鄭飛波
摘 要:非零常數(shù)列雖然很簡(jiǎn)單,但在某些遞推數(shù)列中巧妙地運(yùn)用,能起到事半功倍的效果;巧妙樹立遞推的“形式”,建立遞推的“內(nèi)涵”是很重要的. 常數(shù)列是等差數(shù)列、等比數(shù)列的“融合體”,除了解決常規(guī)轉(zhuǎn)化等比、等差關(guān)系的數(shù)列遞推,還能解決不能用等差、等比關(guān)系解決的一些特殊遞推數(shù)列.
關(guān)鍵詞:常數(shù)列;遞推關(guān)系,數(shù)列通項(xiàng)
無(wú)窮數(shù)列a,a,a,…,稱之為常數(shù)列. 常數(shù)列的通項(xiàng)為an=a,n∈N*,用遞推式表示:an+1=an,
a1=a,n∈N*.若a≠0,則此時(shí)的常數(shù)列既是公差d=0的等差數(shù)列,又是公比q=1的等比數(shù)列. 雖然非零常數(shù)列很簡(jiǎn)單,但在某些遞推數(shù)列中巧妙地運(yùn)用,能起到事半功倍的效果;巧妙樹立遞推的“形式”,建立遞推的“內(nèi)涵”是很重要的.
[?] 巧用常數(shù)列轉(zhuǎn)化等差、等比數(shù)列定義
化歸思想是數(shù)列學(xué)習(xí)的重要思想,通過(guò)一些特殊的遞推關(guān)系將數(shù)列轉(zhuǎn)化為兩個(gè)基本數(shù)列——等差數(shù)列和等比數(shù)列得到求解. 其實(shí),等差數(shù)列與等比數(shù)列也可以轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的常數(shù)列來(lái)求解,即非零常數(shù)列是這兩個(gè)數(shù)列的“融合體”.
結(jié)論1:若等差數(shù)列{an}中,首項(xiàng)為a1,公差為d,則數(shù)列{an-nd}是項(xiàng)為a1-d的常數(shù)列.
證明:an-an-1=d,n≥2?an-nd=an-1-(n-1)d,n≥2,顯然數(shù)列{an-nd}為項(xiàng)是a1-d的常數(shù)列.反之亦然.
結(jié)論2:若等比數(shù)列{an}中,首項(xiàng)為a1,公比為q,則數(shù)列
是項(xiàng)為的常數(shù)列.
證明:an=an-1q,n≥2?=,n≥2,顯然數(shù)列
為項(xiàng)是的常數(shù)列. 反之也亦然.
[?] 巧用常數(shù)列遞推解決一些特殊遞推關(guān)系的數(shù)列
例1 (2005年高考)設(shè)正項(xiàng)數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1=1,滿足:(n+1)a-na+an+1an=0,則它的通項(xiàng)公式是an=________.
分析:[(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0,由an>0得(n+1)an+1=nan,所以,數(shù)列{nan}為項(xiàng)是1×a1=1的常數(shù)列,即an=,n∈N*.
例2 (江西2008年高考理科第5題)在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+ln
1+
,則an=( )
A. 2+lnn B. 2+(n-1)lnn
C. 2+nlnn D. 1+n+lnn
分析:湊形an+1-ln(1+n)=an-lnn,即數(shù)列{an-lnn}是項(xiàng)為2的常數(shù)列. 選A.
說(shuō)明:運(yùn)用累加法思想或累乘法思想求解遞推關(guān)系的數(shù)列,轉(zhuǎn)化為常數(shù)列后求解比較簡(jiǎn)便. 例如,已知數(shù)列{an},分別滿足下列條件時(shí)遞推數(shù)列可轉(zhuǎn)化為常數(shù)列的遞推形式:
說(shuō)明:反比例模型的遞推關(guān)系的數(shù)列是重要的遞推形式,在歷年的高考題中經(jīng)常出現(xiàn).
2. 一階線性遞推關(guān)系的數(shù)列
例5 (重慶2010年高考理科第21第一問(wèn))在數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=can+cn+1·(2n+1)(n∈N*),其中實(shí)數(shù)c≠0. 求{an}的通項(xiàng)公式.
解:由結(jié)論2得=+2n+1,再由結(jié)論1可得-(n+1)=-n+2n. 湊成 -(n+1)-n(n+1)=-n-(n-1)n,可得數(shù)列
說(shuō)明:Sn與an一般均有兩種求解方向,以上兩個(gè)例題的兩種解法均有異曲同工之美,湊成常數(shù)列的“形式”過(guò)關(guān),才能把握住實(shí)質(zhì)上的遞推!
遞推關(guān)系的數(shù)列是高考、自主招生、數(shù)學(xué)競(jìng)賽的常考知識(shí)點(diǎn),也是高中數(shù)學(xué)的主干知識(shí). 常數(shù)列是等差數(shù)列、等比數(shù)列的“融合體”,除了解決常規(guī)轉(zhuǎn)化等比、等差關(guān)系的數(shù)列遞推,還能解決不能用等差、等比關(guān)系解決的一些特殊遞推數(shù)列. 因此,在變形要求上更加苛刻!在加深“遞推”的含義上,要有更深的理解. 在“無(wú)形”中尋求“有形”,是處理數(shù)學(xué)遞推公式“化生為熟”、把未知轉(zhuǎn)化為已知的基本技能.