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第六讲 求通项公式
★★★高考在考什么 【考题回放】
1、(2008江苏)将全体正整数排成一个三角形数阵: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
。 。 。 。 。
按照以上排列的规律,第n行(n?3)从左向右的第3个数为 n2?n?62
2. (2007广东)已知数列{an}的前n项和Sn?n2?9n,则其通项an? ;若它的第k项满足5?ak?8,则k? . 2n-10 ; 8 3、(2006广东)在德国不来梅举行的第48届世乒赛期间,某商店橱窗里用同样的乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的展品,其中第1堆只有1层,就一个球;第2,3,4,?堆最底层(第一层)分别按图4所示方式固定摆放,从第二层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第n堆第n层就放一个乒乓球,以f(n)表示第n堆的乒乓球总数,则f(3)?_____;f(n)?_____(答案用n表示).
答案:f(3)?10,f(n)?n(n?1)(n?2)图4
6
4、(四川省巴蜀联盟2008届高三年级第二次联考)如果数列{aa2,a3,...,an}满足an1,a,...是1a2an?1首项为1,公比为2的等比数列,则a100等于
A.2100
B.299
C.25050
D.24950
答案:D
5、(安徽省巢湖市2008届高三第二次教学质量检测)将自然数0,1,2,?按照如下形式进行摆列:
,
根据以上规律判定,从2006到2008的箭头方向是( )
?
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答案:C
6、(2008广东省广州执信中学、中山纪念中学、深圳外国语学校三校期末联考)如图,将一个边长为1的正三角形的每条边三等分,以中间一段为边向形外作正三角形,并擦去中间一段,得图(2),如此继续下去,得图(3)??
试用 n表示出第n个图形的边数 an=____________.
答案:3×4n1.
7、(2008江苏省启东中学高三综合测试三)如图,第n个图形是由正n+2边形“扩展”而来,(n=1,2,3,?),则第n-2个图形中共有 个顶点。
-
答案:n2+n
8、(北京市朝阳区2008年高三数学一模)设函数f(x)?a1?a2x?a3x2???anxn?1,
f(0)?1,数列{an}满足f(1)?n2an(n?N*),则数列{an}的通项an等2于 . 答案:
1
n(n?1)9、(北京市十一学校2008届高三数学练习题)一次展览会上展出一套由宝石串联制成的工艺品,如图所示.若按照这种规律依次增加一定数量的宝石, 则第5件工艺品所用的宝石数为 颗;第n件工艺品所用的宝石数为 颗 (结果用n表示).
第1件 第2件
第3件 第4件
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答案:66,2n?3n?1 10、(福建省厦门市
2008
学年高三质量检查)已知数列
2 。 {an}中,a1?20,an?1?an?2n?1,n?N*,则数{列an}的通项a公式n=答案:n?2n?21 ★★★高考要考什么
2S1?n?1?一、 根据数列{an}的前n项和求通项Sn= a1+ a2+ a3+ ??+ an an?? ??Sn?Sn?1?n?2?已知数列前n项和Sn,相当于知道了n≥2时候an,但不可忽视n=1. 二、由递推关系求数列的通项
1. 利用迭加an-an-1=f(n)、迭乘an/an-1=f(n)、迭代。
2.一阶递推an?1?pan?q,我们通常将其化为?an?1?A??p?an?A?看成{bn}的等比数
列。
3.利用换元思想(变形为前一项与后一项成等差等比关系,直接写出新数列通项化简得an)。 4.对含an与Sn的题,进行熟练转化为同一种解题,注意化简时n的范围。
★ ★★ 突 破 重 难 点 【范例1】{an}满足a1?1且8an?1an?16an?1?2an?5?0(n?1).记bn?(Ⅰ)求b1、b2、b3、b4的值;
(Ⅱ)求数列{bn}的通项公式及数列{anbn}的前n项和Sn. 解析(I)bn?整
1an?12(n?1).
1an?12得an?11?,代入递推关系8an?1an?16an?1?2an?5?0, bn2理
得
4634???0,即bn?1?2bn?,由a1?1,有b1?2,所以b2?8,b3?4,b4?20.
33bn?1bnbn?1bn344442(Ⅱ)由bn?1?2bn?,bn?1??2(bn?),b1???0,
33333所以{bn?}是首项为432,公比q?2的等比数列,故 3bn?41n1411??2,即bn??2n?(n?1).由bn?得anbn?bn?1,133332an?21(1?2n)151故Sn?a1b1?a2b2???anbn?(b1?b2???bn)?n?3?n?(2n?5n?1).21?233
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,2,3,?),且a1,a2,a3【变式】数列?an?中,a1?2,an?1?an?cn(c是常数,n?1成公比不为1的等比数列.(I)求c的值;(II)求?an?的通项公式. 解:(I)a1?2,a2?2?c,a3?2?3c,
因为a1,a2,a3成等比数列,所以(2?c)2?2(2?3c),解得c?0或c?2. 当c?0时,a1?a2?a3,不符合题意舍去,故c?2. (II)当n≥2时,由于
a2?a1?c, a3?a2?2c,
????
an?an?1?(n?1)c,
所以an?a1?[1?2???(n?1)]c?n(n?1)c. 2又a1?2,c?2,故an?2?n(n?1)?n2?n?2(n?2,3,?).当n?1时,上式也成立,
所以an?n2?n?2(n?1,2,?)
1)an?【范例2】设数列{an}的首项a1?(0,,3?an?1,n?2,3,4,…. 2(1)求{an}的通项公式;(2)设bn?an3?2an,证明bn?bn?1,其中n为正整数.
3?an?11,n?2,3,4,…, 整理得 1?an??(1?an?1). 221又1?a1?0,所以{1?an}是首项为1?a1,公比为?的等比数列,得
2解:(1)由an?
?1?an?1?(1?a1)????2?(2)方法一:
22bn?1?bnn?1
由(1)可知0?an?3,故bn?0.则 2
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?3?an?22?an(3?2a)?a(3?2a)??1n?1nn???2?23?an?29an?3?2??a(3?2a)?(an?1)2. n??n2?4?22又由(1)知an?0且an?1,故bn,n为正整数. ?1?bn?0,因此 bn?bn?1方法二:由(1)可知0?an?因为an?1?3,an?1, 2(3?an)an3?an,所以 bn?1?an?13?2an?1?. 2232?3?an??3?an?2由an?1可得an(3?2an)??,即 a(3?2a)?nn????an
?2??2?3?an?an.即 bn?bn?1,n为正整数 22【变式】已知数列?an?中,对一切自然数n,都有an??0,1?且an?an ?1?2an?1?an?0.
1求证:(1)an?1?an; (2)若Sn表示数列?an?的前n项之和,则Sn?2a1. 22an?12解析: (1)由已知an?an得, a??2a?a?0n?1n?1n21?an?112又因为an??0,1?,所以0?1?an?1?1, 因此an?2an?1,即an?1?an. 21111(2) 由结论(1)可知 an?an?1?2an?2???n?1a1 ,即an?n?1a1,
2222?1?1??2?11于是Sn?a1?a???a?a?a???a?a?2n111???2a,即11122n?1?1???2?Sn?2a1.
两边开平方得
an3?2an?2【范例3】由坐标原点O向曲线y?x?3ax?bx(a?0)引切线,切于O以外的点P1(x1,y1),再由P1引此曲线的切线,切于P1以外的点P2(x2,y2),如此进行下去,得到点列{ Pn(xn,yn}}.
求:(Ⅰ)xn与xn?1(n?2)的关系式; (Ⅱ)数列{xn}的通项公式;
(Ⅲ)(理)当n??时,Pn的极限位置的坐 解析 (Ⅰ)由题得f?(x)?3x2?6ax?b
过点P1(x1,y1)的切线为l1:y?y1?f?(x1)(x?x1)(x1?0),
322?l1过原点 ??(x1?3ax1?bx1)?(?x1)(3x1?6ax1?b),得x1?323a. 2又过点Pn(xn,yn)的ln:y?yn?f?(xn)(x?xn)
因为ln过点Pn-1(xn?1,yn?1) ?yn?1?yn?f?(xn)(xn?1?xn)
22整理得[xn?1?xn?1xn?2xn?3a(xn?1?xn)](xn?1?xn)?0.
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?(xn?1?xn)2(xn?1?2xn?3a)?0,由xn?xn?1得xn?1?2xn?3a?0.
13?xn??xn?1?a(n?2).221(Ⅱ)由(I)得xn?a??(xn?1?a).
2
a1公比为?的等比数列 22a11?xn?a?(?)n?1?xn?[1?(?)n]a.
222所以数列{xn-a}是以
(Ⅲ)?limxn?lim[1?(?1)n]a?a, ?limyn?f(a)?a3?3a3?ab?ab?2a3.
n??n??n??2?点Pn的极限位置为(a,ab?2a3).
【点睛】注意曲线的切线方程l1:y?y1?f?(x1)(x?x1)的应用,从而得出递推式.求数列的通项公式是数列的基本问题,一般有三种类型:(1)已知数列是等差或等比数列,求通项,破解方法:公式法或待定系数法;(2)已知Sn,求通项,破解方法:利用Sn-Sn-1= an,但要注意分类讨论,本例的求解中检验必不可少,值得重视;(3)已知数列的递推公式,求通项,破解方法:猜想证明法或构造法。
【变式】已知函数f (x)=x?x,数列|xn|(xn>0)的第一项xn=1,以后各项按如下方式取定:曲线x=f (x)在(xn?1,f(xn?1))处的切线与经过(0,0)和(xn,f (xn))两点的直线平行(如图).
*2求证:当n?N时,(Ⅰ) x2?x?3xnnn?1?2xn?1; (Ⅱ)()3212n?11?xn?()n?2.
2解、 (I ) 证明:因为f'(x)?3x2?2x,
2所以曲线y?f(x)在(xn?1,f(xn?1))处的切线斜率kn?1?3xn?1?2xn?1. 22即(0,0)和(xn,f(xn))两点的直线斜率是xn?xn?3xn?12?2xn?1. ?xn, 以xn(II)因为函数h(x)?x2?x,当x?0时单调递增,
2而xn?xn?3xn?12?2xn?1?4xn?12?2xn?1?(2xn?1)2?2xn?1,
所以xn?2xn?1,即
2xn?1xn2?12, 因此xn?xnxn?1xn?2?xn?1?????x21?()n?1. x12?12.
2又因为xn?xn?2(xn?1?xn?1), 令yn?xn?xn, 则
yn?1yn112因为y1?x1?x1?2, 所以yn?()n?1?y1?()n?2.
22因此xn?xn?xn?()
212n?211, 故()n?1?xn?()n?2.
22