明晰递推式的类型,求数列的通项公式

2022-04-09 13:56张尚慧
语数外学习·高中版上旬 2022年2期
关键词:公比常数通项

张尚慧

求数列的通项公式问题,通常要求根据已给的递推式求数列的通项公式.因此在求数列的通项公式时,要重点研究数列的递推式,辨析其类型,选择与之相应的方法进行求解.笔者对几种常见的求数列通项公式问题及其解法进行了归纳,下面举例说明.

类型一: an +1 =pan +AqnpqA≠0、p ≠ q型递推式

对于形如 an +1 =pan +AqnpqA≠0、p ≠ q的数列递推式,在求其通项公式时,可在递推式的两边同时除以pn+1,再将所得式子看作等比数列、常数列,利用等比数列的通项公式,或通过累加求得数列的通项公式.

例1.已知数列an中, a1= 1, an+1=2an +3n ,求数列an的通项公式.

分析:仔细观察递推式的结构特征,可发现该递推式形如 an +1 =pan +Aqn,可在递推式的两边同时除以 2n+1,再将所得的式子构造成公比为1的等比数列,即常数列,就很容易求得数列an的通项公式.

解:在 an+1=2an +3n的两边同时除以2n+1,

整理得 - è(æ) ø(ö)n+1=  - è(æ) ø(ö)n ,

则数列î(ì)- è(æ) ø(ö)þ(nü)是一个常数列,

所以 a1-31=-1,

因此,数列an的通项公式为 an =3n -2n .

类型二:an +1 =pan +An +B(p ≠0和1,A2+B2≠0)型递推式

当遇到形如an +1 =pan +An +B(p ≠0和1,A2+B2≠0)的递推式时,可在递推式的两边同时除以pn+1,然后令 An + B Pn + 1 = x( ) n + 1 + y Pn + 1 - xn + y Pn,将其整理为数列,再根据待定系数法求得 x、y 的值,将 x、y 的值代入,即可求得数列的通项公式.

解:

所以 an+1 + n +2 = an + n +1

该递推式形如 an +1 =pan +An +B,于是在递推式的左右两边同时除以4n+1,引入待定系数,构造出新数列,将问题转化为新数列的通项公式问题来求解.

类型三: an +1 =f nan + gnf n≠0型递推式

由 an +1 =f nan + gn型递推式求数列的通项公式,要在递推式的两边同时除以 f n,构造新数列,再根据等差、等比数列的通项公式求得数列an的通项公式.

例3.已知数列an的前 n 项和为 Sn , a1=  ,Sn=n2an - nn-1,求数列an的通项公式.

解:由题意知,Sn=n2an - nn-1,①

∴ Sn +1=n +12an +1 - nn+1,②

我们先根据 Sn与an的关系 an =S(S) ,-S,≥2, 消去,再在地推市的两边同时除以,得到常数列,这样便能很快求得数列的通项公式.

由此可见,由递推式求数列的通项公式,关键在于辨析数列的递推式,选择与之相应的方法将递推式进行适当的变形,如移项、除以某个数、引入待定系数等构造出常规的等差、等比、常数列,這样便将问题转化为常规数列的通项公式问题,使问题快速得解.

(作者单位:江苏省南京市第一中学)

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