求递推数列通项公式的十种策略例析(2)

2018-11-18 21:03

3an?5?2n?4?x?2n?1?y?3(an?x?2n?y)

整理得(5?2x)?2n?4?y?3x?2n?3y。

?5?2x?3x?x?5令?,则?,代入⑥式,得

4?y?3yy?2??an?1?5?2n?1?2?3(an?5?2n?2)

由a1?5?21?2?1?12?13?0及⑦式,

得an?5?2?2?0,则

nan?1?5?2n?1?2an?5?2?2n?3,

故数列{an?5?2n?2}是以a1?5?21?2?1?12?13为首项,以3为公比的等比数列,因此

an?5?2n?2?13?3n?1,则an?13?3n?1?5?2n?2。

评注:本题解题的关键是把递推关系式an?1?3an?5?2n?4转化为

an?1?5?2n?1?2?3(an?5?2n?2),从而可知数列{an?5?2n?2}是等比数列,进而求出数列{an?5?2n?2}的通项公式,最后再求数列{an}的通项公式。

例9 已知数列{an}满足an?1?2an?3?n2?4n?5,a1?1,求数列{an}的通项公式。 解:设an?1?x(n?1)2?y(n?1)?z

?2(an?xn2?yn?z)

将an?1?2an?3?n2?4n?5代入⑧式,得

2an?3?n2??4n?5?x(n?1)2?y(n?1)?z ?2(an?xn2?yn?z),则

2an?(3?x)n2?(2x?y?4)n?(x?y?z?5)?2an?2xn?2yn?2z2

等式两边消去2an,得(3?x)n2?(2x?y?4)n?(x?y?z?5)?2xn2?2yn?2z,

?x?3?3?x?2x??则得方程组?2x?y?4?2y,则?y?10,代入⑧式,得

?z?18?x?y?z?5?2z??an?1?3(n?1)2?10(n?1)?18?2(an?3n2?10n?18)

由a1?3?12?10?1?18?1?31?32?0及⑨式,得

an?3n2?10n?18?0

an?1?3(n?1)2?10(n?1)?18an?3n?10n?182则?2,故数列

{an?3n2?10n?18}为以

a1?3?12?10?1?18?1?31?32为首项,以

2为公比的等比数列,因此

an?3n2?10n?18?32?2n?1,则an?2n?4?3n2?10n?18。

评注:本题解题的关键是把递推关系式an?1?2an?3?n2?4n?5转化为

an?1?3(n?1)2?10(n?1)?18?2(an?3n2?10n?18),从而可知数列{an?3n2?10n?18}是

等比数列,进而求出数列{an?3n2?10n?18}的通项公式,最后再求出数列{an}的通项公式。

五、利用对数变换法求通项公式

例10 已知数列{an}满足an?1?2?3na5n,a1?7,求数列{an}的通项公式。

n5解:因为an?1?2?3na5n,a1?7,所以an?0,an?1?0。在an?1?2?3an式两边取常用对数

得lgan?1?5lgan?nlg3?lg2

11 设lgan?1?x(n?1)?y?5(lgan?xn?y) ○

11式,得5lgan?nlg3?lg2?x(n?1)?y?5(lgan?xn?y),两边消去5lgan并将⑩式代入○

整理,得(lg3?x)n?x?y?lg2?5xn?5y,则

lg3?x???lg3?x?5x?4,故? ?lg3lg2x?y?lg2?5y??y???164?11式,得lga代入○n?1?lg3lg3lg2 (n?1)??4164

12 ○

?5(lgan?由lga1?得lgan?lg3lg3lg2n??) 4164lg3lg3lg2lg3lg3lg212式, ?1???lg7??1???0及○

41644164lg3lg3lg2n???0, 4164lgan?1?则

lg3lg3lg2(n?1)??4164?5, lg3lg3lg2lgan??n??4164所以数列{lgan?列

lg3lg3lg2lg3lg3lg2为首项,以5为公比的等比数n??}是以lg7???41644164lg3lg3lg2lg3lg3lg2n?1,因此lgan?n???(lg7???)541644164?(lg7?1?3161?241lg34lg3lg3lg2n?1lg3lg3lg2lgan?(lg7???)5?n??4164464n?lg341?lg3161?lg241?[lg(7?341?3161?24?1lg36?1lg24)5n?1)]5n?1n?lg(34)?1lg(7?341?3161?24)5n?1则

n?lg(341?316n?11?24)5n?1?n?lg(75n?1?345n?1?1?24。

5n?1?1?3165n?1?1?24)5n?4n?15n?1?lg(7?3165n?1?1?24),

an?755n?4n?1?316评注:本题解题的关键是通过对数变换把递推关系式an?1?2?3na5n转化为

lg3lg3lg2lg3lg3lg2(n?1)???5(lgan?n??),从而可知数列41644164lg3lg3lg2lg3lg3lg2{lgan?n??}是等比数列,进而求出数列{lgan?n??}的通项公式,

41644164lgan?1?最后再求出数列{an}的通项公式。

六、利用迭代法求通项公式

(n?1)2例11 已知数列{an}满足an?1?a3,a1?5,求数列{an}的通项公式。 nn(n?1)2解:因为an?1?a3,所以 nnn?2an?a3n?12n?1(n?1)?2?[a3n?2n?2]3n?2

n?1(n?1)?n?2?a3n?2(n?2)?2?[a3n?33(n?2)?(n?1)n?3]32(n?1)?n?2(n?2)?(n?1)(n?2)(n?1)n?2?a3n?3(n?3)?(n?2)?(n?1)??3?a13?a1n?1

?2?3??(n?2)?(n?1)?n?21?2????(n?3)?(n?2)?(n?1)n(n?1)n?1?n!?22n(n?1)又a1?5,所以数列{an}的通项公式为an?53n?1?n!?22。

n(n?1)2评注:本题还可综合利用累乘法和对数变换法求数列的通项公式,即先将等式an?1?a3两n边取常用对数得lgan?1?3(n?1)?2nlgan,即

lgan?1?3(n?1)?2n,再由累乘法可推知lgann(n?1)2n?1lga3lga2lganlgan?1lgan???????lga1?lg53?n!?2lgan?1lgan?2lga2lga1,从而an?53n?1?n!?2n(n?1)2

七、利用数学归纳法求通项公式 例12 已知数列{an}满足an?1?an?8(n?1)8,a?,求数列{an}的通项公式。 1229(2n?1)(2n?3)解:由an?1?an?8(n?1)8及,得 a?19(2n?1)2(2n?3)2a2?a1?8(1?1)

(2?1?1)2(2?1?3)2?88?224 ??99?2525a3?a2?8(2?1)(2?2?1)2(2?2?3)2

248?348???2525?49498(3?1)(2?3?1)2(2?3?3)2

488?480???4949?8181a4?a3?(2n?1)2?1由此可猜测an?,往下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。 29(2?1?1)(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)28(k?1)

(2k?1)2(2k?3)2ak?1?ak?(2k?1)2?18(k?1)??(2k?1)2(2k?1)2(2k?3)2[(2k?1)2?1](2k?3)2?8(k?1)?(2k?1)2(2k?3)2?(2k?1)(2k?3)?(2k?3)?8(k?1)(2k?1)2(2k?3)2222

(2k?1)2(2k?3)2?(2k?1)2?(2k?1)2(2k?3)2(2k?3)2?1[2(k?1)?1]2?1 ??22(2k?3)[2(k?1)?1]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*

评注:本题解题的关键是通过首项和递推关系式先求出数列的前n项,进而猜出数列的通项公


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