最全的数列通项公式的求法数列是高考中的重点内容之一,每年的高考题都会考察到,小题一般较易,大题一般较难。
而作为给出数列的一种形式——通项公式,在求数列问题中尤其重要。
本文给出了求数列通项公式的常用方法。
一、直接法根据数列的特征,使用作差法等直接写出通项公式。
二、公式法①利用等差数列或等比数列的定义求通项②若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-2111n S S n S a n n n 求解. (注意:求完后一定要考虑合并通项)例2.①已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足1,)1(2≥-+=n a S n n n .求数列{}n a 的通项公式.②已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足21n S n n =+-,求数列{}n a 的通项公式.③ 已知等比数列{}n a 的首项11=a ,公比10<<q ,设数列{}n b 的通项为21+++=n n n a a b ,求数列{}n b 的通项公式。
③解析:由题意,321++++=n n n a a b ,又{}n a 是等比数列,公比为q ∴q a a a a b b n n n n n n =++=+++++21321,故数列{}n b 是等比数列,)1(211321+=+=+=q q q a q a a a b , ∴ )1()1(1+=⋅+=-q q q q q b n n n三、归纳猜想法如果给出了数列的前几项或能求出数列的前几项,我们可以根据前几项的规律,归纳猜想出数列的通项公式,然后再用数学归纳法证明之。
也可以猜想出规律,然后正面证明。
四、累加(乘)法对于形如)(1n f a a n n +=+型或形如n n a n f a )(1=+型的数列,我们可以根据递推公式,写出n 取1到n 时的所有的递推关系式,然后将它们分别相加(或相乘)即可得到通项公式。
例4. 若在数列{}n a 中,31=a ,n a a n n +=+1,求通项n a 。
例5.在数列{}n a 中,11=a ,n n n a a 21=+(*N n ∈),求通项n a 。
五、取倒(对)数法a 、rn n pa a =+1这种类型一般是等式两边取对数后转化为q pa a n n +=+1,再利用待定系数法求解b 、数列有形如0),,(11=--n n n n a a a a f 的关系,可在等式两边同乘以,11-n n a a 先求出.,1n na a 再求得c 、)()()(1n h a n g a n f a n nn +=+解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为q pa a n n +=+1。
例6..设数列}{n a 满足,21=a ),N (31∈+=+n a a a n nn 求.n a 例7 设正项数列{}n a 满足11=a ,212-=n n a a (n ≥2).求数列{}n a 的通项公式.解:两边取对数得:122log 21log -+=n n a a ,)1(log 21log 122+=+-n na a ,设1log 2+=n a nb ,则12-=n n b b {}n b 是以2为公比的等比数列,11log 121=+=b .11221--=⨯=n n n b ,1221log -=+n a n ,12log 12-=-n a n , ∴1212--=n n a变式:1.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; 2、若数列的递推公式为11113,2()n na n a a +==-∈,则求这个数列的通项公式。
3、已知数列{n a }满足2,11≥=n a 时,n n n n a a a a 112--=-,求通项公式。
4、已知数列{a n }满足:1,13111=+⋅=--a a a a n n n ,求数列{a n }的通项公式。
5、若数列{a n }中,a 1=1,a 1+n =22+n na a n ∈N +,求通项a n . 六、迭代法迭代法就是根据递推式,采用循环代入计算. 七、待定系数法:1、通过分解常数,可转化为特殊数列{a n +k}的形式求解。
一般地,形如a 1+n =p a n +q (p ≠1,pq ≠0)型的递推式均可通过待定系数法对常数q 分解法:设a 1+n +k=p (a n +k )与原式比较系数可得pk -k=q ,即k=1-p q,从而得等比数列{a n +k}。
例9、数列{a n }满足a 1=1,a n =21a 1-n +1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式。
说明:通过对常数1的分解,进行适当组合,可得等比数列{ a n -2},从而达到解决问题的目的。
练习、1数列{a n }满足a 1=1,0731=-++n n a a ,求数列{a n }的通项公式。
2、已知数列{}n a 满足11=a ,且132n n a a +=+,求n a .2、递推式为11+++=n n n q pa a (p 、q 为常数)时,可同除1+n q ,得111+⋅=++nnn n q a q p q a ,令n n nq a b =从而化归为q pa a n n +=+1(p 、q 为常数)型.、例10.已知数列{}n a 满足11=a ,123-+=n n n a a )2(≥n ,求n a .解:将123-+=n n n a a 两边同除n 3,得n n n n a a 32131-+=⇒1133213--+=n n nn a a 设n n n a b 3=,则1321-+=n n b b .令)(321t b t b n n -=--⇒t b b n n 31321+=-⇒3=t .条件可化成)3(3231-=--n n b b ,数列{}3-n b 是以3833311-=-=-a b 为首项,32为公比的等比数列.1)32(383-⨯-=-n n b .因n n n a b 3=, )3)32(38(331+⨯-==∴-n n n n n b a ⇒2123++-=n n n a .3、形如b an pa a n n ++=+1)001(≠≠,a 、p解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令)()1(1y xn a p y n x a n n ++=++++,与已知递推式比较,解出y x ,,从而转化为{}y xn a n ++是公比为p 的等比数列。
例11:设数列{}n a :)2(,123,411≥-+==-n n a a a n n ,求n a . 解:令1(1)3()n n a x n y a xn y ++++=++ 化简得:1322n n a a xn y x +=++-所以2221x y x =⎧⎨-=-⎩解得10x y =⎧⎨=⎩,所以1(1)3()n n a n a n +++=+ 又因为115a +=,所以数列{}n a n +是以5为首项,3为公比的等比数列。
从而可得1153,53-n n n n a n a n --+=⨯=⨯所以 4、形如21n n a pa an bn c +=+++)001(≠≠,a 、p 解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令221(1)(1)()n n a x n y n c p a xn yn c ++++++=+++,与已知递推式比较,解出y x ,,z.从而转化为{}2n a xn yn c +++是公比为p 的等比数列。
例12:设数列{}n a :2114,321,(2)n n a a a n n -==+-≥,求n a .八:不动点法,形如 hra qpa a n n n ++=+1解法:如果数列}{n a 满足下列条件:已知1a 的值且对于N ∈n ,都有hra qpa a n n n ++=+1(其中p 、q 、r 、h 均为常数,且r h a r qr ph -≠≠≠1,0,),那么,可作特征方程hrx qpx x ++=,当特征方程有且仅有一根0x 时,则01n a x ⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是等差数列;当特征方程有两个相异的根1x 、2x 时,则12n n a x a x ⎧⎫-⎨⎬-⎩⎭是等比数列。
例15:已知数列}{n a 满足性质:对于,324,N 1++=∈-n n n a a a n 且,31=a 求}{n a 的通项公式.九:换元法:类比函数的值域的求法有三角代换和代数代换两种,目的是代换后出现的整体数列具有规律性。
例16 已知数列{}n a满足111(14116n n a a a +=+=,,求数列{}n a 的通项公式。
解:令n b =21(1)24n n a b =- 故2111(1)24n n a b ++=-,代入11(1416n n a a +=+得 221111(1)[14(1)]241624n n n b b b +-=+-+ 即2214(3)n n b b +=+因为0n b =,故10n b +=≥则123n n b b +=+,即11322n n b b +=+,可化为113(3)2n n b b +-=-,所以{3}n b -是以13332b -===为首项,以21为公比的等比数列,因此121132()()22n n n b ---==,则21()32n n b -=+21()32n -=+,得2111()()3423n n n a =++。
评注:本题解题的关键是通过将的换元为n b ,使得所给递推关系式转化11322n n b b +=+形式,从而可知数列{3}n b -为等比数列,进而求出数列{3}n b -的通项公式,最后再求出数列{}n a 的通项公式。
例18. 已知数列{}n a 满足211=a ,211n n a a +=+,求n a 。
解析:设3cos 211π==a ,∵ 211n n a a +=+,∴ 6cos 2π=a ,32cos 23⋅=πa ,…,32cos 1⋅=-n n a π总之,求数列的通项公式,就是将已知数列转化成等差(或等比)数列,从而利用等差(或等比)数列的通项公式求其通项。
十、双数列解法:根据所给两个数列递推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。
例19. 已知数列{}n a 中,11=a ;数列{}n b 中,01=b 。
当2≥n 时,)2(3111--+=n n n b a a ,)2(3111--+=n n n b a b ,求n a ,n b .解:因=+n n b a ++--)2(3111n n b a )2(3111--+n n b a 11--+=n n b a所以=+n n b a 11--+n n b a 1112222=+=+=•••=+=--b a b a b a n n 即1=+n n b a (1)又因为=-n n b a -+--)2(3111n n b a )2(3111--+n n b a )(3111---=n n b a所以=-n n b a )(3111---n n b a =-=--))31(222n n b a ……)()31(111b a n -=-1)31(-=n .即=-n n b a 1)31(-=n ………………………(2) 由(1)、(2)得:])31(1[211-+=n n a , ])31(1[211--=n n b十一、周期型 解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。