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递推数列分类
类型1:渗透三角函数周期性
数列与三角函数的结合是一类创新试题,利用三角函数的周期性体现数列的变化,利用三角不等式进行放缩是证明数列不等式的常见方法。
例1(2008年湖南卷,18,满分12分)
数列{an}满足a1=1,a2=2,求a3,a4,并求数列{an}的通项公式;
本题分为两种情况,采取非常规的递推数列求通项的方法,利用三角函数的诱导公式寻找递推关系,体现三角函数的周期性,进而求出该数列的通项为一分段数列。
例2(2009年江西,文,21,满分12分)数列{an}的通项,其前n项和为
(1)求sn;(2)令,求数列{bn}的前n项和Tn
例3(2009年江西,理8,5分)
数列{an}的通项,其前n项和为sn,则sn为( )
A.470 B.490 C.495 D.510
类型2:an+1=an+f(n)
解法思路:把原递推公式转化为an+1-an=f(n),利用累加法(逐差相加法)求解
例4(2008,江西,理5)
在数列{an}中,a1=2,an+1=an+ln,则an=
A.2+lnn B.2+(n-1) lnn C.2+nlnn D.1+n+lnn
例5(2009,全国I,理22)在数列{an}中,a1=1,an+1=
(1)设,求数列{an}的通项公式;(2)求数列{an}的前n项和。
类型3:an+1=f(n)an
解法思路:把原递推公式转化为,利用累乘法(逐商相乘法)求解
例6(2004,全国I,理15)
已知数列{an},满足a1=1,an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1(n≥2),则{an}的通项an=_____
解:由已知,得an+1=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1+nan,用此式减去已知式,得
当n≥2时,an+1-an=nan,即an+1=(n+1)an,又a2=a1
类型4:an+1=pan+q(其中p、q均为常数,且pq(p-1)≠0)
解法思路:待定系数法,把原递推公式转化为an+1-t=p(an-t),其中,再利用换元法转化为等比数列求解,或转化为二队循环数列来解(见后文),或直接用逐项迭代法求解。
例7(2008年,安徽,文21)设数列{an}满足a1 =a,an +1=c an +1-c,n∈N*,其中a、c为实数,且c≠0求数列{an}的通项公式;
解:方法一:因为an+1-1=c(an-1)
所以当a≠1时,{an-1}是首项为a-1,公比为c的等比数列所以an-1=( an-1)cn-1
即an=( an-1)cn-1+1当n=1时,an=1仍满足上式
数列{an}的通项公式为an=( a-1)cn-1+1 (n∈N*)
方法二:由题设得:n≥2时, an-1=c( an-1-1)=c2 (an-2-1)=…= cn-1(an-1)= (a-1)c n-1
所以an=( a-1)=c n-1+1n=1时,a1=a也满足上式所以{an}的通项公式为an=( a-1)cn-1+1 (n∈N*)
类型4的变式:an+1=pan+f(n)
解法思路:通过构造新数列{bn},消去f(n)带来的差异,例如下面的
类型5 :an+1=pan+qn(其中p、q均为常数,pq(p-1)(q-1)≠0)(或an+1=pan+rqn,其中p、q、r均为常数)
解法思路:一般地,要先在原递推公式两边同除以qn+1,得,引入辅助数列{bn}(其中),得即可转化为类型3。或直接将原递推式变形为),(其中),则直接转化为等比数列
例8(2006,全国I22,12分)设数列{an}的前n项的和
求首项a1与通项an。
例9(2009,全国II,理19)设数列{an}的前n项的和
(1)设,证明数列{bn}是等比数列;(2)求数列{an}的通项公式。
类型6:(其中p,q均为常熟)。
解法一(待定系数法):先把原递推公式转化为,
其中s, t满足
解法二(特征根法):对于由递推公式,=,=给出的数列{an},方程,叫做数列的特征方程。若是特征方程的两个根,当时,数列{an}的通项为,其中A、B由=,=决定(即把和n=1,2,代入,得到关于A、B的方程组);当时,数列的通项为,其中A、B由=,=决定(即把和n=1,2,代入,得到关于A、B的方程组)。
例10(2006,福建,文22)
已知数列{an}满足=1,=3,()。
(1)证明:数列是等比数列;(2)求数列{an}的通项公式;
(3)若数列{bn}满足(),证明{bn}是等差数列。
解:(1),=1,=3,
(),是以=2为首项,2为公比的等比数列。
(2)(),an =+ + + += + ++2+1=-1()
类型7 递推公式为Sn与的关系式(或Sn)
解法思路:这种类型一般利用=或=消去进行求解。
例11.(2009,湖北19)
已知数列{an}的前项和Sn= --+2(为正整数),令=,求证数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式
解:在Sn= +2中,令n=1,可得S1 = -+1=,
当时,Sn-1= +2,=SnSn-1=+
2=+,即=+1又=,=+1,即当时,-=1
又=2=1数列{bn}是首项和公差均为1的等差数列,于是=n=,=.
例12 (2008,全国II20)设数列{an}的前n项和为Sn,已知=,=Sn+(),
(Ⅰ)设=-,求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若≥(),求的取值范围。
解(Ⅰ)依题意-==+,即=2+,由此得-=2(-),
因此,所求通项公式为=-=(-3),()。(Ⅱ)由(Ⅰ)知=+(-3),(),于是当时,
=-=+(a-3)--(a-3)=2×+(a-3)
=4×+(a-3) =,当时,
≥0
≥9。又=+3>综上,所求的的取值范围是。
类型8 an+1=pan+an+b(p≠1,a≠0)
解法思路:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,
即令,与已知递推式比较,解出,从而转化为是公比p为的等比数列。例13.(2006山东,文,22)已知数列{an}中,=,点在直线上,其中
(Ⅰ)令,求证数列{bn}是等比数列;
(Ⅱ)求数列{an}的通项。
所以{bn}是以为首项,以为公比的等比数列
类型9 (p>0, >0)
解法思路:这种类型一般是等式两边取对数后转化为,再利用待定系数法求解。例14(2005,江西,理,21)已知数列{an}的各项都是正数,且满足:求数列的{an}通项公式
例15(2006,山东22)已知,点在函数的图像上,其中证明数列是等比数列
类型10
解法思路:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为。
例17(2006,江西,理,22,本大题满分14分)
已知数列满足: 求数列的通项公式;
解:将条件变为:为一个等比例数,其首项为
从而据此得
类型11
解法思路:如果数列满足下列条件:已知的值且对于,都有(其中p、q、r、h均为常数,且ph≠qr,r≠0, ),那么,可作特征方程,当特征方程有且仅有一根时,则是等差数列;当特征议程有两价目相异的根x1、x2时,则是等比数列。
例19(2009年,江西,理,22)
各项均为正数的数列,且对满足的正整数都有m,n,p,q都有
(1)当时,求通项;
(2)证明:对任意a,存在与a有关的常数λ,使得对于每个正整数n,都有
解:(1)由得
将代入上式化简得所以
故数列为等比数列,从而,即
可验证,满足题设条件。
(2)由题设的值仅与有关,记为
则考察函数,则在定义域上有
故对,注意到,解上式得
取,即有
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