高中数学数列递推公式的九种常见模型
高中数学利用递推关系求数列通项的九种类型及解法
利用递推关系求数列通项的九种类型及解法某某汤阴一中 杨焕庆〔2006。
4〕1.形如)(1n f a a nn =-+型〔1〕假设f(n)为常数,即:d a a n n =-+1,此时数列为等差数列,那么n a =d n a )1(1-+.〔2〕假设f(n)为n 的函数时,用累加法. 方法如下: 由 )(1n f a a n n =-+得:2≥n 时,)1(1-=--n f a a n n ,)2(21-=---n f a a n n ,)2(23f a a =-)1(12f a a =-所以各式相加得 )1()2()2()1(1f f n f n f a a n +++-+-=- 即:∑-=+=111)(n k n k f a a .为了书写方便,也可用横式来写:2≥n 时,)1(1-=--n f a a n n ,∴112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=---=1)1()2()2()1(a f f n f n f ++++-+- .例 1. 〔2003某某文〕 数列{a n }满足)2(3,1111≥+==--n a a a n n n ,证明213-=n n a证明:由得:故,311--=-n n n a a112211)()()(a a a a a a a a n n n n n +-++-+-=---=.213133321-=++++--n n n ∴213-=n n a .例 2.数列{}n a 的首项为1,且*12()n n a a n n N +=+∈写出数列{}n a 的通项公式. 答案:12+-n n例3.数列}{n a 满足31=a ,)2()1(11≥-+=-n n n a a n n ,求此数列的通项公式.答案:na n 12-= 评注:a a =1,)(1n f a a n n =-+,其中f(n)可以是关于n 的一次函数、二次函数、指数函数、分式函数,求通项n a .①假设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假设f(n)是关于n 的二次函数,累加后可分组求和;③假设f(n)是关于n 的指数函数,累加后可转化为等比数列求和; ④假设f(n)是关于n 的分式函数,累加后可裂项求和。
数列递推公式的九种方法
求递推数列的通项公式的九种方法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,这一直是全国高考和高中数学联赛的热点之一.一、作差求和法例1在数列{n a }中,31=a ,)1(11++=+n n a a n n ,求通项公式n a .解:原递推式可化为:1111+-+=+n n a a n n 则,211112-+=a a 312123-+=a a 413134-+=a a ,……,n n a a n n 1111--+=-逐项相加得:n a a n 111-+=.故na n 14-=.二、作商求和法例2设数列{n a }是首项为1的正项数列,且0)1(1221=+-+++n n n n a a na a n (n=1,2,3…),则它的通项公式是n a =▁▁▁(2000年高考15题)解:原递推式可化为:)]()1[(11n n n n a a na a n +-+++=0∵n n a a ++1>0,11+=+n na a n n 则,43,32,21342312===a a a a a a ……,nn a a n n 11-=-逐项相乘得:na a n 11=,即n a =n 1.三、换元法例3已知数列{n a },其中913,3421==a a ,且当n≥3时,)(31211----=-n n n n a a a a ,求通项公式n a (1986年高考文科第八题改编).解:设11---=n n n a a b ,原递推式可化为:}{,3121n n n b b b --=是一个等比数列,9134913121=-=-=a a b ,公比为31.故n n n n b b 31()31(9131(2211==⋅=---.故n n n a a )31(1=--.由逐差法可得:nn a )31(2123-=.例4已知数列{n a },其中2,121==a a ,且当n ≥3时,1221=+---n n n a a a ,求通项公式n a 。
常见递推数列通项的九种求解方法
常见递推数列通项的九种求解方法(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--常见递推数列通项的九种求解方法高考中的递推数列求通项问题,情境新颖别致,有广度,创新度和深度,是高考的热点之一。
是一类考查思维能力的好题。
要求考生进行严格的逻辑推理,找到数列的通项公式,为此介绍几种常见递推数列通项公式的求解方法。
类型一:1()n na a f n +=+(()f n 可以求和)−−−−→解决方法累加法 例1、在数列{}n a 中,已知1a =1,当2n ≥时,有121n n a a n -=+-()2n ≥,求数列的通项公式。
解析:121(2)n n a a n n --=-≥∴213243113521n n a a a a a a a a n --=⎧⎪-=⎪⎪-=⎨⎪⎪-=-⎪⎩ 上述1n -个等式相加可得: ∴211n a a n -=- 2n a n ∴=评注:一般情况下,累加法里只有n-1个等式相加。
【类型一专项练习题】1、已知11a =,1n n a a n -=+(2≥n ),求n a 。
2、已知数列{}n a ,1a =2,1n a +=n a +3n +2,求n a 。
3、已知数列}a {n 满足1a 1n 2a a 1n 1n =++=+,,求数列}a {n 的通项公式。
4、已知}{n a 中,n n n a a a 2,311+==+,求n a 。
5、已知112a =,112nn n a a +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭*()n N ∈,求数列{}n a 通项公式.6、 已知数列{}n a 满足11,a =()1132,n n n a a n --=+≥求通项公式n a7、若数列的递推公式为1*113,23()n n n a a a n N ++==-⋅∈,则求这个数列的通项公式 8、 已知数列}a {n 满足3a 132a a 1n n 1n =+⋅+=+,,求数列}a {n 的通项公式。
九类常见递推数列求通项公式方法
九类常见递推数列求通项公式方法递推数列通项求解方法类型一:an1panq(p1)思路1(递推法):anpan1qp(pan2q)qpppan3qqq……pn1a1q(1pp2…pn2qqn1。
)a1pp11p思路2(构造法):设an1pan,即p1q得qp1,数列an是以a1为首项、p为公比的等比数列,则anqn1qana1pp11pqn1a1p,即p1p1q例1已知数列an满足an2an13且a11,求数列an的通项公式。
解:方法1(递推法):an2an132(2an23)3222an3333……2n13(122…22n23n13n1)1223。
2112方法2(构造法):设an12an,即3,数列an3是以a134n1n1n1为首项、2为公比的等比数列,则an3422,即an23。
类型二:an1an思路1(递推法):f(n)anan1f(n1)an2f(n2)f(n1)an3f(n3)f(n2)f(n1)…a1f(n)。
i1n1思路2(叠加法):anan1f(n1),依次类推有:an1an2f(n2)、n1an2an3f(n3)、…、a2a1f(1),将各式叠加并整理得ana1i1f(n),即n1ana1i1f(n)。
例2已知a11,anan1n,求an。
解:方法1(递推法):anan1nan2(n1)nan3(n2)(n1)nn……a1[23…(n2)(n1)n]i1nn(n1)2。
方法2(叠加法):anan1n,依次类推有:an1an2n1、an2an3n2、…、nnna2a12,将各式叠加并整理得ana1i2n,ana1i2ni1nn(n1)2。
类型三:an1f(n)an思路1(递推法):anf(n1)an1f(n1)f(n2)an2f(n1)f(n2)f(n3)an3…f(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1)a1。
anan1a2a1an1an2ana1思路2(叠乘法):f(n1),依次类推有:f(n2)、an2an3f(n3)、…、f(1),将各式叠乘并整理得f(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1),即anf(1)f(2)f(3)…f(n2)f(n1)a1。
递推数列求通项公式-高考数学一题多解
递推数列求通项公式-高考数学一题多解一、攻关方略数列学习中难度较高的一个内容是递推数列,由递推关系求通项公式是一种十分重要的题型,解题方法丰富多彩,注重分析递推式的结构特点,合理构造得到等差或等比等常见数列是解题的重要策略.下面对一些常见的由递推关系求通项公式的求法做一些归纳.第一类:型如()1n n a a f n +=+的一阶递推式,可改写为()1n n a a f n +-=的形式,左端通过“累加”可以消项;右端()f n 是关于n 的函数,可以求和.故运用“累加法”必定可行,即()()()112132111()n n n n k a a a a a a a a a f k --==+-+-+⋅⋅⋅+-=+∑.第二类:型如1()n n a g n a +=的递推式,可改写为1()n na g n a +=的形式.左端通过“迭乘”可以消项;右端通常也可以化简,故运用“迭乘法”必定可行,即3211121(1)(2)(1)(2)n n n a a a a a a n n g g a a a -=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-≥.第三类:型如1n n a pa q +=+(1p ≠,0q ≠)的递推式,可由下面两种构造法求通项公式.构造法一:由1n n a pa q +=+及1n n a pa q -=+,两式相减得()11n n n n a a p a a +--=-,得{}1n n a a +-是首项为21a a -,公比为p 的等比数列,先求{}1n n a a +-的通项公式,再利用“累加法”求{}n a 的通项公式.构造法二:若1p =,则显然是以1a 为首项、q 为公差的等差数列;若1p ≠,0p ≠,0q ≠,则构造数列{}n a λ+,满足()1n n a p a λλ++=+.运用待定系数法,解得1q p λ=-,则1n q a p ⎧⎫+⎨⎬-⎩⎭是首项为11q a p +-,公比为p 的等比数列.第四类:型如1nn n pa a a q+=+(0p ≠,0q ≠,0n a ≠)的递推式,运用取倒数,构造数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,满足111n n q a pa p +=+,运用换元法,即令1n n b a =,得11n n q b b p p +=+,从而转换为第三类.第五类:型如1rn n a pa +=(0p >,0r ≠,1r ≠)的递推式,运用两边取对数法得1lg lg lg n n a r a p +=+,令lg n n b a =,转化为1lg n n b rb p +=+型,即第三类,再运用待定系数法.第六类:型如1n n a pa qn r +=++(1p ≠,0p ≠,0q ≠)的递推式,可构造数列{}n a n λμ++,满足()1(1)n n a n p a n λμλμ++++=++,运用待定系数法解得1q p λ=-,21(1)r qp p μ=+--,从而由等比数列求通项公式;进一步推广,若递推式中包含n 的二次项、三次项,则构造的数列中也同样包含对应次数项.第七类:型如1()n n a pa f n +=+(1p ≠,0p ≠)的递推式,可在等式两边同除以1n p +,构造数列nn a p ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,满足111()n n n n n a a f n p p p +++=+,令n n n a b p =,则转化为11()n n n f n b b p ++=+,即第一类,再利用“累加法”求通项公式.第八类:型如满足:11a m =,22a m =,21n n n a pa qa ++=+(p 、q 是常数)的递推式,则称数列{}n a 为二阶线性递推数列,可构造数列{}1n n a a λ+-,满足()11n n n n a a a a λμλ+--=-,则,,p q λμλμ+=⎧⎨=-⎩即λ,μ为方程20x px q --=的两个根,此方程称之为特征方程,则数列{}n a 的通项公式n a 均可用特征根求得(即转化为第七类进一步求解).第九类:型如1n n n ra sa pa q++=+(0p ≠,0q ≠,0r ≠,0s ≠)的递推式,利用不动点法,其中rx sx px q +=+的根为该数列的不动点,若该数列有两个相异的不动点μ,则n n a a v μ⎧⎫-⎨⎬-⎩⎭为等比数列;若该数列有唯一的不动点μ,即方程等根时,1n a μ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭为等差数列,这就是不动点求递推数列通项公式的方法.除上述9种类型之外还有换元法、数学归纳法(归纳一猜想一论证)等.给出相类似的递推式必有相应的破解之道,这是模型思想的运用,对所给的递推式借助于变形、代换、运算等方法转化为等差数列、等比数列这两类基本数列(模型)而求解.切变形、代换、运算的手段都是构造法的体现,真可谓:递推数列变化无穷,变形、代换方法众多.模型思想是根主线,合理构造顿显坦途.【典例】(2021·全国甲卷T17)已知数列{}n a 的各项均为正数,记n S 为{}n a 的前n 项和,从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.①数列{}n a是等差数列:②数列是等差数列;③213a a =.注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.选①②作条件证明③:(一)待定系数法解法一:【解析】待定系数法+n a 与n S 关系式(0)an b a =+>,则()2n S an b =+,当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b-=-=+--+()22a an a b =-+;因为{}n a 也是等差数列,所以()()222a b a a a b +=-+,解得0b =;所以()221n a a n =-,21a a =,故22133a a a ==.解法二:【解析】待定系数法设等差数列{}n a 的公差为d,等差数列的公差为1d ,1(1)n d =-,将1(1)2n n n S na d -=+1(1)n d -,化简得())2222211111222d d n a n d n d n d ⎛⎫+-=+-+⎪⎝⎭对于n +∀∈N 恒成立.则有21211112,240,d d a d d d ⎧=⎪⎪-=-⎨=,解得112d d a ==.所以213a a =.选①③作条件证明②:因为213a a =,{}n a 是等差数列,所以公差2112d a a a =-=,所以()21112n n n S na d n a -=+==,)1n +-=所以是等差数列.选②③作条件证明①:(二)定义法解法一:(0)an b a =+>,则()2n S an b =+,当1n =时,()211a S a b ==+;当2n ≥时,()()221n n n a S S an b an a b-=-=+--+()22a an a b =-+;因为213a a =,所以()()2323a a b a b +=+,解得0b =或43ab =-;当0b =时,()221,21n a a a a n ==-,当2n ≥时,2-1-2n n a a a =满足等差数列的定义,此时{}n a 为等差数列;当43a b =-4=3an b an a =+-03a =-<不合题意,舍去.综上可知{}n a 为等差数列.解法二:求解通项公式因为213a a ===也为等差数列,所以公差1d =()11n d =-=,故21n S n a =,当2n ≥时,()()221111121n n n a S S n a n a n a -=-=--=-,当1n =时,满足上式,故{}n a 的通项公式为()121n a n a =-,所以()1123n a n a -=-,112n n a a a --=,符合题意.【点评】这类题型在解答题中较为罕见,求解的关键是牢牢抓住已知条件,结合相关公式,逐步推演,选①②时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数,直接(0)an b a =+>,平方后得到n S 的关系式,利用11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩得到{}n a 的通项公式,进而得到213a a =,是选择①②证明③的通式通法;法二:分别设出{}n a 与{}n S的公差,写出各自的通项公式后利用两者的关系,对照系数,得到等量关系1d =12d a =,进而得到213a a =;选①③时,按照正常的思维求出公差,表示出n S进而由等差数列定义进行证明;选②③时,法一:利用等差数列的通项公式是关于n 的一次函数,(0)an b a =+>,结合,n n a S 的关系求出n a ,根据213a a =可求b ,然后可证{}n a1d =11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,求出{}n a 的通项公式,进而证明出结论.【针对训练】(2022年全国高考乙卷)1.嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星,为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{}n b :1111b α=+,212111b αα=++,31231111b ααα=+++,…,依此类推,其中(1,2,)k k α*∈=N .则()A .15b b <B .38b b <C .62b b <D .47b b <2.设数列{an }满足a 1=3,134n n a a n +=-.(1)计算a 2,a 3,猜想{an }的通项公式并加以证明;(2)求数列{2nan }的前n 项和Sn .3.已知数列{}n a 满足11a =,11,,2,.n n n a n a a n ++⎧=⎨+⎩为奇数为偶数(1)记2n n b a =,写出1b ,2b ,并求数列{}n b 的通项公式;(2)求{}n a 的前20项和.4.已知公比大于1的等比数列{}n a 满足24320,8a a a +==.(1)求{}n a 的通项公式;(2)记m b 为{}n a 在区间*(0,]()m m ∈N 中的项的个数,求数列{}m b 的前100项和100S .(2022全国甲卷)5.记n S 为数列{}n a 的前n 项和.已知221nn S n a n+=+.(1)证明:{}n a 是等差数列;(2)若479,,a a a 成等比数列,求n S 的最小值.6.记n S 为数列{}n a 的前n 项和,n b 为数列{}n S 的前n 项积,已知212n nS b +=.(1)证明:数列{}n b 是等差数列;(2)求{}n a 的通项公式.7.设{}n a 是首项为1的等比数列,数列{}n b 满足3nn na b =.已知1a ,23a ,39a 成等差数列.(1)求{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)记n S 和n T 分别为{}n a 和{}n b 的前n 项和.证明:2nn S T <.8.对负整数a ,数43a +、77a +、283a a ++依次成等差数列.(1)求a 的值;(2)若数列{}n a 满足()112n n n a aa n *++=-∈N ,1a m =,求{}n a 的通项公式;(3)在(2)的条件下,若对任意n *∈N ,有2121n n a a +-<,求m 的取值范围.9.设0b >,数列{}n a 满足1a b =,()1121n n n nba a n a n --=≥+-(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)证明:对于一切正整数n ,121n n a b +≤+.10.设数列{}n a 满足:11a =,12n n n a a -=-+(2n ≥),数列{}n b 满足:1(1)3n n n b a +=-⋅.求数列{}n b 的通项公式.参考答案:1.D【分析】根据()*1,2,k k α∈=N …,再利用数列{}n b 与k α的关系判断{}n b 中各项的大小,即可求解.【详解】[方法一]:常规解法因为()*1,2,k k α∈=N ,所以1121ααα<+,112111ααα>+,得到12b b >,同理11223111ααααα+>++,可得23b b <,13b b >又因为223411,11αααα>++112233411111ααααααα++<+++,故24b b <,34b b >;以此类推,可得1357b b b b >>>>…,78b b >,故A 错误;178b b b >>,故B 错误;26231111αααα>++…,得26b b <,故C 错误;11237264111111αααααααα>++++++…,得47b b <,故D 正确.[方法二]:特值法不妨设1,n a =则1234567835813213455b 2,b b ,b b ,b b ,b 2358132134========,47b b <故D 正确.2.(1)25a =,37a =,21n a n =+,证明见解析;(2)1(21)22n n S n +=-⋅+.【分析】(1)方法一:(通性通法)利用递推公式得出23,a a ,猜想得出{}n a 的通项公式,利用数学归纳法证明即可;(2)方法一:(通性通法)根据通项公式的特征,由错位相减法求解即可.【详解】(1)[方法一]【最优解】:通性通法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=,由数列{}n a 的前三项可猜想数列{}n a 是以3为首项,2为公差的等差数列,即21n a n =+.证明如下:当1n =时,13a =成立;假设()n k k *=∈N 时,21k a k =+成立.那么1n k =+时,1343(21)4232(1)1k k a a k k k k k +=-=+-=+=++也成立.则对任意的*n ∈N ,都有21n a n =+成立;[方法二]:构造法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=.由123,5a a ==得212a a -=.134n n a a n +=-,则134(1)(2)n n a a n n -=--≥,两式相减得()1134n n n n a a a a +--=--.令1n n n b a a +=-,且12b =,所以134n n b b -=-,两边同时减去2,得()1232n n b b --=-,且120b -=,所以20n b -=,即12n n a a +-=,又212a a -=,因此{}n a 是首项为3,公差为2的等差数列,所以21n a n =+.[方法三]:累加法由题意可得2134945a a =-=-=,32381587a a =-=-=.由134n n a a n +=-得1114333n n n n n a a n +++-=-,即2121214333a a -=-⨯,3232318333a a -=-⨯,……1114(1)(2)333n n nn n a a n n ---=--⨯≥.以上各式等号两边相加得1123111412(1)33333n n n a a n ⎡⎤-=-⨯+⨯+-⨯⎢⎥⎣⎦ ,所以1(21)33n n n a n =+⋅.所以21(2)n a n n =+≥.当1n =时也符合上式.综上所述,21n a n =+.[方法四]:构造法21322345,387a a a a =-==-=,猜想21n a n =+.由于134n n a a n +=-,所以可设()1(1)3n n a n a n λμλμ++++=++,其中,λμ为常数.整理得1322n n a a n λμλ+=++-.故24,20λμλ=--=,解得2,1λμ=-=-.所以()112(1)13(21)3211n n n a n a n a +-+-=--=⋅⋅⋅=-⨯-.又130a -=,所以{}21n a n --是各项均为0的常数列,故210n a n --=,即21n a n =+.(2)由(1)可知,2(21)2n nn a n ⋅=+⋅[方法一]:错位相减法231325272(21)2(21)2n n n S n n -=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅ ,①23412325272(21)2(21)2n n n S n n +=⨯+⨯+⨯++-⋅++⋅ ,②由①-②得:()23162222(21)2n n n S n +-=+⨯+++-+⋅ ()21121262(21)212n n n -+-=+⨯+⋅⨯-1(12)22n n +=-⋅-,即1(21)22n n S n +=-⋅+.[方法二]【最优解】:裂项相消法112(21)2(21)2(23)2n n n n n n n a n n n b b ++=+=---=-,所以231232222n n n S a a a a =++++ ()()()()2132431n n b b b b b b b b +=-+-+-++- 11n b b +=-1(21)22n n +=-+.[方法三]:构造法当2n ≥时,1(21)2n n n S S n -=++⋅,设11()2[(1)]2n n n n S pn q S p n q --++⋅=+-+⋅,即122n n n pn q p S S ----=+,则2,21,2pq p -⎧=⎪⎪⎨--⎪=⎪⎩,解得4,2p q =-=.所以11(42)2[4(1)2]2n n n n S n S n --+-+⋅=+--+⋅,即{}(42)2n n S n +-+⋅为常数列,而1(42)22S +-+⋅=,所以(42)22n n S n +-+⋅=.故12(21)2n n S n +=+-⋅.[方法四]:因为12(21)2222422n n n n n nn a n n n -=+=⋅+=⋅+,令12n n b n -=⋅,则()()231()0,11n nx x f x x x x x x x-=++++=≠- ,()121211(1)()1231(1)n n nn x x nx n x f x x x nxx x +-'⎡⎤-+-+=++++==⎢⎥--⎢⎥⎣⎦' ,所以12n b b b +++L 21122322n n -=+⋅+⋅++⋅ 1(2)12(1)2n n f n n +==+-+'⋅.故234(2)2222nn S f =++'+++ ()1212412(1)212n n n n n +-⎡⎤=+⋅-++⎣⎦-1(21)22n n +=-+.【整体点评】(1)方法一:通过递推式求出数列{}n a 的部分项从而归纳得出数列{}n a 的通项公式,再根据数学归纳法进行证明,是该类问题的通性通法,对于此题也是最优解;方法二:根据递推式134n n a a n +=-,代换得134(1)(2)n n a a n n -=--≥,两式相减得()1134n n n n a a a a +--=--,设1n n n b a a +=-,从而简化递推式,再根据构造法即可求出n b ,从而得出数列{}n a 的通项公式;方法三:由134n n a a n +=-化简得1114333n n n n n a a n +++-=-,根据累加法即可求出数列{}n a 的通项公式;方法四:通过递推式求出数列{}n a 的部分项,归纳得出数列{}n a 的通项公式,再根据待定系数法将递推式变形成()1(1)3n n a n a n λμλμ++++=++,求出,λμ,从而可得构造数列为常数列,即得数列{}n a 的通项公式.(2)方法一:根据通项公式的特征可知,可利用错位相减法解出,该法也是此类题型的通性通法;方法二:根据通项公式裂项,由裂项相消法求出,过程简单,是本题的最优解法;方法三:由2n ≥时,1(21)2nn n S S n -=++⋅,构造得到数列{}(42)2n n S n +-+⋅为常数列,从而求出;方法四:将通项公式分解成12(21)2222422n n n n n nn a n n n -=+=⋅+=⋅+,利用分组求和法分别求出数列{}{}12,2n n n -⋅的前n 项和即可,其中数列{}12n n -⋅的前n 项和借助于函数()()231()0,11n nx x f x x x x x x x-=++++=≠- 的导数,通过赋值的方式求出,思路新颖独特,很好的简化了运算.3.(1)122,5,31n b b b n ===-;(2)300.【分析】(1)方法一:由题意结合递推关系式确定数列{}n b 的特征,然后求和其通项公式即可;(2)方法二:分组求和,结合等差数列前n 项和公式即可求得数列的前20项和.【详解】解:(1)[方法一]【最优解】:显然2n 为偶数,则21222212,1n n n n a a a a +++=+=+,所以2223n n a a +=+,即13n n b b +=+,且121+12b a a ===,所以{}n b 是以2为首项,3为公差的等差数列,于是122,5,31n b b b n ===-.[方法二]:奇偶分类讨论由题意知1231,2,4a a a ===,所以122432,15b a b a a ====+=.由11n n a a +-=(n 为奇数)及12n n a a +-=(n 为偶数)可知,数列从第一项起,若n 为奇数,则其后一项减去该项的差为1,若n 为偶数,则其后一项减去该项的差为2.所以*23()n n a a n N +-=∈,则()11331n b b n n =+-⨯=-.[方法三]:累加法由题意知数列{}n a 满足*113(1)1,()22nn n a a a n +-==++∈N .所以11213(1)11222b a a -==++=+=,322433223(1)3(1)11212352222b a a a a a --==++=+=+++=++=+=,则222121222111()()()121221+n n n n n n b a a a a a a a a a ---==-+-+-+=+++++++12(1)131n n n =+-+=-⨯.所以122,5b b ==,数列{}n b 的通项公式31n b n =-.(2)[方法一]:奇偶分类讨论20123201351924620++++++++()()S a a a a a a a a a a a a =+=+++ 1231012310(1111)b b b b b b b b =-+-+-++-+++++ 110()102103002b b +⨯=⨯-=.[方法二]:分组求和由题意知数列{}n a 满足12212121,1,2n n n n a a a a a -+==+=+,所以2122123n n n a a a +-=+=+.所以数列{}n a 的奇数项是以1为首项,3为公差的等差数列;同理,由2221213n n n a a a ++=+=+知数列{}n a 的偶数项是以2为首项,3为公差的等差数列.从而数列{}n a 的前20项和为:201351924260()()S a a a a a a a a =+++++++++ 1091091013102330022⨯⨯=⨯++⨯+⨯=.【整体点评】(1)方法一:由题意讨论{}n b 的性质为最一般的思路和最优的解法;方法二:利用递推关系式分类讨论奇偶两种情况,然后利用递推关系式确定数列的性质;方法三:写出数列{}n a 的通项公式,然后累加求数列{}n b 的通项公式,是一种更加灵活的思路.(2)方法一:由通项公式分奇偶的情况求解前n 项和是一种常规的方法;方法二:分组求和是常见的数列求和的一种方法,结合等差数列前n 项和公式和分组的方法进行求和是一种不错的选择.4.(1)2n n a =;(2)100480S =.【分析】(1)利用基本元的思想,将已知条件转化为1,a q 的形式,求解出1,a q ,由此求得数列{}n a 的通项公式.(2)方法一:通过分析数列{}m b 的规律,由此求得数列{}m b 的前100项和100S .【详解】(1)由于数列{}n a 是公比大于1的等比数列,设首项为1a ,公比为q ,依题意有31121208a q a q a q ⎧+=⎨=⎩,解得解得12,2a q ==,或1132,2a q ==(舍),所以2n n a =,所以数列{}n a 的通项公式为2n n a =.(2)[方法一]:规律探索由于123456722,24,28,216,232,264,2128=======,所以1b 对应的区间为(0,1],则10b =;23,b b 对应的区间分别为(0,2],(0,3],则231b b ==,即有2个1;4567,,,b b b b 对应的区间分别为(0,4],(0,5],(0,6],(0,7],则45672b b b b ====,即有22个2;8915,,,b b b 对应的区间分别为(0,8],(0,9],,(0,15] ,则89153b b b ==== ,即有32个3;161731,,,b b b 对应的区间分别为(0,16],(0,17],,(0,31] ,则1617314b b b ==== ,即有42个4;323363,,,b b b 对应的区间分别为(0,32],(0,33],,(0,63] ,则3233635b b b ====L ,即有52个5;6465100,,,b b b L 对应的区间分别为(0,64],(0,65],,(0,100] ,则64651006b b b ====L ,即有37个6.所以23451001222324252637480S =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.[方法二]【最优解】:由题意,2n m ≤,即2log n m ≤,当1m =时,10b =.当)12,21k k m +⎡∈-⎣时,,m b k k *=∈N ,则()()()()1001234573233636465100S b b b b b b b b b b b b =++++++++++++++ 0122438416532637480=+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.[方法三]:由题意知)1,2,2k k m b k m +⎡=∈⎣,因此,当1m =时,10b =;[2,4)m ∈时,1m b =;[4,8)m ∈时,2m b =;[8,16)m ∈时,3m b =;[16,32)m ∈时,4m b =;[32,64)m ∈时,5m b =;[64,128)m ∈时,6m b =.所以1001234100S b b b b b =+++++ 0(11)(222)(666)=++++++++++ 0122438416532637480=+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.所以数列{}n b 的前100项和100480S =.【整体点评】(2)方法一:通过数列{}n a 的前几项以及数列{}m b 的规律可以得到12100,,,b b b 的值,从而求出数列{}m b 的前100项和,这是本题的通性通法;方法二:通过解指数不等式可得数列{}m b 的通项公式,从而求出数列{}m b 的前100项和,是本题的最优解;方法三,是方法一的简化版.5.(1)证明见解析;(2)78-.【分析】(1)依题意可得222n n S n na n +=+,根据11,1,2n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩,作差即可得到11n n a a --=,从而得证;(2)法一:由(1)及等比中项的性质求出1a ,即可得到{}n a 的通项公式与前n 项和,再根据二次函数的性质计算可得.【详解】(1)因为221nn S n a n+=+,即222n n S n na n +=+①,当2n ≥时,()()()21121211n n S n n a n --+-=-+-②,①-②得,()()()22112212211n n n n S n S n na n n a n --+---=+----,即()12212211n n n a n na n a -+-=--+,即()()()1212121n n n a n a n ----=-,所以11n n a a --=,2n ≥且N*n ∈,所以{}n a 是以1为公差的等差数列.(2)[方法一]:二次函数的性质由(1)可得413a a =+,716a a =+,918a a =+,又4a ,7a ,9a 成等比数列,所以2749a a a =⋅,即()()()2111638a a a +=+⋅+,解得112a =-,所以13n a n =-,所以()22112512562512222228n n n S n n n n -⎛⎫=-+=-=--⎪⎝⎭,所以,当12n =或13n =时,()min 78n S =-.[方法二]:【最优解】邻项变号法由(1)可得413a a =+,716a a =+,918a a =+,又4a ,7a ,9a 成等比数列,所以2749a a a =⋅,即()()()2111638a a a +=+⋅+,解得112a =-,所以13n a n =-,即有1123210,0a a a a <<<<= .则当12n =或13n =时,()min 78n S =-.【整体点评】(2)法一:根据二次函数的性质求出n S 的最小值,适用于可以求出n S 的表达式;法二:根据邻项变号法求最值,计算量小,是该题的最优解.6.(1)证明见解析;(2)()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.【分析】(1)由已知212n nS b +=得221n n n b S b =-,且0n b ≠,取1n =,得132b =,由题意得1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---,消积得到项的递推关系111221n n n n b b b b +++=-,进而证明数列{}n b 是等差数列;(2)由(1)可得n b 的表达式,由此得到n S 的表达式,然后利用和与项的关系求得()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.【详解】(1)[方法一]:由已知212n n S b +=得221n n n b S b =-,且0n b ≠,12n b ≠,取1n =,由11S b =得132b =,由于n b 为数列{}n S 的前n 项积,所以1212222212121n n n b b b b b b b ⋅⋅⋅⋅=---,所以1121121222212121n n n b b b b b b b +++⋅⋅⋅⋅=---,所以111221n n n nb b b b +++=-,由于10n b +≠所以12121n n b b +=-,即112n n b b +-=,其中*n ∈N 所以数列{}n b 是以132b =为首项,以12d =为公差等差数列;[方法二]【最优解】:由已知条件知1231-⋅=⋅⋅⋅⋅ n n n b S S S S S ①于是11231(2)--=⋅⋅⋅⋅≥ n n b S S S S n .②由①②得1nn n b S b -=.③又212n nS b +=,④由③④得112n n b b --=.令1n =,由11S b =,得132b =.所以数列{}n b 是以32为首项,12为公差的等差数列.[方法三]:由212n nS b +=,得22=-n n n S b S ,且0n S ≠,0n b ≠,1n S ≠.又因为111--=⋅⋅=⋅ n n n n n b S S S S b ,所以1122-==-n n n n b b S S ,所以()1111(2)2222212---=-==≥---n n n n n n n S S b b n S S S .在212n n S b +=中,当1n =时,1132==b S .故数列{}n b 是以32为首项,12为公差的等差数列.[方法四]:数学归纳法由已知212n n S b +=,得221n n n b S b =-,132b =,22b =,352=b ,猜想数列{}n b 是以32为首项,12为公差的等差数列,且112n b n =+.下面用数学归纳法证明.当1n =时显然成立.假设当n k =时成立,即121,21+=+=+k k k b k S k .那么当1n k =+时,11112++⎛⎫==+ ⎪⎝⎭k k k b b S 331(1)1222k k k k ++⋅==+++.综上,猜想对任意的n ∈N 都成立.即数列{}n b 是以32为首项,12为公差的等差数列.(2)由(1)可得,数列{}n b 是以132b =为首项,以12d =为公差的等差数列,()3111222n nb n ∴=+-⨯=+,22211n n n b n S b n+==-+,当n =1时,1132a S ==,当n ≥2时,()121111n n n n n a S S n n n n -++=-=-=-++,显然对于n =1不成立,∴()3,121,21n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥+⎪⎩.【整体点评】(1)方法一从212n nS b +=得221n n n b S b =-,然后利用n b 的定义,得到数列{}n b 的递推关系,进而替换相除消项得到相邻两项的关系,从而证得结论;方法二先从n b 的定义,替换相除得到1nn n b S b -=,再结合212n n S b +=得到112n n b b --=,从而证得结论,为最优解;方法三由212n nS b +=,得22=-n n n S b S ,由n b 的定义得1122-==-n n n n b b S S ,进而作差证得结论;方法四利用归纳猜想得到数列112n b n =+,然后利用数学归纳法证得结论.(2)由(1)的结论得到112n b n =+,求得n S 的表达式,然后利用和与项的关系求得{}n a 的通项公式;7.(1)11()3n n a -=,3n nn b =;(2)证明见解析.【分析】(1)利用等差数列的性质及1a 得到29610q q -+=,解方程即可;(2)利用公式法、错位相减法分别求出,n n S T ,再作差比较即可.【详解】(1)因为{}n a 是首项为1的等比数列且1a ,23a ,39a 成等差数列,所以21369a a a =+,所以211169a q a a q =+,即29610q q -+=,解得13q =,所以11()3n n a -=,所以33n n n na nb ==.(2)[方法一]:作差后利用错位相减法求和211213333n n n n nT --=++++ ,012111111223333-⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭n n S ,230121123111112333323333n n n n S n T -⎛⎫⎛⎫-=++++-++++=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 012111012222333---++++ 111233---+n n n n .设0121111101212222Γ3333------=++++ n n n ,⑧则1231111012112222Γ33333-----=++++ n n n .⑨由⑧-⑨得1121113312111113322Γ132********--⎛⎫--- ⎪⎛⎫⎝⎭=-++++-=-+- ⎪⎝⎭- n n n n nn n .所以211312Γ432323----=--=-⨯⨯⨯n n n n n n .因此10232323--=-=-<⨯⨯n n n n nS n n nT .故2nn S T <.[方法二]【最优解】:公式法和错位相减求和法证明:由(1)可得11(1)313(1)12313n n n S ⨯-==--,211213333n n n n nT --=++++ ,①231112133333n n n n nT +-=++++ ,②①-②得23121111333333n n n n T +=++++- 1111(1)1133(1)1323313n n n n n n ++-=-=---,所以31(14323n n nn T =--⋅,所以2n n S T -=3131(1)(1043234323n nn n n n ----=-<⋅⋅,所以2nn S T <.[方法三]:构造裂项法由(Ⅰ)知13⎛⎫= ⎪⎝⎭n n b n ,令1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ,且1+=-n n n b c c ,即1111()[(1)]333αβαβ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭nnn n n n ,通过等式左右两边系数比对易得33,24αβ==,所以331243nn c n ⎛⎫⎛⎫=+⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.则12113314423nn n n n T b b b c c +⎛⎫⎛⎫=+++=-=-+ ⎪⎝⎭⎝⎭,下同方法二.[方法四]:导函数法设()231()1-=++++=- n nx x f x x x x x x,由于()()()()()()1221'111'11(1)'1(1)1n n n n n x x x x x x x x nx n x x x x +⎡⎤⎡⎤⎡⎤----⨯--+-+⎣⎦⎣⎦⎢⎥==---⎢⎥⎣⎦,则12121(1)()123(1)+-+-+=++++='- n nn nx n x f x x x nxx .又1111333-⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭n n n b n ,所以2112311111233333n n n T b b b b n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++++=+⨯+⨯++⋅=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦12111(1)11133333113n nn n f +⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⋅=⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭'13113311(1)4334423n nnn n n +⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦,下同方法二.【整体点评】本题主要考查数列的求和,涉及到等差数列的性质,错位相减法求数列的和,考查学生的数学运算能力,是一道中档题,其中证明不等式时采用作差法,或者作商法要根据式子得结构类型灵活选择,关键是要看如何消项化简的更为简洁.(2)的方法一直接作差后利用错位相减法求其部分和,进而证得结论;方法二根据数列的不同特点,分别利用公式法和错位相减法求得,n n S T ,然后证得结论,为最优解;方法三采用构造数列裂项求和的方法,关键是构造1()3αβ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭nn c n ,使1+=-n n n b c c ,求得n T 的表达式,这是错位相减法的一种替代方法,方法四利用导数方法求和,也是代替错位相减求和法的一种方法.8.(1)2a =-(2)()()()1212n nn a m n -=⋅-+-⋅-(3)163m <【分析】(1)根据等差中项的性质可出关于a 的等式,结合a 为负整数可得出a 的值;(2)推导出数列()2n n a ⎧⎫⎪⎪⎨-⎪⎪⎩⎭为等差数列,确定该数列的首项和公差,即可求得数列{}n a 的通项公式;(3)由2121n n a a +-<对*n ∈N 恒成立结合参变量分离法可得出1243n m +<,求出1243n +的最小值,可得出实数m 的取值范围.【详解】(1)解:由题意可得()21414383a a a a +=++++,整理可得2280a a --=,a 为负整数,解得2a =-.(2)解:因为()1122n n n a a ++=-+-,等式两边同时除以()12n +-可得()()11122n nn n a a ++-=--,所以,数列()2n n a ⎧⎫⎪⎪⎨⎬-⎪⎪⎩⎭是首项为2m -,公差为1的等差数列,故()()122n n a m n =-+--,因此,()()()1212n n n a m n -=⋅-+-⋅-.(3)解:由2121n n a a +-<对*n ∈N 恒成立得()()()()()()22122212222222n n n n m n m n +--⋅-+-<⋅--⋅⋅+-对n *∈N 均成立.()2220n --> ,不等式两边同除()222n --,得()()()482222m n m n +-⋅<+-⋅-,得1243n m +<对n *∈N 恒成立,当1n =时,1243n +取最小值163,163m ∴<.9.(1)11(1)011n n n b a nb b b b b =⎧⎪=⎨->≠⎪-⎩且(2)证明见解析【分析】(1)由题设形式可以看出,题设中给出了关于数列a n 的面的一个方程,即一个递推关系,所以应该对此递推关系进行变形整理以发现其中所蕴含的规律,观察发现若对方程两边取倒数则可以得到一个类似等差数列的形式,对其中参数进行讨论,分类求其通项即可.(2)由于本题中条件较少,解题思路不宜用综合法直接分析出,故求解本题可以采取分析法的思路,由结论探究其成立的条件,再证明此条件成立,即可达到证明不等式的目的.【详解】(1)()1121n n n nba a n a n --=≥+- 1111(2)n n n n n a b b a --∴=+⨯≥当1b =时,11(2)1n n n n n a a -=+≥-,∴数列n n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以11a 为首项,以1为公差的等差数列,1(1)1n n n n a ∴=+-⨯=,即1n a =,当0b >,且1b ≠时,11111(2)11n n n n n a b b b a -⎛⎫-+=+≥ --⎝⎭即数列11n n a b ⎧⎫+⎨⎬-⎩⎭是以11111(1)a b b b +=--为首项,公比为1b 的等比数列,111111(1)(1)n n n n a b b b b b b -⎛⎫∴+=⨯= ⎪---⎝⎭即(1)1n n nnb b a b -=-,∴数列{}n a 的通项公式是()111011n n n b a nb b b b b =⎧⎪=⎨->≠⎪-⎩且(2)证明:当1b =时,不等式显然成立当0b >,且1b ≠时,(1)1n n nnb b a b -=-,要证对于一切正整数n ,121n n a b +≤+,只需证1(1)211n n n nb b b b+-⨯≤+-,即证()11121011n nn n b b nb b b b +--≤+⨯>--)()1111n n b bb +-+⨯- ()1111n n b b b +-=+⨯-()()11211n n n b b b b +--=+⨯++⋯++()()22121121n n n n n n b b b b b b b -++--=++⋯+++++⋯++()12211111n n n n n b b b b b b bb b --⎡⎤⎛⎫=++⋯+++++⋯++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦(222)2n n b nb ≥++⋯+=∴不等式成立,综上所述,对于一切正整数n ,有121n n a b +≤+,【点睛】本题考点是数列的递推式,考查根据数列的递推公式求数列的通项,研究数列的性质的能力,本题中递推关系的形式适合用取倒数法将所给的递推关系转化为有规律的形式,两边取倒数,条件许可的情况下,使用此技巧可以使得解题思路呈现出来.数列中有请多成熟的规律,做题时要注意积累这些小技巧,在合适的情况下利用相关的技巧,可以简化做题.在(2)的证明中,采取了分析法的来探究解题的思路,通过本题希望能进一步熟悉分析法证明问题的技巧.10.223n n b =-⋅.【分析】利用辅助法,对于数列{}n a 的递推公式,两边同时除以2n ,根据数列构造法,可得答案.【详解】∵12n n n a a -+=,两边同时除以2n 得1111222n n n n a a --+⋅=.令2n n n a c =,则1112n n c c -=-+.两边同时加上23-得1212323n n c c -⎛⎫-=-⋅- ⎪⎝⎭.∴数列23n c ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以123c -为首项,12-为公比的等比数列.∴112211133232n n n c c -⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-⋅-=⋅- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,∴211332n n c ⎛⎫=+⋅- ⎪⎝⎭.∴2122(1)33n n n n n a c ==⋅+⋅-⋅.又∵1(1)3n n n b a +=-⋅,∴12(1)233n n n n b a =⋅--=-⋅,。
人教版高三数学专题:求递推数列通项公式的九种方法.doc
求递推数列的通项公式的九种方法利用 推数列求通 公式, 在理 上和 践中均有 高的价. 自从二十世 八十年代以来,一直是全国高考和高中数学 的 点之一.一、作差求和法 m w.w.w.k.s.5.u.c.o例 1在数列 { a n } 中, a 13 , a n 1 a n1,求通 公式 a n .n(n1)解:原 推式可化 : a n 1a n1 n 1 a2 a 11 1 ,a 3a 21 1n 11 22 3 a 4a 31 1 ,⋯⋯, a na n 11 1 1逐 相加得: a n a 11 1 . 故 a n 4 1 .3 4n nnn二、作商求和法例 2{ a n } 是首 1 的正 数列,且 (n1)a n 1 22a n 1an0( n=1,2,3 ⋯),数列na n它的通 公式是a n =▁▁▁( 2000 年高考15 )解:原 推式可化 :[( n 1)a n 1 na n ]( a n 1a n ) =0∵ a n 1a n > 0,a n 1 na nn1a 21 a 32 a 43, ⋯⋯,a nn 1逐 相乘得:a n 1,即 a n =1 .,,4 an 1na 1n n a 12 a 23 a 3三、 元法例 3已知数列 { a n } ,其中 a 14,a 213 ,且当 n ≥ 3 , a n a n11(a n 1 a n 2 ) ,393求通 公式 a n ( 1986 年高考文科第八 改 ) .解: b n 1a n a n 1 ,原 推式可化 :b n 11 b n2 ,{ b n } 是 一 个 等 比 数 列 , b 1a 2 a 113 4 11 . 故3 9 39 , 公 比3b n 1b1(1) n 21 (1) n2 ( 1) n. 故 a n a n 1(1) n. 由逐差法可得: a n 3 1 (1)n .39 333 22 3例 4 已知数列 { a n } ,其中 a 1 1, a 2 2 ,且当 n ≥3 , a n 2a n1a n21 ,求通 公式 a n 。
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。
利用几类经典的递推关系式求通项公式
利用几类经典的递推关系式求通项公式经典的递推关系式是一种常见的数学问题,其中通项公式是递推关系式的一般解。
在数学中,几类经典的递推关系式包括等差数列、等比数列以及斐波那契数列。
一、等差数列等差数列是一种常见的数列,每一项与前一项之差保持不变。
等差数列的递推关系式如下:an = a1 + (n-1)d其中,an表示第n项,a1表示首项,d表示公差。
利用等差数列的递推关系式可以求得通项公式:an = a1 + (n-1)d二、等比数列等比数列是一种常见的数列,每一项与前一项之比保持不变。
等比数列的递推关系式如下:an = a1 * r^(n-1)其中,an表示第n项,a1表示首项,r表示公比。
利用等比数列的递推关系式可以求得通项公式:an = a1 * r^(n-1)三、斐波那契数列斐波那契数列是一种著名的数列,每一项是前两项之和。
斐波那契数列的递推关系式如下:fn = fn-1 + fn-2其中,fn表示第n项,f1和f2分别表示斐波那契数列的前两项。
利用斐波那契数列的递推关系式可以求得通项公式:fn = [(1+sqrt(5))^n - (1-sqrt(5))^n] / (2^n * sqrt(5))其中,sqrt(5)表示5的平方根。
四、其他递推关系式除了等差数列、等比数列和斐波那契数列,还有许多其他经典的递推关系式。
例如,阶乘数列是一种常见的递推关系式,每一项是前一项与当前项之积。
阶乘数列的递推关系式如下:an = an-1 * n其中,an表示第n项,n表示当前项。
利用阶乘数列的递推关系式可以求得通项公式:an = n!其中,n!表示n的阶乘。
总结起来,利用等差数列、等比数列、斐波那契数列以及其他经典递推关系式,可以推导出它们的通项公式。
这些递推关系式和通项公式在数学问题中具有广泛的应用,能够帮助我们快速计算数列中任意项的数值。
递推数列和多级数列
递推数列和多级数列递推数列是一种数学表达式,其中每个后续项都由前面的项计算而来。
它通常由首项和递推公式组成,递推公式描述了如何计算每个后续项。
递推数列在数学、计算机科学、物理学等领域都有着广泛的应用。
以下是一些常见的递推数列及其性质:1. 斐波那契数列:以0和1作为首两项,每个后续项都是前两项之和。
其前几项依次为0、1、1、2、3、5、8、13、21、34…… 斐波那契数列在数学、自然和艺术中都有着广泛的应用,包括植物的分枝、音乐的节奏、黄金分割等。
2. 等差数列:递推公式为an = an-1 + d,其中d为公差。
等差数列是每项与前一项之差相等的数列。
其常见的例子包括1、3、5、7、9……和10、20、30、40、50……等。
3. 等比数列:递推公式为an = an-1 × q,其中q为公比。
等比数列是每项与前一项之比相等的数列。
其常见的例子包括1、2、4、8、16……和5、10、20、40、80……等。
多级数列是由多个递推数列组成的复合数列,其中每个递推数列的首项由其上一级递推数列的最后一项确定。
多级数列的组合和嵌套可以形成复杂的数学模型,用于描述各种自然和社会现象。
以下是一些常见的多级数列:1. 帕多瓦三角数列:帕多瓦三角是一种由组合学产生的数字三角形,其中上一级的数字可以通过相邻的两个数字之和计算而来。
帕多瓦三角数列可以描述组合问题中的一些特定情况,如二项式定理和概率分布等。
2. 泰波那契数列:泰波那契数列是一种以0、0、1作为首三项的递推数列,每个后续项都是前三项之和。
其前几项依次为0、0、1、1、2、4、7、13、24、44……泰波那契数列可以描述某些生物种群和经济现象中的增长和衰退规律。
3. 文件长度限制数列:文件长度限制是指在给定的文件系统中对文件大小进行限制。
文件长度限制数列是由多个递推数列组成的复合数列,其中每个递推数列表示不同类型的文件大小限制。
文件长度限制数列可以用于描述文件系统中的存储容量和使用率等。
数学中的数列递推公式
数学中的数列递推公式数列是数学中的一个重要概念,它是由一系列有序的数按照一定规律排列而成的。
数列中的每个数被称为数列的项,而数列中的规律则由递推公式来描述。
递推公式是指通过已知的前几项来确定后续项的关系式,它在数学中起着至关重要的作用。
一、斐波那契数列斐波那契数列是数学中最为著名的数列之一,它的递推公式是每一项等于前两项的和。
斐波那契数列的前几项为0、1、1、2、3、5、8、13、21……,可以通过递推公式F(n) = F(n-1) + F(n-2)来计算后续项。
斐波那契数列在自然界中有着广泛的应用,例如植物的分枝规律、蜂窝的排列方式等。
同时,斐波那契数列还与黄金分割有着密切的关系,相邻两项的比值趋近于黄金分割比例1.618。
二、等差数列等差数列是指数列中相邻两项之间的差值保持恒定的数列。
它的递推公式为An = A1 + (n-1)d,其中An表示第n项,A1表示首项,d表示公差。
等差数列的性质十分有趣。
首先,等差数列的前n项和可以通过递推公式Sn = (A1 + An)n/2来求得。
其次,等差数列中的任意三项可以构成一个等差数列。
最后,等差数列还有一个重要的性质是任意项与其对称项的和都相等。
等差数列在数学中有广泛的应用,例如物理中的等速直线运动、经济学中的增长模型等。
同时,等差数列还可以通过图形的方式来进行可视化,有助于理解数列的规律。
三、等比数列等比数列是指数列中相邻两项之间的比值保持恒定的数列。
它的递推公式为An = A1 * r^(n-1),其中An表示第n项,A1表示首项,r表示公比。
等比数列的特点是每一项与其前一项之间的比值都相等。
这意味着等比数列中的项之间的增长趋势是呈现指数级别的,增长速度非常快。
等比数列在数学中也有着广泛的应用。
例如在金融领域中,复利的计算就可以用到等比数列的概念。
此外,等比数列还与几何图形中的比例关系有着密切的联系。
四、斐波那契数列与等差数列的关系斐波那契数列和等差数列在数学中有着一定的联系。
数列递推关系的几种常见模型
数列递推关系的几种常见模型
发表时间:2011-08-19T18:22:11.983Z 来源:《学习方法报教研周刊》2011年50期作者:杨文荣[导读] 在高考复习中应引起足够重视.下面介绍几种常见的数列递推模型.
云南永胜县第一中学 杨文荣
利用数列的递推关系求数列的通项公式是近几年高考的热点问题.通过求数列的通项公式,进而把数列知识与其他知识结合,考查学生的推理、演绎、计算、证明的问题是数列考查中的重点,在高考复习中应引起足够重视.下面介绍几种常见的数列递推模型.
递推模型1:
此模型可化为,通过待定系数法求出,化数列为等比数列,进而求出通项公式.
例1 已知数列中,,求.
解析:
递推模型2:
这类问题,可把化为,通过叠加法求出通项公式.
例2 已知数列中,,求.
解析:
以上各式叠加可得:
递推模型3:
这类递推关系可化为,通过叠乘或迭代法求其通项公式.
例3 设数列是首项为1的正项数列,且.求的通项公式.
解析:数列是首项为1的正项数列
.
至此可采用:
方法一:叠乘法
方法二:迭代法
递推模型4:
这类问题可将式子变形为化数列为等比数列求出通项公式.
例4 已知数列中,,求.
解析:由于.故可令:
比较系数可得,
递推模型5:
这种递推关系在求通项公式时可通过两边除以得化数列为等差数列,求出.
例5 已知数列满足,求.
解析:由于
数列是以1为首项,1为公差的等差数列.
中,。
数列通项公式—常见9种求法
数列通项公式—常见9种求法数列通项公式是指能够直接给出数列中任意一项的公式。
找到数列通项公式可以帮助我们快速计算数列中的任意项,同时也能更好地理解数列的性质和规律。
在数学中,有多种方法可以求解数列通项公式,下面我们将介绍其中的9种常见方法。
1.递推关系法递推关系法是求解数列通项公式最常见的方法之一、当我们可以找到数列中每一项与前几项之间的关系时,可以利用递推关系求出通项公式。
例如,斐波那契数列中每一项都等于前两项的和,可以用递推关系f(n)=f(n-1)+f(n-2)来求解。
2.等差数列通项公式等差数列是指数列中每一项与前一项之差都相等的数列。
等差数列通项公式为an = a1 + (n-1)d,其中an表示第n项,a1表示第一项,d表示公差。
3.等比数列通项公式等比数列是指数列中每一项与前一项的比都相等的数列。
等比数列通项公式为an = a1 * r^(n-1),其中an表示第n项,a1表示第一项,r 表示公比。
4.幂数列通项公式幂数列是指数列中每一项都是一个幂函数的形式。
幂数列通项公式为an = ar^(n-1),其中an表示第n项,a表示一些常数,r表示递增的比值。
5.组合数列通项公式组合数列是指数列中每一项都是由组合数形成的数列。
组合数列通项公式可以通过求解组合数来获得。
6.一元多项式数列通项公式一元多项式数列是指数列中的每一项都是由一元多项式形成的数列。
可以利用多项式的相关性质和求解方法获得数列通项公式。
7.递推与线性常系数齐次差分方程法递推与线性常系数齐次差分方程法是利用递推关系和差分方程的性质求解数列通项公式的方法。
8.高阶递推关系法当数列中每一项与前面多个项之间有复杂的关系时,可以利用高阶递推关系进行求解。
9.查找数列在数学常数表中的表达式有些数列的通项公式可以在数学常数表中找到,例如斐波那契数列中的通项公式可以在黄金分割数相关的公式中找到。
以上是数列通项公式的9种常见求法,每种方法都可以根据不同的数列规律和特点进行选择和运用。
数列的十种典型递推式
1 十大递推数列求通项: (1)等差数列:a n =a n-1+d例1:已知:数列{a n }中a 1=1,a n =a n-1+3,(n ≥2).求a n 的通项公式。
答a n =3n-2. (2)等比数列: a n =a n-1q例2:已知:数列{a n }中a 1=1,a n =2a n-1,(n ≥2).求a n 的通项公式。
答a n =12-n .(3)似等差数列: a n =a n-1+f(n) 用叠加法。
例3:已知:数列{a n }中a 1=1,a n =a n-1+3n+1,(n ≥2).求a n 的通项公式。
答a n =265n 3n 2-+.(4)线性数列: a n =pa n-1+q 构造等比数列。
例4:已知:数列{a n }中a 1=3,a n =2a n-1-1,(n ≥2).求a n 的通项公式。
答a n =12+n.(5) 似等比数列: a n =a n-1f(n) 叠乘法。
例5:已知:数列{a n }中a 1=3,a n =na n-1,(n ≥2).求a n 的通项公式。
答a n =3n !.(6)三项递推: a n =pa n-1+qa n-2 设a n+1-xa n =y(a n -xa n-1),构造一个或二个等比数列再通过等差数列或解方程组求出。
例6:已知:数列{a n }中a 1=1,a 2=3,a n =3a n-1-2a n-2,(n ≥3).求a n 的通项公式。
答a n =2n -1. 例7:已知:数列{a n }中a 1=1,a 2=3,a n =4a n-1-4a n-2,(n ≥3).求a n 的通项公式。
答a n =(n+1)2n-2. 例8:已知:数列{a n }中a 1=1,a 2=4,a n =4a n-1-4a n-2,(n ≥3).求a n 的通项公式。
答a n =n2n-1.例9:已知:数列{a n }中a 1=2,a 2=3,a n =5a n-1-6a n-2,(n ≥3).求a n 的通项公式。
求数列递推表达式常用的八种方法
求数列递推表达式常用的八种方法1. 通项公式法(Explicit Formula Method)通项公式法是一种使用列中已知项的数值来构建一个递推表达式的方法。
根据数列的性质和规律,可以通过观察和找到一个数学模型来表示数列的通项公式。
该公式可以直接给出任意项的值,无需依赖于前面的项。
2. 递推关系法(Recurrence Relation Method)递推关系法是通过关系式来定义后一项与前面一项之间的关系。
可以根据已知项之间的关系来构建递推关系,从而求得数列的递推表达式。
递推关系可以是线性或非线性的,具体要根据数列的性质来确定。
3. 线性代数法(Linear Algebra Method)线性代数法是将数列看作一个向量,通过矩阵运算来求得数列的递推表达式。
可以利用矩阵的特征值和特征向量等性质来求解。
这种方法适用于一些特殊的线性数列,但对于非线性数列则不适用。
4. 拟合法(Curve Fitting Method)拟合法是通过数学函数来逼近数列的变化趋势,从而得到递推表达式。
可以选择不同的函数模型,如多项式、指数函数、对数函数等,并使用最小二乘法来拟合数列的数据点。
这种方法适用于不规律和随机的数列。
5. 差分法(Difference Method)差分法是通过数列中相邻项之间的差值来构建递推表达式。
可以通过一次差分、二次差分等方法来获得递推关系,进而求解数列的递推表达式。
这种方法适用于差分规律明显的数列。
6. 特殊性质法(Special Property Method)特殊性质法是根据数列的特殊性质来求解递推表达式。
可以利用数列的对称性、周期性、递增性、递减性等特点来构建递推关系。
该方法需要对数列的性质特别敏感,适用性较为有限。
7. 生成函数法(Generating Function Method)生成函数法是将数列看作一个形式幂级数,通过对生成函数进行操作来求解递推表达式。
可以利用生成函数的性质和运算法则来求得数列的递推关系,进而得到递推表达式。
递推公式求数列通项的八大常见形式
新课标高考由递推公式求数列通项的八大常见形式对于递推公式确定的数列的求解,通常可以通过递推公式的变换,转化为等差数列或等比数列问题,有时也用到一些特殊的转化方法与特殊数列称辅助数列法。
1.递推公式为(其中p,q均为常数,)。
解法:把原递推公式转化为:其中,再利用换元法转化为等比数列求解。
例1. 已知数列中,,求。
2.型递推式可构造为形如的等比数列。
例5. 在数列中,,求通项公式。
解:原递推式可化为,比较系数可得:,,上式即为是一个等比数列,首项,公比为。
所以。
即,故为所求。
3. (A、B、C为常数,下同)型递推式(1)可构造为形如的等比数列。
类型 4 递推公式为(其中p,q均为常数,)。
(2)可构造为形如引入辅助数列(其中),得:再应用类型1的方法解决。
例1. 已知数列中,,求。
例2. 已知数列中,,求。
4.=p+q (p、q均为常数)(二阶递归)=p+q-=(-)∴解出、因此{-}是G.P型特殊地分析:∵∴∴是以为首项,公比为的等比数列例1、,,,求例2:a1=1,a2==-,求数列{}的通项公式。
-=(-)解得:=1、=-=(-), a2-a1= ∴-=∴=(-)+(-)+┈+(a2-a1)+a1=++┈++1=3-. ∴=3-5.等差数列:由此推广成差型递推关系:累加:=,于是只要可以求和就行。
递推公式为解法:把原递推公式转化为,(特殊情形:⑴.(差后等差数列)⑵(差后等比数列))利用累加法求解。
例1.已知{}满足,且,求例2.已知{}满足,且,求例3.已知{}满足,且,求例4. 已知数列满足,求。
6.等比数列:递推公式为累乘:类型2递推公式为解法(1)把原递推公式转化为,利用累乘法求解。
例1.已知{}满足,且,求例2.已知{}满足,且,求例3.. 已知数列满足,求。
7.倒数变换法:形如(为常数,且)的递推公式,可令。
则可转化为型;例1:数列中,且,,求数列的通项公式.8.对数变换法:1.递推式两边同取对数,得令,则,已转化为“型”,由累乘相消法可得例、已知数列满足,求。
高中精品-数学:求递推数列通项公式的十种策略例析
求递推数列通项公式的十种策略例析递推数列的题型多样,求递推数列的通项公式的方法也非常灵活,往往可以通过适当的策略将问题化归为等差数列或等比数列问题加以解决,亦可采用不完全归纳法的方法,由特殊情形推导出一般情形,进而用数学归纳法加以证明,因而求递推数列的通项公式问题成为了高考命题中颇受青睐的考查内容。
笔者试给出求递推数列通项公式的十种方法策略,它们是:公式法、累加法、累乘法、待定系数法、对数变换法、迭代法、数学归纳法、换元法、不动点法、特征根的方法。
仔细辨析递推关系式的特征,准确选择恰当的方法,是迅速求出通项公式的关键。
一、利用公式法求通项公式例1 已知数列}a {n 满足n n 1n 23a 2a ⋅+=+,2a 1=,求数列}a {n 的通项公式。
解:n n 1n 23a 2a ⋅+=+两边除以1n 2+,得232a 2a nn 1n 1n +=++,则232a 2a n n 1n 1n =-++, 故数列}2a {n n 是以1222a 11==为首,以23为公差的等差数列,由等差数列的通项公式,得23)1n (12a nn -+=,所以数列}a {n 的通项公式为n n 2)21n 23(a -=。
评注:本题解题的关键是把递推关系式n n 1n 23a 2a ⋅+=+转化为232a 2a nn1n 1n =-++,说明数列}2a {n n 是等差数列,再直接利用等差数列的通项公式求出23)1n (12a nn -+=,进而求出数列}a {n 的通项公式。
二、利用累加法求通项公式例2 已知数列}a {n 满足1a 1n 2a a 1n 1n =++=+,,求数列}a {n 的通项公式。
解:由1n 2a a n 1n ++=+ 得1n 2a a n 1n +=-+则112232n 1n 1n n n a )a a ()a a ()a a ()a a (a +-+-++-+-=---1)1n (2n)1n (21)1n (]12)2n ()1n [(21)112()122(]1)2n (2[]1)1n (2[+-+-⋅=+-++++-+-=++⋅++⋅+++-++-=所以数列}a {n 的通项公式为2n n a =评注:本题解题的关键是把递推关系式1n 2a a n 1n ++=+转化为1n 2a a n 1n +=-+,进而求出112232n 1n 1n n a )a a ()a a ()a a ()a a (+-+-++-+---- ,即得数列}a {n 的通项公式。