?廣東省東莞市第七高級中學
馬洪博
研究數列問題,首先要研究數列的通項公式,當一個數列的通項公式確定后,這個數列的所有性質都可“浮出水面”.然而,數列的通項公式,如同函數的解析式一樣,并非可輕而易舉取得,需具體問題具體分析,并選擇恰當的方法才可求出.求數列的通項公式有哪些基本方法?對此,筆者作了些膚淺的研究,并歸納出下文中的幾種方法.
又因為a2=8=3a1+2,所以an+1=3an+2,n∈N*,于是an+1+1=3(an+1),故數列{an+1}是等比數列,且首項為a1+1=3,公比為3.所以an+1=3×3n-1=3n,故an=3n-1.
當已知數列中出現形如遞推關系式an-an-1=f(n)(n≥2)時,一般可采用累加法求其通項公式,具體步驟:先對遞推關系式an-an-1=f(n)(n≥2)中的n賦值,從2開始,一直賦值到n,于是共得到n-1個等式,然后將這n-1個等式的左右兩邊對應相加,并加以化簡,再利用已知的首項,就可以求得數列{an}的通項公式.
例2已知數列{an}滿足an+1=3an+2×3n+1,a1=3,求數列{an}的通項公式.
例3如果數列{an}滿足an+1=2(n+1)5n×an,且a1=3,則數列{an}的通項公式是______.
觀察、歸納、猜想、論證是數學研究的一般方法,這種方法也可以用在數列通項公式的求法上.探究時需先從特殊到一般,再從一般回到特殊.而猜想的結論的論證一般需用到數學歸納法.因此,這種解法還需要我們熟練掌握數學歸納法的原理和應用.
①
下面用數學歸納法證明這個猜想.
即當n=k+1時,猜想也成立.
根據(1)(2)可知,猜想對任何n∈N*都成立.
點評:先猜后證,是這種方法的基本思路,“猜”考查的是觀察能力與歸納能力,“證”則考查了邏輯推理能力.這種方法較能體現數學核心素養(yǎng),因此這類問題備受命題者青睞.
當然,數列通項公式的求法還有很多,如對數變換法、迭代法、換元法和不動點法等,但無論哪種方法都并非憑空產生,只有認真審題,抓住題中給出的遞推關系式的特征,才能發(fā)現與之相匹配的求解思路與解題方法.