徐金莊
摘要: 數(shù)列的通項公式與遞推公式是表達數(shù)列特征與構(gòu)造的兩種方法.高考試題中往往只給出數(shù)列的遞推公式,如果能把遞推公式轉(zhuǎn)化為通項公式,很多問題就能迎刃而解.本文列舉了六種類型的轉(zhuǎn)化問題.
關鍵詞: 數(shù)列遞推公式通項公式
一、a=a+f(n)型數(shù)列
例1.在數(shù)列{a}中,a=2,a=a+2n-1,求a.
解:依題意有a-a=1,a-a=3,…,a-a=2n-3
逐項累加有a-a=1+3+…+2n-3==(n-1)=n-2n+1,從而a=n-2n+3.
二、a=a·f(n)型數(shù)列
例2. 已知數(shù)列{a}中,a=,a=·a(n≥2),求數(shù)列{a}的通項公式.
解:當n≥2時,=,=,=,…,=,將這n-1個式子累乘,得到=,從而a=×=,當n=1時,==a,所以a=.
三、a=pa+q型數(shù)列
此類數(shù)列解決的辦法是將其構(gòu)造成一個新的等比數(shù)列,再利用等比數(shù)列的性質(zhì)進行求解.構(gòu)造的辦法有兩種,一是待定系數(shù)法構(gòu)造,設a+m=p(a+m),展開整理a=pa+pm-m,比較系數(shù)有pm-m=b,所以m=,所以a+是等比數(shù)列,公比為p,首項為a+.二是用做差法直接構(gòu)造,a=pa+q,a=pa+q,兩式相減有a-a=p(a-a),所以a-a是公比為p的等比數(shù)列.
例3. 在數(shù)列{a}中,a=1,當n≥2時,有a=3a+2,求{a}的通項公式.
解法1:設a+m=3(a+m),即有a=3a+2m,對比a=3a+2,得m=1,于是得a+1=3(a+1),數(shù)列{a+1}是以a+1=2為首項,以3為公比的等比數(shù)列,所以有a=2·3-1.
解法2:由已知遞推式,得a=3a+2,a=3a+2,(n≥2),上述兩式相減,得a-a=3(a-a),因此,數(shù)列{a-a}是以a-a=4為首項,以3為公比的等比數(shù)列.所以a-a=4·3,即3a+2-a=4·3,所以a=2·3-1.
四、a=pa+f(n)型數(shù)列(p為常數(shù))
此類數(shù)列可變形為=+,則可用累加法求出,由此求得a.
例4.已知數(shù)列{a}滿足a=1,a=3a+2,求a.
解:將已知遞推式兩邊同除以2得=×+1,設b=,故有b+2=×(b+2),b=-2,從而a=5×3-2.
若f(n)為n的一次函數(shù),則a加上關于n的一次函數(shù)構(gòu)成一個等比數(shù)列;若f(n)為n的二次函數(shù), 則a加上關于n的二次函數(shù)構(gòu)成一個等比數(shù)列.這時我們用待定系數(shù)法來求解.
例5.已知數(shù)列{a}滿足a=1,當n≥2時,a=a+2n-1,求a.
解:作b=a+An+B,則a=b-An-B,a=b-A(n-1)-B代入已知遞推式中得:b=b+(A+2)n+(A+B-1).
令A+2=0A+B-1=0?圯A=-4B=6
這時b=b且b=a-4n+6
顯然,b=,所以a=+4n-6.
五、a=型數(shù)列(A,B,C為非零常數(shù))
這種類型的解法是將式子兩邊同時取倒數(shù),把數(shù)列的倒數(shù)看成是一個新數(shù)列,便可順利地轉(zhuǎn)化為a=pa+q型數(shù)列.
例6.已知數(shù)列{a}滿足a=2,a=,求a.
解:兩邊取倒數(shù)得:=+,所以=+(n-1)×=,故有a=.
六、a=pa+qa型數(shù)列(p,q為常數(shù))
這種類型的做法是用待定系數(shù)法設a-λa=χ(a-λa)構(gòu)造等比數(shù)列.
例7.已知數(shù)列{a}中,a=5,a=2,a=2a+3a(n≥3),求{a}的通項公式.
解:令a+xa=y(a+xa)比較系數(shù)得y-x=2xy=3?圯x=1y=3或x=-3y=-1
所以a+a=3(a+a)及a-3a=-(a-3a)
a+a=3(a+a)=3×7
a-3a=(-1)(a-3a)=(-1)×13
由以上兩式得
4a=3×7+(-1)×13
所以數(shù)列的通項公式是a=[3×7+(-1)×13 ]
例8.已知數(shù)列{a}中,a=1,a=2,a=a+a,求數(shù)列{a}的通項公式.
解:在a=a+a兩邊減去a得a-a=-(a-a)
∴{a-a}是以a-a=1為首項,以-為公比的等比數(shù)列,
∴a-a=(-)
令上式n=1,2,3,…,(n-1),再把n-1個等式累加得:
a-a=1+(-)+(-)+…+(-)==[1-(-)]
∴a=1+[1-(-)]