高中数学竞赛数列问题一、 高考数列知识及方法应用(见考纲) 二、 二阶高次递推关系1.因式分解降次。
例:正项数列{a n },满足12+=n n a S ,求a n (化异为同后高次)2.两边取对数降次。
例:正项数列{a n },a 1=1,且a n ·a n+12 = 36,求a n三、 线性递推数列的特征方程法 定理1:若数列{a n }的递推关系为a n+2=λ1a n+1+λ2a n ,则设特征方程x 2=λ1x+λ2,且此方程有相异两根x 1,x 2(x 1≠x 2),则必有a n =c 1x 1n +c 2x 2n,其中c 1,c 2由此数列已知前2项解得,即⎩⎨⎧+=+=222211222111x c x c a x c x c a 或由⎩⎨⎧+=+=22111210x c x c a c c a 得到。
(见训练及考试题)定理2:若方程x 2=λ1x+λ2有相等重根x 0,则有a n =(c 1+c 2n )x 0n ,其中c 1,c 2仍由定理1方程组解得。
例如.:1,已知.数列{}n a 满足)(,11221+++∈+===N n a a a a a n n n ,求数列{}n a 的通项公式2,.数列{}n a 中,设,2,1321===a a a 且)3(3211≥+=--+n a a a a n n n n ,求数列{}n a 的通项公式3,.数列}{n a 满足:.,236457,1210N n a a a a n n n ∈-+==+证明:(1)对任意n a N n ,∈为正整数;(2)求数列}{n a 的通项公式。
4,已知.数列{}n a 满足121,2,a a n N +==∈都有2144n n n a a a ++=-,求数列{}n a 的通项公式四、 特殊递推的不动点法 ( f (x )= x 的解称为f (x )的不动点 ) 定理1:若数列{a n }满足递推:a n+1=a ·a n +b (a ,b ∈R ), 则设x=ax+b ,得不动点10--=a bx 且数列递推化为:a n+1-x 0=a (a n -x 0),进而用构造法解得。
定理2:若数列{a n }满足递推:)(01≠-+⋅+⋅=+bc ad da c ba a a n n n ,则设dcx bax x ++=,得不动点x 1,x 2, 若x 1≠x 2,则原递推化为:)(21212111x a x a c x a c x a x a x a n n n n ----=--++,再由构造法解得。
若x1=x2=x0,即有唯一不动点x0时,原递推可化为:da cx a x a n n ++-=-+211001,再由构造法解得。
例如:1,在数列{a n }中,若a 1=1,a n +1=2a n +3 (n ≥1),求该数列的通项a n2,已知.数列{}n a 满足:11381,23n n n a a a a ++==+,求该数列的通项a n 3,已知.数列{}n a 满足:1121,23n n n a a a a +--==+,求该数列的通项a n五、 递推构造法1.若数列递推满足a n+1=k 1a n +k 2·2n ,注意构造变形为(a n+1+A ·2n+1)= k 1(a n +A ·2n ),展开后与原递推相同,求出A 得值,再化为等比数列解决。
2.若数列递推满足a n+1=k 1a n +k 2n 2+k 3n ,注意构造变形为 (a n+1+A(n+1)2+B(n+1)+c )= k 1(a n +An 2+Bn+c ),展开后与原递推相同而求出A ,B ,C 的值,再化为等比数列解决。
3.若数列为a n+1=-3a n +2n - n 呢?例如:1,求所有a 0∈R ,使得由a n+1=2n -3a n (n ∈N )所确定得数列a 0,a 1,a 2,…是递增的。
2,某运动会开了n 天(1)n >,共发出m 枚奖牌:第一天发出1枚加上余下的17,第二天发出2枚加上余下的17;如此持续了(1)n -天,第n 天发出n 枚. 该运动会开了________天,共发了____________枚奖牌.后注:以上方法相辅相成,不可孤立理解,当条件不符合时不可随意应用。
例:若不知a 1,a 2的确定值,a n+2=2a n+1+3a n 都不可以用特征方程法。
望大家结合数列其他讲义及考题认真领会。
数列训练题1.(2006年广东卷)在德国不莱梅举行的第48届世乒赛期间,某商场橱窗里用同样的乒乓球堆成若干准“正三棱锥”形的展品,其中第一堆只有一层,就一个乒乓球;第2、3、4、…堆最底层(第一层)分别按图4所示方式固定摆放.从第一层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第n 堆第n 层就放一个乒乓球,以)(n f 表示第n 堆的乒乓球总数,则=)3(f ;=)(n f (答案用n 表示) .2. ( 2006年重庆卷)在数列{a n }中,若 a 1=1,a n +1=2a n +3 (n ≥1),则该数列的通项 a n =_____.3.(2006年全国卷II )函数f (x )=∑i =119|x -n |的最小值为 ( )(A )190 (B )171 (C )90 (D )45 4.(2006年全国卷I )设{}n a 是公差为正数的等差数列,若12315a a a ++=,12380a a a =,则111213a a a ++=A .120B .105C .90D .755.(2006年江西卷)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若1O a B u u u r =200OA a OC u u u r u u u r+,且A 、B 、C 三点共线(该直线不过原点O ),则S 200=( )A .100 B. 101 C.200 D.201 6.(2006年辽宁卷)在等比数列{}n a 中,12a =,前n 项和为n S ,若数列{}1n a +也是等比数列,则n S 等于(A)122n +- (B) 3n (C) 2n (D)31n - 7.(2006年山东卷)已知a 1=2,点(a n ,a n+1)在函数f (x )=x 2+2x 的图象上,其中=1,2,3,…(1) 证明数列{lg(1+a n )}是等比数列;(2) 设T n =(1+a 1) (1+a 2) …(1+a n ),求T n 及数列{a n }的通项;(3) 记b n =211++n n a a ,求{b n }数列的前项和S n ,并证明S n +132-n T =1.8.(2006年上海卷)已知有穷数列{n a }共有2k 项(整数k ≥2),首项1a =2.设该数列的前n 项和为n S ,且1+n a =n S a )1(-+2(n =1,2,┅,2k -1),其中常数a >1.(1)求证:数列{n a }是等比数列;(2)若a =2122-k ,数列{n b }满足n b =)(log 1212n a a a n⋅⋅⋅(n =1,2,┅,2k ),求数列{n b }的通项公式;(3)若(2)中的数列{n b }满足不等式|1b -23|+|2b -23|+┅+|12-k b -23|+|k b 2-23|≤4,求k 的值.9.(2006年全国卷II )设数列{a n }的前n 项和为S n ,且方程x 2-a n x -a n =0有一根为S n -1,n =1,2,3,…. (Ⅰ)求a 1,a 2; (Ⅱ){a n }的通项公式.(只须写出即可)10. (2006年上海春卷)已知数列3021,,,a a a Λ,其中1021,,,a a a Λ是首项为1,公差为1的等差数列;201110,,,a a a Λ是公差为d 的等差数列;302120,,,a a a Λ是公差为2d 的等差数列(0≠d ). (1)若4020=a ,求d ;(2)试写出30a 关于d 的关系式,并求30a 的取值范围;(3)续写已知数列,使得403130,,,a a a Λ是公差为3d 的等差数列,……,依次类推,把已知数列推广为无穷数列. 提出同(2)类似的问题((2)应当作为特例),并进行研究,你能 得到什么样的结论? 11.(2006年广东卷)已知公比为)10(<<q q 的无穷等比数列}{n a 各项的和为9,无穷等比数列}{2n a 各项的和为581.(Ⅰ)求数列}{n a 的首项1a 和公比q ;(Ⅱ)对给定的),,3,2,1(n k k ⋅⋅⋅=,设)(k T 是首项为k a ,公差为12-k a 的等差数列.求数列)(k T 的前10项之和;(Ⅲ)设i b 为数列)(i T 的第i 项,n n b b b S +⋅⋅⋅++=21,求n S ,并求正整数)1(>m m ,使得m Sn n ∞→lim 存在且不等于零. 12.(2006年福建卷)已知数列{}n a 满足*111,21().n n a a a n N +==+∈(I )求数列{}n a 的通项公式;(II )证明:*122311...().232n n a a a n nn N a a a +-<+++<∈13.(2006年安徽卷)数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知()211,1,1,2,2n n a S n a n n n ==--=⋅⋅⋅(Ⅰ)写出n S 与1n S -的递推关系式()2n ≥,并求n S 关于n 的表达式; (Ⅱ)设()()()1/,n n n n n S f x x b f p p R n+==∈,求数列{}n b 的前n 项和n T 14.(2006年全国卷I )设数列{}n a 的前n 项的和14122333n n n S a +=-⨯+,1,2,3,n =g g g(Ⅰ)求首项1a 与通项n a ;(Ⅱ)设2nn n T S =,1,2,3,n =g g g ,证明:132ni i T =<∑15.(2006年江西卷)已知数列{a n }满足:a 1=32,且a n =n 1n 13na n 2n N 2a n 1*≥∈--(,)+-求数列{a n }的通项公式;数列竞赛训练题1.数列{}n a 中,设1,01=>a a n 且6213=⋅+n n a a ,求数列{}n a 的通项公式.2.已知.数列{}n a 满足)2(11,21211≥-+==-n n a a a n n ,求数列{}n a 的通项公式3. 已知.数列{}n a 满足)(,11221+++∈+===N n a a a a a n n n ,求数列{}n a 的通项公式4. 已知.数列{}n a 满足1245,0211++==+nn n a a a a ,求数列{}n a 的通项公式5. 数列{}n a 中,设,121==a a 且)1(2212≥+-=++n a a a n n n n ,求数列{}n a 的通项公式6. 数列{}n a 中,设,2,1321===a a a 且)3(3211≥+=--+n a a a a n n n n ,求数列{}n a 的通项公 式7.数列{}n a 满足:)3(21≥-=--n a a a n n n ,如果前1492项的和是1985,而前1985项的和为1492,求该数列的前2001项之和.8. 已知.数列{}n a 满足1)1(1+++=n n n n a n ,求数列{}n a 的前n 项和.参考答案1. =)3(f 10,6)2)(1()(++=n n n n f2. a n =123n +-.3. C4. B 12322153155a a a a a ++=⇒=⇒=,()()1232228080a a a a d a a d =⇒-+=,将25a =代入,得3d =,从而()()11121312233103530105a a a a a d ++==+=⨯+=。