1
高考递推数列题型分类归纳解析
各种数列问题在很多情形下,就是对数列通项公式的求解。特别是在一些综合性比较
强的数列问题中,数列通项公式的求解问题往往是解决数列难题的瓶颈。本文总结出几种求
解数列通项公式的方法,希望能对大家有帮助。
类型1)(
1
nfaa
nn
解法:把原递推公式转化为)(
1
nfaa
nn
,利用累加法(逐差相加法)求解。
例:已知数列
n
a满足
2
1
1
a,
nn
aa
nn
2
1
1
,求
n
a。
解:由条件知:
1
11
)1(
11
2
1
nnnn
nn
aa
nn
分别令)1(,,3,2,1nn,代入上式得)1(n个等式累加之,即
)()()()(
1342312
nn
aaaaaaaa
)
1
1
1
()
4
1
3
1
()
3
1
2
1
()
2
1
1(
nn
所以
n
aa
n
1
1
1
2
1
1
a,
nn
a
n
1
2
31
1
2
1
变式:(2004,全国I,个理22.本小题满分14分)
已知数列
1}{
1
aa
n
中
,且a
2k
=a
2k-1
+(-1)K,a
2k+1
=a
2k
+3k,其中k=1,2,3,…….
(I)求a
3
,a
5
;
(II)求{a
n
}的通项公式.
解:k
kk
aa)1(
122
,k
kk
aa3
212
kk
k
k
kk
aaa3)1(3
12212
,即kk
kk
aa)1(3
1212
)1(3
13
aa,
22
35
)1(3aa
…………
kk
kk
aa)1(3
1212
将以上k个式子相加,得
]1)1[(
2
1
)13(
2
3
])1()1()1[()333(22
112
kkkk
k
aa
将1
1
a代入,得
1
1)1(
2
1
3
2
1
1
12
kk
k
a,
1)1(
2
1
3
2
1
)1(
122
kkk
kk
aa。
经检验1
1
a也适合,
)(1)1(
2
1
3
2
1
)(1)1(
2
1
3
2
1
22
2
1
2
1
为偶数
为奇数
n
n
a
nn
nn
n
类型2
nn
anfa)(
1
解法:把原递推公式转化为)(1nf
a
a
n
n,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
例:已知数列
n
a满足
3
2
1
a,
nn
a
n
n
a
11
,求
n
a。
解:由条件知
1
1
n
n
a
a
n
n,分别令)1(,,3,2,1nn,代入上式得)1(n个等式累乘
之,即
13
4
2
3
1
2
••••
n
n
a
a
a
a
a
a
a
a
n
n1
4
3
3
2
2
1
na
a
n
1
1
又
3
2
1
a,
n
a
n3
2
例:已知3
1
a,
nn
a
n
n
a
23
13
1
)1(n,求
n
a。
解:
123
13
223
123
2)2(3
1)2(3
2)1(3
1)1(3
a
n
n
n
n
a
n
•
••
•
3437526
3
31348531
nn
nnn
。
变式:(2004,全国I,理15.)已知数列{a
n
},满足a
1
=1,
1321
)1(32
nn
anaaaa
(n≥2),则{a
n
}的通项
1
___n
a
1
2
n
n
解:由已知,得
nnn
naanaaaa
13211
)1(32,用此式减去已知式,得
当2n时,
nnn
naaa
1
,即
nn
ana)1(
1
,又1
12
aa,
n
a
a
a
a
a
a
a
a
a
n
n
13
4
2
3
1
2
1
,,4,3,1,1,将以上n个式子相乘,得
2
!n
a
n
)2(n
1
类型3qpaa
nn
1
(其中p,q均为常数,)0)1((ppq)。
解法(待定系数法):把原递推公式转化为:)(
1
tapta
nn
,其中
p
q
t
1
,再利用
换元法转化为等比数列求解。
例:已知数列
n
a中,1
1
a,32
1
nn
aa,求
n
a.
解:设递推公式32
1
nn
aa可以转化为)(2
1
tata
nn
即32
1
ttaa
nn
.
故递推公式为)3(23
1
nn
aa,令3
nn
ab,则43
11
ab,且2
3
3
11
n
n
n
n
a
a
b
b
.
所以
n
b是以4
1
b为首项,2为公比的等比数列,则11224nn
n
b,所以
321n
n
a.
变式:(2006,,文,14)
在数列
n
a中,若
11
1,23(1)
nn
aaan
,则该数列的通项
n
a
_______________
(key:
321n
n
a)
变式:(2006..理22.本小题满分14分)
已知数列
n
a满足*
11
1,21().
nn
aaanN
(I)求数列
n
a的通项公式;
(II)若数列{b
n
}滿足12
1
11
*444(1)(),nn
bb
bb
n
anN
证明:数列{b
n
}是等差数列;
(Ⅲ)证明:*
12
231
1
...().
232
n
n
a
aa
nn
nN
aaa
(I)解:*
1
21(),
nn
aanN
1
12(1),
nn
aa
1
n
a是以
1
12a为首项,2为公比的等比数列
12.n
n
a
即*21().n
n
anN
(II)证法一:12
1
1144...4(1).nn
kk
kk
n
a
1
12
(...)
kkknnk
12
2[(...)],
nn
bbbnnb①
1211
2[(...)(1)](1).
nnn
bbbbnnb
②
②-①,得
11
2(1)(1),
nnn
bnbnb
即
1
(1)20,
nn
nbnb
21
(1)20.
nn
nbnb
③-④,得
21
20,
nnn
nbnbnb
即
21
20,
nnn
bbb
*
211
(),
nnnn
bbbbnN
n
b是等差数列
证法二:同证法一,得
1
(1)20
nn
nbnb
令1,n得
1
2.b
设
2
2(),bddR下面用数学归纳法证明2(1).
n
bnd
(1)当1,2n时,等式成立
(2)假设当(2)nkk时,2(1),
k
bkd那么
1
22
[2(1)]2[(1)1].
1111kk
kk
bbkdkd
kkkk
这就是说,当1nk时,等式也成立
根据(1)和(2),可知2(1)
n
bnd对任何*nN都成立
1
,
nnn
bbdb
是等差数列
(III)证明:
1
1
21211
,1,2,...,,
1
212
2(2)
2
kk
k
k
k
k
a
kn
a
12
231
....
2
n
n
a
aa
n
aaa
1
11
1
211111111
.,1,2,...,,
2122(21)23.222232
k
k
kkkkk
k
a
kn
a
12
2
231
1111111
...(...)(1),
2322223223
n
nn
n
a
aa
nnn
aaa
*
12
231
1
...().
232
n
n
a
aa
nn
nN
aaa
变式:递推式:nfpaa
nn
1
。解法:只需构造数列
n
b,消去nf带来的差异.
类型4n
nn
qpaa
1
(其中p,q均为常数,)0)1)(1((qppq)。(或
1
n
nn
aparq
,其中p,q,r均为常数)。
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以1nq,得:
q
q
a
q
p
q
a
n
n
n
n
1
1
1•
引入辅助数列
n
b(其中
n
n
nq
a
b),得:
q
b
q
p
b
nn
1
1
再待定系数法解决。
例:已知数列
n
a中,
6
5
1
a,1
1
)
2
1
(
3
1
n
nn
aa,求
n
a。
解:在1
1
)
2
1
(
3
1
n
nn
aa两边乘以12n得:1)2(
3
2
2
1
1••
n
n
n
naa
令
n
n
n
ab•2,则1
3
2
1
nn
bb,解之得:n
n
b)
3
2
(23
所以nn
n
n
n
b
a)
3
1
(2)
2
1
(3
2
变式:(2006,全国I,理22,本小题满分12分)
设数列
n
a的前
n
项的和1
412
2
333
n
nn
Sa,1,2,3,n
(Ⅰ)求首项
1
a与通项
n
a;(Ⅱ)设
2n
n
n
T
S
,1,2,3,n,证明:
1
3
2
n
i
i
T
解:(I)当1n时,
3
2
3
4
3
4
111
aSa2
1
a;
当2n时,)
3
2
2
3
1
3
4
(
3
2
2
3
1
3
4
1
1
1
n
n
n
nnnn
aaSSa,即
n
nn
aa24
1
,利用n
nn
qpaa
1
(其中p,q均为常数,)0)1)(1((qppq)。
1
(或
1
n
nn
aparq
,其中p,q,r均为常数)的方法,解之得:nn
n
a24
(Ⅱ)将nn
n
a24代入①得S
n
=
4
3
×(4n-2n)-
1
3
×2n+1+
2
3
=
1
3
×(2n+1-1)(2n+1-2)
=
2
3
×(2n+1-1)(2n-1)
T
n
=
2n
S
n
=
3
2
×
2n
(2n+1-1)(2n-1)
=
3
2
×(
1
2n-1
-
1
2n+1-1
)
所以,
1
n
i
i
T
=
3
2
1
(
n
i
1
2i-1
-
1
2i+1-1
)=
3
2
×(
1
21-1
-
1
2i+1-1
)<
3
2
类型5递推公式为
nnn
qapaa
12
(其中p,q均为常数)。
解法一(待定系数法):先把原递推公式转化为
)(
112nnnn
saatsaa
其中s,t满足
qst
pts
解法二(特征根法):对于由递推公式
nnn
qapaa
12
,
21
,aa给出的数列
n
a,
方程
02qpxx,叫做数列
n
a的特征方程。若
21
,xx是特征方程的两个根,当
21
xx
时,数列
n
a的通项为1
2
1
1
nn
n
BxAxa,其中A,B由
21
,aa决定(即把
2121
,,,xxaa和2,1n,代入1
2
1
1
nn
n
BxAxa,得到关于A、B的方程组);当
21
xx时,
数列
n
a的通项为1
1
)(n
n
xBnAa,其中A,B由
21
,aa决定(即把
2121
,,,xxaa
和2,1n,代入1
1
)(n
n
xBnAa,得到关于A、B的方程组)。
解法一(待定系数——迭加法):
数列
n
a:),0(0253
12
Nnnaaa
nnn
,baaa
21
,,求数列
n
a的通项
公式。
由
0253
12
nnn
aaa,得
)(
3
2
112nnnn
aaaa
,
且abaa
12
。
则数列
nn
aa
1
是以ab为首项,
3
2
为公比的等比数列,于是
1
1
1
)
3
2
)((
n
nn
abaa。把nn,,3,2,1代入,得
abaa
12
,
)
3
2
()(
23
abaa,
2
34
)
3
2
()(abaa,
•••
2
1
)
3
2
)((
n
nn
abaa。
把以上各式相加,得
])
3
2
()
3
2
(
3
2
1)[(2
1
n
n
abaa
)(
3
2
1
)
3
2
(11
ab
n
。
abbaaabann
n
23)
3
2
)((3)]()
3
2
(33[11。
解法二(特征根法):数列
n
a:),0(0253
12
Nnnaaa
nnn
,baaa
21
,
的特征方程是:02532xx。
3
2
,1
21
xx,
1
2
1
1
nn
n
BxAxa1)
3
2
(nBA。
又由baaa
21
,,于是
)(3
23
3
2
baB
abA
BAb
BAa
故1)
3
2
)((323n
n
baaba
例:已知数列
n
a中,1
1
a,2
2
a,
nnn
aaa
3
1
3
2
12
,求
n
a。
解:由
nnn
aaa
3
1
3
2
12
可转化为
)(
112nnnn
saatsaa
即
nnn
staatsa
12
)(
3
1
3
2
st
ts
3
1
1
t
s
或
1
3
1
t
s
1
这里不妨选用
3
1
1
t
s
(当然也可选用
1
3
1
t
s
,大家可以试一试),则
)(
3
1
112nnnn
aaaa
nn
aa
1
是以首项为1
12
aa,公比为
3
1
的等比数列,
所以1
1
)
3
1
(
n
nn
aa,应用类型1的方法,分别令)1(,,3,2,1nn,代入上式得
)1(n个等式累加之,即210
1
)
3
1
()
3
1
()
3
1
(n
n
aa
3
1
1
)
3
1
(11
n
又1
1
a,所以1)
3
1
(
4
3
4
7
n
n
a。
变式:(2006,,文,22,本小题满分14分)
已知数列
n
a满足*
1221
1,3,32().
nnn
aaaaanN
(I)证明:数列
1nn
aa
是等比数列;
(II)求数列
n
a的通项公式;
(III)若数列
n
b满足12
1
11
*44...4(1)(),nn
bb
bb
n
anN
证明
n
b是等差数列
(I)证明:
21
32,
nnn
aaa
211
12
*
21
1
2(),
1,3,
2().
nnnn
nn
nn
aaaa
aa
aa
nN
aa
1nn
aa
是以
21
aa2为首项,2为公比的等比数列
(II)解:由(I)得*
1
2(),n
nn
aanN
112211
()()...()
nnnnn
aaaaaaaa
12
*
22...21
21().
nn
nnN
(III)证明:12
1
1144...4(1),nn
bb
bb
n
a
12
(...)42,nn
bbbnb
12
2[(...)],
nn
bbbnnb①
1
1211
2[(...)(1)](1).
nnn
bbbbnnb
②
②-①,得
11
2(1)(1),
nnn
bnbnb
即
1
(1)20.
nn
nbnb
③
21
(1)20.
nn
nbnb
④
④-③,得
21
20,
nnn
nbnbnb
即
21
20,
nnn
bbb
*
211
(),
nnnn
bbbbnN
n
b是等差数列
类型6递推公式为
n
S与
n
a的关系式。(或()
nn
Sfa)
解法:这种类型一般利用
)2(
)1(
1
1
nSS
nS
a
nn
n
与
)()(
11
nnnnn
afafSSa消去
n
S)2(n或与)(
1
nnn
SSfS)2(n消去
n
a
进行求解。
例:已知数列
n
a前n项和
22
1
4
n
nn
aS.
(1)求
1n
a与
n
a的关系;(2)求通项公式
n
a.
解:(1)由
22
1
4
n
nn
aS得:
1
112
1
4
n
nn
aS
于是)
2
1
2
1
()(
12
11
nn
nnnn
aaSS
所以
1
112
1
n
nnn
aaa
n
nn
aa
2
1
2
1
1
.
(2)应用类型4(n
nn
qpaa
1
(其中p,q均为常数,)0)1)(1((qppq))的方
法,上式两边同乘以12n得:
222
1
1
n
n
n
naa
由1
2
1
4
1
21
111
aaSa.于是数列
n
na2是以2为首项,2为公差的等差数列,
所以
nna
n
n2)1(222
12
n
n
n
a
变式:(2006,,理,20本小题满分12分)
已知正项数列{a
n
},其前n项和S
n
满足10S
n
=a
n
2+5a
n
+6且a
1
,a
3
,a
15
成等比数列,求数列{a
n
}
的通项a
n
1
解:∵10S
n
=a
n
2+5a
n
+6,①∴10a
1
=a
1
2+5a
1
+6,解之得a
1
=2或a
1
=3
又10S
n-1
=a
n-1
2+5a
n-1
+6(n≥2),②
由①-②得10a
n
=(a
n
2-a
n-1
2)+6(a
n
-a
n-1
),即(a
n
+a
n-1
)(a
n
-a
n-1
-5)=0
∵a
n
+a
n-1
>0,∴a
n
-a
n-1
=5(n≥2)
当a
1
=3时,a
3
=13,a
15
=73a
1
,a
3
,a
15
不成等比数列∴a
1
≠3;
当a
1
=2时,a
3
=12,a
15
=72,有a
3
2=a
1
a
15
,∴a
1
=2,∴a
n
=5n-3
变式:(2005,,文,22.本小题满分14分)
已知数列{a
n
}的前n项和S
n
满足S
n
-S
n-2
=3,
2
3
,1),3()
2
1
(
21
1SSnn且求数列{a
n
}
的通项公式.
解:
12
nnnn
aaSS,
)3()
2
1
(31
1
•
naan
nn
,两边同乘以n)1(,可得
111
1
)
2
1
(3)
2
1
()1(3)1()1(
••nnnn
nn
naa
令
n
n
n
ab)1(
)3()
2
1
(31
1
•
nbbn
nn
2
21
)
2
1
(3
•n
nn
bb
…………
2
23
)
2
1
(3•bb
2
1
1
)
2
1
(
4
1
4
1
3])
2
1
()
2
1
()
2
1
[(3
2
2
221
2
•
•
n
nn
n
bbb
)3()
2
1
(3
2
3
1
2
•nbn
又
1
11
Sa,
2
5
1
2
3
122
SSa,
1)1(
1
1
1
ab,
2
5
)1(
2
2
2
ab
)1()
2
1
(34)
2
1
(3
2
3
2
5
11••nbnn
n
。
•
•
••
.,)
2
1
(34
,,)
2
1
(34
)
2
1
()1(3)1(4)1(
1
1
1
为偶数
为奇数
n
n
ba
n
n
nnn
n
n
n
类型7
banpaa
nn
1
)001(,a、p
1
解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令
)()1(
1
yxnapynxa
nn
,与已知递推式比较,解出yx,,从而转化为
yxna
n
是公比为p的等比数列。
例:设数列
n
a:)2(,123,4
11
nnaaa
nn
,求
n
a.
解:设BAnbaB,Anab
nnnn
则,将
1
,
nn
aa代入递推式,得
12)1(3
1
nBnAbBAnb
nn
)133()23(3
1
ABnAb
n
133
23
ABB
AA
1
1
B
A
1nab
nn
取…(1)则
1
3
nn
bb,又6
1
b,故nn
n
b32361
代入(1)得
132nan
n
说明:(1)若)(nf为
n
的二次式,则可设
CBnAnab
nn
2;(2)
本题也可由
123
1
naa
nn
,1)1(23
21
naa
nn
(3n)
两式相减得
2)(3
211
nnnn
aaaa转化为
nnn
qbpbb
12
求之.
变式:(2006,,文,22,本小题满分14分)
已知数列{
n
a}中,
11
1
2
2nn
anaa
、点(、)在直线y=x上,其中n=1,2,3…
(Ⅰ)令是等比数列;求证数列
nnnn
baab,3
1
(Ⅱ)求数列的通项;
n
a
(Ⅲ)设分别为数列、
nn
TS、
n
a
n
b的前n项和,是否存在实数,使得数列nn
ST
n
为等差数列?若存在,试求出
若不存在,则说明理由
解:(I)由已知得
11
1
,2,
2nn
aaan
1
221
3313
,11,
4424
aaa
又
1
1,
nnn
baa
121
1,
nnn
baa
11
11
2111
(1)1
1
1
222
.
1112
nnnn
nnn
nnnnnnn
ananaa
baa
baaaaaa
{}
n
b是以
3
4
为首项,以
1
2
为公比的等比数列
(II)由(I)知,1
3131
(),
4222
n
n
n
b
1
31
1,
22nn
n
aa
21
31
1,
22
aa
32
2
31
1,
22
aa
1
1
31
1,
22nn
n
aa
将以上各式相加得:
1
21
3111
(1)(),
2222n
n
aan
1
1
1
11
(1)
31313
22
1(1)(1)2.
1
22222
1
2
n
n
nn
aannn
3
2.
2n
n
an
(III)解法一:
存在2,使数列{}nn
ST
n
是等差数列
12
12
111
3()(12)2
222nn
n
Saaann
11
(1)
(1)
22
32
1
2
1
2
nnn
n
221333
3(1)3.
2222nn
nnnn
1
12
1
31
(1)
3133
42
(1).
1
2222
1
2
n
nn
nn
Tbbb
数列{}nn
ST
n
是等差数列的充要条件是,(nn
ST
AnBA
n
、B是常数)
即2,
nn
STAnBn
又
2
1
3333
3()
2222nn
nn
nn
ST
231
3(1)(1)
222n
nn
当且仅当10
2
,即2时,数列{}nn
ST
n
为等差数列
解法二:
存在2,使数列{}nn
ST
n
是等差数列
由(I)、(II)知,
22
nn
abn
(1)
22
2n
nn
STn
(1)
22
2nn
nn
nn
nTT
ST
nn
32
2n
n
T
n
又
12
1
31
(1)
3133
42
(1)
1
2222
1
2
n
nn
nn
Tbbb
1
3233
()
222
nn
n
ST
n
nn
当且仅当2时,数列{}nn
ST
n
是等差数列
类型8r
nn
paa
1
)0,0(
n
ap
解法:这种类型一般是等式两边取对数后转化为
qpaa
nn
1
,再利用待定系数法求解。
例:已知数列{
n
a}中,2
11
1
,1
nn
a
a
aa
)0(a,求数列.的通项公式
n
a
解:由2
1
1
nn
a
a
a
两边取对数得
a
aa
nn
1
lglg2lg
1
,
1
令
nn
ablg,则
a
bb
nn
1
lg2
1
,再利用待定系数法解得:12)
1
(n
na
aa。
变式:(2005,,理,21.本小题满分12分)
已知数列:,}{且满足的各项都是正数
n
a.),4(
2
1
,1
10
Nnaaaa
nnn
(1)证明;,2
1
Nnaa
nn
(2)求数列}{
n
a的通项公式a
n
.
解:用数学归纳法并结合函数)4(
2
1
)(xxxf的单调性证明:
(1)方法一用数学归纳法证明:
1°当n=1时,,
2
3
)4(
2
1
,1
0010
aaaa
∴2
10
aa,命题正确.
2°假设n=k时有.2
1
kk
aa
则)4(
2
1
)4(
2
1
,1
111kkkkkk
aaaaaakn
时
111
1
2()()()
2kkkkkk
aaaaaa
11
1
()(4).
2kkkk
aaaa
而
.0,04.0
111
kkkkkk
aaaaaa
又.2])2(4[
2
1
)4(
2
1
2
1
kkkk
aaaa
∴1kn时命题正确.
由1°、2°知,对一切n∈N时有.2
1
nn
aa
方法二:用数学归纳法证明:
1°当n=1时,,
2
3
)4(
2
1
,1
0010
aaaa∴20
10
aa;
2°假设n=k时有2
1
kk
aa成立,
令)4(
2
1
)(xxxf,)(xf在[0,2]上单调递增,所以由假设
有:
),2()()(
1
fafaf
kk
即),24(2
2
1
)4(
2
1
)4(
2
1
11
kkkk
aaaa
也即当n=k+1时
2
1
kk
aa成立,所以对一切2,
1
kk
aaNn有
(2)解法一:],4)2([
2
1
)4(
2
1
2
1
nnnn
aaaa
所以2
1
)2()2(2
nn
aa
1
nn
nnnnnnn
bbbbbab22212
1
222
2
2
1
12)
2
1
()
2
1
(
2
1
)
2
1
(
2
1
2
1
,2
则令,
又b
n
=-1,所以1212)
2
1
(22,)
2
1
(nn
nnn
bab即
解法二:,2)2(
2
1
)4(
2
1
2
1
nnnn
aaaa
2
1
)2(
2
1
2
nn
aa
由(I)知,02
n
a,两边取以2为底的对数,
)2(log21)2(log
212nn
aa
令
n
b)2(log
2n
a,则
nn
bb21
1
n
n
b21
n
n
a2122或12)
2
1
(2n
n
a
变式:(2006,,理,22,本小题满分14分)
已知a
1
=2,点(a
n
,a
n+1
)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中=1,2,3,…
(1)证明数列{lg(1+a
n
)}是等比数列;
(2)设T
n
=(1+a
1
)(1+a
2
)…(1+a
n
),求T
n
及数列{a
n
}的通项;
记b
n
=
2
11
nn
aa
,求{b
n
}数列的前项和S
n
,并证明S
n
+
13
2
n
T
=1
解:(Ⅰ)由已知2
1
2
nnn
aaa
,
2
1
1(1)
nn
aa
1
2a
11
n
a,两边取对数得
1
lg(1)2lg(1)
nn
aa
,
即1
lg(1)
2
lg(1)
n
n
a
a
{lg(1)}
n
a是公比为2的等比数列
(Ⅱ)由(Ⅰ)知1
1
lg(1)2lg(1)n
n
aa1122lg3lg3nn
1213n
n
a(*)
12
(1)(1)
n
Taa
n
…(1+a)
1
012222333n-12…3
21223n-1…+2=n2-13
由(*)式得1231n
n
a
(Ⅲ)2
10
2
nn
aaa
,
1
(2)
nnn
aaa
,
1
1111
()
22
nnn
aaa
1
112
2
nnn
aaa
,又
11
2n
nn
b
aa
,
1
11
2()
n
nn
b
aa
12n
Sbb
n
…+b
12231
111111
2()
nn
aaaaaa
…+
11
11
2()
n
aa
122
11
31,2,31nn
nn
aaa
2
2
1
31nn
S
,又213n
n
T,
2
1
31n
n
S
T
类型9
)()(
)(
1nhang
anf
a
n
n
n
解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为qpaa
nn
1
。
例:已知数列{a
n
}满足:1,
131
1
1
a
a
a
a
n
n
n
,求数列{a
n
}的通项公式。
解:取倒数:
11
1
1
3
13
1
nn
n
n
aa
a
a
n
a
1
是等差数列,3)1(
11
1
n
aa
n
3)1(1n
23
1
n
a
n
变式:(2006,,理,22,本大题满分14分)
已知数列{a
n
}满足:a
1
=
3
2
,且a
n
=n1
n1
3na
n2nN
2an1
-
-
(,)
+-
(1)求数列{a
n
}的通项公式;
(2)证明:对于一切正整数n,不等式a
1
•a
2
•……a
n
2•n!
解:(1)将条件变为:1-
n
n
a
=
n1
1n1
1
3a
-
-
(-)
,因此{1-
n
n
a
}为一个等比数列,其首项
为
1
1-
1
1
a
=
1
3
,公比
1
3
,从而1-
n
n
a
=
n
1
3
,据此得a
n
=
n
n
n3
31
•
-
(n1)…………1
(2)证:据1得,a
1
•a
2
•…a
n
=
2n
n
111
111
333
•
!
(-)(-)…(-)
为证a
1
•a
2
•……a
n
2•n!
只要证nN时有
2n
111
111
333
•(-)(-)…(-)
1
2
…………2
显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个nN,有
2n
111
111
333
•(-)(-)…(-)1-(
2n
111
333
++…+)…………3
用数学归纳法证明3式:
(i)n=1时,3式显然成立,
(ii)设n=k时,3式成立,
即
2k
111
111
333
•(-)(-)…(-)1-(
2k
111
333
++…+)
则当n=k+1时,
2kk1
1111
1111
3333
•••
+
(-)(-)…(-)(-)〔1-(
2k
111
333
++…+)〕•(
k1
1
1
3+
-)
=1-(
2k
111
333
++…+)-
k1
1
3+
+
k1
1
3+
(
2k
111
333
++…+)
1-(
2k
111
333
++…++
k1
1
3+
)即当n=k+1时,3式也成立
故对一切nN,3式都成立
利用3得,
2n
111
111
333
•(-)(-)…(-)1-(
2n
111
333
++…+)=1-
n
11
1
33
1
1
3
〔-()〕
-
=1-nn
11111
1
23223
〔-()〕=+()
1
2
故2式成立,从而结论成立
类型10
hra
qpa
a
n
n
n
1
解法:如果数列
}{
n
a满足下列条件:已知
1
a的值且对于Nn,都有
hra
qpa
a
n
n
n
1
(其
中p、q、r、h均为常数,且
r
h
arqrph
1
,0,),那么,可作特征方程
hrx
qpx
x
,
当特征方程有且仅有一根
0
x时,则
0
1
n
ax
是等差数列;当特征方程有两个相异的根
1
x、
2
x
1
时,则1
2
n
n
ax
ax
是等比数列。
例:已知数列}{
n
a满足性质:对于,
32
4
,N
1
n
n
na
a
an且,3
1
a求}{
n
a的通项公式.
解:数列}{
n
a的特征方程为,
32
4
x
x
x变形得,04222xx其根为.2,1
21
故特征方程有两个相异的根,使用定理2的第(2)部分,则有
.N,)
221
211
(
23
13
)(11
2
1
21
11
n
rp
rp
a
a
cnn
n
∴.N,)
5
1
(
5
2
1ncn
n
∴.N,
1)
5
1
(
5
2
1)
5
1
(
5
2
2
11
1
12
n
c
c
a
n
n
n
n
n
即.N,
)5(2
4)5(
na
n
n
n
例:已知数列}{
n
a满足:对于,Nn都有.
3
2513
1
n
n
na
a
a
(1)若,5
1
a求;
n
a(2)若,3
1
a求;
n
a(3)若,6
1
a求;
n
a
(4)当
1
a取哪些值时,无穷数列}{
n
a不存在?
解:作特征方程.
3
2513
x
x
x变形得,025102xx
特征方程有两个相同的特征根.5依定理2的第(1)部分解答.
(1)∵.,5
11
aa对于,Nn都有;5
n
a
(2)∵.,3
11
aa
∴
rp
r
n
a
b
n
)1(
1
1
5113
1
)1(
53
1
n
,
8
1
2
1
n
令
0
n
b,得5n.故数列}{
n
a从第5项开始都不存在,
1
当
n
≤4,Nn时,
5
1751
n
n
b
a
n
n
.
(3)∵,5,6
1
a∴.
1
a
∴.,
8
1
1)1(
1
1
Nn
n
rp
r
n
a
b
n
令,0
n
b则.7nn∴对于.0bN,
n
n
∴.N,
7
435
5
8
1
1
11
n
n
n
n
b
a
n
n
(4)、显然当3
1
a时,数列从第2项开始便不存在.由本题的第(1)小题的解答过程知,
5
1
a时,数列}{
n
a是存在的,当5
1
a时,则有
.N,
8
1
5
1
)1(
1
11
n
n
arp
r
n
a
b
n
令,0
n
b则得N,
1
135
1
n
n
n
a
且
n
≥2.
∴当
1
135
1
n
n
a(其中Nn且N≥2)时,数列}{
n
a从第n项开始便不存在.
于是知:当
1
a在集合3{或,:
1
135
Nn
n
n
且
n
≥2}上取值时,无穷数列}{
n
a都不存
在.
变式:(2005,,文,22,本小题满分12分)
数列
).1(0521681}{
111
naaaaaa
nnnnn
且满足
记).1(
2
1
1
n
a
b
n
n
(Ⅰ)求b
1
、b
2
、b
3
、b
4
的值;
(Ⅱ)求数列}{
n
b的通项公式及数列}{
nn
ba的前n项和.
n
S
解法一:由已知,得
n
n
na
a
a
816
52
1
,其特征方程为
x
x
x
816
52
解之得,
2
1
1
x或
4
5
2
x
n
n
na
a
a
816
)
2
1
(6
2
1
1
,
n
n
na
a
a
816
)
4
5
(12
4
5
1
1
4
5
2
1
2
1
4
5
2
1
1
1
n
n
n
n
a
a
a
a
,
n
n
n
n
a
a
a
a
2
4
)
2
1
(
4
5
2
1
4
5
2
1
1
1
1
•
42
521
n
n
n
a
解法二:
(I);2
2
1
1
1
,1
11
ba故
22
718
,;
71
83
82
ab
故
33
31
,4;
31
4
42
ab
故
44
1320
,.
203
ab故
(II)因2
31
)
3
4
(
3
8
3
2
)
3
4
)(
3
4
(bb,
2
231
22
2
)
3
4
()
3
4
)(
3
4
(,)
3
4
()
3
4
(bbbb
故猜想.2,
3
2
}
3
4
{的等比数列公比是首项为qb
n
因2
n
a,(否则将2
n
a代入递推公式会导致矛盾)
,0
3
4
,
3
4
36
1620
3
8
2
1
2
)
3
4
(2
,
36
1620
3
4
36
816
3
4
2
1
1
3
4
).1(
816
25
11
1
1
1
bb
a
a
a
b
a
a
a
a
a
b
n
a
a
a
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
因
故
故2|
3
4
|qb
n
确是公比为的等比数列.
n
n
bb2
3
1
3
4
,
3
2
3
4
1
故因
,)1(
3
4
2
3
1
nbn
n,1
2
1
2
1
1
nnn
n
n
bba
a
b得由
nnn
bababaS
2211
故
1
12
1
()
2n
bbbn
1
(12)
5
3
123
n
n
1
(251)
3
nn
解法三:
(Ⅰ)由,052168,
2
11
2
1
1
11
nnnn
n
n
n
n
aaaa
b
a
a
b代入递推关系得
整理得,
3
4
2,0
364
1
11
nn
nnnn
bb
bbbb
即
.
3
20
,4,
3
8
,2,1
43211
bbbba所以有由
(Ⅱ)由,0
3
2
3
4
),
3
4
(2
3
4
,
3
4
2
111
bbbbb
nnnn
所以故的等比数列公比是首项为,2,
3
2
}
3
4
{qb
n
4114
2,2(1).
3333
nn
nn
bbn即
11
1,
1
2
2
nnnn
n
babb
a
由得
1122nnn
Sababab故
12
1
()
2n
bbbn
1
(12)
5
3
123
n
n
1
(251).
3
nn
解法四:
(Ⅰ)同解法一
(Ⅱ)2
342312
)
3
4
(
3
8
3
2
,
3
8
,
3
4
,
3
2
bbbbbb
因此故又因
的等比数列公比是首项为猜想
).1(
816
25
,2
2
3
1
,2,
3
2
}{
1
11
n
a
a
aa
bbqbb
n
n
nn
n
nnnn
12
2
2
1
816
25
1
2
1
1
2
1
1
1
1
n
n
n
nn
nna
a
a
aa
bb
;
36
810
36
6
36
816
n
n
nn
n
a
a
aa
a
1
36
816
36
816
2
1
1
2
1
1
1
1
12
12
n
n
n
n
nn
nna
a
a
a
aa
bb
).(2
36
1620
36
816
36
2436
1nn
n
n
n
n
n
nbb
a
a
a
a
a
a
,2
3
1
,2}{,0
3
2
1112
n
nnnn
bbqbbbb
的等比数列是公比因
从而
112211
)()()(bbbbbbbb
nnnnn
121
1
(222)2
3
nn
114
(22)22(1).
333
nnn
11
1,
1
2
2
nnnn
n
babb
a
由得
1122nnn
Sababab故
12
1
()
2n
bbbn
1
(12)
5
3
123
n
n
1
(251).
3
nn
类型11qpnaa
nn
1
或n
nn
pqaa
1
解法:这种类型一般可转化为
12n
a与
n
a
2
是等差或等比数列求解。
例:(I)在数列}{
n
a中,
nn
anaa
6,1
11
,求
n
a
(II)在数列}{
n
a中,n
nn
aaa3,1
11
,求
n
a
类型12归纳猜想法
解法:数学归纳法
变式:(2006,全国II,理,22,本小题满分12分)
设数列{a
n
}的前n项和为S
n
,且方程x2-a
n
x-a
n
=0有一根为S
n
-1,n=1,2,3,…
(Ⅰ)求a
1
,a
2
;
(Ⅱ){a
n
}的通项公式
提示:1
1,1,2,3,...
n
Sn为方程的根,代入方程可得2(1)(1)0
nnnn
SaSa
将n=1和n=2代入上式可得
1
1
2
a
2
1
6
a
2求出
1234
,,,aaaa等,可猜想
1
(1)n
a
nn
并用数学归纳法进行证明,本题主要考察一般
数列的通项公式与求和公式间的关系
1
3方程的根的意义(根代入方程成立)
4数学归纳法证明数列的通项公式(也可以把
1
(1)n
a
nn
分开为
111
,,
(1)1n
a
nnnn
然后求和中间项均抵消只剩下首项和末项,可得
n
S
解:(Ⅰ)当n=1时,x2-a
1
x-a
1
=0有一根为S
1
-1=a
1
-1,
于是(a
1
-1)2-a
1
(a
1
-1)-a
1
=0,解得a
1
=
1
2
当n=2时,x2-a
2
x-a
2
=0有一根为S
2
-1=a
2
-
1
2
,
于是(a
2
-
1
2
)2-a
2
(a
2
-
1
2
)-a
2
=0,解得a
1
=
1
6
(Ⅱ)由题设(S
n
-1)2-a
n
(S
n
-1)-a
n
=0,
即S
n
2-2S
n
+1-a
n
S
n
=0
当n≥2时,a
n
=S
n
-S
n-1
,代入上式得
S
n-1
S
n
-2S
n
+1=0①
由(Ⅰ)知S
1
=a
1
=
1
2
,S
2
=a
1
+a
2
=
1
2
+
1
6
=
2
3
由①可得S
3
=
3
4
由此猜想S
n
=
n
n+1
,n=1,2,3,………8分
下面用数学归纳法证明这个结论
(i)n=1时已知结论成立
(ii)假设n=k时结论成立,即S
k
=
k
k+1
,
当n=k+1时,由①得S
k+1
=
1
2-S
k
,即S
k+1
=
k+1
k+2
,
故n=k+1时结论也成立
综上,由(i)、(ii)可知S
n
=
n
n+1
对所有正整数n都成立……10分
于是当n≥2时,a
n
=S
n
-S
n-1
=
n
n+1
-
n-1
n
=
1
n(n+1)
,
又n=1时,a
1
=
1
2
=
1
1×2
,所以
{a
n
}的通项公式a
n
=
n
n+1
,n=1,2,3,………12分
本题难度较大,不过计算较易,数列的前面一些项的关系也比较容易发现
类型13双数列型
解法:根据所给两个数列递推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。
例:已知数列
n
a中,1
1
a;数列
n
b中,0
1
b。当2n时,
1
)2(
3
1
11
nnn
baa,)2(
3
1
11
nnn
bab,求
n
a,
n
b.
解:因
nn
ba
)2(
3
1
11nn
ba)2(
3
1
11
nn
ba
11
nn
ba
所以
nn
ba
11
nn
ba1
112222
•••
bababa
nn
即1
nn
ba…………………………………………(1)
又因为
nn
ba
)2(
3
1
11nn
ba)2(
3
1
11
nn
ba)(
3
1
11
nn
ba
所以
nn
ba)(
3
1
11
nn
ba
))
3
1
(
22
2
nn
ba……)()
3
1
(
11
1ban
1)
3
1
(n.即
nn
ba1)
3
1
(n………………………(2)
由(1)、(2)得:])
3
1
(1[
2
1
1n
n
a,])
3
1
(1[
2
1
1n
n
b
类型14周期型
解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。
例:若数列
n
a满足
)1
2
1
(,12
)
2
1
0(,2
1
nn
nn
n
aa
aa
a,若
7
6
1
a,则
20
a的值为___________。
变式:(2005,,文,5)
已知数列}{
n
a满足)(
13
3
,0*
11
Nn
a
a
aa
n
n
n
,则
20
a=()
A.0B.3C.3D.
2
3
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