高中数学非回归方程-高中数学选修2一1课本
求数列的通项公式
知识要点:
求数列的通项公式是认识数列进而研究数列的关键,实际上,当数列的各项,
如果能用项数n 的解析式
来表示即:
a
n
?f
?
n
?
,找到这个解析式就得
到了数列
的各项,又因为数列是一类特殊的函数,作为函数来研究数列的性质时,若有解
析式:
a
n
?f
?
n
?
,设法求得这个通项公式则与之有
关的问题应刃而解。由于数
列的类型多,每个数列的通项公式表现是不同的,有的是“显性”在给出的数
列
中只要认真观察,联想便可得到,有的数列实际上是等差数列或等比数列,其通
项公式已有定
式,也有的数列其
a
n
与项数n
的规律必须从题目中设法挖掘出来。
为此,依求通项公式的方法可以有以下几种。
1、观察法:
一些数列给出前n 项便可归纳出通项公式,有的数列观察前几项便可分析出
是等差数列或等比数列,由等差、等比数列的通项公式,直接写出通项公式。
如:写出下列各数列的一个通项公式:
①2,-6,18,-54,162,-486,……
这可以分析依等比数列(公比为(-3))的通项公式得到:
a
n
?2
?
?3
?
111111111
②
1?,?,?,?,?,……
223344556
n?12345……
111111111
观察规律: <
br>a
n
?1?????……
223344556
11
归纳得出:
a
n
??
nn?1
③15,25,35,45,55,……
观察,数列各项间有:
a
2
?a
1
?a
3
?a
2
?a
4<
br>?a
3
?…?10
这是个等差数列:
a
n
?15?
?
n?1
?
10?10n?5
2、已
知数列
?
a
n
?
的前n项的和
S
n
,求通
项公式
a
n
。
这是又一种数列的给出形式即:
S
n
?g
?
n
?
型一般是以
a
n
与
S
n
的关系考虑:
a
1
?S
1
a
n
?S
n
?S
n?1
?
n?2
?
n?1
如:已知数列
?
a
n
?
的前n项的和
S
n
?n
3
?n?1
求它的通项公式。
解法是:
a
1
?S
1
?1?1?1?1
a
n
?S
n
?S
n?1
?n
3?n?1?
?
n?1
?
?
?
n?1
?
?1
?3n
2
?3n?2
此时a
1
?2?S
1??
?
3
?
∴a
n
?3n
2
?3n?2为所求数列的通项公式
3、已知递推关系式求通项公式
如果一个数列若干项后的任一项都可以用与它相邻的前面
若干项表示出来。
则这个关系式叫数列的递推公式。如
a
n?1
?a
n
?d
(d为常数)
a
n?1
?ba
n
?d
(
b?0,b,d
为常数)等等,它又分为以下几种类型:
①形如
a
n?1
?a
n
?d
已知
a
1
求通项公式。
∵
a
n?1
?a
n
?d
d
为常数,由等差数列的通项公式(
d
为数列的公差)
得到a
n
?a
1
?
?
n?1
?
d
②形如
a
n?1
?q·a
n
(
q
为常数且
q?0
)
a
1
也已知
a?1
?q
解法为:∵
n
∴
?
a
n
?
是以
a
1
为首项,
q
为公比的等比数列
a
n
∴
a
n
?a
1
·q
n?1
③形如
a
n?1
?ca
n
?d
(
c?1、0,d
也为常数)
a
1
已知
d
解法是:在等式两边 同时加得
c?1
dd
??
a<
br>n?1
??c
?
a
n
?
?
然后设辅助数列
?
c?1c?1
?
dd
<
br>b
n
?a
n
?则b
n?1
?cb
n
则
?
b
n
?
是以b
1
?a
1
?<
br>c?1c?1
b
n
?b
1
c
n?1
为首项,c为公比的等比数列
dd
?
n?1
?
?
?a
1
?
∴
a
n
?b
n
?
?<
br>c
为所求的通项公式
c?1
?
c?1
?
如①已知数列
?
a
n
?
中
a
1
?2,a<
br>n?1
?a
n
?3
?
n?N
?
求通项公式。
解法为:∵
a
n?1
?a
n
?3
∴
a
n?1
?a
n
?3
则
?
a
n
?
是以
a
1
?2
为首项,3为公差的等差数列。
∴
a
n
?2?
?
n?1
?<
br>3?3n?1
为所求的通项公式。
②又如,已知
?
a
n?
中
a
1
??3
且
a
n
?2a
n?1
?1
求此数列的,通项公式。
1
解法为:两边同加
?1则
a
n
?1?2
?
a
n?1
?1
?
2?1
设
b
n
?a
n
?1
∵即
b
n
?2b
n?1
∴
?
b
n
?
是以
b
1
?a
1
?1??2
为首项,
2为公比的等比数列
∴b
n
?
?
?2<
br>?
2
n?1
∴a
n
?b
n
?1?
?
?2
?
2
n?1
?1??2?1为所求的通项公式
n
4、待定系数法求通项公式
在 数列的综合题中题解的主要方法是求数列
的通项公式但通项公式的模式
题中已答只需求出相关的待定系数便可时,使用的就是待定系数法。
5、归纳、猜想、证明。
有的数列很难用以上各法,求出通项公式时,常先由
递推公式算出前几项,
发现规律、归纳、猜想出通项公式再加以证明。
a
n
如:已知数列
?
a
n
?
中
a
1
?1且a<
br>n?1
?
?
n?N
?
求数列的通项公式。
a
n
?1
a
n
解法是:由
a
n?1
?
算出前几项分别为:
a
n
?1
111
a
2
?,a
3
?,a
4
?
……
234
1
猜想:
a
n
?
n
再由数学归纳法进行证明:
①
n?1时a
1
?1
等式成立
1
②假设
n?k
时等式成立,即
a
k
?
k
1
a
1
那么
n?k?1a
k?1
?
k
?
k
?
a
k?1
1
k?1
?1
k
即
n?k?1
时等式也成立
1
综合①②对任意
n?N
都有
a
n
?
成立。
n
另外此例也可用设辅助数列方法来求
a
n
,具体解法如下:
a
∵a
n?1
?
n
a
n?1
a?1
11
∴?
n
??1
<
br>a
n?1
a
n
a
n
设b
n<
br>?
1
a
则b
n?1
?b
n
?1
n<
br>∴
?
b
?
是以b
1
n1
?
a
?1为首项,1为公差的等差数列
1
则b
n
?1?
?<
br>n?1
?
?n
∴a
n
?
1
b
?1
n
n
这个解法比用猜测证明的前面解法简便。
综上,各种数列求通项公式的方法因题设条件而定,比较灵活。
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