■河南省平輿縣第一高級中學 何中義
突破方法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an+1-an=f(n),利用累加法(逐差相加法)求解。
例1在數(shù)列{an}中,a1=-1,an+1=an+2n,求an。
解析:因為an+1=an+2n,當n≥2時:
將上面n-1個式子相加得到:
an-a1=2×[1+2+3+…+(n-1)]=
所以an=a1+n2-n=n2-n-1(n≥2)。
當n=1時,a1=-1=12-1-1,符合上式,故an=n2-n-1(n∈N*)。
總結(jié)升華:
1.在數(shù)列{an}中,an+1-an=f(n),若f(n)為常數(shù),則數(shù)列{an}是等差數(shù)列;若f(n)不是一個常數(shù),而是關于n的式子,則數(shù)列{an}不是等差數(shù)列。
2.當數(shù)列的遞推公式是形如an+1=an+f(n)的解析式,而f(1)+f(2)+…+f(n)的和是可求的時候,則可用多式累(迭)加法求得an。
突破方法:把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an+1-t=p(an-t),其中,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列進行求解。
例2已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=,求a。n
解法一:設,解得A=-3,所以原式可轉(zhuǎn)化為an+1-3=
設bn=an-3,則數(shù)列{bn}為等比數(shù)列,且
解法二:因為
設bn=an+1-an,則數(shù)列{bn}為等比數(shù)列。
所以
解法三:
總結(jié)升華:
1.一般地,對已知數(shù)列{an}的項滿足a1=a,an+1=c an+d(c,d為常數(shù),c≠0,1),則可設an+1+t=c(an+t),得an+1=c an+c t-t,利用已知得c t-t=d,即,從而將求數(shù)列{an}的通項轉(zhuǎn)化為求等比數(shù)列{an-t}的通項。第二種方法利用了遞推關系式作差,構(gòu)造新的等比數(shù)列。這兩種方法均是常用的方法。
2.若數(shù)列有形如an+1=k·an+b(k、b為常數(shù))的線性遞推關系,則可用待定系數(shù)法求得an。
突破方法一(待定系數(shù)法):先把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an+2-s an+1=t(an+1-s an),其中s,t滿足
突破方法二(特征根法):對于由遞推公式an+2=p an+1+q an,a1=α,a2=β給出的數(shù)列{an},方程x2-p x-q=0叫作數(shù)列{an}的特征方程。若x1,x2是特征方程的兩個根,當x1≠x2時,數(shù)列{an}的通項為an=,其中A,B由a1=α,a2=β決定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=,得到關于A、B的方程組);當x1=x2時,數(shù)列{an}的通項為an=(A+B n)·,其中A,B由a1=α,a2=β決定(即把a1,a2,x1,x2和n=1,2,代入an=(A+B n)·,得到關于A、B的方程組)。
例3已知數(shù)列{an}中,a1=1,a2=2,,求a。n
解析:由可轉(zhuǎn)化為,即an+2=(s+t)·或
n+1應用突破方法1,分別令n=1,2,3,…,(n-1),代入上式得到(n-1)個等式,然后累加,可得又因為,所以
突破方法:這種類型一般利用an=
例4已知數(shù)列{an}中,Sn是它的前n項和,并且Sn+1=4an+2(n=1,2,3,…),a1=1。
(1)設bn=an+1-2an(n=1,2,3,…),求證:數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;
(3)求數(shù)列{an}的通項公式及前n項和。
解析:(1)因為Sn+1=4an+2,所以Sn+2=4an+1+2,以上兩式的等號兩邊分別相減,得Sn+2-Sn+1=(4an+1+2)-(4an+2)=4an+1-4an(n=1,2,3,…)。
所以an+2=4an+1-4an,變形得an+2-2an+1=2(an+1-2an)。
因為bn=an+1-2an(n=1,2,3,…),所以bn+1=2bn。
由此可知,數(shù)列{bn}是公比為2的等比數(shù)列。
因為S2=a1+a2=4a1+2,a1=1,所以a2=5,所以b1=a2-2a1=3,所以bn=3·2n-1。
將bn=3·2n-1代入得
由此可知,數(shù)列{cn}是公差為的等差數(shù)列,首項為
當n≥2時,Sn+1=4an+2=(3n-1)·2n+2,所以Sn=[3(n-1)-1]·2n-1+2=(3n-4)·2n-1+2。
當n=1時,S1=a1=1也適合此公式。
故所求數(shù)列{an}的前n項和公式是Sn=(3n-4)·2n-1+2。
總結(jié)升華:該題是著眼于數(shù)列間的相互關系的問題,解題時要注意利用題設的已知條件,通過合理轉(zhuǎn)換,將非等差、等比數(shù)列轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列,利用等差、等比數(shù)列的概念,將已知關系式進行變形,變形成能做出判斷的等差或等比數(shù)列,這是數(shù)列問題中的常見策略。
突破方法:這種類型一般利用待定系數(shù)法構(gòu)造等比數(shù)列,即令an+1+x(n+1)+y=p(an+x n+y),與已知遞推式比較,解出x,y,從而轉(zhuǎn)化為{an+x n+y}是公比為p的等比數(shù)列。
例5設數(shù)列{an}滿足:a1=4,an=3an-1+2n-1(n≥2),求an。
解析:設bn=an+A n+B,則an=bn-A n-B,將an,an-1代入遞推式,得bn-A n
所以取bn=an+n+1,則bn=3bn-1,又b1=6,故bn=6×3n-1=2×3n,代入得an=
總結(jié)升華:(1)若f(n)為n的二次式,則可設bn=an+A n2+B n+C;(2)本題也可由an=3an-1+2n-1,an-1=3an-2+2(n-1)-1(n≥3)兩式相減得an-an-1=3(an-1-an-2)+2,轉(zhuǎn)化為bn+2=p bn+1+q bn求之。
突破方法:形如遞推式,考慮倒數(shù)關系有,則可轉(zhuǎn)化為nan+1=p an+q型。
例6數(shù)列{an}中,a1=3,an-an+1=5an·an+1(n∈N*),求an。
思路點撥:對an-an+1=5an·an+1兩邊同除以an·an+1,得即可。
解析:因為an-an+1=5an·an+1,等號兩邊同除以,得
總結(jié)升華:
1.兩邊同時除以an·an+1可使等式左邊出現(xiàn)關于an和an+1的相同代數(shù)式的差,右邊為一常數(shù),這樣把數(shù)列{an}的每一項都取倒數(shù),這又構(gòu)成一個新的數(shù)列而恰是等差數(shù)列,其通項易求,先求的通項,再求{an}的通項。
2.若數(shù)列有形如f(an,an-1,anan-1)=0的關系,則可在等式兩邊同乘以,先求出,再求得an。