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文档介绍
高考数列常考题型归纳总结汇总
高考数列常考题型归纳总结 类型1 a n +1=a n +f (n 解法:把原递推公式转化为a n +1-a n =f (n ,利用累加法(逐差相加法 求解。 例:已知数列{a n }满足a 1=解:由条件知:a n +1-a n = 12 ,a n +1=a n +1 = 1 1n +n 2 ,求a n 。 - 1n +1 n +n 2 n (n +1 = 1n 分别令n =1, 2, 3, ⋅⋅⋅⋅⋅⋅, (n -1 ,代入上式得(n -1 个等式累加之,即 (a 2-a 1 +(a 3-a 2 +(a 4-a 3 +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+(a n -a n -1 =(1- 12 +( 12-13 +(1n 13-14 +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+( 1n -1 -1n 所以a n -a 1=1- a 1= 12 12+1- 1n =32-1n ,∴a n = 类型2 a n +1=f (n a n 解法:把原递推公式转化为 23 a n +1a n =f (n ,利用累乘法(逐商相乘法 求解。 n n +1 例:已知数列{a n }满足a 1=解:由条件知之,即 a 2a 1 ∙a 3a 2 ∙a 4a 323 ,a n +1=a n ,求a n 。 a n +1a n = n n +1 ,分别令n =1, 2, 3, ⋅⋅⋅⋅⋅⋅, (n -1 ,代入上式得(n -1 个等式累乘 ∙⋅⋅⋅⋅⋅⋅∙ a n a n -123n = 12 ⨯ 23 ⨯ 34 ⨯⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯ n -1n ⇒ a n a 1 = 1n 又 a 1= ,∴a n = 例:已知a 1=3,a n +1=解:a n = 3(n -1 -13(n -1 +2 3n -43n -1 3n -13n +2 a n (n ≥1 ,求a n 。 ∙ 3(n -2 -13(n -2 +2 7⋅ 4 ∙⋅⋅⋅∙ 3⨯2-13⨯2+2 6 ∙ 3-13+2 a 1 =⋅ 3n -3n - 52 ⋅⋅3=85 n -3。1 变式:(2004,全国I, 理15.)已知数列{a n },满足a 1=1,a n =a 1+2a 2+3a 3+⋅⋅⋅+(n -1 a n -1 (n ≥2 ,则{a n }的通项a n =⎨ ⎧1⎩___ n =1 n ≥2 解:由已知,得a n +1=a 1+2a 2+3a 3+⋅⋅⋅+(n -1 a n -1+na n ,用此式减去已知式,得 当n ≥2时,a n +1-a n =na n ,即a n +1=(n +1 a n ,又a 2=a 1=1, ∴a 1=1, a 2a 1 =1, a 3a 2 =3, a 4a 3 =4, ⋅⋅⋅, a n a n -1 =n ,将以上n 个式子相乘,得a n = n ! 2 (n ≥2 类型3 a n +1=pa n +q (其中p ,q 均为常数,(pq (p -1 ≠0 )。 解法(待定系数法):把原递推公式转化为:a n +1-t =p (a n -t ,其中t =换元法转化为等比数列求解。 例:已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n +3,求a n . 解:设递推公式a n +1=2a n +3可以转化为a n +1-t =2(a n -t 即a n +1=2a n -t ⇒t =-3. 故递推公式为a n +1+3=2(a n +3 , 令b n =a n +3,则b 1=a 1+3=4, 且 b n +1b n =a n +1+3a n +3 =2. q 1-p ,再利用 n -1n +1 =2所以{b n }是以b 1=4为首项,2为公比的等比数列,则b n =4⨯2, 所以 a n =2 n +1 -3. 变式:(2006,重庆, 文,14) 在数列{a n }中,若a 1=1, a n +1=2a n +3(n ≥1 ,则该数列的通项a n =_______________ (key:a n =2n +1-3) 变式:(2006. 福建. 理22. 本小题满分14分) 已知数列{a n }满足a 1=1, a n +1=2a n +1(n ∈N *. (I )求数列{a n }的通项公式; (II )若数列{b n }滿足4b -14b 1 2 -1 4 b n -1 =(a n +1 n (n ∈N , 证明:数列{b n }是等差数列; b * (Ⅲ)证明: n 12 - 13 < a a + a 2< n ∈N * . 2 a +... + a n 3 a n +1 2 (n (I )解: a n +1=2a n +1(n ∈N *, ∴a n +1+1=2(a n +1, ∴{a n +1}是以a 1+1=2为首项,2为公比的等比数列 ∴a n n +1=2. 即 a n * n =2-1(n ∈N . (II )证法一: 4 k 1-1 4 k 2-1 ...4 k n -1 =(a n +1 k n . ∴4 (k 1+k 2+... +k n -n =2 nk n . ∴2[(b 1+b 2+... +b n -n ]=nb n , 2[(b 1+b 2+... +b n +b n +1 -(n +1]=(n +1 b n +1. ②-①,得2(b n +1-1 =(n +1 b n +1-nb n , 即(n -1 b n +1-nb n +2=0, nb n +2-(n +1 b n +1+2=0. ③-④,得 nb n +2-2nb n +1+nb n =0, 即 b n +2-2b n +1+b n =0, ∴b n +2-b n +1=b n +1-b n (n ∈N * , ∴{b n }是等差数列 ① ② 证法二:同证法一,得 (n -1 b n +1-nb n +2=0 令n =1, 得b 1=2. 设b 2=2+d (d ∈R , 下面用数学归纳法证明 b n =2+(n -1 d . (1)当n =1, 2时,等式成立 (2)假设当n =k (k ≥2 时,b k =2+(k -1 d , 那么 b k +1= k k -1 b k - 2 = k [2+(k -1 d ]- 2k -1 k -1k -1 这就是说,当n =k +1 =2+[(k +1 -1]d . 根据(1)和(2),可知b n =2+(n -1 d 对任何n ∈N * b n +1-b n =d , ∴{b n } (III )证明: a k a k +1 = 2-12 k +1 k -1 = 2-12(2- k k 12 < 12 , k =1, 2,..., n , ∴ a 1a 2a k + a 2a 3= +... + a n a n +1=12 < n 2 . 2-12 k +1 k a k +1 -1 - 12(2 k +1 -1 = 12 - 13.2+2-2 k k ≥ 12 - 11 . k , k =1, 2,..., n , 32 ∴ a 1a 2n 2 + a 2a 3 +... + a n a n +1 ≥ n 2 - 1111n 11n 1(+2+... +n =-(1-n >-, 322223223 n 2 ∴- 13 < a 1a 2 + a 2a 3 +... + a n a n +1 <(n ∈N . * 变式:递推式:a n +1=pa n +f (n 。解法:只需构造数列{b n },消去f (n 带来的差异. n 类型4 a n +1=pa n +q (其中p ,q 均为常数,(pq (p -1(q -1 ≠0 )。 (或 a n +1=pa n +rq , 其中p ,q, r 均为常数) 。 n 解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以q n +1,得: a n +1q n +1 = p q ∙ a n q n + 1q 引入辅助数列 {b n }(其中b n = a n q n ),得:b n +1= p q b n + 1q 再待定系数法解决。 例:已知数列{a n }中,a 1=解:在a n +1= 1 56 , a n +1= 1 1n +1 a n +( ,求a n 。 32 1n +12n n +1 a n +( 两边乘以2n +1得:2∙a n +1=(2∙a n +1 323 22 令b n =2n ∙a n ,则b n +1=b n +1, 解之得:b n =3-2( n 33 所以a n = b n 2 n 1n 1n =3( -2( 23 变式:(2006,全国I, 理22, 本小题满分12分) 设数列{a n }的前n 项的和S n = 43a n - 13⨯2 n +1 + 23 ,n =1, 2, 3, (Ⅰ)求首项a 1与通项a n ;(Ⅱ)设T n = 2 n n S n 23 ,n =1, 2, 3, ,证明:∑T i < i =1 32 解:(I )当n =1时,a 1=S 1=当 n ≥2 43 a 1- 43 +43 ⇒a 1=2; 13 n +1 时 n , a n =S n -S n -1= n a n - ⨯2+ 23 -( 43 a n -1- 13 ⨯2+ n 23 ,即 a n =4a n -1+2,利用a n +1=pa n +q (其中p ,q 均为常数,(pq (p -1(q -1 ≠0 )。 n n n (或a n +1=pa n +rq , 其中p ,q, r 均为常数)的方法,解之得:a n =4-2 4121n n n n n+1n+1n+1 (Ⅱ 将a n =4-2代入①得 S n = ×(4-2 -2 + = ×(2-1(2-2 33332 = (2n+1-1(2n -1 3 2n 32n 311 T n = = = (- S n 2 (2-1(2-1 22-12-1 3n 113113所以, ∑T i = ∑(- = ( - < 2i =12-12-122-12-12i =1 n 类型5 递推公式为a n +2=pa n +1+qa n (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a n +2-sa n +1=t (a n +1-sa n ⎧s +t =p 其中s ,t 满足⎨ st =-q ⎩ 解法二(特征根法 :对于由递推公式a n +2=pa n +1+qa n ,a 1=α, a 2=β给出的数列{a n },方程x 2-px -q =0,叫做数列{a n }的特征方程。若x 1, x 2是特征方程的两个根,当x 1≠x 2 n -1 时,数列{a n }的通项为a n =Ax 1n -1+Bx 2,其中A ,B 由a 1=α, a 2=β决定(即把 代入a n =Ax 1a 1, a 2, x 1, x 2和n =1, 2, n -1 +Bx 2 n -1 ,得到关于A 、B 的方程组);当x 1=x 2时, n -1 数列{a n }的通项为a n =(A +Bn x 1,其中A ,B 由a 1=α, a 2=β决定(即把a 1, a 2, x 1, x 2 n -1 和n =1, 2,代入a n =(A +Bn x 1,得到关于A 、B 的方程组)。 解法一(待定系数——迭加法): 数列{a n }:3a n +2-5a n +1+2a n =0(n ≥0, n ∈N , a 1=a , a 2=b ,求数列{a n }的通项公式。 由3a n +2-5a n +1+2a n =0,得 a n +2-a n +1= 23 (a n +1-a n , 且a 2-a 1=b -a 。 则数列{a n +1-a n }是以b -a 为首项, 23 为公比的等比数列,于是 2n -1 a n +1-a n =(b -a ( 。把n =1, 2, 3, ⋅⋅⋅, n 代入,得 3 a 2-a 1=b -a , 2 a 3-a 2=(b -a ⋅( , 322 a 4-a 3=(b -a ⋅( , 3 ∙∙∙ 2n -2 a n -a n -1=(b -a ( 。 3 把以上各式相加,得 2n -1 1-( 222n -23 (b -a 。 a n -a 1=(b -a [1++( +⋅⋅⋅+( ]= 2333 1- 3 2n -12n -1 ∴a n =[3-3( ](b -a +a =3(a -b ( +3b -2a 。 33 解法二(特征根法):数列{a n }:3a n +2-5a n +1+2a n =0(n ≥0, n ∈N , a 1=a , a 2=b 的特征方程是:3x 2-5x +2=0。 x 1=1, x 2= 23 , n -1 ∴a n =Ax 1 n -1 +Bx 2 2n -1 =A +B ⋅( 。 3 又由a 1=a , a 2=b ,于是 ⎧a =A +B ⎧A =3b -2a ⎪ ⇒2⎨⎨ B =3(a -b ⎩⎪b =A +B 3⎩ 故a n =3b -2a +3(a -b ( 3 2 n -1 23a n +1+ 13 a n ,求a n 。 例:已知数列{a n }中,a 1=1, a 2=2, a n +2=解:由a n +2= 23a n +1+ 13 a n 可转化为a n +2-sa n +1=t (a n +1-sa n 即a n +2=(s +t a n +1-sta n 2⎧ 1s +t =⎧s =1⎧⎪⎪⎪⎪s =-3 ⇒⎨⇒⎨3 1或⎨ 1t =-⎪⎪t =1⎪st =- 3⎩⎩⎪3⎩ 1⎧s =1⎧ ⎪⎪s =- 这里不妨选用⎨,则3,大家可以试一试)1(当然也可选用⎨ t =-⎪⎪t =1 3⎩⎩a n +2-a n +1=- 13 (a n +1-a n ⇒{a n +1-a n }是以首项为a 2-a 1=1,公比为-1 n -1 13 的等比数列, 所以a n +1-a n =(- 3 , 应用类型1的方法,分别令n =1, 2, 3, ⋅⋅⋅⋅⋅⋅, (n -1 ,代入上式得 1n -1 1-(- 3= 11+ 3 10111n -2 (n -1 个等式累加之,即a n -a 1=(- +(- +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+(- 333 又 a 1=1,所以a n = 74 - 34 (- 13 n -1 。 变式:(2006,福建, 文,22, 本小题满分14分) 已知数列{a n }满足a 1=1, a 2=3, a n +2=3a n +1-2a n (n ∈N *. (I )证明:数列{a n +1-a n }是等比数列; (II )求数列{a n }的通项公式; (III )若数列{b n }满足4 b 1-1 4 b 2-1 ...4 b n -1 =(a n +1 n (n ∈N , 证明{b n }是等差数列 b * (I )证明: a n +2=3a n +1-2a n , ∴a n +2-a n +1=2(a n +1-a n , a 1=1, a 2=3, ∴ a n +2-a n +1a n +1-a n =2(n ∈N . * ∴{a n +1-a n }是以a 2-a 1=2为首项,2为公比的等比数列 n * (II )解:由(I )得a n +1-a n =2(n ∈N , ∴a n =(a n -a n -1 +(a n -1-a n -2 +... +(a 2-a 1 +a 1 =2 n -1n +2 n -2 +... +2+1 * =2-1(n ∈N . (III )证明: 4 ∴4 (b 1+b 2+... +b n b 1-1 4 b 2-1 ...4 b n -1 =(a n +1 n , b =2 nb n , ∴2[(b 1+b 2+... +b n -n ]=nb n , ① 2[(b 1+b 2+... +b n +b n +1 -(n +1]=(n +1 b n +1. ② ②-①,得2(b n +1-1 =(n +1 b n +1-nb n , 即(n -1 b n +1-nb n +2=0. ③ nb n +2-(n +1 b n +1+2=0. ④ ④-③,得nb n +2-2nb n +1+nb n =0, 即b n +2-2b n +1+b n =0, ∴b n +2-b n +1=b n +1-b n (n ∈N , * ∴{b n }是等差数列 类型6 递推公式为S n 与a n 的关系式。(或S n =f (a n 解 法 : 这 种 类 型 一 般 利 用 ⎧S 1⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(n =1 a n =⎨ ⎩S n -S n -1⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(n ≥2 与 a n =S n -S n -1=f (a n -f (a n -1 消去S n (n ≥2 或与S n =f (S n -S n -1 (n ≥2 消去a n 进行求解。 例:已知数列{a n }前n 项和S n =4-a n - 12 n -2 . (1)求a n +1与a n 的关系;(2)求通项公式a n . 解:(1)由S n =4-a n - 12 n -2 得:S n +1=4-a n +1- 12 n -2 12 n -1 于是S n +1-S n =(a n -a n +1 +(所以a n +1=a n -a n +1+ 12 n -1 - 1212 n -1 12 n ⇒a n +1=a n + . n (2)应用类型4(a n +1=pa n +q (其中p ,q 均为常数,(pq (p -1(q -1 ≠0 ))的方 法,上式两边同乘以2n +1得:2由a 1=S 1=4-a 1- 12 1-2 n +1 a n +1=2a n +2 n n ⇒a 1=1. 于是数列{2a n }是以2为首项,2为公差的等差数列, n 2 n -1 n 所以2a n =2+2(n -1 =2n ⇒a n = 变式:(2006,陕西, 理本小题满分12分 已知正项数列{an },其前n 项和S n 满足10S n =an 2+5an +6且a 1,a 3,a 15成等比数列,求数列{an }的通项a n 解: ∵10S n =a n 2+5a n +6, ① ∴10a 1=a 12+5a 1+6,解之得a 1=2或a 1 又10S n -1=a n -1+5a n -1+6(n ≥2,② 22 由①-②得 10a n =(a n -a n -1+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 a 1, a 3,a 15不成等比数列∴a 1≠3; 2 当a 1=2时, a 3=12, a 15=72, 有 a 32=a 1a 15 , ∴a 1=2, ∴a n =5n - 变式: (2005,江西, 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(-的通项公式. 解: S n -S n -2=a n +a n -1, ∴a n +a n -1=3∙(-(-1 a n -a n -1(-1 n 12 n -1 (n ≥3, 且S 1=1, S 2=- 32 , 求数列{a n } 12 n -1 (n ≥3 ,两边同乘以(-1 ,可得 n n n -1 =3∙(-1 (- 12 n -1 1n -1 =-3∙( 2 令b n =(-1 n a n 1n -1 ∴b n -b n -1=-3∙( (n ≥3 21n -2 b n -1-b n -2=-3∙( 2 …… …… 12 b 3-b 2=-3∙( 2 1 1n -11n -212 +( +⋅⋅⋅+( ]=b 2-3⨯∴b n =b 2-3∙[( 222 3 1n -1 +3∙( (n ≥3 22 32-1=-52 52 - 1 1n -2 ∙( 11- 2 =b 2- 又 a 1=S 1=1,a 2=S 2-S 1=- 1 2 , ∴b 1=(-1 a 1=-1,b 2=(-1 a 2=-∴b n =- 52-3 1n -11n -1 +3∙( =-4+3∙( (n ≥1 。 222 1n -1n n n ∴a n =(-1 b n =-4(-1 +3∙(-1 ∙( 2 1n -1⎧ 4-3∙( , n 为奇数, ⎪⎪2 =⎨ 1⎪-4+3∙( n -1, n 为偶数. ⎪2⎩ 类型7 a n +1=pa n +an +b (p ≠1、0,a≠0 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令 a n +1+x (n +1 +y =p (a n +xn +y ,与已知递推式比较,解出x , y , 从而转化为 {a n +xn +y }是公比为p 的等比数列。 例:设数列{a n }:a 1=4, a n =3a n -1+2n -1, (n ≥2 ,求a n . 解:设b n =a n +An +B ,则a n =b n -An -B ,将a n , a n -1代入递推式,得 b n -An -B =3[b n -1-A (n -1 -B ]+2n -1=3b n -1-(3A -2 n -(3B -3A +1 ⎧⎧A =1⎪A =3A -2 ∴⎨⇒⎨ B =1⎪⎩⎩B =3B -3A +1 n -1 n ∴取b n =a n +n +1…(1)则b n =3b n -1, 又b 1=6,故b n =6⨯3 n 代入(1)得a n =2⨯3-n -1 =2⨯3 2 说明:(1)若f (n 为n 的二次式,则可设b n =a n +An +Bn +C ;(2 本题也可由a n =3a n -1+2n -1 , a n -1=3a n -2+2(n -1 -1(n ≥3)两式相减得a n -a n -1=3(a n -1-a n -2 +2转化为b n +2=pb n +1+qb n 求之. 变式:(2006,山东, 文,22, 本小题满分14分) 已知数列{a n }中,a 1= 12 、点(n 、2a n +1-a n )在直线y=x上,其中n=1,2,3 (Ⅰ 令b n =a n -1-a n -3, 求证数列(Ⅱ 求数列{a n }的通项; (Ⅲ 设S n 、T n 分别为数列 {b n }是等比数列; {a n }、{b n }的前n 项和, 是否存在实数λ,使得数列⎧⎨ S n +λT n ⎫ ⎬n ⎩⎭ 为等差数列?若存在,试求出λ 若不存在, 则说明理由 解:(I )由已知得 a 1= a 2= 34 , a 2-a 1-1= 34 12- , 2a n +1=a n +n , 12-1=- 34, 又b n =a n +1-a n -1, b n +1=a n +2-a n +1-1, a n +1+(n +1 ∴b n +1b n = a n +1-a n -1a n +2-a n +1-1 34 = 12 a n +1-a n -1 - a n +n = a n +1-a n -1a n +1 1=. -a n -12 ∴{b n }是以- 为首项,以 3 为公比的等比数列 (II )由(I )知,b n =- ∴a n +1-a n -1=-∴a 2-a 1-1=-a 3-a 2-1=- 3232⨯32⨯1232 2 1n -131⨯( =-⨯n , 4222, ⨯12 12 n , , ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ∴a n -a n -1-1=- ⨯ 12 n -1 , 将以上各式相加得: ∴a n -a 1-(n -1 =- 3111 (+2+⋅⋅⋅+n -1, 2222 1 ∴a n =a 1+n -1- 32⨯(1-1- 11 n -1 = 12 +(n -1 - 32 (1- 12 =n -1 32 n +n -2. 2 ∴a n = 32 n +n -2. (III )解法一: 存在λ=2,使数列{ S n +λT n n 12 1 是等差数列 S n =a 1+a 2+⋅⋅⋅+a n =3( + 12 2 +⋅⋅⋅+ 12 n +(1+2+⋅⋅⋅+n -2n 1=3⨯(1-1- 112 n + n (n +1 2 -2n =3(1- 12 n + n -3n 2 2 =- 32 n + n -3n 2 2 +3. - T n =b 1+b 2+⋅⋅⋅+b n = 3(1-12 1n =- 32 (1- 12 =-n 32 + 32 n +1 . 1- 数列{ S n +λT n n 是等差数列的充要条件是 S n +λT n n =A n +B , (A 、B 是常数 即S n +λT n =A n 2+B n , 32 n 又S n +λT n =-n -3n 2 2 + n -3n 212 n 2 +3+λ(- 32 + 32 n +1 =+3(1- λ2 (1- S n +λT n n ∴当且仅当1- λ 2 =0,即λ=2时,数列{为等差数列 解法二: 存在λ=2,使数列{ S n +λT n n 是等差数列 由(I )、(II )知,a n +2b n =n -2 ∴S n +2T = n (n +1 2 -2n n (n +1 S n +λT n n n -3 2 = T n -2n -2T n +λT n n =+ λ-2 n - 3(1-12 1n =- 又T n =b 1+b 2+⋅⋅⋅+b n = S n +λT n n n -32 32 (1- 12 =-n 32 + 32 n +1 1- = + λ-2 n (- 32 + 32n n +1 是等差数列 ∴当且仅当λ=2时,数列{ S n +λT n 类型9 a n +1= f (n a n g (n a n +h (n 解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为a n +1=pa n +q 。 例:已知数列{a n }满足:a n = 1a n 3⋅a n -1+1a n -1 a n -13⋅a n -1+1 1a n -1 , a 1=1,求数列{a n }的通项公式。 解:取倒数:==3+ ⎧1⎫111∴⎨⎬是等差数列, =+(n -1 ⋅3=1+(n -1 ⋅3⇒a n = 3n -2a n a 1 ⎩a n ⎭ 变式:(2006,江西, 理,22, 本大题满分14分) 已知数列{a n }满足:a 1= 32 ,且a n = n ≥2,n ∈N ) 2a n -1+n -1 3na n -1 * (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-为 1- 1a 1 n a n =1- 3 1n -1a n -1 ,因此{1-) n a n }为一个等比数列,其首项 = 13 ,公比 13 ,从而1- n a n = 13 n ,据此得a n = n ! n ∙3 n n 3-1 (n ≥1)…………1︒ (2)证:据1︒得,a 1∙a 2∙…a n = (1-)∙(1-2)…(1-n ) 333 111 为证a 1∙a 2∙……a n <2∙n ! (1-)∙(1-只要证n ∈N *时有 31 13 )…(1-2 13 n )> 12 …………2︒ 显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个n ∈N *,有 111111 (1-)∙(1-2)…(1-n )≥1-(+2+…+n )…………3︒ 333333 用数学归纳法证明3︒式: (i ) (ii ) 13 n =1时,3︒式显然成立, 设n =k 时,3︒式成立, 13 )…(1-2 111 )++…+≥1-() k 2k 33331 (1-)∙(1-即 则当n =k +1时, 11111111 (1-)∙(1-2)∙…(1-k ∙(1-k +1)≥〔1-(+2+…+k )〕∙(1-k +1) 33333333 =1-(+ 3 1131 22 +…+ 131 k k )-+ 13 13 k +1 + 13 k +1 (+ 3 113 2 +…+ 13 k ) ≥1-(+ 3 1 3 +…+ * 3 k +1 )即当n =k +1时,3︒ 故对一切n ∈N ,3︒式都成立 利用3︒得, 11n 1-()〕 111111≥1-(+2+…+n )=1- (1-)∙(1-2)…(1-n ) 1333333 1- 3 11n 111n 1=1-1-()〕=+)> 232232故2︒式成立,从而结论成立 类型10 a n +1= pa n +q ra n +h 解法:如果数列{a n }满足下列条件:已知a 1的值且对于n ∈N ,都有a n +1=中p 、q 、r 、h 均为常数,且ph ≠qr , r ≠0, a 1≠- h r pa n +q ra n +h (其 ),那么,可作特征方程x = px +q rx +h , ⎧1⎫ 当特征方程有且仅有一根x 0时, 则⎨x 2⎬是等差数列; 当特征方程有两个相异的根x 1、 a -x 0⎭⎩n ⎧a -x 1⎫ 时,则⎨n ⎬是等比数列。 ⎩a n -x 2⎭ 例:已知数列{a n }满足性质:对于n ∈N , a n -1= x +42x +3 a n +42a n +3 2 , 且a 1=3, 求{a n }的通项公式. 解: 数列{a n }的特征方程为x =, 变形得2x +2x -4=0, 其根为λ1=1, λ2=-2. 故特征方程有两个相异的根,使用定理2的第(2)部分,则有 c n = a 1-λ1a 1-λ2 25(- ⋅( 15 p -λ1r p -λ2r n -1 = 3-13+2 ⋅( 1-1⋅21-2⋅2 n -1 , n ∈N . ∴c n = n -1 , n ∈N . ∴a n = λ2c n -λ1 c n -1 -2⋅= 25 25(- (-15 15 n -1 -1 , n ∈N . n -1 -1 即a n = (-5 -42+(-5 n n , n ∈N . 例:已知数列{a n }满足:对于n ∈N , 都有a n +1= 13a n -25a n +3 . (1)若a 1=5, 求a n ; (2)若a 1=3, 求a n ; (3)若a 1=6, 求a n ; (4)当a 1取哪些值时,无穷数列{a n }不存在? 解:作特征方程x = 13x -25x +3 . 变形得x -10x +25=0, 2 特征方程有两个相同的特征根λ=5. 依定理2的第(1)部分解答. (1∵a 1=5, ∴a 1=λ. ∴对于n ∈N , 都有a n =λ=5; (2∵a 1=3, ∴a 1≠λ. ∴b n = 1a 1-λ13-512+ +(n -1 r p -r λ1 =+(n -1 ⋅n -18 , 13-1⋅5 =- 令b n =0,得n =5. 故数列{a n }从第5项开始都不存在, 当n ≤4,n ∈N 时,a n = 1b n +λ= 5n -17n -5 . (3∵a 1=6, λ=5, ∴a 1≠λ. ∴b n = 1a 1-λ +(n -1 r p -λr =1+ n -18 , n ∈N . 令b n =0, 则n =-7∉n . ∴对于n ∈N, b n ≠0. ∴a n = 1b n +λ= 1+ 1n -18 +5= 5n +43n +7 , n ∈N . (4、显然当a 1=-3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,a 1=5 时,数列 {a n } 是存在的,当 a 1≠λ=5 时,则有 b n = 1a 1-λ +(n -1 r p -λr = 1a 1-5 + n -18 , n ∈N . 令b n =0, 则得a 1= 5n -13n -1 , n ∈N 且n ≥2. ∴当a 1= 5n -13n -1 (其中n ∈N 且N ≥2)时,数列{a n }从第n 项开始便不存在. 5n -13n -1 :n ∈N , 且n ≥2}上取值时,无穷数列{a n }都不存 于是知:当a 1在集合{-3或在. 变式:(2005,重庆, 文,22, 本小题满分12分) 数列{a n }满足a 1=1且8a n +1a n -16a n +1+2a n +5=0(n ≥1. 记b n =(Ⅰ)求b 1、b 2、b 3、b 4的值; (Ⅱ)求数列{b n }的通项公式及数列{a n b n }的前n 项和S n . 解法一:由已知, 得a n +1= 2a n +516-8a n 1a n - 12 (n ≥1. , 其特征方程为x = 2x +516-8x 解之得, x 1= 12 或x 2= 54 ∴a n +1 5-=, a n +1-= 216-8a n 416-8a n 1 6(a n - 1 12(a n - 5 a n +1- ∴ 1=1⋅524 n -1n a n -a n - 1, ∴ 54 a n -a n - 1=54 a 1-a 1- 1 ∙(1 n -1=-4 n 5224 a n +1- 2 ∴a n = +5 2+4 解法二: (I )a 1=1, 故b 1= 7834 178 a 3= , 故b 3= 34 a 4= 1320, 故b 4= 11- 12 83 =2; a 2=, 故b 2= -1-203 1212. =; =4; (II )因(b 1- (b 2- 4 2 43 (b 3- 43 = 23 ⨯ 8 42 =( , 33 424442 =( , (b 1-(b 3- =(b 2- 33333 42 故猜想{b n -是首项为, 公比q =2的等比数列. 33 因a n ≠2,(否则将a n =2代入递推公式会导致矛盾) 故a n +1=因b n +1- 5+2a 16-8a n 43= 1a n +1-2a n - 12 q =2的等比数列. 13⋅2 n (n ≥1. -43= 16-8a n 6a n -3 -43= 20-16a n 6a n -343 43, 12- 2(b n - 43 = 83 = 20-16a n 6a n -3 =b n +1-, b 1- ≠0, 故|b n - 因b 1- 43 43 = |确是公比为 23 43 , 故b n - = , b n = 13 ⋅2+ n 43 (n ≥1 由b = n 1a n - 12 得a n b n = 12 b n +1, 故S n =a 1b 1+a 2b 2+ +a n b n 1 =12 (b 1+b 2+ +b n +n =3 (1-2 1-2 1b n n + 53 n = 13 (2+5n -1 n 解法三: (Ⅰ)由b n = 1a n - 12+3b n =0, 即b n +1=2b n -83 得a n = + 12 , 代入递推关系 8a n +1a n -16a n +1+2a n +5=0, 整理得 4b n +1b n - 6b n +1 43 , 由a 1=1, 有b 1=2, 所以b 2=, b 3=4, b 4=43 =2(b n - 43 203 . 43=23≠0, (Ⅱ)由b n +1=2b n -所以{b n - 43 13 43 }是首项为 43 , b n +1-23 , b 1- , 公比q =2的等比数列, 故 b n - = ⋅2, 即b n = n 13 ⋅2+ n 43 (n ≥1. 由b n = 1a n - 12 得a n b n = 12 b n +1, 故S n =a 1b 1+a 2b 2+ +a n b n = 12 (b 1+b 2+ +b n +n 1=(1-2 1-2 + n 53 n = 13 (2+5n -1. n 解法四: (Ⅰ)同解法一 (Ⅱ)b 2-b 1= 23 , b 3-b 2= 43 , b 4-b 3= 82842, ⨯=( 3333 猜想{b n +1-b n }是首项为又因a n ≠2, 故a n +1= 23 , 公比q =2的等比数列, b n +1-b n =(n ≥1. 因此 13 ⋅2 n 5+2a n 16-8a n b n +1-b n = 1a n +1- 12 - 1a n - 12 = 15+2a n 16-8a n -12 - 22a n -1 = 16-8a n 6a n -3 1a n +2- - 66a n -3 1a n +1- = 10-8a n 6a n -3 ; b n +2-b n +1= 12 - 12 = 16-8a n +16a n +1-3 - 16-8a n 6a n -3 = 23 36-24a n 6a n -3 - 16-8a n 6a n -3 = 20-16a n 6a n -3 =2(b n +1-b n . 13 因b 2-b 1=≠0, {b n +1-b n }是公比q =2的等比数列, b n +1-b n = ⋅2, n 从而b n =(b n -b n -1 +(b n -1-b n -2 + +(b 2-b 1 +b 1 =13(2 n -1 +2 n -2 + +2 +2= 1 13 (2-2 +2= n 13 ⋅2+ n 43 (n ≥1. 由b n = 1a n - 12 得a n b n = 12 b n +1, 故S n =a 1b 1+a 2b 2+ +a n b n = 12 (b 1+b 2+ +b n +n 1=(1-2 1-2 + n 53 n = 13 (2+5n -1. n 类型11 a n +1+a n =pn +q 或a n +1⋅a n =pq n 解法:这种类型一般可转化为{a 2n -1}与{a 2n }是等差或等比数列求解。 例:(I )在数列{a n }中,a 1=1, a n +1=6n -a n ,求a n (II )在数列{a n }中,a 1=1, a n a n +1=3n ,求a n 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x 2-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 2 提示:1 S n -1, n =1, 2, 3,... 为方程的根, 代入方程可得(S n -1 -a n (S n -1 -a n =0 将n=1和n=2代入上式可得a 1= 12 a 2=1n (n +1 16 2求出a 1, a 2, a 3, a 4等, 可猜想a n = 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 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a n = 1n (n +1 1- 1n (n +1 分开为 a n = = n 1 然后求和, 中间项均抵消, 只剩下首项和末项, 可得S n n +1 解:(Ⅰ 当n =1时,x 2-a 1x -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 当n =2时,x 2-a 2x -a 2=0有一根为S 2-1=a 2, 2121于是(a 2- -a 2(a 2--a 2=0,解得a 1 22(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 = 当n ≥2时,a n =S n -S n -1,代入上式得 S n -1S n -2S n +1=0 ① 1 1 1 2 由(Ⅰ知 S1=a1= ,S2=a1+a2= + = 2 2 6 3 3 由①可得 S3= 4 新新新 源源源源源源源源 源 新新新 源源源源源源源源 源 t /: w k g m /w c h w p j.x t o y .c x / 新新新 源源源源源源新源 源 新新源 源源源源源源源源 源 t p w j.x g m /w c h /: w k y o t .c x / 特 特特特特特 特王新王王特特 特特特 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源p/:w w j.x源gy源m /w cx/ 源 源源k t o.c源源 特 特特特特特 特王特特特特特 新王王 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 特 特特特特特 特王特王新特王 新特特 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源源w k源gty源m 源cx/ 源 源j.x 源/w /: w p o .c 特 特特特特特 特王特特特特王 新王新 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o n 由此猜想 Sn= ,n=1,2,3,… n+1 下面用数学归纳法证明这个结论 (in=1 时已知结论成立 新新新 源源源源源源源源 源 新新新 源源源源源源源源 源 t /: w k g m /w c h w p j.x t o y .c x / 新新新 源源源源源源新源 源 新新源 源源源源源源源源 源 t p w j.x g m /w c h /: w k y o t .c x / 特 特特特特特 特王新王王特特 特特特 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源p/:w w j.x源gy源m /w cx/ 源 源源k t o.c源源 特 特特特特特 特王特特特特特 新王王 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o ……8 分 新新新 源源源源源源源源 源 新新新 源源源源源源源源 源 t /: w k g m /w c h w p j.x t o y .c x / 特 特特特特特 特王特王新特王 新特特 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源源w k源gty源m 源cx/ 源 源j.x 源/w /: w p o .c 特 特特特特特 特王特特特特王 新王新 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o 特 特特特特特 特王特王新特王 新特特 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源源w k源gty源m 源cx/ 源 源j.x 源/w /: w p o .c 特 特特特特特 特王特特特特王 新王新 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o k (ii假设 n=k 时结论成立,即 Sk= , k+1 当 n=k+1 时,由①得 Sk+1= 故 n=k+1 时结论也成立 新新新 源源源源源源源源 源 新新新 源源源源源源源源 源 t /: w k g m /w c h w p j.x t o y .c x / k+1 1 ,即 Sk+1= , 2-Sk k+2 特 特特特特特 特王特王新特王 新特特 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源源w k源gty源m 源cx/ 源 源j.x 源/w /: w p o .c 特 特特特特特 特王特特特特王 新王新 特 王 王c@ 王新 王 新 .c王 x t 2 6 m w k 1 o n 综上,由(i、(ii可知 Sn= 对所有正整数 n 都成立 n+1 于是当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1= 1 1 又 n=1 时,a1= = ,所以 2 1×2 {an}的通项公式 an= n ,n=1,2,3,… n+1 新新新 源源源源源源新源 源 新新源 源源源源源源源源 源 t p w j.x g m /w c h /: w k y o t .c x / 新新新 源源源源源源新源 源 新新源 源源源源源源源源 源 t p w j.x g m /w c h /: w k y o t .c x / 特 特特特特特 特王新王王特特 特特特 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源p/:w w j.x源gy源m /w cx/ 源 源源k t o.c源源 特 特特特特特 特王特特特特特 新王王 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o ……10 分 n-1 n 1 - = , n n+1 n(n+1 特 特特特特特 特王新王王特特 特特特 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源p/:w w j.x源gy源m /w cx/ 源 源源k t o.c源源 特 特特特特特 特王特特特特特 新王王 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o ……12 分 新新新 源源源源源源新源 源 新新源 源源源源源源源源 源 t p w j.x g m /w c h /: w k y o t .c x / 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 累加、累乘 化归等方法求解。 累加 累乘、化归 特 特特特特特 特王新王王特特 特特特 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 新新新 源源新源新源新源 源 源源源 源th源p/:w w j.x源gy源m /w cx/ 源 源源k t o.c源源 特 特特特特特 特王特特特特特 新王王 王 新 王c@ 王.c王 王 新新 x t 2 6 m w k 1 o 例 : 已 知 数 列 {a n } 中 , a1 = 1 ; 数 列 {bn } 中 , b1 = 0 。 当 n ≥ 2 时 , 1 1 a n = (2a n−1 + bn−1 , bn = (a n−1 + 2bn−1 ,求 a n , bn . 3 3 1 1 解:因 a n + bn = ( 2a n −1 + bn −1 + ( a n −1 + 2bn −1 = a n −1 + bn −1 3 3 所以 a n + bn = a n −1 + bn −1 = a n − 2 + bn − 2 = • • • = a 2 + b2 = a1 + b1 = 1 即 a n + bn = 1 …………………………………………(1) 又因为 a n − bn = 1 1 1 (2a n −1 + bn −1 − (a n−1 + 2bn −1 = (a n−1 − bn−1 3 3 3 1 1 2 1 n−1 所以 a n − bn = ( a n −1 − bn −1 = ( a n − 2 − bn − 2 = …… = ( (a1 − b1 3 3 3 1 1 = ( n −1 .即 a n − bn = = ( n −1 ………………………(2) 3 3 1 1 n −1 1 1 n −1 由(1)(2)得: a n = [1 + ( ] , bn = [1 − ( ] 、 2 3 2 3 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 {a n } 满足 a n +1 1 2 a n , (0 ≤ a n ≤ 2 6 ,若 a1 = ,则 a 20 的值为___________。 = 7 2a − 1, ( 1 ≤ a < 1 n n 2 变式:(2005,湖南,文,5) 变式 已知数列 {a n } 满足 a1 = 0, a n +1 = an − 3 3a n + 1 (n ∈ N * ,则 a 20 = ( ) A.0 B. − 3 C. 3 D. 3 2 查看更多