构造法求数列通项公式讲解学习
(完整版)数列通项公式常用求法及构造法
数列通项公式的常用求法构造法求数列通项公式一、构造等差数列求数列通项公式运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为(1)()f n f n +-=A (其中A 为常数)形式,根据等差数列的定义知)(n f 是等差数列,根据等差数列的通项公式,先求出)(n f 的通项公式,再根据)(n f 与n a ,从而求出n a 的通项公式。
例1 在数列{}n a 中,1a =12,133n n n a a a +=+(n N +∈),求数列{}n a 通项公式.解析:由313n n a n a a ++=得,a n+1 a n =3 a n+1-3 a n =0,两边同除以a n+1 a n 得,=-+n n a a 11131,设b n =n a 1,则b n+1- b n =31,根据等差数列的定义知, 数列{b n }是首项b 1=2,公差d=31的等差数列,根据等差数列的通项公式得b n =2+31(n-1)=31n +35∴数列通项公式为a n =53+n例2 在数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n ≠0,a 1=1,a n =1222-n n S S (n ≥2),求S n 与a n 。
解析:当n ≥2时,a n =S n -S n-1 代入a n =1222-n n S S 得,S n -S n-1=1222-n n S S ,变形整理得S n -S n-1= S n S n-1两边除以S n S n-1得,n S 1-11-n S =2,∴{n S 1}是首相为1,公差为2的等差数列∴n S 1=1+2(n-1)=2n-1, ∴ S n =121-n (n ≥2),n=1也适合,∴S n =121-n (n ≥1) 当n ≥2时,a n =S n -S n-1=121-n -321-n =-38422+-n n ,n=1不满足此式, ∴a n ={21138422≥=+--n n n n二、构造等比数列求数列通项公式运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为f (n+1)=Af (n )(其中A 为非零常数)形式,根据等比数列的定义知)(n f 是等比数列,根据等比数列的通项公式,先求出)(n f 的通项公式,再根据)(n f 与n a ,从而求出n a 的通项公式。
专题05 构造法求数列通项的八种技巧(二)(解析版)
专题05构造法求数列通项的八种技巧(二)【必备知识点】◆构造四:同型构造法所谓同型构造法,就是将找因式中的因子和数列项数相同或者相近的部分通过同除或同乘化归成结构相同的形式,形成新的数列,如常数列,等差数列或等比数列.下面让我们来看看有哪些模型结构吧.模型一:111(1)1n n n n n n a a n a n a n +++−=−−−−→⋅+=⋅+左右同乘,构造n n b n a =⋅,则1n n b b +=,{}n b 为常数数列.模型二:11111n n n n n a a n a a n n n +++−−−−−⋅→+==+左右同除,构造n n a b n=,则1n n b b +=,{}n b 为常数数列.模型三:()()21112(1)(2)(1)n n n n n n a a n a a n n n n n ++++−−−−+=⋅=+−→++−左右同除,构造(1)n n a b n n =+,则1n n b b +=,{}n b 为常数数列.模型四:()111(1)221n n n n n n n a a na n a n +++−−−−−→=+=+左右同除,构造n n ab n=,则12n n b b +=,{}n b 为等比数列.模型五:11111222212n n n n n n n n n n n n n a S S S S S n n S S S nn n ++++++++=⋅=⋅=⇒-⇒−−−−−→+⋅=左右同除,构造nn S b n=,则12n n b b +=,{}n b 为等比数列.模型六:1111111n n n n n a a n a a n n n n ++++=⋅=+++−−−+−−→左右同除,构造n n a b n=,则11n n b b +=+,{}n b 为等差数列.模型七:12111122122n n n n n n n n a a a a +++++−=+=−−−→+−左右同除,构造2n nna b =,则11n n b b +=+,{}n b 为等差数列.模型八:1111111n n a an n n n n n a a a a a a ++++-−−=-=−−−→左右同除,构造1n nb a=,则11n n b b +-=,{}n b 为等差数列.看了这么多模型,是不是觉得很多,很难记住呢,其实向大家展示这么多,只是想向大家展示,当看到这类式子,尽量将1n +和1n a +,n 和n a 等因子和数列项数相同的部分划归成结构相同的形式,构造成新数列.【经典例题1】已知数列{}n a 满足112,31n n na a a n +==⋅+,求n a .【解析】因为11n n na a n +=+,所以1(1).n n n a na ++=令n n b na =,则1n n b b +=,即{}n b 是常数数列,所以1n b b =,即221,33n n n na a a n=⨯==.【经典例题2】已知数列{}n a 中,12n n na a n +=+且12a =,求数列{}n a 的通项公式.【解析】因为12n n na a n +=+,所以11(2),(1)(2)(1).n n n n n a na n n a n n a +++=++=+令(1)n n b n n a =+,则1n n b b +=,即{}n b 是常数数列,所以1.n b b =因此(1)1n n n a +=⨯422,(1)n a n n ⨯=+【经典例题3】已知数列{}n a 中,12(1(1))n n na n a n n +++=+且11a =,求数列{}n a 的通项公式.【解析】12(1(1))n n na n a n n +++=+,等式两侧同除(1)n n +,形成1121n n a a n n +=++,令n n ab n=,则121n n b b +=+,这又回到了构造一的形式,所以12(1)1n n b b +=++,{}1n b +是以2为首项,2为公比的等差数列,即12212n n n b -⨯+==,21n n b =-,所以21n na n=-,(21)n n a n =-.【经典例题4】已知11a =,且1(2)n n na n n a +=++,求数列{}n a 的通项公式.【解析】等式两侧同除(1)(2)n n n ++,得1(1)(2)(1)(1)(2)1n n a a n n n n n n +=++++++,即1(1)(2)(1)(1)(2)1n n a a n n n n n n +-=+++++,1(1)(2)(1)(111)(2)n n a a n n n n n n +=-++++-+,另(1)n n a b n n =+,所以1(12)1)(1n n b b n n +--=++,接下来就是叠加法发挥作用的时候了212311b b -=-323411b b -=-434511b b -=-111(1)n n b b n n ---=+叠加得1112(1)n b b n --=+,11122a b ==,所以1(1)11n b n n n =+=+-,即(1)1n a n n n n =++,2n a n =.【练习1】已知数列{}n a 满足1111,3n n n n a a a a a ++=-=,则10()a =A.28 B.128C.28- D.128-【答案】B 【解析】数列{}n a 满足11a =,113n n n n a a a a ++-=,则:1113n na a +-=(常数)则:数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以111a =为首项,3为公差的等差数列。
构造法求数列通项公式专题讲座ppt课件
令 1 1 ( 1 ), 则 3 , 3
an1
2 an
22
1 3 1 ( 1 3), 又 1 3 5
an1
2 an
a1
2
1 an
3
是首项为 5
2
1 公比为 2 的等比数列
1 3 5 ( 1 )n1, 1 3 5 ( 1 )n1
an an
3
22 1 5 (1)n1
1 2
,
1 an
是首项为
1 2
公差3的等差数列。
1 an
1 (n 1) 3 3n 5
2
2
6n 2
5
,
a
n
2 6n 5
例6数列 an
中,a1
2, an1
2an 1 3an
,求 an
解: an1
2an 1 3an
1 ,
an1
1 3an 2an
3 11
2 2 an
构造法的定义
• 所谓构造法就是在解决某些数学问题中 通过对条件和结论的充分剖析,有时会 联想出一些适当的辅助模型,以促成命 题的转换,产生新的解题方法。下面就 构造法求数列的通项公式的分类和解题 方法分别进行论述。
类型1形如 an1 pa nq p 1, p 0,q 0 的递推式
• 基本思路:可用待定系数法,设an1 pan
•bn p(an An2 Bn C) ;
• (2)本题也可由 an 3an1 2n 1 • , an1 3an2 2(n 1) 1
• ( n 3 )两式相减得
an an 1 3(an 1 an 2 ) 2
• 转化为 bn2 pbn1 qbn 求之.
练习1 数列 an 前 n 项和为 Sn
求数列通项的常用方法总结
求数列通项的常用方法总结
今天咱们来唠唠求数列通项的那些常用方法呀。
一、公式法。
如果数列是等差数列或者等比数列,那就太好啦。对于等差数列,通项公式就是a_n=a_1+(n - 1)d,这里a_1是首项,d是公差。等比数列的通项公式是a_n=a_1q^n - 1,a_1为首项,q为公比。只要确定了数列是这两种类型,找到对应的参数,通项公式就出来啦,就像找到宝藏的钥匙一样简单呢。
然后把这些式子乘起来,左边就变成了frac{a_n}{a_1},右边乘起来也能得到一个关于n的式子,这样就可以求出a_n了。这就像排排坐,一个个乘过去就好啦。
四、构造法。
这个有点小复杂,但也很有趣哦。比如数列a_n + 1=pa_n+q(p≠1),我们可以把它构造成一个新的等比数列。设a_n + 1+x = p(a_n+x),然后展开求出x=(q)/(p - 1),这样{a_n+x}就是等比数列啦,再根据等比数列通项公式求出a_n。这就像是给数列变个魔术,换个样子就好求通项了呢。
二、累加法。
当数列满足a_n-a_n - 1=f(n)(n≥slant2)这种形式的时候,就可以用累加法。比如说a_n-a_n - 1=n,那我们就可以这样写:a_2 Nhomakorabeaa_1=2
a_3-a_2=3
·s
a_n-a_n - 1=n
然后把这些式子加起来,左边就得到a_n-a_1,右边是2 + 3+·s+n,再求出右边的和,就能得到a_n啦。这个方法就像是搭积木一样,一块一块地垒起来,最后就有了我们想要的结果。
三、累乘法。
要是数列满足frac{a_n}{a_n - 1}=f(n)(n≥slant2),那就轮到累乘法出场啦。就像frac{a_n}{a_n - 1}=(n)/(n - 1)这种情况。
构造法求数列通项
构造法求数列通项
构造法就是在解决某些数学问题的过程中,通过对条件与结论的充分剖析,联想出一种适当的辅助模型,进行命题转换,产生新的解题方法,这种思维方法的特点就是“构造”。
若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式。
运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为f(n+1)=Af(n)(其中A为非零常数)形式,根据等比数列的定义知f(n)是等比数列,根据等比数列的通项公式,先求出f(n)的通项公式,再根据f(n)与an,从而求出an的通项公式。
构造法求递推数列的通项公式
巧用构造法求递推数列的通项公式蒋明权利用递推数列求通项公式,在理论上和实践中均有较高的价值,自从二十世纪八十年代以来,一直是全国高考和高中数学联赛的热点之一。
本文想介绍一下利用构造法求递推数列的通项公式的方法和策略,希望能抛砖引玉。
一、构造等差数列法例1.在数列{a n }中,a na n a n n n n n 1132212==+++++,()()(),求通项公式a n 。
解:对原递推式两边同除以n n n ()()++12可得:a n n a n nn n +++=++12112()()()① 令b a n nn n =+()1② 则①即为b b n n +=+12,则数列{b n }为首项是b a 1111132=+=()×,公差是b b n n +-=12的等差数列,因而b n n n =+-=-3221212(),代入②式中得a n n n n =+-12141()()。
故所求的通项公式是a n n n n =+-12141()() 二、构造等比数列法1.定义构造法 利用等比数列的定义q a a n n=+1,通过变换,构造等比数列的方法。
例2.设在数列{a n }中,a a a a n n n 112222==++,,求{a n }的通项公式。
解:将原递推式变形为a a a n n n++=+12222()① a a a n n n+-=-12222()② ①/②得:a a a a n n n n +++-=+-1122222[], 即lg lg[]a a a a n n n n +++-=+-1122222③ 设b a a n n n =+-lg[]22④ ③式可化为a a n n +=12,则数列{b n }是以b 1=lg[]lg lg()a a 11222222221+-=+-=+为首项,公比为2的等比数列,于是b n n n =+=+-22122211lg()lg()×,代入④式得:a a n n +-22=()212+n ,解得a n n n=+++-221121122[()]()为所求。
利用构造法求数列通项公式的常见题型与解法分析
利用构造法求数列通项公式的常见题型与解法分析摘要: 数列是高考的热点内容,也是进入大学学习高等数学的基本工具。
纵观历年全国各地高考数学试题,几乎都会涉及数列的题型,而这类题型一般都会要求考生求出数列的通项公式。
在近几年的高考数学试题中,命题趋势逐渐趋向利用“构造法”求数列的通项公式。
如何针对这种题型获得快速解决问题的技巧,这需要考生在平日备考中掌握利用构造法求数列通项公式的常见题型与解法。
关键词:数列通项公式构造法常见题型解法分析一、题型:形如“a=pa+q”的递推关系求解策略:由于递推关系a=pa+q不是普通的等差、等比数列关系,我们可以构造新数列:a+x=p(a+x),根据系数关系有:(p-1)x=q,则可求出x,所以数列{a+x}是以首项为a+x,公比为p的等比数列,于是有a+x=(a+x)p,所以a=(a+x)p-x.例题:已知数列{a}满足a=1,a=a+1,求数列{a}通项公式.解析:结合题型的求解策略,构造新数列:a+x=(a+x),即a=a-x,利用待定系数法得:-x=1,即x=-3,所以数列{a-3}是以首项为a-3=2,公比为的等比数列,即有a-3=(a-3)(),所以a=3-2().二、题型变式一:形如“a=pa+q”的递推关系求解策略:设想构造新数列:a+xq=p(a+xq),根据系数关系有:(p-q)x=1,则可求出x,即数列{a+xq}以首项为a+xq,公比为p 的等比数列,即有a+xq=(a+x)p,所以a=(a+xq)p-xq.例题:已知数列{a}满足a=1,a=3a+2,求数列{a}通项公式.解析:结合变式一的求解策略,构造新数列:a+x2=3(a+x2),于是有a=3a+x2,利用待定系数法可得:x=1,即数列{a+2}是以首项为a+2=3,公比为3的等比数列,于是有a+2=(a+2)3,所以a=3-2.三、题型变式二:形如“a=pa+qa”的递推关系求解策略:设想构造新数列:a+xa=y(a+xa),根据系数关系则有:y-x=p,xy=q,则可求出和,即数列{a+xa}是以首项a+xa,公比为y的等比数列,于是有a+xa=(a+xa)y,这种题型需要根据x,y的具体值才可以求出数列的通项.例题:已知数列{a}满足a=2,a=3,a=a+a,求数列{a}通项公式. 解析:结合变式二的求解策略,设想构造新数列:a+xa=y(a+xa),即a=(y-x)a+xya,利用待定系数法可得:y-x=,xy=,即x=-1,y=-(或x=,y=1,结果一样).于是a-a=-(a-a),即数列{a-a}是以首项a-a=1,公比为-的等比数列,即a-a=(-),由n的不同取值得出不同表达式,利用叠加法有a-a+a-a+…+a-a=(-)+(-)+…+(-),消去中间一些项可得:a-a=[1-(-)],所以a=-(-). 四、题型变式三:形如“a=k(a=ka)”的递推关系求解策略:由递推关系a=ka可知,等式的右边含有指数(分数),一般指数是分数的形式,可利用对数函数的性质,两边取以k为底的对数,即:loga=log(ka),得:loga=1+loga,这种情形可以构造新数列:loga+x=(loga+x),根据系数关系有:-x=1,得x=-2,即数列{loga-2}以首项为loga-2,公比为的等比数列,于是logka-2=(loga-2)(),所以a=k().例题:已知数列{a}满足a=1,a=2,求数列{a}通项公式.解析:递推关系a=2=2a,结合变式三的求解策略,等式两边同时取以2为底的对数,即loga=log(2a),即loga=loga+1,这种情形可以构造新数列:loga+x=(loga+x),即loga=loga-x,利用待定系数法得:-x=1,即x=-2,所以数列{loga-2}是以首项为loga-2=-1,公比为的等比数列,于是有loga-2=(loga-2)(),所以a=2.小结:解答这类题型的一般步骤为:。
用构造法求数列的通项公式
用构造法求数列的通项公式首先,我们需要了解什么是数列和通项公式。
数列是由一系列按照一定规律排列的数字组成的序列。
通项公式是指能够通过一个数列中的任意一项来表示它的第n项的公式。
构造法是指通过观察数列中的规律,逐步构造出通项公式的方法。
对于数列的构造方法,有多种不同的途径可以使用。
下面将介绍一些常见的构造法。
1.等差数列:等差数列是指数列中任意两项之间的差都是一个常数d。
要构造等差数列的通项公式,可以通过观察数列中的规律来得到。
例如,对于等差数列1,4,7,10,13,...,我们可以观察到每一项与前一项的差都是3,因此该数列的通项公式可以表示为An=A1+(n-1)d,其中A1为首项,d为公差,n为项数。
2.等比数列:等比数列是指数列中任意两项之间的比都是一个常数r。
要构造等比数列的通项公式,可以通过观察数列中的规律来得到。
例如,对于等比数列2,6,18,54,162,...,我们可以观察到每一项与前一项的比都是3,因此该数列的通项公式可以表示为An=A1*r^(n-1),其中A1为首项,r为公比,n为项数。
3.斐波那契数列:斐波那契数列是一种特殊的数列,每一项都是前两项的和。
要构造斐波那契数列的通项公式,可以通过观察数列中的规律来得到。
例如,对于斐波那契数列1,1,2,3,5,8,...,我们可以观察到每一项都是前两项的和,因此该数列的通项公式可以表示为An=An-1+An-2,其中A1和A2为首两项,n为项数。
4.平方数列:平方数列是指数列中每一项都是一些整数的平方。
要构造平方数列的通项公式,可以通过观察数列中的规律来得到。
例如,对于平方数列1,4,9,16,25,36,...,我们可以观察到每一项都是一些整数的平方,因此该数列的通项公式可以表示为An=n^2,其中n为项数。
5.阶乘数列:阶乘数列是指数列中每一项都是小于等于该项的正整数的阶乘。
要构造阶乘数列的通项公式,可以通过观察数列中的规律来得到。
数列通项公式常用求法及构造法
数列通项公式常用求法及构造法数列通项公式是指将数列中的每一项用一个公式来表示的方法,可以根据数列的规律和性质来确定。
通项公式的确定可以有常用求法和构造法两种方法。
常用求法包括找规律、列方程和用递推式三种方法。
1.找规律法:通过观察数列中的数字之间的规律性质,总结出一般规律,并将其转化为代数表达式。
这种方法适用于数列有简单规律的情况。
例一:已知数列的前四项依次为1、3、6、10,求数列的通项公式。
观察可得:数列的第n项是由前一项加上n-1得到的,即第n项为n-1加上前一项。
因此,可以得出通项公式:a_n=a_(n-1)+(n-1)。
2.列方程法:根据已知的前n项的数值,列出方程,然后解方程得到通项公式。
例二:数列的前四项依次为1、4、9、16,求数列的通项公式。
将数列的第n项用a_n表示,则有:a_1=1a_2=4a_3=9a_4=16根据观察可得:数列的通项公式应该是平方函数,即a_n=n^2、通过验证可以发现,对于任意正整数n,都满足该公式。
3.用递推式法:通过已知的前n项与通项之间的关系,构造递推关系式,然后解递推关系式得到通项公式。
例三:数列的前四项依次为1、2、4、8,求数列的通项公式。
将数列的第n项用a_n表示,则有:a_1=1a_2=2a_3=4a_4=8观察可得:数列的通项公式应该是指数函数,即a_n=2^(n-1)。
通过验证可以发现,对于任意正整数n,都满足该公式。
构造法是另一种确定数列通项公式的方法,其思路是通过构造一个满足数列性质的函数,并验证其是否满足数列的每一项。
例四:数列的前四项依次为1、3、6、10,求数列的通项公式。
观察可得:数列的前差为1、2、3,即数列的二次差为1、1、根据已知数列的前四项可构造一个二次函数:a_n = an^2 + bn + c。
代入a_1=1、a_2=3、a_3=6,得到以下方程组:a_1=a+b+c=1a_2=4a+2b+c=3a_3=9a+3b+c=6解方程组可得到a=1,b=0,c=0。
构造法求数列通项的八种技巧(一)(解析版)
构造法求数列通项的八种技巧(一)【必备知识点】◆构造一:待定系数之a n +1=Aa n +B 型构造等比数列求关于a n +1=Aa n +B (其中A ,B 均为常数,AB (A -1)≠0)类型的通项公式时,先把原递推公式转化为a n +1+M =A a n +M ,再利用待定系数法求出M 的值,再用换元法转化为等比数列求解.其实对于这类式子,我们只需要记住在等式两侧加上一个常数M ,构造成等比数列.常数M 的值并不需要背诵,我们可以通过待定系数法推导出来.【经典例题1】已知a n 满足a 1=3,a n +1=2a n +1求数列a n 的通项公式.【解析】根据原式,设a n +1+m =2a n +m ,整理得a n +1=2a n +m ,题干中a n +1=2a n +1,根据对应项系数相等得m =1.∴a n +1+1=2a n +1 ,令b n =a n +1+1,b 1=a 1+1=3+1=4,所以a n +1 是4为首项,2为公比的等比数列.即a n +1=4⋅2n -1,a n =2n +1-1.【经典例题2】已知数列a n 中,a 1=1,a n +1=2a n +3,求数列a n 的通项公式.【解析】设a n +1+t =2a n +t ,整理得a n +1=2a n +t ,题干中a n +1=2a n +3,根据对应项系数相等,解得t =3,故a n +1+3=2a n +3 .令b n =a n +3,则b 1=a 1+3=4,且b n +1b n=a n +1+3a n +3=2.所以b n 是4为首项,2为公比的等比数列.所以b n =4×2n -1=2n +1,即a n =2n +1-3.【经典例题3】已知数列a n 中,a 1=1,a n +1=3a n +4,求数列a n 的通项公式.【解析】设a n +1+t =3(a n +t ),即a n +1=3a n +2t ,题干中a n +1=3a n +4,根据对应项系数相等,解得t =2,故a n +1+2=3a n +2 .令b n =a n +2,则b 1=a 1+2=3,且b n +1b n=a n +1+2a n +2=3.所以b n 是3为首项,3为公比的等比数列.所以b n =3×3n -1=3n ,即a n =3n -2.【练习1】数列a n 中,a n +1=2a n -1,a 3=2,设其前n 项和为S n ,则S 6=()A.874B.634C.15D.27【答案】A【解析】∵a n +1=2a n -1,a 3=2,可得2=2a 2-1,解得a 2=32,同理可得:a 1=54变形为a n +1-1=2a n -1 ,a 1-1=14. ∴数列a n -1 为等比数列,首项为14,公比为2.∴a n -1=14×2n -1,a n =2n -3+1.∴S 6=1426-12-1+6=874.故选:A .【练习2】已知数列a n 的前n 项和为S n ,若3S n =2a n -3n ,则a 2018=()A.22018-1B.22018-6C.122018-72D.132018-103【答案】A【解析】∵数列a n 的前n 项和为S n ,3S n =2a n -3n ,∴a 1=S 1=132a 1-3 ,解得a 1=-3,S n =132a n -3n ,(1),n ≥2,S n -1=132a n -1-3n +3 ,(2),(1)-(2),得a n =23a n -23a n -1-1,∴a n =-2a n -1-3,∴a n +1a n -1+1=-2,∵a 1+1=-2,∴a n +1 是以-2为首项,以-2为公比的等比数列,∴a n+1=(-2)n,∴a n=(-2)n-1,∴a2018=(-2)2018-1=22018-1.故选:A.【练习3】在数列a n中,a1=2,a n+1=2a n+1,则a5=_______.【答案】47【解析】数列 a n中, a1=2,a n+1=2a n+1,变形为:a n+1+1=2a n+1,a1+1=3,∴数列a n+1为等比数列,首项为3,公比为2,∴a n+1=3×2n-1,即a n=3×2n-1-1则a5=3×24-1=47.故答案为:47.【练习4】已知数列a n满足a1=3,a n+1=2a n+1,则数列a n的通项公式a n=______.【答案】a n=2n-1【解析】∵a n+1=2a n+1n∈N*,∴a n+1+1=2a n+1,∴a n+1是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列.∴a n+1=2n,故a n=2n-1.【练习5】已知数列a n的首项a1=2,且a n+1=12a n+12n∈N*,则数列1a n-1的前10项的和为______.【答案】1023【解析】数列a n的首项a1=2,且a n+1=12a n+12(n∈N*),则:a n+1-1=12a n-1 ,整理得:a n+1-1a n-1=12(常数) ,所以:数列a n-1是以a1-1=2-1=1为首项,12为公比的等比数列,所以:a n-1=1*12n-1,当n=1时,符合通项.故:1a n-1=2n-1,所以:S n=20+21+22+⋯+2n-1=2n-1所以:S10=210-1=1024-1=1023.【练习6】已知数列a n中,a1=1,a n+1=3a n+2,则a n=_______.【答案】a n=2×3n-1-1【解析】因为a n+1=3a n+2,所以a n+1+1=3a n+1,因为1+a1=2,所以数列1+a n是以2为首项,以3为公比的等比数列,所以1+a n=2×3n-1,故答案为:a n=2×3n-1-1.◆构造二:待定系数之a n+1=Aa n+Bn+C型构造等比数列求关于a n+1=Aa n+Bn+C(A≠1,C≠0,B≠0)类型的通项公式时,与上面讲述的构造一的方法很相似,只不过等式中多了一项Bn,在构造时我们也保持跟题干一样的结构,加一项pn再构造等比数列就可以,即令a n+1+p(n+1)+q=A a n+pn+q,然后与已知递推式各项的系数对应相等,解p,q,从而得到a n+pn+q是公比为A的等比数列.【经典例题1】设数列a n满足a1=4,a n=3a n-1+2n-1(n≥2),求数列a n的通项公式.【解析】将递推公式转化为a n+pn+q=3a n-1+p(n-1)+q,化简后得a n=3a n-1+2pn+2q-3p,与原递推式比较,对应项的系数相等,得2p=22q-3p=-1,解得p=1q=1,令bn=a n+n+1,则b n=3b n-1,又b1=6,故b n=6⋅3n-1=2⋅3n,b n=a n+n+1,得a n=2⋅3n-n-1.【经典例题2】已知:a 1=1,n ≥2时,a n =12a n -1+2n -1,求a n 的通项公式. 【解析】设a n +pn +q =12a n -1+p (n -1)+q ,a n =12a n -1-12pn -12p -12q .与题干原式比较,对应项系数相等得-12p =2-12p -12q =-1,解得p =-4q =6 ,首项a 1-4+6=3.所以a n -4n +6 是3为首项,12为公比的等比数列.所以a n -4n +6=3⋅12 n -1,即a n =32n -1+4n -6.【练习1】已知数列a n 是首项为a 1=2,a n +1=13a n +2n +53.(1)求a n 通项公式;(2)求数列a n 的前n 项和S n .【解析】因为a n +1-3(n +1)+2=13a n -3n + 2),且a 1-3+2=1,所以数列a n -3n +2 是以1为首项,13为公比的等比数列,则a n -3n +2=13n -1,即a n =13n -1+3n -2.【练习2】已知数列a n 和b n ,a n 的前n 项和S n ,对于任意的n ∈N *,a n ,S n 是二次方程x 2-3n 2x +b n =0的两根.(1)求a n 和b n 通项公式;(2)a n 的前n 项和S n .【解析】因为a n ,S n 是一元二次方程x2-3n 2x +b n =0的两个根,所以a n +S n =3n 2a n S n =b n,由 a n +S n =3n 2得a n +1+S n +1=3(n +1)2,两式相减得a n +1-a n +S n +1-S n =6n +3,所以a n +1=12a n +12(6n +3),令a n +1+A (n +1)+B =12a n +An +B ,则a n +1=12a n -12An -12B -A ,比较 以上两式的系数,得-12A =3-12B -A =32,解得A =-6B =9 .所以a n +1-6(n +1)+9=12a n -6n +9 .又 a 1+S 1=3,a 1=32,所以数列a n -6n +9 是以92为首项、12为公比的等比数列.所以 a n -6n +9=9212 n -1,a n =6n +92n +9,S n =3n 2-a n =3n 2-6n -92n +9,所以 b n =6n +92n -9 3n 2-6n -92n +9 【练习3】设数列a n 是首项为a 1=1,满足a n +1=2a n -n 2+3n (n =1,2,⋯).问是否存在λ,μ,使得数列a n +λn 2+μn 成等比数列?若存在,求出λ,μ的值,若不存在,说明理由;【解析】依题意,令a n +1+λ(n +1)2+μ(n +1)+γ=2a n +λn 2+μn +γ 所以a n +1=2a n +λn 2+μn -2λn +γ-λ-μ,即λ=-1μ-2λ=3γ-λ-μ=0,解得λ=-1μ=1γ=0.所以数列a n -n 2+n 是以2为公比、a 1-1+1=1为首项等比数列.所以a n -n 2+n =2n -1,a n =n 2+2n -1-n ,即存在λ=-1,μ=1,使得数列a n -n 2+n 成等比数列.◆构造三:待定系数之a n+1=pa n+q n型构造数列求关于a n+1=pa n+q n(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0)类型的通项公式时,共有3种方法.方法一:先用待定系数法把原递推公式转化为a n+1+λq n+1=p a n+λq n,根据对应项系数相等求出λ的值,再利用换元法转化为等比数列求解.方法二:先在递推公式两边同除以q n+1,得a n+1q n+1=pq⋅a nq n+1q,引入辅助数列b n(其中b n=a nq n),得b n+1=pq⋅b n+1q,再利用待定系数法解决;方法二:也可以在原递推公式两边同除以p n+1,得a n+1p n+1=a np n+1p⋅qpn,引入辅助数列b n (其中b n=a n p n ),得b n+1-b n=1p⋅q.pn,再利用叠加法(逐差相加法)求解.【经典例题1】已知数列a n中a1=56,a n+1=13a n+12n+1,求an的通项公式.【解析】解法一:构造数列a n+1+λ12n+1=13a n+λ12n,化简成题干结构得a n+1=13a n-13λ12n+1,对应项系数相等得λ=-3,设b n=a n-312n,b1=a1-312 1=-23,所以数列b n 是以-23为首项,13为公比的等比数列,b n=-2313n-1,所以an=32n-23n.解法二:将a n+1=13a n+12n+1两边分别除12n+1,也就是乘2n+1,为方便计算,我们等式两边同乘2n+1,得2n+1⋅a n+1=232n⋅a n+1.令b n=2n⋅a n,则b n+1=23b n+1,这又回到了构造一的方法,根据待定系数法,得b n+1-3=23b n-3,所以数列b n-3是首项为b1-3=2×56-3=-43,公比为23的等比数列.所以b n-3=-43⋅23n-1即b n=3-2⋅23 n.所以a n=b n2n=32n-23n.解法三:将a n+1=13a n+12n+1两边分别除13n+1,也就是乘3n+1,得3n+1an+1=3n a n+32 n+1⋅令b n=3n⋅a n,则b n+1=b n+32 n+1,所以b n-b n-1=32 n,b n-1-b n-2=32 n-1,...,b2-b1=32 2⋅将以上各式叠加,得b n-b1=32 2+⋯+32 n-1+32 n,又b1=3a1=3×56=52=1+32,所以b n=1+32+32 2+⋯+32 n-1+32 n=1⋅1-32 n+11-32=2⋅32 n+1-2,即b n=2⋅32n+1-2.所以an=b n3n=32n-23n.【经典例题2】已知数列a n满足a n+1=2a n+4⋅3n-1,a1=-1,求数列a n的通项公式.【解析】解法一:设a n+1+λ⋅3n=2a n+λ⋅3n-1,待定系数法得λ=-4,则数列a n-4⋅3n-1是首项为a1-4⋅31-1 =-5,公比为2的等比数列,所以a n-4⋅3n-1=-5⋅2n-1,即a n=4⋅3n-1-5⋅2n-1.解法二:(两边同除以 q n+1) 两边同时除以3n+1得:a n+13n+1=23⋅a n3n+432,下面解法略.解法三:(两边同除以p n +1)两边同时除以2n +1得:a n +12n +1=a n 2n +32n -1,下面解法略.【练习1】已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=3a n +2n n ∈N * ,b n =a n +1a n.设t ∈Z ,若对于∀n ∈N *,都有b n >t 恒成立,则t 的最大值为()A.3B.4C.7D.9【答案】A【解析】解法一:因为a n +1=3a n +2n ,所以a n +12n =3a n 2n +1,所以a n +12n +1=32⋅a n 2n +12,所以a n +12n +1+1=32a n 2n +1 ,因为a 1=1,所以a 121+1=32,所以数列a n 2n +1 是以32为首相以32为公比的等比数列,所以a n 2n+1=32 n ,所以a n =3n -2n,故选A .解法二:令a n +1+A ⋅2n +1=3a n +A ⋅2n ,因为a n +1=3a n +2n ,对比系数得:A =1,所以数列 a n +2n 是以3为首项,3为公比的等比数列,所以a n +2n =3n ,所以a n =3n -2n,所以 b n =a n +1a n =3n +1-2n +13n -2n=3⋅32 n-232 n -1n =3+132 n -1,因为∀n ∈N *,所以32 n -1≥12.所以0<132 n -1≤2,所以3<b n ≤5,对于∀n ∈N *,都有b n >t 恒成立,所以t ≥3,所以t 的最大值为3,故选 A .【练习2】已知数列a n 满足a 1=2,a n +1=a n +2n +2n ∈N * .(1)判断数列a n -2n 是否为等差数列,并说明理由;(2)记S n 为数列a n 的前n 项和,求S n .【解析】(1)数列a n 满足a 1=2,a n +1=a n +2n +2n ∈N * ,所以a n +1-2n +1 -a n -2n =2. a 1-2=0,所以数列a n -2n 为等差数列,首项为0,公差为2.(2)由(1)可得:a n -2n=0+2(n -1),可得:a n =2n+2(n -1),所以S n =22n -1 2-1+2×n (0+n -1)2=2n +1-2+n 2-n【过关检测】一、单选题1.已知S n 为数列a n 的前n 项和,若a n +1=2a n -2,S 2=10,则a n 的通项公式为( )A.a n =3n -4B.a n =2n +2C.a n =n 2+nD.a n =3n 2-1【答案】B 【解析】令n =1可得a 2=2a 1-2,又S 2=a 1+a 2=10,解得a 1=4,又a n +1-2=2a n -4=2(a n -2),则a 1-2=2,a n +1-2a n -2=2,即a n -2 是以2为首项,2为公比的等比数列,则a n -2=2⋅2n -1,a n =2n +2.故选:B .2.已知数列a n 中,a 1=1,a n +1=2a n +1,则数列a n 的通项公式为( )A.a n =n B.a n =n +1C.a n =2nD.a n =2n -1【答案】D 【解析】∵a n +1=2a n +1,∴a n +1+1=2(a n +1),又a 1=1,a 1+1=2,所以数列a n +1 是首项为2,公比为2 的等比数列,所以a n +1=2×2n -1,∴a n =2n -1.故选:D .3.已知数列a n 满足a 1=3,a n +1=5a n -8,则a 2022的值为( )A.52021-2 B.52021+2C.52022+2D.52022-2【答案】B 【解析】因为a n +1=5a n -8,所以a n +1-2=5(a n -2),又a 1-2=1,所以{a n -2}是等比数列,公比为5,首项是1,所以a n -2=5n -1,a n =5n -1+2,所以a 2022=52021+2.故选:B .4.设数列a n 的前n 项和为S n ,若S n =2a n -2n +1,则S 10=( )A.211-23 B.210-19C.3×210-23D.3×29-19【答案】C 【解析】当n =1时,S 1=a 1=2a 1-2+1,解得a 1=1.当n ≥2时,S n -1=2a n -1-2n +3,所a n =S n -S n -1=2a n -2n +1-2a n -1-2n +3 ,即a n =2a n -1+2,所以a n +2=2a n -1+2 ,即a n +2a n -1+2=2,所以数列a n +2 是首项为3,公比为2的等比数列,则a n +2=3×2n -1,从而S n =3×2n -2n -3,故S 10=3×210-23.故选:C5.在数列a n 中,a 1=1,且a n +1=2a n +1,则a n 的通项为( )A.a n =2n -1 B.a n =2nC.a n =2n +1D.a n =2n +1【答案】A 【解析】解:∵a n +1=2a n +1,∴a n +1+1=2a n +1 ,由a 1=1,得a 1+1=2,∴数列a n +1 是以2为首项,2为公比的等比数列,∴a n +1=2⋅2n -1=2n ,即a n =2n -1.故选:A6.数列a n 中,a n +1=2a n +1,a 1=1,则a 100=( )A.2100+1B.2101C.2100-1D.2100【答案】C 【解析】数列a n 中,a n +1=2a n +1,故a n +1+1=2a n +1 ,故a n +1≠0,所以a n +1+1a n +1=2,因为a 1=1,所以a 1+1=2≠0,所以a n +1 是首项为2,公比为2的等比数列,所以a n +1=2n ,即a n =2n -1,故a 100=2100-1,故选:C .7.数列a n 满足12a n =a n +1-12n +1,且a 1=12,若a n <13,则n 的最小值为( )A.3B.4C.5D.6【答案】B【解析】因为12a n =a n +1-12 n +1,等式两边同时乘以2n +1可得2n a n =2n +1a n +1-1,所以,2n +1a n +1-2n a n =1且2a 1=1,所以,数列2n a n 是等差数列,且首项和公差都为1,则2n a n =1+n -1=n ,所以,a n =n2n,因为a n +1-a n =n +12n +1-n 2n =n +1-2n 2n +1=1-n2n +1.当n =1时,a 1=a 2=12;当n ≥2时,a n +1<a n ,即数列a n 从第二项开始单调递减,因为a 3=38>13,a 4=14<13,故当n ≤3时,a n >13;当n ≥4时,a n <13.所以,a n <13,则n 的最小值为4.故选:B .8.已知数列a n 中,a 1=1,a n =3a n -1+4(n ∈N ∗且n ≥2),则数列a n 通项公式a n 为( )A.3n -1 B.3n +1-2C.3n -2D.3n【答案】C 【解析】由已知得a 2=7,a n +2a n -1+2=3进而确定数列{a n +2}的通项公式,即可求a n .由a 1=1,a n =3a n -1+4知:a 2=7且a n +2a n -1+2=3(n ≥2),而a 1+2=3,a 2+2=9,∴{a n +2}是首项、公比都为3的等比数列,即a n =3n -2,故选:C 9.数列a n 满足a n =4a n -1+3n ≥2 且a 1=0,则此数列第5项是( )A.15 B.255C.16D.63【答案】B 【解析】∵a n=4a n-1+3n≥2,∴a n+1=4a n-1+1n≥2,∴a n+1是以1为首项,4为公比的等比数列,则a n+1=4n-1.∴a n=4n-1-1,∴a5=44-1=255.故选:B.10.在数列a n中,已知a1=1,a n+1=2a n+1,则a n=( )A.2n-1B.2n-1C.nD.2n-1【答案】B【解析】由a n+1=2a n+1,得a n+1+1=2a n+2=2a n+1,故数列a n+1为等比数列,首项为a1+1=2,公比为2,所以a n+1=2n,a n=2n-1,故选:B.11.在数列a n中,a1=3,a n=2a n-1-n+2n≥2,n∈N+,若a n>980,则n的最小值是( )A.8B.9C.10D.11【答案】C【解析】因为a n=2a n-1-n+2n≥2,n∈N+,所以a n-n=2a n-1-n-1.n≥2,n∈N+因为a1=3,所以a1-1=2,所以数列a n-n是首项和公比都是2的等比数列,则a n-n=2n,即a n=2n+n,因为a n-a n-1=2n-1+1>0,所以数列a n是递增数列,因为a9=521<980,a10=1034>980,所以满足a n>980的n的最小值是10,故选:C12.设数列{an}中,a1=2,an+1=2an+3,则通项an可能是()A.5-3nB.3·2n-1-1C.5-3n2D.5·2n-1-3【答案】D【解析】设a n+1+x=2a n+x,则a n+1=2a n+x,因为an+1=2an+3,所以x=3,所以a n+3是以a1+3为首项,2为公比的等比数列,a n+3=5×2n-1,所以a n=5⋅2n-1-3故选:D13.在数列a n中,若a1=2,a n+1=3a n+2n+1,则a n=( )A.n ⋅2nB.52-12n C.2⋅3n -2n +1 D.4⋅3n -1-2n +1【答案】C 【解析】令b n =a n 2n +2,则b n +1b n =a n +12n +1+2a n 2n +2=3a n +2n +12n +1+2a n 2n +2=32,又b 1=a 12+2=3,所以b n 是以3为首项,32为公比的等比数列,所以b n =a n 2n +2=3×32 n -1,得a n =2⋅3n -2n +1.故选:C .14.已知在数列a n 中,a 1=56,a n +1=13a n +12n +1,则a n =( )A.32n -23n B.23n -32nC.12n -23n D.23n -12n 【答案】A【解析】解:因为a 1=56,a n +1=13a n +12n +1,所以2n +1⋅a n +1=23⋅2n a n +1,整理得2n +1⋅a n +1-3=23⋅2na n -3 ,所以数列2n a n -3 是以2a 1-3=-43为首项,23为公比的等比数列.所以2n a n -3=-4323 n -1,解得a n =32n -23n .故选:A 15.数列a n 满足a n +1=2a n +3,n ∈N *,若a 2017≥a 1,则a 1的取值范围为( )A.(-∞,-3]B.{-3}C.(-3,+∞)D.[-3,+∞)【答案】D【解析】由a n +1=2a n +3可得a n +1+3=2a n +3 ,所以a n +3=a 1+3 ×2n -1所以a n =a 1+3 ×2n -1-3,所以a 2017=a 1+3 ×22016-3≥a 1所以a 1+3 ×22016≥a 1+3,所以a 1+3≥0,所以a 1≥-3故选:D二、填空题16.设数列a n 满足a 1=1,且a n =3a n -1+4n ≥2 ,则数列a n 的通项公式为a n =___________.【答案】3n -2##-2+3n 【解析】解:因为a n =3a n -1+4n ≥2 ,∴a n +2=3a n -1+2 ,∴a n +2a n -1+2=3,∵a 1=1,则a 1+2=3,∴数列a n +2 是以3为首项,3为公比的等比数列.∴a n +2=3⋅3n -1=3n ,所以a n =3n -2,故答案为:3n -217.已知数列a n 中,a 1=1,a n +1=2a n +1,则a n 通项a n =______;【答案】2n -1【解析】因为a n +1=2a n +1,所以a n +1+1=2(a n +1),∴a n +1+1a n +1=2,所以a n +1 是一个以a 1+1=2为首项,以2为公比的等比数列,所以a n +1=2×2n -1=2n ,∴a n =2n -1.故答案为:2n -118.数列{an }满足a 1=1,an +1=2an +1. (n ∈N *).数列{an }的通项公式为______.【答案】a n =2n -1n ∈N * .【解析】∵a n +1=2a n +1(n ∈N *),∴a n +1+1=2(a n +1),又a 1+1=2∴a n +1 是以2为首项,2为公比的等比数列.∴a n +1=2n .即a n =2n -1(n ∈N *).故答案为:a n =2n -1n ∈N * .19.数列a n 满足a n =4a n -1+3,且a 1=0,则a 6=_________.【答案】1023【解析】由题意知:a n +1=4a n -1+4=4(a n -1+1),又a 1+1=1,故a n +1 是1为首项,4为公比的等比数列,故a 6+1=a 1+1 ×45=1024,故a 6=1023.故答案为:1023.20.已知数列a n 满足a n +1=2a n +12,且a n 前8项和为761,则a 1=______.【答案】52##2.5【解析】解:数列{a n }满足a n +1=2a n +12,整理得a n +1+12=2a n +12 ,若a 1=-12,则a n =-12,显然不符合题意,所以a n ≠-12,则a n +1+12a n +12=2(常数);所以数列a n +12 是以a 1+12为首项,2为公比的等比数列;所以a n +12=a 1+12 ⋅2n -1,整理得a n =a 1+12 ⋅2n -1-12;由于前8项和为761,所以S 8=a 1+12 ⋅(1+2+...+27)-8×12=a 1+12 ×1-281-2-4=255a 1+12 -4=761,解得a 1=52.故答案为:52.三、解答题21.已知数列a n 满足a 1=1,a n +1=3a n +2.(1)证明1+a n 为等比数列,并求a n 的通项公式;(2)记数列11+a n 的前n 项和为S n ,证明S n <34.【答案】(1)证明见解析,a n =2⋅3n -1-1(2)见解析【解析】(1)证明:因为a n +1=3a n +2,所以a n +1+1=3a n +1 ,又a 1+1=2,所以数列1+a n 是以2为首项,3为公比的等比数列,则a n +1=2⋅3n -1,所以a n =2⋅3n -1-1;(2)证明:由(1)得1a n +1=12⋅3n -1,因为1a n +1+11a n +1=12⋅3n 12⋅3n -1=13,1a 1+1=12,所以数列11+a n 是以12为首项,13为公比的等比数列,则S n =12×1-13n 1-13=341-13n ,因为1-13n <1,所以S n <34.22.已知数列a n 满足a 1=3,a n +1=2a n -2.(1)求a n 的通项公式;(2)求a n 的前n 项和S n .【答案】(1)a n =2n -1+2;(2)S n =2n +2n -1.【解析】(1)∵a n +1=2a n -2,∴a n +1-2=2a n -2 即∴a n +1-2a n -2=2∴数列a n -2 是以首相为1,公比为2的等比数列,∴a n -2=2n -1∴a n =2n -1+2(2)由(1)知a n =2n -1+2∴S n =a 1+a 2+a 3+⋯+a n=20+2 +21+2 +22+2 +⋯+2n -1+2=20+21+22+⋯+2n -1 +2n=1×1-2n 1-2+2n =2n +2n -123.已知数列a n 的首项a 1=1,且1a n +1=2a n+1.(1)求数列a n 的通项公式;(2)若数列b n满足a n⋅b n=n,求数列b n的前n项和S n.【答案】(1)a n=12n-1(2)S n=n-12n+1+2-n n+12【解析】(1)∵1an+1=2an+1,等式两边同时加1整理得1an+1+1=21an+1又∵a1=1,∴1a1+1=2∴1an +1是首项为2,公比为2的等比数列.∴1an +1=2n, ∴a n=12n-1(2)∵a n⋅b n=n,∴b n=n an=n⋅2n-n.记n⋅2n的前n项和为T n则T n=1⋅21+2⋅22+3⋅23+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+n-1⋅2n-1+n⋅2n所以2T n=1⋅22+2⋅23+3⋅24+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+n-1⋅2n+n⋅2n+1相减得-T n=21+22+23+24+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+2n-n⋅2n+1整理得T n=n-12n+1+2.所以S n=n-12n+1+2-n n+1224.在数列a n中,a1=5,且a n+1=2a n-1n∈N*.(1)证明:a n-1为等比数列,并求a n的通项公式;(2)令b n=(-1)n⋅a n,求数列b n的前n项和S n.【答案】(1)证明见解析,a n=2n+1+1(2)S n=432n-1,n=2k,k∈N*,-2n+2+73,n=2k-1,k∈N*.【解析】(1)解:因为a n+1=2a n-1,所以a n+1-1=2a n-1,又a1-1=4,所以a n+1-1a n-1=2,所以a n-1是以4为首项,2为公比的等比数列.故a n-1=4×2n-1,即a n=2n+1+1.(2)解:由(1)得b n=(-1)n⋅2n+1+1,则b n=2n+1+1,n=2k,k∈N*-2n+1+1,n=2k-1,k∈N* ,①当n=2k,k∈N*时,S n=-22-1+23+1-24+1+⋯+-2n-1+2n+1+1=-22+23-24+25+⋯-2n+2n+1=22+24+⋯+2n=432n-1;②当n=2k-1,k∈N*时,S n=S n+1-b n+1=432n+1-1-2n+2+1=-2n+2+73,综上所述,S n=432n-1,n=2k,k∈N*-2n+2+73,n=2k-1,k∈N*25.已知数列a n的前n项和为S n,a1=2,且a n+1=2a n+2.(1)求数列a n的通项公式;(2)令b n=2n+1a n+2,记数列b n的前n项和为T n,求证:T n<3.【答案】(1)a n=2n+1-2(2)证明见解析【解析】(1)解:因为a1=2,a n+1=2a n+2,所以a n+1+2=2a n+2,所以a n+2是以4为首项,2为公比的等比数列,所以a n+2=4×2n-1=2n+1,所以a n=2n+1-2;(2)解:由(1)可知b n=2n+1a n+2=2n+12n+1=n+12n,所以T n=221+322+423+⋯+n+12n①,所以12T n=2 22+323+424+⋯+n+12n+1②;①-②得12T n=1+122+123+⋯+12n-n+12n+1=1+1221-12n-11-12-n+12n+1=32-n+32n+1所以T n=3-n+32n<3;。
构造法求数列通项公式
构造法求数列通项公式求数列通项公式是高考考察的重点和热点,本文将通过构造等比数列或等差数列求数列通项公式作以简单介绍,供同学们学习时参考。
一、构造等差数列求数列通项公式运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为(1)()f n f n +-=A (其中A 为常数)形式,根据等差数列的定义知)(n f 是等差数列,根据等差数列的通项公式,先求出)(n f 的通项公式,再根据)(n f 与n a ,从而求出n a 的通项公式。
例1 在数列{}n a 中,1a =12,1n a +=33n n a a +(n N +∈),求数列{}n a 通项公式.解析:由a n+1=33+n na a 得,a n+1 a n =3 a n+1—3 a n =0,两边同除以a n+1 a n 得,=-+n n a a11131,设b n =n a 1,则b n+1— b n =31,根据等差数列的定义知, 数列{b n }是首相b 1=2,公差d=31的等差数列,根据等差数列的通项公式得b n =2+31(n —1)=31n +35∴数列通项公式为a n =53+n评析:本例通过变形,将递推公式变形成为A a a nn =-+111形式,应用等差数列的通项公式,先求出na 1的通项公式,从而求出n a 的通项公式。
例2 在数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n ≠0,a 1=1,a n =1222-n n S S (n ≥2),求S n 与a n 。
解析:当n ≥2时,a n =S n -S n-1 代入a n =1222-n n S S得,S n -S n-1=1222-n n S S ,变形整理得S n —S n —1= S n S n—1两边除以S n S n —1得,nS 1-11-n S =2,∴{nS 1}是首相为1,公差为2的等差数列∴nS 1=1+2(n-1)=2n-1, ∴ S n =121-n (n ≥2),n=1也适合,∴S n =121-n (n ≥1)当n ≥2时,a n =S n —S n-1=121-n -321-n =-38422+-n n ,n=1不满足此式,∴a n ={21138422≥=+--n n n n评析:本例将所给条件变形成A n f n f =-+)()1(,先求出)(n f 的通项公式,再求出原数列的通项公式,条件变形是难点。
巧妙运用构造法,快速求解数列的通项公式
之间的联系,明确其中的规律,利用f(97)=97的结论来求得第二个问题的答案.例3.在(1+x)2+(1+x)3+…+(1+x)n+1的展开式中,含x2项的系数是a n,则a8=_____;若对任意的n∈N*,λ·2n-a n≥0恒成立,则实数λ的最小值是_____.分析:根据题目条件中展开式的特征,可知a8表示的是当n=8时展开式中x2的系数,根据二项式定理和二项展开式的通项公式可求得a8的值.对于第二个空,需通过分离参数,将不等式恒成立问题转化为数列问题,根据第一个问题的结论构造出数列{b n},通过作差,判断出数列的单调性,进而求得数列{b n}的最大项,从而求得最小的实数λ.解:由题意可得a8=C22+C23+…+C29=C310=120;而a n=C22+C23+…+C2n+1=C3n+2=(n+2)(n+1)n6,由λ·2n-a n≥0恒成立可得λ≥a n2n=n(n+1)(n+2)6·2n恒成立,设b n=n(n+1)(n+2)6·2n,则b n+1-b n=(n+1)(n+2)(3-n)3·2n+1,当n=1,2时,b n+1-b n>0,即b n+1>b n;当n=3时,b4-b3=0,即b4=b3;当n≥4时,b n+1-b n<0,即b n+1<b n;所以b n的最大项为b4=b3=3×4×56·23=54,则实数λ的最小值是54;故所填答案为:120;54.解答“递进式”双空题,需找出第一、二个问题、结论之间的联系,在第一问题的基础上进行推理、运算,运用从特殊到一般的思想,建立两个问题、两个空之间的联系,逐步进行推理、运算,从而求得问题的答案.总之,解答双空题,要仔细审题,把握两个空之间的逻辑关系.若是并列关系,可以将其看作两个常规填空题进行求解;若是递进关系,需将第一个问题的结论作为第二个问题的求解依据进行思考.(作者单位:福建省永春第一中学)求数列的通项公式问题比较常见,通常要求根据已知递推式求数列的通项公式.由于递推式的形式多变,所以求数列的通项公式的方法多种多样.对于一些结构较为复杂的递推式,采用构造法来求解比较有效.运用构造法,可将复杂的问题转化为简单的、易于计算的问题,这样能有效地降低解题的难度,提升解题的效率.下面主要谈一谈如何用构造法由下列几类递推式求数列的通项公式.一、形如a n+1=ca n+d的递推式若遇到形如a n+1=ca n+d(c≠0,a1=a)的递推式,往往需采用构造法来求数列的通项公式.首先要将递推式变形为a n+1+X=c(a n+X)的形式,再求出X,便可构造出等比数列{a n+X},最后根据等比数列的通项公式进行求解即可.例1.已知数列{a n}满足a1=1,a n+1=3a n+1,求{a n}的通项公式.解:∵a n+1=3a n+1,∵a n+1+12=3a n+32=3(a n+12).∵a1+12=32,考点透视39∴数列{a n+12}是首项为32,公比为3的等比数列,∴a n+12=3n2,∴数列{a n}的通项公式为a n=3n-12.对于形如a n+1=ca n+d(c≠0,a1=a)的递推式,有时很难直接将其变形为a n+1+X=c(a n+X),此时需引入待定系数X,然后将其与原递推式中的各项进行对比,从而建立关于X的方程,解方程即可求得X的值,便可构造出辅助数列.二、形如a n+1=pa n+q n的递推式对于形如a n+1=pa n+q n(p、q为实常数,且n≠0、1)的递推式,也需采用构造法来求数列的通项公式.首先要将递推式变形为a n+1+X·q n+1=p(a n+X·q n)的形式,然后求出X,从而构造出等比数列{a n+X·q n},再根据等比数列的通项公式来求出数列{a n}的通项公式.例2.已知数列{a n}满足a1=5,a2=5,a n+1=a n+6a n-1(n≥2).求数列{a n}的通项公式.解:∵a n+1=a n+6a n-1(n≥2),∴a n+1+2a n=a n+6a n-1+2a n=3(a n+2a n-1)(n≥2).∵a1=5,a2=5,∴2a1+a2=15,∴a n+2a n-1≠0,∴a n+1+2a nan+2a n-1=3(n≥2).∴数列{a n+1+2a n}是以15为首项,3为公比的等比数列.可得a n+1+2a n=15×3n-1=5×3n,∵a n+1-3n+1=-2(a n-3n),∵a1=5,∴a1-3=2,∴a n-3n≠0,∵数列{a n-3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列.∵a n-3n=2×(-2)n-1,即a n=-(-2)2+3n(n∈N*).本题中的递推式较为复杂,递推式中a n+1、a n-1的系数都不是1,需先将递推式配成a n+1+2a n=3(a n+2a n-1),这样便构造出等比数列{a n+1+2a n},再根据等比数列的通项公式进行求解.例3.数列{a n}满足:a1=1,a n+1=2a n+2n,则数列{a n}的通项公式为_____.解:∵a1=1,a n+1=2a n+2n,∴a n+12n+1=a n2n+12,∴数列{}a n2n是首项为a12=12,公差为d=12的等差数列,∴a n2n=12+(n-1)×12=12n,即a n=n·2n-1.对于形如a n+1=pa n+q n的递推式,还可以在递推式的左右同时除以q n,将递推式转化为形如a n+1=ca n+d(c≠0,a1=a)形式,再通过构造出辅助数列,求得数列的通项公式.三、形如a n+1=a b n的递推式形如a n+1=a b n(b≠0,且为常数)的递推式中含有指数幂,较为复杂,需作降幂处理,可在递推式的左右两边同时取对数,将递推式变形为lg a n+1=lg a b n的形式,再通过变形得到lg a n+1=lg a2n=2lg a,从而构造出等比数列{lg a n},最后根据等比数列的通项公式或累乘法求得数列{a n}的通项公式.例4.在数列{a n}中,已知a1=9,且a n+1=a2n,求数列{a n}的通项公式.解:∵a n+1=a2n,∴lg a n+1=lg a2n=2lg a n,∵{lg a n}是首项为lg9,公比为2的等比数列.∵lg a n=lg9·2n-1=lg32n,∴a n=32n.仔细观察递推式a n+1=a2n,可发现其中含有指数式,该递推式形如a n+1=a b n,需采用构造法求解.在递推式的两边取对数可得lg an+1=lg a2n=2lg a n,这样就构造出等比数列{lg a n}.可见,运用构造法求数列的通项公式,需根据递推式的结构特征进行合理的变形,以构造出辅助数列,通过求辅助数列的通项公式来求得数列的通项公式.有时通过猜想、试探、类比等方式也可以构造出辅助数列,然后对其进行验证,就能达到解题的目的.(作者单位:甘肃省平凉市灵台县第一中学)考点透视40。
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构造法求数列通项公式构造法求数列通项公式求数列通项公式是高考考察的重点和热点,本文将通过构造等比数列或等差数列求数列通项公式作以简单介绍,供同学们学习时参考。
一、构造等差数列求数列通项公式运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为(1)()f n f n +-=A (其中A 为常数)形式,根据等差数列的定义知)(n f 是等差数列,根据等差数列的通项公式,先求出)(n f 的通项公式,再根据)(n f 与n a ,从而求出n a 的通项公式。
例1 在数列{}n a 中,1a =12,1n a +=33n n a a +(n N +∈),求数列{}n a 通项公式.解析:由a n+1=33+n na a 得,a n+1 a n =3 a n+1-3 a n =0,两边同除以a n+1 a n 得,=-+n n a a11131,设b n =n a 1,则b n+1- b n =31,根据等差数列的定义知, 数列{b n }是首相b 1=2,公差d=31的等差数列,根据等差数列的通项公式得b n =2+31(n-1)=31n +35∴数列通项公式为a n =53+n评析:本例通过变形,将递推公式变形成为A a a nn =-+111形式,应用等差数列的通项公式,先求出na 1的通项公式,从而求出n a 的通项公式。
例2 在数列{a n }中,S n 是其前n 项和,且S n ≠0,a 1=1,a n =1222-n n S S (n ≥2),求S n 与a n 。
解析:当n ≥2时,a n =S n -S n-1 代入a n =1222-n n S S 得,S n -S n-1=1222-n n S S ,变形整理得S n -S n-1= S n S n-1两边除以S n S n-1得,nS 1-11-n S =2,∴{nS 1}是首相为1,公差为2的等差数列∴nS 1=1+2(n-1)=2n-1, ∴ S n =121-n (n ≥2),n=1也适合,∴S n =121-n (n ≥1)当n ≥2时,a n =S n -S n-1=121-n -321-n =-38422+-n n ,n=1不满足此式,∴a n ={21138422≥=+--n n n n评析:本例将所给条件变形成A n f n f =-+)()1(,先求出)(n f 的通项公式,再求出原数列的通项公式,条件变形是难点。
二、构造等比数列求数列通项公式运用乘、除、去分母、添项、去项、取对数、待定系数等方法,将递推公式变形成为f(n+1)=Af (n )(其中A 为非零常数)形式,根据等比数列的定义知)(n f 是等比数列,根据等比数列的通项公式,先求出)(n f 的通项公式,再根据)(n f 与n a ,从而求出n a 的通项公式。
例3在数列{a n }中,a 1=2,a n =a n-12(n ≥2),求数列{a n }通项公式。
解析:∵ a 1=2,a n =a n-12(n ≥2)>0,两边同时取对数得,lg a n =2lg a n-1∴1lg lg -n n a a=2, 根据等比数列的定义知,数列{lg a n }是首相为lg2,公比为2的等比数列,根据等比数列的通项公式得lg a n =2n-1lg2=122lg -n∴数列通项公式为a n =122-n评析:本例通过两边取对数,变形成1log 2log -=n n a a 形式,构造等比数列{}log n a ,先求出n a log 的通项公式,从而求出n a 的通项公式。
例4在数列{a n }中,a 1=1,a n+1=4a n +3n+1,求数列{a n }通项公式。
解析:设a n+1+A (n+1)+B=4(a n +An+B ),(A 、B 为待定系数),展开得a n+1=4a n +3An+3B-A ,与已知比较系数得{1333=-=A B A ∴{321==B A ∴a n+1+(n+1)+32=4(a n +n+32),根据等比数列的定义知,数列{a n +n+32}是首项为38,公比为q=3的等比数列,∴a n +n+32=38×3n-1∴数列通项公式为a n =38×3n-1-n-32评析:待定系数法是构造数列的常用方法。
例5 在数列{a n }中,a 1=1 ,a n+1a n =4n ,求数列{a n }通项公式。
解析:∵a n+1a n =4n ∴a n a n-1=4 n-1 两式相除得11-+n n a a =4 ,∴a 1,a 3,a 5……与a 2,a 4 ,a 6 ……是首相分别为a 1,a 2 ,公比都是4的等比数列, 又∵a 1=1,a n+1a n =4n ,∴a 2=4∴a n ={nn n n 22144-练习:1.已知数列{}n a 满足321=a ,n n a n n a 11+=+,求n a 解:由条件知11+=+n na a n n ,分别令)1(,,3,2,1-⋅⋅⋅⋅⋅⋅=n n ,代入上式得)1(-n 个等式累乘之,即1342312-•⋅⋅⋅⋅⋅⋅•••n n a a a a a a a a nn 1433221-⨯⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯⨯⨯=n a a n 11=⇒ 又321=a Θ,na n 32=∴ 解:由条件知11+=+n na a n n ,分别令)1(,,3,2,1-⋅⋅⋅⋅⋅⋅=n n ,代入上式得)1(-n 个等式累乘之,即1342312-•⋅⋅⋅⋅⋅⋅•••n n a a a a a a a a nn 1433221-⨯⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯⨯⨯=n a a n 11=⇒ 又321=a Θ,na n 32=∴ 2. 数列{a n }满足a 1=1,a n =21a 1-n +1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式。
解:由a n =21a 1-n +1(n ≥2)得a n -2=21(a 1-n -2),而a 1-2=1-2=-1,∴数列{ a n -2}是以21为公比,-1为首项的等比数列∴a n -2=-(21)1-n ∴a n =2-(21)1-n3. 数列{}n a 中,n n n a a a a a +===++122123,2,1,求数列{}n a 的通项公式。
解:由n n n a a a +=++1223得,313212n n n a a a +=++设)(112n n n n ka a h ka a -=-+++ 比较系数得3132=-=+kh h k ,,解得31,1-==h k 或1,31=-=h k 若取31,1-==h k ,则有)(31112n n n n a a a a --=-+++∴}{1n n a a -+是以31-为公比,以11212=-=-a a 为首项的等比数列∴11)31(-+-=-n n n a a由逐差法可得112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=---Λ=11)31()31()31()31(232++-+-++-+---Λn n=1311)31(11++---n =11)31(43471)31(143---⨯-=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--n n4. 设各项均为正数的数列{}n a 的前n 项和为n S ,对于任意正整数n ,都有等式:n n n S a a 422=+成立,求{}n a 的通项an.解:n n nS a a 422=+⇒112142---=+n n n S a a , ∴n n n n n n n a S S a a a a 4)(42211212=-=-+----0)2)((11=--+--n n n n a a a a ,∵01≠+-n n a a ,∴21=--n n a a . 即{}n a 是以2为公差的等差数列,且24211121=⇒=+a a a a . ∴n n a n 2)1(22=-+=(1)通过分解常数,可转化为特殊数列{a n +k }的形式求解。
一般地,形如a 1+n =p a n +q (p ≠1,pq ≠0)型的递推式均可通过待定系数法对常数q 分解法:设a 1+n +k=p (a n +k )与原式比较系数可得pk -k =q ,即k=1-p q,从而得等比数列{a n +k }。
(2)通过分解系数,可转化为特殊数列}{1--n n a a 的形式求解。
这种方法适用于n n n qa pa a +=++12型的递推式,通过对系数p 的分解,可得等比数列}{1--n n a a :设)(112n n n n ka a h ka a -=-+++,比较系数得q hk p k h =-=+,,可解得k h ,。
3、构造法构造法就是在解决某些数学问题的过程中,通过对条件与结论的充分剖析,联想出一种适当的辅助模型,进行命题转换,产生新的解题方法,这种思维方法的特点就是“构造”.若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式.(1)构造等差数列或等比数列由于等差数列与等比数列的通项公式显然,对于一些递推数列问题,若能构造等差数列或等比数列,无疑是一种行之有效的构造方法.(2)构造差式与和式解题的基本思路就是构造出某个数列的相邻两项之差,然后采用迭加的方法就可求得这一数列的通项公式.(3)构造商式与积式构造数列相邻两项的商式,然后连乘也是求数列通项公式的一种常用方法。
(4)构造对数式或倒数式有些数列若通过取对数,取倒数代数变形方法,可由复杂变为简单,使问题得以解决.。