李樹逵
如果已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)(或前幾項(xiàng),且任一項(xiàng)an與它的前一項(xiàng)an-1或前幾項(xiàng))間的關(guān)系,可用一個公式來表示,那么這個公式叫做數(shù)列的遞推公式,用遞推公式給出數(shù)列的方法叫做遞推法,遞推數(shù)列的重點(diǎn),難點(diǎn)問題是求通項(xiàng),求遞推數(shù)列通項(xiàng)的方法較多,也比較靈活,常用的基本方法有累加法、累乘法、轉(zhuǎn)化為等差等比數(shù)列,待定系數(shù)法等,主要的思路是通過轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列來解決問題。
一、形如an-1=an+f(n)可用累加法求通項(xiàng)。
例1:已知數(shù)列{an}滿足a1=1。an+1=an+2n。求通項(xiàng)an。
解:由遞推公式得:an-an-1=2(n-1),an-1-an-2=2(n-2)…………a3-a2=2×2。a2-a1=2×1
把上面(n-1)個等式相加。得an-a1=2[(n-1)+(n-2)+……+2n+1}=n(n-1)∵ an=n2-n+1
小結(jié):一般地,若f(n)可解成常用的可求和的式子時運(yùn)用此法
二、形如an+1=fnan即an+1an=fn其中fn不是常數(shù),可用累乘法求通項(xiàng)。
例2. 已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=nn+2an,求通項(xiàng)an。
解:由遞推公式得:ann-1n+1an-1,an-1=n-2nan-2 an-2=n-3n-1an-3……a4=35a3, a3=24a2,a2=13a1,
把上面這(n-1)個等式相乘得an=2×1(n+1)na1=2n+1n,當(dāng)n=1時,a1=1,適合a1=1,
∵通項(xiàng)an=2(n+1)n
小結(jié):一般地,數(shù)列{an}滿足an+1=f(n)an且f(n)是關(guān)于n的分式形式,可運(yùn)用累乘法求通項(xiàng)。
三、形如an+1=pan+f(n)p為常數(shù)且p≠0.p≠1,可轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列,
(1)f(n)=q(q為常數(shù))用待定系數(shù)法化為an+1+k=p(an+k)。得{an+k}是以a1+k為首項(xiàng),p為公比的等比數(shù)列。
例3、已知數(shù)列{an}中a1=1,an+1=3an+2。求通項(xiàng)an。
解:設(shè)an+1+k=3(an+k),k=2+k3得k=1,原遞推式可變?yōu)閍n+1+1=3an+1
∴{an+1}是一個以a1+1=2為首項(xiàng),以3為公式的等比數(shù)列。
∴an+1=2·3n-1即an=2·3n-1-1
小結(jié):一般地,對遞推關(guān)系式an+1=pan+q(p、q為常數(shù)且p≠0,P≠1)可等價(jià)地寫成{an+qp-1}成等比數(shù)列。
(2)f(n)為等比數(shù)列且p=q時。如f(n)=pn(P為常數(shù))兩邊同除以pn+1得an+1pn+1=anpn+A的形式。
例4、已知在數(shù)列{an}中,an+1=2an+3·2n+1,且a1=2,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式。
解:由an+1=2an+3·2n+1。除以2n+1得an+12n+1=an2n+3即an+12n+1-an2n+3。
即an+12n+1-an2n=3
∴數(shù)列{an2n}是一個以a12=1為首項(xiàng),以公差為3的等差數(shù)列。
∴an2n=1+3n-1。即an=(3n-2)·2n
(3)f(n)為等比數(shù)列,且p≠q時,如f(n)=qn+1時。利用待定系數(shù)法,轉(zhuǎn)化為an+1+qn+1=p(an-qn)的形式。
例5、已知數(shù)列{an}滿足an+1=2an+3·5n,a1=6,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式
解:由an+1=2an+3·5n兩邊加上5n+1得an+1+x5n+1=2(an+x5n)由待定系數(shù)x=3+5x2得:
x=-1,轉(zhuǎn)化為an+1-5n+1=2(an+5n)
即:an+1-5n+1an-5n=2
∴數(shù)列{an-5n}是一個以a1-5=1為首項(xiàng)。2為公比的等比數(shù)列。
∴an-5n=1·2n+1即an=5n+2n-1
小結(jié):(2)(3)兩類型一定要看清an系數(shù)P與f(n)=qn+1中的常數(shù)p是否與q相等,兩種類型是截然不同的方法。
四、形如an+1=panqan+rp,q,r均不為零,利用倒數(shù)法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解
例6、在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=2anan+1,求通項(xiàng)an
解:由an+1=2anan+1,兩邊取倒數(shù)
得1an+1=12+12·1an即1an+1-1=121an-1
所以數(shù)列
1an-1是首項(xiàng)為1a1-1=-12,公比為12的等比數(shù)列,所以1an-1=12·12n-1故an=11-12n
五、形如an+1=ank(an﹥0,n∈N+,K為非零常數(shù))用兩邊同時取常用對數(shù),得lgan+1=klgan,構(gòu)造等比數(shù)列{an})求解
例7、在數(shù)列{an}中,a1=3且an+1=an2(n是正整數(shù))求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an
解:由題意知an>0,對等式an+1=an2兩邊取對數(shù)得
lgan+1=2lgan即lgan+1lgan=2
所以lgan=lga1·2n-1=lg32n-1即an=32n-1
六、形如an+2=pan+1+qan)p,q為常數(shù),利用待定系數(shù)法轉(zhuǎn)化等比數(shù)列求解