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求数列通项公式的十种方法
一、公式法
例1 已知数列满足,,求数列的通项公式。
解:两边除以,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。
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,说明数列是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出,进而求出数列的通项公式。
二、利用
例2.若和分别表示数列和的前项和,对任意正整数
,.求数列的通项公式;
解:
……2分 当
当……4分
练习:1. 已知正项数列{an},其前n项和Sn满足10Sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比数列,求数列{an}的通项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)
当a1=3时,a3=13,a15=73 a1, a3,a15不成等比数列∴a1≠3;
当a1=2时, a3=12, a15=72, 有 a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-3
2.(2006年全国卷I)设数列的前项的和
,
(Ⅰ)求首项与通项;
(Ⅱ)设,,证明:
解:(I),解得:
所以数列是公比为4的等比数列
所以:
得: (其中n为正整数)
(II)
所以:
三、累加法
例3 已知数列满足,求数列的通项公式。
解:由得则
所以数列的通项公式为。
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,进而求出,即得数列的通项公式。
例4 已知数列满足,求数列的通项公式。
解:由得则
所以
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,进而求出,即得数列的通项公式。
例5已知数列满足,求数列的通项公式。
解:两边除以,得,
则,故
因此,
则
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,进而求出,即得数列的通项公式,最后再求数列的通项公式。
四、累乘法
例6 已知数列满足,求数列的通项公式。
解:因为,所以,则,故
所以数列的通项公式为
评注:本题解题的关键是把递推关系转化为,进而求出,即得数列的通项公式。
例7已知数列满足,求的通项公式。
解:因为 ①
所以 ②
用②式-①式得
则
故
所以 ③
由,,则,又知,则,代入③得。
所以,的通项公式为
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,进而求出,从而可得当的表达式,最后再求出数列的通项公式。
五.构造等差或等比或
例8(2006年福建卷)已知数列满足
求数列的通项公式;
解:
是以为首项,2为公比的等比数列。
即
例9.已知数列中,,,求。
解:在两边乘以得:
令,则,解之得:
所以
练习. 已知数列满足,且。
(1)求;
(2)求数列的通项公式。
解: (1)
(2)
∴
六、待定系数法
例10已知数列满足,求数列的通项公式。
解:设 ④
将代入④式,得,等式两边消去,得,两边除以,得代入④式得 ⑤
由及⑤式得,则,则数列是以为首项,以2为公比的等比数列,则,故。
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,从而可知数列是等比数列,进而求出数列的通项公式,最后再求出数列的通项公式。
例11 已知数列满足,求数列的通项公式。
解:设 ⑥
将代入⑥式,得
整理得。
令,则,代入⑥式得
⑦
由及⑦式,
得,则,
故数列是以为首项,以3为公比的等比数列,因此,则。
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,从而可知数列是等比数列,进而求出数列的通项公式,最后再求数列的通项公式。
例12 已知数列满足,求数列的通项公式。
解:设 ⑧
将代入⑧式,得
,则
等式两边消去,得,
解方程组,则,代入⑧式,得
⑨
由及⑨式,得
则,故数列为以为首项,以2为公比的等比数列,因此,则。
评注:本题解题的关键是把递推关系式转化为,从而可知数列是等比数列,进而求出数列的通项公式,最后再求出数列的通项公式。
七、对数变换法
例13 已知数列满足,,求数列的通项公式。
解:因为,所以。在式两边取常用对数得 ⑩
设
将⑩式代入式,得,两边消去并整理,得,则
,故
代入式,得
由及式,
得,
则,
所以数列是以为首项,以5为公比的等比数列,则,因此
则。
评注:本题解题的关键是通过对数变换把递推关系式转化为,从而可知数列是等比数列,进而求出数列的通项公式,最后再求出数列的通项公式。
八、迭代法
例14已知数列满足,求数列的通项公式。
解:因为,所以
又,所以数列的通项公式为。
评注:本题还可综合利用累乘法和对数变换法求数列的通项公式。即先将等式两边取常用对数得,即,再由累乘法可推知,从而。
九、数学归纳法
例15已知数列满足,求数列的通项公式。
解:由及,得
由此可猜测,往下用数学归纳法证明这个结论。
(1)当时,,所以等式成立。
(2)假设当时等式成立,即,则当时,
由此可知,当时等式也成立。
根据(1),(2)可知,等式对任何都成立。
评注:本题解题的关键是通过首项和递推关系式先求出数列的前n项,进而猜出数列的通项公式,最后再用数学归纳法加以证明。
十、换元法
例16已知数列满足,求数列的通项公式。
解:令,则
故,代入得
即
因为,故
则,即,
可化为,
所以是以为首项,以为公比的等比数列,因此,则,即,得
。
评注:本题解题的关键是通过将的换元为,使得所给递推关系式转化形式,从而可知数列为等比数列,进而求出数列的通项公式,最后再求出数列的通项公式。
附: 构造辅助数列
1.构造数列,使其为等差数列。 (形式:)
例:已知数列满足 ,求证:是等差数列,并求的通向公式。
解: ,,即
是首项为1,公差为3的等差数列。
.
2. 构造数列,使其为等比数列。(或)
例:在数列中,已知,求证:数列的通项公式。
解:由可知,对,.
,即.
又 .
数列是首项为,公比为的等比数列.
.
3. 构造数列,使其为等比数列。
例:已知数列满足,,求的通项公式。
解:设 ,即
则 与 比较后的得
.
或 .
当时,,是以为首项,2为公比的等比数列。
().
经验证,n=1时适合上式,.
同理,当时,也得到.
综上知.
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