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数列通项公式的求法及数列求和方法详解
专题一:数列通项公式的求法
一、 观察法(关键是找出各项与项数n的关系.)
例1:根据数列的前4项,写出它的一个通项公式:
(1)9,99,999,9999,…(2)(3)(4)
答案:(1) (2) (3) (4).
二、 公式法
公式法1:特殊数列
例2: 已知数列{an}是公差为d的等差数列,数列{bn}是公比为q的(q∈R且q≠1)的等比数列,若函数f (x) = (x-1)2,且a1 = f (d-1),a3 = f (d+1),b1 = f (q+1),b3 = f (q-1),(1)求数列{ a n }和
{ b n }的通项公式;
答案:an=a1+(n-1)d = 2(n-1); bn=b·qn-1=4·(-2)n-1
例3. 等差数列是递减数列,且=48,=12,则数列的通项公式是( )
(A) (B) (C) (D)
例4. 已知等比数列的首项,公比,设数列的通项为,求数列的通项公式.
简析:由题意,,又是等比数列,公比为∴,故数列是等比数列,易得.点评:当数列为等差或等比数列时,可直接利用等差或等比数列的通项公式,只需求首项及公差公比.
解 由题意知>0,将两边取对数得,即,所以数列是以=为首项,公比为2的等比数列, ,即
公式法2: 知利用公式 .
例5:已知下列两数列的前n项和sn的公式,求的通项公式.(1). (2)
答案:(1)=3,(2)点评:先分n=1和两种情况,然后验证能否统一.
练习:(1);(2),;(3),.
三、 累加法 【型如的递推关系】
简析:已知,,其中f(n)可以是关于n的一次、指数函数、分式函数,求通项.
①若f(n)是关于n的一次函数,累加后可转化为等差数列求和; ② 若f(n)是关于n的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;③若f(n)是关于n的分式函数,累加后可裂项求和各式相加得
例6、已知数列满足,求数列的通项公式。
解:由得则时
时,上式也成立.所以数列的通项公式为。
例7、已知数列满足,求数列的通项公式。
解:由得则时
时,上式也成立.所以
练习1:已知数列6,9,14,21,30,…求此数列的一个通项. .答案:
练习2:若在数列中,,,求通项 .答案:=
练习3:已知数列满足,,求此数列的通项公式. 答案:
四、累积法 【 形如=(n)·型】
(1)当f(n)为常数,即:(其中q是不为0的常数),此时数列为等比数列,=.
(2)当f(n)为n的函数时,用累乘法.
例7、已知数列满足,且,求的通项公式.
解:由得.故有:
, ,……,
, .
将以上个式子作积得:,
∴.当时,也满足上式.∴.
练习1:在数列{}中, =1, (n+1)·=n·,求的表达式. 答案:
练习2: 已知数列中,,前项和与的关系是 ,试求通项公式.
答案:
思考题1:已知,求数列{an}的通项公式.分析:原式化为 若令,则问题进一步转化为形式,累积得解.
五、构造特殊数列法
构造1:【形如,其中)型】 (1)若c=1时,数列{}为等差数列; (2)若d=0时,数列{}为等比数列;(3)若且时,数列{}为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比数列来求.
方法如下:设,得,与题设比较系数得,
所以:,即构成以为首项,以c为公比的等比数列.
例9:已知数列的递推关系为,且求通项. 答案:
构造2:倒数为特殊数列【形如】
例11: 已知数列{}中且(),,求数列的通项公式. 答案
构造3:
例12:已知数列满足,,求数列的通项公式。
解:两边同除以,得,则,故数列是以为首项,以为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得,所以数列的通项公式为。
例13:已知数列满足,求数列的通项公式。
解:两边同除以,得,则,故时
因此,则时也成立.
例14:已知数列满足,求数列的通项公式。
解:上式两边同时除以得,令,则设,即,所以,故,因为,所以是以1为首项,为公比的等比数列,所以,,所以
构造四.形如(其中p,r为常数)型
(1)p>0, 用对数法.
例6. 设正项数列满足,(n≥2).求数列的通项公式.
解:两边取对数得:,,设,则,是以2为公比的等比数列, ,,,∴
练习 数列中,,(n≥2),求数列的通项公式. 答案:
六、迭代法【一般是递推关系含有的项数较多】
例15(1)数列{}满足,且,求数列{an}的通项公式.
解析:由题得 ① 时,②
由①、②得.
(2)数列{}满足,且,求数列{an}的通项公式 答案
(3)已知数列中,求通项. 答案
七、【讨论法-了解】(1)若(d为常数),则数列{}为“等和数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分为奇数项和偶数项来讨论. (2)形如型①若(p为常数),则数列{}为“等积数列”,它是一个周期数列,周期为2,其通项分奇数项和偶数项来讨论;②若f(n)为n的函数(非常数)时,可通过逐差法得,两式相除后,分奇偶项来分求通项.
例16: 数列{}满足,,求数列{an}的通项公式. 答案:
专题二:数列求和方法详解(六种方法)
一、公式法
1、等差数列求和公式:
2、等比数列求和公式:
[例1] 已知,求的前n项和. 答案
[例2] 设Sn=1+2+3+…+n,n∈N*,求的最大值. 答案n=8时,
二、错位相减法
方法简介:此法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{an· bn}的前n项和,其中{ an }、{ bn }分别是等差数列和等比数列.
[例3] 求和:………………………①()
解析:由题可知,{}的通项是等差数列{2n-1}的通项与等比数列{}的通项之积:
设…②
①-②得 (错位相减)再利用等比数列的求和公式得:.
∴.
试一试1:求数列前n项的和. 答案:
三、倒序相加法
方法简介:这是推导等差数列的前n项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n个,然后再除以2得解.
[例4] 求的值 . 答案S=44.5
四、分组法求和
方法简介:有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.一般分两步:①找通项公式②由通项公式确定如何分组;
[例5] 求数列的前n项和:,答案.
试一试1 求之和 .简析:由于与,
分别求和.
五、裂项法求和
方法简介:这是分解与组合思想在数列求和中的具体应用. 裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项及分母有理化)如:
,,
,
.
[例6] 求数列的前n项和.
[例7] 在数列{an}中,,又,求数列{bn}的前n项的和.
试一试1:已知数列{an}:,求前n项和. 试一试2:..
.六、合并法求和 方法简介:针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种特殊的性质,因此,在求数列的和时,可将这些项放在一起先求和,然后再求Sn.
[例8] 求cos1°+ cos2°+ cos3°+···+ cos178°+ cos179°的值. 答案 0
[例9]在各项均为正数的等比数列中,若的值; 答案10
练习:1.求的和.
2.求数列,的前项和.
3.等比数列的前n项和Sn=2n-1,则=________________.
4.设,则=_______________________.
5. .
6. =__________
7. 数列的通项公式 ,前n项和
8. 的前n项和为_________
综合应用
1.已知{an}是等差数列,满足a1=3,a4=12,数列{bn}满足b1=4,b4=20,且{bn-an}为等比数列.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和.
2.已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=2an+(-1)nan,求数列{bn}的前2n项和.
3.数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=2an+1-an+2.
(1)设bn=an+1-an,证明{bn}是等差数列;
(2)求{an}的通项公式.
4.数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N*.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)设bn=3n·,求数列{bn}的前n项和Sn.
5.
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