数列递推规律
含三项的数列递推公式
含三项的数列递推公式数列这玩意儿,在数学里那可是个相当重要的角色。
就拿含三项的数列递推公式来说吧,它就像是数学世界里的一个神秘密码,等着咱们去破解。
记得我当年读书的时候,有一次数学考试,就考到了一个含三项的数列递推公式的题目。
当时我那叫一个抓耳挠腮啊!看着那一串数字和符号,感觉它们就像一群调皮的小精灵,在我眼前蹦跶,就是不让我抓住它们的规律。
咱们先来聊聊什么是数列递推公式。
简单说,就是通过前面的几项,按照一定的规则能推出后面的项。
而含三项的数列递推公式呢,就是得参考前面三项的关系才能得出下一项。
比如说,有个数列{aₙ},它的递推公式是 aₙ₊₁ = aₙ + aₙ₋₁ + 2 (n ≥ 2)。
这就意味着要得到第 n + 1 项,得把第 n 项、第 n - 1 项加起来,再加上 2 才行。
那怎么去求解这样的数列呢?这可就需要咱们开动脑筋啦!有时候,可以通过观察数列的前几项,找找规律。
比如说,先算出前面几项的值,看看能不能发现什么周期性或者递增递减的趋势。
还有一种常见的方法就是数学归纳法。
先假设某个结论对于 n = k时成立,然后通过递推公式证明对于 n = k + 1 时也成立。
这个过程就像是搭积木,一层一层往上盖,只要基础打得稳,就能盖出高楼大厦。
我曾经给学生讲过这样一道题:已知数列{aₙ}满足 a₁ = 1,a₂ = 2,aₙ₊₁ = 2aₙ - aₙ₋₁(n ≥ 2),求这个数列的前几项。
我就引导学生们一步一步来,先算出 a₃ = 2a₂ - a₁ = 2×2 - 1 = 3 ,接着再算 a₄、a₅等等。
在这个过程中,有些学生一开始会算错,但是没关系,多练几遍,慢慢就找到感觉了。
含三项的数列递推公式在实际生活中也有它的用处呢。
比如说,在研究经济增长模型的时候,可能就会用到类似的数学模型。
还有在计算机编程里,如果要生成一些有规律的数据,也可能会用到这样的知识。
总之,含三项的数列递推公式虽然有点复杂,但是只要咱们掌握了方法,多练习,多思考,就一定能把它拿下!就像当年我在考试中被那个难题困扰,但后来通过不断努力,最终还是搞明白了,那种成就感,真是无与伦比!所以啊,同学们,遇到含三项的数列递推公式别害怕,勇敢地去探索其中的奥秘,相信你们都能行!。
高中数学必修5数列的递推公式
典型例题解析
例题1
已知等差数列{an}中, a1=2,d=3,求a10。
解析
根据等差数列的通项公 式an=a1+(n-1)d,代 入n=10,a1=2,d=3 ,可得a10=2+(101)×3=29。
例题2
已知等差数列{an}中, a3=7,a7=15,求a5 。
解析
根据等差数列的性质, a5=(a3+a7)/2=(7+15 )/2=11。
递推关系性质
递推关系具有确定性,即对于给 定的初始条件和递推公式,数列 的每一项都是唯一确定的。
递推关系建立
01
等差数列递推关系
等差数列的递推关系为an=a1+(n-1)d,其中a1为首项 ,d为公差,n为项数。
02
等比数列递推关系
等比数列的递推关系为an=a1×qn-1,其中a1为首项, q为公比,n为项数。
,r是公比。
调和数列
调和数列是每一项都是其前一项 的倒数与1的和的数列。递推公 式为1/a_n = 1/a_(n-1) + 1/b,
其中a_1 = b。
05 递推公式在实际问题中应用
数学问题应用举例
等差数列求和
数列通项公式求解
利用递推公式可以快速求解等差数列 的前n项和,如求1+2+3+...+n的和 。
03
其他类型数列递推关系
对于非等差非等比数列,需要根据具体题目条件建立相 应的递推关系。
初始条件确定
初始条件定义
初始条件是数列中已知的第一项或前 几项,用于启动递推过程。
初始条件确定方法
根据题目给出的条件或已知信息,确 定数列的初始条件。例如,题目中可 能会直接给出首项a1和公差d或公比q 等参数。
数列的递推公式和通项公式
数列的递推公式和通项公式数列是数学中的一种常见概念,它由一系列按照一定规律排列的数所组成。
数列的递推公式和通项公式是数列的两种重要表示方式,它们可以帮助我们更好地理解和计算数列。
一、数列的递推公式数列的递推公式是指通过前一项或多项来推导出后一项的公式。
一般来说,递推公式可以分为线性递推和非线性递推两种。
1.1 线性递推公式线性递推公式是指数列中的每一项都可以通过前一项乘以一个常数再加上另一个常数得到。
一般可以用如下的形式表示:an = a(n-1) * r + b。
其中an表示数列中的第n项,a(n-1)表示数列中的第(n-1)项,r和b 为常数。
例如,如果数列的前两项分别为a1和a2,且每一项都等于前一项乘以2再加上1,则该数列的递推公式为:an = a(n-1) * 2 + 1。
利用这个递推公式,我们可以轻松求解数列中的任意一项。
1.2 非线性递推公式非线性递推公式是指数列中的每一项不能通过前一项乘以一个常数再加上另一个常数得到。
非线性递推公式的形式较为多样,常见的有多项式递推和递归递推等。
以多项式递推为例,假设数列的前两项分别为a1和a2,而后续项满足如下规律:an = an-1^2 + an-2^2。
在这种情况下,我们无法仅仅通过前一项或多项来计算后一项。
此时,我们需要借助递归或其他更复杂的方法来求解数列中的每一项。
二、数列的通项公式数列的通项公式是指通过数列的位置n来计算该位置上的数值。
通项公式可以直接给出数列前n项的数值,而不需要通过递推关系一步步推导。
通项公式也常被称为数列的一般项公式。
2.1 等差数列的通项公式等差数列是最常见的数列之一,它的通项公式为an = a1 + (n-1)d,其中an表示数列中的第n项,a1表示数列的首项,d表示公差。
例如,如果一个等差数列的首项为3,公差为2,则它的通项公式为an = 3 + (n-1)2。
通过这个通项公式,我们可以轻松计算出等差数列中的任何一项。
最全的递推数列求通项公式方法
最全的递推数列求通项公式方法递推数列是指数列中的每一项都由前一项通过其中一种规律得出。
求递推数列的通项公式是数学中的重要问题,可以通过多种方法实现。
下面将介绍最常用的几种方法。
1.等差数列通项公式等差数列是指数列中的每一项与前一项之差都相等的数列。
设等差数列的第一项为a1,公差为d,则第n项为an=a1+(n-1)d。
这是等差数列的通项公式。
2.等比数列通项公式等比数列是指数列中的每一项与前一项之比都相等的数列。
设等比数列的第一项为a1,公比为r,则第n项为an=a1*r^(n-1)。
这是等比数列的通项公式。
3.斐波那契数列通项公式斐波那契数列是指数列中的每一项都是前两项之和。
设斐波那契数列的第一项为a1,第二项为a2,则第n项为an=a(n-1)+a(n-2)。
但通常情况下,我们将斐波那契数列的第一项设为0,第二项设为1,此时的通项公式为an=F(n-1),其中F(n-1)表示第n-1个斐波那契数。
4.龙贝尔数列通项公式龙贝尔数列是指数列中的每一项都是前一项与当前项索引之和。
设龙贝尔数列的第一项为a1,则第n项为an=a(n-1)+n。
这是龙贝尔数列的通项公式。
5.通项公式的递推法有些数列并没有明确的通项公式,但可以通过递推法求得通项公式。
递推法的核心思想是找到数列中的其中一种规律,通过前面的项得出后面的项。
这种方法比较灵活,可以适用于各种类型的数列。
总结起来,以上是求递推数列通项公式的几种常见方法。
在实际中,我们可以观察数列的规律,推测出通项公式,然后通过数学推导证明其正确性。
对于复杂的递推数列,我们可能需要运用更多的数学知识和技巧,如离散数学、线性代数等。
第31讲 数列的递推
第12讲 数列的递推本节主要内容两个基本递推:a n +1=a n +d ,a n =qa n ;线性递推,二阶或高阶递推的特征方程与特征根;其他递推.1.基本概念:①递归式:一个数列}{n a 中的第n 项n a 与它前面若干项1-n a ,2-n a ,…,k n a -(nk <)的关系式称为递归式.②递归数列:由递归式和初始值确定的数列成为递归数列. 2.常用方法:累加法,迭代法,代换法,代入法等. 3.思想策略:构造新数列的思想. 4.常见类型: 类型Ⅰ:⎩⎨⎧=≠+=+为常数)a aa n p n q a n p a n n ()0)(()()(11(一阶递归)其特例为:(1))0(1≠+=+p q pa a n n (2))0()(1≠+=+p n q pa a n n (3))0()(1≠+=+p q a n p a n n解题方法:利用待定系数法构造类似于“等比数列”的新数列.①形如)(1n q a a n n +=+的递归式,其通项公式求法为:1111111()()n n n k k k k a a a a a q k --+===+-=+∑∑②形如n n a n p a)(1=+的递归式,其通项公式求法为: 3211121(1)(2)(1)n n n a a a a a a p p p n a a a -=⋅⋅⋅=⋅⋅-③形如)1()(1≠+=+p n q pa a n n 的递推式,两边同除以1+n p 得111)(++=+=n nn n n pn q pa pa ,令n nn b pa =则句可转化为①来处理. 类型Ⅱ:⎩⎨⎧==≠≠+=++为常数)b a b a a a q p qa pa a nn n ,(,)0,0(2112(二阶递归)解题方法:利用特征方程q px x +=2,求其根α、β,构造n n n B A a βα+=,代入初始值求得B A ,. ①若p+q=1时,有q a a n n -=-+1)(1--n n a a 可知}{1n n a a -+是等比数列,先求得n n a a -+1,再求出n a . ②若p+q ≠l ,则存在α,β满足=α-+n n a a 1)(1--βn n a a 整理得11)(-+αβ-β+α=n n n a a a 从而α+β=p , αβ=q ,可解出α、β,这样可先求出}{1n n a a α-+的通项表达式,再求出n a .注意α、β实质是二次方程q px x +=2的两个根,将方程q px x +=2叫做递归式n n n qa pa a +=++12的特征方程. 在数列{n a }中,给出a 1, a 2,且n n n qa pa a +=++12 ,它的特征方程q px x +=2的两根为α与β.如果α≠β,则n n n B A a βα+=;如果α=β则nnB An aα+=)(,其中A 与B 是常数,可由初始值a 1,a 2 求出.类型Ⅲ. 如果递归数列{a n }满足 a n+1dca b aa n n ++=,其中c ≠0,ad -bc ≠0,以及初始值a 0≠f (a 1),则称此数列为分式线性递归数列.我们称方程dcx b ax x ++=的根为该数列的不动点.若该数列有两个相异的不动点p 、q ,则}{qa p a n n --为等比数列;若该数列仅有惟一的不动点p ,则}1{pa n -是等差数列·5.求递归数列通项的常用方法有:换元法、特征根法、数学归纳法等.A 类例题例1 一给定函数)(x f y =的图象在下列图中,并且对任意)1,0(1∈a ,由关系式)(1n n a f a =+得到的数列}{n a 满足)N (*1∈>+n a a n n ,则该函数的图象是( )(2005年辽宁卷)(A ) (B) (C)(D) 分析 利用递推式意义及数形结合,分析清楚函数值与自变量的关系,即可判断. 解 由)(1n n a f a =+,n n a a >+1,得n n a a f >)(,即x x f >)(,故选A . 例2已知数列1}{1=a a n 中,且a 2k =a 2k -1+(-1)K , a 2k+1=a 2k +3k , 其中k=1,2,3,……. (I )求a 3, a 5;(II )求{ a n }的通项公式. (2004年全国高考题)分析 由于给出两个递推关系与奇数项、偶数项有关,因此因从奇数项或偶数项之间的关系入手. 解(I )a 2=a 1+(-1)1=0, a 3=a 2+31=3.a 4=a 3+(-1)2=4, a 5=a 4+32=13, 所以,a 3=3,a 5=13. (II) a 2k+1=a 2k +3k = a 2k -1+(-1)k +3k ,所以a 2k+1-a 2k -1=3k +(-1)k, 同理a 2k -1-a 2k -3=3k -1+(-1)k -1, …… a 3-a 1=3+(-1).所以(a 2k+1-a 2k -1)+(a 2k -1-a 2k -3)+…+(a 3-a 1) =(3k +3k -1+…+3)+[(-1)k +(-1)k -1+…+(-1)], 由此得a 2k+1-a 1=23(3k -1)+21[(-1)k -1],于是a 2k+1=.1)1(21231--++kka 2k = a 2k -1+(-1)k=2123+k(-1)k -1-1+(-1)k=2123+k(-1)k =1.{a n }的通项公式为:当n 为奇数时,a n =;121)1(232121-⨯-+-+n n当n 为偶数时,.121)1(2322-⨯-+=nnna说明 这种给出递推关系,求通项公式问题,一般是转化为等差数列或等比数列,或者通过观察、归纳,或者通过顺次迭代,以求通项公式.情景再现1.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =2a n -1+n -2(n ≥2),求通项a n . (2004年四川省高中数学联赛) 2.设cbx x x f +=)((c b ,为常数),若21)2(=f ,且02)(=-x x f 只有唯一实数根(1)求)(x f 的解析式(2)令)(,111-==n na f a a 求数列{}na 的通项公式.B 类例题例3 (1)一次竞赛在n(n >1)轮中共发了m 枚奖章.第一轮发了1枚及余下的m -1枚的71,第2轮发了2枚及余下的71,…,直至第n 轮正好发了n 枚而没有余下奖章.这个竞赛共包括几轮?一共发了多少枚奖章?(第9届国际数学奥林匹克)(2)把一个圆分成n 个不同的扇形(n ≥2),依次记为S 1,S 2,…, S n ,每个扇形都可以用红、蓝、白三种颜色中任一种涂色,要求相邻的扇形颜色互不相同,问有多少种涂法?分析 第(1)题,每一轮发的奖章数具有一定规律,因而可以建立每一轮发的奖章数的关系或每一轮余下的奖章数的关系.第(2)题,设法建立涂法总数的递推关系和求得初始值,进而求得涂法总数. 解 (1)设竞赛进行了k 轮后,余下a k 枚奖章.因为第k 轮发出奖章数k+17(a n -1 -k )具有a k =a k -1- [k+17(a k -1 -k )]即a k = 67a k -1-67 k 且a 0=m, a n =0.进一步变形为a k +6k -36= 67[a k -1+6(k -1)-36]从而a n +6n -36= (a 0-36)n)76(= (m -36)n)76(即a n = (m -36)n)76(-(6n -36),又因为a n =0,故(m -36)=(n -6)167-n n而n -6<6n -1,且7n 与6n -1互质,m,n ∈N +,故n=6,m=36. 因此,这个竞赛共包括6轮,一共发了36枚奖章.(2)设涂法总数为a n (n ≥2)当n=2时,先对S 1涂法色,有3种涂法,继而得S 2只有两种涂法,因而a 2=6.当时n ≥3, S 1有3种涂法, S 2有2种涂法, S 3有2种涂法,…, S n -1有2种涂法, S n 仍有2种涂法. (不论是否S 1与同色),这样共有3×2n -1种涂法,但这3×2n -1种涂法分为两类:一类是S n 与S 1同色,认为S n 与S 1合为一个扇形,此时涂法有a n -1种涂法;另一类是S n 与S 1不同色,此时涂法有a n 种涂法.因而有a n + a n -1=3×2n -1(n ≥3)令p n =a n2n , 则2p n +p n -1=3 (n ≥3)于是有1-np =)1(211---n p , (n ≥3) p 2=a 222从而有1-n p =)1()21(22---p n =121-⎪⎭⎫ ⎝⎛--n于是1=n p 121-⎪⎭⎫⎝⎛--n 得a n =2n p n =2n +(-1)n ·2 (n ≥3)但当n=2时也适合上式,故得a n =2n +(-1)n ·2 (n ≥2) 故共有种a n =2n +(-1)n ·2 (n ≥2)涂法说明 这类试题经常在全国高中数学联赛及国际数学奥林匹克中出现.这两个问题都是用递推方法解决计数问题,希望读者对这类问题能够进行较为深入的钻研. 例4 数列{a n }定义如下:a 1=1,a n+1 =161(1+4 a n +na 241+),求它的通项公式.分析 带根号的部分不好处理,平方会导致较繁的关系式,容易想到作代换:令=nbn a 241+解 设=nb n a 241+,则2412-=n n b a ,.51=b 于是原递推式可化为41(16124121+=-+n b 2412-⋅n b +)nb即(2b n+1)2=(b n +3)2,由于b n 、b n+1非负,所以2b n+1=b n +3. 故b n+1-3=21(b n -3).所以b n+1-3= (b n -3)(21)n -2即2)21(3-+=n nb所以2412-=n nb a=nn 212313112+⋅+-说明 这是1981年IMO 的预选题,解题的关键是换元、转化.例5设{x n }、{y n }为如下定义的两个数列:x 0=1,x 1=1,x n+1=x n +2 x n -1,y 0=1,y 1=7,y n+1=2y n +3y n -1,(n=1,2,3…),于是这两个数列的前n 项为x n :1,1,3,5,11,21…, y n :1,7,17,55,161,487,….证明:除了“1”这项外,不存在那样的项,它同时出现在两个数列之中. (第二届美国中学生数学竞赛试题) 分析 本题题均属于线性递归数列问题,可用特征根的方法来解决.解 数列{x n }的通项公式形如nnnC C x β+α=21,其中βα、是数列的特征方程x 2=x +2的两根,即1,2-=β=α,故nnnC C x )1(221-+=.由x 0=1,x 1=1得C 1=23,C 2=13,所以 =nx 23×2n +13(-1)n = 13[2n+1+(-1)n ]同理可得数列的{y n }通项公式为 y n =2×3n -(-1)n .用反证法证明两个数列无其它公共项. 假设 x m =y n ,即13[2m+1+(-1)m ]= 2×3n -(-1)n ,则 2(3n+1-2m )=(-1)m +3(-1)n ①若奇偶性相同,则①式右边为4或-4.左边=2(奇-偶)=2×奇数,故左边不是4的倍数,因此左边不等于右边.同理若m 、n 奇偶性不相同时左边也不等于右边.说明 在求得特征方程的根以后,要依据根的重数正确写出数列通项的一般表达式,再根据初始值求得待定系数的值.例6 数列{a n }满足a 0=1,23645721-+=+n n n a a a,N n ∈,证明:(1)对于任意N n ∈,a 为整数;(2)对于任意N n ∈,11-+n n a a 为完全平方数. (2005年高中数学联赛) 证明:(1)由题设得a 1=5,且数列{a n }严格单调递增,将条件变形得36457221-=-+n n n a a a ,两边平方法整理得0972121=++-++n n n n a a a a①∴0972112=++---n nn na a a a ② ①-②得0)7)((111=-+--++n n n n n a a a a a∵1+<n na a , ∴0711=-+-+nn n a a a , 117-+-=n nn a a a ③由③及a 0=1, a 1=5可得a n 为正整数.(2)将①两边配方得=++21)(n na a )1(91-+n n a a∴11-+n n a a =21)3(nn a a ++④因为是n a 整数,故11-+n n a a 为整数,故④右边是整数的平方.即为为完全平方数. 所以对于任意N n ∈,11-+n n a a 为完全平方数.情景再现3.小伟和小明来到咖啡店,他们买了一杯咖啡和一杯牛奶各150ml,每个杯子的容积为200ml,甲杯盛牛奶,乙杯盛咖啡,想将二者混合,兑换成近乎相同的奶咖啡,没有其它的容器,只得利用二个杯子中的剩余空间倒来倒去,使其混合.规定将乙杯里的部分倒入甲杯中,使甲杯盛满饮料,充分搅匀,再将甲杯里的饮料倒入乙杯中,使甲、乙杯中的饮料相等.这叫做一次操作.请你回答下列四个问题: Ⅰ、一次操作后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比为多少?Ⅱ、求第n 次操作后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比的数学表达式. Ⅲ 至少几次操作后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比不超过51%?Ⅳ、你能否设计新操作,得到更优的方案以减少操作次数? (2003年北京应用知识竞赛题) 4. 已知a 1=1,a 2=3,a n+2=(n+3)a n+1-(n+2)a n ,若当m ≥n ,a m 的值都能被9整除,求n 的最小值.(湖南省2002年高中数学竞赛)C 类例题例7 数列{a n }按如下法则定义:a 1=1nn n a a a 41211+=+, 证明:对n >1,1222-n a 均为正整数·(1991年全苏数学冬令营)分析 因为结论中涉及到根号及a 2n项,因而令1222-=n na b ,并对已给递推关系两边平方就容易找到解题思路. 解 令1222-=n na b , 则12222-=n na b ,因此221nnb a=+12,因为++=+222116141nn n a a a14于是++211n b 12 = 14 (++211n b12)+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2111612n b +14即 )2(22221+=+n n n b b b①所以]2)2((2[22121221++=--+n n n n b b b b=2212)1(4+-n n b b . ②4122222=-=a b ,24122233=-=a b ,由②及b 2 、b 3∈N*, 知道对n >1,1222-n a 均为正整数.说明 这道试题,通过换元,将关于如的问题转化为关于b n 的问题,得到①式后,再用)2(221212+=--n n n b b b 代入可证明21+n b是一个完全平方数的关键一步,通过这一步代入可使问题得到顺利解决.例8. 设a 1=1,a 2=3,对一切正整数n 有 a n+2=(n+3)a n+1-(n+2)a n ,求所有被11整除的如的值. 分析 先根据给定的递推关系,通过换元,把问题转化,最后求得a n 的通项公式,进而完成本题. 解 由已知条件得(a n+2-a n+1)= (n+2)(a n+1-a n )设b n+1=a n+1-a n (n ≥1),则由条件有b n+1=(n+1)(a n -a n -1)=(n+1) b n (n ≥2),故b n = nb n -1=n(n -1) b n -2= n(n -1)(n -2)…3 b 2 =n !(n ≥2) 所以a n =(a n -a n -1 )+(a n -1-a n -2)+ …+(a 2-a 1)+a 1=b n + b n -1 +…+b 2+1=1nk k =∑!由此可以算出a 4=41k k =∑!=33=11×3,a 8=81k k =∑!=46233=11×4203,a 10=101k k =∑!=4037913=11×367083.当n ≥11时,注意到11nk k =∑!能被11整除,因而a n =101k k =∑!+11nk k=∑!也能被11整除.故当n=4,n=8或当n ≥10时, a n 均被11整除.说明 这是1990年巴尔干地区的数学奥林匹克试题,本题中换元起了重要的作用.这是阿贝尔求和法.情景再现5.3个数列{a n }、{ b n }、{ c n }存在下列关系:a 1=1, b 1=21,b n =a n+1-a n , c n =b n+1-b n =np n --13(n=1,2,3…)这里的p 为正常数. (1)求a n ;(2)证明:若c n ≥0,则c n+1>0;(3)若数列{b n }的最小项为b 4,求p 取值范围.6.数列{a n }、{ b n }满足0<a 1<b 1,nnn b a a 21111+=+nn n b a b +=+2121 (n=1,2,3…)证明下列命题:(1) a 2<b 2<b 1;(2) 对任何正整数n 有b n > a n+1; (3) 对任何整数n ≥2,有b n <b 1.习题12A 类习题1. 已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=a n +n 2(n ≥2),求通项a n .2.(2003年全国高考题)已知数列).2(3,1}{111≥+==--n a a a a n n n n 满足(Ⅰ)求;,32a a (Ⅱ)证明.213-=nn a3.(2001上海春季高考)某公司全年的利润为b 元,其中一部分作为奖金发给n 位职工,奖金分配方案如下:首先将职工按工作业绩(工作业绩均不相同)从大到小,由1到n 排序,第1位职工得奖金nb 元,然后再将余额除以n 发给第2位职工,按此方法将奖金逐一发给每位职工,并将最后剩余部分作为公司发展基金. (1)设a k (1≤k ≤n )为第k 位职工所得奖金金额,试求a 2,a 3,并用k 、n 和b 表示a k (不必证明); (2)证明a k >a k +1(k =1,2,…,n -1),并解释此不等式关于分配原则的实际意义; (3)发展基金与n 和b 有关,记为P n (b ),对常数b ,当n 变化时,求lim ∞→n P n (b ).4.已知点的序列A n (x n ,0),n ∈N*,其中x 1=0,x 2=a (a >0),A 3是线段A 1A 2的中点,A 4是线段A 2A 3的中点,…,A n 是线段A n -2A n -1的中点,….(1)写出x n 与x n -1、x n -2之间关系式(n ≥3);(2)设a n =x n +1-x n ,计算a 1,a 2,a 3,由此推测数列{a n }的通项公式,并加以证明; (3) 求lim ∞→n x n .5.已知+++∈-===N n a a aa a n n n ,22,4,01221求数列{a n }的通项公式.6.已知++++∈-+====N n a a a aa a a n n n n ,22,6,2,0123321求数列{a n }的通项公式.B 类习题7.已知++++∈+-====N n a a a aa a a n n n n ,8126,8,2,1123321求数列{a n }的通项公式. 8.已知++++∈+-=-===N n a a a aa a a n n n n ,12167,13,1,2123321求数列{a n }的通项公式.9.有一条n 级楼梯,如果每步只能跨上一级或两级,问欲登上去,共有几种走法?10.(1)是否存在正整数的无穷数列{a n },使得对任意正憨整数n 都有a 2n+1≥2 a n a n+2. (2)是否存在正无理数的无穷数列{a n },使得对任意正憨整数n 都有a 2n+1≥2 a n a n+2.(首届中国东南地区数学奥林匹克试题)C 类习题11.设数列}{n a 满足条件:2,121==a a ,且 ,3,2,1(12=+=++n a a a n n n )求证:对于任何正整数n ,都有nnnn a a 111+≥+ (湖南省2004年高中数学竞赛)12.求所有a ∈R,使得由a n+1=2n -3a n (n ∈N)所确定的数列a 0, a 1, a 2,…是递增数列.(1980年英国中学生数学竞赛试题)本节“情景再现”解答:1.解:由已知可得:a n +n =2(a n -1+n -1)(n ≥2)令b n =a n +n ,则b 1=a 1+1=2,且b n =2b n -1(n ≥2) 于是b n =2·2n -1=2n ,即a n +n =2n 故a n =2n -n (n ≥2), 因为a 1=1也适合上述式子, 所以a n =2n -n (n ≥1) 2.解:(1)bc cb f 242122)2(-=∴=+=,又cbx bx c x x x f 22)2(2)(+--=-令02)(=-x x f 得0)2(=--bx c x当0≠b 时得方程的实数根0=x 和bc x -=2 于是1,2==b c , 当0=b 时4=c 方程有唯一实数根0=xxx x f +=∴2)(或4)(x x f =(2)当xxx f +=2)(时,211+=--n n n a a a ,令,1nna b =则121+=-n nbb ,)1(211+=+∴-n n b b 12112-=∴-=∴nn nn a b 当4)(x x f =时,141-=n n a a {}n a ∴为等比数列,1)41(-=n n a 121-=∴nn a 或nn a -=143.解:Ⅰ.设 p=150 , %pp p a 7543311==+=Ⅱ. 设n 次操作前、后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比分别为、a n 1-n a ,则n 次操作前、后乙杯里的饮料中牛奶的体积百分比分别为、a n 11--n a -1,pp pa p a a n n n 3131)1(11+⋅-+=--=41211+-n a , ∴法 ①)(21211----=-n n n n a a a a ∴12121++=n n a∴ 法②)21(21211-=--n n a a∴12121++=n naⅢ. ∴1005121211≤++n ∴n ≥6.Ⅳ. 规定将乙杯里的部分倒入甲杯中,使甲杯盛满饮料,充分搅匀,再将甲杯里的饮料倒入乙杯中,使乙杯盛满饮料,充分搅匀.这叫做一次操作.设n 次操作后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比分别为n a ,乙杯里的饮料中牛奶的体积百分比为n b .43311=+=p p pa , 83323232431=+⨯=p p pb . 1693232328332432=+⨯+⨯=pp p p a 321532323283321692=+⨯+⨯=pp p p b∴ppb p a a n n n 34323211⨯+⨯=-- 第n 次操作后甲杯里的饮料p 32,乙杯里的饮料p 34.∴p b p a p n n =⨯+⨯3432∴343=+n n b a .n a =83411+-n a , ∴nn n a 212212+=-∴10051212212≤+-nn , ∴n ≥4.至少4操作后甲杯里的饮料中牛奶的体积百分比不超过51%.4.解:由)(12++-n n a a=11)2()3(-+-+-+n n n a a n an ))(2(1n n a a n -+=+))(1)(2(1--++=n n a a n n)(34)1)(2(12a a n n n -⋅⋅⋅⋅++=)2(+=n !故++-+-+= )()(23121a a a a a a n)(1--n na a=1+2!+3!+…+n !(n ≥1),由于153,33,9,3,154321=====a a a a a ,此时153被9整除.当m ≥5时∑=+=mk m ka a 15!而k ≥6时6!被9整除.于是当m ≥5时a n 被9整除,故所求的n 的最小值为55. (1)因为c n =b n+1-b n =3n -1-np,故b n =b 1+ (b 2-b 1)+ (b 3-b 2)+ …+(b n -b n -1) =12 +(1+3+…+3n -2)-[1+2+3+…+(n -1)]p=12 [3n -1-n(n -1)p], 即b n =a n+1-a n =12[3n -1-n(n -1)p]故a n =a 1+ (a 2-a 1)+ (a 3-a 2)+ …+(a n -a n -1)= 3n -1+34- p6-1)(n -2)(2)若c n =b n+1-b n =3n -1-np ≥0, 则3n -1≥np,c n+1=b n+2-b n+1=3n -(n+1)p ≥3np -(n+1)p =(2n -1)p >0.(3)因为b n =12 [3n -1-n(n -1)p]≥b 4,故应有c 3=b 4-b 3≤0,c 4=b 5-b 4≥0,即c 3=9-3p ≤0, c 4=27-4p ≥0,故3≤p≤274.利用(2)的结论验算可知,当3≤p ≤274时,对一切正整数n,均有b n ≥b 4.故p 的取值范围是[3,274] 6.(1)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=++nn n n n n ba b b a a 212211111②① 因为110b a <<由①②可知n n b a ,皆正.①×②得242142121211=⋅+≥+++=++nn nn nn nn n n b a a b b a a b a b ,所以,11++≥n n a bn=1时,22a b ≥但若2111224b a a b a b =⇔=112b a =⇔,这与110b a <<矛盾,故只可能有,22a b >又由②可得1111122321212b b b b a b =+<+=,即 11243b b b <<,因此122b b a <<.(2)由(1)可知,11++≥n n a b即nna b ≥,由②得n n n b a b241+=+nn n n b a b b 2)(41-=-+=nnnb b a --)(<0,故nn b b<+1,即nn n b b a <≤++11所以n n b a<+1.(3)由(2)知nn b b<+1故{b n }卓单调递减,从而121b b bb n n<<<<- ,因此1b b n<.本节“习题12”解答: 1.∵a n +1=a n +n 2,∴a n +1-a n =n 2,故a n =(a n -a n -1 )+(a n -1-a n -2)+ …+(a 2-a 1)+a 1=-1+16n(n-1)(2n-1)= 16(n 3-3n 2+n-6)2.(Ⅰ)∵a 1=1 . ∴a 2=3+1=4, a 3=32+4=13 .(Ⅱ)证明:由已知a n -a n -1=3n -1,故.2131333)()()(21112211-=++++=+-++-+-=-----nn n n n n n n a a a a a a a a所以证得213-=nn a .3.(1)第1位职工的奖金a 1=nb ,第2位职工的奖金a 2=n1(1-n1)b ,第3位职工的奖金a 3=n1(1-n1)2b ,…,第k 位职工的奖金a k =n1 (1-n1)k -1b ;(2)a k -a k +1=21n(1-n1)k -1b >0,此奖金分配方案体现了“按劳分配”或“不吃大锅饭”的原则.(3)设f k (b )表示奖金发给第k 位职工后所剩余数,则f 1(b )=(1-n1)b ,f 2(b )=(1-n1)2b ,…,f k (b )=(1-n1)k b .得P n (b )=f n (b )=(1-n1)nb ,故eb b P n n =∞→)(lim .4.(1)当n ≥3时,x n =221--+n n x x ;=-=--=-+=-==-=212212232121,21)(212,)2(a a x x x x x x x a a x x aaa x x x x x x x 41)21(21)(2122332334=--=--=-+=-=, 由此推测a n =(-21)n -1a (n ∈N . 证:因为a 1=a >0,且1111121)(2122----+-=-=-=-+=-=n n n nn n n n n n n a x x x x x x x x x a (n ≥2)所以a n =(-21)n -1a .(3)当n ≥3时,有x n =(x n -x n -1)+(x n -1-x n -2)+…+(x 2-x 1)+x 1=a n -1+a n -2+…+a 1,由(2)知{a n }是公比为-21的等比数列,所以32)21(1lim 1=--=∞→a x n n a .5.特征方程x 2=2x -2有两个相异实根x 1=1+i,x 2=1-i.则数列{a n }的通项公式为:n n n i C i C a )1()1(21-++=,代入前两项的值,得⎩⎨⎧=-++=-++4)1()1(0)1()1(222121i C i C i C i C解此方程组得:C 1=-1-i,C 2=-1+i, 故π+-=--+-=+++41cos2)1()1(2311n i i an n n n.6.特征方程x 3=2x 2+x -2有三个相异实根x 1=1,x 2=-1, x 2=2,则数列{a n }的通项公式为:nn n C C C a 2)1(321+-+=,代入前三项的值,得⎪⎩⎪⎨⎧=+-=++=+-,68,24,02321321321C C C C C C C C C解此方程组得:C 1=-2,C 2=0,C 3=1 故22-=nna.7.特征方程x 3=6x 2-12x +2有三重实根x =2,则数列{a n }的通项公式为:nn C n nC C a 2)(3221⋅++=,代入前三项的值,得⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++,872248,21684,1222321321321C C C C C C C C C解此方程组得:C 1=1,C 2=43-,C 3=41 故222)34(-+-=n nn n a.8.特征方程x 3=7x 2-16x +12有x 1=x 2=2, x 3=3,,则数列{a n }的通项公式为:32132)(C nC C a nn n +⋅+=,代入前三项的值,得⎪⎩⎪⎨⎧-=++=++=++,1327248,1984,2322321321321C C C C C C C C C 解此方程组得:C 1=4,C 2=23,C 3=-3, 故.3232112+-+-⋅+=n n n n n a9. 由于登上n 级台阶可以从第n -2直接上来,也可以通过第n -1级分步上来,这样登上n 级台阶的走法不仅与登上n -1级走法有关,且也与登上n -2级台阶的走法有关,故这里可以考虑通过二阶递推式来进行求解.登上第一级只有一种走法,记a 1=1,登上第二级,有两种走法,记a 2=2,如果要登上第n 级,那么可能是第n -1级走上来,也可能是第n -2级跨上两级上来的,故有a n =a n -1+a n -2, 显然这是缺了F 0项的Fibonacci 数列,它的通项为 F n =51[(251+)n+1-(251-)n+1]所n 级楼梯,共有F n 种不同的走法.10.假设存在正整数列{a n }满足条件. ∵2212++≥n n n a a a , a n >0∴211≤-n n a a 22121≤--n n a a 23221---≤≤n n n a a 12a a ,n=3,4,5,又∵12a a 122221a a ⋅≤-所以有≤-1n n a a 221-n 12a a ⋅,n=2,3,4,5,∴≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=--112221n n n a a a a ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-2212)3()2(21n n n a a a ≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛≤-++-+-22121)3()2(21a a a n n n∴212122212---⋅⎪⎭⎫⎝⎛≤n n n n a a a设[)Z k a k k∈∈+,2,2122取N=k+3则有<⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛≤---212122212N N N Na a a,1122112211≤⋅⎪⎭⎫⎝⎛++++k k k k a 这Na 与是正整数矛盾.所以不存在正整数列{a n }满足条件.11.证明:令 10=a ,则有 11-++=k k k a a a ,且 ),2,1(1111=+=+-+k a a a a k k k k于是 ∑∑=+-=++=nk k k nk k k a a a a n 11111由算术-几何平均值不等式,可得 nn n a a a a a a 132211+⋅⋅⋅≥+nn n a a a a a a 113120+-⋅⋅⋅注意到 110==a a ,可知nn n nn a a a 11111+++≥,即nnnn a a 111+≥+12.令b n =a n 2n ,则b n+1=-32b n +12,两边减去 15 , 得b n+1-15=-32(b n -15),即数列{ b n -15}是公比为-32的等比数列,所以b n -15=(b 0-15)(-32)n =(a 0-15)(-32n ,a n =2n b n =2n (a 0-15)·(-32)n +15·2n , 即a n =(a 0-15)·(-3)n +15·2n (n ≥0),从而a n+1-a n = 2n10[ 403 (a 0-15)·(-32)n +1] ,设A=403 (a 0-15)则a n+1-a n = 2n10[ A(-32)n +1] ,若a 0>15, 则A >0,对充分大的奇数n 有(-32)n >1A a n <a n -1, 若a 0<15,则A <0. 对充分大的偶数n 有(32)n >-1A于是a n <a n -1.综上所述,当a 0≠15时,数列{a n }不是单调递增.仅当a 0= 15时a n+1-a n = 2n10>0,数列{a n }是单调递增.。
数列的通项公式及递推公式
数列的通项公式及递推公式数列是按照一定的规律排列的一系列数字。
在数学中,我们常常使用通项公式和递推公式来描述数列。
一、通项公式通项公式是指能够给出数列中第n项的公式。
也就是说,通过通项公式,我们可以直接计算出数列中任意一项的值,而不需要知道前面的所有项。
1.1等差数列的通项公式等差数列是指相邻两项之间的差值都是相等的数列。
一般地,等差数列可以写作a,a+d,a+2d,a+3d,...,其中a是首项,d是公差(即相邻两项之间的差值)。
等差数列的通项公式为:an = a + (n-1)d,其中an是数列中第n项的值,a是数列的首项,d是数列的公差。
举个例子,如果一个等差数列的首项是2,公差是3,那么这个数列的通项公式就是an = 2 + 3(n-1)。
1.2等比数列的通项公式等比数列是指相邻两项之间的比值都是相等的数列。
一般地,等比数列可以写作a,ar,ar^2,ar^3,...,其中a是首项,r是公比(即相邻两项之间的比值)。
等比数列的通项公式为:an = a * r^(n-1),其中an是数列中第n 项的值,a是数列的首项,r是数列的公比。
举个例子,如果一个等比数列的首项是2,公比是3,那么这个数列的通项公式就是an = 2 * 3^(n-1)。
二、递推公式递推公式是指通过已知数列中的前几项来计算出下一项的公式。
也就是说,通过递推公式,我们可以通过已知的前几项来求解后面的项。
2.1等差数列的递推公式对于等差数列而言,递推公式可以表示为:an = an-1 + d。
这个公式表示数列中的第n项等于它前一项的值加上公差d。
2.2等比数列的递推公式对于等比数列而言,递推公式可以表示为:an = an-1 * r。
这个公式表示数列中的第n项等于它前一项的值乘以公比r。
举个例子,如果一个等差数列的首项是2,公差是3,那么数列的递推公式就是an = an-1 + 3对于一个等比数列的首项是2,公比是3,那么数列的递推公式就是an = an-1 * 3综上所述,通项公式和递推公式是描述数列的重要工具。
数列的递推公式和通项公式总结
数列的递推公式和通项公式总结一、数列的概念1.数列:按照一定顺序排列的一列数。
2.项:数列中的每一个数。
3.项数:数列中数的个数。
4.首项:数列的第一项。
5.末项:数列的最后一项。
6.公差:等差数列中,相邻两项的差。
7.公比:等比数列中,相邻两项的比。
二、数列的递推公式1.等差数列的递推公式:an = a1 + (n-1)d–an:第n项–a1:首项2.等比数列的递推公式:an = a1 * q^(n-1)–an:第n项–a1:首项3.斐波那契数列的递推公式:an = an-1 + an-2–an:第n项–an-1:第n-1项–an-2:第n-2项三、数列的通项公式1.等差数列的通项公式:an = a1 + (n-1)d–an:第n项–a1:首项2.等比数列的通项公式:an = a1 * q^(n-1)–an:第n项–a1:首项3.斐波那契数列的通项公式:an = (1/√5) * [((1+√5)/2)^n - ((1-√5)/2)^n]–an:第n项四、数列的性质1.收敛性:数列的各项逐渐接近某个固定的数。
2.发散性:数列的各项无限增大或无限减小。
3.周期性:数列的各项按照一定周期重复出现。
五、数列的应用1.数学问题:求数列的前n项和、某项的值、数列的收敛性等。
2.实际问题:人口增长、贷款利息计算、等差数列的求和等。
六、数列的分类1.有限数列:项数有限的数列。
2.无限数列:项数无限的数列。
3.交错数列:正负交替出现的数列。
4.非交错数列:同号连续出现的数列。
5.常数数列:所有项都相等的数列。
6.非常数数列:各项不相等的数列。
综上所述,数列的递推公式和通项公式是数列学中的重要知识点,通过这些公式,我们可以求解数列的各种问题。
同时,了解数列的性质和分类,有助于我们更好地理解和应用数列。
习题及方法:1.习题一:已知等差数列的首项为3,公差为2,求第10项的值。
答案:a10 = 3 + (10-1) * 2 = 3 + 18 = 21解题思路:利用等差数列的递推公式an = a1 + (n-1)d,将给定的首项和公差代入公式,求得第10项的值。
数列的递推公式与通项公式前n项和公式
二、数列的递推公式与通项公式、前n 项和公式一、知识点回顾:1、递推公式定义:如果已知数列{}n a 的第1项(或前几项),且任一项n a 与它的前一项1n a -(或前几项)间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的递推公式。
2、数列前n 项和S n 与通项a n 的关系式:a n =⎩⎨⎧--11s s s n n 12=≥n n 。
在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项公式a n 的关系,是本讲内容一个重点,要认真掌握之。
注意:(1)用1--=n n n S S a 求数列的通项公式时,你注意到此等式成立的条件了吗?(2n ≥,当1n =时,11S a =);若a 1 适合由a n 的表达式,则a n 不必表达成分段形式,可化统一为一个式子。
(2)一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
3、数列的通项的求法:⑴公式法:①等差数列通项公式;②等比数列通项公式。
⑵已知n S (即12()n a a a f n +++= )求n a ,用作差法:{11,(1),(2)n nn S n a S S n -==-≥。
一般地当已知条件中含有n a 与n S 的混合关系时,常需运用关系式1--=n n n S S a ,先将已知条件转化为只含n a 或n S 的关系式,然后再求解。
⑶已知12()n a a a f n = 求n a ,用作商法:(1),(1)(),(2)(1)n f n f n a n f n =⎧⎪=⎨≥⎪-⎩。
⑷若1()n n a a f n +-=求n a 用累加法:11221()()()n n n n n a a a a a a a ---=-+-++- 1a +(2)n ≥。
⑸已知1()n n a f n a +=求n a ,用累乘法:121121n n n n n a a aa a a a a ---=⋅⋅⋅⋅ (2)n ≥。
高中数学选择性必修二 4 1 2数列的递推公式(知识梳理+例题+变式+练习)(含答案)
4.1.2 数列的递推公式知识点一数列的递推公式如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.数列递推公式与通项公式的关系:递推公式表示a n 与它的前一项a n -1(或前n 项)之间的关系,而通项公式表示a n 与n 之间的关系. 要点二 a n 与S n 的关系1.前n 项和S n :把数列{a n }从第1项起到第n 项止的各项之和,称为数列{a n }的前n 项和,记作S n ,即S n =12n a a a +++ 2.a n 与S n 的关系:a n =11,1,2n n S n S S n -=⎧⎨-≥⎩【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)根据通项公式可以求出数列的任意一项.( ) (2)有些数列可能不存在最大项.( ) (3)递推公式是表示数列的一种方法.( ) (4)所有的数列都有递推公式.( ) 【答案】(1)√(2)√(3)√(4)×2.数列{a n }中,a n +1=a n +2-a n ,a 1=2,a 2=5,则a 5=( ) A .-3 B .-11 C .-5 D .19 【答案】D【解析】a 3=a 2+a 1=5+2=7,a 4=a 3+a 2=7+5=12,a 5=a 4+a 3=12+7=19,故选D. 3.数列{a n }中,a n =2n 2-3,则125是这个数列的第几项( ) A .4 B .8 C .7 D .12 【答案】B【解析】令2n 2-3=125得n =8或n =-8(舍),故125是第8项.故选B. 4.已知数列{a n }的前n 项和为S n =n 2,则a n =________. 【答案】2n -1【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=n 2-n 2+2n -1=2n -1.当n =1时,a 1=S 1=1满足上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n -1.题型一 数列中项与项数关系的判断(1)写出数列的一个通项公式,并求出它的第20项;(2)判断42和10是不是该数列中的项?若是,指出是数列的第几项,若不是,请说明理由.【解析】(1)由于22=8,所以该数列前4项中,根号下的数依次相差3,所以它的一个通项公式为a n =3n -1;a 20=3×20-1=59.(2)令3n -1=42,两边平方得3n =33,解得n =11,是正整数令3n -1=10,两边平方得n =1013,不是整数.∴42是数列的第11项,10不是数列中的项. 【方法归纳】(1)由通项公式写出数列的指定项,主要是对n 进行取值,然后代入通项公式,相当于函数中,已知函数解析式和自变量的值求函数值.(2)判断一个数是否为该数列中的项,其方法是可由通项公式等于这个数求方程的根,根据方程有无正整数根便可确定这个数是否为数列中的项.(3)在用函数的有关知识解决数列问题时,要注意它的定义域是N *(或它的有限子集{1,2,3,…,n })这一约束条件.【跟踪训练1】已知数列{a n }的通项公式为a n =3n 2-28n . (1)写出此数列的第4项和第6项;(2)问-49是否是该数列的一项?如果是,应是哪一项?68是否是该数列的一项呢? 【解析】(1)a 4=3×42-28×4=-64, a 6=3×62-28×6=-60.(2)由3n 2-28n =-49解得n =7或n =73(舍去),所以-49是该数列的第7项.由3n 2-28n =68解得n =-2或n =343,所以68不是该数列的一项.题型二 已知S n 求a n例2 设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =2n 2-30n .求a n . 【解析】当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-30n -[2(n -1)2-30(n -1)]=4n -32 当n =1时,a 1=S 1=-28,适合上式, 所以a n =4n -32.借助a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,(n =1)S n -S n -1(n ≥2)【变式探究1】将本例中的“S n =2n 2-30n ”换为“S n =2n 2-30n +1”,求a n . 【解析】当n =1时,a 1=S 1=2×1-30×1+1=-27. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-30n +1-[2(n -1)2-30(n -1)+1] =4n -32.验证当n =1时,上式不成立∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧-27,n =14n -32,n ≥2.方法归纳已知数列{a n }的前n 项和公式S n ,求通项公式a n 的步骤: (1)当n =1时,a 1=S 1.(2)当n ≥2时,根据S n 写出S n -1,化简a n =S n -S n -1.(3)如果a 1也满足当n ≥2时,a n =S n -S n -1的通项公式,那么数列{a n }的通项公式为a n =S n -S n -1;如果a 1不满足当n ≥2时,a n =S n -S n -1的通项公式,那么数列{a n }的通项公式要分段表示为a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1S n -S n -1,n ≥2.【跟踪训练2】已知数列:a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n 3,求a n .【解析】当n ≥2时,由a 1+3a 2+32a 3+…+3n -1a n =n 3,得a 1+3a 2+32a 3+…+3n -2a n -1=n -13,两式相减得3n -1a n =n 3-n -13=13,则a n =13n .当n =1时,a 1=13,满足a n =13n ,所以a n =13n .题型三 由数列递推公式求通项公式【例3】已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +n +1,则a n =________.【答案】n (n +1)2【解析】∵a n +1=a n +n +1,a 1=1,∴a n +1-a n =n +1, ∴a n -a n -1=n ,a n -1-a n -2=n -1,…,a 2-a 1=2 以上式子相加得: a n -a 1=2+3+…+n∴a n =1+2+3+…+n =n (n +1)2.变形为:a n +1-a n =n +1,照此递推关系写出前n 项中任意相邻两项的关系,这些式子两边分别相加可求. 【变式探究2】若将“a n +1=a n +n +1”改为“a n +1=nn +1a n”,则a n =________.【答案】1n【解析】∵a n +1=n n +1a n ,a 1=1,∴a n +1a n =nn +1,∴a n a n -1=n -1n ,a n -1a n -2=n -2n -1,…,a 2a 1=12,以上式子两边分别相乘得:a n a 1=n -1n ×n -2n -1×…×12=1n∴a n =1n a 1=1n .【方法归纳】由数列的递推公式求通项公式时,若递推关系为a n +1=a n +f (n )或a n +1=g (n )·a n ,则可以分别通过累加法或累乘法求得通项公式,即:(1)累加法:当a n =a n -1+f (n )时,常用a n =a n -a n -1+a n -1-a n -2+…+a 2-a 1+a 1求通项公式.(2)累乘法:当a n a n -1=g (n )时,常用a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1求通项公式.【跟踪训练3】在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n =( ) A .2+ln n B .2+(n -1)ln n C .2+n ln n D .1+n +ln n 【答案】A【解析】∵在数列{a n }中,a n +1-a n =ln ⎝⎛⎭⎫1+1n =ln n +1n∴a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=ln n n -1+ln n -1n -2+…+ln 21+2=ln ⎝⎛⎭⎪⎫n n -1·n -1n -2·…·21+2=2+ln n .故选A.【易错辨析】数列中忽视n 的限制条件致误【例4】设S n 为数列{a n }的前n 项和,log 2(S n +1)=n +1,则a n =________.【答案】⎩⎪⎨⎪⎧3,n =12n ,n ≥2【解析】由log 2(S n +1)=n +1得S n +1=2n +1,∴S n =2n +1-1当n ≥2时a n =S n -S n -1=2n +1-1-2n +1=2n .当n =1时,a 1=S 1=3.经验证不符合上式.∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧3,n =12n ,n ≥2.【易错警示】1. 出错原因忽视n =1的情况致错,得到错误答案:a n =2n . 2. 纠错心得已知a n 与S n 的关系求a n 时,常用a n =S n -S n -1(n ≥2)来求a n ,但一定要注意n =1的情况.一、单选题1.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,2(1)nn S a n n =+-,(*n N ∈),若()22112n S S S n n+++--2013=,则n 的值为( ). A .1007 B .1006 C .2012 D .2014【答案】A 【分析】根据数列n a 与n S 的关系证得数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以1为首项,以2为公差的等差数列,利用等差数列的前n 项和公式求出题中的式子,化简计算即可. 【解析】2(1)nn S a n n=+-, 12(1)(2)nn n S S S n n n-∴-=+-, 整理可得,1(1)2(1)n n n S nS n n ---=-, 两边同时除以(1)n n -可得12(2)1n n S S n n n --=-,又111S = ∴数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以1为首项,以2为公差的等差数列,2321(1)23nS S S S n n∴++++-- 2(1)12(1)2n n n n -=⨯+⨯-- 22(1)n n =--21n =-,由题意可得,212013n -=, 解得1007n =. 故选:A .2.南宋数学家杨辉在《解析九章算法》和《算法通变本末》中,提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列,如数列1,3,6,10,前后两项之差得到新数列2,3,4,新数列2,3,4为等差数列,这样的数列称为二阶等差数列.对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”.现有高阶等差数列,其前7项分别为3,4,6,9,13,18,24,则该数列的第19项为( ) A .171 B .190 C .174 D .193【答案】C 【分析】根据题意可得数列3,4,6,9,13,18,24,⋯,满足:11(2)n n a a n n --=-,13a =,从而利用累加法即可求出n a ,进一步即可得到19a 的值. 【解析】3,4,6,9,13,18,24,后项减前项可得1,2,3,4,5,6,所以()1112,3n n a a n n a --=-≥=, 所以()()()112211n n n n n a a a a a a a a ---=-+-++-+()()1213n n =-+-+++()()()111133,222n n n n n -+⋅--=+=+≥.所以19191831742a ⨯=+=. 故选:C3.在数列{}n a 中,11a =,121nn n a a +-=-,则9a =( )A .512B .511C .502D .503【答案】D 【分析】利用累加法先求出通项即可求得答案. 【解析】因为11a =,121nn n a a +-=-,所以()()()121321n n n a a a a a a a a -=+-+-++-=()()()21211(21)21211222(1)2n n n n n --+-+-++-=++++--=-,所以9929503a =-=.故选:D. 4.数列23,45,69,817,1033,…的一个通项公式为( )A .221n n n a =+ B .2221n n n a +=+ C .1121n n n a ++=-D .12222n n n a ++=+【答案】A 【分析】根据数列中项的规律可总结得到通项公式. 【解析】1221321⨯=+,2422521⨯=+,3623921⨯=+,48241721⨯=+,510253321⨯=+, ∴一个通项公式为:221n nna =+. 故选:A.5.下列命题不正确的是( )A 的一个通项公式是n aB .已知数列{},3n n a a kn =-,且711a =,则1527a =C .已知数列{}n a 的前n 项和为()*,25n n n S S n N =-∈,那么123是这个数列{}n a 的第7项D .已知()*1n n a a n n N +=+∈,则数列{}n a 是递增数列【答案】C 【分析】A:根据被开方数的特征进行判断即可;B:运用代入法进行求解判断即可;C:根据前n项和与第n项之间的关系进行求解判断即可;D:根据递增数列的定义进行判断即可.【解析】对于A31⇒⨯na⇒=A正确;对于B,3na kn=-,且7151122327na k a n a=⇒=⇒=-⇒=,B正确;对于C,()*25nnS n N=-∈,13a=-,当2,n n N*≥∈时,111222n n nn n na S S---=-=-=,12127n-=,无正整数解,所以123不是这个数列{}n a的第7项,C错误;对于D.由()*11,0n n n na a n n N a a n++=+∈-=>,易知D正确,故选:C.6.已知数列{}n a的前n项和2nS n=,则数列11n na a+⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前99项和为()A.1168B.1134C.198199D.99199【答案】D【分析】先根据11,2,1n nnS S naS n--≥⎧=⎨=⎩,求出21na n=-,然后利用裂项相消求和法即可求解.【解析】解:因为数列{}n a的前n项和2nS n=,2121nS n n-=-+,两式作差得到21(2)na n n=-≥,又当1n=时,21111a S===,符合上式,所以21na n=-,111111(21)(21)22121n na a n n n n+⎛⎫==-⎪-+-+⎝⎭,所以12233411111n na a a a a a a a+++++=111111111111233557212122121n n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++-=-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 所以12233499100111199992991199a a a a a a a a ++++==⨯+. 故选:D.7.数列{}n a 中的前n 项和22nn S =+,数列{}2log n a 的前n 项和为n T ,则20T =( ).A .190B .192C .180D .182【答案】B 【分析】根据公式1n n n a S S -=-计算通项公式得到14,12,2n n n a n -=⎧=⎨≥⎩,故2,11,2n n b n n =⎧=⎨-≥⎩,求和得到答案.【解析】当1n =时,111224a S ==+=;当2n ≥时,()11112222222n n n n n n n n a S S ----=-=+-+=-=,经检验14a =不满足上式,所以14,12,2n n n a n -=⎧=⎨≥⎩, 2log n n b a =,则2,11,2n n b n n =⎧=⎨-≥⎩,()201911921922T ⨯+=+=. 故选:B.8.已知数列{}n a 满足11a =,()()()11*12n n n n a a a a n N n n ++-=∈++,则10a 的值为( )A .1231B .2231C .1D .2【答案】B 【分析】首先根据已知条件得到1111112n n a a n n +-=-++,再利用累加法求解即可. 【解析】 因为()()()*1112n n n n a a n n n N a a ++++=∈-,所以()()()*11112nn n n a a n N a a n n ++-=∈++, 所以()()111111212n n n n a a a a n n n n ++-==-++++,即1111112n n a a n n +-=-++,当2n ≥时,11221111111n n n n a a a a a a ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+⋯+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭1111111123n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+⋯+- ⎪⎪+ ⎪ ⎝⎭⎝⎭-⎝⎭, 1111121n a a n -=-+,解得()11131122122n n n a n n +=-+=≥++ 当1n =时,上式成立,故2231n n a n +=+,故102022230131a +==+. 故选:B二、多选题9.数列{a n }的前n 项和为S n ,()*111,2N n n a a S n +==∈,则有( )A .S n =3n -1B .{S n }为等比数列C .a n =2·3n -1D .21,123,2n n n a n -=⎧=⎨⋅≥⎩【答案】ABD 【分析】根据11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求得n a ,进而求得n S 以及判断出{}n S 是等比数列.【解析】依题意()*111,2N n n a a S n +==∈,当1n =时,2122a a ==, 当2n ≥时,12n n a S -=,11222n n n n n a a S S a +--=-=,所以13n n a a +=,所以()2223232n n n a a n --=⋅=⋅≥,所以21,123,2n n n a n -=⎧=⎨⋅≥⎩. 当2n ≥时,1132n n n a S -+==;当1n =时,111S a ==符合上式,所以13n n S -=.13n nS S +=,所以数列{}n S 是首项为1,公比为3的等比数列. 所以ABD 选项正确,C 选项错误.故选:ABD10.已知数列{}n a 的前n 项和22n n nS +=,数列{}n b 满足1n n b a =,若n b ,2n b +,n k b +(k *∈N ,2k >)成等差数列,则k 的值不可能是( ) A .4 B .6 C .8 D .10【答案】AD 【分析】利用n a 与n S 的关系,求得n a ,进而求得n b ,然后根据n b ,2n b +,n k b +(k *∈N ,2k >)成等差数列,得到n 与k 的关系,进而求得答案.【解析】当1n =时,11212a S ===,当2n ≥时,()()2211122n n n n n n n a S S n --+++=-=-=,故n a n =(N n *∈),11n n b a n ==(N n *∈).因为n b ,2n b +,n k b +(N k *∈,2k >)成等差数列,所以22n n n k b b b ++=+,即2112n n n k=+++,所以48422n k n n ==+--,(2k >,N k *∈),从而2n -的取值为1,2,4,8,则对应的k 的值为12,8,6,5,所以k 的值不可能是4,10, 故选:AD .第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题11.数列{}n a 的前n 项的和231n S n n =++,n a =________.【分析】利用2n 时,1n n n a S S -=-求n a ,同时注意11a S =. 【解析】解析:由题可知,当2n 时,1n n n a S S -=-22313(1)(1)1n n n n ⎡⎤=++--+-+⎣⎦62n =-,当1n =时,113115a S ==++=,故答案为:5,162,2n n n =⎧⎨-⎩.12.设数列{a n }的前n 项和为S n =2n -3,则a n =________.【答案】【解析】解析 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n -3)-[2(n -1)-3]=2,又a 1=S 1=2×1-3=-1,故a n =13.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,若n n a b S +=,2414a a =,则数列{}n a 的通项公式为___________. 【答案】212n -⎛⎫ ⎪⎝⎭或212n -⎛⎫- ⎪⎝⎭【分析】 由n n a b S +=可得数列{}n a 是公比为12的等比数列,然后根据2414a a =求出21a =即可. 【解析】因为n n a b S +=,所以当1n =时,1112b a S a +==,即12b a = 当2n ≥时,11n n b a S --+=,然后可得10n n n a a a --+=,即()1122n n a a n -=≥ 所以数列{}n a 是公比为12的等比数列 所以21124b a a ==,4111816a a b ==, 因为22411644a ab ==,所以4b =±, 当4b =时, 21a =,2221122n n n a a --⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当4b =-时, 21a =-,2221122n n n a a --⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故答案为:212n -⎛⎫ ⎪⎝⎭或212n -⎛⎫- ⎪⎝⎭四、解答题 14.已知数列{}n a 的前n 项和()2*2n S n kn k N =-+∈,且n S 的最大值为4.(1)求常数k 及n a ;(2)设()17n n b n a =-,求数列{}n b 的前n 项和n T . 【答案】(1)2k =,25n a n =-+ (2)2(1)n n T n =+ 【分析】(1)由于()222*2()n S n kn n k k k N =-+=--+∈,则可得24k =,从而可求出2k =,然后利用11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求出n a , (2)由(1)可得11121n b n n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭,然后利用裂项相消求和法求解即可 (1)因为()222*2()n S n kn n k k k N =-+=--+∈,所以当n k =时,n S 取得最大值2k , 所以24k =,因为*k N ∈,所以2k =,所以24n S n n =-+,当1n =时,11143a S ==-+=,当2n ≥时,2214[(1)4(1)]25n n n a S S n n n n n -=-=-+---+-=-+,13a =满足上式,所以25n a n =-+(2)由(1)可得()()11111177252(1)21n n b n a n n n n n n ⎛⎫====- ⎪-+-++⎝⎭, 所以1111111112222321n T n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯-+⨯-+⋅⋅⋅+⨯- ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 111212(1)n n n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭ 15.已知数列{}n a 满足()23*1232222n n a a a a n n N ++++=∈,求数列{}n a 的通项公式.【答案】12n na =【分析】 先根据前n 项和与通项的关系得12n n a =,再检验1n =时也满足条件即可求得答案. 【解析】因为23*1232222()n n a a a a n n N ++++=∈①, 所以()2311231222212n n a a a x a n n --++++=-≥②, ①-②得21(2)n n a n =≥,即 12n n a =, 当1n =时,112a =,满足12n n a =, 所以12n na = 16.已知数列{}n a 的前n 项和112n n S ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求数列{}n a 的通项公式. 【答案】312122n n n a n ⎧=⎪⎪=⎨⎛⎫⎪-≥ ⎪⎪⎝⎭⎩ 【分析】根据n S 与n a 的关系式,求解数列的通项公式即可.需要注意验证首项.【解析】()111111222n n n n S S n --⎛⎫⎛⎫=+∴=+≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭①②-①②得()122n n a n ⎛⎫=-≥ ⎪⎝⎭ 根据题意,1111311222a S ⎛⎫==+=≠- ⎪⎝⎭ 所以数列的通项公式为312122n n n a n ⎧=⎪⎪=⎨⎛⎫⎪-≥ ⎪⎪⎝⎭⎩。
数列递推公式的九种方法
数列递推公式的九种方法1.等差数列递推公式:在等差数列中,相邻两项之间存在相同的差。
如果已知等差数列的首项为a1,公差为d,可以求得递推公式为an = a1 + (n-1)d,其中n为第n项。
2.等比数列递推公式:在等比数列中,相邻两项之间的比值相同。
如果已知等比数列的首项为a1,公比为r,可以求得递推公式为an = a1 * r^(n-1),其中n为第n项。
3. 几何数列递推公式:几何数列是一种特殊的等比数列,其公比是常数项。
如果已知几何数列的首项为a1,公比为r,可以求得递推公式为an = a1 * r^(n-1),其中n为第n项。
4. 斐波那契数列递推公式:斐波那契数列是一种特殊的数列,每一项都是前两项的和。
斐波那契数列的递推公式为an = an-1 + an-2,其中n为第n项,a1和a2为前两项。
5. 回型数列递推公式:回型数列是一种特殊的数列,它的每一项都是由周围的四个数字决定的。
回型数列的递推公式为an = an-1 + 8 * (n-1),其中n为第n项,a1为第一项。
6. 斯特恩-布洛特数列递推公式:斯特恩-布洛特数列是一种特殊的数列,它的每一项都是由前一项和当前项之和的约数个数决定的。
斯特恩-布洛特数列的递推公式为an = 2 * an-1 - an-2,其中n为第n项,a1和a2为前两项。
7. 阶乘数列递推公式:阶乘数列是一种特殊的数列,它的每一项都是前一项的阶乘。
阶乘数列的递推公式为an = n * (n-1) * ... * 3 * 2 * 1,其中n为第n项,a1为第一项。
8. 斯特林数列递推公式:斯特林数列是一种特殊的数列,它的每一项都是由前一项和当前项之积的和决定的。
斯特林数列的递推公式为an = an-1 * n + 1,其中n为第n项,a1为第一项。
9. 卡特兰数列递推公式:卡特兰数列是一种特殊的数列,它的每一项都是由前一项和当前项之和的乘积决定的。
卡特兰数列的递推公式为an = (4*n - 2) / (n + 1) * an-1,其中n为第n项,a1为第一项。
数列的几种递推公式
数列的几种递推公式数列是指按照一定规律排列的一组数。
在数学中,数列可以通过递推公式来定义,并通过这些公式推导出数列中的每一项。
一、等差数列等差数列是指数列中的每一项与它前一项之差都相等的数列。
递推公式为:an = a1 + (n-1)d,其中an为第n项,a1为首项,d为公差。
等差数列常用的公式有:1. 前n项和公式:Sn = n/2 * (a1 + an) = n/2 * (2a1 + (n-1)d)2.等差数列的通项公式:an = a1 + (n-1)d二、等比数列等比数列是指数列中的每一项与它前一项之比都相等的数列。
递推公式为:an = a1 * r^(n-1),其中an为第n项,a1为首项,r为公比。
等比数列常用的公式有:1.前n项和公式(当,r,<1时):Sn=a1*(1-r^n)/(1-r)2.当,r,>=1时,等比数列的通项公式无法表示为简单的形式,但可以利用对数函数求出。
三、斐波那契数列斐波那契数列是指数列中的每一项都是前两项之和的数列。
递推公式为:an = an-1 + an-2,其中a1=1,a2=1或a1=0,a2=1、斐波那契数列的特点是前两项都是1,从第三项开始,每一项均等于它前面两个数之和。
斐波那契数列的递推公式不是一个通式,但可以通过递归方式计算任意项。
四、等差-等比混合数列等差-等比混合数列是指数列中的每一项既满足等差数列的递推公式,又满足等比数列的递推公式。
递推公式为:an = (a1 + (n-1)d) * r^(n-1),其中an为第n项,a1为首项,d为等差公差,r为等比公比。
等差-等比混合数列的前n项和公式比较复杂,一般通过将混合数列分解为等差数列和等比数列,再分别求和的方式计算。
五、三角数列三角数列是一种特殊的数列,其中每一项都是等差数列的前n项和。
递推公式为:an = n(n+1) / 2,其中an为第n项。
六、幂指数数列幂指数数列是一种特殊的数列,其中每一项都是常数a的指数幂的形式。
数列的求和公式和递推公式
数列的求和公式和递推公式一、数列的求和公式1.等差数列求和公式:设等差数列的首项为a1,末项为an,公差为d,项数为n,则等差数列的求和公式为:S = n/2 * (a1 + an) = n/2 * (2a1 + (n -1)d)。
2.等比数列求和公式:设等比数列的首项为a1,公比为q(q≠1),项数为n,则等比数列的求和公式为:S = a1 * (1 - q^n) / (1 - q),当q=1时,S = n * a1。
3.斐波那契数列求和公式:设斐波那契数列的前n项和为S,则有S =F(n+2) - 1,其中F(n)为斐波那契数列的第n项。
4.平方数列求和公式:设平方数列的前n项和为S,则有S = n(n +1)(2n + 1) / 6。
5.立方数列求和公式:设立方数列的前n项和为S,则有S = n^2(n + 1)/ 2。
二、数列的递推公式1.等差数列递推公式:设等差数列的第n项为an,首项为a1,公差为d,则等差数列的递推公式为:an = a1 + (n - 1)d。
2.等比数列递推公式:设等比数列的第n项为an,首项为a1,公比为q(q≠1),则等比数列的递推公式为:an = a1 * q^(n-1)。
3.斐波那契数列递推公式:设斐波那契数列的第n项为F(n),则有F(n)= F(n-1) + F(n-2),其中F(1)=1,F(2)=1。
4.线性递推公式:设数列的第n项为an,首项为a1,公差为d,则线性递推公式为:an = an-1 + d。
5.多项式递推公式:设数列的第n项为an,首项为a1,多项式系数为c1, c2, …, cm,则多项式递推公式为:an = c1 * an-1 + c2 * an-2 + … + c m * an-m。
通过以上知识点的学习,学生可以掌握数列的求和公式和递推公式的基本概念和方法,为高中数学学习打下基础。
习题及方法:1.等差数列求和习题:已知等差数列的首项为3,末项为20,公差为2,求该数列的前10项和。
数列的递推关系学习数列的递推规律和计算方法
数列的递推关系学习数列的递推规律和计算方法数列的递推关系:学习数列的递推规律和计算方法数列是数学中常见的一种数值序列,它是按照一定规律排列起来的一系列数。
数列可以用来描述各种问题和现象,而数列的递推关系是研究数列规律的重要方法之一。
本文将介绍数列的递推关系的概念、性质以及计算方法。
一、数列的递推关系的概念和性质数列的递推关系是指数列中第n项与前面的项之间的关系。
常见的递推关系包括等差数列和等比数列。
1. 等差数列的递推关系等差数列是指数列中相邻两项之间的差值保持不变的一种数列。
设等差数列的首项为a₁,公差为d,那么数列的递推关系可以表示为:aₙ = aₙ₋₁ + d2. 等比数列的递推关系等比数列是指数列中相邻两项之间的比值保持不变的一种数列。
设等比数列的首项为a₁,公比为r,那么数列的递推关系可以表示为:aₙ = aₙ₋₁ * r以上两种递推关系是数列的基本形式,其他更复杂的递推关系可以通过这两种基本形式进行推导得到。
数列递推关系具有以下性质:- 递推关系是数列中相邻两项之间的关系,通过已知的前一项或前几项可推出后一项的值;- 递推关系可以用来描述数列的规律和特点,从而方便计算和推导数列的其他属性;- 递推关系可以理解为数列中每一项都与前面的项直接相关,通过递推关系可以将整个数列联系起来。
二、数列递推关系的计算方法1. 已知递推关系求数列的特定项当已知数列的递推关系和首项时,可以通过递推关系计算出数列的任意项。
以等差数列为例,假设已知等差数列的首项为a₁,公差为d,要求第n项的值aₙ。
根据等差数列的递推关系可得:aₙ = aₙ₋₁ + d代入首项可得:aₙ = a₁ + (n-1)d以等比数列为例,假设已知等比数列的首项为a₁,公比为r,要求第n项的值aₙ。
根据等比数列的递推关系可得:aₙ = aₙ₋₁ * r代入首项可得:aₙ = a₁ * r^(n-1)2. 已知递推关系求数列的前n项和当已知数列的递推关系和首项时,可以通过递推关系计算数列的前n项和。
数列的递推关系与极限计算
数列的递推关系与极限计算数列是数学中非常重要的概念,它是由一系列按照特定规律排列的数字组成的序列。
在数学中,我们常常需要通过递推关系来定义数列,并通过极限计算来分析数列的性质和趋势。
本文将就数列的递推关系与极限计算展开讨论。
一、递推关系的定义与性质数列的递推关系是指通过前一项或前几项来推导出下一项的关系式。
常见的递推关系包括等差数列、等比数列和斐波那契数列等。
下面以等差数列为例进行讨论。
等差数列的递推关系可以表示为an = an-1 + d,其中an表示数列的第n项,d为公差。
根据递推关系,我们可以通过已知的前一项或前几项,利用关系式计算出数列的后一项。
数列的递推关系具有以下性质:1. 递推关系确定了数列中每一项与前一项的关系,使得数列具有一定的规律性;2. 通过递推关系,我们可以计算数列中任意一项的值,并继续向后推导;3. 递推关系可以帮助我们研究数列的性质和趋势,比如数列是否有界、是否趋于无穷大等。
二、极限的概念与应用极限是数学中一个重要的概念,用于描述函数或序列在无穷接近某一点或无穷远离某一点时的性质。
在数列中,我们常常需要通过极限的概念来研究数列的收敛性和趋势。
数列的极限可以形式化地定义为:对于数列{an},当n趋向于无穷大时,如果存在常数L,使得对于任意给定的正数ε,总存在正整数N,使得当n>N时,有|an - L| < ε成立,则称数列{an}收敛于L,记作lim(n→∞)an = L。
通过极限的计算,我们可以得到数列的某些重要性质:1. 当数列收敛时,极限值是唯一的;2. 如果数列的极限存在,则数列必定是有界的;3. 收敛数列满足保号性,即若an > 0,则L > 0,若an < 0,则L < 0。
三、递推关系与极限计算的应用递推关系与极限计算在数学中有着广泛的应用。
下面以一个例子展示递推关系与极限计算的应用。
考虑数列{an},其中a1 = 1,an+1 = 1 + 1/an。
数列极限三项递推
数列极限三项递推
数列极限三项递推是指在数列中相邻三项之间存在递推关系,可以通过寻找递推规律来求解数列极限。
下面是一个简单的例子:
假设一个数列的相邻三项为$a_n$、$a_{n+1}$和$a_{n+2}$,且满足$a_{n+2}=3a_{n+1}-2a_n$。
如果能够及时发现数列中相邻三项的系数特征,想到将$3$分成$1$和$2$,从而将中间项分别与两项结合,就可以将问题进行转化。
从特殊到一般是将问题高度抽象概括的过程,如例1之后的及时总结,而从一般到特殊则有利于对问题的识别,强化对通性通法的识别与应用,如总结之后所出示的例2就是为了达到这一目的。
总的来说,求解数列极限的三项递推需要敏锐的观察力和扎实的数学基础,在解决问题的过程中,要注意观察、分析问题信息中的数式或图形的特征,寻求问题的特解。
数列的递推
数列的递推(一)数列问题的核心是通项,而通项的求解主要是研究递推关系。
一、常见的递推方法:(一)迭(叠)加法: 若数列}{n a 满足)(,11n f a a a a n n =-=+,则可迭加法:在前式中分别令n 取1,2,3…)1(-n 所得1-n 个式子累加起来得:a m f a n m n ∑-=+=11)((二)迭乘法: 若数列}{n a 满足)(,11n f a a a a n n==- 则可使用迭乘法:同理可得: a m f a a a a a a a a a a n m n n n n n n n ⋅∏=⋅⋅⋅=-=-----)( (1111)232211 (注:∏为连乘号)(三)待定系数法: 若数列}{n a 满足βα+⋅==+n n a a a a 11,, 则可使用待定系数法:设)(1x a x a n n +=++αx a a n n )1(1-+⋅=⇔+αα,从而有1)1(-=⇒=⋅-αββαx x 为常数由}{x a n +是以α为公比的等比数列可得:1)1()(111--⋅-+=∴⋅+=+--αβααβαn n n n a a x a x a (四)特征方程法:若数列}{n a 满足0,,1221=⋅+⋅+==++n n n a a a b a a a βα,则可先解方程: 02=+⋅+βαx x ,(21,0x x 得两根>∆,由韦达定理可证得下列结论成立)(21x x ≠) ⇔⋅-=⋅-+++)(211122n n n n a x a x a x a 012=⋅+⋅+++n n n a a a βα)(112112n n n n a x a x a x a ⋅-=⋅-⇔+++上式说明121}{x a x a n n 是以⋅-+为公比的等比数列(211}{x a x a n n 是以⋅-+为公比的等比数列) 从而得1112221)(-+⋅⋅-=⋅-n n n x a x a a x a 再由等式两边除以12+n x 得:1212222121)()(-++⋅⋅-=-n nn n n x x x x a b x a x a 迭加法可求出121++n n x a 进上步可得}{n a 的通项必有形状: n nx p x m a ⋅+⋅=解方程求出也可由其中b a a a p m ==,,()(注意:特征方程法的结论在大题中不能使用,但可利用它进行分解转化成等比数列)以上四种方法对应的递推关系,我们习惯上称之为:象等差型(迭加法)、象等比型(迭乘法)、一阶线性递推(待定系数)、二阶线性递推(特征方程)(五)归纳法:先计算...,,321a a a 猜想通项,再用数学归纳法证明,归纳法适用于任何递推关系。
数列的递推与递归
数列的递推与递归数列是数学中常见的概念,广泛应用于各个领域。
而数列的递推与递归是数列研究中的两个重要概念。
本文将探讨数列的递推和递归的含义、特点以及其应用。
一、数列的递推数列的递推是指通过前一项或前几项来确定后一项的方法。
递推关系通常是数列的定义式,可以通过运算操作或公式得出。
递推关系常见的形式有线性递推和非线性递推。
1.1 线性递推线性递推是指数列中的项与前一项之间存在线性关系。
常见的线性递推关系是通过数列的差分算子来表示的。
例如,一个数列的线性递推关系为an = an-1 + d,其中an表示第n个项,d为公差。
1.2 非线性递推非线性递推是指数列中的项与前一项之间存在非线性关系。
这种关系常见于一些特殊的数列,如Fibonacci数列和Lucas数列。
非线性递推的定义通常需要借助递推关系表达式或者递推公式。
二、数列的递归数列的递归是指通过前面的项来定义后一项的方法。
递归关系通常是用数列前一项的表达式来表示的。
递归关系是数列的重要定义方式,可以描述数列的规律与特性。
2.1 线性递归线性递归是指数列的每一项都由前面的有限个项来确定的递归关系。
例如,斐波那契数列就是一个线性递归数列,其递推关系为Fn = Fn-1+ Fn-2,其中F0 = 0,F1 = 1为初始条件。
2.2 非线性递归非线性递归是指数列的每一项都由前面的无限项来确定的递归关系。
这种递归关系常见于一些特殊的数列,如康托尔集合和自然数集合等。
三、递推与递归的应用递推与递归在数学中有广泛的应用,特别是在数列和函数的研究中起到重要作用。
3.1 数列模型递推和递归可以用来建立数列的模型,通过递推或递归关系可以简洁地描述数列的变化规律。
这种模型常用于解决实际问题中的数学建模和计算机算法等领域。
3.2 函数拟合递推和递归可以应用于函数拟合问题。
通过数列的递推或递归关系,可以得到一组函数值,从而拟合出数学函数表达式,用来描述实际问题中的规律和趋势。
数列的概念与递推关系
数列的概念与递推关系数列是数学中常见的一种数学对象,它由一系列按照一定规律排列的数字组成。
在数列中,每一个数字称为数列的项。
数列的概念与递推关系是数学中的重要内容,本文将介绍数列的概念以及递推关系的应用。
一、数列的概念数列可以通过将数字按照一定规律排列来表示。
通常情况下,我们用字母 a 来表示数列的每一项,用 n 来表示项的位置。
一个数列可以表示为 a1, a2, a3, ..., an, ...。
其中,a1 表示数列的第一项,a2 表示数列的第二项,以此类推。
数列可以是有限的,也可以是无限的。
有限数列的项数是有限的,无限数列的项数是无限的。
二、递推关系递推关系是指数列中每一项与它前面的某一项之间的关系。
递推关系可以用来确定数列中任意一项的值。
常见的递推关系有等差数列和等比数列。
1. 等差数列等差数列是指数列中每一项与它前面的一项之间的差值相等。
设数列为 a1, a2, a3, ..., an, ...,则它的递推关系为 an = an-1 + d,其中 d 为公差。
公差 d 表示数列中相邻两项之间的差值。
等差数列的通项公式为 an = a1 + (n-1)d。
通项公式可以用来直接计算数列中任意一项的值。
2. 等比数列等比数列是指数列中每一项与它前面的一项之间的比值相等。
设数列为 a1, a2, a3, ..., an, ...,则它的递推关系为 an = an-1 * r,其中 r 为公比。
公比 r 表示数列中相邻两项之间的比值。
等比数列的通项公式为 an = a1 * r^(n-1)。
同样可以利用通项公式计算数列中任意一项的值。
三、数列的应用数列的概念与递推关系在数学中有广泛的应用。
以下是数列应用的一些例子:1. 数列求和通过递推关系,我们可以得到数列的通项公式,从而可以计算数列的前 n 项和。
数列求和在实际生活中有很多应用,比如计算金融投资中的收益、计算物理学中的位移、速度等。
2. 等差数列与等差数列等差数列与等差数列都是常见的数学模型。
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公务员考试行测常考题型:数列递推规律递推数列是数列推理中较为复杂的一类数列。
其推理规律变化多样,使得很多考生不易察觉和掌握。
要想掌握递推数列的解题方法,需要从两个方面入手。
一是要清楚递推数列的“鼻祖”,即最典型、最基础的递推数列;二是要明确递推规律的变化方式。
(一)递推数列的“鼻祖”1,1,2,3,5,8,13,21……写出这个数列之后,有不少考生似曾相识。
其中有一些考生知道,这个数列被称为“斐波那契(Febonacci,原名Leonardo,12-13世纪意大利数学家)数列”或者“兔子数列”。
这些考生中还有一些人知道这个数列的递推规律为:从第三项开始,每一项等于它之前两项的和,用数学表达式表示为这个递推规律是整个数列推理中递推数列的基础所在。
在公务员考试中,曾经出现过直接应用这个规律递推的数列。
例题1:(2002年国家公务员考试A类第4题)1,3,4,7,11,()A.14B.16C.18D.20【答案】:C。
【解析】:这道题可以直接应用斐波那契数列的递推规律,即因此所求项为7+11=18(二)递推规律的多种变式例题2:(2006年北京市大学应届毕业生考试第1题)6,7,3,0,3,3,6,9,5,()A.4B.3C.2D.1【答案】:A。
【解析】:这是很别致的一道试题。
从形式上看,这个数列很特殊,不仅给出的已知项达到了9项之多,而且每一项都是一位数字,由此可以猜到这个数列的运算规律。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律取“”的尾数由此可知所求项为取“9+5=14”的尾数,即4这道题的运算递推规律是将两项相加之和变为了取尾数。
例题3:(2005年国家公务员考试二卷第30题,2006年广东省公务员考试第5题)1,2,2,3,4,6,()A.7B.8C.9D.10【答案】:C。
【解析】:初看这道题容易将题目错看为一个简单的等差数列1,2,3,4,5,6……正是因为存在这样“先入为主”的观点,使得这道题的运算递推规律被隐藏起来。
其实本题的运算递推规律很简单。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为4+6-1=9这道题的运算递推规律是在两项相加的基础之上添加了常数项,在本题中常数项为“-1”,在其余题目当中,常数项还可能发生变化,如变为“+1”、“+2”、“-2”等。
例题4:(2006年北京户口京外大学应届毕业生考试第2题)3,2,8,12,28,()A.15B.32C.27D.52【答案】:D。
【解析】:在近几年的各类公务员考试中,这种类型的运算递推规律逐渐增多起来。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为28+2×12=52这道题的运算递推规律是在相加的两项中添加了系数。
有时候添加的系数是2、3等整数,可以添加在第一项上,也可以添加在第二项上。
有时候添加的系数较为复杂,甚至出现了分数等情况。
例题5:(2005年江苏省公务员考试第3题)12,4,8,6,7,()A.6B.6.5C.7D.8【答案】:B。
【解析】:从选项中看来,B选项较为特殊,唯有这个选项是一个小数,由此可以猜得这个数列的运算规律之中很可能包含“除以2”这个运算。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为1/2(6+7)=6.5这道题的运算递推规律是两项相加之后添加了1/2的系数。
例题6:(2002年国家公务员考试B类第4题)25,15,10,5,5,()A.10B.5C.0D.-5【答案】:C。
【解析】:这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为5-5=0这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“-”,由加法运算变为了减法运算。
但这类数列可以从后向前观察,发现仍然类似于两两相加得到第三项的规律。
例题7:(2006年广东省公务员考试第3题)1269,999,900,330,()A.190B.270C.299D.1900【答案】:D。
【解析】:这道题的运算规律很难发现。
在没有思路的情况下,建议各位考生仍然回到“数列的三个性质”当中来寻找突破口。
从增减性看来,这个数列是单调递减数列,但是递减快慢没有规律;从整除性看来,数列存在规律,所有数字都能够被3整除。
再看选项当中,只有B选项能够被3整除,由此猜测这道题的答案为B选项270。
但是细心的考生也许会发现,以往所有符合“整除性”规律的试题,将“猜”出的答案带入原数列当中通过逐项作差,总能得到简单的等差或者等比数列。
然而这道题将270带入原数列当中之后,并不能够通过逐项作差得到有规律的数列。
这道题是目前为止唯一一道考过的真题中既不符合增减性又不符合整除性的数列推理试题。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为(900-330)10/3=1900回过头来思考这道试题,发现出题人并没有给出这道试题的关键信息,如果1269之前还有一项则会出现小数,这样考生在推理运算递推规律时就有依可循。
有些考生也许对于“增减性”、“整除性”来判断选项这个方法产生了怀疑。
新东方北斗星詹凯老师以为,鉴于该种方法对绝大多数试题适用,而且类似本道例题的如此特殊的运算规律很少见,因此希望考生在实际考试当中能够仍然大胆的利用“整除性”来快速求解,赢得时间。
这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“-”,由加法运算变为了减法运算,同时加入了10/3的系数。
例题8:(2007年国家公务员考试第42题)1,3,4,1,9,()A.5B.11C.14D.64【答案】:D。
【解析】:在进行数字推理练习时,一定要对六则运算关系非常熟悉,养成良好的数字敏感度。
如果发觉这个数列的第三项4、第四项1、第五项9都是完全平方数,则运算规律不难推出。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为(9-1)2=64这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“-”,由加法运算变为了减法运算,同时添加了平方运算。
例题9:(2000年国家公务员考试第23题,2003年浙江省公务员考试第6题,2009年国家公务员考试大纲数字推理例题)1,2,2,4,(),32A.4B.6C.8D.16【答案】:C。
【解析】:这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为2×4=8这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“×”,由加法运算变为了乘法运算。
例题10:(2005年国家公务员考试二卷第34题)3,4,6,12,36,()A.8B.72C.108D.216【答案】:D。
【解析】:这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为(1/2)×(12×36)=216这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“×”,由加法运算变为了乘法运算,同时加入了1/2系数。
例题11:(2006年国家公务员考试一卷第35题)3,7,16,107,()A.1707B.1704C.1086D.1072【答案】:A。
【解析】:这道题其妙处在于出题人在选项当中给出了这道题运算递推规律的“线索”。
通过观察发现四个选项都是四位数,而其之前的选项只是很小的一个三位数。
由三位数递推到四位数的运算只能是进行乘法运算。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为107×16-5=1707在最后一步运算过程中,可以应用“尾数原则”。
这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“×”,由加法运算变为了乘法运算,同时添加了常数项“-5”。
例题12:(2007年北京市大学应届毕业生公务员考试第5题)9,6,3/2,4,()A.2B.3/4C.3D.3/8【答案】:D。
【解析】:运算递推的两个数字之间的运算法则为加法、减法、乘法的情况都出现过,那么试题的变化的必然规律之一就是引入除法运算。
由于选项当中也出现了两个分数,由此不仅可以肯定正确选项存在于两个分数选项当中,而且可以肯定在运算递推中引入了除法运算。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为(3/2)/4=3/8这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“÷”,由加法运算变为了除法运算。
但这类数列可以从后向前观察,发现仍然类似于两两相乘得到第三项的规律例题13:(2005年国家公务员考试一卷第34题)1,2,3,7,46,()A.2109B.1289C.332D.147【答案】:A。
【解析】:这道题的运算递推规律仍然可以从所给项的最后两项以及选项当中获取“线索”。
该数列的第四项为一个一位数,而第五项为两位数,同时选项当中出现了两个四位数选项,数位上的这种变化只能由“平方”或者“立方”运算形成。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为462-7=2109这道题的运算递推规律是将原运算递推的计算符号“+”变为了“-”,由加法运算变为了减法运算,同时添加了平方运算。
例题14:(2005年国家公务员考试一卷第30题)0,1,1,2,4,7,13,()A.22B.23C.24D.25【答案】:C。
【解析】:已知项有7项,说明该数列在进行递推时,使用的已知项应当比较多,由此可以猜出其运算递推规律。
这个数列从第三项开始存在运算递推规律由此可知所求项为13+7+4=24这道题的运算递推规律是将原运算递推的项数变为了三项相加。
总体来说,运算递推数列是公务员考试数字推理部分的重点和难点,而递推规律的变化也是多种多样,总结起来无非是两种变化。
一种是在原规律基础之上加入常数项、系数等;另一种是将原先的加法运算更换为减法、乘法、除法运算,甚至加入平方、立方运算。
对于更为复杂的运算递推数列,无非是将以上两种变化方式综合起来应用而已。
提醒各位考生,要熟练掌握运算递推数列需要做到两方面的工作,一方面要应用历年各地真题进行高强度练习,见到的递推规律越多,今后碰到类似的递推规律越觉得似曾相识;另一方面要对于不会以及做错的试题耐心地进行改正,弄懂所有的递推规律。