2020年高考数学(理)之数列 专题13 数列的通项(根据数列的递推关系求通项)(解析版)

内容发布更新时间 : 2024/10/24 15:23:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

数列

13 数列的通项(根据数列的递推关系求通项)

【考点讲解】

一、具体目标:

掌握用不同的数学方法求不同形式数列的通项公式.通过数列通项公式的求解过程,利用数列的变化规律,恰当选择方法,是数列的研究和探索奠定基础. 二、知识概述: 1.数列的通项公式:

(1)如果数列?an?的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.即an?f?n?,不是每一个数列都有通项公式,也不是每一个数列都有一个个通项公式. (2)数列?an?的前n项和Sn和通项an的关系:an??2.求数列的通项公式的注意事项:

(1)根据数列的前几项求它的一个通项公式,要注意观察每一项的特点,观察出项与n之间的关系、规律,可使用添项、通分、分割等办法,转化为一些常见数列的通项公式来求.对于正负符号变化,可用??1?或

n(n?1)?S1.

S?S(n?2)n?1?n??1?n?1来调整.

(2)根据数列的前几项写出数列的一个通项公式是不完全归纳法,它蕴含着“从特殊到一般”的思想.由不完全归纳法得出的结果是不可靠,要注意代值验证.

(3)对于数列的通项公式要掌握:①已知数列的通项公式,就可以求出数列的各项;②根据数列的前几项,写出数列的一个通项公式,这是一个难点,在学习中要注意观察数列中各项与其序号的变化情况,分解所给数列的前几项,看看这几项的分解中.哪些部分是变化的,哪些是不变的,再探索各项中变化部分与序

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号的联系,从而归纳出构成数列的规律,写出通项公式.

3.数列通项一般有三种类型:(1)已知数列是等差或等比数列,求通项,破解方法:公式法或待定系数法;(2)已知Sn,求通项,破解方法:利用Sn-Sn-1= an,但要注意分类讨论,本例的求解中检验必不可少,值 得重视;(3)已知数列的递推公式,求通项,破解方法:猜想证明法或构造法。 3. 已知数列?an?的前n项和Sn,求数列的通项公式,其求解过程分为三步: (1)先利用a1?S1求出a1;

(2)用n?1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an?Sn?Sn?1 (n?2)便可求出当n?2时an的表达式; (3)对n?1时的结果进行检验,看是否符合n?2时an的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n?1与n?2两段来写.

【注】该公式主要是用来求数列的通项,求数列通项时,一定要分两步讨论,结果能并则并,不并则分. 4. 递推公式推导通项公式方法: (1)叠加法:an?1?an?f(n)

a1?a?叠加法(或累加法):已知?,求数列通项公式常用叠加法(或累加法)

??a?a?fnn?n?1即an?(an?an?1)?(an?1?an?2)???(a2?a1)?a1

.

?a1?aanan?1an?2aa??????3?2?a1 (2)累乘法:已知?an?1求数列通项公式用累乘法.an??f?n?an?1an?2an?3a2a1? a?n(3)待定系数法:an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)?0)) 解法:把原递推公式转化为:an?1?t?p(an?t),其中t?nq,再利用换元法转化为等比数列求解. 1?pn(4)待定系数法: an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)(q?1)?0)). (或an?1?pan?rq,

其中p,q,r均为常数).

解法:在原递推公式两边同除以qn?1,得:

anan?1pan1p1b?,令,得:,再按 b?b????nn?1nqnqqqn?1qqnq第(3)种情况求解.

,0,a?0) (5)待定系数法:an?1?pan?an?b(p?1

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解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令an?1?x(n?1)?y?p(an?xn?y),与已知递推式比较, 解出x,y,从而转化为?an?xn?y?是公比为p的等比数列. (6)待定系数法:an?1?pan?an?bn?c(p?0,1,a?0)

解法:一般利用待定系数法构造等比数列,即令an?1?x(n?1)?y(n?1)?z?p(an?xn?yn?z),与已知递推式比较,解出x,y,从而转化为an?xn2?yn?z是公比为p的等比数列. (7)待定系数法:an?2?pan?1?qan(其中p,q均为常数).

解法:先把原递推公式转化为an?2?san?1?t(an?1?san)其中s,t满足?解.

(8)取倒数法:an?1?222???s?t?p,再按第(4)种情况求

?st??qg(n)an

f(n)an?t(n)解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为an?1?pan?q,按第(3)种情况求解.

(g(n)an?t(n)an?1?f(n)anan?1?0,解法:等式两边同时除以an?an?1后换元转化为an?1?pan?q,按第(3)种情况求解.).

(9)取对数an?1?pan(p?0,an?0)

解法:这种类型一般是等式两边取以p为底的对数,后转化为an?1?pan?q,按第(3)种情况求解. 5. 以数列为背景的新定义问题是高考中的一个热点题型,考查频率较高,一般会结合归纳推理综合命题.常见的命题形式有新法则、新定义、新背景、新运算等.

(1)准确转化:解决数列新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,将题目所给定义转化成题目要 求的形式,切忌同已有概念或定义相混淆.

(2)方法选取:对于数列新定义问题,搞清定义是关键,仔细认真地从前几项(特殊处、简单处)体会题意,从而找到恰当的解决方法. 类型一:取倒数法 已知函数f(x)?rx?,数列?an?满足a1?1,an?1?f(an)(n?N). 3x?1 (Ⅰ)求数列?an?的通项公式;

(Ⅱ)记Sn?a1a2?a2a3???anan?1,求Sn.

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【分析】由于{bn}和{cn}中的项都和{an}中的项有关,{an}中又有Sn?1=4an+2,可由Sn?2-Sn?1作切入

点探索解题的途径. 【解析】(Ⅰ)由已知得,an?1?an,

3an?1∴1?1?3,即1?1?3 an?1anan?1an∴数列?1?是首项a1?1,公差d?3的等差数列.

???an?∴1?1?(n?1)?3?3n?2,

an故an?1(n?N?) 3n?2 (Ⅱ) ∵anan?1?1111

?(?)(3n?2)(3n?1)33n?23n?11?44?71 (3n?2)(3n?1)Sn?a1a2?a2a3???anan?1?1?1???111111?[(1?)?(?)???(?)] 34473n?23n?1类型二:

已知数列{an}满足an?1?3an?2?3n?1,a1?3,求数列{an}的通项公式。 【分析】通过对递推关系式的整理,目的是构造成特殊数列.

n【解析】an?1?3an?2?3?1两边除以3n?1,

an?1an21, ???3n?13n33n?1an?1an21,用叠加法可得: ???n?1nn?13333则

1n?1(1?3)an2(n?1)3n2n11因此n?, ??1???331?3322?3n211则an??n?3n??3n?n?N??. ?322

类型三:

数列?an?满足a1?2,a2?5,an?2?3an?1?2an?0,求数列?an?的通项公式. 【解析】由an?2?3an?1?2an?0得an?2?an?1?2(an?1?an)?0

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即an?2?an?1?2(an?1?an),且a2?a1?5?2?3.

∴{an?1?an}是以2为公比,3为首项的等比数列.∴an?1?an?3?2n?1 利用逐差法可得an?1?(an?1?an)?(an?an?1)???(a2?a1)?a1

=3?2n?1?3?2n?2???3?20?2

?2n?2???2?1)?2

=3?(2n?11?2n?2 =3?1?2 =3?2?1

n?1∴an?3?2?1n?Nn???.

111????的值. a2?1a3?1a100?1类型四:已知数列?an?满足a1?a2???an?n3 ①求数列?an?的通项公式an;②求

【解析】本题主要考查的是利用恒等式中项与项数之间的关系,求数列的通项公式.

3①因为a1?a2???an?n, n?2时,a1?a2?L?an?1?(n?1)

3两式相减得:an?3n2?3n?1(n?2), 得n?1时,a1?1也适合上式, 故an?3n2?3n?1(n?N?)

②因为

11111??(?) (n≥2) an?13n(n?1)3n?1n所以

1111?111111?1133. ??L???(?)?(?)?L?(?)??(1?)?a2?1a3?1a100?13?122399100?3100100【真题分析】

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