2016年竞赛与自主招生专题第八讲 数列的通项与递推数列(教师版(2)

2019-09-01 19:52

也非单调减的。 ?答案:D

?分析与解答:

3(1?xn)3?xn2。显然xn?0,若x1?3,则{xn}单调递增;若xn?1?xn??xn?3?xn3?xnx1?3,则xn?3,{xn}为常数列;若x1?3,则{xn}单调递减。

例2.(2010复旦)设x0?0,x1?1,xn?1?(A)

xn?xn?1,则数列{xn}的极限为( ) 22211 (B) (C) (D)

2332?分析与解答:

1 递推数列对应的特征方程为2t2?t?1,(2t?1)(t?1)?0,t1??,t2?1,故

22?U???U?V?0????1?3,解得?所以,xn?U?????V。再由x0?0,x1?1,有?12?U?V?12???V???2?3?n2?1?2xn??????

3?2?3从而{xn}的极限为

n2。故选A。 3例3.(2008武大)在数列{an}中,a1?2,an?1?4an?3n?1,n?N*。 (1)求证:数列{an?n}是等比数列; (2)求数列{an}的前n项和Sn。 ?分析与解答:

(1)由an?1?4an?3n?1?an?1?(n?1)?4(an?n),这说明数列{an?n}是一个公比为4的等比数列。

(2)由(1)知an?n?4n?1(a1?1)?4n?1,an?4n?1?n 故Sn?(1?4??4)?(1?2?n?14n?11?n?n)??n

32注:这是一道循序渐进的问题,第一问为第二问铺垫。本题也可采用如下方法:对式子an?1?4an?3n?1两边同时除以4n?1,也可以解答。

例4.已知数列?an?满足a1?a,a2?b,3an?2?5an?1?2an?0(n?0,n?N),求数列?an?的通项公式。 ?分析与解答:

解法一(待定系数——迭加法)

由3an?2?5an?1?2an?0,得

an?2?an?1?2(an?1?an), 3[来源:Zxxk.Com]

且a2?a1?b?a。

则数列?an?1?an?是以b?a为首项,

2为公比的等比数列,于是 32an?1?an?(b?a)()n?1。把n?1,2,3,???,n代入,得

3a2?a1?b?a,

2a3?a2?(b?a)?(),

32a4?a3?(b?a)?()2,

3???

2an?an?1?(b?a)()n?2。

3把以上各式相加,得

21?()n?12223an?a1?(b?a)[1??()?????()n?2]?(b?a)。

23331?322?an?[3?3()n?1](b?a)?a?3(a?b)()n?1?3b?2a。

33解法二(特征根法):数列?an?: a1?a,a2?b 3an?2?5an?1?2an?0(n?0,n?N),

的特征方程是:3x2?5x?2?0。

?x1?1,x2?2, 32n?1?A?B?()n?1。 ?an?Ax1n?1?Bx23又由a1?a,a2?b,于是

?a?A?B?A?3b?2a? ?2??b?A?B?B?3(a?b)?3?2故an?3b?2a?3(a?b)()n?1

3

例5.(2003上海交大)数列{an}满足:求an和liman。 a1?1,a2?3,3an?2?2an?1?an,

n???分析与解答:

由3an?2?2an?1?an,知an?2?21an?1?an。 332?2?1?2??2?令an?2??an?1?????(an?1??an)?an?2?an?1??????an,故??????,

33333??????1或?1。 311 ??时,数列an?2?an?1是一个常数列,

3311110 an?2?an?1?a2?a1?3??。

33331 ???1时,数列{an?2?an?1}是一个公比为?的等比数列。

3?2????0,??2313①

?1??1??1? an?2?an?1????(a2?a1)????(3?1)?2????

?3??3??3?nnnnn②

41053?1??1?由①、②可得 an?1??2?????an?1?????,从而

3322?3??3?9?an???2?1?5,故 ??3?2nlim?n??5。 2注:对形如an?1?pan?qan?1(p,q为常数,p,q?0)的数列求通项问题,可采用如下方法:引入参数?,an?1??an?(p??)(an??an?1),(p??)??q,得到一个关于?的方程?2?p??q?0。设两根为?1,?2。若?1??2,可得到两个等比数列,联立消去an?1或an即可;若?1??2,仍可得到形如an?1??1,2an?f(n)(关于n的一个函数),它就是知识拓展中提到的类型4。这种方法本质上是特征根法。

例6.已知数列{an}满足性质:对于n?N,an?1?公式.

?分析与解答: 依定理作特征方程x?an?4,且a1?3,求{an}的通项

2an?3x?4,变形得2x2?2x?4?0,其根为?1?1,?2??2.故特2x?3征方程有两个相异的根,使用定理2的第(2)部分,则有

cn?a1??1p??1rn?13?11?1?2n?1?()??(),n?N.

a1??2p??2r3?21?2?221n?1(?),n?N. 5521?2?(?)n?1?1?c??155∴an?2n?,n?N.

21cn?1(?)n?1?155∴cn?(?5)n?4即an?,n?N.

2?(?5)n练习1:已知数列{an}满足:对于n?N,都有an?1?(1)若a1?5,求an; (2)若a1?3,求an; (3)若a1?6,求an;

(4)当a1取哪些值时,无穷数列{an}不存在? ?分析与解答:

13x?25.变形得x2?10x?25?0, 作特征方程x?x?3特征方程有两个相同的特征根??5.依定理2的第(1)部分解答. (1)∵a1?5,?a1??.?对于n?N,都有an???5; (2)∵a1?3,?a1??. ∴bn?1r?(n?1) a1??p?r?13an?25.

an?3

11?(n?1)? 3?513?1?51n?1, ???28 ?令bn?0,得n?5.故数列{an}从第5项开始都不存在, 当n≤4,n?N时,an?15n?17. ???bnn?5(3)∵a1?6,??5,∴a1??. ∴bn?1rn?1?(n?1)?1?,n?N. a1??p??r8令bn?0,则n??7?n.∴对于n?N,bn?0. ∴an?1???bn15n?43?5?,n?N. n?1n?71?8(4)、显然当a1??3时,数列从第2项开始便不存在.由本题的第(1)小题的解答过程知,a1?5时,数列{an}是存在的,当a1???5时,则有

bn?5n?131r1n?1,n?N?(n?1)??,n?N.令bn?0,则得a1?n?1a1??p??ra1?58且n≥2. ∴当a1?5n?13(其中n?N且N≥2)时,数列{an}从第n项开始便不存在. n?15n?13:n?N,且n≥2}上取值时,无穷数列{an}于是知:当a1在集合{?3或

n?1都不存在.

例7.(2011“卓越联盟”)设数列{an}满足a1?a,a2?b,2an?2?an?1?an。 (1)设bn?an?1?an,证明:若a?b,则{bn}是等比数列; (2)若lim(a1?a2?n???an)?4,求a,b的值。

?分析与解答:

(1)由2an?2?an?1?an得2(an?2?an?1)??(an?1?an)。令bn?an?1?an,则

1bn?1??bn。

21所以{bn}是公比为?的等比数列,首项为b?a。

2(2)若a?b,则{an}是常数列,a1?a2?时,由(1)知,

an?na,显然不适合题意;当a?b?1?bn?????2?n?1?1??b1,即an?1?an?????2?1?1n?1(b?a)。

2?1[来源:学科网]

?1??1?所以a2?a1????(b?a),a3?a2?????2??2?以上各式相加:

?(b?a),an?1?an????1??2?n?1b(?a)。

?1?1????2?an?1?a1?(b?a)???1?1?????2?n,

??1?n?2an?1?a?(b?a)?1?????3???2???,即

??1?n?1?2an?a?(b?a)?1?????,

3???2???所以

n??1??n?1?????224412?????na?(b?a)n?(b?a)?(b?a)?an?na?(b?a)?n?????33992??1???1???????2???a1?a2?。由于lim(a1?n??[来源:Zxxk.Com]

24?an)?4,a?6,b??3。所以a?(b?a)?0,?(b?a)?4,解得:

39

例8.(2010五校联考)设函数f(x)?1(t?,a?0),满足

2x?m,且存在函数s??(t)?at?bx?1?2t?1?2s?1f?。 ??ts???2s?1?2t?1(1)证明:存在函数t??(s)?cs?d(s?0),满足f?; ??st??(2)设x1?3,xn?1?f(xn),n?1,2证明:|xn?2|?1。 n?13


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