典例精析
题型一 归纳、猜想法求数列通项
【例1】根据下列数列的前几项,分别写出它们的一
个通项公式
⑴7,77,777,7777,?
⑵
23,?415,635,?863,? ⑶1,3,3,5,5,7,7,9,9? 解
析
:
⑴
将
数
列
变
形
为7?(10?1),7(102799?1),9(103?1),
?,79(10n?1)
⑵分开观察,正负号由(?1)n?1确定,分子是偶数
2
n,分母是
1?3,3?5,5?7,?,(2n?1)?(2n?1),
故数列的通项公式可写成a1)n?12nn?(?(2n?1)(2n?1)
⑶将已知数列变为1+0,2+1,3+0,4+1,5+0,6+1,7+0,8+1,9+0,?。可得数列的通项公式为a1)nn?n?1?(?2 点拨:联想与转换是由已知认识未知的两种有效的思
维方法,观察归纳是由特殊到一般的有效手段,本例的求解关键是通过分析、比较、联想、归纳、转换获得项与项数的一般规律,从而求得通项。
题型二 应用a??S1(n?1)n??Sn?Sn?1(n?2)求数列通项
例2.已知数列?an?的前n项和Sn,分别求其通项
公式.
⑴Snn?3?2 ⑵Sn?1(an?2)28(an?0)
解析:⑴当n?1时,a?S111?3?2?1, 当n?2时,an?Sn?Snn?1?(3?2)?(3n?1?2)
?2?3n?1
又a1?1不适合上式,故
a?1(n?1)n???2?3n?1(n?2)
(2)当n?1时,a11?S1?8(a1?2)2,解得a1?2当n?2时,an?Sn?Sn?1?1 8(a2?12n?2)8(an?1?2)所以(a22n?2)?(an?1?2)?0
所以(an?an?1)(an?an?1?4)?0
又an?0,所以an?an?1?4,可知?an?为等差数列,公差为4
所以an?a1?(n?1)d?2?(n?1)?4?4n?2
a1?2也适合上式,故 an?4n?2
点拨:本例的关键是应用
a???S1(n?1)n?Sn?Sn?1(n?2)求数列的通
项,特别要注意验证a1的值是否满足\n?2\的一般性通项公式。
三、利用递推关系求数列的通项
【例3】根据下列各个数列?an?的首项和递推关系,求其通项公式 ⑴a111?2,an?1?an?4n2?1
(2)a1?1,an?0,(n?1)a22n?1?nan?an?an?1?0,
⑶a11?1,an?1?2an?1 解析:⑴因为a?a1n?1n?4n2?1,所以 1
a1n?1?an??14n2?12(12n?1?12n?1) 所以a1112?a1?2(1?3)
a?a11132?2(3?5)
aa1114?3?2(5?7)
?,?,
a111n?an?1?2(2n?3?2n?1)
以上(n?1)个式相加得
a11n?a1?2(1?2n?1) 即:a14n?3n?1?4n?2?4n?2 ⑵由(n?1)a2n?1?a2n?an?1?n?an?0
有?(n?1)an?1?nan?(an?1?an)?0?an?0,?an?1?an?0
?(n?1)an?1?nan?0即:an?1na? nn?1?an?anaa?n?1?a2?a1 n?1an?2a1?n?1n?n?2n?1???12?1?1n ?a1n?n
⑶方法一、设a1n?1?m?2(an?m)
?a?12a11n?1n?2m,又an?1?2an?1
?令?12m?1,?m??2,于是a1n?1?2an?1
可化为
a1n?1?2?2(an?2)?a2?(a1
n?1?2)?(2)n?1?a1n?2?2n?1
方法二:∵a1n?1?2an?1 ?a?12a11nn?1?1?2(2an?2?1)?1
?(12)2a1111n?2?2?1?(2)2(2an?3?1)?2?1 ?(12)3?a11n?3?(2)2?2?1 =?
?(1)n?1112a1?(2)n?2???2?1 1?(1)n?1?(12)n?1?2?(1)n?1?2?2?(1)n?1
1?1222?2?(112)n?1?2?2n?1
方法三:?a?12a1n?1n?1,an?2?2an?1?1
两式相减,a1n?2?an?1?2(an?1?an)
?a11n?1?an?(a2?a1)?(2)n?1?(2)n
即:a112?a1?2,a3?a2?(2)2,?
a1n?1n?an?1?(2)
相加得:a111n?a1?2?(2)2???(2)n?1
1?1n?2??1?(2)?1????1?(1)n?1 1?122?a1n?2?2n?1 点拨:在递推关系中若an?1?an?f(n),求an用累
加法,若
an?1a?f(n),求an用累乘法,若nan?1?pan?q,求an用待定系数法或迭代法。
2
数学门诊
已知Sn是数列?an?的前
n项和,且满足
S2n2a2n?3n?Sn?1,其中an?0,n?2,3,4?,
又a1?2,求数列?an?的通项公式。
错解:当n?2时,由已知得S222n?Sn?1?3nan, 又a2n?Sn?Sn?1?0,所以Sn?Sn?1?3n 于是Sn?2?Sn?1?3(n?1)2两式相减得,
Sn?1?Sn?1?6n?3,即 an?1?an?6n?3
于是an?2?an?1?6n?9 所以两式相减得
an?2?an?6
所以a1,a3,a5,? 成等差数列,公差为6,
a2,a4,a6,?,也成等差数列,公差为6,从而a1,a2,a3,a4,a5,a6,?成等差数列,公差为6,
所以,an?2?(n?1)?6?6n?4
正解:当n?2时,由已知得S22n?S2n?1?3nan,
又an?Sn?Sn?1?0,
所以S2n?Sn?1?3n
于是Sn?1?Sn?3(n?1)2,两式相减得:
Sn?1?Sn?1?6n?3,即an?1?an?6n?3
于是an?2?an?1?6n?9,所以an?2?an?6,又
S2?S1?12,所以a2?8
又a3?a2?15,所以a3?7 则n?2k时
an?a2k?a2?(k?1)?6?6k?2
?6?n2?2?3n?2 n?2k?1时,an?a2k?1?a3?(k?1)?6
?6k?1?6?n?12?1 ?3n?2?2(n?1)a??n?3n?2(n为偶数)
??3n?2(n为大于1的奇数)
4.设a1,a2,?,a50从?1,0,1这三个整数中取值的数列
,
若
a1?a2???a50?9且(a1?1)2?(a2?1)2???(a50?1)2?107则
a1,a2,?,a50中有0的个数为11 解
:
设
有
n个0,则由
(a1?1)2?(a2?1)2???(a50?1)2?10有(a221?a2???a250)+2(a1?a2+?+
a50+50=107,
?a21?a22???a250?39.
所以在a1,a2,?,a50中有39个1或-1,
所以在a1,a2,?,a50有11个0。
5.已知数列?an?满足a1?1,
an?1n?3?an?1,(n?2),
⑴求a2和a3
⑵证明:a3n?1n?2
解:(1)∵a1?1, ∴a2?3?a1?4
3
7a3?32?a2?13.
⑵证明:由已知an?1n?an?1?3 有
an?(an?an?1)?(an?1?an?2)???(a2?a1)?a
1n?3n?1?3n?2???3?1?3?12 6.已知数列?an?中,an?(n?2)(?910)n试问n
取何值时,an取最大值?并求此最大值.
(n?3)(?9n?1解:因为
an?1a?10)9n?3n(n?2)(?9?? n10n?210)当且仅当n?7时,
an?1a?1,即a8?a7 n所以当n?7时 an?1a>1,即 nan?1?an 即a7?a6?a5???a1
当n?8时,
an?1a?1 an?an?1 n即a8?a9?a10?? 故当n?7或8时,an最大,
(a98n)max?a7?a8?107
1. 若
数
列
?an?满
足
:
?2a,(01an?1??n?an??2), ??2a1n?1,(2?an?1)a61?7,则a20的值为( B )
?2a,(1解:
an?1??n0?an?)??12,?2an?1,(2?an?1)a1?17???1??2,1?? aa52?21?1?7???1??2,1?? a3?2a2?1?37???1??0,2??a6?14?2a3?7???2,1???
a?2a554?1?7,?由此猜想:an?3?an 所以a20?a3?6?2?a52?7,选B 二、填空题
5.已知数列?a2n?的前n项和Sn?n?4n?1,则
a??2,(n?1)n???2n?5,(n?2)
6.已知数列?an?中,
a1?2,a2?3,
an?2?3an?1?2an,a7?65
解:
an?2?an?1?2(an?1?an)a2?a1?1?a3?a2?2(a2?a1)?2a4?a3?2(a3?a2)?4a5?a4?2(a4?a3)?8
a6?a5?2(a5?a4)?16a7?a6?2(a6?a5)?32?a7?a1?1?2?4?8?16?32?a7?657.已知数列?a?98n?的通项
nn?99(n?N?),
4
则数列?an?的前30项中最大项和最小项分别是
a10,a9
解:构造函数y?x?98x?99?1?99?98x?99
由函数性质可知,函数在(??,99)上递减,且
y?1
函数在(99,+?)上递增且y?1
又99?(9,10)?a10?a11?a12???a30?1?a1?a2???a9?a10最大,a9最小三、解答题 8.已知?an?中,a1?13,前n项和Sn与an的关系是Sn?n(2n?1)an,求an 解:由Sn?n(2n?1)an得
Sn?1?(n?1)(2n?1)an?1?an?1?Sn?1?Sn?an?1?(n?1)(2n?1)an?1?n(2n?1)an?(2n2?3n)an?1?n(2n?1)an?an?12n?1a?n2n?3?aann?a?an?1?an?2???a2a1n?1an?2an?3a1?2n?32n2n?1??52n?753112n?1?2n?3???9?7?5?3?1(2n?1)(2n?1)?1 4n2?19.在数列?a11n?中,an?2,an?1?an?1(n?N? )Sn为前n项和.⑴求证:?an?是以
3为周期的周期函数 ⑵求S2010
an?3?1?1an?2?1?11?1?11?a1?1n?11?1a
n?1?11?a?1?an?1n(an?1)?anan?1?1?an?1?ana11?2,a2??1,a3?2
S2010?(a1?a2?a3)?(a4?a5?a6)???(a2005?a2006?a2007)?(a
2008?a2009?a2010)?670(a1?a2?a3)?1005.设数列?an?的前n项和为Sn,点(n,Snn),
(n?N?)均在函数y?3x?2的图像上,⑴求数列?an?的通项公式 ⑵设b3n?a,Tn是数列?bn?的前前n项和,
nan?1求使得Tmn?20 对所有n?N?都成立的最小正整数m。
解:⑴依题意得:
Snn?3n?2,即Sn?3n2?2n 当n?2时,an?Sn?Sn?1?(3n2?2n)?[(3n?1)2?(2n?1)]?6n?5当n?1时,a1?S1?1?6?1?5
故an?6n?5,(n?N?)⑵由⑴得:
5
10