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递推公式

更新时间:2022-12-08 23:26:08 阅读: 评论:0

流浪包不会塌陷-甘蔗的拼音


2022年12月8日发(作者:男性荷尔蒙失调)

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(,,3,2,1nn,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

,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(3aa

…………

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(,,3,2,1nn,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



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2n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11224nn

n

b,所以

321n

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:

321n

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

bbbnnb①

1211

2[(...)(1)](1).

nnn

bbbbnnb



②

②-①,得

11

2(1)(1),

nnn

bnbnb





1

(1)20,

nn

nbnb



21

(1)20.

nn

nbnb





③-④,得

21

20,

nnn

nbnbnb





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

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1nq,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12n得:1)2(

3

2

2

1

1••

n

n

n

naa

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1n时,

3

2

3

4

3

4

111

aSa2

1

a;

当2n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

02qpxx,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2,1n,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2,1n,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。

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:02532xx。

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

)((323n

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



nnn

staatsa

12

)(





3

1

3

2

st

ts



3

1

1

t

s



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(,,3,2,1nn,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

aa2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

bbbnnb①

1

1211

2[(...)(1)](1).

nnn

bbbbnnb



②

②-①,得

11

2(1)(1),

nnn

bnbnb





1

(1)20.

nn

nbnb

③

21

(1)20.

nn

nbnb



④

④-③,得

21

20,

nnn

nbnbnb





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

)()(

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

1n

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12n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

1SSnn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

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

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

1nab

nn

取…(1)则

1

3

nn

bb,又6

1

b,故nn

n

b32361

代入(1)得

132nan

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

(3n)

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

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

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





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

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



111

1

2()()()

2kkkkkk

aaaaaa





11

1

()(4).

2kkkk

aaaa





.0,04.0

111



kkkkkk

aaaaaa

又.2])2(4[

2

1

)4(

2

1

2

1



kkkk

aaaa

∴1kn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

(2n

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

aa1122lg3lg3nn

1213n

n

a(*)

12

(1)(1)

n

Taa

n

…(1+a)

1

012222333n-12…3

21223n-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(1n

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

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

(n1)…………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nN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nN,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,

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nN,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Nn,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,04222xx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

1ncn

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,Nn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,025102xx

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,Nn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

0

n

b,得5n.故数列}{

n

a从第5项开始都不存在,

1

n

≤4,Nn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

n

≥2.

∴当

1

135

1

n

n

a(其中Nn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

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

33

31

,4;

31

4

42

ab

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

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

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

.

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

12n

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2n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

1n

n

a,])

3

1

(1[

2

1

1n

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.3C.3D.

2

3

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