求数列通项公式的十种方法(2)

2019-04-09 10:56

(2)求数列{an}的通项公式。

(1)a1?5,a2?13,a3?33

解:

(2)an?2an?1?2n?1?an?1?2(an?1?1)?2n

?an?12n?an?1?12n?1?1?an?12n?n?1

∴an?(n?1)2n?1

六、待定系数法

例10已知数列{an}满足an?1?2an?3?5n,a1?6,求数列?an?的通项公式。 解:设an?1?x?5n?1?2(an?x?5n)

nnn?1n将an?1?2an?3?5代入④式,得2an?3?5?x?5?2an?2x?5,等式两边消去

2an,得3?5?x?5an?1?5n?1nnn?1代入④式得?2x?5,两边除以5,得3?5x?2x则,x??1,

n?1nnn?2(an?5)

由a1?5?6?5?1?0及⑤式得an?5?0,则

11nan?1?5an?5n?2,则数列{an?5}是以

na1?5?1为首项,以2为公比的等比数列,则an?5?2n?1n?1n,故an?2?5。

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

nn从而可知数列{an?5}是等比数列,进而求出数列{an?5}的通项公式,最后再求出数列

{an}的通项公式。

n例11 已知数列{an}满足an?1?3an?5?2?4,a1?1,求数列{an}的通项公式。

n?1n解:设an?1?x?2?y?3(an?x?2?y)

n将an?1?3an?5?2?4代入⑥式,得

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

第 6 页 共 13 页

n整理得(5?2x)?2n?4?y?3x?2n?3y。

?5?2x?3x?4?y?3yn?1令?,则??x?5?y?2,代入⑥式得

an?1?5?2?2?3(an?5?2?2)

n ⑦

由a1?5?21?2?1?12?13?0及⑦式,

an?1?5?2n?1n得an?5?2?2?0,则

n?2an?5?2?2?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。

n评注:本题解题的关键是把递推关系式an?1?3an?5?2?4转化为

an?1?5?2n?1?2?3(an?5?2?2),从而可知数列{an?5?2?2}是等比数列,进而求

nnn出数列{an?5?2?2}的通项公式,最后再求数列{an}的通项公式。

2例12 已知数列{an}满足an?1?2an?3n?4n?5,a1?1,求数列{an}的通项公式。

22解:设an?1?x(n?1)?y(n?1)?z?2(an?xn?yn?z) ⑧

2将an?1?2an?3n?4n?5代入⑧式,得

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

2222an?(3?x)n?(2x?y?4)n?(x?y?z?5)?2an?2xn?2yn?2z

22等式两边消去2an,得(3?x)n?(2x?y?4)n?(x?y?z?5)?2xn?2yn?2z, ?3?x?2x?x?3??解方程组?2x?y?4?2y,则?y?10,代入⑧式,得

?x?y?z?5?2z?z?18??第 7 页 共 13 页

22an?1?3(n?1)?10(n?1)?18?2(an?3n?10n?18) ⑨

22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)?10(n?1)?18an?3n?10n?1822则

2?2,故数列{an?3n?10n?18}为以

2a1?3?1?10?1?18?1?31?32为首项,以2为公比的等比数列,因此an?3n?10n?18?32?22n?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?3n2?4n?5转化为

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

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

22求出数列{an}的通项公式。

七、对数变换法

n5例13 已知数列{an}满足an?1?2?3?an,a1?7,求数列{an}的通项公式。

n5n5解:因为an?1?2?3?an,a1?7,所以an?0,an?1?0。在an?1?2?3?an式两边取

常用对数得lgan?1?5lgan?nlg3?lg2 设lgan?1?x(n?1)?y?5(lgan?xn?y)

3将⑩式代入○11式,得5lgan?nlg?⑩ 11 ○

?1y)?5a(l?gxn?y,两边消去nlg?2xn?(5lgan并整理,得(lg3?x)n?x?y?lg2?5xn?5y,则

lg3?x???lg3?x?5x?4,故 ??x?y?lg2?5ylg3lg2??y???164?第 8 页 共 13 页

代入○11式,得lgan?1?由lga1?得lgan?lg34lg34lg316lg316lg34(n?1)?lg316lg34?lg24?5(lgan?lg316lg24lg34n?lg316?lg24) 12

?1??lg24lg24?lg7??1???0及12式,

n???0,

lgan?1?lg3则

lgan?4lg34(n?1)?n?lg316??lg24?5,

lg316n?lg24?所以数列{lgan?lg344lg31616lg24?4n?1}是以lg7??(lg7?lg344??lg316??lg244为首项,以5为公比的等

n?1比数列,则lgan?lg341lg3n?lg3lg2lg3lg316lg2)5,因此

lgan?(lg7??lg316?1lg24)5?lg34n?nlg36?lg24111n?1nn?1?(lg7?lg34?lg36?lg24)5111?lg34?lg316?lg2411?[lg(7?34?316?24)]5111?lg(34?316?24)n11

?lg(7?34?316?24)55n?1n?1?lg(34?316?24)5n?1?n5n?1?1?1?lg(7?lg(75n?1?3?34?3165n?1?2?144)5n?4n?15n?116?25n?1)5n?4n?1?1则an?75n?1?316?24。

n5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?3?an转化为

lgan?1?{lgan?lg34lg34(n?1)?n?lg316?lg3164?lg24?5(lgan?lg34n?lg316?lg24),从而可知数列lg34n?lg316?lg24}的通项

lg2}是等比数列,进而求出数列{lgan?公式,最后再求出数列{an}的通项公式。 八、迭代法

例14已知数列{an}满足an?1?an3(n?1)2n,a1?5,求数列{an}的通项公式。

第 9 页 共 13 页

3(n?1)23n?2解:因为an?1?an,所以an?an?1nn?1?[an?23(n?1)?2n?2]3n?2n?1

?an?23(n?1)?n?22(n?2)?(n?1)?[an?3?an?3???a?a3131n?133(n?2)?2n?3]3(n?1)?n?22(n?2)?(n?1)3(n?2)(n?1)n?2(n?3)?(n?2)?(n?1)

?2?3??(n?2)?(n?1)?n?2n(n?1)1?2????(n?3)?(n?2)?(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。

n3(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?ann两边取常用对数得lgan?1?3(n?1)?2?lgan,即

lgan?1lgan2再由累乘法可推知?3(n?1)2,

nlgan?lganlgan?1lgan?2?lgan?1n?1lga3lga23?n!?2?????lga1?lg5lga2lga1n(n?1),从而an?53n?1?n!?2n(n?1)2。

九、数学归纳法

8(n?1)(2n?1)(2n?3)2例15已知数列{an}满足an?1?an?,a1?289,求数列{an}的通项公式。

解:由an?1?an?8(n?1)(2n?1)(2n?3)8(1?1)22及a1?89,得

a2?a1?a3?a2?a4?a3?(2?1?1)(2?1?3)8(2?1)222?89?24258?29?25???2425??48498081(2?2?1)(2?2?3)8(3?1)(2?3?1)(2?3?3)22??8?325?498?449?81

48492由此可猜测an?(2n?1)?1(2n?1)22,往下用数学归纳法证明这个结论。

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