(1)当n?1时,a1?(2?1?1)?1(2?1?1)22?89,所以等式成立。
(2)假设当n?k时等式成立,即ak?(2k?1)?1(2k?1)22,则当n?k?1时,
ak?1?ak?8(k?1)(2k?1)(2k?3)8(k?1)22
?(2k?1)?1(2k?1)222?(2k?1)(2k?3)222222?[(2k?1)?1](2k?3)?8(k?1)(2k?1)(2k?3)222?(2k?1)(2k?3)?(2k?3)?8(k?1)(2k?1)(2k?3)222222?(2k?1)(2k?3)?(2k?1)(2k?1)(2k?3)(2k?3)?1(2k?3)222
??[2(k?1)?1]?1[2(k?1)?1]2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都成立。
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式,最后再用数学归纳法加以证明。 十、换元法
例16已知数列{an}满足an?1?116(1?4an?1?24an),a1?1,求数列{an}的通项公式。
*解:令bn?1?24an,则an?故an?1?1242124(bn?1) 12124(bn?1?1),代入an?1?116124216(1?4an?1?24an)得
(bn?1?1)?[1?4(bn?1)?bn]
222即4bn?1?(bn?3)
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因为bn?1?24an?0,故bn?1?1?24an?1?0 则2bn?1?bn?3,即bn?1?可化为bn?1?3?1212bn?32,
(bn?3),
12所以{bn?3}是以b1?3?1?24a1?3?1?24?1?3?2为首项,以
111为公比的等比数
列,因此bn?3?2()n?1?()n?2,则bn?()n?2?3,即1?24an?()n?2?3,得
222221n1n1()?()?。 34231an?评注:本题解题的关键是通过将1?24an的换元为bn,使得所给递推关系式转化
bn?1?12bn?32形式,从而可知数列{bn?3}为等比数列,进而求出数列{bn?3}的通项公式,
最后再求出数列{an}的通项公式。
附: 构造辅助数列 1.构造数列??1?ana?,使其为等差数列。 (形式:) ?n?1pan?1?an?an3an?1例:已知数列?an?满足 a1?1,an?1?的通向公式。 解: ? an?1?an3an?1,求证:??1?并求?an??是等差数列,
a?n?,?1an?1?1an?3,即
1an?1?1an??3.
?1?? ??是首项为1,公差为3的等差数列。
?an?1an?3n?2, an?13n?2 .
?
2. 构造数列??1?an???,使其为等比数列。(an?1?或Aan?Ban?c?0)
pa?qan?n?2anan?1 例:在数列?an?中,已知a1?2,an?1?,求证:数列?an?的通项公式。
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解:由a1?2,an?1?1an?1122anan?11可知,对n?N,an?0.
1an?1?1?1??. ?1??2?an? ?
??2an,即
12?1?又?a1?1, ??11a1?1??.
?数列?1?11?1?是首项为?,公比为的等比数列.
22?an?n?11?1? ? ?1????an2?2??1?????. ?2?n ? an?2nn2?1
3. 构造数列?an?1??an?,使其为等比数列。 an?2?pan?1?qan?1
例:已知数列?an?满足a1?1,a2?3,an?2?3an?1?2an?1,求?an?的通项公式。 解:设 an?2??an?1???an?1??an?1?,即an?2??????an?1???an?1,
则 an?2??????an?1???an?1,与an?2?3an?1?2an?1 比较后的得
????3,????2.
? ???2,??1
或 ???1,??2.
当???1,??2时,an?2?an?1?2?an?1?an?1?,?an?1?an?是以a2?a1?2为首项,2为公比的等比数列。?an?1?an?2n
?an??an?an?1???an?1?an?2?????a2?a1??a1
?2n?1?2n?2???2?1 ?2n?1(n?2).
经验证,n=1时适合上式,?an?2n?1. 同理,当???2,??1时,也得到an?2n?1. 综上知an?2n?1.
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