其中,(2)若有兩個相同的不動點p,則將遞歸關系式兩邊減去不動點p,然后用1除,得,其中。例22. 設數列滿足,求數列的通項公式.分析:此類問題常用參數法化等比數列求解.解:對等式兩端同時加參數t,得:,令, 解之得t=1,-2 代入得,相除得,即是首項為,公比為的等比數列, =, 解得.方法2:,兩邊取倒數得,令b,則b,轉化為累加法來求.
13、 例23 已知數列滿足,求數列的通項公式。解:令,得,則是函數的兩個不動點。因為。所以數列是以為首項,以為公比的等比數列,故,則。練習1:已知滿足,求的通項答案:練習2。已知數列滿足,求數列的通項答案:練習3.(2009陜西卷文)已知數列滿足, .令,證明:是等比數列;()求的通項公式。答案:(1)是以1為首項,為公比的等比數列。(2)。十一。特征方程法 形如是常數)的數列 形如是常數)的二階遞推數列都可用特征根法求得通項,其特征方程為若有二異根,則可令是待定常數)若有二重根,則可令是待定常數)再利用可求得,進而求得例24 已知數列滿足,求數列的通項解:其特征方程為,解得,令,由,得, 例25
14、 已知數列滿足,求數列的通項解:其特征方程為,解得,令,由,得, 練習1已知數列滿足,求數列的通項練習2已知數列滿足,求數列的通項說明:(1)若方程有兩不同的解s , t,則, ,由等比數列性質可得, ,由上兩式消去可得.(2)若方程有兩相等的解,則,,即是等差數列,由等差數列性質可知,所以例26、數列滿足,且求數列的通項。解:令,解得,將它們代回得,÷,得,則,數列成等比數列,首項為1,公比q=2所以,則,十二、四種基本數列1形如型 等差數列的廣義形式,見累加法。2.形如型 等比數列的廣義形式,見累乘法。3.形如型(1)若(d為常數),則數列為“等和數列”,它是一個周期數列,周期為2,其通項分奇數項和偶數項來討論;(2)若f(n)為n的函數(非常數)時,可通過構造轉化為型,通過累加來求出通項;或用逐差法(兩式相減)得,分奇偶項來分求通項.例27. 數列滿足,求數列an的通項公式.分析 1:構造 轉化為型解法1:令則.時,各式相加:當n為偶數時,. 此時 當n為奇數時,此時,所以.故 解法2:時,兩式相減得:.構成以,為首項,以2為公差的等差數列;構成
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