若数列 满足关系 ,由这个递推关系及初始值确定的数列,也是递推数列。它主要给出的是“二层”与“三层”之间的递推关系式,解决途径是利用 转化为纯粹的“二层”或“三层”问题,即 型或 型(也就是将混合型的转化为纯粹型的)
例题7:已知数列 的前n项和Sn满足
(Ⅰ)写出数列 的前3项; (Ⅱ)求数列 的通项公式。
解析:(Ⅰ) ---------------①
由 得 ----------------②
由 得 ,得 --------------③
由 得 ,得 ---------④
(Ⅱ)∵ ---------------①
∴用 代 得 -----------⑤
由①-⑤得:
即 ----------------------------⑥
由叠代法得
---------------------------⑦
例题8:数列 的前n项和记为Sn,已知
证明:数列 是等比数列;(2004全国卷(二)理科19题)
方法(1)∵
∴ 整理得
所以 , 故 是以2为公比的等比数列.
方法(2):事实上,我们也可以转化为 ,为一个商型的递推关系,
由 =
得 , 下面易求证。
当然,还有一些转化的方法和技巧,如基本式的变换,象因式分解,取倒数等还是要求掌握的。
可利用公式: 直接求出通项 。
例题6:已知数列 的前n项和为① ② , 分别求数列 的通项公式。
解析:①当 时,
当 时,
经检验 时 也适合 ∴
②当 时,
当 时,
经检验 时 不适合 ∴
若数列 满足关系 ,由这个关系式及初始值确定的数列,也可理解为递推数列。它主要给出的是“三层”中连续几项之间的递推关系式,解决途径是利用 将“三层”问题全部走下“二层”,回到 型或直接能求出 ,以下过程依同上述。
例题5:已知数列 的首项 ,前n项和 满足关系式 (t为常数且 )
(1)求证:数列 是等比数列; (2)设数列 的公比为 ,作数列 ,使 , ,求
解析:(1)由 , ,得 ,
∴ ,又 ,
得 ,得
∴ 是一个首项为1,公比为 的等比数列。
(2)由 ,有
∴ 是一个首项为1,公差为 的等差数列,∴ 。
类比例题:已知数列 满足 ,求 的通项公式。
解析:记
∴
∴ ∴ 。
(四)数学归纳法:
例题4:已知数列 中, ,求通项公式
解析:利用归纳、猜想、数学归纳法证明方法也可求得通项公式 。
即
…
再利用数学归纳方法证明最后的结论:
①当 时, 显然成立;
②假设当 时, 成立,
由题设知
即当 时, 成立
根据①②,当 时 ,然后利用等比数列求和公式来化简这个通项 。
(三)可以一次变形后转化为“差型”、“商型”。如: 、 、 等类型。
例题3:设 是常数,且 ,
证明: (2003年新课程理科,22题)
分析:这道题目是证明型的,最简单的方法当然要数数学归纳法,现在我们考虑用推导的方法来处理 的三种方法:
方法(1):构造公比为-2的等比数列 ,用待定系数法可知
方法(2):构造差型数列 ,即两边同时除以 得: ,从而可以用累加的方法处理。
方法(3):直接用叠代的方法处理:
说明:①当 时,上述三种方法都可以用;②当 时,若用方法1,构造的等比数列应该是 而用其它两种方法做则都比较难;③用叠代法关键是找出规律,除含 外的其它式子,常常是一个等比数列的求和问题。
(二)由“差型”、“商型”类比出“和型”、“积型”:即
例题2:数列 中相邻两项 、 是方程 的两根,已知
求 的值。
分析:由题意: + -----① , 生成: + -----②
由②-①得:
所以该数列的所有的奇数项成等差,所有的偶数项也成等差。其基本思路是:生成、相减;与“差型”的生成、相加的思路刚好相呼应。到这里本题的解决就不在话下了。
特例:若 + ,则 ,即该数列的所有的奇数项均相等,所有的偶数项也相等。
若 ------① , 则 -------②
由②÷①得:
所以该数列的所有的奇数项成等比,所有的偶数项也成等比。其基本思路是:生成、相除;与“商型”的生成、相乘的思路刚好相呼应。
特例:若 ,则 ,即该数列的所有的奇数项均相等,所有的偶数项也相等。
(一)由等差、等比演化而来的“差型”、“商型”递推关系
(1)由等差数列演化为“差型”,如:
生成: , ,…, ,
累加: = ,于是只要 可以求和就行。
(2)由等比数列演化为“商型”,如:
生成: , ,…, ,
累乘: ,于是只要 可以求积就行。
例题1:已知数列 满足:
求证:① ② 是偶数 (《数学通讯》2004年17期P44)
证明:由已知可得:
又 =
而 =
所以 ,而 为偶数
若数列 的连续若干项之间满足关系 ,由这个递推关系及n个初始值确定的数列,叫做递推数列。它主要给出的是“二层”中连续几项之间的递推关系式(如: 、 、 、 、 、 、 、 、 、 等类型),这是数列的重点、难点问题。求递推数列通项的方法较多,也比较灵活,基本方法如:迭加法、迭乘法、转化为等差、等比数列求通项法、归纳——猜想——证明法等,其中主要的思路是通过转化为等差数列或等比数列来解决问题。
4.给定初始条件和递推关系,有时不一定能求出通项,却也可以研究它的其他性质。(如取值范围,比较大小,其他等价关系等,无非等与不等两类),这类问题往往有一定的难度。
本文主要采用风趣的“楼层式”讲解,更易于理解数列中求通项的问题。将 喻为楼的第一层, 喻为楼的第二层, 喻为楼的第三层,则数列中 之间的关系式可理解为这三层之间的走动关系,那么我们可以用爬楼层的方式理解 之间的相互转化关系-----我亲切地称它为“楼层式”的转化方式。
3.给定初始条件和递推关系往往可以用演绎(推导)的方法求出它的通项公式,其最主要的思想方法是生成、转化、叠代。
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