李志娜
由递推式求数列的通项公式问题在数列中比较常见,此类问题的难度一般不大,但题型多变,需根据递推式的形式、特点,采用不同的方法进行求解.本文重点探讨一下三类递推式以及求数列通项公式的方法.
一、a=pa+q型
对于形如a=pa+q(p、q为非零常数)的递推式,当p=1时,数列{a}是等差数列,可直接根据等差数列的通项公式进行求解;当p≠1时,需设a+t=p(a+t),将其与a=pa+q中a的系数、常数进行对比,求得t的值,以便构造出等比数列{a+t},进而根据等比数列的通项公式求得{a}的通项公式.
例1.已知在数列{a}中,a=1,a=2a+3,求数列{a}的通项公式.
解:设a+t=2(a+t),
则a=2a+t,
由a=2a+3可得t=3,
故数列{a+3}是首项为a+3=4,公比为2的等比数列,
所以a+3=4·2,
因此数列{a}的通项公式为a=2-3.
引入参数t,便可构造出首项为4、公比为2的等比数列,根据等比数列的通项公式即可求得数列的通项公式.解答本题,关键是根据递推式的特点设出新的关系式,据此构造出等比数列.
二、a=pa′型
当遇到形如a=pa′(p>0,且p、r为非零常数)的递推式时,可在递推式a=pa′的左右两边同时取对数,得到lga=rlga+lgp.当r=1时,{1ga}是公差为lgp的等差数列,运用等差数列的通项公式即可求得数列的通项公式;当r≠1且p=1时,{lga}是公比为r的等比数列,可根据等比数列的通项公式解题.当r≠1且p≠1时,需将问题转化为a=pa+q(p、q为非零常数)型数列的通项公式问题进行求解.
例2.已知数列{a}中,a=2,a=a,求数列{a}的通项公式.
解:由题意可知a>0,
在a=a的左右兩边同时取对数得lga=1ga,
∴lga=3lga,
∴数列{lga}是首项为lga=lg2、公比为3的等比数列,
∴lga=3lg2=lg2,
∴{a}的通项公式为a2.
本题中的递推式为。a=pa′型,且r≠l,于是在递推式的左右两边同时取对数,得到lga=3lna,构造出等比数列{lga},根据等比数列的通项公式就能求得{a}的通项公式.
解答本题的关键是在递推式的左右两边同时取倒数,构造出等差数列.此类递推式的特点是:(1)递推式为分式;(2)分子、分母中同时含有a或a.
由此可见,由复杂的递推式求数列的通项公式,可通过引入待定系数、取对数、取倒数等方式,将递推式进行变形,以便构造出等差数列或等比数列,将问题转化为常规的等差、等比数列问题来求解.