解:由性质(2),an是n的三次多项式,可设an=An3+Bn2+Cn+D 由a1=30、a2=72、a3=140、a4=240得
所以an=n3+7n2+14n+8
解得:
A为序列
例10.对于任一实数序列A={a1,a2,a3,?},定义
{a2-a1,a3-a2,?},它的第n项为an+1-an,假设序列(A)的所有项均为1,且a19=a92=0,求a1
解:设序列A的首项为d,则序列A为{d,d+1,d+2,?},它的第n项是
d+(n-1),因此序列A的第n项
显然an是关于n的二次多项式,首项等比数列为,
由于a19=a92=0,必有,所以a1=819.
方法二:由题意知,数列A是二阶等差数列,因面它的通项是关于的二次三项式,故可设
的两个根,所以
从而
,又已知
,
,由a19=a92=0,知19,92是方程
解得,所以,将代入求得a1=819.
针对练习:(主要是阶差数列的练习)
1.数列{an}的二阶差数列的各项均为16,且a63=a89=10,求a51
解:法一:显然{an}的二阶差数列{bn}是公差为16的等差数列,设其首项为a,则bn=a+(n-1)×16,于是an= a1+
=a1+(n-1)a+8(n-1)(n-2) 这是一个关于n的二次多项式,其中n2的系数为8,由于a63=a89=10,所以 an=8(n-63)(n-89)+10,从而a51=8(51-63)(51-89)+10=3658
解:法二:由题意,数列{an}是二阶等差数列,故其通项是n的二次多项式,又a63=a89=10,故可设an=A(n-63)(n-89)+10
由于{an}是二阶差数列的各项均为16,所以(a3-a2)-(a2-a1)=16 即a3-2a2+a1=16,所以
A(3-63)(3-89)+10-2[A(2-63)(2-89)+10]+A(1-63)×(1-89)+10=16 解得:A=8
an=8(n-63)(n-89)+10,从而a51=8(51-63)(51-89)+10=3658 2.求和:Sn=1×3×22+2×4×32+?+n(n+2)(n+1)2 解:Sn是是数列{n(n+2)(n+1)2}的前n项和, 因为an=n(n+2)(n+1)2是关于n的四次多项式,所以{an}是四阶等差数列,于是Sn是关于n的五次多项式
k(k+2)(k+1)2=k(k+1)(k+2)(k+3)-2k(k+1)(k+2),故求Sn可转化为求 Kn=
和Tn=
k(k+1)(k+2)(k+3)=[ k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)-(k-1) k(k+1)(k+2)(k+3)],所以 Kn=
=
Tn==
从而Sn=Kn-2Tn=
3.已知整数列{an}适合条件:
(1)an+2=3an+1-3an+an-1,n=2,3,4,? (2)2a2=a1+a3-2 (3)a5-a4=9,a1=1
求数列{an}的前n项和Sn
解:设bn=an+1-an,Cn=bn+1-bn Cn=bn+1-bn= (an+2-an+1)-( an+1-an)=an+2-2an+1+an=(3an+1-3an+an-1) -2an+1+an=an+1-2an+an-1 =Cn-1 (n=2,3,4,?) 所以{ Cn}是常数列
由条件(2)得C1=2,则{an}是二阶等差数列 因此
an=a1+
由条件(3)知b4=9,从而b1=3,于是an=n2
4.求证:二阶等差数列的通项公式为
证明:设{an}的一阶差数列为{bn},二阶差数列为{cn},由于{an}是二阶等差数列,故{cn}为常数列。 又c1=b2-b1=a3-2a2+a1
所以
5.求数列1,3+5+7,9+11+13+15+17,?的通项
解:问题等价于:将正奇数1,3,5,?按照“第n个组含有2n-1个数”的规则分组:
(1)、(3,5,7)、(9,11,13,15,17),? 然后求第n组中各数之和an 依分组规则,第n组中的数恰好构成以2为公差的项数为2n-1的等差数列,因而确定了第n组中正中央这一项,然后乘以(2n-1)即得an
将每一组的正中央一项依次写出得数列:1,5,13,25,?这个数列恰为一个二阶等差数列,不难求其通项为2n2-2n+1,故第n组正中央的那一项为2n2-2n+1,从而
an=(2n-2n+1)(2n-1)
6.数列{an}的二阶差数列是等比数列,且a1=5,a2=6,a3=9,a4=16,求{an}的通项公式
解:易算出{an}的二阶差数列{cn}是以2为首项,2为公比的等比数列,则cn=2n,
{an}的一阶差数列设为{bn},则b1=1且
从而
7.设有边长为1米的正方形纸一张,若将这张纸剪成一边长为别为1厘米、3厘米、?、(2n-1)厘米的正方形,愉好是n个而不剩余纸,这可能吗? 解:原问题即是是否存在正整数n,使得12+32+?+(2n-1)2=1002
由于12+32+?+(2n-1)2=[12+22+?+(2n)2]-[22+42+?+(2n)2]=
随着n的增大而增大,当n=19时
当n=20时=10660>10000
故不存在?
=9129<10000,