求数列通项公式的十种方法,例题答案详解(3)

2020-02-22 14:27

5例15 已知数列{an}满足an?1?2?3n?an,a1?7,求数列{an}的通项公式。

5解:因为an?1?2?3n?an,a1?7,所以an?0,an?1?0。

两边取常用对数得lgan?1?5lgan?nlg3?lg2 设lgan?1?x(n?1)?y?5(lgan?xn?y) 比较系数得, x?由lga1?

(同类型四)

lg3lg3lg2,y?? 4164lg3lg3lg2lg3lg3lg2lg3lg3lg2?1???lg7??1???0,得lgan?n???0, 416441644164lg3lg3lg2lg3lg3lg2n??}是以lg7???为首项,以5为公比的等比数列,41644164lg3lg3lg2lg3lg3lg2n?1n???(lg7???)5,因此则lgan?41644164所以数列{lgan?lgan?(lg7?lg3lg3lg2n?1lg3lg3lg2??)5?n??41644641411614n?1?[lg(7?3?3?2)]5?lg(7?3?3?2)?lg(75n?1?3则an?75?3

n?1?lg(3?3?2)n411614n411614141161n?145

?lg(3?3?2))5n?4n?116?25n?1?145n?4n?116?25n?1?14。

六、倒数变换法 适用于分式关系的递推公式,分子只有一项 例16 已知数列{an}满足an?1?2an,a1?1,求数列{an}的通项公式。 an?2111111?11?11??,???,????为等差数列,首项?1,公差为,解:求倒数得

an?12anan?1an2?an?1an?2a1?

112 ?(n?1),?an?an2n?1七、换元法 适用于含根式的递推关系 例17 已知数列{an}满足an?1?1(1?4an?1?24an),a1?1,求数列{an}的通项公式。 1612(bn?1) 24解:令bn?1?24an,则an?代入an?1?1(1?4an?1?24an)得 1612112(bn?1?1)?[1?4(bn?1)?bn] 24162422即4bn?1?(bn?3)

因为bn?1?24an?0, 则2bn?1?bn?3,即bn?1?可化为bn?1?3?13bn?, 221(bn?3), 21为公比的等比数列,因此2所以{bn?3}是以b1?3?1?24a1?3?1?24?1?3?2为首项,以

1111bn?3?2()n?1?()n?2,则bn?()n?2?3,即1?24an?()n?2?3,得

2222an?21n1n1()?()?。 3423八、数学归纳法 通过首项和递推关系式求出数列的前n项,猜出数列的通项公式,再用数学归纳

法加以证明。 例18 已知数列{an}满足an?1?an?8(n?1)8,a?,求数列{an}的通项公式。 1(2n?1)2(2n?3)29解:由an?1?an?88(n?1)a?及,得 1229(2n?1)(2n?3)8(1?1)88?224???22(2?1?1)(2?1?3)99?25258(2?1)248?348 a3?a2????22(2?2?1)(2?2?3)2525?49498(3?1)488?480a4?a3????(2?3?1)2(2?3?3)24949?8181a2?a1?(2n?1)2?1由此可猜测an?,下面用数学归纳法证明这个结论。

(2n?1)2(2?1?1)2?18(1)当n?1时,a1??,所以等式成立。 2(2?1?1)9(2k?1)2?1(2)假设当n?k时等式成立,即ak?,则当n?k?1时,

(2k?1)2ak?1?ak?8(k?1)(2k?1)2(2k?3)2[(2k?1)2?1](2k?3)2?8(k?1) ?(2k?1)2(2k?3)2(2k?1)2(2k?3)2?(2k?1)2 ?(2k?1)2(2k?3)2(2k?3)2?1 ?(2k?3)2[2(k?1)?1]2?1 ?[2(k?1)?1]2由此可知,当n?k?1时等式也成立。

根据(1),(2)可知,等式对任何n?N都成立。 九、阶差法(逐项相减法) 1、递推公式中既有Sn,又有an

*

分析:把已知关系通过an??方法求解。

?S1,n?1转化为数列?an?或Sn的递推关系,然后采用相应的

S?S,n?2n?1?n1(an?1)(an?2),且a2,a4,a9成6例19 已知数列{an}的各项均为正数,且前n项和Sn满足Sn?等比数列,求数列{an}的通项公式。

?解:∵对任意n?N有Sn?1(an?1)(an?2) ⑴ 6∴当n=1时,S1?a1?当n≥2时,Sn?1?1(a1?1)(a1?2),解得a1?1或a1?2 61(an?1?1)(an?1?2) ⑵ 6⑴-⑵整理得:(an?an?1)(an?an?1?3)?0 ∵{an}各项均为正数,∴an?an?1?3

2当a1?1时,an?3n?2,此时a4?a2a9成立

2当a1?2时,an?3n?1,此时a4?a2a9不成立,故a1?2舍去

所以an?3n?2

练习。已知数列{an}中, an?0且Sn?1(an?1)2,求数列{an}的通项公式. 2答案:Sn?Sn?1?an (an?1)2?(an?1?1)2 an?2n?1 2、对无穷递推数列

例20 已知数列{an}满足a1?1求{an}的通项公式。 ,an?a1?2a2?3a3???(n?1)an?1(n?2),解:因为an?a1?2a2?3a3???(n?1)an?1(n?2) 所以an?1?a1?2a2?3a3???(n?1)an?1?nan 用②式-①式得an?1?an?nan.

则an?1?(n?1)an(n?2) 故

an?1?n?1(n?2) an所以an?anan?1an!????3?a2?[n(n?1)???4?3]a2?a2. an?1an?2a22 ③

由an?a1?2a2?3a3???(n?1)an?1(n?2),取n?2得a2?a1?2a2,则a2?a1,又知a1?1,

则a2?1,代入③得an?1?3?4?5???n?所以,{an}的通项公式为an?

n!。 2n!. 2十、不动点法 目的是将递推数列转化为等比(差)数列的方法

不动点的定义:函数f(x)的定义域为D,若存在f(x)x0?D,使f(x0)?x0成立,则称x0为

f(x)的不动点或称(x0,f(x0))为函数f(x)的不动点。

分析:由f(x)?x求出不动点x0,在递推公式两边同时减去x0,在变形求解。 类型一:形如an?1?qan?d

例21 已知数列{an}中,a1?1,an?2an?1?1(n?2),求数列?an?的通项公式。 解:递推关系是对应得递归函数为f(x)?2x?1,由f(x)?x得,不动点为-1 ∴an?1?1?2(an?1),?? 类型二:形如an?1?a?an?b

c?an?da?x?b

c?x?d分析:递归函数为f(x)?(1)若有两个相异的不动点p,q时,将递归关系式两边分别减去不动点p,q,再将两式相除得

an?1?pan?pa?pc(a1q?pq)kn?1?(a1p?pq),其中k?,∴an? ?k?n?1a?qcan?1?qan?q(a1?p)k?(a1?q)(2)若有两个相同的不动点p,则将递归关系式两边减去不动点p,然后用1除,得

2c11。 ??k,其中k?a?dan?1?pan?p例22. 设数列{an}满足a1?2,an?1?5an?4,求数列{an}的通项公式.

2an?7分析:此类问题常用参数法化等比数列求解. 解:对等式两端同时加参数t,得:

an?17t?45a?4(2t?5)an?7t2t?5, ?t?n?t??(2t?5)2an?72an?72an?7an?


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