周玉梅
數(shù)列是高中代數(shù)的重要內(nèi)容,也是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).因此在每年的高考中考試中??疾淮?而各種數(shù)列問題解答,在很多情形下,首先是對數(shù)列通項公式的求解.本文就求數(shù)列通項公式的常用方法和技巧作例析.
一、公式法
利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的定義求通項;若已知數(shù)列的前n項和S■與a■的關(guān)系,求數(shù)列{a■}的通項a■可用公式a■=S■…………n=1S■-S■…n≥2求解.
例1:已知數(shù)列{a■}的前n項和S■滿足S■=2a■+(-1)■,n≥1,求數(shù)列{a■}的通項公式.
解:由a■=S■=2a■-1,得a■=1.
當(dāng)n≥2時,有a■=S■-S■=2(a■-a■)+2×(-1)■
∴a■=2a■+2×(-1)■
a■=2a■+2×(-1)■
…
a■=2a■-2
a■=2■a■+2■×(-1)■+2■×(-1)■+…+2×(-1)■
=2■+(-1)■[(-2)■+(-2)■+…+(-2)]
=2■-(-1)■■
=■[2■+(-1)■]
經(jīng)驗證a■=1也滿足上式,所以a■=■[2■+(-1)■].
二、累加法(逐差相加法)
求形如a■-a■=f(n)的數(shù)列通項,可用累加法,即令n=2,3,…n-1得到n-1個式子累加求得通項.a■=(a■-a■)+(a■-a■)+…+(a■-a■)+a■(n≥2).
例2:已知數(shù)列{a■}滿足a■=a■+2n+1,a■=1,求數(shù)列{a■}的通項公式.
解:由a■=a■+2n+1得a■-a■=2n+1,
則a■=(a■-a■)+(a■-a■)+…+(a■-a■)+(a■-a■)+a■
=[2(n-1+1)]+[2(n-2)+1]+…+(2×2+1)+(2×1+1)+1
2[(n-1)+(n-2)+…+2+1]+(n-1)+1
=2■+(n-1)+1
=(n-1)(n+1)+1
=n■
所以數(shù)列{a■}的通項公式為a■=n■.
三、累乘法(逐商相乘法)
對形如■=f(n)的數(shù)列的通項,可用累乘法,即令n=2,3,…n-1得到n-1個式子累乘求得通項a■=■·■……■·a■(n≥2).
例3:已知數(shù)列{a■}滿足a■=■,a■=■a■,求a■.
解:由條件知■=■,分別令n=1,2,3,…,(n-1),代入上式得(n-1)個等式累乘之,即
■·■·■·…·■=■×■×■×…×■?圯■=■
又∵a■=■,∴a■=■.
四、待定系數(shù)法
形如a■=pa■+q(其中p,q均為常數(shù),(pq(p-1)≠0)的數(shù)列.可把原遞推公式轉(zhuǎn)化為:a■-t=p(a■-t),其中t=■,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解.
例4:數(shù)列{a■}滿足a■=1,3a■+a■-7=0,求數(shù)列{a■}的通項公式.
解:由3a■+a■-7=0得a■=-■a■+■.
設(shè)a■+k=-■(a■+k),比較系數(shù)得-k-■=■,解得k=-■.
∴{a■-■}是以-■為公比,以a■-■=1-■=-■為首項的等比數(shù)列.
∴a■-■=-■×(-■)■?圯a■=■-■×(-■)■.
五、取倒(對)數(shù)法
1.a■=pa■■這種類型,一般是等式兩邊取對數(shù)后轉(zhuǎn)化為a■=pa■+q,再利用待定系數(shù)法求解
2.數(shù)列有形如f(a■,a■,a■a■)=0的關(guān)系,可在等式兩邊同乘以■先求出■,再求得a■
例5:設(shè)正項數(shù)列{a■}滿足a■=1,a■=2a■■(n≥2).求數(shù)列{a■}的通項公式.
解:兩邊取對數(shù)得:log■■=1+2log■■,log■■+1=2(log■■+1),設(shè)b■=log■■+1,則b■=2b■
{b■}是以2為公比的等比數(shù)列,b■=log■■+1=1.
b■=1×2■=2■,log■■+1=2■,log■■=2■-1,
∴a■=2■.
例6:設(shè)數(shù)列{a■}滿足a■=2,a■=■(n∈N)求a■
解:原條件變形為a■·a■+3·a■=a■.兩邊同乘以■,
得1+3·■=■.
∵3(■+■)=■+■,∴■+■=3■,
∴a■=■.
除以上幾種求數(shù)列通項公式的常用方法和技巧外,如果給出了數(shù)列的前幾項或能求出數(shù)列的前幾項,我們就可以先根據(jù)前幾項的規(guī)律,觀察、歸納、猜想出數(shù)列的通項公式,再用數(shù)學(xué)歸納法證明.