高中数学:《递推数列》经典题型全面解析
类型1 an1anf(n)
解法:把原递推公式转化为an1anf(n),利用累加法(逐差相加法)求解。 例:已知数列an满足a111,an1an2,求an。 2nn1111解:由条件知:an1an2
nnn(n1)nn1分别令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)个等式累加之,即
(a2a1)(a3a2)(a4a3)(anan1)
1111111(1)()()()
22334n1n1所以ana11
n11131a1,an1
22n2n类型2 an1f(n)an 解法:把原递推公式转化为例:已知数列an满足a1解:由条件知累乘之,即
an1f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解。 anan1an2n,an1an,求an。 3n1n,分别令n1,2,3,,(n1),代入上式得(n1)个等式n1aaa2a3a41123n12••••nn又a1,a1a2a3an1a1n234n3an2 3n例:已知a13,an13n1an (n1),求an。
3n23(n1)13(n2)132131an••••a1 。
3(n1)23(n2)232232类型3 an1panq(其中p,q均为常数,(pq(p1)0))。 解法(待定系数法):把原递推公式转化为:an1tp(ant),其中t换元法转化为等比数列求解。
例:已知数列an中,a11,an12an3,求an.
解:设递推公式an12an3可以转化为an1t2(ant)即an12antt3.
故递推公式为an132(an3),令bnan3,则b1a134,且
q,再利用1pbn1an132.所以bn是以b14为首项,2为公比的等比数列,则 bnan3bn42n12n1,所以an2n13.
变式:递推式:an1panfn。解法:只需构造数列bn,消去fn带来的差异. 类型4 an1panq(其中p,q均为常数,(pq(p1)(q1)0))。
(an1panrq,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q列bn(其中bnn1nn,得:
an1pan1•引入辅助数qn1qqnqanp1bb),得:再待定系数法解决。 n1nqnqq例:已知数列an中,a1511n1,an1an(),求an。 63211n12nn1n1解:在an1an()两边乘以2得:2•an1(2•an)1
32322nn令bn2•an,则bn1bn1,解之得:bn32()所以
33b1n1nann3()2() n232类型5 递推公式为an2pan1qan(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an2san1t(an1san)其中s,t满足
stp stq解法二(特征根法):对于由递推公式an2pan1qan,a1,a2给出的数列
an,方程x2pxq0,叫做数列an的特征方程。若x1,x2是特征方程的两个
根,当x1x2时,数列an的通项为anAx1n1n1Bx2,其中A,B由a1,a2决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,代入anAx1n1n1Bx2,得到关于A、B的方程
组);当x1x2时,数列an的通项为an(ABn)x1n1,其中A,B由a1,a2n1决定(即把a1,a2,x1,x2和n1,2,代入an(ABn)x1组)。
,得到关于A、B的方程
解法一(待定系数——迭加法):数列an:3an25an12an0(n0,nN),
a1a,a2b,求数列an的通项公式。由3an25an12an0,得
an2an12(an1an),且a2a1ba。 32则数列an1an是以ba为首项,为公比的等比数列,于是
32an1an(ba)()n1。
32把n1,2,3,,n代入,得a2a1ba,a3a2(ba)(),
32a4a3(ba)()2,•••
32anan1(ba)()n2。把以上各式相加,得
321()n12223(ba)。 ana1(ba)[1()()n2]23331322an[33()n1](ba)a3(ab)()n13b2a。
33解法二(特征根法):数列an:3an25an12an0(n0,nN), a1a,a2b的特征方程是:3x25x20。
x11,x222n1n1n1,anAx1Bx2AB()。又由a1a,a2b,于是 33aABA3b2a2n1故a3b2a3(ab)() 2n3bABB3(ab)321例:已知数列an中,a11,a22,an2an1an,求an。
3321解:由an2an1an可转化为an2san1t(an1san)
33即an221sts1s3(st)an1stan3 1或1tst3t131s1s这里不妨选用,则 3,大家可以试一试)1(当然也可选用t3t111an2an1(an1an)an1an是以首项为a2a11,公比为的等
331n1比数列,所以an1an(),应用类型1的方法,分别令n1,2,3,,(n1),
3代入上式得(n1)个等式累加之,即 111ana1()0()1()n2333731n1()。 44311()n13又a11,所以 113an类型6 递推公式为Sn与an的关系式。(或Snf(an))
解法:这种类型一般利用anS1(n1)与
SS(n2)n1nanSnSn1f(an)f(an1)消去Sn (n2)或与Snf(SnSn1)(n2)消去
an进行求解。
例:已知数列an前n项和Sn式an.
解:(1)由Sn4an12n2.(1)求an1与an的关系;(2)求通项公
2n211Sn1Sn(anan1)(n2n1)
22111所以an1anan1n1an1ann.
222n4an1得:Sn14an112n1于是
(2)应用类型4(an1panq(其中p,q均为常数,(pq(p1)(q1)0))) 的方法,上式两边同乘以2n1得:2n1an12nan2由
1a11.于是数列2nan是以2为首项,2为公差的等差数122nn列,所以2an22(n1)2nann1
2a1S14a1类型7 an1pananb(p1、0,a0)
解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令
an1x(n1)yp(anxny),与已知递推式比较,解出x,y,从而转化为
anxny是公比为p的等比数列。
例:设数列an:a14,an3an12n1,(n2),求an.
解:设bnanAnB,则anbnAnB,将an,an1代入递推式,得
bnAnB3bn1A(n1)B2n13bn1(3A2)n(3B3A1)
A1A3A2
B1B3B3A1取bnann1…(1)则bn3bn1,又b16,故 bn63n123n代入(1)得an23nn1
说明:(1)若f(n)为n的二次式,则可设
bnanAn2BnC;(2)本题也可由
an3an12n1 ,an13an22(n1)1(n3)两
式相减得anan13(an1an2)2转化为
bn2pbn1qbn求之.
【例】、已知数列{an}满足a11,an3an=3^(n-1)+a(n-1) --->an-a(n-1)=3^(n-1) 同样a(n-1)-a(n-2)=3^(n-2) ……a(n-2(-a(n-3)=3^(n-3) …………………… ……a3-a2=3^2 ……a2-a1=3^1
以上的n个等式的两边相加得到
An-a1=3+3^2+……+3^(n-1)=3(1-3^n-1)/(1-3)=(3^n-1)/2
n1an1(n2),则通项公式an3n1 2